龍巖南翼污水處理廠工程設計與運行效果

陳向農

摘? 要：龍巖南翼污水廠是“十二五”國家考核的重點減排項目，也是龍巖市重點民生項目。該廠借鑒福建省各地市污水處理廠的運行工藝、運行效果以及運行能耗等特點，結合龍巖地區的水質狀況，設計采用“改良A2/O生物池+混凝沉淀過濾深度處理”工藝，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》一級A排放標準，投產至今運行穩定， 抗負荷沖擊性較強， 出水水質穩定達標。

關鍵詞：設計參數? 運行效果? 工藝調控? 污水處理

中圖分類號：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）01（b）-0012-05

Engineering Design and Operation Effect of Nanyi Sewage Treatment Plant in Longyan

CHEN Xiangnong

（Longyan City Development Group Co.， Ltd.， Longyan， Fujian Province， 364015 China）

Abstract： Nanyi Sewage Treatment Plant in Longyan is a key emission reduction project assessed by the state in the 12th Five Year Plan， and also a key livelihood project in Longyan city. The plant adopts the advanced treatment of "improved A2 / Obiological tank + coagulation sedimentation filtration"， and the effluent is in accordance with class a discharge standard of "pollutant discharge standard of urban sewage treatment plant （GB18918-2002）". it has been running stably， with good impact resistance and stable effluent quality.

Key Words： Design parameters; Operation effect; Process control;Sewage treatment

隨著環保意識的提高，污水處理的出水要求越來越高，為切實加大水污染的防治力度，國務院于2015年4月印發了《水污染防治行動計劃》，明確提出了要加快現有城鎮污水處理設施建設與改造步伐。為響應國家號召，積極應對水環境整治，福建省要求近岸海域匯水區的污水處理廠應盡快按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一級A標準實施，解決這些重點地區的污水綜合治理、污水回用或城市景觀用水需求等問題[1]。這就要求污水處理廠在原一級B標準的基礎上進行提標改造，通過對已有處理設施提標改造以及增加深度處理工藝進一步降低氮磷等污染物質指標。

據《全國城鎮污水處理管理信息系統》統計數據，截至2019年底，全國共有2913座城鎮污水處理廠執行一級A標準，由于進水量的不斷增加和出水濃度的不斷降低，污染物削減總量顯著提高，對流域有機物、氮、磷減排及富營養化控制做出了積極的貢獻。但是在實際執行“一級A標準”的城鎮污水處理廠尚存在一些問題亟需解決。具體存在問題如下。

一是污水處理廠進水水質濃度遠低于生活污水理論COD濃度、碳氮比低、無機懸浮物濃度高是當前全國城鎮污水處理廠普遍存在的問題。這造成污水處理廠活性污泥難以正常生長繁殖，處理效率降低;運行管理難度加大，設備閑置或者低效運轉，碳源投加費用增加等問題。

二是污水處理從預處理到生物處理再到深度處理，過程中涉及的構筑物、設備種類繁多，如何合理選擇搭配污水處理工藝與設施設備對污水處理廠運營起著至關重要的作用。

三是“一級A標準”的執行對污水處理工藝控制要求更為嚴格，對人員以及硬件的配置要求更高，要求污水處理設施運行管理和建設技術水平需要大幅度提升。這就需要各級部門加大對污水處理廠的運營成本的投入[2]。

本文通過對龍巖市執行“一級A”排放標準的某污水處理廠的管網建設、工藝設計、運營調控等方面的進行了詳細調研分析、總結，供后續污水處理廠參考借鑒。

1? 項目概況

龍巖某污水處理廠位于中心城區，占地約19畝，總投資約8158萬元，設計日處理能力1萬t，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》一級A排放標準。該污水處理廠是“十二五”國家考核的重點減排項目，也是龍巖市重點民生項目。

2? 污水處理廠設計優化

2.1 做好污水處理廠網設計前的調研工作

在污水處理廠設計階段開展基礎調研分析，詳細調研進水水質水量情況，對排污口污水水質進行實時監測，預測各種變化等因素所引起的水量及水質的變化，從而為污水處理收集管網鋪設線路以及污水處理廠的科學、合理設計提供依據[3]。本污水處理廠主要服務曹溪美食城一帶的居民，鑒于污水處理廠選址的標高較高，經多方論證，采用建設廠外提升泵站的方案。

