污水處理廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)及調(diào)試總結(jié)

雷燕 程飛 江舸

中持水務(wù)股份有限公司 安徽 合肥 230088

宜城被列為第一批國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點(diǎn)地區(qū)，其中宜城雷河大雁工業(yè)園區(qū)為工業(yè)集聚重點(diǎn)污染治理區(qū)域。隨著工業(yè)園區(qū)規(guī)模擴(kuò)大，污水廠進(jìn)水污染總量不斷增加，根據(jù)相關(guān)規(guī)定需對(duì)現(xiàn)有園區(qū)污水處理設(shè)施因地制宜的進(jìn)行改造，在2020年底前處理水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn),從而改善宜城市及其下游城市和地區(qū)的水體環(huán)境及用水水質(zhì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，工程建設(shè)十分必要且緊迫。

1 項(xiàng)目概況

宜城市雷河大雁污水處理廠未改造前工藝采用A2O氧化溝污水處理工藝。工程一期建設(shè)規(guī)模2.5萬m3/d ，預(yù)留有遠(yuǎn)期建設(shè)空地。按照原工程設(shè)計(jì)，大雁污水處理廠處理出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。污水廠進(jìn)水主要為大雁工業(yè)園生產(chǎn)污水和生活污水，前期因污水廠進(jìn)水未實(shí)現(xiàn)一企一管，污水成分復(fù)雜，水量和水質(zhì)波動(dòng)較大，對(duì)污水廠生化反應(yīng)單元造成較大沖擊負(fù)荷，污水廠菌群活性不高，需對(duì)廠區(qū)進(jìn)行工藝改造深化設(shè)計(jì)，同時(shí)配合園區(qū)一企一管管理，企業(yè)才能滿足污水廠提標(biāo)至一級(jí)A排放需求[1]。

圖1 大雁工業(yè)園污水處理廠位置圖

圖2 雷河工業(yè)園位置圖

2 工程難點(diǎn)

園區(qū)企業(yè)包括了磷化工、精細(xì)化工、汽配鍍件、合成樹脂、生物醫(yī)藥等類型企業(yè)。由于項(xiàng)目接納的主要為化工廢水，生活污水占比很低。由于水量、水質(zhì)波動(dòng)較大，污染物大多為結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難于生物降解物質(zhì)，如鹵素化合物、硝基化合物、有機(jī)氮化合物、醚類或表面活性劑等難生物降解類物質(zhì)，同時(shí)廢水所含鹽份較高，成分復(fù)雜，B/C低，處理難度大，二級(jí)生化處理能力有限，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

污水廠進(jìn)水中溶解性難生物降解COD濃度在90mg/L～150mg/L、溶解性有機(jī)氨濃度在5mg/L～ 15mg/L,因此要提標(biāo)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，COD、總氮指標(biāo)是控制重點(diǎn)，同時(shí)有效監(jiān)控管理各企業(yè)排水情況也尤為重要。

園區(qū)企業(yè)排水情況及排水水量波動(dòng)曲線

3 改造方案

改造思路主要為：

源頭控制，通過增加大雁污水廠進(jìn)口在線監(jiān)測(cè)儀表及時(shí)發(fā)現(xiàn)廢水波動(dòng)情況，超標(biāo)水質(zhì)排入事故池內(nèi)，避免系統(tǒng)工藝受到?jīng)_擊；園區(qū)排水企業(yè)實(shí)行“一企一管”排水，設(shè)置在線監(jiān)測(cè)儀表，監(jiān)測(cè)COD、氨氮、總氮、總磷及流量，自動(dòng)關(guān)閥系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)問題從源頭解決。通過對(duì)園區(qū)企業(yè)的深度調(diào)研，分析企業(yè)特征污染因子及企業(yè)排水周期性情況，調(diào)配企業(yè)排水量，控制進(jìn)水水質(zhì)水量平穩(wěn)進(jìn)入系統(tǒng)。

