長春市西部污水處理廠提標改造設計及運行效果分析

郭陽，趙可，李英儒，張小雨

工藝與裝備

長春市西部污水處理廠提標改造設計及運行效果分析

郭陽，趙可，李英儒，張小雨

（吉林建筑大學市政與環境工程學院，吉林 長春 130118）

西部污水處理廠提標改造工程采用二級脫氮的IFAS工藝，深度處理采用高效沉淀+纖維束濾池工藝，設計出水水質由原來的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準提高到一級A標準。分析了污水廠改造前存在的問題及改造后取得的效果，并詳細介紹了改造工程的工藝流程和設計參數。實際運行效果表明，出水水質穩定達到設計標準，可為類似污水處理工程改造提供參考。

污水處理廠； 提標改造； 工藝流程； 運行效果

隨著國家對水環境要求的不斷提高，尤其是對污水處理廠出水氮、磷指標要求的提高，導致部分污水處理廠出水水質已不能滿足要求[1-2]，必須進行提標改造。西部污水處理廠位于長春市綠園區S105長鄭公路以南、長春繞城高速以西，小八家子村以北，總占地面積9.154 4 ha，設計規模為10萬m3/d，按《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B排放標準設計，采用傳統活性污泥工藝，該廠現有的處理工藝已無法滿足實際需求，于2016年6月開始進行提標改造，2017年10月通水試運行。

1 污水處理廠改造前存在的問題分析

1.1 出水水質不滿足現行出水標準

該廠因設計時間（2012年）比較早，原設計出水水質執行國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，不能達到國家環保局對出水水質的要求。

1.2 污水處理廠實際進水水質與原設計出入較大

該廠在原設計階段納污范圍的企業和居民區均在建設或者準備投產階段，同時進入該廠的截流干管也在設計過程中，沒有實測的進水水質指標。現污水截留干管逐步完善，該廠也逐漸穩定運行，所測進水氨氮、總氮指標與原設計進水水質標準相差較大。

1.3 冬季運行時水溫較低

與長春市其他污水處理廠相比較，該廠冬季水溫偏低，平均7 ℃左右，甚至更低。究其原因，一是該廠的管網收集系統中有一部分工業污水的匯入，污水在工業企業經過點源治理后排入市政排水管；二是該廠現有進水量達不到設計規模，為解決池體越冬防護，水解酸化池及生化池全系列運行，導致停留時間過長。這樣導致冬季時候，水溫過低導致生物反應活性、效率低下，出水水質不達標情況嚴重。

2 提標改造工藝方案

2.1 設計進、出水水質及去除率

根據污水廠進水水質、出水水指標要求，確定污水處理廠需進行生化處理，相應的水質去除率如表1。

表1 污水廠設計進出水水質及去除率 mg/L

2.2 工藝流程

本工程推薦方案為改造現有水解酸化池及A2O生化池，采用二級脫氮（改良A2/O工藝+后置AO池，在好氧池內增加生物填料）的IFAS生化處理系統，深度處理采用高效沉淀+纖維束濾池工藝，新建二次提升泵池、新建工藝綜合間（內設高效沉淀池、纖維束濾池、反沖洗間及碳源投加間）、加藥加氯間改造、污泥脫水間改造等。提標改造后工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

3 主要升級改造構筑物及設計參數

3.1 生物改造池

利用原有生化池為A2/O生化池內設生物選擇區、厭氧區、缺氧區和好氧區作為前端A2O生化池；原有水解酸化池改造后變成后段AO生化池，基本不改變原有構筑物結構。原有生化池改造：預缺氧區池容為4 449.6 m3，HRT為0.98 h；厭氧區池容為7 560 m3，HRT為1.65 h；前缺氧區池容為20 044.8 m3，HRT為4.37 h；好氧區池容為40 176 m3，HRT為8.77 h。原有水解酸化池改造：后置缺氧區池容為20 613 m3，HRT為4.5 h；后置好氧區池容為8 649 m3，HRT為1.89 h。

3.2 二次提升泵池

設提升泵4臺（3用1備，一臺變頻），單臺提升泵流量1 806 m3/h，揚程7.5 m，功率為50 kW。內設電動單梁懸掛吊車3 t，方便以后對潛水提升泵進行檢查維護。

3.3 工藝綜合間

設計規模為10萬m3/d，平面尺寸為50.0 m×60.0 m。

3.3.1 高效沉淀池

機械混合區：停留時間為53.13 s，鋼混結構尺寸1.7 m×2.1 m×5.6 m，數量共4格；絮凝區：停留時間為11.98 min，數量4座，每座2格，共8格，單格結構尺寸12.0 m×6.0 m×6.58 m；沉淀區：表面負荷為11.3 m3/m2·h，鋼混結構尺寸8.95 m×10.3 m，數量4座；濃縮區：有效水深2.1 m，數量4座，單格結構尺寸=12 m；污泥泵房：采用污泥螺桿泵，設剩余污泥轉子泵4臺（倉庫冷備1臺）和回流污泥泵4臺（倉庫冷備1臺），單臺轉子泵為=92 m3/h，=20.0 m，=11.0 kW。

