污水尾水回補河道案例分析

文_朱雪嬌 深圳地大環(huán)境科技有限公司

1 工程概況

本項目處理水量20000m3/d，進水來源為市政污水泵站收集的市政污水，出水CODcr、BOD5、NH3-N、TP、DO 5個指標需達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅳ類水質(zhì)指標，尾水排放至河道進行生態(tài)補水，改善河道水環(huán)境容量，提升河道水質(zhì)。

2 工程設(shè)計方案

2.1 設(shè)計水質(zhì)

本次設(shè)計主要以現(xiàn)有粗格柵與提升泵站泵池實測的水質(zhì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，并考慮一定安全系數(shù)，具體指標如表1 所示。

表1 進、出水設(shè)計指標

2.2 工藝流程

本工程的取水為市政污水泵站的總出水壓力管，污水經(jīng)過格柵與旋流沉砂預(yù)處理后，進入BFBR 立體生態(tài)池進行生化處理，再進入高效沉淀池進行泥水分離，出水達標后計量進入景觀池，再排放至河道。

高效沉淀池產(chǎn)生的污泥進入污泥池進行暫存，再進入脫水機房脫水至80%以下，運輸至場站外進行深度處理與摻燒處置。

2.3 主要構(gòu)筑物與設(shè)計參數(shù)

2.3.1 細格柵與旋流沉砂池

場站總進水管為D630 壓力鋼管。由粗格柵去除較大雜質(zhì)后，污水由泵提升進入細格柵與旋流沉砂池，去除小顆粒懸浮物和砂粒，便于后續(xù)生化處理。格柵渠與旋流沉砂池均按26000m3/d 進行設(shè)計，采用碳鋼防腐結(jié)構(gòu)。配置2 臺轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機，柵寬1m，柵隙3mm，1 臺螺旋輸送機。設(shè)置2 組旋流沉砂池，直徑3m。

2.3.2 BFBR立體生態(tài)反應(yīng)池

本工程生物段采用BFBR 立體生態(tài)反應(yīng)技術(shù)，屬典型的全固定生物膜反應(yīng)器，采用立體生態(tài)填料后，生物量將提高4 倍，大大提高污染物的去除效率。

本工程設(shè)置3 組BFBR 立體反應(yīng)池，池體設(shè)計規(guī)模為20000m3/d，采用碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，生物反應(yīng)池總有效容積12600m3，生化池含缺氧段和好氧段，配置立體生態(tài)填料5400m3，生物池填料負荷取值分別為：0.40kgBOD5/m3填料·d，0.12kgTKN/m3填料·d，污泥回流比0%～50%，混合液回流比取300%～400%，生物處理系統(tǒng)總供氣量為10200Nm3/h，配置磁懸浮離心鼓風機3 臺，2 用1 備，單臺風量為85m3/min。每組生化池內(nèi)設(shè)1 臺回流泵及1 套溶解氧、氨氮和硝態(tài)氮在線監(jiān)測儀表。每組立體生態(tài)池曝氣系統(tǒng)分成5 段，根據(jù)溶解氧量的監(jiān)測結(jié)果進行空氣量的調(diào)節(jié)。

2.3.3 高效沉淀池

經(jīng)過生物處理后的污水進入高效沉淀池進行泥水分離，在反應(yīng)池內(nèi)加少量的PAC，通過化學除磷的方式進一步去除污水中的磷。高效沉淀池由反應(yīng)池和沉淀池組成，總設(shè)計規(guī)模為26000m3/d。反應(yīng)池總有效容積110m3，反應(yīng)時間為11.6min，沉淀池表面負荷取1.3m3/m2·h。系統(tǒng)分2 組，單組反應(yīng)池配置1 套槳葉式攪拌機，沉淀池配備1 套斜管填料，1 套鏈條式刮板刮泥機，寬度9.3m。

沉淀池出水達標后，經(jīng)過流量計井中的電磁流量計計量后至景觀池，再進入河道，改善河道水環(huán)境容量，提升河道水質(zhì)。

2.3.4 污泥處理系統(tǒng)

本工程廠內(nèi)產(chǎn)生的污泥完整處理處置的方案為“疊螺脫水機+深度處理+摻燒”的組合工藝。其中站內(nèi)完成疊螺脫水至80%。設(shè)置污泥儲存池1 座，有效容積126m3，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，配置1 套潛水攪拌機。污泥脫水機房配置2 臺疊螺脫水機，單臺處理泥量為90 ～150kgDS/h，按每日工作10h考慮。每天處理絕干污泥量為760kgDS。

2.3.5 除臭系統(tǒng)

本項目BFBR 立體生態(tài)技術(shù)自帶內(nèi)置式生物除臭裝置，生化池利用蓋板全封閉，并配置除臭裝置1440m2。立體生化池上方填充的除臭填料及種植的植物對生化池產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)進行脫臭處理，解決了臭味的同時極大改善景觀環(huán)境，同時也提高污水廠綠化率。

