氧化溝類污水處理廠升級改造工藝的選擇

張 蕊 蕊

(江蘇貞一環(huán)保科技有限公司，江蘇 南京 210012)

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氧化溝類污水處理廠升級改造工藝的選擇

張 蕊 蕊

(江蘇貞一環(huán)保科技有限公司，江蘇 南京 210012)

通過分析氧化溝類污水處理廠工藝運行過程中普遍存在的問題，并結(jié)合目前污水處理的工藝特性，提出了具有脫氮除磷的深度處理技術方案，使出水滿足一級A排放要求，為同類污水廠改造提供了思路。

氧化溝，污水處理廠，脫氮除磷，排放標準

0 引言

近年來，隨著水體(湖泊、河流)富營養(yǎng)化的改善治理，對污水處理廠的排放標準也有更高的要求，許多流域和省市大量實施的污水處理廠開始執(zhí)行GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A排放標準。這就使得已建成的污水處理廠應進行必要的深度脫氮除磷升級改造，特別是對占全國污水廠數(shù)量近1/3的氧化溝工藝[1]的改造，而技術改造和提高處理效率則是達標排放的必由之路。一級B升級到一級A排放標準主要的控制項目對比如表1所示。

表1 最高允許排放濃度對比表 mg/L

1 目前污水廠普遍存在的問題

由于氧化溝的環(huán)流結(jié)構(gòu)設計，具有多功能性、污泥穩(wěn)定、較強的適應性、出水水質(zhì)較好和易于管理等特點，其也得到了廣泛的研究發(fā)展和應用。從最早的Pasveer氧化溝，發(fā)展到Carrousel 2000型氧化溝，再到一體化氧化溝等的運用已比較成熟[2]。其污水處理廠工藝一般為：進水→粗格柵提升泵房→細格柵沉砂池→氧化溝→二沉池→消毒出水。

但早期建設的氧化溝工藝設計達到了當時的排放標準，目前運行不能滿足一級A的排放標準，其原因有：表曝氣設備老化使供氧效率下降、溝內(nèi)供氣量不足、推流速度小、底部污泥沉積，無深度處理，不能保證NH3-N和TN達標，其碳源不足致使反硝化效果不理想(我國城鎮(zhèn)污水處理廠BOD5/TN 平均僅為3.49)[3]，生物除磷的效果有限。因此，在現(xiàn)狀處理工藝的運行條件下，顯然不能滿足也很難滿足一級A的排放標準，必須進行技術的升級改造。

2 升級改造工程方案設計

2.1 總體工藝方案

對于BOD5，NH3-N，COD和TN指標均可通過對二級生物處理工藝的加強以及對生化池的改造來進一步去除，但對于SS和TP須經(jīng)深度處理工藝才能滿足一級A的排放標準[4,5]。隨著新工藝、新技術和新材料的不斷研發(fā)使用，污水處理廠升級改造的技術也層出不窮。對生化系統(tǒng)的加強或改造的技術方法有：

1)核減原污水處理廠構(gòu)筑物的處理量來降低處理負荷；

2)調(diào)整原污水處理廠工藝來提高處理能力；

3)增加硝化反硝化深度處理單元。

2.1.1 核減處理量，降低處理負荷

對原有污水處理廠生物處理單元進行處理量核減，降低其處理負荷，同時新建生物池來保證污水處理廠規(guī)模(如鄭州市王新莊污水處理廠升級改造工程[6])，然后再增加混凝→沉淀→過濾深度處理單元進一步去除COD,BOD,SS和TP等污染物，出水可滿足一級A的排放標準。其缺點也比較明顯：改擴建需新建構(gòu)筑物，基建費用和占地面積也較高，且新老工藝管道設備系統(tǒng)的銜接較為復雜。

