水解酸化＋UCT＋混凝處理生活污水運行效果分析
摘要：介紹了采用水解酸化＋UCT＋混凝＋消毒工藝處理生活污水的設計及調試運行實例。結果表明,該工藝能有效去除污水中的污染物, 在進水COD 為415mg/L,BOD5為203mg/L,SS 為311mg/L,NH3-N 為36mg/L,TN 為44mg/L,TP 為4.3mg/L 時, 出水COD 為24mg/L,BOD5為8mg/L,SS 為6mg/L,NH3-N 為4mg/L,TN 為10mg/L,TP 為0.3mg/L,去除率分別可達到94.2％、96.1％、98.1％、88.9％、77.3％、93％,出水水質穩定,并達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002）一級標準中的A 類標準。同時對運行過程中存在的問題進行了分析，并給出了相應的解決方法。該項工程為城市生活污水處理的設計及調試提供了參考。
關鍵詞：水解酸化,UCT,混凝,生活污水,應用實例
1 污水水質及排放規模
通過對某經濟開發區污水水量及水質進行調研，確定污水處理廠的設計規模為3.0 萬m3/d。根據該污水廠環境影響初步分析,要求污水處理廠出水水質應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準中的A 類標準[1]。具體水質指標見表1。同時要求處理后出水中糞大腸桿菌數≤103 個/L。
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2 污水處理工藝流程
2.1 工藝流程介紹
該污水處理廠出水水質要求達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準中的A 類標準。針對這一特點,該工程主體采用生物處理＋深度處理工藝，生物處理工段采用水解酸化＋UCT 工藝，深度處理工段采用纖維轉盤濾池。
污水首先經過粗格柵以截留較粗大的懸浮物和漂浮物；出水進入提升泵站,通過潛污泵將污水提升后進入細格柵,細格柵出水進入旋流沉砂池以進一步去除無機性沉砂。旋流沉砂池出水經電磁流量計計量后進入水解酸化池+UCT 進行生物處理, 在水解酸化池中營造缺氧環境,將污水中不易降解的大分子污染物分解為小分子,為后繼的生化處理創造良好的條件；在UCT 池中分別營造厭氧、缺氧及好氧環境,利用厭氧、缺氧及好氧區微生物菌群的不同功能,進一步去除系統內的有機物、氨氮和磷,進行碳化、硝化、反硝化和除磷反應。UCT 池出水自流入二沉池進行泥、水分離。二沉池出水進入高效混凝沉淀池和纖維轉盤濾池，出水進入紫外消毒渠,經消毒后達標外排。
粗格柵和細格柵截留的柵渣裝入小推車外運。旋流沉砂池所產生的沉砂通過砂水分離器處理后外運。生化系統所產生的剩余污泥及深度處理產生的化學污泥用泵打入帶式濃縮脫水一體機進行濃縮和脫水,脫水后的污泥經螺旋輸送機送至污泥堆放間運泥車,然后外運填埋處理。污水、污泥處理工藝流程見圖1。
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2.2 主要構筑物及設備參數
2.2.1 粗格柵、進水泵站
流量3 萬m3/d,總變化系數K＝1.42。進水井、粗格柵間及提升泵站三部分合建。進水井1 座。尺寸:2.5×2.2×9.65m。
粗格柵渠2 道,單渠尺寸:9.7×0.9×9.65m,設兩道機械粗格柵,柵條間距20mm,柵前水深0.7m, 過柵流速0.65m/s, 安裝角度70°,格柵寬 800mm,電機功率1.75kW,皮帶輸送機1 臺,型號CB500,輸送長度5m, 功率1.5kW。機械粗格柵選用雙柵式齒耙格柵除污機。數量2 臺,型號 SBD800,為防止大的懸浮物撞擊損壞機械粗格柵,在機械粗格柵前設鋼制人工粗格柵。人工粗格柵2 臺,型號SM900,柵間距40mm,格柵寬 900mm,渠道深9650mm,柵高1000mm,粗格柵間內為人工粗格柵配套設置手動葫蘆一臺。提升泵站1 座,集水池內設置超聲波液位計。流量 3 萬m3/d。尺寸:4.8 ×6.7 ×11.0m。提升泵站設4 臺潛污泵, 型號 250WQ600-15-55,流量625m3/h,揚程17m,電機功率55kW,高峰時三用一備,正常水量時兩用兩備。
