某海島城鎮(zhèn)污水處理廠的提標(biāo)改造

祝弼卿

中國(guó)葛洲壩集團(tuán)投資控股有限公司

1 引言

浙江省某海島是全國(guó)10個(gè)海洋漁業(yè)重點(diǎn)縣之一，位于舟山漁場(chǎng)中心，該縣城污水處理廠主要的服務(wù)對(duì)象是城區(qū)的生活污水，以及部分水產(chǎn)企業(yè)的工業(yè)廢水。隨著當(dāng)?shù)厮h(huán)境容量日益減小，環(huán)境壓力逐漸增大，省、市等各級(jí)政府提出了污染物減排的要求，對(duì)該原有污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造。提標(biāo)后的污水處理廠達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

根據(jù)污水處理廠提供的運(yùn)行數(shù)據(jù)和政府有關(guān)規(guī)劃文件，提標(biāo)改造后的污水處理規(guī)模將達(dá)到8000m3/d ～9000m3/d，其中魚產(chǎn)品加工廢水約4100m3/d ～4200m3/d，所占比例最高將達(dá)到45%～52.5%。考慮到不確定因素，污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模定為10000m3/d，變化系數(shù)Kz=1.63。

每年的1～6月份和9月下旬～12月份為捕魚期，在此期間魚產(chǎn)品加工企業(yè)開始生產(chǎn)，魚產(chǎn)品加工廢水鹽分、CODcr、氨氮、總氮、總磷含量較高，因此，對(duì)于本次一級(jí)A標(biāo)提標(biāo)改造設(shè)計(jì)，氨氮和總氮是處理重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

3 工藝流程

在分析污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)周期性高氨氮、高鹽分的特點(diǎn)，結(jié)合該廠原有污水處理設(shè)施的接觸氧化工藝對(duì)NH3-N、TN及TP的去除有限，綜合考慮提標(biāo)改造工程主體工藝方案為厭氧-缺氧-好氧-輻流式沉淀池-混凝池-物化沉淀池-濾布濾池-紫外消毒，當(dāng)冬季及捕魚期TN較高時(shí)采用樹脂系統(tǒng)對(duì)部分出水進(jìn)一步離子交換，保證最終出水達(dá)標(biāo)，再生液進(jìn)行反硝化后回流至系統(tǒng)前段。詳細(xì)工藝流程如圖1。

4 主要工藝單體及設(shè)計(jì)參數(shù)

4.1 改造旋流沉砂池

對(duì)原旋流沉砂池池壁進(jìn)行加高，使污水經(jīng)提升泵提升之后能自流進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物。設(shè)計(jì)尺寸為Φ2.4×5.0m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為30s，表面負(fù)荷150m3/m2×h。

4.2 新建調(diào)節(jié)池

考慮到目前污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)不均勻，同時(shí)海島地區(qū)大潮和小潮時(shí)海水倒灌導(dǎo)致進(jìn)水含鹽量過高的情況。本次提標(biāo)改造設(shè)計(jì)新增1座調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)污水處理廠的水質(zhì)、水量，為后端構(gòu)筑物穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

設(shè)計(jì)參數(shù)為：停留時(shí)間12h，尺寸37.0m×18.0m×8.0m，推流器4臺(tái)，功率5.5kW，轉(zhuǎn)速480r/min。

4.3 改造AAO池

考慮到目前生化系統(tǒng)停留時(shí)間有限，將原有接觸氧化+斜板沉淀池改造成AAO池，將原斜板沉淀池中的斜板及支架拆除，安裝微孔曝氣盤，增大對(duì)CODcr和氨氮的去除能力。

設(shè)計(jì)參數(shù)為：停留時(shí)間厭氧1h，缺氧2.7h，好氧7h。氣水比6：1，鹽分12000mg/L[1]，污泥濃度4500mg/L，BOD5污泥負(fù)荷為0.15kgBOD5/kgMLSS·d，氨氮負(fù)荷0.02kgNH3-N/kgMLSS·d[2]。污泥回流比100%，混合液回流比300%。

4.4 新建輻流式沉淀池

新建2座輻流式沉淀池作為二沉池，好氧池的出水進(jìn)入輻流式沉淀池，沉淀池中污泥排入污泥回流泵房，部分污泥回流至厭氧池，剩余污泥排入污泥濃縮池。

設(shè)計(jì)參數(shù)為：表面負(fù)荷：0.5m3/（m2·d），平面尺寸：直徑7.0m，池總高：4.5m，有效水深：4.0m，刮泥區(qū)深：0.35m，泥斗深：1.0m。

