隨著城市水(shui)環境綜合治理(li)的(de)需求，污水(shui)處理(li)廠一級A標(biao)準全面推行(xing)，而(er)提標(biao)改造工程的(de)工藝的(de)合理(li)選擇將(jiang)直接關系(xi)到工程投資和運行(xing)成本(ben)，并(bing)影響(xiang)污水(shui)廠高效(xiao)低(di)耗、安全穩(wen)定運行(xing)。

那么如何(he)(he)合(he)理地(di)進行工(gong)藝(yi)選擇(ze)？設(she)備工(gong)藝(yi)如何(he)(he)設(she)計改造？

本文(wen)從實際工程(cheng)出(chu)發(fa)，總結(jie)國內污(wu)水(shui)廠一(yi)級(ji)A排放標(biao)準提標(biao)改造的工藝設計特點，討論(lun)了污(wu)水(shui)廠出(chu)水(shui)提標(biao)至一(yi)級(ji)A標(biao)準的技(ji)術手段(duan)，分析了深度(du)處(chu)理工藝主要(yao)構筑物選型及特點，并對(dui)污(wu)水(shui)廠未來發(fa)展方向提出(chu)了建議。

城市污水處理廠發展

城市污水處理(li)廠的(de)發展主要經歷了三(san)個階段。

第一(yi)(yi)階(jie)段：以去(qu)(qu)除懸浮物(wu)、較大顆粒(li)物(wu)為主(zhu)的一(yi)(yi)級(ji)污水(shui)廠(chang)(chang)，處理工藝一(yi)(yi)般為沉砂池(chi)、初(chu)沉池(chi)，該類污水(shui)廠(chang)(chang)主(zhu)要建(jian)(jian)于20世紀初(chu)期(qi)，對污水(shui)中BOD5、SS的去(qu)(qu)除率分別(bie)約為30%與50%，目前一(yi)(yi)級(ji)污水(shui)廠(chang)(chang)僅在特殊情況下采用或作(zuo)為更(geng)高(gao)級(ji)污水(shui)廠(chang)(chang)分期(qi)建(jian)(jian)設的第一(yi)(yi)階(jie)段。

第二(er)階段：以(yi)生物處理為主體二(er)級污(wu)水廠，即(ji)一般在(zai)預處理的(de)基(ji)礎上(shang)新(xin)增(zeng)曝(pu)氣反應池和二(er)沉池，該類污(wu)水廠在(zai)20世紀50年代以(yi)后(hou)得到(dao)快速(su)發展(zhan)，可(ke)去除水中(zhong)可(ke)生物降(jiang)解的(de)有機物、懸浮固(gu)體以(yi)及部分(fen)營(ying)養物質(zhi)（氮(dan)、磷）等，尤其是對(dui)污(wu)水中(zhong)COD、BOD的(de)去除率分(fen)別可(ke)達到(dao)80%與90%。

二級生物(wu)(wu)處理主要包括活性污(wu)泥法（AO工藝、AAO工藝、氧(yang)化溝OD工藝以(yi)及SBR工藝等）和生物(wu)(wu)膜(mo)法（生物(wu)(wu)濾(lv)池等），目前兩者(zhe)共同(tong)覆蓋(gai)了我國城鎮(zhen)污(wu)水處理設施主體工藝的(de)90%以(yi)上(shang)。

第三(san)(san)階段(duan)：以“混凝(ning)-沉淀-過(guo)濾”深度(du)處(chu)理工藝為代(dai)(dai)表的(de)三(san)(san)級(ji)污(wu)水廠，該(gai)類污(wu)水廠在20世紀60年代(dai)(dai)末開始建設，至90年代(dai)(dai)逐漸得到重視，主要(yao)(yao)用來進一步去除污(wu)水中剩(sheng)余的(de)懸浮固(gu)體(ti)，氮、磷等營養物質以及其(qi)它(ta)微量有(you)機物，三(san)(san)級(ji)污(wu)水廠出(chu)水大(da)大(da)降低(di)了污(wu)染負荷，對(dui)于控制水體(ti)富(fu)營養化(hua)，改善水環(huan)境質量具有(you)重要(yao)(yao)意義。城市污(wu)水處(chu)理廠工藝流程如圖所示。

