大慶某污水廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)方案

郭爽

摘 要：大慶某污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬m3/d，原設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)根據(jù)環(huán)保要求需對(duì)污水廠進(jìn)行提標(biāo)改造，出水執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。通過分析現(xiàn)狀各構(gòu)筑物的問題及處理能力，確定污水廠提標(biāo)改造方案，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：污水廠;提標(biāo)改造

大慶某污水處理廠始建于2007年，污水處理采用前置反硝化二級(jí)曝氣生物濾池工藝，污泥處理采用疊螺濃縮脫水工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬m3/d，設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，存在的主要問題是：目前實(shí)際處理水量未達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)際最大處理量為1.2萬m3/d，出水指標(biāo)不能穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。由于國家對(duì)環(huán)保要求越來越高，各個(gè)流域分別出臺(tái)地方標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局頒發(fā)的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）修改單的公告，城區(qū)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時(shí)，執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。大慶某污水處理廠出水排入北二十里泡，目前該廠出水水質(zhì)達(dá)到《城區(qū)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)完善改造工程的實(shí)施極為緊迫。

一、污水處理廠現(xiàn)狀及改造要求

（一）現(xiàn)狀水量、進(jìn)出水水質(zhì)

原污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模2.5萬m3/d，經(jīng)過近十年的運(yùn)行，目前污水廠處理規(guī)模始終沒有達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，經(jīng)標(biāo)定，實(shí)際最大處理能力僅為1.2萬m3/d。實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示，經(jīng)過一級(jí)處理及生物處理后，尾水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

（二）原有工藝運(yùn)行情況分析

現(xiàn)狀污水廠最大處理水量僅有1.2萬m3/d，處理工藝流程如圖1所示，現(xiàn)狀處理系統(tǒng)存在的問題如下：

1、在進(jìn)水水量未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的情況下，出水水質(zhì)仍無法全部達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

2、曝氣生物濾池系統(tǒng)無法到達(dá)預(yù)期設(shè)計(jì)要求：1）原設(shè)計(jì)水頭損失未考慮回流水量所產(chǎn)生的水頭損失，導(dǎo)致DN池一直未進(jìn)行內(nèi)回流;2）氣浮預(yù)處理系統(tǒng)強(qiáng)度過量導(dǎo)致生物濾池內(nèi)生物相不滿足要求;

3、調(diào)節(jié)水池只有一格無法完成檢修，且由于進(jìn)出水方向設(shè)置呈90度，導(dǎo)致池內(nèi)水流狀態(tài)短流，存在死水區(qū)，有淤積，且由于泵坑深度較淺，水泵安裝高度高，導(dǎo)致調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容積達(dá)不到設(shè)計(jì)值。

（三）提標(biāo)改造設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)的要求

污水處理廠原設(shè)計(jì)規(guī)模2.5萬m3/d，提標(biāo)改造后仍保持處理規(guī)模不變。對(duì)比污水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，并參考數(shù)據(jù)、相似區(qū)域排放污水水質(zhì)，進(jìn)水水質(zhì)仍按照原設(shè)計(jì)執(zhí)行。污水處理廠的出水水質(zhì)需執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

（四）污水廠提標(biāo)改造的原則

在出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，為實(shí)現(xiàn)污水處理廠搞笑、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行，主要遵循以下原則：1）選擇先進(jìn)、高效、合理、經(jīng)濟(jì)，并能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的處理工藝;2）盡量不改動(dòng)或少改動(dòng)正在運(yùn)行的污水處理系統(tǒng)，避免對(duì)已建系統(tǒng)運(yùn)行的干擾;3）充分利用原有構(gòu)筑物和機(jī)電設(shè)備，使其適應(yīng)改造后污水處理工藝的要求，以降低工程投資;4）改造升級(jí)方案需根據(jù)現(xiàn)有污水處理廠水力高程及平面布置，嵌入新建構(gòu)筑物，盡量減少水力提升。。

