劉麗霞

摘 要：結(jié)合某生活污水處理站的改造，從設(shè)計的原則、產(chǎn)能、各項指標(biāo)和主要處理工藝等方面介紹了該生活污水處理站的工藝設(shè)計，并對UNITANK工藝進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。改造后的運行效果達(dá)到了預(yù)期要求，可供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：生活污水；處理工藝；工藝設(shè)計；運行效果

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.080

隨著我國環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，人們的環(huán)境保護(hù)意識日益增強(qiáng)，相應(yīng)的，對生活污水的處理也日益重視。由于現(xiàn)采用的常規(guī)處理工藝基建投資大、能耗高、運行管理復(fù)雜，因此，采用科學(xué)、合理的工藝對生活污水處理站進(jìn)行改造勢在必行。隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)對污水處理的要求不斷提高，某生活污水處理站的處理工藝已無法滿足實際需求，需改造?；诖?，筆者進(jìn)行了相關(guān)介紹。

1 工藝設(shè)計

1.1 工藝設(shè)計原則

工藝設(shè)計原則為：①因地制宜，充分利用現(xiàn)有的污水處理設(shè)施；②采用高效節(jié)能、簡單易行的污水處理工藝，確保污水處理效果，盡可能地減少工程投資和日常運行費用。

1.2 產(chǎn)能設(shè)計

在某污水處理站現(xiàn)有1.5×104 m3/d污水處理能力的基礎(chǔ)上，通過改擴(kuò)建，使其污水處理能力達(dá)到2.4×104 m3/d。

1.3 進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)設(shè)計

1.3.1 進(jìn)水指標(biāo)

結(jié)合原污水處理站運行情況，擬定設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

項目 數(shù)值

pH 6～9

COD/（mg/L） 300

BOD5/（mg/L） 200

SS/（mg/L） 250

NH3-N/（mg/L） 25

TP/（mg/L） 4

1.3.2 出水指標(biāo)

出水指標(biāo)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級B類指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，如表2所示。

1.4 主要處理工藝選擇

近年來，隨著城市污水中氮、磷等污染指標(biāo)的升高以及受污染水體富營養(yǎng)化問題的加劇，脫氮、脫磷已成為必不可少的環(huán)節(jié)。根據(jù)本工程污水的水質(zhì)特點和處理要求，需要同時考慮有機(jī)污染物的去除和脫氮除磷。

根據(jù)本項目污水中污染物生化性良好的特點，結(jié)合原有處理設(shè)施的具體運行條件，在工藝的選擇上，需要重點考慮除碳脫氮除磷的工藝組合。目前，主流成熟脫氮除磷工藝有A/O法、A2/O法、SBR法、改良型氧化溝法和組合生物陶粒濾池等。

表2 出水水質(zhì)指標(biāo)

項目 數(shù)值

pH 6～9

COD/（mg/L） ≤60

BOD5/（mg/L） ≤20

SS/（mg/L） ≤20

NH3-N/（mg/L） ≤8

TP/（mg/L） ≤1

1.4.1 生化處理單元工藝的確定

根據(jù)原有污水處理廠主體構(gòu)筑物為2座SBR生化池的情況，結(jié)合本工程的特點，從充分利用現(xiàn)有設(shè)施的角度考慮，可將SBR生化池改良為UNITANK系統(tǒng)。UNITANK系統(tǒng)出水為連續(xù)流，而且比SBR更為科學(xué)、高效。

1.4.2 UNITANK工藝原理

UNITANK又稱交替式生物池，是比利時SEGHERS公司提出的一種污水處理工藝。它集合了SBR法、傳統(tǒng)活性污泥法和三溝式氧化溝法的優(yōu)點，一體化設(shè)計，不僅具有SBR法的主要特點，還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)流運行。經(jīng)過研究和應(yīng)用，UNITANK系統(tǒng)已成為一種高效、經(jīng)濟(jì)、靈活和成熟的污水處理工藝。

