城市污水廠一級A排放標準提標改造工藝設計
【谷騰環保網訊】摘 要(yao)：隨著我國城市水(shui)環(huan)境提(ti)升、黑臭河道治理(li)等行(xing)動計劃加(jia)速(su)，污水(shui)廠(chang)一(yi)級(ji)A標(biao)準(zhun)正全(quan)面(mian)推行(xing)，但同時也面(mian)臨著污水(shui)處理(li)工(gong)(gong)藝流程延長、藥(yao)耗(hao)能耗(hao)增加(jia)等嚴峻(jun)形勢，而工(gong)(gong)藝設(she)計的合理(li)選(xuan)擇(ze)將(jiang)直接關(guan)系到工(gong)(gong)程投資和(he)運行(xing)成本，并影響污水(shui)廠(chang)高(gao)效低耗(hao)、安全(quan)穩定運行(xing)。為此，文(wen)中總結了污水(shui)廠(chang)一(yi)級(ji)A排放標(biao)準(zhun)提(ti)標(biao)改(gai)(gai)造工(gong)(gong)藝設(she)計難點和(he)設(she)計原(yuan)則，論述了污水(shui)廠(chang)出水(shui)提(ti)標(biao)至一(yi)級(ji)A標(biao)準(zhun)的技術手段，對比分析了深度處理(li)工(gong)(gong)藝主要(yao)構筑物選(xuan)型及特點，并對污水(shui)廠(chang)未來發展方向(xiang)提(ti)出了建議，以期為污水(shui)廠(chang)提(ti)標(biao)改(gai)(gai)造工(gong)(gong)藝的選(xuan)擇(ze)與設(she)計提(ti)供借(jie)鑒(jian)。
根據污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)目標與程(cheng)度(du)，城市污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)主(zhu)要經歷了(le)3個(ge)階段(duan)。(1)以去(qu)除懸(xuan)浮(fu)物(wu)(wu)、較(jiao)大(da)顆粒(li)物(wu)(wu)為(wei)(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)，處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)一(yi)般為(wei)(wei)沉(chen)砂池(chi)、初(chu)沉(chen)池(chi)，該(gai)(gai)類(lei)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)主(zhu)要建于(yu)20世紀初(chu)期(qi)(qi)，對污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)BOD5、SS的(de)(de)(de)(de)去(qu)除率(lv)分(fen)別約為(wei)(wei)30%與50%，目前一(yi)級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)僅在(zai)(zai)(zai)特殊情況下采用或作為(wei)(wei)更高(gao)級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)分(fen)期(qi)(qi)建設的(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)階段(duan)。(2)以生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)為(wei)(wei)主(zhu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)二(er)級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)，即一(yi)般在(zai)(zai)(zai)預處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang)新(xin)增曝(pu)氣反應(ying)池(chi)和二(er)沉(chen)池(chi)，該(gai)(gai)類(lei)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)在(zai)(zai)(zai)20世紀50年(nian)(nian)代(dai)以后得到快速(su)發展(zhan)，可去(qu)除水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)可生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解的(de)(de)(de)(de)有機物(wu)(wu)、懸(xuan)浮(fu)固體(ti)(ti)以及部分(fen)營(ying)養物(wu)(wu)質(氮(dan)、磷(lin))等，尤其(qi)(qi)是對污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)COD、BOD5的(de)(de)(de)(de)去(qu)除率(lv)可分(fen)別達到80%與90%[1-2]，二(er)級(ji)(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)主(zhu)要包括活(huo)性污(wu)泥法(AO工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、AAO工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、氧化(hua)溝OD工(gong)藝(yi)(yi)(yi)以及SBR工(gong)藝(yi)(yi)(yi)等)和生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜法(生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)濾池(chi)等)，目前兩(liang)者共同覆蓋了(le)我國城鎮污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)設施主(zhu)體(ti)(ti)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)90%以上(shang)[3]。