污水處理廠的提標改造

統(tong)計資料(liao)顯示，截至2016年底(di)，我國已累計建成污水(shui)處理廠共(gong)3 552座，出水(shui)水(shui)質執行一級(ji)(ji)A標準比例約為(wei)27%。隨著(zhu)水(shui)污染(ran)的(de)防治(zhi)力度(du)的(de)加大，部(bu)分地(di)(di)(di)區(qu)制(zhi)定(ding)了(le)嚴格的(de)地(di)(di)(di)方標準，將排(pai)入地(di)(di)(di)表水(shui)體N、P等污染(ran)物的(de)排(pai)放限值規定(ding)進一步接近(jin)或(huo)達(da)到地(di)(di)(di)表Ⅳ類水(shui)體水(shui)質。但結合我國實(shi)際(ji)發展情(qing)況，大部(bu)分地(di)(di)(di)區(qu)還應以(yi)一級(ji)(ji)A標準為(wei)污水(shui)處理的(de)主要(yao)目標，因地(di)(di)(di)制(zhi)宜地(di)(di)(di)實(shi)施(shi)污水(shui)處理廠的(de)升級(ji)(ji)改造。

通常污水(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)水(shui)(shui)質(zhi)提標時，可(ke)能(neng)存在已建生(sheng)物反(fan)應池(chi)脫(tuo)氮(dan)除(chu)磷能(neng)力可(ke)能(neng)不足(zu)，二級生(sheng)物處理(li)本身(shen)較難保證(zheng)出水(shui)(shui)SS、TP及TN同(tong)時達到(dao)一級A標準等(deng)問題。需采(cai)取強化二級生(sheng)物處理(li)工(gong)(gong)(gong)藝或增加深(shen)度處理(li)工(gong)(gong)(gong)藝的方法(fa)進(jin)行(xing)提標改(gai)造，確保污水(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)達到(dao)一級A標準。例如TN，需要進(jin)行(xing)生(sheng)物反(fan)應池(chi)改(gai)造強化生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)，同(tong)時增加后置反(fan)硝化脫(tuo)氮(dan)工(gong)(gong)(gong)藝和碳源補充措(cuo)施(shi)等(deng)。在實(shi)際(ji)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)應用中，應結(jie)合(he)(he)不同(tong)地(di)區(qu)污水(shui)(shui)處理(li)廠(chang)(chang)(chang)運行(xing)的實(shi)際(ji)情況(kuang)、污水(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)實(shi)際(ji)進(jin)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)分(fen)析等(deng)，因地(di)制宜，合(he)(he)理(li)地(di)進(jin)行(xing)工(gong)(gong)(gong)藝選擇。

淮安經濟開發區污水處理廠擴建及提標改造工程

一級A提標改造工藝選擇

在(zai)傳統(tong)的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)脫(tuo)氮除(chu)磷(lin)工藝中(zhong)，污(wu)水中(zhong)氮的去除(chu)通過(guo)有機物(wu)(wu)(wu)氧化(hua)(hua)、氨化(hua)(hua)、硝(xiao)化(hua)(hua)和反硝(xiao)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)實現(xian)，認為(wei)硝(xiao)化(hua)(hua)與反硝(xiao)化(hua)(hua)兩個過(guo)程(cheng)相(xiang)(xiang)對(dui)獨立。但是(shi)，在(zai)實際工程(cheng)應用中(zhong)，同(tong)一反應池(chi)中(zhong)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)脫(tuo)氮與生(sheng)物(wu)(wu)(wu)除(chu)磷(lin)過(guo)程(cheng)易受各種因素(su)影響（包括(kuo)溫度(du)、pH、碳源、溶解(jie)氧、污(wu)泥齡、混合液或污(wu)泥回流(liu)比等），并相(xiang)(xiang)互制(zhi)約，很難同(tong)時獲得較高的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)脫(tuo)氮、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)除(chu)磷(lin)效率(lv)。因此，在(zai)污(wu)水廠提標改造時，對(dui)現(xian)有二(er)級生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理工藝脫(tuo)氮除(chu)磷(lin)效率(lv)進行分析(xi)，深入挖掘傳統(tong)工藝脫(tuo)氮除(chu)磷(lin)能(neng)力，減(jian)少后續工藝流(liu)程(cheng)長度(du)，是(shi)十分必要(yao)的。

