長(zhǎng)興島污水處理廠提標(biāo)改造工程工藝比選與運(yùn)行效果

陸 君

(上海城投污水處理有限公司,上海 201203)

2015年4月18日，國(guó)務(wù)院頒布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，“水十條”指出：敏感區(qū)域(重點(diǎn)湖泊、重點(diǎn)水庫(kù)、近岸海域匯水區(qū)域)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，上海市政府、市水務(wù)局、市環(huán)保局等部門(mén)高度重視，在2015年12月，正式發(fā)布了《上海市水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》[1]，要求抓緊落實(shí)上海市污水處理廠的提標(biāo)改造工作。根據(jù)上述國(guó)家及上海市的相關(guān)要求，對(duì)長(zhǎng)興島污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，提標(biāo)改造后出水執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 污水廠現(xiàn)狀概述

1.1 工藝流程

長(zhǎng)興島污水處理廠自2008年6月1日起正式運(yùn)行，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5.5萬(wàn)m3/d，已建成的一期工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2.5萬(wàn)m3/d。一期工程采用閉式雙泥齡AO工藝，污水經(jīng)二級(jí)生物處理后，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)二級(jí)出水排放標(biāo)準(zhǔn)，工藝流程如圖1所示。

圖1 長(zhǎng)興島污水處理廠一期工程處理工藝流程圖Fig.1 Process Flow Chart of Changxingdao WWTP in Project Phase I

1.2 進(jìn)、出水水質(zhì)

長(zhǎng)興島污水處理廠自正式運(yùn)行開(kāi)始，運(yùn)行狀況良好，出水水質(zhì)均達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)，2016年日均處理水量為1.7萬(wàn)m3/d。對(duì)該廠一期工程2013年12月20日～2016年12月20日的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如表1所示。

表1 實(shí)測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 提標(biāo)改造技術(shù)方案

2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

本提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬(wàn)m3/d，總變化系數(shù)Kz=1.47，高峰流量為1 531 m3/h。根據(jù)2016年每日水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并適當(dāng)考慮一定余量，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)取值如表2所示。

表2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及一級(jí)A出水指標(biāo)一覽表

2.2 處理工藝方案確定

原一期工程的進(jìn)水經(jīng)初沉池，雖然能提高VSS比例，減少生物處理所需容積，但也會(huì)損耗進(jìn)水碳源，造成本廠進(jìn)水碳源更加不足，在后續(xù)生物處理中需投加補(bǔ)充碳源，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加。因此，本工程擬停用初沉池。

現(xiàn)狀生物池工藝為閉式雙泥齡(OAO)工藝，實(shí)踐證明該工藝能很好地滿足二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但相對(duì)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)各出水指標(biāo)嚴(yán)格得多，尤其是氮、磷指標(biāo)，所以要達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，脫氮除磷尤為重要。目前，國(guó)內(nèi)達(dá)到一級(jí)A出水標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用較多的脫氮除磷工藝為AAO系列工藝(含AAO、倒置AAO、Bardenpho工藝等)。因此，本提標(biāo)改造工程生物處理工藝選擇AAO工藝，以便于與現(xiàn)狀生物池工藝(OAO)合理銜接。

進(jìn)水量波動(dòng)過(guò)大(尤其是汛期)，會(huì)對(duì)出水水質(zhì)產(chǎn)生影響，所以選擇高效沉淀池、反硝化深床濾池等深度處理設(shè)施。

2.3 工藝流程

長(zhǎng)興島污水處理廠提標(biāo)改造工程在原有污水廠的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)原生化工藝進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)增加了深度處理工藝，工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程圖Fig.2 Process Flow Chart

2.4 生物池改造設(shè)計(jì)

長(zhǎng)興島污水處理廠一期工程生物反應(yīng)池現(xiàn)狀處理工藝為閉式雙泥齡OAO處理工藝[2]，如圖3所示。

圖3 長(zhǎng)興島污水處理廠一期工程生物反應(yīng)池現(xiàn)狀處理工藝示意圖Fig.3 Present Situation of Biological Reaction Tank of Changxingdao WWTP in Project Phase I