(3)以“混凝-沉(chen)淀(dian)-過濾”深度(du)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)為(wei)(wei)代(dai)表的(de)(de)(de)(de)三級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)，該(gai)(gai)類(lei)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)在(zai)(zai)(zai)20世紀60年(nian)(nian)代(dai)末(mo)開始建設，至90年(nian)(nian)代(dai)逐漸得到重(zhong)視，主(zhu)要用來進(jin)一(yi)步去(qu)除污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)剩余(yu)的(de)(de)(de)(de)懸(xuan)浮(fu)固體(ti)(ti)、氮(dan)磷(lin)等營(ying)養物(wu)(wu)質以及其(qi)(qi)他微量有機物(wu)(wu)，三級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)出水(shui)(shui)(shui)(shui)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)污(wu)染負荷，對于(yu)控制(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)富營(ying)養化(hua)、改善水(shui)(shui)(shui)(shui)環境質量具有重(zhong)要意義。城市污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)程(cheng)如(ru)圖1所示(shi)。
近(jin)年來，由于(yu)城市水(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境綜合治理(li)的(de)需(xu)求不(bu)斷提(ti)升，作為城市水(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境保護的(de)末端屏(ping)障——污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)作用(yong)愈(yu)加凸(tu)顯。相應地，污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)質排(pai)放標(biao)(biao)準要求也(ye)不(bu)斷提(ti)高，城市污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)(chang)(chang)(chang)提(ti)標(biao)(biao)改造受到了更多重視[4]。污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)(chang)(chang)(chang)提(ti)標(biao)(biao)改造是指(zhi)，在(zai)其現有(you)處(chu)理(li)規模基本(ben)保持(chi)不(bu)變的(de)情(qing)況下，通過(guo)工藝(yi)改進或增加深(shen)度處(chu)理(li)設施(shi)[5]，使污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質滿(man)足更高等級(ji)的(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)排(pai)放標(biao)(biao)準。本(ben)文從實際(ji)工程出(chu)(chu)發，論述了污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)提(ti)標(biao)(biao)至一級(ji)A標(biao)(biao)準的(de)技術手段，對(dui)比分析了深(shen)度處(chu)理(li)工藝(yi)主要構筑物選型及特點(dian)，以期為污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)提(ti)標(biao)(biao)改造工藝(yi)的(de)選擇與設計提(ti)供借鑒。
1 污水廠排放水質標準
目(mu)(mu)前，我國(guo)現行《城鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)》(GB 18918—2002)將基本控制項目(mu)(mu)的(de)常規污(wu)(wu)(wu)染物(wu)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)值分為三級標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，其中一(yi)(yi)級標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)分為A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和B標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。統計(ji)資料(liao)顯示，截至2016年底(di)，我國(guo)已累計(ji)建成污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)3 552座，出(chu)(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)執行一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)比例(li)約27%。