2.4 技術(shù)經(jīng)濟指標

本項目總占地5100m2，其中建構(gòu)筑物占地4200m2。場站總投資5925 萬元，其中建安工程費5100 萬元。全場總裝機功率650kW，噸水用電量為0.23kWh/t。藥劑主要有化學除磷用液體PAC 和污泥調(diào)理用陽離子PAM，液體PAC（10%）投加量為20mg/L， PAM 陽離子（污泥調(diào)理劑）投加量為5kg/tDS。根據(jù)連續(xù)一年運行數(shù)據(jù)分析，本項目噸水運營成本約為0.65 元，其中電費0.18 元/m3，藥劑費0.025 元/m3，污泥費0.11元/m3，人工費0.19 元/m3。

3 全年運行分析

3.1 運營水量

本項目自2020 年2 月正式運營，除前三個月疫情原因水量為設(shè)計水量的60%～80%，其他月份均為滿負荷運行。全年運行均值水量為18241m3/d,最高日處理量為25338m3/d。

3.2 污染物去除情況

2020 年水廠進水水質(zhì)數(shù)據(jù)如表2 所示，出水水質(zhì)數(shù)據(jù)如表3 所示。河道考核斷面水質(zhì)如表4 所示。

表2 進水水質(zhì)情況統(tǒng)計

表3 出水水質(zhì)情況統(tǒng)計

表4 河道考核斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)

本項目的生態(tài)段采用BFBR 立體生態(tài)技術(shù)，極為巧妙地在生化池上方植入先進的生態(tài)工程技術(shù)，植物根系上生長大量的生物膜，結(jié)合池內(nèi)布設(shè)全固定式人工根系填料，生物量比傳統(tǒng)活性污泥法提高3 ～4 倍，污泥齡將延長至40天左右，大大提高有機物的去除。本項目CODcr的去除率為91.9%，BOD5的去除率為97.2%。

BFBR 生化池由串聯(lián)多級生物反應(yīng)器組成，通過分格、分段、分區(qū)形成一系列缺氧和好氧反應(yīng)器，最大限度優(yōu)化處理系統(tǒng)內(nèi)的生物相，提升生物降解性能，最大程度地分解污染物。通過溶氧的監(jiān)控分段控制曝氣強度，通過末端氨氮和硝態(tài)氮在線儀表的檢測控制回流量，提高硝化和反硝化效果，最終達到氨氮和總氮的去除，本項目氨氮的去除效果98.4%。

生化池由缺氧段和好氧段組成，生化除磷通過剩余污泥的排放實現(xiàn)，去除率較低，為達到TP 小于0.3mg/L 的水質(zhì)要求，必須采用化學法進行輔助除磷。BFBR 立體生化池內(nèi)分段曝氣，最后一段溶氧維持在3 ～5mg/L，污水中的磷大部分氧化為正磷酸鹽，加除磷劑后，更易從污水中分離去除。

生化池采用全固定式生物填料，系統(tǒng)污泥回流少，生化池出水混合液懸浮物濃度低，高效沉淀池固體負荷僅為傳統(tǒng)活性污泥法的10%，沉淀池實際運行負荷低于規(guī)范設(shè)計值，再加上反應(yīng)池混凝除磷藥劑的投加，沉淀池出水懸浮物穩(wěn)定低于10mg/L。

3.3 系統(tǒng)運行污泥減量分析

本項目污水的來源為市政污水管網(wǎng)，年平均80%含水率污泥的產(chǎn)泥率為0.2‰，相比于傳統(tǒng)活性污泥法市政污水處理，80%含水率污泥的產(chǎn)泥率為0.5‰～1‰，本項目污泥減量化明顯。

本項目采用的是BFBR 立體生態(tài)技術(shù)，在生化池內(nèi)配置人工根系填料，填料上微生物負載量大，不易脫落。由于提供了不同的微環(huán)境，可適應(yīng)于不同微生物菌落的代謝活動，利用各種微生物的分布繁殖，形成營養(yǎng)物-細菌-原生動物的復(fù)雜多級食物鏈，處理污水的細菌被其他生物體捕食，其他生物體又被更高的捕食者捕食，因此可以大大減少生化池內(nèi)的污泥量。

4 結(jié)論與建議

采用的“BFBR 立體生態(tài)技術(shù)+高效沉淀”的組合工藝，工藝流程短，占地省。在實現(xiàn)水質(zhì)達標的同時，污泥減量化效果明顯，大大降低運營成本。

本項目出水水質(zhì)高，在項目運營期間為河道水質(zhì)的穩(wěn)定達標提供保障，同時為污水場站旁高爾夫球場提供澆灌等雜用水源。