關于西安市某污水處理廠提標改造工程的研究

梁光

摘要：對西安市某污水處理廠的進出水水質進行了分析，提出了3種改造方案，經過各方面論證，向氧化溝中投加填料的方案對生物池處理能力進行強化的方案最終選為適宜改造方案，并實現了出水水質達到一級A的標準。

關鍵詞：水質；一級A標準；投加填料；MBBR

1引言

目前西安市主城區城鎮污水排放量為129萬m3/d，除已經二級生化處理的95萬m3/d污水外，其余污水均通過排水管渠、支河流最終匯入渭河，2010年渭河流域廢污水排放量為11.1億t，其中渭河干流廢污水排放量9.1億t。水資源被污染十分嚴重。

2005年以來，隨著西安市“四城聯創”目標及城市“四化”建設理念的提出，也隨著國家關于落實科學發展觀加強環境保護的決定的頒布，現有污水處理廠升級改造工程的提出和落實是實現上述目的的必要措施。同時，污水處理廠的提標改造更能提高污水的被處理能力，減少排入渭河以及下游流域的污染物排放量，保護水資源，改善水環境。

根據2011年3月西安市頒發的《西安市環境保護局關于提高全市污水處理廠排放標準的通知》，全市現有和在建的城鎮污水處理廠于2013年1月1日起出水水質由現行的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準提高到一級A標準。為了滿足上述要求，必須對西安市某污水處理廠現狀已建成工程進行升級改造。

2西安市污水處理廠改造分析

2.1西安市某污水處理廠現狀

本次需改造的污水處理廠工程總規模為二級生物處理15萬m3/d，回用水處理5萬m3/d。污水處理均采用奧貝爾（ORBAL）氧化溝工藝，污泥處理采用重力濃縮、機械脫水工藝，污水消毒采用液氯消毒。回用水處理工程采用混合沉淀+氣水反沖洗過濾工藝。

ORBAL氧化溝是由多個同心圓或者橢圓的溝渠組成，每一個溝渠相當于一個獨立的反應池。曝氣方式為表面曝氣，曝氣設備常采用轉碟。ORBAL氧化溝通常為三溝渠（外溝、中溝、內溝），外、中、內溝溶解氧呈0-1-2mg/L梯度分布，能同時實現硝化與反硝化，較一般活性污泥法節能。并且在ORBAL氧化溝前設置厭氧溝，可使聚磷菌得以充分的釋磷從而提高其在氧化溝中的吸磷效果。

項目比值結論BOD5/COD0.5>0.45可生化性較好，適宜采用生化處理工藝BOD5/TN4.8≧2.86可進行脫氮處理，滿足脫氮要求BOD5/TP50≧20可進行除磷，比值越大，除磷效果越明顯

2.2水質分析結果

根據水質分析的結果，本工程進水水質濃度適中，上述各種項目的指標比較理想，適合生物處理，本污水處理廠現狀二級處理工藝采用奧貝爾氧化溝工藝，出水滿足設計一級B標準。經核算，要使出水水質達到一級A標準，現狀的處理工藝并不能滿足要求，同時，優化調整運行參數試運行，處理能力也無法達到一級A標準要求。因此，必須選擇二級強化生物處理工藝以進一步保證對SS、N、P、BOD5等污染物的去除率，且為保證出水水質的穩定達標排放，還須在生物強化處理后增加深度處理設施。

2.3升級改造工程規模

根據《西安市某污水處理廠可行性研究報告批復文件》確定的本污水處理廠設計總規模為20m3/d，結合本污水處理廠長現狀建成情況（15萬m3/d），并考慮遠期5萬m3/d處理規模將按照一級A出水水質標準進行設計、建設，確定本次升級改造工程的設計規模如下。

生物處理單元：15萬m3/d（現狀已建成規模的改造）；深度處理單元：15萬m3/d（其中包括一期未進入回用水處理系統的5萬m3/d水量、二期5萬m3/d水量及遠期規劃的5萬m3/d水量。）

3改造方案的選擇與確定

3.1預處理階段的改造方案

本次升級改造工程在現狀一期處理系統厭氧池及氧化溝前增設初次沉淀池。由于初沉池對BOD的消減作用，一定程度上減少了進入生物處理系統所必須的碳源，從而對氧化溝的脫氮除磷效果造成影響，因此，本次設計初沉池主要為“削峰”作用，并在初沉池設置超越管道，以確保在進水水質出現波動，各污染物濃度明顯高于設計值時可降低其后續生物處理構筑物等運行負荷，保證出水水質達標；在進水水質較好時，可使進水超越至氧化溝，從而保證脫氮除磷所需的碳源。