根據《城鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)》(GB 18918—2002)與《地(di)(di)(di)表(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境(jing)質(zhi)(zhi)量標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)》(GB 3838—2002)相關規定，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)出(chu)(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)若(ruo)要由一(yi)(yi)級B標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)提升(sheng)至一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，除了需要進(jin)一(yi)(yi)步(bu)(bu)降(jiang)低(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中SS、BOD5、COD等物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)濃度(du)(du)外，重點(dian)在于(yu)脫氮除磷(lin)；另一(yi)(yi)方(fang)面，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)出(chu)(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)較地(di)(di)(di)表(biao)Ⅴ類水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)還有一(yi)(yi)定的(de)差距(ju)，若(ruo)要滿足(zu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體富營養化控制要求，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)需采(cai)用深度(du)(du)處(chu)理(li)工藝(yi)，降(jiang)低(di)TN、TP排(pai)放。此外，隨著國(guo)家(jia)“水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)十條”的(de)發布，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)染的(de)防治(zhi)力度(du)(du)切實(shi)加大，部分地(di)(di)(di)區制定了更(geng)為嚴格(ge)的(de)地(di)(di)(di)方(fang)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，將排(pai)入地(di)(di)(di)表(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體氮、磷(lin)等污(wu)(wu)(wu)染物(wu)的(de)排(pai)放限值規定進(jin)一(yi)(yi)步(bu)(bu)接近或達到地(di)(di)(di)表(biao)Ⅳ類水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)，但結合(he)我國(guo)實(shi)際發展情況，大部分地(di)(di)(di)區還應以(yi)一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)為污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)的(de)主要目(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)，因地(di)(di)(di)制宜地(di)(di)(di)實(shi)施污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)升(sheng)級改造。
2 污水廠一級A提標改造工藝
2.1 污水廠現狀問題分析
我國(guo)污水廠一級A排放標(biao)準提標(biao)改造工(gong)藝面臨的主要難(nan)點包括以下幾點。
(1)已建生(sheng)物反應(ying)池脫氮(dan)除磷效(xiao)率不高(gao)，原因為[6-7]：①進水C/N偏低(di)，導致反硝(xiao)化(hua)(hua)脫氮(dan)時碳源不足，除磷效(xiao)果變差；②低(di)溫條(tiao)件限制，尤(you)其(qi)是(shi)冬(dong)季水溫低(di)于12 ℃，嚴重影響反硝(xiao)化(hua)(hua)速率；③水力停留時間(jian)不足，微生(sheng)物降解作用不充分，不利于脫氮(dan)除磷。
(2)二級生物處(chu)理本身較難保證出水(shui)SS、TP及TN同時達到一級A標準(zhun)。
針對上述問題，在實際工程中需采取強化二級(ji)生物處理(li)工藝(yi)或增加深度處理(li)工藝(yi)的方法進行提標改造(zao)，以確保污水廠(chang)出(chu)水水質達到(dao)一級(ji)A標準。
此(ci)外，由于(yu)不同地區污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)(chang)運行現狀各(ge)不相同，提(ti)(ti)標(biao)改造工(gong)(gong)藝設計時應重點(dian)進行污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)(chang)實際進出(chu)水(shui)水(shui)質分析(xi)，并結合(he)一級A標(biao)準出(chu)水(shui)水(shui)質要求，確定污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)(chang)提(ti)(ti)標(biao)改造主要污(wu)染物去(qu)除(chu)重點(dian)與優(you)先控制次序。通(tong)常污(wu)水(shui)廠(chang)(chang)(chang)水(shui)質提(ti)(ti)標(biao)時，已建生物反(fan)應池脫(tuo)氮(dan)除(chu)磷能力可能不足，尤其是TN，需要進行生物反(fan)應池改造強化(hua)生物脫(tuo)氮(dan)、增加后置(zhi)反(fan)硝化(hua)脫(tuo)氮(dan)工(gong)(gong)藝和碳源補充措(cuo)施等；而(er)對于(yu)TP，目前普(pu)遍采用(yong)生物除(chu)磷和化(hua)學(xue)輔(fu)助除(chu)磷相結合(he)，用(yong)于(yu)化(hua)學(xue)除(chu)磷的(de)藥劑主要有(you)鐵鹽和鋁鹽，兩者相比(bi)，鐵鹽形成的(de)礬花(hua)密(mi)實、沉降性能較(jiao)好，但鐵鹽過(guo)量投加易(yi)引起(qi)出(chu)水(shui)色(se)度增加，影響紫外線投射率，且三(san)氯化(hua)鐵腐蝕(shi)性較(jiao)強，對設備防腐要求較(jiao)高，因此(ci),工(gong)(gong)程設計中宜綜合(he)比(bi)選確定。
