氧化溝-MBR工藝處理縣城污水工程實例分析

陶剛

摘 ?要：安龍縣城西污水處理廠在不新征建設用地的基礎上進行技術提升改造，采用“MBR+消毒工藝”作為主體工藝將污水處理廠現狀的一級B標排放標準提升到一級A標排放標準，為區域社會經濟可持續發展創造良好的條件。

關鍵詞：污水處理廠;水質;提標改造;MBR工藝

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0099-02

Abstract： On the basis of no new construction land， the Chengxi Sewage Treatment Plant in Anlong County carried out technical upgrading and transformation， and adopted "MBR+disinfection process" as the main process to raise the current discharge standard of the sewage treatment plant from the first class B standard to the first class A standard， so as to create good conditions for the sustainable development of regional society and economy.

Keywords： sewage treatment plant; water quality; standard lifting transformation; MBR process

1 工程概況

安龍縣已經建成投入使用的污水處理廠有城東污水處理廠和城西污水處理廠;總設計處理能力為11000m3/d。其中：2006年9月建成的城東污水處理廠設計處理能力為5000m3/d，采用的處理工藝是生物濕地法處理工藝。2010年12月建成的城西污水處理廠設計處理能力為3000m3/d，采用的處理工藝是氧化溝處理工藝。2014年12月建成的城西污水處理廠二期工程設計處理能力為3000m3/d，采用的處理工藝是氧化溝處理工藝。

按照國務院《水污染防治行動計劃》（國發【2015】17號）、《省人民政府關于印發貴州省水污染防治行動計劃工作方案的通知》（黔府發【2015】39號）、《關于印發貴州省2017年水污染防治年度實施方案的通知》（黔水污防辦【2017】2號）等文件要求，為持續改善全省水環境質量，確保順利完成水污染防治行動各項目標任務，重點湖泊、重點流域水庫等敏感區域城鎮污水處理設施，2017年底前全面達到一級A排放標準。新標準對安龍縣地區的城鎮污水處理廠出水提出了較高標準要求，改善安龍縣地區周邊及下游的水體環境質量，保護安龍縣得天獨厚的旅游、投資環境，創造健康和諧的生活，安龍縣城西污水處理廠提標改造工程的建設已勢在必行。

通過對城西污水處理廠的運行現狀和建設條件進行分析，提出了污水處理提標改造方案，使其出水達到一級A標后排放：對奧貝爾氧化溝進行改造，在其后增設膜池及其附屬設備間，提標改造后的核心工藝為氧化溝-MBR工藝;同時改造紫外消毒設備;使污水處理廠出水達到一級A標。

2 污水處理工藝優化比選

2.1 改造前排水存在問題

安龍縣城西污水處理廠主要存在的問題如下：

（1）污水處理廠部分設備老化，致使污染物處理效率偏低[1];（2）廠區奧貝爾氧化溝采用轉碟曝氣，曝氣效率較低，廠區脫氮效果差;（3）城西污水處理廠排放標準偏低，為一級B標，急需提標改造，增設深度處理設施，以達到一級A標排放。

2.2 提標改造工程進出水水質

（1）污水進廠水質的確定：根據污水處理廠近2年進水水質統計分析，安龍縣城西污水處理廠進水水質為：BOD5≤120mg/L;CODcr≤250mg/L;SS≤110mg/L;NH3-N≤28mg/L;TP≤3mg/L; TN≤32mg/L;PH≤6-9。（2）安龍縣城西污水處理廠污水廠出水執行一級A類標準，即污水出廠水質指標為：BOD5≤10mg/L;CODcr≤50mg/L;SS≤10mg/L;NH3-N≤5mg/L;TN≤15mg/L;TP≤0.5mg/L;PH≤6-9;糞大腸菌群數≤103個/L。動植物油≤1.0mg/L，石油類≤1.0mg/L。

2.3 污水處理方案優選

根據工程特性和規模，設計優選“MBR+消毒”“卡魯塞爾2000氧化溝+BAF+UF+消毒”和“CASS+微絮凝沉淀+V型濾池+消毒”三種方案進行對比分析，即：

2.3.1 方案一“MBR+消毒”工藝

優點：（1）是目前最先進的水處理工藝;出水水質標準高[2-3];（2）出水水質非常穩定，抗沖擊負荷高，保證再生水使用的安全可靠性;（3）除磷脫氮效果最好，處理效率高;（4）構筑物少，可省去二沉池和深度處理工藝，占地面積小;（5）自動化程度高，運行管理方便，減少管理人員;（6）膜過濾精度高，細菌可以被濾除，消毒劑用量明顯減少;（7）剩余污泥量少，減少二次污染，污泥處理費用低。

缺點：（1）投資相對較高;（2）運行成本較高。

2.3.2 方案二“卡魯塞爾2000 氧化溝+BAF+UF+消毒”

優點：（1）出水水質標準高，抗沖擊負荷一般，保證再生水使用的安全可靠性;（2）除磷脫氮效果較好;（3）膜過濾精度高，細菌可以被濾除，消毒劑用量明顯減少。

缺點：（1）構筑物占地面積大;（2）后續污泥處理工作量大;運行費用最高;投資最高;（3）濾池需要周期反沖洗;濾料定期更換;（4）污泥排放量大。

2.3.3 方案三“CASS+微絮凝斜板沉淀+V型濾池+消毒”

優點：（1）目前采用的工藝之一，有成熟的運行經驗;（2）除磷脫氮效果較好;（3）自動化程度高;（4）投資最低;（5）運行成本最低。

缺點：（1）抗沖擊負荷低;（2）污泥排放量較大;（3）構筑物占地面積大;（4）管理水平要求高，對出水水質影響較大;（5）濾池需要周期反沖洗;濾料定期更換。

從上述對比分析可知，三種方案都有各自的優缺點?？紤]到安龍縣地區的特殊地位，本方案比選中把保證高標準出水水質和出水水質的安全可靠性作為方案比選的首要因素，同時綜合分析技術先進性、投資、運行管理、運行費用、占地面積、污泥處理等多方面的因素。

