對臺州市某污水處理廠二期改擴建工程設計的深入研究

蔡靖 趙渝 陳偉

（1.臺州市環科環保設備運營維護有限公司，浙江 臺州 318000；2.溫嶺市污水處理有限公司，浙江 臺州 317502）

1 設計工程名稱、規模及設計進出水水質

臺州市某水處理廠二期改擴建工程：臺州市某污水處理廠一工程已建規模為1.95萬m3∕d，同時擴建工程規模為3.05萬m3∕d，對一期工程為提標的同時，進行污水處理廠擴建，工程總規模將達到5萬m3∕d。

主要設計進出水水質標準：根據該污水處理廠提供的水質指標作為設計依據，出水水質指標需達到準IV類要求。設計進出水水質指標如下：（見表1）

2 重點指標分析

2.1 BOD5

工程出水指標為6mg∕L，BOD5去除率大于94%。在對污水進行硝化或者硝化及反硝化時，BOD5的去除率將有大幅度的提高，處理后出水BOD5常會低于10mg∕L，但是要求小于6mg∕L，需要足夠長的好氧停留時間。綜合考慮，BOD5不是本工程處理工藝的重點指標。

2.2 CODCr

工程出水指標為30mg∕L，CODcr 去除率大于93%。對于市政污水和一般污染的工業廢水，目前常采用的二級生物污水處理工藝因具備了生物脫氮功能，處理系統泥齡延長，使得CODcr的去除率提高，但與本工程排放標準尚有一定的距離。由于CODcr 是國家節能減排考核的指標，CODcr 的進一步去除會存在一定的難度，是去除重點，因此將CODcr列為重點控制項目。

2.3 SS

工程出水指標為10mg∕L，SS去除率大于97%。對目前常用的二級生物污水處理工藝而言，通常能穩定維持在20mg∕L 以下，需要采用較精密的過濾裝置，出水能夠保持在5mg∕L 以下。因此SS不是本期工程的重點控制目標。

2.4 NH3-N

工程出水指標為：水溫大于12oC時，1.5mg∕L，NH3-N去除率大于95.7%；當水溫低于12oC時，出水指標為2.5mg∕L，NH3-N去除率大于92.9%。

對于本工程在曝氣量充足，泥齡足夠的條件下，NH3-N 能夠順利達到出水要求，因此不是處理難點。

2.5 TN

工程出水指標為10mg∕L，TN去除率大于77.8%。在生物脫氮系統中，硝化菌的增長速度較緩慢，需要好氧環境，并有足夠的泥齡；而反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并需要充足的碳源（高有機負荷），一般在生物處理構筑物中會劃分出一定比例的反硝化區。由此可見，生物脫氮過程受到多種因素的影響和制約。因此本次設計將TN列為重點控制指標。

2.6 Tp

工程出水指標為0.3mg∕L，Tp去除率大于95.7%。本工程采用具有強化生物脫氮除磷功能的處理工藝，并且要嚴格控制出水SS的濃度。根據經驗，二級生物處理工藝中，通常能夠將Tp去除至1mg∕L左右，但與一級A標準仍有一定差距，因此采用化學除磷作為保障措施。

3 處理工藝流程

根據多方比選，設計該污水處理廠污水處理工藝流程如圖1：

圖1 處理工藝流程圖

4 關鍵工藝選擇

4.1 生化工藝選擇

本次生化池推薦采用改良AA∕O 工藝。該工藝在AA∕O 工藝基礎上進行優化，一方面通過縮短厭氧池、延長了缺氧池的停留時間以強化脫氮作用；另一方面，通過多點進水的配置，能夠根據進水水質靈活調節工況，達到最佳的脫氮除磷效果；再者，厭缺氧區通過溝型設置，在降低能耗的同時，實現最大的碳源利用率。

4.2 深度處理工藝

通過污水處理廠常用過濾工藝優缺點比選，并深入比選了工藝路線，設計采用“混凝沉淀+過濾工藝”。

混凝沉淀池選擇高密度沉淀池，其具有表面負荷高、占地面積小；排泥濃度高；對原水水質波動不敏感；出水懸浮物含量低等優點。

濾池采用反硝化深床濾池，相比以上其他處理工藝，最大優點可具有較高的TN 去除率，出水SS 也能控制在5mg∕L 左右甚至以下。

表1 設計進出水水質 單位：除pH外均為mg/L

表2 該工程運行控制出水水質（單位：mg/L）

表3 各處理單元處理效果分析表（單位：mg/L，除PH外）

表4 各處理單元處理效果分析表（單位：mg/L，除PH外）

4.3 化學除磷工藝

該工程出水水質需達到準IV類，考慮到該污水處理廠進水TP較高，為了減小加藥量，采用后沉淀除磷加藥，在高密度沉淀池絮凝段、反硝化深床濾池均設置加藥點，除磷藥劑選用液體硫酸鋁。目前大多城市污水處理廠要求達到一級A標時，采用簡陋的投藥方式，不能隨著水質、水量變化精準投藥，多投藥會使Al或Fe超標還增加費用和污泥量，少投藥TP、SS超標，精準的投藥系統對于污水處理廠的穩定達標意義明顯。因此，為節省藥劑投加量，使處理出水穩定達標。

4.4 消毒工藝

紫外消毒最大的問題是消毒效果受到污水色度、濁度的影響較大，國內實際應用表明穩定達標是有困難的。二氧化氯消毒具有消毒效果好，使用安全、二次污染小、自動運行、維護簡單、對于菌群滅殺程度更徹底等特點，二氧化氯現場制取存在爆炸的危險，藥劑之一的亞氯酸鈉或氯酸鈉為甲類火災危險性物質。次氯酸鈉運行成本較低，也較為安全，運用非常廣泛。具有消毒適用性強、工程應用的成熟性、安全性、可靠性高，操作運轉簡單易行，處理費用經濟等特點，因此采用次氯酸鈉作為消毒劑。

5 出水可達性分析

由于流量、水質、微生物變異性、水溫、設備穩定性等影響因素，為保證污水處理廠出水穩定達標，確定實際運行中控制出水水質見表2、表3、表4。

該污水處理廠二期改擴建設計參數按運行污染物去除負荷精確選取參數，合理優化構筑物構造，可以實現最終出水能夠穩定達標運行。

6 結語

近年來，隨著當地經濟十分迅速的發展，用水量增長較快。同時隨著污水管網的不斷延伸，區域污水收集率不斷提高，進網污水量也不斷上升。但目前配套的污水處理廠最高日處理水量已經達到了處理能力的上限，且臺州地區對污水處理廠提出了達到準IV 類的要求，因此，對污水處理廠進行改擴建是必要和緊迫的。