導(dǎo)語：污水處理廠提標(biāo)改造工藝分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】趙家小村污水處理廠設(shè)計處理出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求，需對污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。本文就提標(biāo)改造方案進(jìn)行論證分析。

【關(guān)鍵詞】污水處理廠；提標(biāo)改造；奧貝爾氧化溝；曝氣生物濾池

1現(xiàn)有污水處理廠概況及水質(zhì)分析

1.1現(xiàn)有污水處理廠設(shè)計的基本情況現(xiàn)有污水處理廠設(shè)計能力為4萬m3／d，采用奧貝爾氧化溝處理工藝。原設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為BOD5＝180mg／L，COD＝350mg／L，SS＝220mg／L，NH3－N＝28mg／L，TN＝40mg／L，TP＝40mg／L。設(shè)計出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2現(xiàn)有污水處理廠運(yùn)行情況

由于進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)大于原設(shè)計值污水經(jīng)處理后出水中有機(jī)物（BOD5、COD）、懸浮物（SS）、磷（P）可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，但氨氮（NH3－N）、總氮（TN）不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。在2013年11月份前，污水處理廠總體運(yùn)行效果良好；2013年12月份后污水處理廠出水氨氮、總氮去除效率明顯下降，特別是總氮去除效率更為明顯。與污水處理廠共同探討后分析主要存在如下原因：①污水處理廠氧化溝已有1年未清理，氧化溝內(nèi)沉積大量的泥沙，造成氧化溝實際容積在減小，影響污水處理廠運(yùn)行效果；②2013年12月份以后污水處理廠進(jìn)水量高于設(shè)計水量，最大高出設(shè)計水量的20％，這是造成污水處理廠出水水質(zhì)惡化的主要原因之一；③12月份下旬污水處理廠氧化溝有2臺轉(zhuǎn)刷損壞。

1.3現(xiàn)有污水處理廠工藝系統(tǒng)存在問題

污水處理廠總體運(yùn)行效果較好，但從建設(shè)至今已有10年，系統(tǒng)存在一定不足，有些不滿足規(guī)范要求，有些系統(tǒng)影響后續(xù)污水處理的穩(wěn)定運(yùn)行。這些環(huán)節(jié)如若不進(jìn)行改造，將可能影響污水提標(biāo)改造系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。（1）現(xiàn)有控制系統(tǒng)需要改造：根據(jù)污水處理廠反應(yīng)和現(xiàn)場實際調(diào)研，污水處理廠中控系統(tǒng)和大部分控制儀表均不能使用，除廠區(qū)進(jìn)出口流量計、COD、氨氮6個儀表，其他儀表基本不能使用?，F(xiàn)有處理設(shè)施所有機(jī)電設(shè)備在控制系統(tǒng)均不能監(jiān)控。儀表的損壞和主要機(jī)電設(shè)備不能在主控室監(jiān)控，會增加污水處理廠管理力度，影響污水處理出水的穩(wěn)定。（2）現(xiàn)有氧化溝系統(tǒng)可簡單改造后提高出水水質(zhì)：為進(jìn)一步摸清現(xiàn)有生化系統(tǒng)的狀況，污水處理廠監(jiān)測室兩次對污水處理廠氧化溝溶解氧、二沉池氨氮、總氮進(jìn)行實測。實測結(jié)果顯示，現(xiàn)有氧化溝外溝溶解氧在10～25mg／L左右，內(nèi)溝溶解氧為07～112mg／L，轉(zhuǎn)刷損壞1臺的氧化溝出水氨氮為232mg／L，總氮為37mg／L，水溫11℃；轉(zhuǎn)刷完好的氧化溝出水氨氮為212mg／L，總氮為34mg／L，水溫109℃。一般氧化溝運(yùn)行，外溝溶解氧氣為0～05mg／L，中溝溶解氧為05～15mg／L，內(nèi)溝溶解氧為2～25mg／L。內(nèi)溝保持較高溶解氧，以保證出水中有足夠的溶解氧帶入二沉池，提高回流污泥活性。由此可見，現(xiàn)有污水處理廠內(nèi)溝溶解氧嚴(yán)重不足，氧化溝內(nèi)溝溶解氧不足，回流污泥活性降低，影響氨氮、總氮的去除效果，適當(dāng)加大內(nèi)溝曝氣量，提高內(nèi)溝溶解氧，可進(jìn)一步改善現(xiàn)有氧化溝出水效果。

