A2/O-SBR工藝污水處理廠改造設計研究

文_潘偉 山東華城工程技術有限公司

1 項目概況

項目占地面積為185畝，近期規模50000m2/d，遠期100000m2/d。項目出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

2 污水廠現狀分析

2.1 COD去除效果分析

進水COD變化范圍為140～579mg/L，85%可能進水濃度為416mg/L，出水為26～249mg/L，COD去除率為6%～93%，平均65%，且2017年后去除率更低，即使出水執行COD≤100mg/L的標準，仍不能保證達標，說明生化系統運行存在問題，生化效率低。

圖1 COD去除率變化

2.2 氨氮去除效果分析

進水氨氮變化范圍為23.27～92.14mg/L，85%可能進水濃度為66.04mg/L，出水為61.49～4.06mg/L，去除率為4%～90%，平均32%，即使出水執行氨氮≤25（30）mg/L的標準，仍不能保證達標，說明好氧硝化效果差，原因為曝氣裝置充氧不足。

圖2 氨氮去除率變化

2.3 TP去除效果分析

進水TP變化范圍為1.08～8.59mg/L，85%可能進水濃度為6.11mg/L，出水為0.06～7.71mg/L，去除率為3%～98%，平均53%，即使出水執行TP≤3.0mg/L標準，仍不能保證達標，說明生物除磷作用不明顯。

圖3 TP去除率變化

2.4 SS去除效果分析

進水SS變化范圍為112～307mg/L， 85%可能進水濃度為209mg/L，出水為12～186mg/L, 去除率為6%～93%，平均64%，即使出水執行SS≤30 mg/L標準，仍不能保證達標，說明現在的工藝對SS去除效果差，需采取新的處理措施進行加強。

圖4 SS去除率變化

2.5 現狀問題總結

①現狀細格柵為回轉式格柵，柵縫為5mm，對進廠水含有的瓜果種、葵花子皮等小顆粒截污效果較差；②出水不能達標排放，即使現狀設計出水標準執行二級標準，也不能達標排放，因調試等原因整個生化系統存在問題；③現狀生化池中污泥發黑，絮體小，濃度不到2000mg/L；④曝氣管充氧效率低；⑤目前鼓風機不能全負荷運行，溫度易過熱，鼓風機房沙塵大；⑥現狀沒有深度處理系統，無法達到一級A標準，急需改造；⑦現狀采用紫外消毒，不能滿足中水回用的要求；⑧現狀沒有除臭設施。

3 污水處理工藝研究

3.1 進出水水質分析

項目進水主要是生活污水，含有少量屠宰、食品加工等廢水，項目設計進水指標見表1。

表1 設計進水水質指標表

污水采用生物處理工藝，因此確定項目碳氮比（BOD5/TN）為3.14，雖然可使反硝化過程正常進行，但實際運行中碳源難以保證完全用于脫氮，故考慮備用碳源。碳磷比（BOD5/TP）指標為31.42，可以采用生物除磷工藝，但是結合現狀，必須配套化學除磷措施。

3.2 工藝方案設計分析

3.2.1 預處理工段

預處理工段中進水粗格柵及提升泵房可利用原有裝置。細格柵及旋流沉砂池土建可利用原有裝置，但現狀細格柵為回轉式格柵，對小顆粒截污效果較差，計劃更換為篩筒細格柵旋濾機。

3.2.2 一級處理工段

現狀已有初沉池D=36m的2座，按10萬m3/d進行校核，表面負荷2.66m3/（m2·h），停留時間1.95h，在規范合理取值范圍之內，可滿足10萬m3/d的使用要求，因此將一級處理工段利用原有裝置，不再新增。