2.2 工藝選擇
(1)污水生物脫氮除磷原理
在(zai)(zai)傳(chuan)統(tong)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)工(gong)(gong)(gong)藝中，污(wu)(wu)水中氮(dan)(dan)的(de)去除(chu)通過(guo)(guo)(guo)(guo)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)氧化、氨化、硝(xiao)化和(he)反硝(xiao)化過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)實(shi)現(xian)，認為硝(xiao)化與反硝(xiao)化兩個過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)相對獨(du)立；污(wu)(wu)水中磷(lin)的(de)去除(chu)利用聚磷(lin)菌在(zai)(zai)厭氧條件下釋放(fang)磷(lin)，在(zai)(zai)好氧條件下過(guo)(guo)(guo)(guo)量(liang)吸收(shou)磷(lin)，最后通過(guo)(guo)(guo)(guo)排除(chu)富磷(lin)污(wu)(wu)泥(ni)實(shi)現(xian)。在(zai)(zai)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)應用中，同(tong)一(yi)反應池(chi)中生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)與生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)除(chu)磷(lin)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)易受(shou)各種(zhong)因素影響(xiang)(包括溫度、pH、碳源、溶解氧、污(wu)(wu)泥(ni)齡、混合液或污(wu)(wu)泥(ni)回流比(bi)等(deng))，并相互制約，實(shi)際(ji)上很難(nan)同(tong)時獲得較高的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)除(chu)磷(lin)效(xiao)率(lv)。因此，在(zai)(zai)污(wu)(wu)水廠提標改造(zao)時，對現(xian)有(you)二(er)級生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處理工(gong)(gong)(gong)藝脫(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)效(xiao)率(lv)進行分析，深入(ru)挖掘傳(chuan)統(tong)工(gong)(gong)(gong)藝脫(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)能力，減少后續工(gong)(gong)(gong)藝流程(cheng)長度，是十分必要的(de)。不(bu)同(tong)工(gong)(gong)(gong)藝生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)特性如(ru)表1所示(shi)。
(2)提標改造工藝選擇
污水(shui)(shui)廠二級處理出水(shui)(shui)中(zhong)TN以(yi)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)、硝(xiao)酸鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)為(wei)(wei)主[8]；TP以(yi)溶(rong)解(jie)態(tai)的(de)正磷(lin)酸鹽(yan)(yan)為(wei)(wei)主[9]，是水(shui)(shui)質(zhi)進(jin)一步提(ti)標的(de)主要去除(chu)(chu)(chu)對象。根據水(shui)(shui)質(zhi)提(ti)標脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)要求(qiu)，工(gong)藝設(she)計(ji)方(fang)案(an)可分(fen)為(wei)(wei)3種：僅需(xu)(xu)(xu)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)、僅需(xu)(xu)(xu)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)以(yi)及需(xu)(xu)(xu)要同時脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)。工(gong)程上(shang)，若(ruo)要進(jin)行生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)或生(sheng)物(wu)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)，一般要求(qiu)進(jin)水(shui)(shui)BOD5/TKN>4或BOD5/TP>17，才能保(bao)證碳(tan)源(yuan)充足(zu)；若(ruo)要同步脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)，所需(xu)(xu)(xu)C/N、C/P更(geng)高，原因在于污水(shui)(shui)生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)與生(sheng)物(wu)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)之間存(cun)在碳(tan)源(yuan)競爭[10]，碳(tan)源(yuan)不(bu)足(zu)可能成為(wei)(wei)限(xian)制生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)效(xiao)率(lv)提(ti)高的(de)關鍵因素。隨(sui)著厭氧氨(an)氧化(hua)、短程硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)和反硝(xiao)化(hua)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)等新型生(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)工(gong)藝研究的(de)應用(yong)，污水(shui)(shui)處理過程中(zhong)的(de)碳(tan)源(yuan)、能源(yuan)消耗可大大減少(shao)。