在實際工程應(ying)用中，若要進行(xing)生(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)氮(dan)或生(sheng)物(wu)(wu)除磷(lin)，一般要求進水(shui)BOD5/TKN＞4或BOD5/TP＞17，保證(zheng)碳源(yuan)(yuan)充足；若要同(tong)步脫(tuo)(tuo)氮(dan)除磷(lin)，由于污水(shui)生(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)氮(dan)與生(sheng)物(wu)(wu)除磷(lin)之間(jian)存在碳源(yuan)(yuan)競爭，所需C/N、C/P值更高。因(yin)此，碳源(yuan)(yuan)不足可能成為限制(zhi)生(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)氮(dan)除磷(lin)效(xiao)率提(ti)高的(de)關鍵因(yin)素(su)。隨著厭氧(yang)(yang)氨氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、短程硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)和反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)除磷(lin)等新(xin)型生(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)氮(dan)除磷(lin)工藝(yi)研(yan)究的(de)應(ying)用，污水(shui)處(chu)理(li)過程中的(de)碳源(yuan)(yuan)、能源(yuan)(yuan)消耗可大大減(jian)少，但上述工藝(yi)在國內實際工程應(ying)用的(de)還較少。因(yin)此，現階段我國污水(shui)處(chu)理(li)廠提(ti)標改造工藝(yi)設計的(de)一般原則仍然是優先生(sheng)物(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)氮(dan)，強化(hua)(hua)生(sheng)物(wu)(wu)除磷(lin)、輔助化(hua)(hua)學除磷(lin)，同(tong)時宜考慮(lv)碳源(yuan)(yuan)補充措施(shi)。

一級A提標改造工藝設計與改造

已建處理單元改造

（1）初沉池改造

污(wu)水(shui)(shui)廠中初沉(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)主要(yao)用來降低懸浮固體(ti)的(de)(de)含量，保證后續生物(wu)(wu)(wu)處理(li)系(xi)統的(de)(de)正(zheng)常運行，但另一(yi)(yi)方(fang)面，初沉(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)對碳源也有一(yi)(yi)定(ding)比例的(de)(de)去除（BOD的(de)(de)去除率(lv)為(wei)25%~40%），造成(cheng)污(wu)水(shui)(shui)廠生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應池(chi)(chi)(chi)進水(shui)(shui)碳源不(bu)足問題更加突出，影響生物(wu)(wu)(wu)脫(tuo)氮(dan)除磷(lin)效率(lv)。目前，針對污(wu)水(shui)(shui)廠已建初沉(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)，結合具體(ti)工(gong)程條件，若需要(yao)進行改造，一(yi)(yi)是(shi)將初沉(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)改為(wei)厭氧(yang)區或（預）缺(que)氧(yang)區，增加生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應池(chi)(chi)(chi)水(shui)(shui)力停留時(shi)間(jian)；二是(shi)利(li)用初沉(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)污(wu)泥發酵(jiao)產(chan)生VFA（揮發性脂肪酸(suan)），充(chong)分利(li)用內(nei)部(bu)碳源，提高系(xi)統脫(tuo)氮(dan)除磷(lin)效果(guo)。研究表明，初沉(chen)(chen)發酵(jiao)池(chi)(chi)(chi)宜在進水(shui)(shui)BOD5 /TN偏低（BOD5/TN＜4）、SS/BOD5偏高（SS/BOD5＞1.2）時(shi)設置(zhi)，可有效提高生物(wu)(wu)(wu)系(xi)統的(de)(de)污(wu)泥活性，減少外部(bu)碳源投加量。

