西安市第三污水處理廠提標改造成功案例分析

王耀武 趙群英 王舒

摘 要：國家于2006年下達提標改造的公告，西安市第三污水處理廠率先進行提標改造，通過添加初沉池，改用超細格柵，氧化溝內溝改為底曝，增加內回流系統，并在內溝添加生物填料一系列措施進行提標改造，改造后達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中一級A標準。

關鍵詞：城市污水處理廠；提標改造；脫氮除磷；生物填料

我國于2006年下達污水廠提標改造的公告，公告中要求，城市污水廠的出水水質由以前的《城鎮污水處理廠綜合排放標準》GB/T18918-2002中的一級B標準提高到一級A標準。這使得各城市污水處理廠都面臨著二次改造的問題。目前對于大多數污水處理廠進行提標改造時的難點是在污水廠現有占地面積不變的情況下進行改造，這就要求改造時，盡可能的少建、新建構筑物，對原有工藝及主體構筑物進行改進。西安市第三污水處理廠在沒有二次征地的情況下，對原有工藝進行了微改，花費的費用少，改造后運行穩定，并達標排放。

1 工程概況

西安市第三污水處理廠占地337畝，日處理能力15萬噸。主要擔負西安市東郊 河兩岸及紡織城地區25平方公里范圍內的生活污水及工業廢水。2010年4月，第三污水處理廠在國家節能減排的號召下進行了污水廠的提標改造。由于該廠規劃時間較早，近幾年西安市的高速發展，使得污水量猛增，到2008年，實際進入到廠區的污水為11～13萬噸，雨季時一般在13～15萬噸，所以改造時在盡量少建構筑物的情況下，加大處理水量，成為了此次改造的難點。改造時三廠運用向Orbal氧化溝內添加填料的方法，解決了這一難題，這一點值得推廣。且改造后各項出水指標均達到了《城鎮污水處理廠綜合排放標準》GB/T18918-2002中的一級A標準。

2 第三污水處理廠的進出水水質

經過長年的監測運行，西安市第三污水處理廠進、出水水質見表1。

表1 西安市第三污水處理廠進、出水水質

由表1可見，提標改造前出水中的COD與BOD均已達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A標準，SS、氨氮、總氮與總磷不能達標排放。因此改造的重點為脫氮除磷與使SS達標排放。

3 提標改造前后的工藝流程

提標改造前的工藝流程圖如圖1所示。

提標改造后的工藝流程圖如圖2所示。

由圖1和圖2可見，此次提標改造的重點放到了脫氮除磷與SS的去除上，通過添加初沉池與對格柵間的改造實現了SS的達標排放；通過對主體構筑物氧化溝的內部改造實現了脫氮除磷的目的。

4 提標改造的內容、方法與優勢

4.1 細格柵間

細格柵間由原來的四組滾筒式細格柵變為現在的兩組滾筒式細格柵和兩組階梯式超細格柵（即將原有的兩組滾筒式細格柵改為現在的兩組階梯式超細格柵），滾筒式細格柵柵間隙為6mm，階梯式超細格柵柵間隙為1mm，格柵直徑1.84m，格柵傾角55°，細格柵間尺寸16.1×15.3m。細格柵間經過改造后SS去除率可達到85%～95%，有效保證了后續處理流程特別是污泥處理系統的正常運行。細格柵間的改造是在原來的基礎上進行的改造，沒有增加占地面。

4.2 初沉池

初沉池主要作用是對污水中密度較大的固體懸浮物進行沉淀分離，以達到減輕生物處理構筑物負荷的目的。改造前由于主體工藝為氧化溝工藝，所以前期工程未設初沉池，2010年后，執行一級A類標準后，再加上雨污合流，人口的增加，處理水量增加5萬噸，污水中雜質以及漂浮物增加，影響了沉砂池的沉砂效果，造成氧化溝內污泥松散，進而影響了生物處理效果；同時造成活性污泥脫水時成餅率大幅度下降。改造后增加了初沉池，有效地解決了上述問題。

4.3 Orbal氧化溝

4.3.1 增加填料

改造前執行《城鎮污水處理廠綜合排放標準》GB/T18918-2002中的一級B標準，原有氧化溝的處理能力可以滿足標準要求。由于近幾年處理水量增加，并且排放標準的提高，造成原有氧化溝的污泥負荷過大。減小污泥負荷的方法一般有兩種：（1）增加池容；（2）增加池中的微生物量。由于新建生物處理池既要占用一定面積，初期投資又大。因此增加原池中的微生物量成為主要的處理方案。三廠采用向原氧化溝中添加懸浮填料，達到了增加生物量的目的。

改造時向每座氧化溝的內溝投加填料1100m3，約占內溝容積的30%；為了達到氧化溝內的設計流速，在溝橋上增加了兩臺內溝推進器（參數：D=1080mm，葉輪轉速100r/min，功率N=4.0kW）；為了防止填料進入中溝，在中溝進入內溝處增加了攔網；在出水處的攔網處增加了曝氣設施，有效的防止了填料聚集，提高了攔網的過水能力。內溝添加填料后，有效的增加了氧化溝中的生物量，在進水量增加的情況下，沒有新建生物處理設備，做到了達標排放。

4.3.2 將Orbal氧化溝內溝改為底曝

由于內溝增加了生物填料，生物量大大增加，所以需氧量也會增加，原來的氧化溝的供氧能力已經不能滿足現在的需求，所以將Orbal氧化溝內溝改為底曝。

在池底安裝可提升曝氣管264根，共計1604個曝氣盤，另外配備羅茨鼓風機一臺，單臺鼓風機參數為：Q=3100m3/h，H=53.9KPa，N=75kW。保證了混合液中的溶解氧濃度，并提高了生物處理系統的抗負荷沖擊能力，從而保證整個氧化溝的處理效果。

4.3.3 增加內回流系統

改造后增加了由內溝道回流到外溝道的內回流系統。內溝硝化反應由好氧自養型微生物完成，在有氧狀態下，利用無機碳為碳源將NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-，經回流泵回流到外溝，為外溝提供了NO3-，增加了NO3-含量，促進了反硝化反應的進行，提高了脫氮效果。在轉碟前4米轉碟后2米分別設置導流板；在增加導流板后，可將表層氧有效的傳送至各縱斷面，在內溝設置內回流軸流泵3臺，單臺參數Q=870m3/h，H=2.2m，P=11kW。從而提高氧利用效率；在增加內回流泵后，可以更加有效的完成脫氮；總體上看，可以在達到提高氨氮去除率目的的同時，保證總氮的去除率的效果，所以需要增加內回流系統。

5 結束語

通過對西安市第三污水處理廠升級改造的成功案例分析，對其他類似污水廠的提標改造可提供下列啟示：

（1）氧化溝前添加初沉池可有效的降低和去除SS，降低氧化溝的處理負荷。

（2）在Orbal氧化溝內溝添加填料，可以有效增加溝內的生物持有量，在有限的體積下，提高污水的處理量。

（3）Orbal氧化溝內溝增加內回流系統，可更有效的完成脫氮，提高氮的去除率。

參考文獻

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作者簡介：王耀武（1991-），男，工學學位，研究方向：污（廢）水的處理與回用。

*通訊作者：趙群英（1979-），女，講師，研究方向：污（廢）水的處理與回用。

王舒（1992-），男，工學學位，研究方向：污（廢）水的處理與回用。