但上述工藝(yi)在國(guo)內實際工程應用的(de)還較少。因此，現階段我(wo)國(guo)污水處理(li)廠提標改(gai)造工藝(yi)設計的(de)一般原(yuan)則仍然(ran)是優先(xian)生物脫氮、強化生物除磷、輔助化學除磷，同(tong)時宜考慮碳源補充(chong)措(cuo)施。
2.3 工藝設計
2.3.1 已建處理單元改造
(1)初沉池改造
污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠(chang)中初(chu)沉(chen)池(chi)主(zhu)要用來降(jiang)低懸浮(fu)固體(ti)(TSS的去(qu)(qu)除率為(wei)50%～70%，圖(tu)2)的含量，保證后續生(sheng)(sheng)物(wu)處理系(xi)統的正常運行，但(dan)另一方面，初(chu)沉(chen)池(chi)對(dui)碳(tan)源(yuan)也(ye)有一定比例的去(qu)(qu)除(BOD的去(qu)(qu)除率為(wei)25%～40%，圖(tu)2)，造成污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠(chang)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)池(chi)進水(shui)(shui)碳(tan)源(yuan)不(bu)足問題更加(jia)突(tu)出，影響生(sheng)(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)除磷(lin)效(xiao)率。目前(qian)，針對(dui)污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠(chang)已建(jian)初(chu)沉(chen)池(chi)，結合具體(ti)工(gong)程條件，若需要進行改造，其一是將初(chu)沉(chen)池(chi)改為(wei)厭氧區(qu)或(預(yu))缺(que)氧區(qu)，增加(jia)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)池(chi)水(shui)(shui)力停留時(shi)間；其二是利(li)用初(chu)沉(chen)池(chi)污(wu)(wu)泥發(fa)酵產生(sheng)(sheng)揮發(fa)性脂肪(fang)酸(VFA)，充分利(li)用內部碳(tan)源(yuan)，提(ti)高(gao)系(xi)統脫(tuo)氮(dan)除磷(lin)效(xiao)果。楊敏等[11]研究表明(ming)，初(chu)沉(chen)發(fa)酵池(chi)宜在(zai)進水(shui)(shui)BOD5/TN偏(pian)低(BOD5/TN<4)、SS/BOD5偏(pian)高(gao)(SS/BOD5>1.2)時(shi)設(she)置，可有效(xiao)提(ti)高(gao)生(sheng)(sheng)物(wu)系(xi)統的污(wu)(wu)泥活性，減少外部碳(tan)源(yuan)投加(jia)量。
(2)生物反應池改造
污水(shui)廠提標改(gai)造(zao)(zao)工(gong)藝(yi)(yi)設計時(shi)，應(ying)(ying)(ying)結合現狀水(shui)質(zhi)分(fen)(fen)析，按設計進(jin)出水(shui)水(shui)質(zhi)對(dui)已建(jian)(jian)(jian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)(chi)池(chi)(chi)容(rong)進(jin)行(xing)復核，通過技術(shu)改(gai)造(zao)(zao)，充分(fen)(fen)發揮二(er)級生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理功(gong)能，提高(gao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)脫氮除磷效(xiao)率。目(mu)前，已建(jian)(jian)(jian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)(chi)改(gai)造(zao)(zao)常用(yong)(yong)的方法有(you)：①調整功(gong)能分(fen)(fen)區，若(ruo)已建(jian)(jian)(jian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)(chi)容(rong)積(ji)基本(ben)滿(man)足要求，可通過新(xin)增土建(jian)(jian)(jian)隔墻或(huo)結合初沉池(chi)(chi)改(gai)造(zao)(zao)的方式，將(jiang)原池(chi)(chi)內(nei)各段(duan)分(fen)(fen)區進(jin)行(xing)調整，或(huo)改(gai)為(wei)倒置(zhi)AAO工(gong)藝(yi)(yi)、五段(duan)Bardenpho工(gong)藝(yi)(yi)、UCT工(gong)藝(yi)(yi)等；②MBBR工(gong)藝(yi)(yi)改(gai)造(zao)(zao)，即一般在優先保證厭、缺氧區容(rong)積(ji)的條件下，通過好氧區投(tou)加懸(xuan)浮(fu)填料富集微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)，實現活性污泥(ni)法與生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)膜法聯用(yong)(yong)，保證二(er)級生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理效(xiao)果，該方法比較適用(yong)(yong)于用(yong)(yong)地限制、不增加反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)(chi)容(rong)積(ji)的老廠改(gai)造(zao)(zao)；③擴(kuo)容(rong)減(jian)(jian)(jian)量改(gai)造(zao)(zao)，通過核減(jian)(jian)(jian)已建(jian)(jian)(jian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)(chi)處(chu)(chu)理規(gui)模，減(jian)(jian)(jian)小(xiao)負荷、延長水(shui)力停留時(shi)間，同時(shi)另外(wai)新(xin)建(jian)(jian)(jian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)(chi)，滿(man)足污水(shui)處(chu)(chu)理水(shui)量要求。