二、污水處理廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)

本工程污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)BOD5/CODCr=0.51，屬于可生化性好的污水。本工程宜采用具有脫氮除磷效果的活性污泥法作為主要的污水處理工藝，但是根據(jù)目前污水廠實(shí)際進(jìn)水的水質(zhì)情況，現(xiàn)狀BOD一般都在100mg/L以下，BOD5/TN≤2，在進(jìn)水BOD沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值的階段，需設(shè)置投加碳源的措施。

（一）二級(jí)處理工藝的設(shè)計(jì)

方案一： 原有曝氣生物濾池，現(xiàn)有池體及設(shè)備良好，改造時(shí)盡量保證不改變現(xiàn)有池體，通過計(jì)算，現(xiàn)有曝氣生物濾池規(guī)模降為0.7萬m3/d，氣浮池內(nèi)混凝藥劑改為活化硅酸。本次改造需新建生化處理系統(tǒng)1.8萬m3/d。

方案二：新建生化處理系統(tǒng)2.5萬m3/d，原有氣浮池廢棄，曝氣生物濾池DN池改造為深度處理砂濾池。方案二具體工藝流程如圖2所示：

從技術(shù)角度來講，方案一最大限度的利用現(xiàn)有建構(gòu)筑物，但流程較長，曝氣生物濾池的操作復(fù)雜，由于原有曝氣生物濾池不能在設(shè)計(jì)水質(zhì)下，保證2.5萬m3/d的處理水量，需要新建生化池及深度處理單元;方案二流程簡單，廢棄了原有的氣浮池，將原有曝氣生物濾池的DN池改造為深度處理單元，完全新建一套處理規(guī)模為2.5萬m3/d的生物處理系統(tǒng)，省去了二次提升。從經(jīng)濟(jì)角度來講，方案二無論的基建投資還是運(yùn)行費(fèi)用都較方案一少。本工程為改造工程，為保證出廠水水質(zhì)，節(jié)省占地，二沉池池型選用周進(jìn)周出矩形沉淀池，并與A2O生化池合建，建成A2O生化池、沉淀一體池。

A2O生化池及二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)：

1、生化區(qū)

池型為廊道推流式，分為2格。單格尺寸：L×B×H =49m×35.2m×7.5m，其中有效水深6.0m;水力停留時(shí)間：T=19.05h;混合液懸浮固體濃度： MLSS=3.5g/l，

總泥齡：SRT=19.33;其中缺氧泥齡θCF =2.34d，好氧泥齡θCO=9.34d;

污泥負(fù)荷：? F/M= 0.070kgBOD/kgMLSS;

外回流比：100%;內(nèi)回流比：300%;

剩余產(chǎn)泥量：G=3480.50kg/d;供氣量6369 m3/h，

2、沉淀區(qū)

采用矩形沉淀池，沉淀池平面尺寸49m×10.7m，池深4.8m，有效水深4.3m。設(shè)計(jì)表面負(fù)荷1.0m3/m2.h。

（二）深度處理工藝的設(shè)計(jì)

方案一：本工程污水廠現(xiàn)狀有氣浮池一座，本工程推薦方案中設(shè)計(jì)廢棄該氣浮池，因此，該氣浮池作為深度處理設(shè)施。氣浮池分兩格，單格尺寸為22x4.8m，現(xiàn)狀運(yùn)行良好，可作為深度處理設(shè)施使用。

方案二：本工程現(xiàn)有曝氣生物濾池中的DN池經(jīng)更換濾料及進(jìn)水方式改造后，改為砂濾池，可作為深度處理設(shè)施使用，在濾池進(jìn)水端投加藥劑后，可達(dá)到微絮凝——過濾效果，同時(shí)去除TP。

