史駿 呂宏

（1、中國通用機(jī)械工程總公司，北京 100050 2、浙江天野實業(yè)有限公司，浙江 杭州 310005）

前言

某污水處理廠原為HCR（高效生化）二級處理工藝，設(shè)計出水按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）定 為 CODcr≤85mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L。但近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水排放標(biāo)準(zhǔn)有了新的要求，即該污水廠要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級B的要求。這樣，原有的處理工藝已經(jīng)不能滿足新的出水要求。因此，需要對污水廠進(jìn)行改造，以使污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，并降低運(yùn)行能耗與管理難度，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。

1 改造前運(yùn)行工況

1.1 HCR工藝流程

工藝流程見圖1

該工藝的主要特點是：系統(tǒng)占地少，基建費(fèi)用低；足夠的溶解氧保證了好氧生物處理系統(tǒng)的高負(fù)荷運(yùn)行；HCR為完全混合型反應(yīng)器，加上高濃度污泥的共同作用，進(jìn)水流量和濃度的大幅度波動得以充分緩和，毒害性物質(zhì)同時也得到稀釋，從而有效提高了HCR系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力。工藝缺點是：能耗較高，出水SS不能保證，不能去除NH4+-N。

1.2 HCR工藝運(yùn)行工況說明

1.2.1 進(jìn)水影響

進(jìn)廠水中以印染廢水為主，工業(yè)廢水比重較大，超過總量的50%，工業(yè)廢水中又以印染類廢水為主，生化性較差。且進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定，CODcr常超過原水設(shè)計值。

1.2.2 HCR反應(yīng)塔

HCR反應(yīng)塔對NH4+-N的平均去除率較低，出水NH4+-N達(dá)不到GB18918-2002一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。沒有生化去除TN的功能區(qū)，TN基本沒有去除?；緵]有去除TP的功能區(qū)，TP的去除主要通過投加聚合氯化鋁固化，經(jīng)沉淀排泥帶走；運(yùn)行費(fèi)用太高，管理難度大。反應(yīng)塔的能耗較高（電耗約30360度/日），約占整個廠運(yùn)行能耗的60%，與CODcr的去除率不成比例，效率低。為改善活性污泥的沉降性能，保障出水水質(zhì)，在二沉池前投加聚合氯化鋁。但出水COD仍在70-100mg/L波動，且如果活性污泥中凝聚性良好的菌膠團(tuán)被破壞或破碎，其沉降性能變差，致使泥水分離效果不好，造成出水SS超標(biāo)。

2 中試試驗

2.1 研究內(nèi)容及流程

研究內(nèi)容為A/A/O工藝取代HCR工藝的可行性。流程見圖2

2.2 研究方法

摸擬裝置以10m3/d的規(guī)模進(jìn)行試驗，在確定較優(yōu)工況（泥齡20-25天，污泥回流比控制在40%-50%）階段主要分三個不同工況試驗，其中，較優(yōu)工況測試結(jié)果見表1。

從上表可以看出：在較優(yōu)工況條件下，CODcr、BOD5 、SS 、NH4+-N、TN、TP 達(dá)標(biāo)排放率達(dá)到100%，出水較好。

圖1 HCR工藝流程圖

圖2 試驗工藝流程圖

圖3 改造后處理工藝流程示意圖

表1 較優(yōu)工況數(shù)據(jù)表

按表1中較優(yōu)工況試驗條件下，對改造后剩余污泥量的預(yù)測見表2。

從上表可知：在較優(yōu)工況和處理量為10m3/d的條件下，排泥量最大為591.3g/d，平均排泥量為494.1 g/d，依此推算，改造后10萬m3/d的處理量下，排泥量最大為5.0噸/日。

如果泥齡按20d進(jìn)行計算改造后的剩余污泥量，則改造后10萬m3/d的處理量下，排泥量最大為9.0噸/日?？紤]到進(jìn)水中SS含量較高，剩余污泥量還會有所增加。

綜上可知，排泥量（干泥）按10噸/日計算，則脫水機(jī)房要求的處理能力為60噸/日（含水率為80%），而現(xiàn)狀處理量為125噸/日（含水率為80%），脫水機(jī)2臺，因此，改造后脫水機(jī)仍能滿足剩余污泥的脫水要求。

