城鎮農村黑臭水體旁路治理系統解決方案

安徽華騏環保科技股份有限公司 程曉虎

通常，根據不同的污染物控制目標，將黑臭水體旁路處理技術路徑大致分為三條：第一條是去除TP、SS以及部分有機物的，通常采用磁加載混凝沉淀工藝。第二條是去除CODCr、氨氮、TP、SS，一般采用磁加載混凝沉淀—曝氣生物濾池工藝。第三條是針對兩類相對要求較高的情形：一類是除了要求有機物、氨氮、TP，還要求TN指標的，采用磁加載混凝沉淀—反硝化生物濾池—硝化曝氣生物濾池工藝；一類是高濃度進水時，采用移動床生物膜反應池—磁加載混凝沉淀—硝化曝氣生物濾池工藝。

一、以去除TP、SS以及部分有機物為去除目標

這類項目主要是針對部分河道水體超標污染指標，主要為TP、SS，同時有機物指標略微超標，可以采用磁加載混凝沉淀一體化設備。污染水體經提升至磁加載混凝沉淀一體化設備內，首先加入混凝劑，作用是通過改變膠體或懸浮顆粒的表面性質，使膠體或絮團的吸引能大于排斥能而促進凝聚；再加入可循環利用的磁粉，提供高密度晶核，促進形成比重大的凝聚體；最后投加絮凝劑，通過架橋作用使顆粒聚集增大形成大顆粒、高密度礬花，在沉淀區實現快速分離去除，最終去除污水中的懸浮物、TP，以及部分有機物。

該工藝具有以下特點：（1）沉淀效率高，系統中的沉淀池為形成能快速沉淀的絮體創造了良好的條件，同時輔以外加介質、斜管分離的特性以及完善的水力設計，使系統的上升流速可高達20-30m/h。（2）出水穩定優異，良好的混凝絮凝條件，加強了對污染物特別是SS的捕捉和聚集；斜管對剩余絮體的去除可產生優質出水。（3）占地面積小，緊湊的結構設計，使磁混凝系統成為當前最緊湊的沉淀系統之一。其占地比當前普遍使用的高效沉淀池還少40%以上。（4）節約運行藥劑，攪拌反應中葉輪的結構優化設計提高了藥劑的反應效率，同時污泥回流的設置可進一步回收利用未被完全利用的藥劑，使得系統達到相同反應效率所需的藥劑大大減少，一般能節約10-20%的藥劑使用量。（5）內部集成污泥脫水系統，實現污泥的就地處理，將污泥脫水至含水率≤80%后排出。

應用案例：安徽馬鞍山市河道黑臭水體治理項目，共配置了3臺3000噸/日車載磁混凝沉淀設備，實現了對市區黑臭河道的全覆蓋。移動車開到待處理地點后，連接好進出水管路后，即可通水調試運行，污水經過混凝、絮凝沉淀分離共8-10min處理即可達標排放。該項目進水水質：CODCr為200-300mg/L、TP為3-4mg/L、SS為160-240mg/L；出水水質：CODCr為30mg/L、TP為0.4mg/L、SS為8mg/L、濁度為3NTU。

二、以去除有機物、氨氮、TP、SS為去除目標

這類情況一般采用的污水處理工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

污染水體先進入調節池調節水量和水質，并攔截來中較大的懸浮物及漂浮物。再經提升泵提升至磁混凝沉淀系統，經過磁混凝沉淀分離去除絕大多數CODCr、TP、SS后自流進入中間提升水箱。經提升至曝氣生物濾池系統的配水渠，通過配水堰均勻分配進入每格濾池。因來水中大部分有機物在前端物化系統去除，曝氣生物濾池系統以硝化功能為主，在好氧條件下，通過濾料上附著生長硝化菌的硝化作用，將污水中的氨氮轉化為硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮，剩余有機物經部分異養菌的代謝分解，轉化為CO2和H2O等穩定物質。曝氣生物濾池系統出水自流至反洗清水箱儲存反沖洗用水，剩余的溢流水經過景觀渠后，達標排放至排水口。

