半地下式污水處理廠冬季運行工藝及設(shè)備調(diào)控

商曉敏，王江濤，王亞鵬

半地下式污水處理廠冬季運行工藝及設(shè)備調(diào)控

商曉敏，王江濤，王亞鵬

（中原環(huán)保股份有限公司， 河南 鄭州 450046）

我國華中地區(qū)某半地下式污水處理廠工程污水處理主體工藝采取前置缺氧段A2/O工藝，污泥處理采用高速離心濃縮脫水工藝，工程設(shè)計規(guī)模為10×104m3/d，主要處理城市生活污水。該工程自2014年9月底試運行以來，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準。本文總結(jié)了半地下式污水處理廠冬季運行時工藝及設(shè)備的調(diào)控經(jīng)驗，以期為其他類似半地下式污水處理廠的冬季運行提供一定的參考。

半地下式污水處理廠；冬季運行；工藝調(diào)控；設(shè)備調(diào)控

目前我國城市生活污水處理廠所采用的主體工藝主要是活性污泥法和生物膜法，這兩種方法的核心技術(shù)均是利用活性微生物將污水中的有機污染物降解為小分子物質(zhì)，從而在環(huán)境中去除。在影響微生物活性的諸多因素中，溫度是極其重要的一種[1]。在冬季寒冷地區(qū)，氣候變化會導致污水處理廠微生物的活性降低、易引發(fā)污泥膨脹等現(xiàn)象[2]。

關(guān)于地上式污水處理廠冬季運行管理的經(jīng)驗總結(jié)，目前已經(jīng)有人做了大量研究。胡濤等[3]結(jié)合在哈爾濱文昌污水處理廠多年的運行管理經(jīng)驗，對污水處理廠的冬季運行進行研究，認為在冬季低溫條件下，要關(guān)注與污水接觸的各種設(shè)備和工藝管線，做好防凍保溫措施，防止上凍結(jié)冰。孟杰等[4]分析了東北地區(qū)某污水處理廠在冬季低溫條件下污泥膨脹的特點及控制措施。葉紅等[5]研究了江蘇淮安某污水處理廠冬季運行現(xiàn)狀及運行管理，通過分析污泥負荷和運行效率，得出了微生物的活性隨水溫變化的曲線，并列舉了設(shè)備常見的故障及保養(yǎng)情況。而關(guān)于半地下式污水處理廠在冬季低溫條件下，工藝及設(shè)備的運行管理，目前研究的較少。本文根據(jù)多年來在半地下式污水處理廠的運行管理經(jīng)驗，總結(jié)了在冬季低溫條件下，半地下式污水處理廠的工藝調(diào)控及設(shè)備管理經(jīng)驗，對同類半地下式污水處理廠的冬季運行管理，具有較強的參考價值。

1 工程簡介及主要工藝流程

1.1 工程簡介

我國華中地區(qū)某半地下式污水處理廠工程位于鄭州市南部地區(qū)，總占地面積約196畝，設(shè)計規(guī)模為10×104m3/d。該污水處理廠于2014年9月對單系列進行培菌試運行，同年11月底出水達標。

1.2 主要工藝流程

該污水處理廠的污水處理工藝流程圖如圖1所示。預處理段采用常規(guī)的粗細格柵及曝氣沉砂池工藝，同時，根據(jù)實際需要，在預處理段設(shè)置了初沉池，二級生物處理段采用前置缺氧段A2/O工藝，三級深度處理段采用高效反應沉淀池及V型濾池，然后經(jīng)二氧化氯消毒處理后，達標排放。初沉池的初沉污泥、二沉池的剩余活性污泥以及高效池的剩余化學污泥，統(tǒng)一進入污泥均質(zhì)池，然后經(jīng)進泥泵提升至脫水機房，進行離心脫水處理。