通過對(duì)原系統(tǒng)深入分析，校核工藝參數(shù)，完善預(yù)處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力及對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)急處理能力，提高二級(jí)生化系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力。在原有工藝“水解酸化池、缺氧池”中增加生物填料，為微生物生長(zhǎng)提供載體，提高生化系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷及對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)的適應(yīng)能力。增加生化池的內(nèi)部回流，強(qiáng)化生化系統(tǒng)的脫氮除磷能力。深度處理工藝采用Fenton氧化工藝。生化出水經(jīng)過二沉池沉淀后，出水進(jìn)入高級(jí)氧化工藝進(jìn)一步去除難降解有機(jī)物，最后進(jìn)入反硝化深床濾池去除總氮及SS，出水進(jìn)入清水池進(jìn)行紫外線消毒，消毒后達(dá)標(biāo)排放[2]。

4 工程設(shè)計(jì)

工藝段水質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)

主要構(gòu)筑物設(shè)備說明：新增預(yù)處理系統(tǒng)處理事故廢水，同時(shí)起到難降解特征污染物生物耐鹽培養(yǎng)馴化作用。生化系統(tǒng)原處理工藝未設(shè)置進(jìn)水在線監(jiān)測(cè)站房，本次改造新增進(jìn)口監(jiān)測(cè)站房以及進(jìn)出口的COD、氨氮、總氮、總磷、pH在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)柵條，提升池尺寸15m×10.5m×5.55m，有效容積709m3。細(xì)格柵過濾精度φ2mm，格柵寬B＝1000mm，渠深1.2m。

原系統(tǒng)東區(qū)選擇池、厭氧池、缺氧池改為調(diào)節(jié)池, 并增設(shè) pH在線調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池出水經(jīng)提升泵進(jìn)后續(xù)處理單元。尺寸26.3m×30.5m×5.3m+39.9m×10m×5.3m，停留時(shí)間：10.4h，有效池容：5415m3。

將原東側(cè)三格好氧池改造為水解酸化池，污水通過潛污泵提升至下一單元。水解酸化池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī),池內(nèi)設(shè)置組合填料，增加了池內(nèi)的微生物量。設(shè)計(jì)尺寸11.8m×10m×5.3m+52m×20.25m×5.3m，有效容積4980m3,停留時(shí)間：9.56h。

原A2/O池改造：原西生化池作為本項(xiàng)目生化主體反應(yīng)單元,增加從缺氧池回流至厭氧池的設(shè)施。可以減少硝酸鹽氮進(jìn)入?yún)捬醭亍⑵茐膮捬醭氐膮捬鯛顟B(tài)而影響除磷效率。設(shè)計(jì)尺寸12m×10m×5.2m，水深4.65m，停留時(shí)間1.1h，有效容積558m3。保留原有水下推流攪拌器。

利用原有西厭氧池作為改造后生化主系統(tǒng)的厭氧池，污水自流進(jìn)入該池，尺寸：18.2m×10 m×5.3m，有效池容：837m3，停留時(shí)間:1.6h，新增固定式復(fù)合填料。

利用原有西缺氧池作為改造為生化主系統(tǒng)的缺氧池，污水自流進(jìn)入該池。缺氧池末端設(shè)回流泵，回流至選擇池前端，回流比100%。尺寸：30.5m×16m×5.3m，停留時(shí)間：4.26h。

利用原有西好氧池作為改造后生化主系統(tǒng)的好氧池，污水自流進(jìn)入該池。好氧池末端設(shè)回流泵，回流至缺氧池前端。設(shè)計(jì)尺寸30.5m×52m×5.3m，停留時(shí)間13h，有效容積6780m3, 污泥負(fù)荷：F/M=0.101kgBOD5/kgMLSS·d,容積負(fù)荷：0.403kgBOD5/m3·d。保留原有的水下推流攪拌器。新增潛污泵2臺(tái)，Q=400m3/h，H=7m，N=22kw，1用1備。更新底部曝氣裝置。