3.3.2 纖維束濾池

采用深床高效纖維束濾池，濾料主要采用纖維束濾料，材質為ABS，共403.2 m3，濾池為半地下鋼筋混凝土構筑物。設計規模按照10萬m3/d，設計濾池1座共8格，max=1.51 m3/s，設計濾速16.1 m/h，強制濾速18.4 m/h，總過濾面積336 m2。濾池反沖洗方式：水沖-氣水混合沖洗-強制清洗-水沖，反沖洗水強度6~8 L/m2·s，反沖洗風強度60~80 L/m2·s，反沖洗時間20~30 min。

3.3.3 反沖洗間

反沖洗間包括反沖洗水泵間和反沖洗風機間。反沖洗水泵間設反沖洗水泵3臺（2用1備，變頻控制），單臺水泵流量為400 m3/h，揚程12.5 m，功率為22 kW。反沖洗風機間設羅茨風機3臺（2用1備），單臺風機流量為60 m3/min，壓力為0.05 MPa，功率為75 kW。

空氣壓縮系統在反沖洗風機間內，螺桿空氣壓縮機2臺（1用1備），單臺風機流量為1.0 m3/min，壓力為0.8 MPa，功率為7.5 kW。

3.3.4 碳源投加間

為有效去除水中的總氮，需要在反硝化段投加碳源，本工程設計碳源采用乙酸鈉投加，最大投加量為132 mg/l，平均投加量為60 mg/l，溶液池的調配濃度為25%，采用隔膜計量泵投加，選用3臺（2用1備），其性能參數為流量=1 430 L/h，=0.3 MPa，電機功率為0.75 kW。

4 運行效果

為盡量避免提標改造工程對長春市節能減排總體目標及污水廠出水水質的影響，施工時采取不停水改造措施，選擇分階段施工。提標改造工程于2017年10月完工后進入調試運行，2018年1月出水水質穩定達標，改造前2016年1-6月和改造后2018年1-6月進、出水水質平均值見表2。可見，設施運行穩定，處理效果良好，出水達標排放。

表2 改造前后進、出水水質平均值 mg/L

5 結 論

長春市西部污水處理廠升級改造工程在保持處理規模、占地面積基本不變的條件下，采用二級脫氮（改良A2/O工藝+后置AO池，在好氧池內增加生物填料）的IFAS工藝，深度處理采用高效沉淀+纖維束濾池工藝。本工程充分利用現有用地，土建工程量少，施工周期短，有效解決了當前污水廠用地緊張的問題。通過污水廠改造前后運行效果的分析可知，改造后出水COD、氨氮、SS和總磷濃度都明顯降低。各項出水指標穩定達到一級A排放標準，還可回用于部分工業用水和園林綠化等市政用水。實踐證明，工程提標改造經濟合理，技術可行，對同類型項目升級改造有一定參考意義。

［1］薛軍, 王姝涵，李青青. 污水處理廠升級改造中氨氮控制工藝的研究[J]. 環境科學與技術，2012，35（12）：271-274.

［2］沈連峰，宋海軍，胡宗泰，等. 城市污水脫氮除磷工藝改造的效果研究[J]. 中國給水排水，2013，29（6）：77-80.

Upgrading and Renovation Design of Changchun Western Wastewater Treatment Plant and Analysis on Operation Effect

,,,

（Jilin Jianzhu University, Jilin Changchun 130118, China）

Upgrading and reconstruction project of Changchun western wastewater treatment plant adopted IFAS process for secondary denitrification, advanced treatment adopted efficient precipitation+fiber bundle filter process, and the effluent quality was upgraded from the first class B criteria to the first class A criteria specified in（GB18918-2002）. The problems before the renovation of the sewage plant and the results after the renovation were analyzed, and the technological process and the design parameters of the renovation project were introduced. The operation effect showed that the effluent quality met the design standards. The project can provide reference for renovation of similar wastewater treatment projects.

wastewater treatment plant; upgrading and renovation; technological process; operation effect

吉林省省級產業創新專項基金項目，高效能復合水處理材料的研制與產業化，項目號：2018C044-4。

2020-01-15

郭陽（1987-），女，碩士，吉林省長春市人，助理工程師，研究方向：環境科學與工程。

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1004-0935（2020）02-0181-03