NITANK系統(tǒng)的主體是一個被間隔分成數(shù)個單元的矩形反應(yīng)池，三池之間水力連通，每個池內(nèi)都設(shè)有曝氣系統(tǒng)，外側(cè)的兩池設(shè)有出水堰和剩余污泥排放口，它們交替作為曝氣池和沉淀池。污水可以進(jìn)入三池中的任意一個，采用連續(xù)進(jìn)水、周期交替的方式運行。通過調(diào)整系統(tǒng)的運行，可以實現(xiàn)對處理時間和空間的控制，形成好氧、厭氧或缺氧條件，以高效去除污水

中的有機(jī)物，達(dá)到脫氮除磷的目標(biāo)。

1.4.3 UNITANK工藝的特點

UNITANK具有SBR工藝的全部優(yōu)點，例如省去了單獨的二沉池和污泥收集與回流系統(tǒng)；交替運行，不易發(fā)生污泥膨脹（負(fù)荷波動大）現(xiàn)象；工藝簡單、操作靈活等。此外，與SBR相比，UNITANK還有另外一些優(yōu)點，這些優(yōu)點來自于系統(tǒng)獨特的結(jié)構(gòu)和運行方式，主要體現(xiàn)在：①構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)緊湊，一體化設(shè)計。所有的池體可采用方形，共用池壁，既有利于保溫，又能節(jié)省土建費用，減少占地面積（占地僅為傳統(tǒng)活性污泥法的50%），共用水平底板則可提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。②系統(tǒng)內(nèi)不設(shè)初沉池，不設(shè)單獨的二沉池以及污泥收集和回流系統(tǒng)，減少了占地面積，節(jié)約了土建投資和運行費用。③根據(jù)好氧過程的DO檢測以及缺氧和厭氧過程的ORP在線檢測，通過改變供氣量，切換進(jìn)出水閥門，改變好氧、缺氧和厭氧的反應(yīng)時間等，有效實現(xiàn)對系統(tǒng)時間和空間的控制，高效去除污水中的有機(jī)物，并實現(xiàn)脫氮除磷。④交替改變進(jìn)水點，可以相應(yīng)地改善系統(tǒng)各段的污泥負(fù)荷，進(jìn)而改善污泥的沉降性能。厭氧、缺氧、好氧過程能夠有效抑制絲狀菌的生長，控制污泥膨脹。⑤系統(tǒng)在恒水位下運行，只需設(shè)置固定的出水堰即可，不需要昂貴的潷水器，而且反應(yīng)池的有效容積能得到連續(xù)使用，水力負(fù)荷穩(wěn)定。⑥污泥沉降的固液分離在幾乎完全靜止的環(huán)境下完成，能得到更好的分離效果，提高出水水質(zhì)。

2 主要處理單元

2.1 工藝流程圖

工藝流程如圖1所示。

2.2 格柵和調(diào)節(jié)池

格柵是污水處理站第一道預(yù)處理設(shè)施，用以攔截較大的漂浮物。污水處理站已建格柵井，尺寸為2.8 m×1.5 m×6 m，內(nèi)設(shè)回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵，格柵寬1.4 m，柵條間隙20 mm，滿足本項目的要求。

由于廢水水量、水質(zhì)變化復(fù)雜，因此需要設(shè)置調(diào)節(jié)池用以均量、均質(zhì)，保證后續(xù)生化處理的穩(wěn)定性。污水處理站現(xiàn)已建一座15 m×15 m×7.5 m的調(diào)節(jié)池，有效容積為1 000 m3，滿足擴(kuò)建后的要求。調(diào)節(jié)池內(nèi)新設(shè)污水提升泵，將生活污水提升至旋流沉砂池。

2.3 旋流沉砂池

旋流沉砂池用于處理污水中比例較大的無機(jī)顆粒，以保護(hù)后續(xù)處理構(gòu)筑物和處理設(shè)備。本項目新建4套旋流沉砂池，單套處理能力Qmax=820 m3/h；配套2臺砂水分離器，單臺處理量12 L/s。沉砂池出水進(jìn)入UNITANK生化池。

