張 蕊 蕊

(江蘇貞一環(huán)保科技有限公司，江蘇 南京 210012)

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氧化溝類(lèi)污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造工藝的選擇

張 蕊 蕊

(江蘇貞一環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇 南京 210012)

通過(guò)分析氧化溝類(lèi)污水處理廠(chǎng)工藝運(yùn)行過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題，并結(jié)合目前污水處理的工藝特性，提出了具有脫氮除磷的深度處理技術(shù)方案，使出水滿(mǎn)足一級(jí)A排放要求，為同類(lèi)污水廠(chǎng)改造提供了思路。

氧化溝，污水處理廠(chǎng)，脫氮除磷，排放標(biāo)準(zhǔn)

0 引言

近年來(lái)，隨著水體(湖泊、河流)富營(yíng)養(yǎng)化的改善治理，對(duì)污水處理廠(chǎng)的排放標(biāo)準(zhǔn)也有更高的要求，許多流域和省市大量實(shí)施的污水處理廠(chǎng)開(kāi)始執(zhí)行GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。這就使得已建成的污水處理廠(chǎng)應(yīng)進(jìn)行必要的深度脫氮除磷升級(jí)改造，特別是對(duì)占全國(guó)污水廠(chǎng)數(shù)量近1/3的氧化溝工藝[1]的改造，而技術(shù)改造和提高處理效率則是達(dá)標(biāo)排放的必由之路。一級(jí)B升級(jí)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)主要的控制項(xiàng)目對(duì)比如表1所示。

表1 最高允許排放濃度對(duì)比表 mg/L

1 目前污水廠(chǎng)普遍存在的問(wèn)題

由于氧化溝的環(huán)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有多功能性、污泥穩(wěn)定、較強(qiáng)的適應(yīng)性、出水水質(zhì)較好和易于管理等特點(diǎn)，其也得到了廣泛的研究發(fā)展和應(yīng)用。從最早的Pasveer氧化溝，發(fā)展到Carrousel 2000型氧化溝，再到一體化氧化溝等的運(yùn)用已比較成熟[2]。其污水處理廠(chǎng)工藝一般為：進(jìn)水→粗格柵提升泵房→細(xì)格柵沉砂池→氧化溝→二沉池→消毒出水。

但早期建設(shè)的氧化溝工藝設(shè)計(jì)達(dá)到了當(dāng)時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)，目前運(yùn)行不能滿(mǎn)足一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，其原因有：表曝氣設(shè)備老化使供氧效率下降、溝內(nèi)供氣量不足、推流速度小、底部污泥沉積，無(wú)深度處理，不能保證NH3-N和TN達(dá)標(biāo)，其碳源不足致使反硝化效果不理想(我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)BOD5/TN 平均僅為3.49)[3]，生物除磷的效果有限。因此，在現(xiàn)狀處理工藝的運(yùn)行條件下，顯然不能滿(mǎn)足也很難滿(mǎn)足一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)行技術(shù)的升級(jí)改造。

2 升級(jí)改造工程方案設(shè)計(jì)

2.1 總體工藝方案

對(duì)于BOD5，NH3-N，COD和TN指標(biāo)均可通過(guò)對(duì)二級(jí)生物處理工藝的加強(qiáng)以及對(duì)生化池的改造來(lái)進(jìn)一步去除，但對(duì)于SS和TP須經(jīng)深度處理工藝才能滿(mǎn)足一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)[4,5]。隨著新工藝、新技術(shù)和新材料的不斷研發(fā)使用，污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造的技術(shù)也層出不窮。對(duì)生化系統(tǒng)的加強(qiáng)或改造的技術(shù)方法有：

1)核減原污水處理廠(chǎng)構(gòu)筑物的處理量來(lái)降低處理負(fù)荷；

2)調(diào)整原污水處理廠(chǎng)工藝來(lái)提高處理能力；

3)增加硝化反硝化深度處理單元。

2.1.1 核減處理量，降低處理負(fù)荷

對(duì)原有污水處理廠(chǎng)生物處理單元進(jìn)行處理量核減，降低其處理負(fù)荷，同時(shí)新建生物池來(lái)保證污水處理廠(chǎng)規(guī)模(如鄭州市王新莊污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造工程[6])，然后再增加混凝→沉淀→過(guò)濾深度處理單元進(jìn)一步去除COD,BOD,SS和TP等污染物，出水可滿(mǎn)足一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。其缺點(diǎn)也比較明顯：改擴(kuò)建需新建構(gòu)筑物，基建費(fèi)用和占地面積也較高，且新老工藝管道設(shè)備系統(tǒng)的銜接較為復(fù)雜。

