韓 延 飛

(1.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510006; 2.廣東省廣業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司,廣東 廣州 510030)

源城污水處理廠尾水提標(biāo)地表Ⅲ類水工程

韓 延 飛1,2

(1.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510006; 2.廣東省廣業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司,廣東 廣州 510030)

通過曝氣生物濾池(BAF)+絮凝沉淀+超濾(UF)組合工藝各單元對(duì)源城污水處理廠尾水污染物的去除分析，從設(shè)計(jì)參數(shù)選擇、設(shè)備選型、運(yùn)營(yíng)期數(shù)據(jù)驗(yàn)證等方面，論證了組合工藝在源城污水處理廠尾水提標(biāo)至地表Ⅲ類水工程上的可行性與可靠性。

尾水提標(biāo)，地表Ⅲ類水，BAF，絮凝沉淀，UF

河源源城污水處理廠地處東江一級(jí)支流新豐江流域，新豐江水質(zhì)滿足地表Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)。隨著地區(qū)政府對(duì)流域水環(huán)境的日益重視，要求源城污水處理廠處理后的尾水再經(jīng)深度處理，主要指標(biāo)提標(biāo)至地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)后排入附近河流。在對(duì)國(guó)內(nèi)類似提標(biāo)項(xiàng)目調(diào)研及單元處理技術(shù)論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合源城污水廠尾水水質(zhì)特點(diǎn)，該項(xiàng)目首次采用了曝氣生物濾池(BAF)+絮凝沉淀+超濾(UF)作為深度提標(biāo)主要工藝，通過最終項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)指標(biāo)的分析，證明工藝組合可行、穩(wěn)定、可靠，為該組合工藝為今后市政污水處理廠深度提標(biāo)在工藝選擇上提供了有益參考。

1 設(shè)計(jì)處理規(guī)模及水質(zhì)

目前源城污水處理廠運(yùn)營(yíng)規(guī)模為20 000 m3/d，進(jìn)水主要是周邊市政生活污水和少量工業(yè)廢水，因此設(shè)計(jì)提標(biāo)規(guī)模為20 000 m3/d。

提標(biāo)工程進(jìn)水為源城污水處理廠排放的尾水，水質(zhì)可達(dá)到廣東省DB 44/26—2001水污染物排放限值中規(guī)定的城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠第二時(shí)段一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(A標(biāo)準(zhǔn))中較嚴(yán)者。

提標(biāo)后出水需在上述排放標(biāo)準(zhǔn)以及GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水體要求三者中，取較嚴(yán)者。

進(jìn)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 進(jìn)出水水質(zhì)表

2 工藝方案選擇

源城污水處理廠二級(jí)處理生化工藝(A/A/O微曝氧化溝工藝)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行四年多，在系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)幅度較大的情況下，生化池工藝系統(tǒng)出水水質(zhì)始終較為穩(wěn)定。出水中懸浮物(SS)的含量已經(jīng)很低(10 mg/L以下)，二級(jí)生化處理水中含有少量的活性污泥碎片，是二級(jí)出水水質(zhì)指標(biāo)CODCr,BOD5和SS的主要成分，因此尾水中CODCr,BOD5,NH3-N,SS成為提標(biāo)處理的主要對(duì)象。

2.1需考慮的主要因素

1)有機(jī)物的去除。

源城污水處理廠生物處理工藝采用A/A/O微曝氧化溝處理工藝，泥齡為10 d，脫氮效率較高，可以滿足二沉池出水氨氮濃度不大于5 mg/L(冬季為8 mg/L)的要求。

根據(jù)近四年多的運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)，其出水BOD5=2.0 mg/L～10 mg/L，CODCr=30 mg/L～40.0 mg/L，SS=8 mg/L～10 mg/L之間，NH3-N=2.0 mg/L～5.0 mg/L。因此，在尾水提標(biāo)處理工藝中需考慮對(duì)剩余的有機(jī)物有一定的去除作用。

2)堿度及氨氮的去除。

亞硝酸菌和硝酸菌屬于異養(yǎng)型微生物，其生理活動(dòng)不需要有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，在水中的有機(jī)物濃度較低的情況下活性較好。而每1 g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，需要耗堿度7.14 g，因此為保證尾水出水堿度采用生物處理NH3-N是最好的選擇。