3.2強化二級生物處理工藝的選擇與確定

升級改造工程實施的目的是通過對現狀處理工藝的優化、各處理單元能力的強化等措施以提高對各種污染物（SS、COD、BOD、TN、NH3-N、TP）的處理效果，以進一步提高出水水質。因而，所選用的處理工藝必須同時具備去除多種污染物的功能。

一般來講，只要污水中沒有大量難降解有機物，COD的去除是比較容易實現的，但是氮、磷的去除比較復雜，需要硝化、反硝化、微生物釋磷和吸磷等過程，上述每一個過程的目的不一樣，對微生物組成、基質類型及環境條件要求也不一樣，這就需要在所選工藝中處理好以下幾個方面的要素。

3.2.1泥齡問題

硝化菌繁殖速度慢，世代時間長；而聚磷菌則多為短時代微生物。兩者在泥齡上存在著矛盾，若泥齡太高，不利于磷的去除，若泥齡太低，硝化菌又無法生存，且污泥的穩定程度不夠，給污泥的后續處理帶來了困難，所以在污水處理工藝中一定要把泥齡控制在一個比較狹窄的范圍內。

3.2.2營養物平衡問題

污水中的營養物對除磷和脫氮有至關重要的影響，因為無論是磷的厭氧釋放，還是氮的缺氧反硝化都必須有充分的碳源作為基礎。

3.2.3硝酸鹽問題

回流污泥中攜帶的硝酸鹽會抑制厭氧條件下磷的釋放。由于聚磷菌、硝化菌、反硝化菌及其他多種微生物共同生長在同一系統內，并在整個系統內循環，使得從好氧段回流的污泥中含有大量的硝酸鹽，造成厭氧段中反硝化菌與聚磷菌對基質形成競爭，使得聚磷菌無法得到足夠的短鏈脂肪酸進行充分釋磷，進而影響了磷的吸收而導致系統除磷效率降低。endprint

3.3生物強化處理工藝的選擇

經過對現狀氧化溝處理能力的核算，要使出水水質達到一級A標準，現狀每座氧化溝每天僅能處理2.15萬m3的水量，也就是說，現狀6座氧化溝的總處理能力由15萬m3/d下降為12.9萬m3/d，還有2.1萬m3/d的水量需要處理。因此，為滿足升級改造需求，增強氧化溝的處理能力，結合本工程的特點，提出了3種解決方案。

方案一：增建奧貝爾氧化溝。新建一座具有脫氮除磷功能的生物池，與現狀氧化溝并聯。

方案二：增建曝氣生物濾池。在現狀生物池后增加生物處理設施使生物處理單元能力達到要求。可采用曝氣生物濾池、MBR、人工濕地等處理工藝以彌補現狀處理構筑物能力的不足。

方案三：投加填料。提高現狀氧化溝內的生物量以降低處理負荷。對提高氧化溝生物量的措施而言，常用方法是提高反應池活性污泥濃度或投加生物填料、硅藻精土、粉末活性炭。借鑒國內已經完成升級改造的部分污水廠的運行經驗，投加懸浮填料不失為提高生物量的最合理有效的方式。

4結語

增建氧化溝活曝氣生物濾池，具有出水水質穩定、耐沖擊負荷等特點，但還存在對進水水質要求較高、維護與檢修難度較大、能耗較高等問題。同時，由于曝氣生物濾池水頭損失較高，還需增建二次提升泵站，健兒增建工程投資及水廠的運行成本。從本污水處理廠現狀分析，還需給遠期5萬m3/d規模的建設用地進行預留，用地面積十分緊張。可見，增建氧化溝或曝氣生物濾池的方案受到用地條件的限制而難以實現。投加填料的方案不僅工程投資相對較少，能耗較省，管理運行也較為方便，還無需新增占地。結合本水廠實際情況，本次推薦采用向氧化溝中投加填料的方案對生物池處理能力進行強化。即在主體采用奧貝爾氧化溝工藝的同時，輔以MBBR工藝，充分利用其各自特點，將兩者有機結合在同一生物池中，其中活性污泥主要承擔BOD的去除，生物膜主要承擔硝化作用。通過這種工藝，本污水處理廠的出水效果是可以達到一級A標準的。

2014年7月綠色科技第7期參考文獻：

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