2.1.2 調(diào)整工藝，提高處理能力

對(duì)現(xiàn)有的生物池進(jìn)行挖潛改造，通過(guò)工藝調(diào)整及增加填料方式提高生物池的處理能力，更可提高污泥沉降性能和抑制污泥膨脹的問(wèn)題[7,8]。該改造的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需新建生物池，只需對(duì)現(xiàn)有生物池進(jìn)行曝氣，填料改造，整體建設(shè)費(fèi)用較低。該種工藝改造方案的缺點(diǎn)在于，改造時(shí)受生物池曝氣方式影響較大，較為適用于底部曝氣的生物池；需要對(duì)生物池池體進(jìn)行改造，因此改造的生物池將長(zhǎng)期停用；生物池出水多攜帶大量的脫離生物膜，大量非活性細(xì)小的懸浮物易造成二沉池出水SS增加。

新建厭氧池，新鮮污水進(jìn)入?yún)捬醭嘏c回流污泥混合，完成磷酸鹽的釋放，為后續(xù)的好氧條件下磷酸鹽的超量吸收創(chuàng)造條件。新建缺氧池，將氧化溝內(nèi)溝回流的硝化液與原水中碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)，去除污水中的總氮。改造氧化溝的表曝和推流設(shè)備，使原普通氧化溝改造為具有加強(qiáng)脫氮除磷功能的A2O(O為奧貝爾氧化溝)或A2C(C為卡魯賽爾氧化溝)工藝等。

2.1.3 采用硝化反硝化深度處理單元改造工藝

目前具有脫氮功能的深度處理工藝且應(yīng)用較多的有活性沙濾池(連續(xù)流動(dòng)床過(guò)濾)、曝氣生物濾池(BAF)和反硝化深床濾池。

曝氣生物濾池[9]可以根據(jù)工程需要分別實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，在改造工程中可直接增加設(shè)置兩級(jí)曝氣生物濾池系統(tǒng)來(lái)解決脫氮問(wèn)題。其缺點(diǎn)主要在于運(yùn)行較為繁瑣，濾料易板結(jié)，抗沖擊負(fù)荷能力弱，投資費(fèi)用較高，出水SS偏高。

反硝化深床濾池[10-12]和活性沙濾池(連續(xù)流動(dòng)床過(guò)濾)[13,14]是近年來(lái)興起的兩種過(guò)濾方式。最早主要用于SS的過(guò)濾，隨著對(duì)該技術(shù)不斷的研發(fā)和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了反硝化功能，即同步去除SS和TN。濾池占地面積較小，自動(dòng)化控制水平高，易于管理。但對(duì)前段二級(jí)生物池硝化要求較高，有時(shí)需要投加碳源，增加了運(yùn)行費(fèi)用。其應(yīng)用實(shí)例也較多，如杭州七格污水處理廠(chǎng)(120萬(wàn)m3/d)，天津市張貴莊污水處理及再生利用一期工程(20萬(wàn)m3/d)，株洲龍泉污水廠(chǎng)(10萬(wàn)m3/d)，無(wú)錫惠山污水處理廠(chǎng)三期工程項(xiàng)目(2.5萬(wàn)m3/d)，宿州城南污水廠(chǎng)二期提標(biāo)改造項(xiàng)目(8萬(wàn)m3/d)，伊川縣淇濱污水處理廠(chǎng)(3萬(wàn)m3/d)等。

2.2 深度處理工藝

污水的深度處理主要是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)BOD，COD，SS及TP的強(qiáng)化去除，一般由混凝、沉淀(澄清、氣浮)、過(guò)濾、活性炭吸附、離子交換、膜技術(shù)、臭氧氧化及自然凈化系統(tǒng)等技術(shù)優(yōu)化組合而成。而傳統(tǒng)的混合→反應(yīng)→沉淀→過(guò)濾深度處理工藝，其運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、投資較小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用。混合是進(jìn)水與混凝劑進(jìn)行充分混合的工藝過(guò)程，反應(yīng)在國(guó)內(nèi)采用以攪拌槳的機(jī)械和翼片隔板的水力的絮凝兩大類(lèi)，沉淀多采用斜管沉淀池或斜板沉淀池，其占地面積小，處理效率高且出水水質(zhì)穩(wěn)定。過(guò)濾是通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的表面或?yàn)V層截流水體中懸浮固體和其他雜質(zhì)的過(guò)程，要求有較高的反沖洗能力。目前國(guó)內(nèi)污水廠(chǎng)常用的過(guò)濾裝置有纖維濾料氣水反沖洗濾池、濾布濾池和轉(zhuǎn)盤(pán)精密過(guò)濾器。

2.2.1 纖維濾料氣水反沖洗濾池

纖維濾料氣水反沖洗濾池[15,16]是采用高效自適應(yīng)纖維濾料，配水阻力小，氣水反沖洗，濾料一般為專(zhuān)利產(chǎn)品，且費(fèi)用較高。其應(yīng)用實(shí)例較多，如在成都沙河污水廠(chǎng)(10萬(wàn)m3/d)、漯河市沙南污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造項(xiàng)目(8萬(wàn)m3/d)、寧波江北污水處理廠(chǎng)(2萬(wàn)m3/d)、南潯振潯污水處理廠(chǎng)技改項(xiàng)目(3萬(wàn)m3/d)等。

