茶塢污水站污水及污泥處理工藝的優化分析

柴　芳

太原鐵路局大同西供電段辦公室，山西　大同　037005

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茶塢污水站污水及污泥處理工藝的優化分析

柴芳*1

太原鐵路局大同西供電段辦公室，山西大同037005

摘要：大秦鐵路股份公司茶塢鐵路地區污水站通過對污水處理工藝、污水消毒工藝、污泥處理工藝的升級改造，使其處理出水達到新《排放標準》的要求，保障人民身體健康，改善生態與環境，造福人類。

關鍵詞：污水污泥處理；工藝優化分析

大秦鐵路股份公司茶塢鐵路地區污水站位于北京市懷柔區橋梓鎮。該污水處理站于2005年竣工并投產使用，主要接納茶塢鐵路地區的生活污水及生產廢水，原設計處理后的污水主要回用于綠化、車輛沖洗及廁所沖洗等，剩余污水排放，最終排放至牤牛河(懷柔區段)，2013年12月20日北京市環保局和北京市質量技術監督局發布《北京市水污染物排放標準》，新《排放標準》較原標準更加嚴格，因此需對該污水處理站進行升級改造，使其處理出水可達到新《排放標準》的要求。

一、污水站現狀及改造要求

原工藝缺乏生物脫氮除磷功能，致使現處理出水無法滿足新《排放標準》中對氮磷污染物的限值要求。此外，新《排放標準》中關于污水中各項指標都提出了更嚴格的要求，采用常規的二級生物處理工藝無法保證出水水質達標，因此必須采用強化生物處理工藝及深度處理工藝。通過現場勘探，發現現場大部分設備老化，故障率高，許多設備無法正常運行。設備自控程度低，多需人工手動操作，工人操作強度大，運行效率低。

該項目為既有污水處理廠改造項目，有別于新建項目。因此應綜合考慮既有工藝、設備及構筑物等情況，應本著在出水水質達標的基礎上，充分利用既有構筑物及設備的原則，對其進行工藝設計改造。

二、污水處理工藝選擇原則與技術

現在污水處理廠多采用有脫氮除磷功能的生物處理工藝，主要有以下五種：

(一)A/O工藝

A/O工藝自被開發以來，就因為其特有的經濟技術優勢和環境效益，愈來愈受到人們的廣泛重視。主要缺點在于不能同時兼顧脫氮和除磷，僅能實現其中一種功能。因此不適于本次改造。

(二)氧化溝工藝

結合本項目中的既有接觸氧化池，其構筑物形式與氧化溝存在較大差異，不利于充分利用既有構筑物的原則。因此該工藝不適于本次改造。

(三)吸附生物降解法

適應于處理高濃度有機廢水，而本工程原水主要為生活污水。其次，該工藝需要具備兩套獨立的曝氣池、沉淀池及污泥回流系統，并不利于既有生物接觸氧化池的改造。此外，該工藝去除污染物的機理是活性污泥絮凝體的吸附作用及好氧微生物的生物降解作用，對氮磷的去除效果不理想。因此不適于本次改造。

(四)序批式活性污泥法(SBR)

SBR是序批式活性污泥法的簡稱，潷水器是該法的一項關鍵設備。既有接觸氧化池其進水方式是連續進水，反應器呈連續推流式，由于SBR反應池是集均化、初沉、曝氣反應、沉淀于一體的反應器，其池體構造與接觸氧化池有很大差異，因此無法利用既有池體進行改造，故該工藝不適于本項目。

(五)A2/O工藝

A2/O工藝是典型的推流式反應器，與理想完全混合反應器相比，污廢水中各項指標(如BOD、COD等)沿進水水流方向(池長)呈函數變化，通過對池體的功能分割，進而到達針對不同污廢水水質處理的目的。前已述及，原水進水水質具備采用生物脫氮除磷的條件，而同時，出水水質指標中亦對氮磷提出更高要求，因此，可在原有接觸氧化池基礎上，新建厭氧池及缺氧池，形成A/A/O工藝同時，該工藝的反應池與既有接觸氧化池構造基本相同，僅需將既有接觸氧化池內填料拆除后，即可使用。既滿足同時脫氮除磷的要求，又可充分利用既有構筑物，因此本次改造二級生化處理工藝采用A2/O工藝。