2.2 科學選用污水處理工藝

城鎮污水處理工藝已逐步成熟，每種工藝各有優缺點，均可實現污水脫氮除磷的目的。“一級A”排放處理技術的選擇的過程中要從多方面考慮，多利用現代技術，如在改造過程中可利用化學技術進行磷處理、強化生物脫氮、過濾懸浮物和部分有機質的深度處理等技術措施。綜合進廠污水水質、出廠水質要求、處理廠規模、污泥處置方案以及當地氣溫、工程地質、環境等條件，同時考慮節省工程投資、運行管理便捷、節約運行成本，確保出水達標等方面的考慮，選擇技術先進成熟，運行穩妥可靠、動力效率高，運行成本低的改良型A2/O生化處理+高效混凝沉淀+轉盤生物濾池工藝。

2.3 合理設置污水處理單元

設計時采用靈活的設備和設施組合，合理選擇格柵、鼓風機、推流器等設備類型，保證工藝系統的高效穩定對污水處理廠出水穩定達標尤為重要。該污水處理廠已設置廠外泵站，大塊垃圾基本停留于泵站，廠內可節省粗格柵工序;在處理懸浮物不是很高的原水上，若是原水經過很長時間停留在沉淀池，那么就會損失一定的碳源，這樣對于生物脫氮處理很不利，所以沉淀池的使用一定要靈活。該污水處理廠根據實際的水質，適當的提高沉砂池的負荷，縮短停留時間，沉砂池停留時間不足1h，既去除無機SS，又保留進水中的BOD5，優化進水水質;結合以往的污水處理運行經驗，對生化系統設備的選型與放置位置進行優化，盡可能達到彼此間的平衡，生物系統內循環更順暢、高效，提高了充氧效率以及微生物對氧氣的利用率[4]。

2.4 配齊應急處理系統

為確保污水處理廠出水達標排放，應配齊應急加藥系統（包括碳源投加系統、除磷藥劑投加系統、消毒劑投加系統），應對突發的水質水量波動。同時考慮到該污水處理廠處理能力以及可能遇到的突發情況，將廠外泵站與排入其他污水處理廠的管網聯通，超過安全水位時污水將溢流入龍巖其他污水處理廠，確保廠外泵站的安全。

2.5 注重設備選型，合理考慮設備設施組合之間的相互影響

污水廠設備均采用行業內高端品牌，可自動化控制，減少故障率，實現節能降耗：除渣能力強。細格柵采用孔徑為3mm的階梯式網板格柵，自動回轉及反沖洗，除渣效果良好;污水處理系統所有泵類、攪拌器、推流器等產品均采用進口品牌，水下設備效能高，運行穩定;曝氣系統采用鼓風機及微孔管式曝氣器組合，鼓風機可實現大寬幅的風量需求，便于溶解氧控制，微孔管式曝氣器采用進口品牌產品，曝氣管氣孔細微，充氧效率高;深度處理中的過濾工藝采用過濾孔徑為10μm，可截留粒徑大于10μm的微小顆粒，出水水質穩定;電氣自動化程度高，中控監控軟件開發制作功能完善，組成的自動化系統在現場手動狀態下，各設備均可獨立開停機，遠控聯動狀態下有半自動全自動控制模式，整套自動控制系統參數調控靈活[5]。

3? 污水處理廠處理工藝

3.1 工藝流程圖

該污水處理廠采用具有脫氮除磷功能的“改良型A2/O”生物池+高效混凝沉淀+過濾深度處理工藝。污泥處理采用“污泥濃縮→污泥脫水→污泥處置”，污泥外運制有機肥，出水消毒采用紫外線消毒工藝，具體工藝流程圖如圖1和圖2所示。

3.2 設計進出水水質

考慮該污水處理廠服務范圍內現狀企業排污量少，工業主要以發展機械制造（運輸機械、工程機械）、光電產業、物流等相關低污染產業，參考當地其他污水處理廠實測平均進水水質，確定龍巖市污水處理廠進水水質;出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級排放標準的A類標準。進出水水質指標如表1所示。

3.3 各處理單元作用

3.3.1 預處理單元

細格柵：截除污水中較小漂浮物。根據格柵前后水位差或按時間周期自動控制清渣，也可機旁手動控制清渣。

旋流沉砂池：砂水混合物由氣提吸砂泵輸送至砂水分離器，去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無機砂粒與有機物分離開來，便于后續生化處理。

3.3.2 生化處理單元

改良A2/O生物池：生物池分為選擇區、厭氧區、缺氧區和好氧區四個部分。通過微生物的新陳代謝去除污水中BOD5、COD等污染物，同時進行生物除N、P。

鼓風系統：采用微孔曝氣，為生物池好氧區充氧提供氣源。

污泥泵房：回流活性污泥至生物池;提升剩余污泥至污泥儲泥池，最后進入污泥濃縮脫水車間。

儲泥池：為污泥濃縮、脫水調蓄部分剩余污泥。為了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厭氧條件下重新釋放。