2.1.2 調(diào)整工藝，提高處理能力

對現(xiàn)有的生物池進行挖潛改造，通過工藝調(diào)整及增加填料方式提高生物池的處理能力，更可提高污泥沉降性能和抑制污泥膨脹的問題[7,8]。該改造的優(yōu)點在于無需新建生物池，只需對現(xiàn)有生物池進行曝氣，填料改造，整體建設費用較低。該種工藝改造方案的缺點在于，改造時受生物池曝氣方式影響較大，較為適用于底部曝氣的生物池；需要對生物池池體進行改造，因此改造的生物池將長期停用；生物池出水多攜帶大量的脫離生物膜，大量非活性細小的懸浮物易造成二沉池出水SS增加。

新建厭氧池，新鮮污水進入?yún)捬醭嘏c回流污泥混合，完成磷酸鹽的釋放，為后續(xù)的好氧條件下磷酸鹽的超量吸收創(chuàng)造條件。新建缺氧池，將氧化溝內(nèi)溝回流的硝化液與原水中碳源進行反硝化反應，去除污水中的總氮。改造氧化溝的表曝和推流設備，使原普通氧化溝改造為具有加強脫氮除磷功能的A2O(O為奧貝爾氧化溝)或A2C(C為卡魯賽爾氧化溝)工藝等。

2.1.3 采用硝化反硝化深度處理單元改造工藝

目前具有脫氮功能的深度處理工藝且應用較多的有活性沙濾池(連續(xù)流動床過濾)、曝氣生物濾池(BAF)和反硝化深床濾池。

曝氣生物濾池[9]可以根據(jù)工程需要分別實現(xiàn)硝化和反硝化，在改造工程中可直接增加設置兩級曝氣生物濾池系統(tǒng)來解決脫氮問題。其缺點主要在于運行較為繁瑣，濾料易板結(jié)，抗沖擊負荷能力弱，投資費用較高，出水SS偏高。

反硝化深床濾池[10-12]和活性沙濾池(連續(xù)流動床過濾)[13,14]是近年來興起的兩種過濾方式。最早主要用于SS的過濾，隨著對該技術不斷的研發(fā)和改進，實現(xiàn)了反硝化功能，即同步去除SS和TN。濾池占地面積較小，自動化控制水平高，易于管理。但對前段二級生物池硝化要求較高，有時需要投加碳源，增加了運行費用。其應用實例也較多，如杭州七格污水處理廠(120萬m3/d)，天津市張貴莊污水處理及再生利用一期工程(20萬m3/d)，株洲龍泉污水廠(10萬m3/d)，無錫惠山污水處理廠三期工程項目(2.5萬m3/d)，宿州城南污水廠二期提標改造項目(8萬m3/d)，伊川縣淇濱污水處理廠(3萬m3/d)等。

2.2 深度處理工藝

污水的深度處理主要是進一步實現(xiàn)BOD，COD，SS及TP的強化去除，一般由混凝、沉淀(澄清、氣浮)、過濾、活性炭吸附、離子交換、膜技術、臭氧氧化及自然凈化系統(tǒng)等技術優(yōu)化組合而成。而傳統(tǒng)的混合→反應→沉淀→過濾深度處理工藝，其運行管理簡單、投資較小等優(yōu)點被廣泛采用。混合是進水與混凝劑進行充分混合的工藝過程，反應在國內(nèi)采用以攪拌槳的機械和翼片隔板的水力的絮凝兩大類，沉淀多采用斜管沉淀池或斜板沉淀池，其占地面積小，處理效率高且出水水質(zhì)穩(wěn)定。過濾是通過過濾介質(zhì)的表面或濾層截流水體中懸浮固體和其他雜質(zhì)的過程，要求有較高的反沖洗能力。目前國內(nèi)污水廠常用的過濾裝置有纖維濾料氣水反沖洗濾池、濾布濾池和轉(zhuǎn)盤精密過濾器。