2.3.2 增加深度處理工藝
目前(qian)，在污水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)二(er)級生(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)(li)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)之后增(zeng)(zeng)加深(shen)度處理(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)，是保證出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)穩定(ding)達(da)(da)到(dao)一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)重要一(yi)(yi)步。根據工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)進(jin)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)分析及主要污染(ran)物(wu)控制(zhi)目標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)，深(shen)度處理(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)計(ji)一(yi)(yi)般可(ke)(ke)分為4類，如(ru)圖(tu)3所(suo)示。工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)時，若二(er)級處理(li)(li)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)指(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)接(jie)近或(huo)可(ke)(ke)達(da)(da)到(dao)一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，且達(da)(da)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)率較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)、污水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)也(ye)趨于穩定(ding)，可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)(yong)直(zhi)接(jie)過(guo)濾(lv)(混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)-絮凝(ning)(ning)(ning)-過(guo)濾(lv))或(huo)接(jie)觸過(guo)濾(lv)(混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)-過(guo)濾(lv))工(gong)藝(yi)(yi)(yi)；若二(er)級處理(li)(li)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中NH3-N、TN較(jiao)(jiao)低，TP和SS指(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)相(xiang)對較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)(yong)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)-絮凝(ning)(ning)(ning)-沉淀-過(guo)濾(lv)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)經(jing)消(xiao)毒(du)處理(li)(li)后，確(que)保達(da)(da)到(dao)一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)；其(qi)次，若二(er)級處理(li)(li)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)相(xiang)對一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)差距較(jiao)(jiao)大(da)，NH3-N和TN也(ye)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)(yong)曝氣生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)池強化(hua)脫氮，后續增(zeng)(zeng)加混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)-絮凝(ning)(ning)(ning)-沉淀-過(guo)濾(lv)-消(xiao)毒(du)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)，確(que)保出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)穩定(ding)達(da)(da)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)；最后，若二(er)級處理(li)(li)