3)水中懸浮物的去除。

源城污水處理廠的出水懸浮物含量低于10 mg/L，尾水提標(biāo)出水要求總磷濃度低于0.2 mg/L，為保證該指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，懸浮物濃度需低于5 mg/L，懸浮物通過普通的絮凝沉淀+精密過濾可以保證出水懸浮物低于5 mg/L。

4)TP的去除。

污水處理廠采用生物除磷+化學(xué)除磷，由于出水懸浮物的含量低于10 mg/L，很難保證出水的TP≤0.2 mg/L，因此尾水提標(biāo)必須增加普通的絮凝沉淀+精密過濾的方式。

2.2曝氣生物濾池(BAF)+絮凝沉淀+超濾(UF)工藝設(shè)計(jì)

進(jìn)水先通過第一級(jí)曝氣生物濾池(BAF)，利用微生物的降解作用，分解有機(jī)物，脫氮除磷；再通過高效沉淀池+超濾(UF),進(jìn)一步去除SS及TP，然后通過紫外消毒把細(xì)菌及微生物殺滅，最終達(dá)標(biāo)排放。

工藝流程見圖1。

曝氣生物濾池和高效沉淀池分別采用一座五格(并聯(lián)運(yùn)行)和一座兩格半地埋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

1)曝氣生物濾池(BAF)。

曝氣生物濾池是一種高效能、低成本和體積小的污水處理系統(tǒng)，其充分借鑒了接觸氧化池和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點(diǎn)于一體。通過在濾池中裝填一定量粒徑較小的濾料，形成附著于其表面生長(zhǎng)的生物膜，利用池內(nèi)曝氣時(shí)，高濃度生物膜量對(duì)有機(jī)物的強(qiáng)氧化降解能力對(duì)污水進(jìn)行快速凈化。同時(shí)，NH3在有氧條件下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

本工程曝氣生物濾池采用一座五格(并聯(lián)運(yùn)行)結(jié)構(gòu)，單格面積56 m2，單格處理流量2 500 t/d(104.17 m3/h)，其余設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

平均濾速：3.00 m/h，濾料厚度：3.2 m，水反沖強(qiáng)度：20 m3/(m2·h)，氣反沖強(qiáng)度：60 m3/(m2·h)，反沖洗用時(shí)：40 min/次，容積負(fù)荷：0.08 kgBOD5/(m3·d)。

設(shè)備選用6臺(tái)(5用1備)22 kW曝氣風(fēng)機(jī)，3臺(tái)(2用1備)22 kW反沖洗風(fēng)機(jī)。

2)高效沉淀池。

高效沉淀池的作用主要是通過混凝劑與進(jìn)水進(jìn)行混凝反應(yīng)，將在曝氣生物濾池單元難以去除的TP進(jìn)行去除，同時(shí)對(duì)SS有較好的去除作用。

本工程高效沉淀池采用一座兩格結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

單格處理流量：10 000 t/d，沉淀區(qū)直徑：10 m，單格過濾面積：85 m2，表面負(fù)荷：4.9 m3/(m2·h)，清水池容積：250 m3，反沖洗排放水池容積：392 m3。

設(shè)備選用6臺(tái)3 kW污泥泵，2臺(tái)3 kW混合攪拌機(jī)，2臺(tái)3 kW絮凝攪拌機(jī)，2臺(tái)1.5 kW污泥濃縮機(jī)。

3)超濾(UF)。

超濾是同時(shí)進(jìn)行濃縮和分離大分子及膠體物質(zhì)的技術(shù)。以壓力差為驅(qū)動(dòng)力，液體在超濾膜表面流過時(shí)，大分子或膠體物質(zhì)被截留，小分子和純水透過膜。

超濾膜的典型孔徑在0.01 μm～0.1 μm之間，對(duì)于細(xì)菌和大多數(shù)病菌、膠體、淤泥等具有極高的去除率。膜的公稱孔徑越小，去除率越高。超濾膜通常使用的材料都是高分子聚合物。

超濾是去除0.01 μm～0.1 μm之間污染物質(zhì)最有效的方法之一，使用超濾不但能去除所有的懸浮物，而且還能去除部分有機(jī)物。超濾產(chǎn)水持續(xù)保持穩(wěn)定在SDI<3。

主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

裝置數(shù)量：4套，設(shè)計(jì)產(chǎn)水量：140 m3/h/套(20 ℃)，膜元件數(shù)量：52支/套，設(shè)計(jì)通量：50 L/(m2·h)，回收率：≥90%,產(chǎn)水水質(zhì)：SDI≤3，濁度:≤0.5 NTU,操作溫度：≤40 ℃,設(shè)計(jì)壓力：0.4 MPa。