2.2.1 纖維濾料氣水反沖洗濾池

纖維濾料氣水反沖洗濾池[15,16]是采用高效自適應纖維濾料，配水阻力小，氣水反沖洗，濾料一般為專利產(chǎn)品，且費用較高。其應用實例較多，如在成都沙河污水廠(10萬m3/d)、漯河市沙南污水處理廠升級改造項目(8萬m3/d)、寧波江北污水處理廠(2萬m3/d)、南潯振潯污水處理廠技改項目(3萬m3/d)等。

2.2.2 纖維轉(zhuǎn)盤過濾

纖維轉(zhuǎn)盤過濾(濾布濾池)[17-20]就是將過濾轉(zhuǎn)盤安裝在特別設計的混凝土濾池內(nèi)進行過濾的濾池，目前擁有該技術的主要有國外的琥珀、西門子、Aqua等公司，國內(nèi)的浦華控股公司。出水水質(zhì)好、耐沖擊負荷，占地面積小，但濾布的壽命較短。國內(nèi)應用實例較多，如無錫蘆村污水處理廠(10萬m3/d)、河北撫寧污水處理廠(5萬m3/d)、西安市第十污水處理廠提標改造工程(4萬m3/d)、鎮(zhèn)江市新區(qū)第二污水處理廠提標改造工程(2萬m3/d)、漯河市東城污水處理廠(2萬m3/d)和南閘污水處理廠技改項目(1萬m3/d)等。

2.2.3 轉(zhuǎn)筒式精密濾池

轉(zhuǎn)筒式精密濾池[14]由設備過濾模塊、反沖系統(tǒng)以及自控系統(tǒng)組成，其特點是占地小、過濾效率高、運行成本低，但是設備大都需要進口。應用實例如信陽市污水處理廠一期升級改造工程(10萬m3/d)，廣東惠州第六污水處理廠(5萬m3/d)，天津武清第二污水處理廠(4萬m3/d)，西峽縣污水處理廠升級改造工程(3萬m3/d)，嵩縣縣城污水處理改擴建工程(3萬m3/d)，淮濱縣第二污水處理廠工程項目(3萬m3/d)，光山縣城污水處理廠升級改造工程項目(2.5萬m3/d))，正陽縣污水處理廠改擴建工程項目(2萬m3/d)等等。

3 結(jié)語

在污水處理廠升級改造的規(guī)劃和設計階段，需充分利用原有構(gòu)筑物，深入分析進水水質(zhì)參數(shù)、出水水質(zhì)要求和高效穩(wěn)定低耗運行的技術方案，選擇合理的升級改造工藝，建立科學的運行方案，保證改造工程的高效、低耗和穩(wěn)定運行。遵循生物脫氮優(yōu)先且兼顧生物除磷，充分考慮進水堿度保證化學除磷，減少外加碳源的投加量以降低運行費用等設計原則。因此，氧化溝類工藝的污水處理廠需要改造生物處理工藝，提升COD及氮的處理能力，增加深度處理工藝用于處理磷和SS指標。其改造技術路線分為以下兩類：

1)進水→粗格柵提升泵房→細格柵沉砂池→厭氧池→缺氧池→氧化溝→二沉池→反應沉淀池→轉(zhuǎn)盤濾池(或精密過濾器)→消毒后出水。

2)進水→粗格柵提升泵房→細格柵沉砂池→厭氧池→缺氧池→氧化溝→二沉池→加藥混合池→反硝化類濾池→消毒后出水。

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Process selection of upgrading reconstruction of oxidation ditch waste water treatment plant

Zhang Ruirui

(JiangsuZingyEnvironmentalProtectionCo.,Ltd,Nanjing210012,China)

Analyses the common operation problems of the oxidation ditch process, and combines with its process characteristics, put forward the nitrogen and phosphorus removal advanced wastewater treatment technology solutions. After the reconstruction, the effluent quality reaches the first-level A standard. It would provide reference to the improvement of the same kind wastewater treatment plants.

oxidation ditch, waste water treatment plant, nitrogen and phosphorus removal, emission standard

1009-6825(2016)28-0119-03

2016-07-30

張蕊蕊(1981- )，女，工程師

X703

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