利用原西二沉池作為改造后生化主系統(tǒng)的二沉池，水流方式不變。平均流量：12500m3/d直徑：33m平均時(shí)表面負(fù)荷：0.61m3/m2h[3]。

新增高效催化氧化反應(yīng)器，平均流量：12500m3/d，自帶PLC控制系統(tǒng)。

反硝化深床濾池單排布置4格，單格尺寸：7.30m×3.56 m×6.30m，濾池水力表面負(fù)荷 5.0m3/(m2·h)，濾料粒徑1.7mm～3.35mm，濾料層厚1.83m，濾磚高度：0.19m，氣單獨(dú)沖洗強(qiáng)25.00L/（m2·s）水單獨(dú)沖洗強(qiáng)度4.20L/（m2·s）。污泥處理系統(tǒng)中生化污泥濃縮池利舊，新建物化污泥濃縮池，增加板框壓泥機(jī)，絕干污泥最大量3050kg/d。

5 調(diào)試期水源選擇

根據(jù)園區(qū)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及環(huán)評(píng)資料分析，酵母生產(chǎn)企業(yè)排水可生化性較好，可作為污水廠調(diào)試水源。現(xiàn)場(chǎng)在酵母生產(chǎn)企業(yè)廢水站原水池、厭氧池出水及2#沉淀池出水處分別取水檢測(cè)水質(zhì)為：原水處COD2000～5000，氨氮200，厭氧出水處水質(zhì)COD600～800，氨氮100，二沉池出水處水質(zhì)COD300～400，氨氮10，總磷5，全鹽量2000。最總確定采用酵母企業(yè)二沉池出水作為生化培養(yǎng)水源，而非酵母企業(yè)后端高級(jí)氧化產(chǎn)水端排水。酵母企業(yè)排水量1000m3/d,6天的排水量滿足生化池初期調(diào)試啟動(dòng)水量。 此方案充分利用了園區(qū)企業(yè)已有條件，同時(shí)解決了調(diào)試期碳源投加問題，具有一定的參考價(jià)值。

6 處理效果

該項(xiàng)目2020年10月開始調(diào)試，經(jīng)過7個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定。出水COD值45mg/L～47mg/L，出水氨氨值0.8mg/L～1.2mg/L，出水總氮穩(wěn)定在6mg/L～10mg/L之間，優(yōu)于設(shè)計(jì)出水水質(zhì)。

7 工程投資運(yùn)行成本分析

本項(xiàng)目總投資約3400萬元，建設(shè)期1年。處理水量456.25萬m3/a，電費(fèi)524.29萬元/年，污泥處置費(fèi)114.00萬元/年，藥劑費(fèi)2397.85萬元/年，人工費(fèi)31.59萬元/年，修理維護(hù)費(fèi)79.56萬元/年，滿負(fù)荷成本8.50元/m3，。經(jīng)改造后處理出水比較穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，可以應(yīng)對(duì)工業(yè)園區(qū)廢水復(fù)雜工況，系統(tǒng)可以自動(dòng)化運(yùn)行，運(yùn)營(yíng)管理主要為配藥、定期巡檢、定期儀電維護(hù)。該工藝提高了系統(tǒng)處理效果，在工業(yè)園區(qū)污水處理改造中具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值[4]。

8 結(jié)束語

雷河大雁污水處理廠提標(biāo)工程中，根據(jù)污水廠現(xiàn)狀，在園區(qū)污水量遠(yuǎn)達(dá)不到原設(shè)計(jì)前提下，充分分析原項(xiàng)目廢水生化部分建筑結(jié)構(gòu)，增加調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容量，增加水解酸化工藝，增加后段高級(jí)氧化工藝，增加深度脫氮工藝，增加應(yīng)急事故處理設(shè)備單元工藝。此工藝提高了園區(qū)廢水可生化性，使得其排水標(biāo)準(zhǔn)由一級(jí)B能穩(wěn)步提升至一級(jí)A，在園區(qū)工業(yè)污水站改造中具有一定的參考應(yīng)用價(jià)值。