3.2.3 二級處理工段

（1）生化池

由現狀計算可以看出，現狀生化池雖然處理效果不佳，但按5萬m3/d核算總的停留時間能達到約32h左右。本次將其改造成10萬m3/d，總停留時間約16h左右，考慮進水NH3-N、TN較高，停留時間不能完全滿足要求，本次設計在其后端新建一級A/O工藝，以強化脫氮及去除有機物效果，從而整體形成“A2/O+A/O”兩級硝化反硝化的處理工藝，并對其加以改良，使其具有進水濃度低時，可將進水超越二級A/O生化池，減少運行成本；缺氧池2進行內源反硝化，同時可根據水質情況外加碳源以保證TN去除；好氧池2內置填料，利用填料上生物膜的微生物代謝作用進一步強化去除污水中的COD、NH3-N等優點。

（2）二沉池

采用工藝成熟，沉淀效果穩定的周進周出輻流式沉淀池，并采用中心傳動單管吸泥機，保證其處理效果。

3.2.4 深度處理工段

絮凝工藝選擇絮凝效果好、水頭損失較小、可適應水質水量變化的機械絮凝。沉淀與過濾工藝分別選取以斜管沉淀為基礎的高效沉淀池工藝和纖維轉盤濾池。從項目入水水質分析可知，該項目入水有機物含量偏低，無機懸浮物含量偏高，而深度處理期的高效沉淀池設計負荷偏低，對二沉池出水有機物的脫除率較高。

3.2.5 消毒及污泥工段

現狀采用紫外消毒渠，不能滿足中水回用時對余氯的要求，且易脫色，因此將消毒方式改為次氯酸鈉消毒。同時現狀污泥處理設施，土建按10萬m3/d進行設計，設備按5萬m3/d安裝。

4 工藝設計

4.1 工藝流程

項目總工藝處理流程見圖5。

圖5 工藝流程圖

4.2 工藝單體設計

4.2.1 格柵機提升泵站

粗格柵及提升泵站利用原有裝置，設計流量5417m3/h。將原回轉式細格柵拆除，更換為篩筒細格柵旋濾機。設1座分2道，設計流量2708m3/h，渠道寬度2000mm，新增細格柵機4臺，篩筒縫隙1mm，篩筒直徑1200mm，篩筒長度2000mm，電機功率1.5kW。

4.2.2 旋流沉砂池及初沉池

旋流沉砂池利用原有裝置，設計流量1354m3/h。初沉池單池設計流量2708m3/h，表面負荷2.66m3/m2·h，單座尺寸D×H＝36.00m×4.15m，有效水深H=4.0m。

4.2.3 A2/O生化池

將原有A2/O-SBR池改造為A2/O池，將原有厭氧、缺氧池中的攪拌機拆除，移至新分割的厭氧、缺氧池中，不足部分新增，原有的可提升式曝氣裝置全部拆除，更換為固定安裝的膜式曝氣管，并在末端設置后置可作為缺氧或好氧使用的調節區（根據進水水質條件切換），最末端增設填料，改造后單座生化池處理能力提高至50000m3/d。拆除原有池子中的污泥回流泵及剩余污泥泵、出水空氣堰，新增內回流泵及管路。

單座設計流量2083m3/h，厭氧池設計流量2083m3/h，厭氧池1尺寸為L×B×H=26.35m×17.90m×5.70m，厭氧池2尺寸為9.05m×17.90m×5.70m，有效水深5.00m，有效容積3168m3，平均停留時間1.52h，污泥濃度4000mg/L。缺氧池單組設計流量2083m3/h，缺氧池1尺寸為18.00m×17.90m×5.70m，缺 氧 池2尺寸 為70.10m×17.90m×5.70m，缺 氧 池3尺寸為54.20m×18.80m×5.70m，有 效 水 深5.00m，有 效 容積12888.9m3，平均停留時間6.19h。好氧池單組設計流量 2083m3/h，好氧池1尺寸為69.60m×18.80m×5.70m，好氧池2尺寸為124.20m×17.90m×5.70m，有效容積17382m3，平均停留時間8.34h，有效水深5.00m。