2.2.2 細格柵及旋流沉砂池
細格柵及旋流沉砂池合建。流量3 萬m3/d,總變化系數K＝1.42。細格柵渠2 道,單渠尺寸:5.15×1.0×1.63m。型號SRH900,柵間距5mm,格柵寬900mm,渠深1800mm,柵前水深0.8m,過柵流速0.8m/s,安裝角度 70°,功率1.35kW。機械細格柵選用回轉式鉤齒格柵除污機,數量2 臺。回轉式鉤齒格柵除污機配套設置螺旋輸送壓榨機1 臺, 型號CSP280, 輸送長度4.2m,直徑280mm,功率1.5kW。
旋流沉砂池2 座,單池直徑3.05m,單池進水渠寬0.61m,單池出水渠寬1.2m,主要設備有旋流除砂器2 臺,處理流量1080m3/h,轉速10～ 20rpm, 功率0.75kW, 砂水分離器1 臺, 型號GC220-AZ, 螺旋直徑 220mm,處理量:5~12L/s,功率:0.37kW；羅茨鼓風機2 臺,型號SSR－50, 風量1.75m3/min,風壓39.2kPa,功率2.2kW。
2.2.3 水解酸化池+UCT 池
流量3 萬m3/d。水解酸化池2 座, 單座尺寸:35.25×18.0×7.0m, HRT=6.0h。主要設備有:潛水攪拌機6 臺,型號MS650/7.5,轉速42rpm, 功率7.5kW。
UCT 池2 座,單座尺寸:38.25×35.25×7.0m,單座有效容積:厭氧區: 630m3,10.5m ×10.0m ×7.0m, 有效水深6.0m, 超高1.0m, 缺氧區: 1650m3,27.5m×10.0m×7.0m,有效水深6.0m,超高1.0m,好氧區:5508m3, 好氧區渠道4 條,單渠道寬6m,單渠道長38.25m,有效水深6.0m,超高 1.0m,UCT 停留時間12.64h, 其中厭氧區1.0h, 缺氧區2.64h, 好氧區 8.99h,污泥齡13.0d,污泥回流比100％。主要設備有混合液回流泵10 臺,型號QJB-W2.5,缺氧區2 臺,好氧區3 臺,流量:625m3/h,揚程0.7m, 功率2.5kW,旋切渦流立式攪拌機2 臺,型號MW2000/4,安裝在厭氧區, 轉速43rpm,功率4kW,潛水推進器4 臺，型號:PS1800/3,安裝在缺氧區, 轉速43rpm, 功率3kW, 硅橡膠膜管式曝氣器1745 根,q:5.5m3/h·個,L: 1000mm。
2.2.4 二沉池
2 座,設計規模3 萬m3/d。中間進水周邊出水的輻流式二沉池,表面負荷0.8,直徑32m,池邊水深4.3m,主要設備有全橋式周邊傳動刮吸泥機2 臺,型號SPD-II32,直徑32m,功率2.6kW。
2.2.5 管道混合器井
尺寸:5.2×2.5×2.25m,管道混合器1 臺,型號DN700。
2.2.6 高效混凝沉淀池
設計規模:3 萬m3/d。混合區:4.6×4.6×6.0m,推流區:11.3×1.4×6.0m, 澄清區:11.3×11.3×6.0m,主要設備有污泥螺桿泵3 臺（兩用一備）,型號 B1LCDQ,流量72.3m3/h,揚程3m,功率15kW;集水坑潛污泵1 臺,型號 QW-10-7-0.75,流量10m3/h,揚程:7m,功率0.75kW,反應器1 臺,直徑 2.1m,高度4.5m,快速混合器1 臺,轉速:5～30rpm,可調；刮泥機1 臺,直徑11.3m,池深6m,轉速0.02～0.13rpm,功率1.5kW,斜管83 平方米,長度 0.75m,片厚0.5mm,不銹鋼集水槽10 套,長度5.45m 高度0.55m 寬度 0.4m。
2.2.7 纖維轉盤濾池
設計規模:3 萬m3/d。尺寸:10.9×6.2×3.95m。主要設備有反沖洗泵 4 臺,型號A65-150CE,流量30m3/h,揚程14m,功率2.2kW。集水坑潛污泵2 臺,型號QW-10-7-0.75,流量10m3/h,揚程7m,功率2.2kW,纖維轉盤成套設備2 套, 設計規模32000m3/d, 中心管裝置D＝0.55m, 功率 0.75kW。