經(jīng)核算，現(xiàn)狀生物池容積為14 747 m3，停留時(shí)間為14.2 h(2.5萬(wàn)m3/d)。按一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，以設(shè)計(jì)規(guī)模2.5萬(wàn)m3/d進(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)狀生物池池容不足，需新增生物反應(yīng)池。本提標(biāo)改造工程需新建好氧池，新建好氧池滿足兩個(gè)功能：第一，與改造后的原生物反應(yīng)池組合形成AAO工藝；第二，在原生物反應(yīng)池改造期間，作為污水廠的二級(jí)生物處理設(shè)施。

鑒于本工程為改造工程，應(yīng)盡可能減小對(duì)現(xiàn)有處理構(gòu)筑物的影響，減少改造工程量。在滿足處理要求的同時(shí)，改造措施不宜削弱原結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)本體剛度。具體改造方案如圖4所示。

圖4 生物反應(yīng)池改造示意圖Fig.4 Schematic Diagram of Biological Reaction Tank Reconstruction

(1) 原生物反應(yīng)池池型結(jié)構(gòu)保持不變，進(jìn)水仍分為兩路，出水位置保持不變。首先改變?cè)瑼O段的內(nèi)回流進(jìn)水位置，將原AO段的第一格反應(yīng)池改造為厭氧池；拆除原AO段的第一條好氧段廊道中的曝氣管，增加高速攪拌器，將其改造為缺氧段；更換位于原AO段末端的內(nèi)回流泵，以滿足最新的內(nèi)回流需求；通過(guò)以上改造，原AO段改造為獨(dú)立的一組AAO生物反應(yīng)池。

(2) 僅保留原O段末端中的部分曝氣管，將其余曝氣管拆除，增加高速攪拌器，將其改造為厭氧段和缺氧段；在新的缺氧段末端和原O段末端保留的好氧段之間新建隔墻；然后將缺氧段通過(guò)管道接入新建好氧池進(jìn)水端；再將新建好氧池的出水端通過(guò)管道接入原O段末端保留的好氧段；在原O段末端新增內(nèi)回流泵，將內(nèi)回流污泥泵入缺氧段前端。這樣，原O段經(jīng)改造后與新建好氧池串聯(lián)形成另一組獨(dú)立的AAO生物反應(yīng)池。

(3) 經(jīng)過(guò)以上改造，原生物反應(yīng)池與新建好氧池串聯(lián)形成兩組能獨(dú)立運(yùn)行的AAO生物反應(yīng)池，便于運(yùn)行和檢修。

3 運(yùn)行效果

由于各級(jí)政府大力整治黑臭河道，提高了污水的收集率，2018年1月1日長(zhǎng)興島污水處理廠提標(biāo)改造工程竣工通水后，第一季度的平均進(jìn)水量已達(dá)2.35萬(wàn)m3/d(設(shè)計(jì)規(guī)模的94%)，出水指標(biāo)均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

表3 2018年第一季度進(jìn)出水水質(zhì)及一級(jí)A出水指標(biāo)

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)興島污水處理廠提標(biāo)改造工程的主要內(nèi)容為：將原生物反應(yīng)池與新建好氧池串聯(lián)形成兩組能獨(dú)立運(yùn)行的AAO生物反應(yīng)池，增加生物池池容、加大內(nèi)回流、投加碳源等措施強(qiáng)化硝化反硝化的效果，再配上新建的高效沉淀池、反硝化深床濾池等深度處理設(shè)施，形成能穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A出水標(biāo)準(zhǔn)的脫氮除磷工藝。經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的運(yùn)行，出水中的所有檢測(cè)指標(biāo)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A出水排放標(biāo)準(zhǔn)。

為進(jìn)一步滿足國(guó)務(wù)院頒布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中有關(guān)提標(biāo)的要求，本項(xiàng)目對(duì)于采用閉式雙泥齡(OAO)生物池工藝的、排放標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)的污水處理廠，十分具有借鑒意義。

[1]上海市人民政府.上海市水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案[R].2015.

[2]上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院.長(zhǎng)興島污水處理廠一期提標(biāo)改造工程初步設(shè)計(jì)[Z].2016.