大慶某污水廠提標改造工程設計方案

郭爽

摘 要：大慶某污水處理廠設計規模為2.5萬m3/d，原設計出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，現根據環保要求需對污水廠進行提標改造，出水執行一級A標準。通過分析現狀各構筑物的問題及處理能力，確定污水廠提標改造方案，保證出水水質穩定達標。

關鍵詞：污水廠;提標改造

大慶某污水處理廠始建于2007年，污水處理采用前置反硝化二級曝氣生物濾池工藝，污泥處理采用疊螺濃縮脫水工藝，設計規模為2.5萬m3/d，設計出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，存在的主要問題是：目前實際處理水量未達到滿負荷運行，實際最大處理量為1.2萬m3/d，出水指標不能穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。由于國家對環保要求越來越高，各個流域分別出臺地方標準。根據國家環境保護總局頒發的《地表水環境質量標準》、國家環境保護總局發布《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）修改單的公告，城區污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執行一級標準的A標準。大慶某污水處理廠出水排入北二十里泡，目前該廠出水水質達到《城區污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的一級A標準完善改造工程的實施極為緊迫。

一、污水處理廠現狀及改造要求

（一）現狀水量、進出水水質

原污水廠設計規模2.5萬m3/d，經過近十年的運行，目前污水廠處理規模始終沒有達到滿負荷運行狀態，經標定，實際最大處理能力僅為1.2萬m3/d。實際進出水水質如表1所示，經過一級處理及生物處理后，尾水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。

（二）原有工藝運行情況分析

現狀污水廠最大處理水量僅有1.2萬m3/d，處理工藝流程如圖1所示，現狀處理系統存在的問題如下：

1、在進水水量未達到設計規模的情況下，出水水質仍無法全部達到一級B標準。

2、曝氣生物濾池系統無法到達預期設計要求：1）原設計水頭損失未考慮回流水量所產生的水頭損失，導致DN池一直未進行內回流;2）氣浮預處理系統強度過量導致生物濾池內生物相不滿足要求;

3、調節水池只有一格無法完成檢修，且由于進出水方向設置呈90度，導致池內水流狀態短流，存在死水區，有淤積，且由于泵坑深度較淺，水泵安裝高度高，導致調節池調節容積達不到設計值。

（三）提標改造設計水量及水質的要求

污水處理廠原設計規模2.5萬m3/d，提標改造后仍保持處理規模不變。對比污水廠實際進水水質及原設計進水水質，并參考數據、相似區域排放污水水質，進水水質仍按照原設計執行。污水處理廠的出水水質需執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A標準。

（四）污水廠提標改造的原則

在出水水質達標的前提下，為實現污水處理廠搞笑、經濟、穩定的運行，主要遵循以下原則：1）選擇先進、高效、合理、經濟，并能穩定達標的處理工藝;2）盡量不改動或少改動正在運行的污水處理系統，避免對已建系統運行的干擾;3）充分利用原有構筑物和機電設備，使其適應改造后污水處理工藝的要求，以降低工程投資;4）改造升級方案需根據現有污水處理廠水力高程及平面布置，嵌入新建構筑物，盡量減少水力提升。。

二、污水處理廠提標改造工程設計

本工程污水處理廠設計進水水質BOD5/CODCr=0.51，屬于可生化性好的污水。本工程宜采用具有脫氮除磷效果的活性污泥法作為主要的污水處理工藝，但是根據目前污水廠實際進水的水質情況，現狀BOD一般都在100mg/L以下，BOD5/TN≤2，在進水BOD沒有達到設計值的階段，需設置投加碳源的措施。

（一）二級處理工藝的設計

方案一： 原有曝氣生物濾池，現有池體及設備良好，改造時盡量保證不改變現有池體，通過計算，現有曝氣生物濾池規模降為0.7萬m3/d，氣浮池內混凝藥劑改為活化硅酸。本次改造需新建生化處理系統1.8萬m3/d。

方案二：新建生化處理系統2.5萬m3/d，原有氣浮池廢棄，曝氣生物濾池DN池改造為深度處理砂濾池。方案二具體工藝流程如圖2所示：

從技術角度來講，方案一最大限度的利用現有建構筑物，但流程較長，曝氣生物濾池的操作復雜，由于原有曝氣生物濾池不能在設計水質下，保證2.5萬m3/d的處理水量，需要新建生化池及深度處理單元;方案二流程簡單，廢棄了原有的氣浮池，將原有曝氣生物濾池的DN池改造為深度處理單元，完全新建一套處理規模為2.5萬m3/d的生物處理系統，省去了二次提升。從經濟角度來講，方案二無論的基建投資還是運行費用都較方案一少。本工程為改造工程，為保證出廠水水質，節省占地，二沉池池型選用周進周出矩形沉淀池，并與A2O生化池合建，建成A2O生化池、沉淀一體池。