通過上述分析可以看出，方案一（MBR+消毒工藝）采用目前世界上最先進的膜生物反應器工藝，優質的出水水質對濕地公園的生態保護意義重大，有效保證高標準的出水水質及再生水回用的安全可靠性，自動化程度高，占地節省，運行管理方便，污泥排放量少，只是投資略高，但也在可以實施接受的范圍內，而且隨著膜生物反應器工藝的普遍應用，占投資比例較大的膜的生產成本將大幅降低，膜更換的費用也隨之降低，因此本初步設計將方案一“MBR+消毒”污水處理工藝作為推薦方案。

3 提標改造方案

安龍縣城西污水處理廠提標改造在原廠址上進行提標改造，提標改造規模：6000m3/d（2020年），出水水質達到一級A標準。

3.1 原氧化溝系統改造

將原有的奧貝爾氧化溝設備更換，拆除沉淀區，形成生化組合池;其主要組成部分為厭氧區、缺氧區、好氧區成，其主要功能是去除污水中的有機污染物及氮、磷等污染物。設計總平均流量：69.4L/s，分2組，每組設計總平均流量：34.7L/s。

（1）厭氧區。預處理出水進入配水井，與缺氧區的進水同時進入厭氧區，使饑餓高效的活性污泥會快速吸附原水中的溶解性有機物，并對難降解的有機物起到良好的水解作用。同時，污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放，活性提高，為好氧條件污泥對磷的大量吸收作準備。平面凈尺寸：3.8×9.6m（2座）;池深：4.0m;有效水深：3.65m;水力停留時間：2.1h。（2）缺氧區。反硝化菌在缺氧的環境下，利用污水中的有機污染物作為碳源，將回流混合液中大量的硝態氮還原成氮氣，完成脫氮過程。與此同時，BOD5濃度下降。平面凈尺寸：7.8×9.6m（2座）;池深：4.0m;有效水深：3.7m;水力停留時間：4.4h;缺氧區污泥回流比：200%。（3）好氧區。好氧區中大量繁殖的活性污泥微生物，降解和吸附水中有機污染物質，以達到凈化水質的目的。好氧區內設曝氣器。平面凈尺寸：11.6×9.6m（2座）;池深：4m;有效水深：3.60m;水力停留時間：6.40h;好氧區混合液回流比：400%;曝氣量：1750Nm3/h。

3.2 MBR膜池

MBR膜池是利用膜對反應池內含泥污水進行過濾，實現泥水分離，同時強化系統生化功能。一方面，膜截留了反應池中的微生物，池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底;另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質量的出水。膜池平面凈尺寸：膜池配水渠：6.68×1.0m（1座，半地下式鋼砼結構，地下0.8m）;膜池：14.4×3.34m（2座）;清洗池：30m3（1座）; 出水池：60m3（1座）;池深：4.0m;有效水深：2.9m;設計平均通量：17.7L/m2·h;水力停留時間：1.5h;膜池污泥回流比：500%。膜池系列數：2列，每系列可單獨運行;每系列膜箱數：16組，膜吹掃風量：2875Nm3/h，氣水比：11.5：1。

3.3 MBR膜設備間

MBR膜設備間主要用于放置產水泵、CIP（在線清洗）泵、剩余污泥泵、在線化學清洗加藥系統、化學除磷系統以及其他輔助設備，同時合建有鼓風機房、電控室和值班室等。MBR膜設備間為地上式框架結構，其中：（1）膜設備間平面尺寸：16.5m×6.3m，高5.0m;（2）鼓風機房平面尺寸：10.3m×6.3m，高5.0m;（3）電控室平面尺寸：6.2m×6.3m，高5.0m;（4）除磷系統PAC投加量：35mg/L。

3.4 新增膜格柵

膜格柵可以充分過濾污水中通常含有的纖維類雜物，該類污染物可以對MBR工藝中微濾膜產生繞絲等不利影響，極大地提高了后續MBR膜生物處理工藝的可靠性，對于后續膜處理單元的正常運行起到非常重要的保護作用。膜格柵渠前后裝有插板閘門以便格柵檢修。運行時膜格柵攔截的柵渣經過溜槽進入高排水螺旋壓榨機，壓實后排入柵渣箱。主要參數：（1）膜格柵渠進水井：平面凈尺寸：2.6×1.5m（1座，地上鋼砼結構）;池深：2.0m;（2）膜格柵渠：平面凈尺寸：6.6×1.5m（1格，地上鋼砼結構）;池深：2.0m;（3）格柵間隙：1mm;柵前水深：0.9m;（4）出水井：平面凈尺寸：2.6×1.5m（1座，半地下鋼砼結構）;池深：6.0m。

4 結束語

根據安龍縣城西污水處理廠現有設施情況及運行管理水平，經技術、經濟等方面對比分析，優選“MBR+消毒工藝”作為主體工藝進行污水出廠提標改造，出水可穩定達到一級A標排放，具有非常良好的工程實踐應用效果。

參考文獻：

[1]薛濤，俞開昌，賈海濤，等.厭氧/氧化溝/MBR工藝處理城市污水研究[J].中國給水排水，2014，30（17）：89-91.

[2]鄒龍生，牛耀嵐，唐婧，等.改良型氧化溝工藝處理縣城廢水的工程實例[J].水處理技術，2020，46（04）：128-132.

[3]王永美.污水處理技術中MBR的應用及進展研究[J].科技創新與應用，2015（17）：140.