天津市大港區污水處理廠升級改造工程實踐
為了滿足新的排放標準，許多已建污水處理廠迫切需要進行升級改造，如何根據自身特點，選擇合理的技術方案成為實施升級改造的關鍵。
以天津市大港區污水處理廠升級改造工程為例，介紹其升級改造的工藝選擇及實施效果。
1原工藝流程及運行效果
1．1原工藝流程
大港區污水處理廠原設計處理規模為5×104m3／d，分兩期完成，已建成一期處理規模為3×104m3／d，主要處理大港城區生活污水。設計進水水質見表1。
.jpg) |
設計出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 1891—2002)的二級標準。
升級改造前工藝流程如圖1所示。
.jpg) |
1．2運行效果
大港區污水處理廠于2004年1月正式投產，處理水量為(2．4～2．9)×104m3／d；進水水質較為穩定，一般進水COD為300～450 mg／L、BOD5為80～150 mg／L、NH3–N為30～40 mg／L、TP為3～5 mg／L，pH一直比較正常；工藝整體運行情況較好，正常情況下處理出水水質能穩定達到設計排放標準。
2升級改造工程實施方案
2．1工程背景及要求
2008年1月頒布的《天津市污水綜合排放標準》(DB 12／356—2008)要求已建城市污水處理廠在2010年12月31日前出水水質達到GB 18918—2002的一級B標準。大港區環境污染治理及污水處理回用規劃要求城區生活污水經處理后達到景觀回用水標準，用于補給區域內的生態用水。大港區政府有關部門組織進行了多次技術可行性論證，認為將污水處理廠處理出水用作生態補給水在技術上可行，經濟上可以接受。
綜合各種因素，大港區政府最后決定實施污水處理廠升級改造工程項目，處理規模仍為3×104m3／d，設計進水指標進行適當調整，設計出水水質執行《城市污水再生利用 景觀環境用水水質》(GB／T 18921—2002)中的觀賞性景觀環境用水——水景類水質標準，主要進、出水控制指標見表2，其中COD指標執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)的一級A標準。
.jpg) |
2．2工藝方案選擇原則
①進行多種方案比選，優先選用成熟、可靠并兼顧控制靈活、運行成本低的技術。
②充分結合原處理構筑物特點，不單獨考慮對二級出水的深度處理，優先考慮對原工藝進行挖潛改造，再適當增加處理設施，力求節約成本。
③選擇工藝時，優先考慮國產化程度高、成套性好的設備。
④需在綜合分析污水處理廠多年的運行狀況基礎上進行選擇。
2．3工藝實施方案
.jpg) |
2．3．1預處理單元
原設計為平流沉砂池，采用人工除砂，勞動強度大，工作環境較差，砂中有較多有機物。本次改造成以機械除砂為主并保留原貯砂池作備用的除砂方式，增加1套砂水分離器和1臺砂泵。
污水提升系統不做調整。
2．3．2生化處理單元
生化系統由水解／好氧工藝改造成A／O生物脫氮工藝，強化系統生物脫氮能力，由于原工藝條件所限，不考慮生物強化除磷設施。具體措施如下：
①將原水解池／沉淀池改造成缺氧池[1]。更換水解池內潛水攪拌器，強化攪拌功能；拆除沉淀池內斜管，改變原池型，增加潛水攪拌器；拆除原水解沉淀池內部污泥回流系統。改造后HRT為4．2 h。增加、更換潛水攪拌器共12臺。
②完善原好氧池內填料，改變好氧池出口形式，HRT為6．2 h，污泥齡提高到12 d。
③改造污泥同流系統，將污泥回流比由50％提高至80％(受原回流系統條件限制)，回流去向由好氧池人口端改至缺氧池前端；增加混合液回流系統，混合液回流比為250％，去向為缺氧池前端。
新建混合液回流泵池，尺寸為11．05 m×2．00m，深為4．50 m，1座，位于好氧池末端。
④經核算原鼓風系統能滿足新的工藝需要，故鼓風系統不做調整。二沉池不變。
⑤剩余污泥排放改為從回流污泥管道直接排往污泥濃縮池。
2．3．3深度處理單元
深度處理單元包括二次提升泵站、混凝加藥系統、混凝沉淀池、濾池及其附屬系統。
①增加二次提升泵站
原二沉池出水水位較低，無法滿足后續所需水頭，設計增加二次提升泵站。
二次提升泵站尺寸為8．00m×5．00 m，泵池有效水深為2．0 m，1座；提升泵為混流式，Q=600 m3／h，H=60 kPa，N=15 kW，4臺。
②化學除磷系統
因原生化系統改成A／O脫氮系統后，其除磷效果不能滿足對出水總磷的控制要求，因此改造工程增加了化學強化除磷系統。