A2O生化池及二沉池設計參數：

1、生化區

池型為廊道推流式，分為2格。單格尺寸：L×B×H =49m×35.2m×7.5m，其中有效水深6.0m;水力停留時間：T=19.05h;混合液懸浮固體濃度： MLSS=3.5g/l，

總泥齡：SRT=19.33;其中缺氧泥齡θCF =2.34d，好氧泥齡θCO=9.34d;

污泥負荷：? F/M= 0.070kgBOD/kgMLSS;

外回流比：100%;內回流比：300%;

剩余產泥量：G=3480.50kg/d;供氣量6369 m3/h，

2、沉淀區

采用矩形沉淀池，沉淀池平面尺寸49m×10.7m，池深4.8m，有效水深4.3m。設計表面負荷1.0m3/m2.h。

（二）深度處理工藝的設計

方案一：本工程污水廠現狀有氣浮池一座，本工程推薦方案中設計廢棄該氣浮池，因此，該氣浮池作為深度處理設施。氣浮池分兩格，單格尺寸為22x4.8m，現狀運行良好，可作為深度處理設施使用。

方案二：本工程現有曝氣生物濾池中的DN池經更換濾料及進水方式改造后，改為砂濾池，可作為深度處理設施使用，在濾池進水端投加藥劑后，可達到微絮凝——過濾效果，同時去除TP。

方案一的優點在于氣浮池運行維護簡單，易于管理。但方案一的缺點在于，由于現狀氣浮池的進水標高較高，二沉池出水無法自流進入氣浮池，需要增加提升設備或降低現狀一體化氣浮池高度，工程難度較大;另外，由于氣浮池較小，在設計最大水量時，其上升流速達到1.36m/s，上升流速過大勢必導致處理效果較差，SS去除效果無法保證。

方案二的優點在于，由于現狀DN池共有8座，本工程設計僅需改造其中6座即可達到本工程對于深度處理的需要，且僅需更換濾料及改變進水方式即可達到本工程深度處理要求，改造工程量較小;另外，過濾工藝作為廣泛應用的深度處理工藝，可以保證出水SS<10mg/l，出水水質較好。但方案二的缺點在于，濾池的運行需要每天進行反沖洗，管理較為復雜，運行維護難度較高。

綜上所述，隨著國家對環保的要求逐年提高，對污水處理廠出水水質的考核逐年嚴格，本工程應以保證污水廠出水水質的穩定達標為核心設計目標，因此，推薦方案二作為深度處理工藝。

深度處理濾池設計參數：

將原有曝氣沉砂池6格DN池進行改造，單格尺寸7.0×6.3m， 承托層厚0.45m，采用礫石，更換原有濾料及底部配水配氣裝置（長柄濾頭），濾料采用石英砂（有效粒徑0.9-1.2mm）濾料層厚1.5m，濾層上水深2.05m，超高0.7m，配水配氣層高度1.1m，濾池總高7.3m，設計濾速3.94m/h。降低進水堰標高，改上向流濾池為下向流，出水設置水位控制措施。

在曝氣生物濾池進水豎井內設攪拌器一臺，投加PAC混凝劑。

（三）除臭設計

考慮到原有污水廠污泥脫水間內設有2套生物除臭濾池，可滿足污泥脫水間內除臭，但是無法滿足整個廠區內預處理及生化池的除臭，本工程推薦新增除臭工藝采用全過程除臭工藝作為污染氣體治理方案。除臭后滿足《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）和GB18918-2002廠界廢氣排放二級標準。除臭污泥回流量按照5%進水量來考慮。

（四）工藝特點

1、完全新建生化處理系統，采用周進周出矩形二沉池，并與A2O生化池合建，這樣的結構形式既節省了土建、土地又節省了水力高程，降低了工程投資成本和運行成本，本工程項目總投資3727.97萬元，。

2、將原有的DN池改造為砂濾池，最大限度的利用了原有的土建池體，且砂濾池對出水SS保證效果較好，整套工藝系統處理效果穩定，能夠達到預期標準。

三、結語

1、城市污水處理工程是一項系統性工程，加快完善污水管網，提高污水的收集率，才能充分發揮污水廠的效益;

2、在對污水廠進行提標改造時，應最大限度利用污水廠原有處理構筑物及水利高程，技術經濟都應趨于合理。

3、在廠區的布局上，充分考慮廠區功能區劃，布置新建建構筑物，并考慮將施工對污水處理廠正常運行的影響降到最低。

參考文獻：

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