污水處理廠提標改造工程設計及運行效果

周遠濤，李豐波，張 琦，王一飛，季 洋

（1.西安創業水務有限公司，西安 710086；2.西安建筑科技大學，西安 710055）

1 原污水廠概況

該污水處理廠地處濱河下游， 主要接納中心城市的老城區、城東新區、城南旅游度假區和物流商貿區的生活污水。改造前設計規模為3.0萬m3/d，主要采用氧化溝工藝， 設計出水標準為GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B 標準，出水排入大夏河，部分中水回用。

1.1 原污水廠處理工藝

污水進入污水廠后，途徑兩臺齒把式粗格柵，由提升泵房提升至細格柵，重力流入曝氣沉砂池后，去除難溶解雜質后，進入生物處理單元——氧化溝，生物處理后經高密度沉淀池進行泥水分離， 經紫外消毒后排入大夏河。

1.2 進水水質

2015—2016年的實際進水水質， 在90%涵蓋率下進水BOD、氨氮、SS高于設計值，而進水COD低于設計值，其中BOD5/CODcr≈0.5，屬于可生化性較好的城市生活污水，污水廠進水氨氮超出原設計指標。

1.3 出水水質

該污水廠的實際出水水質穩定達標， 均滿足一級B標準，除COD指標外，其余指標尚不能滿足一級A標準。2016年為了改善大夏河水體水質，避免水體污染，將該污水廠進行升級改造，出水水質標準提高至一級A 標準。

2 提標改造工程工藝設計

2.1 工藝的選擇

通過對原污水廠進出水水質分析，BOD5、SS、NH3-N距離一級A標準有一定差距， 需要強化好氧生物處理及泥水分離。 本期提示改造工程在充分利用和改造原有氧化溝的基礎上，針對進水水質SS及難降解有機物含量較高的特點，為便于后期管理運行方便， 新增生物處理工藝采用改良氧化溝法，同時考慮后期對TP和SS的去除，選擇高密度沉淀池和轉盤濾布濾池深度處理工藝， 滿足一級A標準出水要求。 該工藝去除效果好，抗沖擊負荷能力強，適應性好。

2.2 改造后的工藝流程

本期工程提標改造后的工藝流程如圖1。 其中提升改造工程主要涉及4項內容： ①對原有氧化溝增加中層曝氣設備， 在好氧池內配置回轉潛浮推流曝氣機；②擴建新增兩座改良型氧化溝工藝；③增加深度處理工藝包括兩座高密度沉淀池、污水提升泵房、轉盤濾布濾池、及紫外消毒間；④新建污泥好氧堆肥間。

圖1 提標改造工程工藝流程

2.3 工藝參數設計

2.3.1 一期氧化溝改造

按照一級A標準對一期氧化溝進行改造，其單組處理能力降至1.0萬m3/d運行， 并在氧化溝增加中層曝氣設備。其中：厭氧區、缺氧區、好氧區容積分別為393，970，7632m3，總停留時間為19.6h，氧化溝混合液污泥濃度3.5g/L，產泥率為0.37kgMLSS/kgBOD5，污泥負荷0.059kgBOD5/kg·MLVSS·d。

2.3.2 新建氧化溝

新建氧化溝總體處理規模為7.0萬m3/d，共兩座。每座長157.4m，氧化溝主體分為4廊道，每條廊道設計寬度9.0m，設計有效水深6.0m，有效容積32729m3/組。新增的改良氧化溝為滿足更高效脫氮除磷， 在氧化溝進水前端設置厭氧池和缺氧池， 經處理后重力流入氧化溝區，厭氧池設計停留時間為1.8h，缺氧池設計停留時間6.2h。氧化溝設計停留時間11.6h，氧化溝的設計混合液污泥濃度為4.0g/L， 產泥率為0.94kgMLSS/kgBOD5， 污 泥 負 荷 為0.05kgBOD5/kg·MLVSS·d，污泥泥齡20.6d。

2.3.3 深度處理工藝

深度處理工藝包括新建的兩座高密度沉淀池、提升泵房、加藥間、轉盤濾布濾池、紫外消毒及巴氏計量槽構成。

（1）高密度沉淀池。 新增擴建的2座沉淀池均采用輻流式周進周出，直徑50.0m，設計有效水深4.3m，表面負荷取0.96m3/m2·h，設計水力停留時間為4h。 沉淀池中心設置污泥斗， 在高密度沉淀池上方安裝全橋式周邊傳動刮泥機，將上浮浮渣刮入浮渣斗，沉淀的污泥刮入污泥斗，污泥斗內污泥依靠重力流向泵房內。

（2）提升泵房。由于原設計污水的富裕水頭不能滿足深度處理區處理構筑物的要求， 因此特設污水提升泵房一座。泵房設計流量：Q=1.35m3/s，時變化系數為1.3。

（3）混合反應絮凝池。混合絮凝反應池是向來自高密度沉淀池的出水投加PAC， 采用機械攪拌并充分混合后，混合池混合時間30s，再進入絮凝池；絮凝池采用折板絮凝， 設計絮凝時間15min進入沉淀池；沉淀池選用斜管沉淀池，設計流量1.35m3/s，共分兩組，每組兩格，每格平面尺寸7.36m×27.8m，其中沉淀區表面積7.36m×25m、池深4.57m、上升流速1.93mm/s、沉淀時間7.48min。

（4）轉盤濾布濾池。 采用纖維轉盤濾池，設計濾速為7.1m3/h·m2；濾盤直徑3m，共計20個濾盤，內設型號NTHB-14的纖維轉盤3套。

（5）紫外消毒間。內設2組消毒渠道，每組按規模4.5萬m3/d設計，單組渠道尺寸17m×1.32m×2m，渠道內設紫外線燈管，單套設備功率75kW。

3 運行效果分析

3.1 提標改造后出水COD及SS分析

提標改造后，通過分析工藝系統穩定狀態下的COD出水水質，出水水質COD均在30mg/L以下，符合GB 18918—2002 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，并且滿足GB 3838-2002中Ⅳ類水標準，說明改造的生物處理工藝對有機物有很好的去除效果，并且出水SS遠低于一級A標準，低于改造前涵蓋90%出水的14mg/L， 表明改造后的工藝明顯改善了系統對COD和SS去除效果，并達到相關排放標準。

3.2 提標改造后出水總磷、氨氮及總氮分析

提升改造后總磷出水在線數據穩定在GB 18918—2002 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準范圍內，并且滿足Ⅳ類水標準；雖然7月份隨著氣溫的變化，出水總氮有所上升，但依舊滿足一級A標準要求。

自運行以來，出水氨氮穩定在5mg/L以下。 改造后污水廠出水主要指標去除效果分析如圖2。

圖2 出水主要指標去除率

4 結語

提標改造后的生化處理工藝能將COD去除率提高至90%和97%、SS去除率提高至97%、 總磷去除率91%以上、氨氮去除率93%、總氮去除率超過80%，出水水質的COD、SS、總磷、總氮及氨氮滿足污水廠運行要求，符合GB 18918—2002 一級A標準，甚至其中COD和總磷均滿足Ⅳ類水標準， 數據表明改造處理工藝出水水質達到設計要求， 可為同類型污水廠改造提供借鑒。