2提標(biāo)改造處理水質(zhì)

21進(jìn)水水質(zhì)為保證污水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，按照原水平均值設(shè)計難以保證處理后的污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；最大值出現(xiàn)的概率很低，作為設(shè)計值往往造成不必要的浪費(fèi)；一般將污水水質(zhì)85％～90％保證率作為設(shè)計水質(zhì)數(shù)據(jù)，本次設(shè)計將90％保證率作為設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)。水質(zhì)分析重點統(tǒng)計保證率為90％的水質(zhì)數(shù)據(jù)（由于總氮指標(biāo)較少，采用最大值代替90％保證率數(shù)據(jù)），平均值和最大值作為參考。提標(biāo)改造進(jìn)水水質(zhì)為：COD＝60mg／L、BOD5＝20mg／L、SS＝20mg／L、氨氮＝15（18）mg／L、總氮＝30mg／L、總磷＝10mg／L、pH＝6～9。22出水水質(zhì)根據(jù)地方政府和同煤集團(tuán)要求污水處理設(shè)計出水滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，即：COD≤50mg／L、BOD5≤10mg／L、SS≤10mg／L、氨氮≤5（8）mg／L、總氮≤15mg／L、總磷≤05mg／L、色度≤30、糞大腸菌群≤1000個／L。

3污水處理廠提標(biāo)改造方案論證

3.1各污染物去除方法

現(xiàn)有污水處理后出水水質(zhì)超標(biāo)的主要污染物為氮（氨氮、總氮）、懸浮物、總磷、有機(jī)物（BOD5、COD），其中BOD5略超過一級A標(biāo)準(zhǔn)。懸浮物、總磷以及少量有機(jī)物可以通過物理方法去除，提標(biāo)改造重點要解決的污染物是氨氮和總氮（硝酸鹽氮），氨氮、總氮（硝酸鹽氮）目前一般均采用生化處理系統(tǒng)解決。

3.2生化工藝比選

設(shè)計污水處理系統(tǒng)盡量簡單，首先先挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)的處理潛力，再考慮增加后續(xù)處理。

3.2.1對現(xiàn)有氧化溝進(jìn)行工藝改造

（1）現(xiàn)有生化系統(tǒng)簡單改造：現(xiàn)有內(nèi)溝溶解氧嚴(yán)重不足，從內(nèi)溝進(jìn)水端到出水端溶解氧基本上都在10mg／L左右。內(nèi)溝溶解氧不足將影響氨氮的去除效果，降低二沉池回流污泥的活性，從而也會降低總氮的去除效果。根據(jù)污水處理廠目前實測數(shù)據(jù)來看，由于南溝轉(zhuǎn)刷損壞1臺，南溝出水氨氮為232mg／L，北溝氨氮為212mg／L。北溝在曝氣量略大的情況下，氨氮去除量比北溝提高2mg／L，由此可見，在氧化溝內(nèi)增加曝氣量實現(xiàn)氨氮進(jìn)一步降低是可行的。從理論分析，內(nèi)溝氨氮降低后，通過污泥回流（回流比為100％），以及氧化溝內(nèi)交替的好氧、厭氧區(qū)，在碳源充足的情況下，可進(jìn)一步降低總氮。另外，本工程原水碳氮比嚴(yán)重不足，二沉池池回流的污泥在一定程度上可作為氧化溝碳源的補(bǔ)充。無錫城北污水處理廠也采用奧貝爾氧化溝工藝，其進(jìn)水總氮為16～66mg／L，在提標(biāo)改造示范工程中，對二沉池污泥進(jìn)行曝氣提高活性，大大增加了氧化溝總氮的去除效果，在不增加碳源的情況下，總氮平均增加了4mg／L的去除效果。由此可見，增加內(nèi)溝曝氣這一簡單措施，可以有效改善氧化溝出水，為后面的深度處理降低負(fù)荷。根據(jù)理論分析和現(xiàn)有工程實例分析，預(yù)計簡單改造后可去除氨氮3mg／L、總氮2mg／L。（2）現(xiàn)有生化系統(tǒng)擴(kuò)容改造：通過調(diào)研大同地區(qū)的東郊污水處理廠和西郊污水處理廠，調(diào)研結(jié)果表明，氧化溝污泥負(fù)荷在008kgBOD5／（kgMLSS•d）左右的時候，污水處理廠出水指標(biāo)基本達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，和本工程多年運(yùn)行結(jié)果基本類似。按此污泥負(fù)荷重新校核氧化溝容積，在處理能到達(dá)到4萬m3／d的時候，氧化溝停留時間需要從原來的139h增加到22h才能保證系統(tǒng)出水BOD5、氨氮達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。則需要增加一座奧貝爾氧化溝，氧化溝尺寸為80×60×51m?；蛘哐舆t現(xiàn)有氧化溝反應(yīng)時間，在每個現(xiàn)有氧化溝后在增加延時曝氣系統(tǒng)?？紤]到本工程總氮非常高，生化系統(tǒng)后續(xù)宜再采用砂濾進(jìn)一步去除懸浮物和總氮，現(xiàn)有污水處理廠內(nèi)無法完成改造，需要增加用地約13畝。若增加的氧化溝，則氧化溝尺寸與原兩個氧化溝尺寸均不相同，很難實現(xiàn)均勻配水，新增氧化溝建設(shè)、調(diào)試期間還會影響到現(xiàn)有系統(tǒng)的正常運(yùn)行；若采用后置延時曝氣，需要增加回流系統(tǒng)，且將會影響現(xiàn)有系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2.2現(xiàn)有生化系統(tǒng)后增加生物濾池