方案一的優(yōu)點(diǎn)在于氣浮池運(yùn)行維護(hù)簡單，易于管理。但方案一的缺點(diǎn)在于，由于現(xiàn)狀氣浮池的進(jìn)水標(biāo)高較高，二沉池出水無法自流進(jìn)入氣浮池，需要增加提升設(shè)備或降低現(xiàn)狀一體化氣浮池高度，工程難度較大;另外，由于氣浮池較小，在設(shè)計(jì)最大水量時(shí)，其上升流速達(dá)到1.36m/s，上升流速過大勢(shì)必導(dǎo)致處理效果較差，SS去除效果無法保證。

方案二的優(yōu)點(diǎn)在于，由于現(xiàn)狀DN池共有8座，本工程設(shè)計(jì)僅需改造其中6座即可達(dá)到本工程對(duì)于深度處理的需要，且僅需更換濾料及改變進(jìn)水方式即可達(dá)到本工程深度處理要求，改造工程量較小;另外，過濾工藝作為廣泛應(yīng)用的深度處理工藝，可以保證出水SS<10mg/l，出水水質(zhì)較好。但方案二的缺點(diǎn)在于，濾池的運(yùn)行需要每天進(jìn)行反沖洗，管理較為復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)難度較高。

綜上所述，隨著國家對(duì)環(huán)保的要求逐年提高，對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)的考核逐年嚴(yán)格，本工程應(yīng)以保證污水廠出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)為核心設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此，推薦方案二作為深度處理工藝。

深度處理濾池設(shè)計(jì)參數(shù)：

將原有曝氣沉砂池6格DN池進(jìn)行改造，單格尺寸7.0×6.3m， 承托層厚0.45m，采用礫石，更換原有濾料及底部配水配氣裝置（長柄濾頭），濾料采用石英砂（有效粒徑0.9-1.2mm）濾料層厚1.5m，濾層上水深2.05m，超高0.7m，配水配氣層高度1.1m，濾池總高7.3m，設(shè)計(jì)濾速3.94m/h。降低進(jìn)水堰標(biāo)高，改上向流濾池為下向流，出水設(shè)置水位控制措施。

在曝氣生物濾池進(jìn)水豎井內(nèi)設(shè)攪拌器一臺(tái)，投加PAC混凝劑。

（三）除臭設(shè)計(jì)

考慮到原有污水廠污泥脫水間內(nèi)設(shè)有2套生物除臭濾池，可滿足污泥脫水間內(nèi)除臭，但是無法滿足整個(gè)廠區(qū)內(nèi)預(yù)處理及生化池的除臭，本工程推薦新增除臭工藝采用全過程除臭工藝作為污染氣體治理方案。除臭后滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）和GB18918-2002廠界廢氣排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。除臭污泥回流量按照5%進(jìn)水量來考慮。

（四）工藝特點(diǎn)

1、完全新建生化處理系統(tǒng)，采用周進(jìn)周出矩形二沉池，并與A2O生化池合建，這樣的結(jié)構(gòu)形式既節(jié)省了土建、土地又節(jié)省了水力高程，降低了工程投資成本和運(yùn)行成本，本工程項(xiàng)目總投資3727.97萬元，。

2、將原有的DN池改造為砂濾池，最大限度的利用了原有的土建池體，且砂濾池對(duì)出水SS保證效果較好，整套工藝系統(tǒng)處理效果穩(wěn)定，能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)語

1、城市污水處理工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，加快完善污水管網(wǎng)，提高污水的收集率，才能充分發(fā)揮污水廠的效益;

2、在對(duì)污水廠進(jìn)行提標(biāo)改造時(shí)，應(yīng)最大限度利用污水廠原有處理構(gòu)筑物及水利高程，技術(shù)經(jīng)濟(jì)都應(yīng)趨于合理。

3、在廠區(qū)的布局上，充分考慮廠區(qū)功能區(qū)劃，布置新建建構(gòu)筑物，并考慮將施工對(duì)污水處理廠正常運(yùn)行的影響降到最低。

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