圖1 污水處理段工藝流程圖

2 冬季工藝運行方案

2.1 預處理段工藝運行方案

污水預處理段作為污水處理廠的第一道處理工序，在整個工藝流程中都起著至關(guān)重要的作用。該半地下式污水處理廠污水預處理段采用常規(guī)的粗細格柵、曝氣沉砂池以及平流式初沉池工藝。與常規(guī)的地上式污水處理廠一樣，在冬季運行時，半地下式污水處理廠預處理段的工藝運行首先要考慮根據(jù)泵前池水位的高低來確定進水泵的開啟臺數(shù)；其次，當溫度在零度以下時，加大粗細格柵及螺旋輸送器的開啟頻次和每次的開啟時間[6]。由于半地下式污水處理廠的粗細格柵都在箱體內(nèi)，即使在冬季，箱體內(nèi)的溫度也較為穩(wěn)定，因此，半地下式污水處理廠在冬季運行時，螺旋輸送器的開啟頻次和開啟時間都比地上式污水處理廠少一些。

2.2 生物處理段工藝運行方案

在冬季，由于水溫較低，微生物活性降低，為了維持總體的微生物活性，達到與夏季一樣的處理效果，地上污水處理廠一般采用延長污泥停留時間、增大生物池污泥濃度等方法來調(diào)整工藝。該半地下式污水處理廠也采用類似的方法，同時通過增加生物池溶解氧濃度來保證微生物的呼吸需要，通過投加乙酸鈉碳源來保證總氮的處理效果。夏季，半地下式污水處理廠生物池的污泥濃度一般在2000~2500 mg/L即可達到處理要求，而在冬季，污泥濃度一般控制在3 000~3 500 mg/L，冬季污泥在生物池的總停留時間控制在16~24 d，生物池出口DO控制在2.0~2.5 mg/L。

2.3 深度處理段工藝運行方案

該半地下式污水處理廠的深度處理段工藝采用高效反應沉淀池及纖維轉(zhuǎn)盤濾池，所加藥劑為聚合氯化鋁，消毒所用的原材料為鹽酸和氯酸鈉，深度處理段對總磷有較好的處理效果。為保證出水總磷達標，聚合氯化鋁單耗控制在25~30 mg/L；氯酸鈉單耗控制在1.5~2 mg/L，鹽酸單耗控制在4~5 mg/L。

2.4 污泥處理段工藝運行方案

該半地下式污水處理廠的污泥處理采用高速離心濃縮脫水機，所投加的藥劑為聚丙烯酰胺，在夏季，每處理1 t干污泥，所需的聚丙烯酰胺一般為4~5 kg，而在冬季，將處理1 t干污泥所需的聚丙烯酰胺控制在5~6 kg。

3 冬季設(shè)備調(diào)控方案

3.1 預處理段設(shè)備調(diào)控方案

該半地下式污水處理廠污水預處理段的設(shè)備主要有粗格柵、進水泵、細格柵、曝氣沉砂池相關(guān)設(shè)備、初沉池刮吸泥機等。楚金喜等[6]介紹了地上污水處理廠冬季設(shè)備運行方案，主要從設(shè)備的保溫、防凍等方面采取措施。由于該半地下式污水處理廠預處理段的大部分設(shè)備都在箱體內(nèi)，即使在冬季，也很少出現(xiàn)結(jié)冰的情況，因此，預處理段的設(shè)備調(diào)控主要考慮加強巡視，調(diào)整設(shè)備運行模式，盡量采用手動模式運行。

考慮到柵渣的清運問題，將預處理段的砂水分離器設(shè)置在箱體外部，砂水分離器與曝氣沉砂池的提砂泵是聯(lián)動運行的，當提砂泵運行時，砂水分離器會自動運行。在冬季低溫條件下，若提砂泵故障或因其他問題而停運時，應把砂水分離器中的砂水放空，防止上凍結(jié)冰；如遇上凍現(xiàn)象，也不能強行開啟，應采取解凍措施后，方可正常開啟。

3.2 生物處理段設(shè)備調(diào)控方案

整個生物池、二沉池及鼓風機房等生物處理段的構(gòu)筑物都設(shè)置在箱體內(nèi)，在冬季外界低溫的情況下，箱體內(nèi)的溫度始終保持恒定，對于生物處理非常有好處。對于攪拌器，在冬季可根據(jù)需要，間歇運行；對于污泥泵，應確保每臺設(shè)備每個月運行的總時間基本相同；對于高速鼓風機，即使自動運行的情況下，也應設(shè)置每臺鼓風機當月的運行時間基本相同。