潛水攪拌機利用原有裝置，功率7.5kW，4臺安裝于厭氧池中，8臺安裝于缺氧池中，功率5.5kW的潛水攪拌機16臺安裝于缺氧池。新增8臺5.5kW的潛水攪拌機安裝于缺氧池中；混合液回流泵6臺，4用2備，流量3125m3/h，揚程1.0m，功率18.5kW；原有曝氣裝置拆除，更換為膜式曝氣管，氣量6～8m3/m2·h，共6600套。

4.2.4 A/O生化池

新建1座分2組， 設計流量2083m3/h。缺氧池2單組設計流量2083m3/h，尺寸51.00m×24.50m×5.70m，有效水深5.00m，有效容積6249m3，平均停留時間3.0h。好氧池2單組設計流量2083m3/h，尺寸34.00m×24.50m×5.70m，有效容積4166m3，平均停留時間2.0h，有效水深5.00m。

增設潛水攪拌機8臺，安裝于缺氧池中，功率10kW；膜式曝氣管1300根，氣量6～8m3/m2·h；斜管填料6000m3。

4.2.5 二沉池及二次提升泵站

新建2座二沉池，設計流量1354m3/h， 表面負荷1.0m3/m2·h，尺寸D×H=42.0m×4.5m。增設中心傳動單管吸泥機2套，池徑42m，池深4.5m，行走功率0.55kW。

新建1座提升泵站，設計流量5417m3/h， 增設污水提升泵3臺，2用1備，流量1500m3/h，揚程8m，功率75kW；電動葫蘆1臺，起重量5t，功率7.5±0.8kW。

4.2.6 二沉池配水井及污泥回流泵站

新建1座，單座設計流量5417m3/h，池體尺寸D×H=14.0m×5.3m。增設調節堰門4套，閘門型號2500mm×500mm；污泥回流泵3臺，2用1備，流量1100m3/h，揚程10m，功率55kW；剩余污泥泵2臺，1用1備，流量250m3/h，揚程22m，功率30kW。

4.2.7 高效沉淀池

新建1座分2格尺寸為38.00m×25.00m×10.60m，設計流量2708m3/h，混凝停留時間1min，絮凝停留時間18min，最大表面負荷6.0m3/m2·h。

新增合一號穿孔集水槽36只，尺寸6.75m×0.3m×0.5m，二號穿孔集水槽36只，尺寸9.00m×0.3m×0.5m，壁厚均為6mm；斜管填料600m2，設備類型為蜂窩斜管Φ80，斜長1m。

4.2.8 纖維轉盤濾池及接觸消毒池

纖維轉盤濾池設1座共2格，設計流量5417m3/h。設有設備纖維轉盤1套（單套10個），單套設計流量≥2708.5m3/h；反沖泵2臺，流量50m3/h，揚程7m，功率2.2kW；進水閘門2臺，型號1200mm×1200mm；超越閘門1臺，型號1000mm×1000mm；進水堰板1套，尺寸3200mm×400mm；可調出水堰板1套，尺寸4000mm×400mm。

接觸消毒池設1座，設計流量5417m3/h，接觸時間40min。設有鑄鐵鑲銅方閘門2套，尺寸1200 mm×1200mm，電機功率0.55kW。

廠區回用水泵房1座，尺寸5.0m×4.0m×3.3m。設有恒壓供水機組，共3臺水泵，2用1備，機組流量60m3/h，揚程27m，單臺流量30m3/h，功率4.00kW。軸流風機1套，流量826m3/h，風壓38Pa，功率0.025kW。

5 結語

通過“格柵+旋流沉砂池+初沉池+A2O生化池+AO池+二沉池+高效沉淀池+纖維轉盤濾池+接觸消毒池”，充分發揮了項目的環境效益、社會效益和經濟效益且出水達標保障率高，是目前較穩妥可行的改造方案。