（2）生物反應池改造

在提標改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)工(gong)藝設計(ji)時，應(ying)結(jie)合現(xian)狀水(shui)(shui)質(zhi)分(fen)析，按設計(ji)進出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)對已建(jian)生物反(fan)(fan)應(ying)池(chi)池(chi)容進行(xing)復(fu)核(he)。通(tong)(tong)(tong)過技術改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)，充分(fen)發揮二級生物處理(li)功能(neng)，提高生物脫氮除(chu)磷效率。目前，已建(jian)生物反(fan)(fan)應(ying)池(chi)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)常用(yong)的(de)方法(fa)有：①調(diao)整(zheng)功能(neng)分(fen)區，若已建(jian)生物反(fan)(fan)應(ying)池(chi)容積(ji)基(ji)本滿(man)足(zu)要求(qiu)(qiu)，可(ke)通(tong)(tong)(tong)過新增(zeng)土建(jian)隔墻或結(jie)合初沉(chen)池(chi)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)的(de)方式(shi)，將原池(chi)內各段(duan)分(fen)區進行(xing)調(diao)整(zheng)，或改(gai)(gai)為倒置(zhi)AAO工(gong)藝、五段(duan)Bardenpho工(gong)藝、UCT工(gong)藝等；②MBBR工(gong)藝改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)：即一般(ban)在優先保證厭、缺氧(yang)區容積(ji)的(de)條件(jian)下，通(tong)(tong)(tong)過好氧(yang)區投加懸浮(fu)填(tian)料(liao)富集微生物，實現(xian)活性污(wu)泥法(fa)與生物膜法(fa)聯用(yong)，保證二級生物處理(li)效果，該方法(fa)比較適用(yong)于用(yong)地限(xian)制、不增(zeng)加反(fan)(fan)應(ying)池(chi)容積(ji)的(de)老廠改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)；③擴(kuo)容減量(liang)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)，通(tong)(tong)(tong)過核(he)減已建(jian)生物反(fan)(fan)應(ying)池(chi)處理(li)規模，減小負荷、延長水(shui)(shui)力停留時間(jian)，同(tong)時另(ling)外新建(jian)生物反(fan)(fan)應(ying)池(chi)滿(man)足(zu)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)水(shui)(shui)量(liang)要求(qiu)(qiu)。

增加深度處理工藝

在(zai)二級(ji)生物處理出水之后增(zeng)加(jia)深(shen)度(du)處理工藝，是保證出水水質(zhi)穩定達到(dao)一級(ji)A標(biao)(biao)準(zhun)的重(zhong)要一步。根據工程設計(ji)進出水水質(zhi)分(fen)析及主要污(wu)染物控制目標(biao)(biao)，深(shen)度(du)處理工藝設計(ji)一般可(ke)分(fen)為4類，如圖所示。

（1）如二級處(chu)理出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質指標接近或可達到一級A標準(zhun)，且(qie)達標率較(jiao)高、污水(shui)(shui)廠進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質也趨于穩定，可采(cai)用直接過濾(lv)（混(hun)凝(ning)-絮凝(ning)-過濾(lv)）或接觸(chu)過濾(lv)（混(hun)凝(ning)-過濾(lv)）工藝。

（2）如二級(ji)處(chu)理出(chu)水中NH3-N、TN較低，TP和SS指標(biao)相對(dui)較高，可采用混凝(ning)-絮凝(ning)-沉淀-過濾工藝，出(chu)水經消毒(du)處(chu)理后，確(que)保達(da)到一級(ji)A標(biao)準；

（3）如二(er)級處理出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)相對一(yi)級A標準差距(ju)較大，NH3-N和TN也較高，可采(cai)用曝氣生(sheng)物濾池(chi)強化脫氮，后續增加混凝-絮凝-沉(chen)淀-過濾-消毒工藝(yi)，確保出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)穩定達標；

（4）如二(er)級處理(li)出水(shui)仍需進行脫氮除磷(lin)，污水(shui)廠用(yong)地又(you)十分緊張，出水(shui)標(biao)準(zhun)也較高（或高于一級A標(biao)準(zhun)），則可采用(yong)MBR工藝(yi)，出水(shui)經消毒處理(li)后達標(biao)排放。

污水(shui)廠(chang)提標(biao)改造方法還(huan)包括氣浮、臭氧(yang)氧(yang)化(hua)、活性(xing)炭(tan)吸附等，由于污水(shui)廠(chang)實(shi)際情況(kuang)各(ge)不(bu)相(xiang)同，出水(shui)標(biao)準要求也(ye)不(bu)同，最終設(she)計方案(an)需通過技術經(jing)濟綜合(he)(he)比選(xuan)后確定。但工藝設(she)計時，宜(yi)優(you)先考慮(lv)強化(hua)二級生物處(chu)理脫氮除磷效率(lv)，減少后續工藝流程(cheng)(cheng)長度，否則可(ke)能會(hui)造成工程(cheng)(cheng)投資增(zeng)(zeng)大、運行成本(ben)增(zeng)(zeng)加，也(ye)不(bu)符合(he)(he)污水(shui)廠(chang)節能減排的要求。

