北方某污水處理廠提標(biāo)改造及效果分析

郭楊

（遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧沈陽(yáng) 110161）

1 引言

污水處理廠尾水排放會(huì)導(dǎo)致河道營(yíng)養(yǎng)鹽濃度升高，對(duì)納污河道及區(qū)域水環(huán)境造成一定影響［1］。城市污水廠的提標(biāo)改造技術(shù)研究越來(lái)越重要［2］，隨著一系列水環(huán)境治理?xiàng)l例提出污水廠污水排放水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有不達(dá)標(biāo)污水廠的提標(biāo)改造迫在眉睫［3］。北方某污水處理廠現(xiàn)有污水處理設(shè)備老化嚴(yán)重，維護(hù)費(fèi)用高，對(duì)污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行影響較大，已經(jīng)不能滿足受納水體排放要求。為了改善受納河流流域整體水環(huán)境質(zhì)量，有必要對(duì)該污水廠進(jìn)行提標(biāo)升級(jí)改造。

2 工藝改造

2.1 原有工藝

該污水廠處理規(guī)模2 萬(wàn)m3/d，主要處理對(duì)象為區(qū)域內(nèi)生活污水和污染河水。采用人工濕地技術(shù)及浮動(dòng)生物床預(yù)處理水平潛流式人工濕地輔之以二級(jí)處理技術(shù)的組合工藝。改造前污水廠出水中的COD及SS 能基本達(dá)到GB 18918—2002 一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，總磷及氨氮只能達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 改造思路

本次升級(jí)改造工程保持污水廠現(xiàn)有污水處理規(guī)模不變，保留現(xiàn)有處理設(shè)施，對(duì)部分設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造，并新建污水預(yù)處理、生物二級(jí)處理和深度處理、污泥處理等建構(gòu)筑物。出水指標(biāo)要求由GB 18918—2002 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定提標(biāo)至一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 主要工藝改造過(guò)程

新建部分污水處理工藝采用以A2/O＋MBR 膜工藝作為主體的生物處理工藝。主要工藝方案有預(yù)處理工藝、污水處理工藝、污泥處理工藝、消毒工藝和除臭工藝。具體提標(biāo)改造后工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 提標(biāo)改造后工藝流程

針對(duì)氮磷不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，本次改造中采用由獨(dú)立的能分別控制的厭氧、缺氧、好氧區(qū)域組成的生物除磷脫氮反應(yīng)池。厭氧區(qū)主要功能為釋放磷，使污水中磷濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使污水中BOD 濃度下降。氨氮因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中氨氮濃度下降，但NO3－N 含量沒(méi)有變化。在缺氧池中投加補(bǔ)充碳源，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3－N 和NO2－N 還原為N2釋放至空氣中，因此BOD5濃度下降，NO3－N 濃度大幅度下降，而磷的濃度變化很小。在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解而濃度繼續(xù)下降；有機(jī)氮被氧化繼而被硝化，使氨氮濃度顯著下降，但隨著硝化過(guò)程N(yùn)O3－N 的濃度增加，總磷隨著聚磷菌的過(guò)量攝取，也以較快的速度下降。生物池出水至MBR 膜系統(tǒng)進(jìn)一步去除水中污染物。出水至臭氧接觸池，污水經(jīng)消毒后排至水體。

3 提標(biāo)改造后處理效果分析

3.1 提標(biāo)改造后COD 及SS 出水水質(zhì)分析

COD 指標(biāo)能夠反映系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除能力。對(duì)提標(biāo)改造運(yùn)行1 年后出水COD 濃度進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2 所示。

圖2 改造后出水COD 濃度

改造后出水COD 濃度均在20 mg/L 以下，遠(yuǎn)低于GB 18918—2002 中一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)（50 mg/L），COD水質(zhì)也低于GB 3838—2002 Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)（30 mg/L）的要求。

改造后對(duì)污水廠出水中SS 濃度分析結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 改造后出水SS 濃度

如圖3 所示，出水SS 濃度總體呈下降趨勢(shì)，濃度值均低于10 mg/L，符合GB 18918—2002 中一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)（10 mg/L），表明改造后的工藝更加鞏固COD和SS 的水質(zhì)要求。

3.2 提標(biāo)改造后總磷及氨氮出水水質(zhì)分析

提標(biāo)改造后污水廠出水總磷濃度分析結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 改造后出水總磷濃度

改造后總磷出水水質(zhì)穩(wěn)定在0.1 mg/L 以下，不僅滿足GB 18918—2002 一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)（0.5 mg/L），也符合GB 3838—2002 Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)（0.3 mg/L）的要求。

改造后出水氨氮濃度見(jiàn)圖5。

圖5 改造后出水氨氮濃度

改造后氨氮濃度始終低于1 mg/L，穩(wěn)定達(dá)到GB 18918—2002 一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也能夠符合GB 3838—2002 Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)（1.5 mg/L）的要求。改造前原工藝缺乏脫氮除磷工藝，導(dǎo)致總磷及氨氮只能達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，改造后的深度處理工藝達(dá)到了預(yù)期效果。

3.3 提標(biāo)改造后主要指標(biāo)去除效果分析

改造后主要指標(biāo)的去除效果分析結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 改造后主要指標(biāo)去除效果

改造后出水COD 去除率在86.8%以上，出水SS去除率在81.5%以上，表明改造后工藝對(duì)COD 和SS去除效果穩(wěn)定。總磷去除率穩(wěn)定在91.6%以上，氨氮去除效果穩(wěn)定在96.5%以上，呈現(xiàn)極好的去除效果，表明深度處理工藝能夠滿足需求。

4 結(jié)論

提標(biāo)改造后污水廠出水COD、SS、總磷和氨氮水質(zhì)符合GB 18918—2002 一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)要求，取得了預(yù)期效果。同時(shí)以上指標(biāo)也能夠達(dá)到GB 3838—2002 Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，避免了污水廠排水對(duì)水體的污染。

提標(biāo)改造后污水廠出水COD、SS、總磷和氨氮均有較好的去除效果，其中總磷和氨氮去除率在91%以上。

該污水廠改造完成投入運(yùn)行，通過(guò)對(duì)改造后各數(shù)據(jù)分析，表明污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)方案確定的目標(biāo)，初步完成提標(biāo)改造任務(wù)，能夠滿足管理需求，有效控制了排入水體質(zhì)量，為此類污水廠工藝改造起到示范作用。