（1）曝氣生物濾池：曝氣生物濾池（BiologicalAeratedFilter，簡稱BAF）是八十年代末、九十年代初最先在歐美發(fā)展起來的一種新型污水生物處理技術(shù)。曝氣生物濾池可根據(jù)處理對象的不同分為硝化曝氣生物濾池、碳氧化曝氣生物濾池以及反硝化生物濾池。硝化曝氣生物濾池應(yīng)具有將來水中的氨氮氧化為硝態(tài)氮的功能；碳氧化曝氣生物濾池應(yīng)具有將來水中的有機(jī)物進(jìn)行降解的功能；反硝化生物濾池在碳源充足的情況下應(yīng)具有將水中的硝態(tài)氮還原為氮氣的功能；硝化曝氣生物濾池和碳氧化曝氣生物濾池內(nèi)應(yīng)保持有足夠高的溶解氧水平以確保上述功能的實現(xiàn)，而反硝化濾池內(nèi)則應(yīng)保持有較低的溶解氧水平以確保上述功能的實現(xiàn)。（2）V型濾池：V型濾池是快濾池的一種形式，因為其進(jìn)水槽形狀呈V字形而得名，待濾水由進(jìn)水總渠經(jīng)進(jìn)水閥和方孔后，溢過堰口再經(jīng)側(cè)孔進(jìn)入被待濾水淹沒的V型槽，分別經(jīng)槽底均勻的配水孔和V型槽堰進(jìn)入濾池，被均質(zhì)濾料濾層過濾的濾后水經(jīng)長柄濾頭流入底部空間，由方孔匯入氣水分配管渠，在經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。V型濾池可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期，氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗水量大大減少。但池型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是配水配氣系統(tǒng)精度要求高，增加了施工難度。單池面積平均比普通濾池單池面積大，但并未充分利用，因中間的排水槽占了很大一部分面積，導(dǎo)致實際過濾面積比單池面積少。323生化處理工藝推薦方案通過上述分析，本工程提標(biāo)改造比選工藝為：現(xiàn)有氧化溝簡單改造＋曝氣生物濾池（方案一）和現(xiàn)有氧化溝擴(kuò)容改造＋V型濾池（方案二）。兩工藝綜合比較見表1。從出水水質(zhì)來看，兩方案均能達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。從投資、運(yùn)行費(fèi)用及運(yùn)行管理，綜合比較，由于本工程原水污染物濃度較高，雖然方案一（曝氣生物濾池）運(yùn)行管理略微復(fù)雜，但不新增占地，特別是運(yùn)行費(fèi)用明顯降低，噸水直接費(fèi)用較方案二少0266元／m3（38836萬元／a）。硝化曝氣生物濾池解決了污水中的NH3－N和BOD5，反硝化生物濾池解決了污水中的硝態(tài)氮（總氮），且硝化濾池和反硝化濾池的反洗系統(tǒng)可以共用，降低投資成本。曝氣生物濾池占地小，對于提標(biāo)改造場地受限制的污水處理廠更加適合，其出水懸浮物基本可以小于10mg／L，無須后面再增設(shè)沉淀系統(tǒng)即可進(jìn)入過濾系統(tǒng)。因此本次設(shè)計生化處理工藝推薦方案一，即現(xiàn)有生化系統(tǒng)后增加曝氣生物濾池工藝（硝化濾池＋反硝化濾池）。