污泥處理工藝改造

污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠提標(biao)改(gai)造(zao)(zao)由(you)于設計規(gui)模和進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質基(ji)本不(bu)變，新增污(wu)(wu)泥(ni)(ni)主要(yao)為化學除磷(lin)過程中產生的(de)化學污(wu)(wu)泥(ni)(ni)，其(qi)產量(liang)相對(dui)剩(sheng)余污(wu)(wu)泥(ni)(ni)較(jiao)小，可沿(yan)用(yong)污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠已(yi)建污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理(li)設施。但由(you)于近(jin)年來(lai)國內環保要(yao)求愈(yu)加(jia)嚴格，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)也已(yi)發(fa)生轉變，因此，污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠水(shui)(shui)質提標(biao)的(de)同(tong)時還應注重老(lao)廠現狀污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理(li)設施的(de)改(gai)造(zao)(zao)，并配套除臭裝置(zhi)(zhi)等，以(yi)滿足(zu)城市環境衛(wei)生和污(wu)(wu)泥(ni)(ni)最終處(chu)置(zhi)(zhi)出路(lu)的(de)要(yao)求。剩(sheng)余污(wu)(wu)泥(ni)(ni)填埋(mai)等方(fang)式(shi)越來(lai)越受到限制，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫水(shui)(shui)、干化后(hou)直接焚燒的(de)處(chu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)具有較(jiao)明(ming)顯的(de)優勢，對(dui)工程實踐具有重要(yao)參考意義。

主要構筑物設計

（1）高效沉淀池

高效(xiao)沉淀池(chi)一般包括快混區(qu)、絮(xu)凝(ning)區(qu)和沉淀區(qu)三部(bu)分，通(tong)過投加化學藥(yao)劑，可(ke)有效(xiao)去除COD、SS和TP，去除率分別可(ke)達60%、80%與90%。根(gen)據《城鎮污水再(zai)生(sheng)利用工(gong)程設計規范》（GB 50335—2016），高效(xiao)沉淀池(chi)主要設計參(can)數為(wei)(wei)：混合時間(jian)(jian)宜(yi)為(wei)(wei)0.5~1.0 min，絮(xu)凝(ning)時間(jian)(jian)宜(yi)為(wei)(wei)8~15 min，沉淀池(chi)表面(mian)負(fu)荷宜(yi)為(wei)(wei)10~20 m3·（m2·h）-1，污泥回(hui)流比宜(yi)為(wei)(wei)3%~6%。近年來，出現了磁粉或微砂(sha)等介質強化高效(xiao)沉淀池(chi)，通(tong)過投加磁粉或微砂(sha)，可(ke)提高絮(xu)體密(mi)實度(du)，縮短(duan)沉降時間(jian)(jian)，減少化學藥(yao)劑的投加量，但工(gong)程應用時還需重點關注流失磁粉或微砂(sha)對后續污泥處理處置的影響(xiang)。

（2）過濾工藝

目前，工(gong)程上過濾(lv)(lv)工(gong)藝的可(ke)(ke)選方案包(bao)括纖維濾(lv)(lv)布濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)、V型濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)、微(wei)過濾(lv)(lv)器、反(fan)硝(xiao)(xiao)化深(shen)床濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)以及曝(pu)氣(qi)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)等(deng)，其中前三者一(yi)般僅有(you)過濾(lv)(lv)功能(neng)，以去(qu)除SS為主；而反(fan)硝(xiao)(xiao)化深(shen)床濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)、曝(pu)氣(qi)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)兼有(you)過濾(lv)(lv)和生(sheng)物(wu)脫氮功能(neng)，尤(you)其是曝(pu)氣(qi)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)，通過設計不同的池(chi)(chi)(chi)型，可(ke)(ke)對BOD5、SS、NH3-N、TN等(deng)具(ju)有(you)較好的去(qu)除效果，工(gong)藝設計時宜將(jiang)曝(pu)氣(qi)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)置于化學除磷之(zhi)前，保證進水磷酸鹽等(deng)營養充足(zu)；此外，硝(xiao)(xiao)化濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)還(huan)要(yao)特別注(zhu)意控制進水氨氮濃度，保證冬季硝(xiao)(xiao)化細菌的正常生(sheng)長(chang)。

城市(shi)污(wu)水(shui)廠未來將更加注重(zhong)污(wu)水(shui)的(de)深度處理(li)以(yi)及再(zai)生回用，污(wu)水(shui)廠提(ti)標改造需(xu)結合(he)不同地(di)區的(de)現(xian)狀差異，充分研究(jiu)、因地(di)制(zhi)宜(yi)，確定合(he)理(li)的(de)出水(shui)標準與技術方案，最大發揮污(wu)水(shui)廠的(de)工程效(xiao)益。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章