2.4 UNITANK生化池

2.4.1 基本構(gòu)造

生化池在原有2座SBR池的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容改造。原SBR池為1座2格的混凝土池，單格尺寸為40 m×20 m×5.5 m；本次工程新建同規(guī)格反應(yīng)池1格，共用原池一側(cè)的池壁。UNITANK生化池主要設(shè)計參數(shù)如表3所示。

2.4.2 運行方式

本項目UNITANK系統(tǒng)采用好氧降解有機(jī)物加脫氮除磷相結(jié)合的運行方式，包括運行時間相同的兩個主體運行階段。第一主體運行階段如下。

缺氧厭氧階段（1 h）：污水從A池進(jìn)入系統(tǒng)，缺氧攪拌，以水中的有機(jī)物為電子供體，將上一個主體運行階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮通過兼性菌的反硝化作用實現(xiàn)脫氮，同時釋放上一個階段A池作為沉淀池時污泥過量攝取的磷；然后混合污水進(jìn)入曝氣的B池，去除上一個階段A池反硝化后殘余的有機(jī)物，硝化細(xì)菌進(jìn)行硝化，聚磷菌吸收磷；最后進(jìn)入C池沉淀，出水并排出含磷污泥。

好氧運行階段（2.5 h）：污水進(jìn)入A池進(jìn)行曝氣，并同其中的活性污泥充分接觸，有機(jī)物被污泥吸附并部分降解；然后泥水混合物從A池進(jìn)入持續(xù)曝氣的B池，被吸附的有機(jī)物得到進(jìn)一步降解；最后混合物進(jìn)入沉淀池C池，經(jīng)重力分離后，清水從溢流堰排出，部分剩余污泥從池底排出。

過渡階段（0.5 h）：A池停止進(jìn)水，繼續(xù)曝氣，使有機(jī)物充分降解；B池開始進(jìn)水，并繼續(xù)曝氣；C池作為沉淀池繼續(xù)排水。

由此，第一主體運行階段完成，B池停止進(jìn)水，繼續(xù)曝氣；C池開始進(jìn)水，缺氧攪拌；A池作為沉淀池，進(jìn)入第二主體運行階段。兩個運行階段過程完全相同，相互對稱，通過過渡階段互相銜接。

2.5 外排水池

UNITANK系統(tǒng)出水排入原有1 500 m3外排水池，經(jīng)加氯消毒和檢測合格后，通過提升泵外排。

2.6 污泥池和污泥脫水

UNITANK系統(tǒng)外排污泥排入原有的1座160 m3污泥池內(nèi)，再經(jīng)水泵加壓輸送至污泥脫水間。污泥脫水間內(nèi)設(shè)置2臺濃縮帶式脫水一體機(jī)，具有濃縮、脫水的雙重功能。污泥脫水時，投加的藥劑為高分子絮凝劑。污泥脫水后，由汽車外運處理。

3 運行效果

項目自投入運行以來，出水水質(zhì)穩(wěn)定，符合設(shè)計出水要求。主要水質(zhì)指標(biāo)，例如COD、NH3-N、SS等滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中一級B類指標(biāo)。實際平均進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)如表4所示。

4 結(jié)論

綜上所述，UNITANK生活污水處理工藝是一種高效、經(jīng)濟(jì)、靈活和成熟的污水處理工藝，具有SBR工藝的全部優(yōu)點，且具有工藝簡單、操作靈活等優(yōu)點，應(yīng)在生活污水處理站的改造中推廣應(yīng)用。本次生活污水處理站改造的處理工藝設(shè)計合理，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作簡單、出水效果良好，運行效果顯著，可供類似改造工程參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]彭雨生.山地小城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計及運行效果研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2013.

[2]曹榮祥.某縣污水處理廠工藝設(shè)計及運行效果評價的研究[D].青島：中國海洋大學(xué)，2013.

〔編輯：王霞〕