污泥濃縮脫水機房及加藥間：將污水處理過程中產生的污泥進行濃縮、脫水、降低含水率，便于污泥運輸和最終處置;同時配備化學除磷所需化學藥劑（堿式氯化鋁）的投配和投加設施。

二沉池：進行混合液固液分離，確保污水廠出水SS和BOD5達到所要求的排放標準，是生化處理不可缺少的一個組成部分。

3.3.3 深度處理單元

高效澄清池。高效澄清池共分六個區：機械攪拌區、中間反應區、快速混合反應區、推流反應區、澄清區、污泥系統;對生化處理出水中比重較小的固體懸浮物進一步進行沉淀分離，提高出水質量，確保達標排放[3]。

纖維轉盤濾池。纖維轉盤濾池的運行過程包括：過濾、反沖洗、排泥狀態。用于去除污水中以懸浮狀態存在的各種雜質，提高污水處理廠出水水質，保障出水SS達到一級A標準[6]。

4? 污水處理廠運營管理

4.1 加強對沿線排口水質水量管控

定期組織人員對沿線主要排口進行檢查，同時對污水處理廠服務范圍內的排污企業加強巡查，科學監管，對其污水處理設施給予技術支持。及時掌握泵站水質變化情況，確保污水處理廠進水的水質水量處于穩定波動狀態[7]。

4.2 優化污水處理廠生化系統調控

4.2.1 強化系統脫氮除磷效果

生化池設置多點進水，靈活調配，充分發揮預缺氧段脫氮作用，降低硝酸鹽氮濃度，減輕硝酸鹽氮對除磷效果的影響，提高生化脫氮除磷效果。同時好氧段合理控制DO，證碳源有效利用，同時增加反硝化菌和釋磷菌類優勢菌群結構;根據需要調整生化系統好氧段的回流比例，可提高活性污泥對污染物的處理效果。

4.2.2 合理控制污泥泥齡，提高生化系統抗沖擊性

在運行過程中，根據季節不同及時調整污泥齡，除磷需要污泥齡越短越好，脫氮是需要污泥齡在15天以上，根據進出水情況及水溫及時調整污泥齡，確保生化脫氮除磷的效果。為了提高生化系統的抗沖擊性，枯水期生化系統污泥濃度控制在4500～5500mg/L范圍內;同時污泥泵加裝變頻確保對生物池污泥回流量精準調控。

4.2.3 增強系統預警機制

一旦進水或者出水總磷出現較大波動，系統將報警提示，并在生物池出水口添加除磷藥劑。

4.3 優化深度處理系統調控

處理廠的尾水處理要達到一級A的標準，傳統的以生物系統很難確保城鎮污水處理廠的氮磷同步穩定達標，仍需要考慮輔以化學除磷實現磷的穩定達標，后段再采用混凝、沉淀、過濾等工藝，降低出水SS、COD 和 TP 濃度[8]。

在使用纖維濾池工藝時，如需增加化學除磷，不在混凝或微絮凝沉淀池投加，除磷藥劑投加點應改在二沉池前端或在混凝工藝生化系統出水段，可保證懸浮物濃度不會超過后續過濾系統的要求。

5? 污水處理廠運行效果

該污水處理廠目前是龍巖市首座也是唯一一座執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》一級A排放標準的城鎮污水廠，采用“改良型A2/O+混凝沉淀+微孔過濾”工藝。該污水處理廠平均進水COD濃度約200mg/L，生物池好氧區溶解氧控制在1.5mg/L左右，生物池污泥濃度控制在4000～5500mg/L之間，內回流比200%左右，外回流比90%左右。2019年該污水處理廠日均處理0.9萬t，全年處理水量305.4萬t，出水水質100%達標排放;處理污泥1608t，全部實現資源化利用。

投產3年多來該污水廠各項出水指標均優于一級A排放標準，幾項主要指標已達到地表水Ⅳ類水質標準，現階段作為受納水體河道上游的優質沖刷水源，經進一步處理也可作為城市公園湖泊的補水水源[9]。另外，該廠內處理完達標出水作為再生水回用于污水廠的生產、景觀和綠化使用，有效節約了水資源，充分發揮了再生水循環利用的功效[2]。在2017年與2019年福建省住房和城鄉建設廳進行的全省城鎮生活污水處理廠運行評估考核中獲得“優秀”成績。

參考文獻

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