2.3 試驗結(jié)論

通過中試實驗，對所獲得的實驗數(shù)據(jù)等進(jìn)行歸納統(tǒng)計和分析處理，得到以下結(jié)論：

2.3.1 模型的設(shè)計、制作和運(yùn)行基本正常，達(dá)到預(yù)期的目的。

2.3.2 實驗采用的工藝方案，在目前的進(jìn)水水質(zhì)條件下，COD、BOD、NH4+-N、TN、TP 等幾項關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到GB18918-2002一級B標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)率達(dá)100%。

2.3.3 在中試實驗裝置的沉淀條件下，不投加聚合氯化鋁，出水的SS達(dá)到了GB18918-2002的一級B標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖4

圖5 原HCR反應(yīng)塔及脫氣池改造示意圖

2.3.4 HCR反應(yīng)塔8臺循環(huán)泵的射流曝氣量不足。HCR反應(yīng)塔對COD、NH4+-N的去除率較低。HCR反應(yīng)塔對污泥沉降性能造成了不利的影響。

3 改造方案

針對污水廠的現(xiàn)有實際情況,并考慮改造工程的投資以及改造完成后的運(yùn)行費(fèi)用，改造方案選擇了取消初沉池的沉淀功能，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改造為A/A/O工藝流程的方案。

3.1 改造后處理工藝流程

工藝流程示意圖見圖3

3.2 主要構(gòu)筑物的改造

3.2.1 初沉池改造

初沉池改造示意圖見圖4

改造方案為去掉原初沉池內(nèi)刮吸泥設(shè)備等，增設(shè)潛水?dāng)嚢杵鳎黾訉?dǎo)流墻，保障池內(nèi)的混合反應(yīng)狀態(tài)。在初沉池取消后，在初沉池前新建一座預(yù)處理措施，包括細(xì)格柵一組和曝氣沉砂池一座。取消初沉池沉淀功能可增強(qiáng)生化處理效果，避免污水二次提升，并利用現(xiàn)有設(shè)施節(jié)約了用地。

3.2.2 原HCR反應(yīng)塔及脫氣池改造

原HCR反應(yīng)塔及脫氣池改造示意圖見圖5

將原HCR反應(yīng)塔及脫氣池改造為缺氧池方案為去掉HCR反應(yīng)塔內(nèi)射流曝氣管、曝氣設(shè)備等，增設(shè)潛水?dāng)嚢杵鳎⑦B通內(nèi)、外環(huán)區(qū)域，保障池內(nèi)的混合反應(yīng)狀態(tài)。該方案可降低電耗和聚合氯化鋁的投加量；降低土建成本；提高SS處理質(zhì)量和提高現(xiàn)有設(shè)施的利用率。

4 能耗對比

改造前后節(jié)能效果對比表（進(jìn)口風(fēng)機(jī)）（見表3）

改造前后投加的聚合氯化鋁藥劑量對比表（見表4）

5 結(jié)論

通過本項目改造，節(jié)約了運(yùn)行成本，有效解決由于污染負(fù)荷的增加而導(dǎo)致處理設(shè)施不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行的矛盾。采用HCR（高效生化反應(yīng)塔）技術(shù)完善了污水處理工藝，提高了充氧能力和氧的利用率，同時由于該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計靈活，可適用于多種池型的設(shè)計與改進(jìn)，該技術(shù)同樣適用于因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，污染負(fù)荷增高，處理設(shè)施不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)情況下好氧工藝的強(qiáng)化。若將該技術(shù)與厭氧水解結(jié)合在一起處理印染廢水，不僅能進(jìn)一步提高COD的總?cè)コ?，對色度的去除也十分有效。HCR技術(shù)憑借其結(jié)構(gòu)簡單，安裝靈活，氧的利用率高，操作管理方便等優(yōu)點，必將在廢水治理和改造中得到推廣和應(yīng)用。

表2 較優(yōu)工況下排泥情況

表3

表4

[1]侯紅娟;董曉丹;李恩超;邵立憲.A/A/O工藝與A/O工藝處理焦化廢水的對比研究[J].全國冶金節(jié)水與廢水利用技術(shù)研討會文集，2009-09-08.

[2]溫勇，張永麗，何俊，周克釗，謝麗華，杜鵬亮.A/A/O工藝強(qiáng)化處理城市污水中試研究[J].人民黃河，2010-03-20.

[3]曹燕東，丁敏.污水處理廠多模式A/A/O工藝運(yùn)行優(yōu)化探討[J].科技資訊，2010-02-13.