關于浙江省城鎮污水處理廠清潔排放技術改造的工藝選擇

葉孝虎 邵元卿

摘要：為浙江省城鎮污水處理廠清潔排放技術改造的工藝選擇提供參考和建議，對溫嶺市某污水處理廠提標改造的工藝選擇和運行數據進行分析。根據實際進水水質和現有構筑物，采用“粗格柵+細格柵及沉砂池+初沉池+改良A/A/O+二沉池+反硝化濾池+混凝反應沉淀池+超濾”工藝，處理效果良好，目前出水水質可穩定達到排放標準，可作為清潔排放提標改造的參考工程。

關鍵詞：清潔排放;提標改造;工藝選擇;城鎮污水處理廠

中圖分類號：X38 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-0-02

Abstract：Provide reference and suggestion for the process selection of clean emission technology transformation of urban sewage treatment plant in Zhejiang Province， and analyze the process selection and operation data of a sewage treatment plant in Wenling City. According to the actual influent water quality and existing structures， “rough grid + fine grid and grit chamber + primary sink + improved A / A / O + secondary sink + denitrification filter + coagulation reaction sedimentation tank + super The filtration process has a good treatment effect. At present， the effluent water quality can be stably reached the discharge standard， and can be used as a reference project for the improvement of clean emission standards.

Key words：Clean emissions;Upgrading;Process selection;Urban sewage treatment plant

浙江省環保廳為貫徹落實2018年省政府工作報告要求，印發了《關于推進城鎮污水處理廠清潔排放標準技術改造的指導意見》，明確了城鎮污水處理廠清潔排放標準技術，即出水執行《浙江省城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》（以下簡稱清潔排放標準），加嚴化學需氧量（CODCr）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）等4項主要水污染物指標要求。浙江省內100座日處理規模1萬噸及以上城鎮污水處理廠將面臨著提標改造。

溫嶺市某污水處理廠于2016年完成了“準Ⅳ類水”提標改造工作，其中排放標準執行《臺州市城鎮污水處理廠出水指標及標準限值表（試行）》（以下簡稱準Ⅳ類水標準），出水水質指標滿足《浙江省城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》對改造污水處理廠的CODCr、NH3-N、TN、TP的要求。基于污水處理廠提標改造工藝及實際運行情況，為清潔排放技術改造的工藝選擇提供參考及建議。

1 提標改造內容

1.1 項目概況

溫嶺市某污水處理廠一期工程設計規模8000m3/d，進水主要為預處理后的工業廢水和生活污水，提標改造后，污水排放由一級B標提升至準Ⅳ類水標準。

1.2 提標改造中存在的問題

污水處理處理廠原有工藝采用“粗格柵+細格柵及沉砂池+初沉+MSBR+接觸消毒”工藝，針對準Ⅳ類水標準，污水處理廠主要存在以下工藝問題：

（1）實際進水TN濃度超原有設計標準，且C/N比低，且缺氧池反硝化處處理能力受限，TN處理難度大。

（2）實際進水NH3-N超原有設計標準，好氧段硝化壓力大，出水NH3-N不能穩定達標。

（3）實際進水TP嚴重超標，且由于進水CODCr低，剩余污泥量少，生物處理量小，出水TP基本不能達到排放要求。

（4）缺少深度處理措施，僅依靠預處理及二級生物處理，出水無法做到SS≤5 mg/L及TP≤0.3 mg/L的排放要求。

1.3 工藝選擇

1.3.1 進水水質的調整

通過對進水水質分析，實際進水水質和原設計值相差較大，因此根據實際進水水質的統計分析結果并參考，采用95%保證概率作為參考值[1]，同時考慮管網雨污分流改造后對水質的影響，確定進水水質。

1.3.2 初沉池的選擇

在進水TP高且二級生物處理優先保證生物脫氮的情況，保留初沉池進行前置化學除磷，同時保留初沉池應對水質波動，降低水力沖擊，減少進入生化系統的無機質SS，保持活性污泥活性。過多的無機SS會影響活性污泥的硝化速率、反硝化速率、釋磷速率和吸磷速率，影響生物脫氮除磷效果[2]。保留初沉池的問題是去除了部分有機物，降低了C/N比，增加了碳源的投加量，增加運行費用，不過在生物除磷效果一致的前提下，前置化學除磷+后置化學除磷比單獨的后置化學除磷所需的除磷劑量更少，可以平衡部分運行費用。因此，提標改造中保留初沉池工藝，并設置超越管，根據進水水質調制工藝運行，在保證處理效果的前提下，盡可能減少運行費用。