2.3工藝單元去除率分析

根據(jù)工藝設(shè)計(jì)參數(shù)條件下對(duì)出水指標(biāo)的計(jì)算分析，得出各工藝單元對(duì)污染物的去除率，詳見表2,表3。

表2 工藝單元去除率分析表(一)

3 運(yùn)行效果評(píng)價(jià)

源城污水處理廠尾水提標(biāo)工程2017年5月建成調(diào)試運(yùn)行，6月～8月份出水常規(guī)指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，見表4。通過三個(gè)月運(yùn)行數(shù)據(jù)可見，曝氣生物濾池(BAF)+絮凝沉淀+超濾(UF)工藝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，按照設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)計(jì)算，COD去除率達(dá)到70.85%，BOD去除率達(dá)到60%，NH3-N去除率達(dá)到90%，TP去除率達(dá)到82%，SS去除率達(dá)到60.2%。

表3 工藝單元去除率分析表(二)

表4 主要出水指標(biāo)水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)表 mg/L

4 工程造價(jià)及運(yùn)行成本

4.1工程造價(jià)

提標(biāo)項(xiàng)目工程總造價(jià)1 760萬(wàn)元，其中土建工程費(fèi)727萬(wàn)元、安裝工程費(fèi)407萬(wàn)元、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)626萬(wàn)元。

4.2運(yùn)行成本

運(yùn)營(yíng)成本主要由電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)用、維修費(fèi)四部分組成。全年按運(yùn)行365 d計(jì)算，電費(fèi)87.75萬(wàn)元/年，藥劑費(fèi)39.42萬(wàn)元/年，人工費(fèi)12.6萬(wàn)元/年，維修費(fèi)10萬(wàn)元/年，合計(jì)運(yùn)行費(fèi)147.77萬(wàn)元/年。噸水運(yùn)行成本0.205元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過曝氣生物濾池(BAF)+絮凝沉淀+超濾(UF)工藝在源城污水廠提標(biāo)項(xiàng)目上的實(shí)踐檢驗(yàn)，工藝系統(tǒng)對(duì)CODCr,NH3-N的去除率高于設(shè)計(jì)計(jì)算值10%以上，TP,SS的去除率與設(shè)計(jì)計(jì)算值相符，BOD5去除率雖較設(shè)計(jì)計(jì)算值高14.29%，但出水BOD5在地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，證明其工藝穩(wěn)定、可靠，且經(jīng)濟(jì)可行。因此，在對(duì)出水要求較高，需要達(dá)到地表水標(biāo)準(zhǔn)的流域等環(huán)境敏感區(qū)域的市政污水廠提標(biāo)項(xiàng)目上，曝氣生物濾池(BAF)+絮凝沉淀+超濾(UF)工藝具有一定的參考和推廣意義。

[1] 楊 青，劉 琳，郭淑琴.天津雙林污水處理廠設(shè)計(jì)與Ⅳ類水排放標(biāo)準(zhǔn)改造探討[J].中國(guó)給水排水，2016,32(8)：59-62.

[2] 陳小燕.呼和浩特市某污水處理擴(kuò)建提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)[J].中國(guó)給水排水，2016,32(16)：42-45.

[3] 李 偉，盧東昱，陳永玲，等.北京市某污水廠基于準(zhǔn)地表Ⅲ類水體出水標(biāo)準(zhǔn)的工程實(shí)踐[J].中國(guó)給水排水，2017,33(2)：56-60.

EngineeringofYuanchengsewagetreatmentplantimprovingtailwatercriteriontoclassⅢcriteriaofsurfacewater

HanYanfei1,2

(1.GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China; 2.GuangdongGuangyeEnvironmentalProtectionIndustryGroupCo.,Ltd,Guangzhou510030,China)

By using the each unit of the combined process-BAF+flocculent serrling+UF, to analyse the tail water pollutant removing of Yuancheng sewage treatment plant. Referring to design parameters selection, equipment selection, operation data validation, this essay argues the feasibility and reliability of improving it’s criterion of tail water to class Ⅲ criteria of surface water engineering.

improving criteria of tail water, class Ⅲ criteria of surface water, Biological Aerated Filter, flocculent serrling, Ultra-Filtration

1009-6825(2017)28-0117-02

2017-08-25

韓延飛(1980- )，男，在讀工程碩士，高級(jí)工程師

X703

A