三、污水深度處理工藝的可行性分析及方案比選

本次改造要求出水水質較高，靠簡單的二級生化處理工藝達不到最新的地標排放要求，必須設置三級處理工藝。本工程選取MBR+NF(納濾)和DNBF(反硝化生物濾池)+BAF(曝氣生物濾池)+HF(浸沒式超濾)兩種方案。

通過上述兩種污水處理方案的敘述，現對兩種深度處理工藝列表進行優缺點對比：

類別對比項MBR+NF工藝DNBF+BAF+HF工藝技術可行性技術適應情況是一種新型工藝，國內廠家正在進行嘗試工藝成熟，國內外應用較多，尤其應用于化工廢水技術進步情況技術先進，是給水工藝在污水中應用的一種嘗試。是膜過濾的深化。技術先進，生化處理的深入。對水量水質應變能力強，后期運營管理方便。

水質目標出水水質較好，SS值較低，具有部分脫鹽功能水質較好，SS值較低污泥穩定情況穩定，但有20-25%廢水需回流，進一步處理穩定可靠費用指標設備工程投資設備昂貴、工程投資特大設備費用中、工程投資一般運行費用高(尤其是電費和折舊)適中運行管理運轉操作自控程度高，但需頻繁調整運行參數運行操作簡單，無需復雜自控設備脫氮除磷工藝比較處理原理靠物理過濾方式去除污染物，有濃水排放，需進一步處理循環消化液也由BAF池用泵回流至缺氧池，在DNBF池主要進行反硝化脫氮的攝取，從而使廢水中有機物、氮、磷含量均達到較高的去除。處理效果穩定。

維護管理和檢修頻率設備數量相對較少，但不容易操控，方便維護管理相對復雜。需增設砼結構水池，但處理過程穩定，對水量水質的適應性較強，無需頻繁調整運行參數

場地面積小中(都在室外)

工程投資比10.5-0.6

維護管理費10.7-0.8

池體土建結構形式NF需要設在室外都要在室外對自動化要求很高一般缺點價格昂貴，投資和折舊費用高，MBR和NF膜的使用壽命在3-5年占地面積較大，需設室外混凝土水池綜合上述比較，該工程采用經濟實用且處理效果較好的DNBF+BAF+HF污水處理工藝作為深度處理工藝。

四、泥改造處理工藝比選優化

此工程污水處理工藝有下三種方案可供選擇，污泥水率均能達到80%以下。

方案一：機械濃縮、機械脫水污泥

方案二：重力濃縮、機械脫水污泥

方案三：污泥重力濃縮、自然干化脫水

結合污水處理站既有構筑物情況綜合考慮，方案二較優。污水處理站既有污泥處理處置方式采用的是污泥重力濃縮機械脫水，最終泥餅外運填埋。采用板框壓濾機機械脫水，該設備陳舊老化，且使操作人員勞動強度大，污泥脫水效果差。本次可考慮采用帶式污泥脫水機，帶式機在國內應用較早，技術較成熟，污泥含水率可達到，這種設備目前成熟可靠。本方案還可充分利用既有的污泥濃縮池。另外本工程考慮除磷，為了避免磷的析出，需要減少厭氧時間，保證對剩余污泥的及時高效處理。因此綜合考慮選用第二方案。經綜合比較，本工程污泥處理推薦采用污泥帶式濃縮脫水機。

五、應用效果及分析

(一)水處理站可以改善生態環境，保障人民身體健康，造福社會，其主要效益為環境效益。

(二)社會效益

1.水處理站建成后可大量減少各類污染物的排放，可顯著的改善和提高周圍地區的水體水質，預防各種傳染病、公害病，提高人民健康水平。

2.水處理站建成后，茶塢鐵路地區的污水得到有效處理，減輕了當地的環境污染，改善了當地人民居住環境，提高了人民生活質量。

3.水處理站的建設可以提高周圍地區的基礎設施水平，改善和提高環境質量水平，使該地區做到經濟增長與環境保護協調發展。

[參考文獻]

[1]中鐵工程設計咨詢集團有限公司關于茶塢污水站更新改造工程可行性報告.

*作者簡介：柴芳(1976-)，女，2010年畢業于西南交通大學，太原鐵路局大同西供電段辦公室，工程師。

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)09-0129-02