3.3 深度處理段設(shè)備調(diào)控方案

該半地下式污水處理廠深度處理段采用高效反應沉淀池+V型濾池工藝，消毒以鹽酸和氯酸鈉為原料，二者反應生成二氧化氯。深度處理段的構(gòu)筑物中，高效反應池以及V型濾池、消毒池均在箱體內(nèi)部，加氯、加藥間以及鹽酸間在箱體外部。冬季的設(shè)備調(diào)控主要通過觀察藥劑的混凝效果、礬花的生成情況以及斜管是否堵塞來調(diào)整設(shè)備的運行頻率以及投藥的數(shù)量。V型濾池在冬季重點觀察過水能力，當過水能力降低時，可手動調(diào)節(jié)，縮短反沖洗周期。鹽酸間和加氯、加藥間在污水處理廠是重要危險源，在冬季加強巡視，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時上報。

3.4 污泥處理段設(shè)備調(diào)控方案

該半地下式污水處理廠污泥處理段的主要設(shè)備是高速離心濃縮脫水機及其配套設(shè)備，儲泥池上有攪拌器。由于儲泥池在箱體外，在冬季低溫條件下可能會結(jié)冰，因此，儲泥池的攪拌器需要加大開啟頻次，當池面上凍時，禁止強行開啟。由于該污水廠的脫水機是兩用一備，三臺脫水機輪流開啟，確保每個月每臺脫水機的開啟時間基本相等，因此在實際運行時，總有一臺脫水機處于停運狀態(tài)，在機器停運前，需要對轉(zhuǎn)鼓進行沖洗。在冬季運行時，加大對脫水機的沖洗力度，保證脫水機內(nèi)的污泥全部沖洗干凈。

4 結(jié) 論

箱體是一個相對密閉的空間，其優(yōu)點在于溫度較為恒定，能降低溫度變化對微生物的沖擊負荷，缺點在于箱體內(nèi)的氣體不易擴散，因此，箱體的通風和消防安全防護措施應該更加完善。相對于地上式污水處理廠來說，半地下式污水處理廠的主要設(shè)備均在箱體內(nèi)部，冬季的運行管理也相對輕松。

［1］錢程，任麗波，姚瑤．寒冷地區(qū)冬季低溫對污水處理廠運行效率的影響研究[J]. 環(huán)境科學與管理，2008，33（5）：84-86.

［2］田口廣.活性污泥膨脹與控制對策[M]. 張志杰, 譯. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1982：15-50.

［3］胡濤, 高玉順. 北方高寒地區(qū)污水處理廠冬季運行管理[J]. 科技論壇，2009，9：29.

［4］孟杰. 東北地區(qū)污水處理廠冬季低溫運行辦法[J]. 民營科技，2014，8：255.

［5］葉紅,徐成善.冬季污水處理廠現(xiàn)狀及運行管理[J].民營科技，2008，33（6）：1-3,31

［6］楚金喜, 劉偉, 王玫玫. 北方某污水處理廠二期工程冬季運行經(jīng)驗總結(jié)［J］. 綠色科技，2015，10：92-93.

Operation Process and Equipment Regulation of a Semi-underground Sewage Treatment Plant in Winter

（Zhongyuan Environmental Protection Co., Ltd.,Henan Zhengzhou 450046, China）

The main sewage treatment process in a semi-underground sewage treatment plant in central China is the A2/O process with the pre-anoxic stage. The sludge treatment is carried out with high-speed centrifugal concentration and dehydration process. The engineering design scale is 10×104m3/d, main treatment object is domestic sewage. The project has been tested since the end of September 2014, the treatment effect is good, the water quality and stability can achieve "urban sewage treatment plant pollutant discharge standards" (GB 18918-2002) level A standard. In this paper, the experiences about operation and equipment regulation of semi-underground sewage treatment plant in winter were summarized, which could provide some reference to operation and equipment regulation of other similar semi-underground sewage treatment plants in winter.

semi-underground sewage treatment plant; operation in Winter; process control; equipment regulation

X 703

A

1004-0935（2017）09-0912-03

2017-07-04

商曉敏（1989-），女，助理工程師，碩士研究生，河南省安陽市人，2014年畢業(yè)于河南師范大學環(huán)境科學專業(yè)，從事城市污水處理廠運行與維護工作。