3.3過濾工藝比選

以前城市污水處理廠深度處理，絕大部分采用傳統(tǒng)的砂濾去除少量的懸浮物和有機(jī)物。近年來開始出現(xiàn)纖維過濾池、轉(zhuǎn)盤濾布過濾器等新型過濾設(shè)備。纖維過濾和轉(zhuǎn)盤濾布濾池相對于傳統(tǒng)的砂濾均有占地少的優(yōu)點。而轉(zhuǎn)盤濾布濾池相對纖維過濾和傳統(tǒng)砂濾，濾池結(jié)構(gòu)非常簡單，施工速度快，且反洗水量??；可以連續(xù)運(yùn)行，無須單獨設(shè)反沖洗時間；傳統(tǒng)砂濾反洗水量約占總處理水量的5％以上，而轉(zhuǎn)盤濾池反洗水量只占處理水量的1％；轉(zhuǎn)盤濾布濾池不需要專門的反洗水池，也不需要大功率的反洗風(fēng)機(jī)和反洗水泵。由于轉(zhuǎn)盤濾布濾池占地小、建設(shè)速度快、反洗水量小、可以連續(xù)過濾等優(yōu)點，在近年污水深度處理中逐步取代傳統(tǒng)的砂濾池，特別是污水提標(biāo)改造中場地受限制的污水處理廠。本提標(biāo)改造工程主要考慮在原有場地進(jìn)行處理，且考慮到項目所在地冬季寒冷，轉(zhuǎn)盤濾布濾池占地小，可以放在室內(nèi)，因此過濾工藝推薦采用轉(zhuǎn)盤濾布濾池。

3.4消毒工藝比選

過濾后出水除大腸肝菌未達(dá)標(biāo)外，其他指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，因此須采取消毒措施，一般消毒方法包括液氯、O3法、ClO2法、紫外線法、漂粉精法及氯片法等。其中漂粉精和氯片的購買和儲存不易，且處理效果不穩(wěn)定，只適合在小型污水處理站使用。紫外消毒具有較大的優(yōu)勢，近年來在城市污水處理廠中紫外消毒也逐步取代液氯、二氧化氯消毒工藝?，F(xiàn)有污水處理廠開始采用氯消毒，后來改為二氧化氯消毒，管理相對比較復(fù)雜、安全性要求較高，操作管理復(fù)雜?？紤]到現(xiàn)有回用水用戶均有后續(xù)處理和消毒設(shè)施，本次設(shè)計將現(xiàn)有二氧化氯消毒改為紫外消毒。

3.5碳源選擇

目前污水處理脫氮碳源主要有甲醇、乙酸鈉。甲醇價格低，市場價格約2700元／t，但毒性大，安全要求非常高，需要專門的消防設(shè)施，占地面積大、前期投資高。乙酸鈉價格稍高，市場價格約3500元／t，但無毒，安全系數(shù)高，前期投資低。從安全、占地和前期投資綜合考慮，碳源推薦采用乙酸鈉。

4結(jié)論及主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

提標(biāo)改造工程采用“現(xiàn)有氧化溝簡單改造＋硝化生物濾池＋反硝化生物濾池＋轉(zhuǎn)盤過濾”工藝，處理后水質(zhì)達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，處理規(guī)模為4萬m3／d。污水處理廠提標(biāo)改造后，年減少COD、氨氮、BOD5、SS排放量均為146t／a，年減少總氮排放量為219t／a，年減少總磷排放量為73t／a。

作者:李雅青 單位:大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司環(huán)境保護(hù)處