河流微污染水質應急處理系統設計

吳 紅，趙秉龍

（1.山東碧清檢測技術咨詢服務有限公司；2.德州碧清環保科技有限公司，山東 德州 253000）

某河流受到生活污水的微污染，為改善河流微污染水質，有必要開展應急處理系統建設。根據河流污染物排放情況，本項目確定設計處理規模為10 000 m3/d。

1 設計進、出水水質

根據抽取水樣的水質檢測結果，同時考慮為下游河道預留一定的納污容量，合理確定設計進水水質。按照環保要求，出水執行《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅴ類標準，主要進、出水水質指標情況如表1所示。主要指標有化學需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、pH、五日生化需氧量（BOD5）和總磷（TP）。

表1 設計進、出水水質

2 工藝的選擇

2.1 工藝比較

河流微污染水質處理方法包括物化處理和生化處理兩種，常用工藝包括厭氧-缺氧-好氧工藝（A2O）、膜生物反應器、磁絮凝分離+曝氣生物濾池工藝（MBAF）等[1]。各工藝優缺點如表2所示。

表2 工藝對比分析

2.2 工藝確定

該河流受到生活污水的微污染，其流量大，C/N比較低。下面通過對比確定污水處理工藝。

2.2.1 傳統A2O工藝

該河流水量大、處理面廣，導致工程周期長，污泥馴化時間和難度都不同程度地增加。首先，生化污泥容易被大水沖走，每一場暴雨過后都馴化污泥，投資及維護成本高[2]；其次，微生物馴化前期，微污染河水的C/N比較低，微生物容易因為營養源缺乏而死亡；再者，傳統A2O工藝構筑物多，占地面積大，現場沒有足夠的場地用于建設。

2.2.2 膜生物反應器

首先，因河流水量大，用到的膜組件大增，投資成本高，而且運行成本高；其次，微生物馴化前期，微污染河水的C/N比較低，微生物容易因為營養源缺乏而死亡；再者，膜元件存在斷裂隱患，增加了運行成本[3]。

2.2.3 MBAF工藝

該工藝集快速物化處理和高效生化處理的優勢于一體，微生物附著于曝氣生物濾池（BAF）的填料中，因為填料本身的質量足以抵抗大水量的沖刷，填料中的微生物對污水中的有機物進行吸收同化，同時具有脫氮除磷作用。該工藝不僅能去除懸浮物，還有很好的生化作用，完全能滿足出水要求，而且占地面積小，投資少，運行成本低。

綜上，本設計采用高效磁絮凝分離+高效曝氣生物濾池工藝，具體工藝流程如圖1所示。該工藝需要使用聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）和磁粉等材料。

圖1 河流微污染水質應急處理工藝流程

2.3 工藝流程說明

污水首先經過格柵，可最大限度地防止粗大懸浮物或漂浮物進入后續處理系統，減少后續處理負荷。污水通過格柵后進入磁分離一體化裝置，進一步去除微小懸浮物、不溶性污染物以及部分磷。隨后，污水進入BAF，污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的微生物降解，同時，溶解狀態的有機物和特定物質也被去除，所產生的污泥保留在過濾層中。BAF通過硝化作用能夠去除懸浮物、COD與NH3-N。廢水經系統處理后可以達到出水要求。

為了保證系統供水的流量和壓力衡定，設置原水泵。原水泵自動運行，配自動控制器，設有缺水保護、高壓保護、過流過熱保護和故障自動報警，提高使用壽命。

3 工藝設計參數

工藝單體設施的主要設計參數如表3所示。

表3 主要工藝設計參數

4 平面布置

本設計處理設施的總占地面積為702 m2，征地區域長、寬分別為39 m、18 m。磁絮凝設備作為MBAF工藝的物化段，設置2座，位于廠區的最西側，廠區中部布置8座曝氣生物濾池（BAF）及1座清水池，廠區東部為綜合辦公區。

5 運行成本

運行成本主要包括直接運行費用（電耗及藥劑費用）、污泥處理費用、人工成本（運營人員工資和福利）及辦公成本等，如表4所示。經測算，該項目的運行成本為1.313元/m3水。

表4 運行成本組成

6 結語

本應急處理系統建設項目的設計規模為10 000 m3/d，結合河流微污染水質，選擇MBAF工藝進行處理，出水達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅴ類標準。項目運行成本為1.313元/m3水，其不僅提升了河流水質，還有效改善了流域水環境。