1.3.3 MSBR池的改造

由于進水中的N的主要存在形式以TKN（凱氏氮）為主，因此保證TKN的硝化是NH3-N、TN處理達標的必要條件，在硝化負荷明顯偏高的情況下，將現有MSBR池的SBR段改為曝氣區，延長硝化停留時間，保證NH3-N的充分硝化，處理工藝也由MSBR工藝變為改良A/A/O工藝。作為前置反硝化工藝，利用原有反硝化液回流泵的同時運行，可增加硝化液回流比，以滿足提標改造的需求。

由于進水C/N比不足，在缺氧池增加碳源投加點。配套新增二沉池，同時為提高運行過程中改良A/A/O池總污泥濃度，增加污泥回流比。

1.3.4 新增反硝化濾池

受限于現有缺氧池的池容，反硝化處理量并不能滿足處理要求，因此新增反硝化濾池用以去除TN。

1.3.5 新增混凝反應沉淀池

考慮到進水中工業廢水比例及排放標準中對CODCr、TP的高要求，混凝反應沉淀池除常規的除磷、混凝沉淀功能外，通過投加吸附劑去除不可降解的CODCr。

2 工程投資與運行情況

本提標改造工程投資2163.61萬元，已投入運行2年多，出水可穩定達到排放標準，直接處理成本為1.75元/m3，2017年-2018年實際運行數據見下表3。

3 結論

（1）污水處理廠的提標改造，對實際進水水質的分析必不可少，可以為工藝選擇提供更加貼合實際的數據，是選擇合理、經濟的工藝的前提。

（2）對于TP高的水質而言，初沉池仍有一定的可取之處。

（3）排放指標更加嚴格后，現有二級生物處理系統或多或少都存在限制因素，在提標改造中首要解決的是生物脫氮問題。

（4）對于進水TN較高的污水，TN去處率要求高，受前置反硝化工藝去除率和現場構筑物處理能力不足的限制，提標改造中常需增加后置反硝化工藝，增加反硝化濾池是一種有效的方法。

（5）化學除磷工藝是提標改造中的必不可少的工藝。

（6）對于沉淀+過濾深度工藝而言，較低的表面負荷和濾速，可以使SS穩定達到10 mg/L以下，達到5 mg/L以下的穩定性有待進步一評估。

（7）外置式超濾工藝作為膜分離工藝，對SS有良好的處理效果，可使SS穩定達到5 mg/L以下。

4 建議

（1）設計進水水質根據實際進水水質調整外，還需考慮納污范圍內的發展規劃和排水體制變化對水質的影響，對于目前多采用PPP/BOT運營模式的污水處理廠而言，設計進水水質需一定的前瞻性。

（2）對于沒有初沉池的工藝，不建議新增初沉池，新增初沉池基本上需要多加一次提升，并不經濟，除非在進水水質發生重大變化時，如進水污染物濃度大幅度提高或出現有毒有害污染物。

（3）重點強化生物脫氮能力，可以從提高污泥濃度、延長停留時間、投加碳源、增加混合液回流等方面進行強化，必要時增加后置反硝化工藝，如采用多段A/O，反硝化濾池等;另外，在傳統的生物脫氮原理上，采用新的理論，如短程硝化反硝化[3]、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化[4]、反硝化除磷，進一步挖掘原有構筑物的潛力。其中反硝化除磷過程中，反硝化除磷菌（DPBs）可同步進行硝化和磷的富集，實現“一碳兩用”，可減少COD和氧氣的消耗，不失為一種經濟的提標改造工藝。

（4）由于清潔排放改造并沒有加嚴對SS的控制，考慮到超濾工藝投資及運行成本較高，不建議采用。城鎮污水處理廠的改造應根據實際情況，具體問題具體分析，綜合現有工藝及構筑、規劃用地、建設投資、運行成本等因素，選擇合理、經濟、可實施性好的工藝。

參考文獻

[1]呂鑑，呂青，吳之麗，等.城鎮污水處理廠進水水質數據的概率分析[C].《中國給水排水》第七屆年會暨2010年水處理新技術新工藝及給（污）水廠運行管理高級研討會論文集.2010：150-156.

[2]鄧仁健，張金松，楊靖波，等.高無機懸浮物進水對城市污水廠處理效果的沖擊影響及機理研究[J].環境科學學報，2013，33（6）：1605-1610.

[3]李澤兵，李軍，李妍，等.短程硝化反硝化技術研究進展[J].給水排水，2011，37（9）：163-168.

[4]田智勇.常溫低基質濃度下生活污水的厭氧氨氧化生物脫氮研究[D].北京：北京工業大學，2008.

收稿日期：2019-01-18

作者簡介：葉孝虎（1986–），男，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為水處理咨詢、設計、工程、運營。