曝氣生物濾池系統在運行一段時間后，再進行氣洗、氣水聯合沖洗和水漂洗。反沖洗廢水排至前段調節池，經原水泵提升后循環處理。磁混凝系統排出的污泥定期由疊螺脫水機脫水至含水率≤80%，脫水后的泥餅放置于污泥棚儲存，定期集中外運處置。機械格柵排出的柵渣經收集后外運處置。調節池、污泥棚內惡臭氣體通過收集系統集中送入除臭裝置，臭氣在除臭裝置內進行堿液洗滌，去除致臭成份后直接通過高空排氣筒排放。

這一工藝路線有以下特點：(1)該工藝充分適應截污廢水水質、水量的波動情況，抗沖擊負荷能力強，出水水質優，對CODCr、氨氮、TP、SS具有較高的去除效果；（2）污水提升系統變頻調節，磁混凝沉淀系統、曝氣生物濾池系統均為模塊化分格設計，可根據原水旱天雨天，不同季節的水量和水質及時調整運行模式和設備運行臺數，運行更加靈活，經濟節能；（3）物化系統采用磁混凝沉淀池工藝，去除絕大多數CODCr、TP、SS，有效降低后續生化處理負荷；（4）曝氣生物濾池系統作為生物處理段，集過濾截留、污染物降解于一體，微生物以膜狀形態附著存在于生物濾料表面，其本身就耐水量的沖擊，而高濃度的固定生物膜使得濾速增大也不會使微生物流失，所以對水量、水質具有較高的抗沖擊負荷能力。

應用案例：合肥南淝河水環境治理項目中，紅旗站區位于南淝河岸，占地約1230m2，設計處理能力5000m3/d。進水是從柳蔭塘路下方自流箱涵末端取水，出水通過管道接入紅旗排澇泵站出水箱涵。該項目進水水質：CODCr為120-200mg/L、NH3-N為15-30mg/L、TP為3-5mg/L；出水水質：CODCr為10-22mg/L、NH3-N為0.2-0.6mg/L、TP為 0.1-0.4mg/L。

三、兩種復雜情況下的黑臭水體處理技術路線

一種是高濃度進水時，一般采用移動床生物膜反應池—磁加載混凝澄清—硝化曝氣生物濾池工藝，通過在磁加載混凝澄清前增設移動床生物膜系統來增強對進水有機物氨氮的預處理，大幅削減進水中高濃度的有機物和氨氮后，再在進入曝氣生物濾池系統，從而得到高標準的出水。其工藝流程圖如圖2。

圖2 高濃度進水處理工藝流程圖

應用案例：西李郢站區-選址于西李郢排澇泵站東側綠地，設計處理能力10000m3/d。進水從西李郢排澇泵站前端截流井取水或新建雨水調蓄池泵提取水，出水通過現狀雨水排口排入南淝河。該項目進水水質：CODCr為200-450mg/L、NH3-N為25-50mg/L、TP為4-6mg/L；出水水質：CODCr為20-26mg/L、NH3-N為0.2-1.5mg/L、TP為0.1-0.4mg/L。

第二種情景：不僅要去除有機物氨氮等常規指標外，還要去除TN指標的，通常采用磁加載混凝沉淀—反硝化生物濾池—硝化曝氣生物濾池工藝，設置兩級生物濾池系統，進行前置反硝化，盡可能利用進水中碳源來實現反硝化，從而降低運行成本，出水TN可達到10mg/L以下。

綜上所述，這三條路徑基本上覆蓋了城市、農村的黑臭水體、污水管網無組織排放以及合流制管網無組織排放等各種應用場景，再輔以管網修復、底泥清淤、生態鞏固工程，便可實現水環境系統的長治久清。

四、結語

黑臭水體旁路處理的三大技術路徑都具備出水優質穩定、建設周期短、可移動、可重復使用及占地面積小等共性特征，能夠有效解決城市、農村的黑臭水體水環境治理問題。