工業(yè)園區(qū)污水處理廠提標(biāo)改造方案

張建兵 韓懿 張明星 唐凱峰

【摘? ? 要】：為適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)園區(qū)內(nèi)綜合工業(yè)廢水水質(zhì)水量變化特點并滿足北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB 11/890—2012《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，采用新建巴頓甫生物池（同時改造現(xiàn)狀氧化溝）→二沉池（現(xiàn)狀）→磁混凝沉淀池→臭氧催化氧化→纖維轉(zhuǎn)盤過濾濾池→次氯酸鈉消毒的工藝對北京采育污水處理廠進行提標(biāo)改造。實際運行后，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】：工業(yè)園區(qū)污水處理廠；磁混凝沉淀；臭氧催化氧化；纖維轉(zhuǎn)盤濾池；提標(biāo)改造

【中圖分類號】：X703【文獻標(biāo)志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）03-57-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.03.017

Upgrading and Renovation Plan for Wastewater Treatment Plant in

Industrial Park

ZHANG Jianbing1，2， HAN Yi3， ZHANG Mingxing2， TANG Kaifeng2

（1. School of Environmental Science and Engineering， Tianjin University， Tianjin 300350， China; 2. Tianjin Municipal Engineering

Design & Research Institute Co. Ltd.， Tianjin 300392， China; 3. School of Environment and Municipal Engineering， Tianjin Chengjian

University， Tianjin 300384， China）

【Abstract】：In order to adapt to the change characteristics of water quality and? quantity of comprehensive industrial wastewater in the park and meet the requirements of the Beijing standard DB11/890-2012： Discharge Standard of Water Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plants， this paper uses newly built Bardenpho biological tank（at the same time， the existing oxidation ditch was reconstructed）→secondary sedimentation tank（existed）→magnetic coagulation sedimentation→ozone catalytic oxidation→fiber turntable filter→sodium hypochlorite disinfection process to upgrade and renovation Beijing Caiyu Wastewater Treatment Plant. After operation in practice， the water quality of the effluent was stable and met the standard.

【Key words】：wastewater treatment plant in industrial park; magnetic coagulation sedimentation; ozone catalytic oxidation; fiber turntable filter; upgrading and renovation

根據(jù)北京市環(huán)保局與北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局共同發(fā)布的DB 11/890—2012《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，所有排入北京市IV、V類水體及其匯水范圍的污水執(zhí)行B標(biāo)準(zhǔn)。采育污水處理廠由于實際進水中工業(yè)廢水占比、難降解有機物含量、出水COD指標(biāo)均較高，需要增加三級處理工藝，進一步去除難降解COD、TN、TP。其中，TP和SS可通過投加化學(xué)藥劑、輔助物料等手段將水中溶解性的TP轉(zhuǎn)化成難溶鹽并將水中難沉降的小顆粒SS和膠體，通過藥劑絮凝的方法強化沉淀，進而達到去除目的；更進一步的處理手段是將沉淀出水過濾，提高去除率。通常情況下，混凝沉淀和過濾聯(lián)合使用，但本項目出水TN、CODcr及色度指標(biāo)要求較高。

鄭州、山東等地某污水處理廠擴建改造項目中，深度處理階段均采用磁混凝工藝，在不改變原有運行方式的條件下，通過改造攪拌設(shè)施、增加磁粉投加和回收裝置、污泥回流裝置、污泥收集裝置等措施，將原高效沉淀池改造為磁混凝反應(yīng)沉淀池工藝，出水水質(zhì)提升明顯[1]。荔浦市某污水處理廠提標(biāo)改造工藝也采用了磁混凝沉淀池，與傳統(tǒng)深度處理工藝相比，磁混凝沉淀池可大幅度減小占地面積并降低工程投資[2～3]。在廠區(qū)建設(shè)用地緊張條件下，增設(shè)磁混凝沉淀池作為深度處理技術(shù)路線，具有極好的應(yīng)用前景[4～5]。

