成都市某末端鄉鎮污水處理站技術改造及調試經驗

張睿

（四川澤力環保管理咨詢有限公司 四川成都 610000）

1 項目概況

成都市某鄉鎮末端污水處理站始建于2007年，屬于小流域末端處理臨時設施，受建廠投資、背景的影響，在設計和施工階段有很多缺陷，該站上游來水不光為居民生活用水，還含有大量小作坊排放的工業廢水。因此進水濃度波動較大，且經常超出設計標準，出水中氨氮、去除率有時達不到20%、TP去除率達不到50%，2018年通過技術改造及調整運行，旨在提高氨氮、總磷去除效率。

1.1 設計處理水量、進水濃度、出水標準與處理工藝

1.1.1 設計水量、進水濃度

設計處理能力為3000t/d，主要指標設計進水濃度見表1。

表1 設計進水濃度

可見，該站設計進水濃度總，COD、氨氮均符合生活污水常見濃度，但總磷設計值不是很合理。

1.1.2 出水標準

出水需達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB 18918—2002）中的一級A類標準。即COD≤50mg/L、BOD≤10mg/L、氨氮≤5（8）mg/L、TP≤0.5mg/L、總氮≤15mg/L。

1.1.3 設計處理工藝

該站采用流化床為主體工藝，工藝流程圖如下：

圖1 工藝流程

渠道污水通過閘門攔截并經人工格柵、機械格柵去除大塊垃圾、懸浮物、漂浮物后自流進入集水池，污水在集水池內短暫停留后經潛污泵提升進入生物流化床與生物濾池復合式污水處理系統進行曝氣生物處理，降解和去除污水中的大部分COD、BOD、氨氮等污染物，水體中溶解氧通過鼓風機房供風獲得，生物濾池出水自流進入平流沉淀池進行泥水分離，平流沉淀池上清液自流進入砂濾池過濾，過濾后出水進入紫外線消毒渠進行消毒處理，消毒后出水經明渠超聲波流量計計量后達標排放。平流沉淀池中產生的污泥排入污泥池，少量污泥回流，剩余污泥經板框壓濾機脫水干化處理，脫水干化污泥外運規范化處置。

1.2 實際處理量、實際進水濃度和運行情況

1.2.1實際處理量與實際進水濃度

該站2017年實際處理量在冬季時為2000t/d，夏季為3200t/d。實際進水濃度見表2。

表2 進水濃度

通過表2可見站內實際進水濃度均超過設計進水濃度，尤其是在冬季枯水季節，部分指標超過設計進水濃度兩倍以上。

1.2.2 運行情況

該站長期以來COD、BOD基本能穩定達標運行，但TP、氨氮、總氮出水經常超過設計排放標準，有時氨氮、總磷去除率達不到20%，出水感官發黃和懸浮物較多。

1.2.3 原因分析

通過長時間在運行中查找原因以及對設計圖紙的查看、現場測量構筑物實際尺寸、核算設備參數、工藝分析和進水水質化驗等，發現原因主要有以下幾點：

（1）進水原因。

進水濃度超過設計濃度。

（2）設計原因。

①調節池。

根據經驗，調節池停留時間需在4-8h，但站內實際僅為1h，不能起到進水調節作用，尤其是對于該站進水濃度長時間偏高的情況。

②缺氧池。

缺氧池停留時間為3.8h，相對于該站進水濃度過短，且缺少攪拌裝置，缺氧池污泥大部份沉積于底部，不能與污水充分接觸反應。當中間渠道混合液進行回流時，該回流的回流比在3：1，回流量大導致缺氧池污泥進入曝氣池中，增加了曝氣池的負荷。同時缺氧池的缺陷也直接影響了總氮的去除率。

③曝氣池。

曝氣池停留時間為6.3h，停留時間無問題。但原有曝氣池填料不能達到設計預期效果，運行中實際采用的活性污泥法運行，剩余污泥量較原設計大，且污泥大部分堆積在生物濾池無法及時排出，導致曝氣池內活性污泥濃度高，老化嚴重。同時曝氣池采用穿孔曝氣管，溶解氧利用效率低，曝氣池溶解氧低，不利于節能降耗。

④沉淀池。

該站沉淀池從水流走向來看為平流沉淀池，停留時間2.5h，表面負荷為0.86m3/（m·h），設計規范選擇范圍為1-1.5m3/（m·h），實際較規范偏小，同時沉淀池底部并未做有排泥坡度。

