小型生活污水站提標改造設計研究

文_張虎飛 周文佳

1 山西清宇環境科技有限公司 2 山西中瑋環能集團有限公司

山西省人民政府辦公廳《關于印發山西省污染防治2018年行動 計劃的通知》晉政辦發[2018]55號：汾河、桑干河流域現有城鎮生活污水處理廠全部按照化學需氧量、氨氮、總磷三項主要污染物指標穩定達到《地表水環境質量標準標準》（GB3838-2002）中的V類標準的要求，采取提標提效措施。

位于晉中地區的甲乙兩污水廠積極響應省委、省政府的號召，將甲乙兩座污水處理廠進行提標改造設計，將現有的污水廠出水水質中COD、氨氮、總磷三項標準由一級A提高至地表V類標準，同時考慮綜合利用污水廠的現有土地。

1 污水廠現狀介紹

1.1 基本情況

甲生活污水處理站原設計規模為3000m3/d，采用AAO+過濾+次氯酸納+紫外線聯合消毒工藝，具體工藝流程如圖1所示。出水水質執行《城鎮污水處理廠污染排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

圖1 甲生活污水處理站工藝流程圖

原甲生活污水處理站設計進水水質見表1。

表1 現狀甲污水處理廠設計進出水水質（mg/L）

甲生活污水處理站現日進水量為700～800m3，小于總規模的30%。根據山西省地方標準《山西省地表水環境功能區劃》（報批稿）與《污水綜合排放標準》（報批稿）中水質要求，該污水處理站出水排入地表Ⅴ類水體，COD、NH3-N、TP執行《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）V類水標準限值，TN≤10mg/L，其余指標執行一級A標準。

乙生活污水處理站設計處理規模為1600m3/d，主要處理河東生活區、學校、飯店排放的沖廁、洗浴、廚房等生活污水，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A排放標準。具體工藝流程如圖2所示。

圖2 乙生活污水處理站工藝流程圖

原乙生活污水處理站設計進水水質見表2。

表2 現狀乙污水處理廠設計進出水水質（mg/L）

乙生活污水處理站運行至今，各單體建、構筑物建設良好，現實際日處理能力為 500～600m3，現狀污水處理站出水水質指標可達原設計出水要求，但無法滿足省、市環保部門的最新要求（出水水質COD、NH3-N、TP 達到《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)V 類標準限值要求，其余執行《GB18918-2002》中一級標準的A標準）。

1.2 存在問題

甲站現狀出水執行《城鎮污水處理廠污染排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，無法滿足當前環保要求；現狀污水處理站進水量少，不到設計規模的30%，調節池水泵一天啟用兩次，不能連續運行；現狀AA/O池內彈性填料散落、污泥淤堵，部分曝氣盤堵塞，曝氣不充分；纖維球過濾器長時間未用，內部纖維球填料板結無法正常使用。

乙站現狀進水COD、NH3-N、TP濃度值高于原設計值，現狀污水處理站無深度處理工藝，缺少化學除磷功能；原CAST池對COD、NH3-N、TP等去除效果不能達到出水要求；現狀出水執行城鎮污水處理廠污染排放標準中的一級標準， 無法滿足當前環保要求。

2 提標改造技術方案

通過對甲乙兩座污水處理站現狀進出水水質、現狀工藝流程以及實際運行中存在問題的分析，若要考慮出水COD、NH3-N、TP三項穩定的地表V類標準且同時考慮綜合利用現有土地，現有工藝很難實現這一目標。在現有建（構）筑物挖潛的基礎上，需尋求新的深度處理工藝來實現真正的出水水質穩定達標。

本次提標改造工程主要分為2部分：對現有構筑物的改造；新增深度處理設施及配套的預處理構筑物。

2.1 現狀構筑物改造

2.1.1 甲污水處理站

根據《室外給水設計規范》（GB50013-2006）綜合生活用水定額平均日110～180L/cap·d，并參考污水站所在地翠峰鎮現狀實際人均用水量，確定本次工程處理規模由原設計規模3000m3/d降低為1500m3/d，較為實際合理，同時改善該站進水量不到設計規模的30%的問題。改造內容：