藥劑投加點分別為好氧池出口與二次提升泵出水總管上。
溶藥罐V=1 m3，攪拌功率N=1．1 kW，2個；儲藥罐礦V=2m3，攪拌功率N=1．1 kW，2個；加藥計量泵：Q=1 200 L／h，P=20 m，2臺。
混凝沉淀池1座，混合區停留時間為50 s，機械混合；絮凝反應區反應時間為16 min，網格狀布置；斜管沉淀區上升流速為0．6 mm／s。采用穿孔管排泥。
混合、反應與沉淀區合建；溶藥與儲藥系統設置在加藥間。
③濾池及附屬系統
作為控制系統出水水質的關鍵構筑物，設計采用了具有良好反沖洗效果的V型濾池[2~4]。正常濾速：6．46 m／h；水反沖洗強度：5 L／(s&S226;m2)；氣反沖洗強度：15 L／(s&S226;m2)；表掃強度：1．8～2．0 L／(s&S226;m2)(考慮到進水量變化)；濾層高度：1．2 m，采用石英海砂，粒徑為0．95～1．20 mm。正常濾池反沖洗周期：24 h。采用雙格濾池，單格尺寸：8．06 m×3．00 m。反沖洗水泵：Q=450 m3／h、H=80 kPa、N=1 8．5 kW，3臺，2用1備；反沖洗鼓風機：Q=23m3／min、P=34．3 kPa、N=30 kW，3臺，2用l備。自動控制系統1套，可手動與自動切換。反沖洗水池：尺寸為8．00 m×5．00 m×3．40 m，1座。
④廢水泵池
用于暫時存放濾池反沖洗廢水和混凝沉淀池排泥，廢水通過提升泵輸送至二沉池配水井。
廢水泵池尺寸：10．70 m×6．70 m×5．10 m，1座；提升泵：Q=200 m3／h、H=80 kPa、N=5．5 kW，2臺，1用1備。
2．3．4計量與消毒
a．計量
因出口位置的變化，將原流量計移至新的流量計井處，分體式，計量表體位于出水儀表間內。
b．消毒
原消毒設施已無法滿足新的處理要求，且維護不方便，出水位置也發生了變化，故改造采用自主開發的新型豎流井式紫外消毒系統[5]，消毒劑量設計值為35 mJ／cm2。
2．3．5污泥處理
污泥處理系統無大的變化，仍采用濃縮脫水工藝，僅在剩余污泥管道上增加電磁流量計。
2．3．6在線監控
按照國家有關規定，在全廠設置了在線監控系統，分別對進出水水質、水量、鼓風量、污泥濃度、DO等指標進行實時監測。
3工程實施結果
大港區污水處理廠升級改造工程于2008年9月開工，2009年4月初工程竣工，后進入試運行階段，2009年10月投入正式運行。
①加藥除磷絮凝劑的篩選
參選藥劑包括固態與液態聚合氯化鋁(PAC)、Al2(SO4)3、聚合氯化鐵(PFC)等，通過小試與生產性試驗，參照有關化學除磷藥劑篩選方法[6、7]，最后確定混凝劑采用硫酸鋁。
②處理效果
升級改造完成后，原水主要為大港區城區生活污水，進水水質基本在協議約束范圍之內，處理出水水質可穩定達到設計出水標準。
升級改造完成后，污水處理廠試運行及正式運行的數據統計結果見表3。
③直接運行成本
升級改造后實際直接運行成本約為0．34～0．41元／m3。
4結論
①從項目實施的效果來看，本次升級改造選用的生物處理工藝可行，出水COD、BOD5、NH5–N、TN等均達到了處理要求。
②后續深度處理采用傳統深度處理工藝，具有穩定、有效的除磷和過濾效果。
.jpg) |
③設計采用自主開發的豎流井式紫外消毒系統，消毒效果良好，維護管理方便，不需特殊水位控制措施。
從總體來看，本次升級改造工程從工藝技術方案、工程實施到系統達標運行，達到了預期的目標。
參考文獻：
[1] 周雹．活性污泥工藝簡明原理及設計計算[M]．北京：中國建筑工業出版社，2005．
[2] 王爭元，徐強，胡寶娣．V型濾池反沖洗排水系統的設計探討[J]．中國給水排水，2001，17(2)：50–52．
[3] 崔玉川，員建，陳宏平．給水廠處理設施設計計算[M]．北京：化學工業出版社，2003
[4] 史華，郭橋，陳水悌，等．V型槽配水均勻性分析與水力設計[J]．給水排水，2002，28(11)：12–15．
[5] 史海峰，王夢南，羅長齡，等．豎流井式紫外消毒系統[P]．中國：ZL 2005 2 0027575．9，2006–09–20．
[6] 唐建國，林潔梅．化學除磷的設計計算[J]．給水排水，2000，26(9)：17–21． [7] 丁桓如．工業用水處理工程[M]．北京：清華大學出版社，2005．
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