4.5 新建混凝沉淀池

新建一座斜板沉淀池作為物化沉淀池，內(nèi)設(shè)置斜板填料，采用多泥斗穿孔管排泥。斜板底部設(shè)置空氣反沖洗系統(tǒng)。

圖1 工藝流程圖

表1 提標(biāo)改造新增運(yùn)行費(fèi)用一覽表

設(shè)計(jì)參數(shù)為：表面負(fù)荷：1.04m3/(m2·h)，平面尺寸：21.0m×21.0m，池總高：5.0m，有效水深：4.5m，數(shù)量：1座。

4.6 新建纖維轉(zhuǎn)盤濾池

濾布過濾器主要用于廢水的深度處理，采用物理過濾原理去除總懸浮固體，結(jié)合投加藥劑可去除P、色度等，同時(shí)對(duì)藻類的去除也有相當(dāng)?shù)墓δ埽ＷC出水達(dá)標(biāo)。設(shè)計(jì)參數(shù)為：濾速12m3/（m2·h），平面尺寸7.85m×2.90m×3.50m，數(shù)量：2座。

4.7 樹脂系統(tǒng)

考慮進(jìn)水水質(zhì)冬季負(fù)荷增加的現(xiàn)狀及提標(biāo)改造后工藝參數(shù)控制難度，總氮出水在冬季及捕魚期將面臨很大的難題，要做到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的難度很大。故新增了一套3000m3/d的硝酸根樹脂交換系統(tǒng)，作為氣溫較低或魚產(chǎn)品加工企業(yè)生產(chǎn)高峰期導(dǎo)致的總氮不達(dá)標(biāo)時(shí)的應(yīng)急系統(tǒng)，可很好的離子交換吸附水中硝酸根陰離子及少量的磷酸根，從而滿足出水總氮指標(biāo)。

4.8 新建再生液收集池和反硝化反應(yīng)器

新建一座50m3再生液收集池，及一套再生液反硝化脫氮反應(yīng)器50m3，外置式MBR 膜分離器。再生采用5%～8%的氯化鈉鹽水實(shí)現(xiàn)樹脂的再生，再生液還有高800mg/L～1000mg/L硝酸根及鹽（2%）體積50m3/d，先用一調(diào)節(jié)池收集，再進(jìn)入反硝化反應(yīng)器，反硝化反應(yīng)器由活性污泥馴化后適應(yīng)該高鹽高硝酸根水質(zhì)后形成大量的反硝化菌群，并投加碳源實(shí)現(xiàn)反硝化反應(yīng)，碳源投加量稍高于理論計(jì)算值，類似案例可在17h 內(nèi)將硝酸根降低至40mg/L以下，考慮到反硝化反應(yīng)池中兼性菌較多，較高鹽分和處于缺氧狀態(tài)條件下污泥的沉降性不好，增加了一套外置式50m3/d MBR膜分離裝置，設(shè)有膜組件一套，膜面積360m2材質(zhì)PVDF 增強(qiáng)絲，可保證反應(yīng)器中反硝化菌不流失。

5 運(yùn)行情況

系統(tǒng)2017年2月開始調(diào)試運(yùn)行，在捕魚期，魚產(chǎn)品加工企業(yè)開始生產(chǎn)，魚產(chǎn)品加工企業(yè)廢水的排放致使來水CODcr、氨氮、總氮、總磷含量升高，若不開啟調(diào)節(jié)池、樹脂系統(tǒng)及配套的再生液收集池和反硝化反應(yīng)器三個(gè)單元，雖然出水COD 和總磷能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，但是出水氨氮和總氮不穩(wěn)定，不能達(dá)標(biāo)。在7～9月份的禁漁期，魚產(chǎn)品加工企業(yè)大部分停止生產(chǎn)，來水以生活污水為主，為降低運(yùn)行費(fèi)用，調(diào)節(jié)池、樹脂系統(tǒng)及配套的再生液收集池和反硝化反應(yīng)器無需開啟，可通過調(diào)節(jié)混合液回流比、溶解氧等手段也能保證出水達(dá)標(biāo)。

6 運(yùn)行費(fèi)用

本項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用主要如下：這里的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用包括人工、電費(fèi)、藥劑費(fèi)、大修，折舊等不計(jì)，具體見表1。

7 結(jié)論

海島地區(qū)魚產(chǎn)品加工類城鎮(zhèn)污水鹽分、CODcr、氨氮、總氮均較高，鹽分最高時(shí)能達(dá)到12000mg/ L，但此類廢水可生化性較好。鑒于以上案例，通過AAO+二沉池+混凝沉淀+纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝能穩(wěn)定處理類似高鹽分、高氨氮類廢水，且案例中的生化池、纖維轉(zhuǎn)盤濾池等的設(shè)計(jì)參數(shù)均比較激進(jìn)，但也能穩(wěn)定運(yùn)行至今，對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)呈周期性變化的海島城鎮(zhèn)污水處理設(shè)計(jì)具有很好的借鑒作用。