污水處理站現有AA/O池1座，是本工程污水處理的核心構筑物，用于生物脫氮除磷。為提高生物處理段脫氮除磷效果，將AA/O改造為改良AAO。按計算結果重新分配各池容積，原有厭氧池、缺氧池、好氧池有效容積分別為361m3、361m3、1106m3，通過增加廊道間隔墻更改各池容積，改造后Ⅰ段厭氧池、缺氧池、好氧池有效容積分別為125m3、735m3、80m3，停留時間分別為2h、11.8h、13h，Ⅱ段缺氧池、好氧池有效容積分別為125m3、34.6m3，停留時間分別為2h、0.5h，更換池底老舊曝氣盤，更換攪拌機、推流器、內回流泵，加蓋保溫，于缺氧池前端投加碳源。

2.1.2 乙污水處理站

現有CAST池脫氮除磷效果較差，本次改造向原CAST池內投加懸浮式填料，將CAST池內攪拌器更換為填料專用攪拌器，同時更換池底曝氣系統，配套填料專用曝氣器。填料投加比約為30%，可根據水質情況分批投加。

2.2 新增深度處理設施

2.2.1 甲污水處理站

為了保證出水穩定新增深度處理設施，包括中間水池、混凝沉淀池、過濾間、清水池等。主要功能是進一步去除有機物、SS、TP等。

新建一座中間水池，新建尺寸為L×B×H=7.5×6.0×4.0m，1座，有效水深H=3.5m。配套主要設備如表3。

表3

新建一體化凈水設備。新建尺寸：L×B×H=7.0×3.0×3.5m。新增一體化凈水設備2套，包括混凝池及斜板沉淀池，用以去除污水中的COD、TP等污染物質。主要設備見表4。

表4

2.2.2 乙污水處理站

本次工程新建 1 座深度處理間，內設反硝化設備、混凝沉淀設備、中間水池2#設備及加藥設備，用以進一步去除原水中的總磷、總氮等污染物質。內設反硝化設備、混凝沉淀設備、中間水池2#均為鋼制一體化設備，處理量Q=1600m3/d，鋼制防腐。

主要設計參數：反硝化負荷：0.52m3/m2·h；PAC 混合時間：t=2.0min；混凝時間：t=25.0min；斜板沉淀池表面負荷：8.0m3/m2·h；加藥量：PAC加藥量為167mg/L（濃度10%液體），碳源加藥量為281mg/L（濃度58%工業級粉末）。

深度處理間的主要設備見表5。

表5

3 工程投資及運行效果

甲污水處理站投資概算總額為981.07萬元 ，乙污水處理站投資概算總額為1088.74萬元，設計出水水質COD、NH3-N、TP 執行《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）V類水標準限值，TN≤10mg/L，其余指標執行一級A標準。部分出水指標可優于上述排放標準。

目前，甲乙污水處理站已建成且正常運行，出水水質穩定。運行期間，甲污水處理站實際進水量 700～1000m3/d，乙污水處理站的實際進水量，600～800m3/d，甲污水處理站主要進出水質指標如表6所示，乙污水處理站如表7所示。

表6 甲污水處理站主要進出水質指標

表7 甲污水處理站主要進出水質指標

運行期間，污水廠水質監測結果顯示，出水水質雖在一定范圍內有波動，但各項指標均能穩定達到設計要求的水質標準。

4 結語

北方小城鎮有諸多類似的污水處理廠，因出水水質標準要求僅為一級 A，且對脫氮、除磷要求較低，生物池厭缺氧段水力停留時間分配不合理。若需進行提標改造，本工程的實施具有典型的借鑒意義。

本工程在綜合利用原有占地的基礎上實現了生活污水出水水質中COD、NH3-N、TP 三項由一級A排放標準提升至地表V類水標準。