2.2.8 紫外消毒渠及回用水池
紫外消毒渠及回用水池合建。紫外消毒渠1 座,尺寸:12.80×3.05× 1.9m。主要設備有紫外消毒模塊1 臺。型號MR3000,設計規模:1250m3/ h,功率:33.22kW,回用水泵2 臺,型號65WQ40-48-10,流量48m3/h,揚程 10m,電機功率4.0kW。
2.2.9 污泥調配池
數量1 座,尺寸:準4×5.0m 主要設備有攪拌機1 臺,型號MR3000,準: 3m,轉速5.3rpm,功率1.5kW。
3 工程調試及效益分析
該工程在調試運行期間出現個別監測數據異常現象,經分析是由于進水水質變化以及曝氣設備運行不正常, 出現UCT 段池內的 BOD5、COD 值升高、好氧段溶解氧濃度較低,通過調整曝氣轉碟開啟臺數及改變回流污泥量解決。調試過程中,由于回流污泥泵、剩余污泥泵、潛水推流器發生故障,在池底產生污泥沉積,影響泥水混合效果并產生厭氧,經過及時檢修消除影響,并加強對回流污泥泵站定期觀察, 檢查污泥回流軸流泵及剩余污泥潛污泵的運行情況,保證泵的正常運轉,發現損壞,及時維修或更換。在反沖洗過程中,由于沖洗不充分,也導致出水污染物濃度升高，通過加強反沖洗消除影響。
由于調試期間的有機物負荷遠低于設計值,出水水質穩定。出水水質指標除COD、SS 的個別監測值高于設計值外,其他指標均優于設計值。該污水處理工程經過連續穩定運行, 在進水COD 為415mg/L, BOD5 為203mg/L,SS 為311mg/L,NH3-N 為36mg/L,TN 為44mg/L,TP 為 4.3mg/L， 出水COD 為24mg/L,BOD5 為8mg/L,SS 為6mg/L,NH3-N 為 4mg/L,TN 為10mg/L,TP 為0.3mg/L， 去除率分別為94.2％、96.1％、 98.1％、88.9％、77.3％、93％，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002） 一級標準中的A 類標準, 即COD≤50mg/L, BOD5≤10mg/L,SS≤10mg/L,NH3-N≤5mg/L,TN≤15mg/L,TP≤0.5mg/L，且糞大腸桿菌數≤103 個/L。該污水處理工程運行大大減少了污染物的排放量，COD 減少約4281.45 噸/年，BOD5 減少約2135.25 噸/年，SS 減少約3339.75 噸/年，NH3-N 減少約350.4 噸/年，TN 減少約372.3 噸/ 年，TP 減少約43.8 噸/年。
該工程總投資1562.81 萬元。運行成本包括電費、藥劑費、人工費等，折合0.412 元/噸水。
4 結語
4.1 采用水解酸化＋UCT＋混凝＋消毒工藝處理生活污水，結果表明,在進水COD 為415mg/L,BOD5 為203mg/L,SS 為311mg/L,NH3 -N 為 36mg/L,TN 為44mg/L,TP 為4.3mg/L 時， 出水COD 為24mg/L,BOD5 為 8mg/L,SS 為6mg/L,NH3-N 為4mg/L,TN 為10mg/L,TP 為0.3mg/L，去除率分別為94.2％、96.1％、98.1％、88.9％、77.3％、93％， 出水水質穩定并達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準中的A 類標準；大大的減輕了生活污水對環境的污染；
4.2 與傳統A2/O 法相比,UCT 工藝優點在于污泥先回流至缺氧池,再將缺氧池部分混合液回流至厭氧池,從而減少了回流污泥中過多的硝酸鹽對厭氧放磷的影響；
4.3 紫外線消毒對細菌、病毒、原生動物均有效,滅菌效率高,作用時間短,危險性小,無二次污染等。消毒過程不會產生三鹵甲烷和致癌物質,符合環境保護的要求；不需要運輸、使用、貯藏有毒或危險化學藥劑；無需巨大接觸池,占地面積小；
4.4 該污水處理工藝的穩定運行為城市生活污水處理的設計及調試提供了參考。
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