⑤無總P去除工藝段。

常規總P去除工藝需厭氧釋放P，好氧吸附P，站內無厭氧工藝段，設計為加藥除磷，通過長時間的運行，發現當加藥濃度控制在120mg/L時，總磷去除效果仍不是很理想，最高去除率僅能達到50%，同時也帶來了后段沉淀池的負荷，出水懸浮物較多。

（3）設備原因。

①原有回轉式風機為四臺，風量為5m3/s，即便全部開啟，經計算也達不到實際進水濃度所需風量，曝氣池溶解氧時常在1以下。

②原有壓濾機為板框壓濾機，壓濾效率低，導致排泥頻次受影響。

2 技術改造

針對站內存在的問題，在經過多年運行查找問題及原因后，在充分利用現有設施的情況下，為了提高站內污水處理效率（主要為氨氮和懸浮物），進行了以下技術改造：

2.1 更換風機

將原有四臺回轉式風機更換為三臺，單臺風量為11m3/s。

2.2 更換壓濾機

將原有板框壓濾機更換為帶式壓濾機，提高污泥壓濾效率，確保能及時排放剩余污泥。

2.3 增加生物濾池排泥系統

針對大量污泥堆積在生物濾池，一定程度上導致曝氣池污泥濃度高，在在生物濾池內增加了污泥回流、排放系統，解決了曝氣池排泥問題。

3 技術改造后效果

3.1 技術改造后初期情況

技術改造后初期仍有超標情況發生，出水懸浮顆粒較多。通過對進水和工藝進一步分析，尋找影響硝化菌生長的因素和引起懸浮物較多的原因以及對除磷劑進行選擇試驗，發現主要問題在于：

3.1.1 影響氨氮去除效率的原因

（1）PH對硝化細菌的影響。

進水pH為在6～6.5之間，通過曝氣池后，pH值降低至6以下，這部分出水在中間渠道回流進入缺氧池再進入曝氣池，造成曝氣池pH值低于6，抑制了硝化細菌生長。

（2）硝化細菌的培養。

通過增加生物濾池排泥設施，雖解決了污泥濃度問題，但調試初期硝化細菌的生長需要長時間的泥齡，曝氣池在調試初期SRT較低，硝化細菌還未生成便進入生物濾池后通過排泥排出。

3.1.2 出水懸浮物問題

中間渠道未及時排泥，底部沉積污泥厭氧顆粒上浮后沉降性差，造成出水懸浮物較多。

3.1.3 TP去除劑的選擇

通過采購三家總磷去除劑來進行對本站進水的對比試驗，均發現效果不為理想，有兩家水變黃，且總磷基本無去除效果，另一家加藥成本較高，估算約為10元/t。故不考慮外購總磷去除劑成品。

3.2 解決辦法

針對調試運行中出現的問題，站內進一步采取了一下工藝調整：

3.2.1 改變回流操作

停止中間渠道往缺氧池的回流，確保硝化細菌生長所需要的堿度。

3.2.2 增加曝氣池污泥回流

增加生物濾池至曝氣池的污泥回流系統，提高曝氣池SRT。

3.2.3 中間渠道沉積污泥排放

排放中間渠道底部沉積污泥，避免污泥長時間沉積在中間渠道底部而引起的厭氧上浮。

3.2.4 TP去除藥劑的搭配

進一步通過實驗室實驗，選擇PAC、無水氯化鈣的作為總磷去除劑，來進行效果對比。

表3 總磷去除試驗結果

可見，對本站污水中總磷的去除，單獨加PAC或氯化鈣效果均不為理想，但當PAC與氯化鈣混合投加時，總磷去除效果最好，且無水氯化鈣較PAC便宜，也能節約運行成本。

4 結論

站內通過技術改造和調試運行中采取的進一步措施，現站內氨氮出水在進水氨氮濃度為60mg/L以內時能長時間的穩定達標，去除率在95%以上，出水清澈，對于偶爾的氨氮出水異常時，出水采用折點加氯法也能控制氨氮的穩定達標、總磷經過PAC和氯化鈣混合加藥，也能穩定達標。但對于其他指標如總氮等因原設計施工原因，仍不能達到理想的去除效率，如要提高這些指標的去除效率，將需新建構筑物和對現有構筑物進行大面積的改造，因此本次技術改造未考慮，待下次業主部門大修整改時考慮。本站本次的技術調整和改造，費用低，周期短，為在不改變現有構筑物的情況下進行，有效的提高了氨氮、TP、懸浮物的去除效率，可為運行中存在同類問題的污水處理廠需進一步發揮功效而資金受限時的技術改造提供參考。