1 工程概況

采育污水處理廠原設(shè)計規(guī)模1.5×104 m3/d，設(shè)計出水水質(zhì)達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的一級B標(biāo)準(zhǔn)，主要服務(wù)采育鎮(zhèn)區(qū)生活污水及采育鎮(zhèn)經(jīng)濟開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水。原設(shè)計污水處理主體工藝為旋流沉砂池→改良氧化溝→二沉池→二氧化氯消毒，采用機械濃縮脫水處理剩余污泥。

現(xiàn)狀工程運行較為正常，污泥性狀良好，污染物去除率較高，表明采用活性污泥法處理是完全可行的。但出水水質(zhì)與DB 11/890—2012的B標(biāo)準(zhǔn)差距較大，COD、BOD、SS、TN、NH3-N、TP均超標(biāo)，出水中仍然含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。

2 提標(biāo)改造思路

2.1 二級生物處理改造方案

改良Bardenpho工藝TN去除效率高，運行成本較低，便于一體化、集約化建設(shè)，工藝全生命周期性價比高，耐受沖擊負(fù)荷能力強，較為適合高標(biāo)準(zhǔn)處理、有較強耐受沖擊負(fù)荷能力、進水波動幅度大的要求。現(xiàn)狀采用卡魯賽爾氧化溝工藝，具有獨立的厭氧和缺氧區(qū)，好氧區(qū)具有同步脫氮除磷功能。針對現(xiàn)狀氧化溝，通過降低負(fù)荷、停運中部表曝機、增設(shè)潛水推流器、增設(shè)外碳源投加設(shè)施等措施確保出水TN達標(biāo)排放，將氧化溝處理能力由15 000 m3/d降至6 000 m3/d，新建9 000 m3/d的巴頓甫生物反應(yīng)池池強化脫氮除磷，滿足總處理能力，保障出水達標(biāo)排放。

2.2 深度處理工藝方案

工程處理對象為工業(yè)園區(qū)綜合工業(yè)廢水，生活污水含量較少，部分工業(yè)廢水含有溶解性難降解COD且含量較高，需采用能夠高效去除難降解COD的工藝，而臭氧催化氧化工藝可保證出水COD濃度穩(wěn)定在30 mg/L以下。

DB 11/890—2012對出水SS和TP兩項指標(biāo)要求很高，除磷量較大；由于需要采用臭氧催化氧化作為難降解有機物深度去除系統(tǒng)，采用混凝沉淀作為深度處理工序是必要的。目前常用的占地較少、適用于中小型污水處理工程的混凝沉淀技術(shù)主要有高密度澄清池、加砂沉淀、磁混凝沉淀等。本工程對TP及SS去除率要求高，采用磁混凝沉淀池工藝，一是可以減少后續(xù)濾池SS過濾負(fù)荷，將SS盡量降低；二是對TP的高效去除，可以達到極限去除（LOT）標(biāo)準(zhǔn)，減少前序生化段除磷對碳源的消耗而影響生物脫氮；三是可以提高表面負(fù)荷，減少占地。同時，生物處理系統(tǒng)經(jīng)泥水分離后，進入纖維轉(zhuǎn)盤濾池前，使用磁混凝沉淀池可以最大限度去除SS、TP，其出水水質(zhì)可達到濁度<1.0 NTU、SS<5.0 mg/L、可視深度＞4.0 m，其優(yōu)異的SS、TP去除性能，可大大緩解后續(xù)纖維轉(zhuǎn)盤濾池過濾壓力。在達到處理目標(biāo)的前提下，從節(jié)約用地、集約化建設(shè)的角度，推薦采用纖維轉(zhuǎn)盤過濾進一步去除二沉池出水中的SS和TP。

3 提標(biāo)改造工藝設(shè)計

本次提標(biāo)改造設(shè)計規(guī)模為1.5×104 m3/d。

3.1 設(shè)計進出水水質(zhì)