2.2.2 纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾

纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾(濾布濾池)[17-20]就是將過(guò)濾轉(zhuǎn)盤(pán)安裝在特別設(shè)計(jì)的混凝土濾池內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾的濾池，目前擁有該技術(shù)的主要有國(guó)外的琥珀、西門(mén)子、Aqua等公司，國(guó)內(nèi)的浦華控股公司。出水水質(zhì)好、耐沖擊負(fù)荷，占地面積小，但濾布的壽命較短。國(guó)內(nèi)應(yīng)用實(shí)例較多，如無(wú)錫蘆村污水處理廠(chǎng)(10萬(wàn)m3/d)、河北撫寧污水處理廠(chǎng)(5萬(wàn)m3/d)、西安市第十污水處理廠(chǎng)提標(biāo)改造工程(4萬(wàn)m3/d)、鎮(zhèn)江市新區(qū)第二污水處理廠(chǎng)提標(biāo)改造工程(2萬(wàn)m3/d)、漯河市東城污水處理廠(chǎng)(2萬(wàn)m3/d)和南閘污水處理廠(chǎng)技改項(xiàng)目(1萬(wàn)m3/d)等。

2.2.3 轉(zhuǎn)筒式精密濾池

轉(zhuǎn)筒式精密濾池[14]由設(shè)備過(guò)濾模塊、反沖系統(tǒng)以及自控系統(tǒng)組成，其特點(diǎn)是占地小、過(guò)濾效率高、運(yùn)行成本低，但是設(shè)備大都需要進(jìn)口。應(yīng)用實(shí)例如信陽(yáng)市污水處理廠(chǎng)一期升級(jí)改造工程(10萬(wàn)m3/d)，廣東惠州第六污水處理廠(chǎng)(5萬(wàn)m3/d)，天津武清第二污水處理廠(chǎng)(4萬(wàn)m3/d)，西峽縣污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造工程(3萬(wàn)m3/d)，嵩縣縣城污水處理改擴(kuò)建工程(3萬(wàn)m3/d)，淮濱縣第二污水處理廠(chǎng)工程項(xiàng)目(3萬(wàn)m3/d)，光山縣城污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造工程項(xiàng)目(2.5萬(wàn)m3/d))，正陽(yáng)縣污水處理廠(chǎng)改擴(kuò)建工程項(xiàng)目(2萬(wàn)m3/d)等等。

3 結(jié)語(yǔ)

在污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造的規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，需充分利用原有構(gòu)筑物，深入分析進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)、出水水質(zhì)要求和高效穩(wěn)定低耗運(yùn)行的技術(shù)方案，選擇合理的升級(jí)改造工藝，建立科學(xué)的運(yùn)行方案，保證改造工程的高效、低耗和穩(wěn)定運(yùn)行。遵循生物脫氮優(yōu)先且兼顧生物除磷，充分考慮進(jìn)水堿度保證化學(xué)除磷，減少外加碳源的投加量以降低運(yùn)行費(fèi)用等設(shè)計(jì)原則。因此，氧化溝類(lèi)工藝的污水處理廠(chǎng)需要改造生物處理工藝，提升COD及氮的處理能力，增加深度處理工藝用于處理磷和SS指標(biāo)。其改造技術(shù)路線(xiàn)分為以下兩類(lèi)：

1)進(jìn)水→粗格柵提升泵房→細(xì)格柵沉砂池→厭氧池→缺氧池→氧化溝→二沉池→反應(yīng)沉淀池→轉(zhuǎn)盤(pán)濾池(或精密過(guò)濾器)→消毒后出水。

2)進(jìn)水→粗格柵提升泵房→細(xì)格柵沉砂池→厭氧池→缺氧池→氧化溝→二沉池→加藥混合池→反硝化類(lèi)濾池→消毒后出水。

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Process selection of upgrading reconstruction of oxidation ditch waste water treatment plant

Zhang Ruirui

(JiangsuZingyEnvironmentalProtectionCo.,Ltd,Nanjing210012,China)

Analyses the common operation problems of the oxidation ditch process, and combines with its process characteristics, put forward the nitrogen and phosphorus removal advanced wastewater treatment technology solutions. After the reconstruction, the effluent quality reaches the first-level A standard. It would provide reference to the improvement of the same kind wastewater treatment plants.

oxidation ditch, waste water treatment plant, nitrogen and phosphorus removal, emission standard

1009-6825(2016)28-0119-03

2016-07-30

張蕊蕊(1981- )，女，工程師

X703

A