污水處理廠提標改造工程深度處理方案研究

何豫川 安 浩

（中原環保鄭州設備工程科技有限公司，河南 鄭州 450000）

由于污水處理具有更高的標準，在污水處理廠的提標改造中也面臨著更多的難點與瓶頸，如TN、COD、TP等的去除，面對此種情況，就需要采取深度處理的方案。現階段深度處理的方案有很多中，為了確保深度處理方案具有良好的效果，就需要做好對各種深度處理的方案分析，根據實際的情況做好深度處理的方案合理選擇，這樣才能夠使污水處理廠提標改造工程滿足預期要求。

1 項目概況

在某污水處理廠中，其進水主要是市政的生活污水，目前生物處理的單元選擇改良性氧化溝的工藝，其具備獨立性厭氧區、好氧區與缺氧區，能夠實現同步的脫氮除磷處理；二級強化的處理單元選擇高效式沉淀池和精密性過濾器的形式。此提標改造的工程設計中，要求規模是8×104m3·d-1，出水的水質按照地表水的環境質量相關標準，要求TN在10mg/L內。此廠現目前進水的水質還沒有達到原來的設計值，出水的水質穩定在原來設計方案中一級的A標準；且此廠的進水BOD5/CODcr在0.4左右，BOD5/TN在4.5左右，BOD5/TP在54左右,采取生物法來除碳、脫氮、除磷較為合適[1]。

2 深度處理方案分析

2.1 方案思路

在深度處理的方案中，基于確保設計出水的水質滿足目標，對目前處理設施潛力充分挖掘，按照去除的對象對處理工藝針對性地進行選擇，防止資源發生浪費。對NH3-N以及BOD去除中，擬采用對目前改良式氧化溝硝化以及碳化過程強化方式；對TN和COD在去除中，擬采用深度處理的單元新增方案；對TP去除中，擬采用對目前處理設施的除磷效果增強為主，輔以深度處理的工藝新增，確保出廠水能夠滿足TN在10mg/L內的要求。

2.2 方案設計

按照深度處理的要求以及污水廠本身的特點，且和國內案例的調研結果結合，擬采用反硝化式深床濾池和臭氧接觸的氧化工藝、反硝化式深床濾池和活性炭的吸附工藝、MBR和臭氧接觸的氧化工藝、MBR和活性炭的吸附工藝4個方案。因為O3在對水內有機物降解同時，還能夠對出水實現消毒作用，因此方案1和方案4中僅僅對巴氏計量的槽前采取管式加氯處理，對必要余氯補充來保持持久滅菌的能力。為了對進水內殘存BOD充分利用，并對外加的碳源補充量減少，對活性炭再生的周期延長，在方案2中，把反硝化式深床濾池在活性炭的吸附池前設置[2]。

2.3 方案工藝分析

2.3.1 反硝化式深床濾池的工藝

共有反硝化式深床濾池1座，設計的流量是3333m3/h，分作6格并聯式運行，且配有相應的清水池、廢水池以及設備間，其總平面是45.21m×26.6m的尺寸，池有6.9m深；濾料使用的是2-3mm均質的石英砂，且濾床有2.45m厚；過濾的周期是24h，濾速設計是6m/h，且強制濾速是8m/h；其沖洗是氣水聯合的反沖洗方式，流程是2min單獨氣洗+8min氣水聯合的沖洗+5min單獨水洗，且水洗是5L/(m2·s)的強度，氣洗是25L/(m2·s)的強度，重復進行2次。在反硝化的過程中，所產生大量氮氣發生集聚，導致污水會在濾料間出現繞竄現象，影響其和濾膜的有效接觸，為了確保脫氮具有良好效果，在每隔4h進行一次驅氮，且每次保持2min的驅氮時間。

2.3.2 MBR的工藝

在MBR的工藝中，主要是新建的后置式好氧/缺氧池和目前改良后氧化溝構建出多級AO的生物池和MBR膜池的運行方式，流量設計是3333m3/h，且膜池到新建好氧池存在500%的回流比，新建的好氧池到缺氧池存在400%的回流比。好氧/缺氧的生物池共有1座，且分2組以并聯式運行，其單組平面是36.5m×32.7m的尺寸，池有8m深，缺氧池水力停留的時間是2.5h，而好氧池水力停留的時間是2h。在生物池中，污泥是6g/L的濃度，好氧池存在2:1的氣水比。此模式中，MBR膜池也有1座，并分作12廊道以并聯式運行，其總平面是73m×46.4m的尺寸，池有5m深；在膜池內一共有108個數量成品膜的組器安裝，且單個組器是2100m2的過濾面積，平均達到14.7L/(m2·h)的膜通量，污泥呈現8g/L的濃度。另外，對好氧池的曝氣風機和膜池的吹掃風機以集中式進行布置，要求風機房的平面是20m×10m的尺寸[3]。

2.3.3 臭氧接觸的氧化工藝

此工藝主要包括臭氧的制備系統、臭氧接觸的氧化池、殘余臭氧的破壞系統等構成，03主要在接觸池中對水中的有機物氧化。共有接觸池1座，流量設計是4333.m3/h，且分作2組以并聯式運行，其單組的平面是42m×12m的尺寸，有效的水深是5m；對O3的投加按照125kg/h的標準，接觸保持60min的時間；對臭氧制備的系統，設計是3333m3/h的流量，將液氧當作原料現場來對O3制備，通過5臺臭氧的發生器，要求單臺的制備能力達到25kgO3/h。

2.3.4 活性炭的吸附工藝

對活性炭的吸附池，設計的流量是3333m3/h，且分作12組以并聯式運行，其每組進行8個數量的吸附器安裝，每一個吸附器所控制3m×3m范圍的面積；單座的吸附池具有16.4m×42.1m的平面尺寸，池有7.8m深。對每一個吸附器內進行32m3的破碎煤質顆粒類活性炭填充，要求它們平均是3-4mm的粒徑，且有效的吸附時間保持30min；活性炭的飽和周期在150d左右，熱再生的系統達到12t/d的處理能力。

2.4 不同方案的對比和選擇

活性炭的吸附工藝要超過臭氧接觸的氧化工藝具有的投資，反硝化式深床濾池的工藝低于MBR的工藝投資；活性炭的吸附工藝低于臭氧接觸的氧化工藝所需經營成本，反硝化式深床濾池的工藝低于MBR的工藝具有的經營成本。因為二沉池與新建的MBR膜池都實施固液的分離，則方案3和方案4的功能較為冗雜；方案2盡管可以對飽和炭以再生回用方式實現成本的節約，但對大規模的廢水實施深度處理中，還要和反洗、布水、再生等同時配套，因此初期的投資比較高[4]。臭氧接觸的氧化工藝能夠按照進水的污染物實際負荷對O3的投加量靈活調整，它對水質和水量的沖擊負荷具有很強抵抗能力；且臭氧接觸的氧化工藝在滅菌消毒方面效果很好，若前端構筑物其出水的CODCr沒有達標，此臭氧接觸的氧化系統就會開啟，對COD降解且消毒，因此綜合考慮下推薦使用方案1。

3 結語

綜上所述，在某污水處理廠的提標改造工程中，提出4種深度處理的方案，并對4種方案效果和效益實現全面對比，最終選擇方案1當作深度處理的方案，它具有顯著的優勢，值得進一步推廣使用。