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)仍需進(jin)行脫氮除磷，污水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)用(yong)(yong)地又十分緊張，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)也(ye)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(或(huo)高(gao)(gao)于一(yi)(yi)級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun))，則(ze)可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)(yong)MBR工(gong)藝(yi)(yi)(yi)，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)經(jing)消(xiao)毒(du)處理(li)(li)后達(da)(da)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)排放(fang)。
污(wu)水(shui)廠提(ti)標(biao)(biao)改造(zao)方法還(huan)包(bao)括(kuo)氣浮、臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化、活性炭吸附(fu)等，由于污(wu)水(shui)廠實際(ji)情況各不相同(tong)，出水(shui)標(biao)(biao)準要求也不同(tong)，最終設計方案需通過綜合(he)比(bi)選后確定(表(biao)2)。但工藝設計時，宜優先考(kao)慮(lv)強化二級生物(wu)處理脫氮除磷效率，減少(shao)后續工藝流(liu)程長度(du)，否則可能會造(zao)成(cheng)工程投資增(zeng)大(da)、運行成(cheng)本增(zeng)加(jia)，也不符合(he)污(wu)水(shui)廠節能減排的(de)要求。
2.3.3 污泥處理工藝改造
污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠提標(biao)改造由(you)于設(she)計規模和進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質基本(ben)不變，新增(zeng)污(wu)(wu)(wu)泥主要為(wei)化學(xue)除磷過程中產(chan)生的化學(xue)污(wu)(wu)(wu)泥，其產(chan)量(liang)相(xiang)對剩余污(wu)(wu)(wu)泥較(jiao)小，可沿用污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠已建污(wu)(wu)(wu)泥處理設(she)施(shi)。但近年來(lai)國(guo)內環保要求愈加嚴格，污(wu)(wu)(wu)泥處置(zhi)方(fang)式也(ye)已發(fa)生轉變，因此，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠水(shui)(shui)(shui)質提標(biao)的同時(shi),還應(ying)注重老廠現狀污(wu)(wu)(wu)泥處理設(she)施(shi)的改造。
并配(pei)套(tao)除臭裝置(zhi)等，以(yi)滿足城市環境衛生和污(wu)泥最終處置(zhi)出路(lu)的(de)(de)要(yao)求。Hao等[18]的(de)(de)研究表(biao)明(ming)，剩余污(wu)泥填埋及污(wu)泥農用方式越(yue)來越(yue)受到限制，污(wu)泥脫水、干化后(hou)直接焚燒的(de)(de)處置(zhi)方式具有(you)較明(ming)顯的(de)(de)優勢，對工程(cheng)實踐具有(you)重要(yao)參考意義。
2.4 主要構筑物設計
(1)高效沉淀池
高(gao)效(xiao)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)是一種集混凝、絮凝和(he)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)于一體的新型沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)，由于該池(chi)(chi)(chi)具有占地小(xiao)、水力負荷高(gao)、污染物去(qu)除(chu)效(xiao)果好等(deng)特點，被廣泛(fan)應(ying)用(yong)于污水廠提標改(gai)造(zao)深度處(chu)理(li)工藝中。高(gao)效(xiao)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)一般包(bao)括快混區(qu)、絮凝區(qu)和(he)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)區(qu)3部(bu)分(fen)，通過(guo)(guo)投(tou)加(jia)化學(xue)藥(yao)劑，可(ke)有效(xiao)去(qu)除(chu)COD、SS和(he)TP，去(qu)除(chu)率可(ke)分(fen)別達60%、80%與90%。根據《城(cheng)鎮污水再(zai)生(sheng)利用(yong)工程設(she)計規范》(GB 50335—2016)，高(gao)效(xiao)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)主要設(she)計參數(shu)：混合(he)時(shi)間宜為0.5～1.0 min，絮凝時(shi)間宜為8～15 min，沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)表(biao)面負荷宜為10～20 m3/(m2·h)，污泥回流比宜為3%～6%。近年來(lai)，出現(xian)了磁(ci)粉(fen)(fen)或(huo)微(wei)砂等(deng)介(jie)質(zhi)強(qiang)化高(gao)效(xiao)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)，通過(guo)(guo)投(tou)加(jia)磁(ci)粉(fen)(fen)或(huo)微(wei)砂，可(ke)提高(gao)絮體密實(shi)度，縮短沉(chen)(chen)(chen)降時(shi)間，減少化學(xue)藥(yao)劑的投(tou)加(jia)量(liang)，但工程應(ying)用(yong)時(shi)還需重(zhong)點關注流失磁(ci)粉(fen)(fen)或(huo)微(wei)砂對后續污泥處(chu)理(li)處(chu)置的影響(xiang)。