進水水質(zhì)主要依據(jù)現(xiàn)狀工業(yè)園區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃和總排口實測水質(zhì)數(shù)據(jù)，通過水質(zhì)分析論證，將近期連續(xù)18個月的進水水質(zhì)作為設(shè)計進水水質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合GB/T 31962—2015《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》及采育鎮(zhèn)污水處理廠工程的原設(shè)計進水水質(zhì)并綜合考慮現(xiàn)況運行情況，最終確定本次提標(biāo)改造的設(shè)計進水水質(zhì)。見表1。

為使出水穩(wěn)定達標(biāo)，通過源頭調(diào)控的方式保障進水污染物濃度達到DB 11/307—2013《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》相應(yīng)規(guī)定。此外，難降解有機物、有機磷、不可氨化有機氮、濃度尚需達到如下標(biāo)準(zhǔn)：難降解有機物≤15 mg/L，有機磷≤0.1 mg/L，不可氨化的有機氮≤5 mg/L。

污水中的主要污染物有BOD5、CODcr、SS、TN和TP等，污水處理工藝的選擇與處理效率密切相關(guān)；因此，根據(jù)確定的設(shè)計進水水質(zhì)、排放標(biāo)準(zhǔn)，確定污染物去除率。見表2。

依據(jù)GB 50014—2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中各種處理單元推薦的處理效率，采用常規(guī)的一級和二級處理難以使各污染物去除率達到本工程處理目標(biāo)的要求，因此本次提標(biāo)改造處理工藝流程中需要增加深度處理。

3.2 工藝設(shè)計

預(yù)處理系統(tǒng)利用現(xiàn)狀粗格柵及進水泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池；生物處理系統(tǒng)改造主要包括現(xiàn)狀氧化溝改造的同時降負(fù)荷運行，新建巴頓甫生物處理系統(tǒng)，兩組處理系統(tǒng)并聯(lián)運行；二沉池利用現(xiàn)狀的圓形周進周出二沉池；深度處理系統(tǒng)增加磁混凝澄清池+高級催化氧化+纖維轉(zhuǎn)盤過濾；消毒方式調(diào)整為次氯酸鈉消毒；污泥處理系統(tǒng)增加污泥濃縮池；廠區(qū)增加除臭系統(tǒng)。見圖1。

3.2.1 磁混凝沉淀池

二沉池出水經(jīng)泵房提升至磁混凝沉淀池內(nèi)，磁沉池主要用于去除二沉池出水中的SS和TP。設(shè)計水量為15 000 m3/d，共分2系列，混合絮凝區(qū)停留時間6.5 min，除磷量5.5 mg/L，磁粉損耗率5 mg/L，PAC投加量180 mg/L，PAM投加量2.0 mg/L。

3.2.2 臭氧催化氧化

將磁混凝沉淀出水送至臭氧催化氧化池，通過臭氧催化氧化工藝去除出水中的難降解COD，保障COD達標(biāo)排放。臭氧投加量15 mg/L，反應(yīng)時間55 min。

3.2.3 纖維轉(zhuǎn)盤濾池

纖維轉(zhuǎn)盤濾池進一步去除污水中的懸浮物和TP，設(shè)計濾速6.5 m/h。

4 結(jié)論

1）污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)由GB 18918—2002一級B標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)至地表水環(huán)境質(zhì)量準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)時，污水三級處理段可以選用磁混凝沉淀池+臭氧催化氧化+纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝實現(xiàn)尾水排放要求。

2）工業(yè)園區(qū)內(nèi)排放的綜合廢水成分復(fù)雜，工藝設(shè)計方案的選擇需要進行較長時段的全流程中試試驗研究，進一步確定設(shè)計參數(shù)。

3）臭氧催化氧化與次氯酸鈉靈活啟用。提標(biāo)改造工程建成以后，當(dāng)出水COD高于30 mg/L時，啟用臭氧催化氧化系統(tǒng)，在去除難降解COD的同時起到消毒作用，后續(xù)處理不再需要運行次氯酸鈉消毒系統(tǒng)；當(dāng)出水COD低于30 mg/L時，臭氧催化氧化可以不啟用，啟用次氯酸鈉消毒系統(tǒng)。

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