(2)過濾工藝
過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)單元作為(wei)污水(shui)廠深(shen)(shen)度處理工(gong)藝(yi)的核心，是保證(zheng)出水(shui)水(shui)質達標的關鍵(jian)。目前，工(gong)程上過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)工(gong)藝(yi)的可選方案(an)包括纖維濾(lv)(lv)(lv)(lv)布濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)、V型濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)、微過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)器、反(fan)硝(xiao)化(hua)深(shen)(shen)床(chuang)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)以及曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)等(表3)。其中，前三者(zhe)一般僅(jin)有過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)功(gong)能，以去除SS為(wei)主；而反(fan)硝(xiao)化(hua)深(shen)(shen)床(chuang)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)、曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)兼有過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)脫氮功(gong)能，尤(you)其是曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)，通過(guo)設(she)計(ji)(ji)不同的池(chi)型，可對(dui)BOD5、SS、NH3-N、TN等產生(sheng)(sheng)較好的去除效果。工(gong)藝(yi)設(she)計(ji)(ji)時，宜(yi)將(jiang)曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)置于化(hua)學除磷之前，保證(zheng)進(jin)水(shui)磷酸鹽等營養充足(zu)；此外，硝(xiao)化(hua)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)還要特別注意控(kong)制進(jin)水(shui)氨氮濃度，保證(zheng)冬季(ji)硝(xiao)化(hua)細(xi)菌的正常生(sheng)(sheng)長。
注(zhu)：*根據提供產(chan)品(pin)解決(jue)方(fang)案的(de)廠商(shang)不同(tong)，濾(lv)(lv)料形式(shi)及濾(lv)(lv)床厚度各有區別，并直接影響濾(lv)(lv)池的(de)性(xing)能
3 結論
(1)城市污水廠(chang)未(wei)來將更加注重污水的(de)深度(du)處理以及再(zai)生回用，污水廠(chang)提標改(gai)造需結合(he)不同地(di)區(qu)的(de)現狀差(cha)異(yi)，充分(fen)研究(jiu)、因(yin)地(di)制宜，確定合(he)理的(de)出水標準與(yu)技術方(fang)案，發揮(hui)污水廠(chang)的(de)最大(da)工程效(xiao)益(yi)。
(2)城(cheng)市污水(shui)(shui)廠(chang)一級A排放標準(zhun)提(ti)(ti)標改(gai)造應(ying)先(xian)對(dui)其(qi)現(xian)狀進(jin)出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質進(jin)行(xing)分析(xi)，并(bing)結合水(shui)(shui)質提(ti)(ti)標要(yao)(yao)求，確定(ding)目標去(qu)除污染物，以(yi)便在后續工藝(yi)(yi)設計中(zhong)予以(yi)重(zhong)點考慮；深度處理(li)(li)工藝(yi)(yi)設計需進(jin)行(xing)方案綜合比選。對(dui)于TP超標，化學(xue)除磷是(shi)必要(yao)(yao)的措施；對(dui)于TN超標，宜優(you)先(xian)考慮已建生(sheng)物反應(ying)池改(gai)造，減少后續工藝(yi)(yi)流程長度，必要(yao)(yao)時(shi)還可增(zeng)加后置反硝化脫(tuo)氮(dan)工藝(yi)(yi)，并(bing)設外(wai)加碳源補充措施。此外(wai)，在提(ti)(ti)標改(gai)造過程中(zhong)，還應(ying)重(zhong)視老廠(chang)污泥(ni)(ni)、臭氣(qi)的處理(li)(li)，以(yi)新帶(dai)老，實現(xian)污水(shui)(shui)廠(chang)水(shui)(shui)、泥(ni)(ni)、氣(qi)同步治理(li)(li)達(da)標。
(3)城市污水(shui)(shui)廠(chang)正面臨新(xin)形勢下的(de)技(ji)術(shu)(shu)升級挑(tiao)戰，以厭(yan)氧氨氧化、反(fan)硝化除磷為(wei)代表的(de)新(xin)型生(sheng)物(wu)處理(li)工藝的(de)工程(cheng)應(ying)用成為(wei)迫切需求。為(wei)此，通(tong)過技(ji)術(shu)(shu)升級提高生(sheng)物(wu)處理(li)效率，實現更高標準的(de)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質，并減少藥耗(hao)、能耗(hao)成本，探(tan)索能源(yuan)的(de)可持續性，對污水(shui)(shui)廠(chang)未來發(fa)展(zhan)具有重要意義。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
