孟慶可，劉曉東，2，伍良雨

（1.深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司；2.深圳海岸與大氣研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳 518057）

在國家綜合實(shí)力不斷提升的大環(huán)境下，隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程而產(chǎn)生的大量污水進(jìn)入江河湖泊和地下水中，給水體造成了嚴(yán)重污染，大量河道成為黑臭水體，黑臭水體已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的生活環(huán)境。因此，國家在2015年出臺(tái)的“水十條”明確提出：要求在2020年前全面消除河道黑臭水體。

由于早些年對(duì)環(huán)境問題認(rèn)識(shí)不足，國內(nèi)許多污水處理廠原來設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，大部分污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)都是按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和環(huán)境保護(hù)需求的增加，早期的污水處理廠都需要從一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提升到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)甚至更高標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，無論是河道黑臭水體快速消除還是污水處理廠的尾水提標(biāo)改造，都迫切需要尋找到一種既經(jīng)濟(jì)又快速有效的工藝達(dá)到治理效果。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，采取超微分離與人工快滲組合工藝進(jìn)行污水處理廠的尾水提標(biāo)改造，能快速將出水標(biāo)準(zhǔn)提高到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其甚至可以滿足更高要求。

1 技術(shù)簡介

1.1 人工快滲技術(shù)

人工快滲污水處理技術(shù)（Constructed Rapid Infiltration Technology，簡稱CRI技術(shù)），是由深港環(huán)保公司、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）與北京大學(xué)深圳研究生院聯(lián)合開發(fā)的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生態(tài)型污水處理技術(shù)（ZL200410073951.8），該技術(shù)在傳統(tǒng)滲濾污水處理工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，類似于人工濕地，在滲濾填料中摻入大量的CRI介質(zhì)，該介質(zhì)滲透性良好，采取干濕交替的運(yùn)行方式，使污水在自上而下流經(jīng)不同粒徑的介質(zhì)過程中發(fā)生理化反應(yīng)及生物反應(yīng)，使污染物得以去除[1-4]。比傳統(tǒng)滲濾工藝相比，該技術(shù)在工藝流程、操作維護(hù)、運(yùn)行管理等方面進(jìn)行了優(yōu)化，已成功解決北方地區(qū)的保溫防凍問題，主要應(yīng)用于江河湖庫水環(huán)境修復(fù)、黑臭水體治理及污水處理廠的尾水提標(biāo)改造、飲用水安全保障等領(lǐng)域，對(duì)于我國河道水環(huán)境修復(fù)、中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)的污水處理具有較高的應(yīng)用價(jià)值[5]。人工快滲污水處理技術(shù)實(shí)際應(yīng)用案例如圖1所示。

該工藝的主要技術(shù)原理如圖2、圖3所示。一級(jí)自然復(fù)氧采用淹水期-“噴泉布水”方式增加進(jìn)水溶解氧；對(duì)于二級(jí)自然復(fù)氧，落干期-污水下滲使填料內(nèi)部形成負(fù)壓，氧氣被帶入人工快滲池內(nèi)，給填料上的生物膜帶來了充足的溶解氧。

圖1 人工快滲污水處理技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

在落干期后期，人工快滲池的污染物逐漸被生物膜降解完畢，生物膜也得到一定程度的增長，但是人工快滲池并未馬上進(jìn)行下一個(gè)運(yùn)行周期，從而使填料表面生物膜的微生物逐漸進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段。在內(nèi)源呼吸作用下，生物膜的微生物數(shù)量開始減少，使得人工快滲池的微生物系統(tǒng)基本保持著增長和消亡的相對(duì)平衡，防止生物膜過快生長和脫落造成人工快滲池堵塞，保證了人工快滲池的正常運(yùn)行。

圖2 淹水期和落干期前期：污染物的過濾截留與吸附

圖3 落干期中期：污染物的生物降解與吸附共沉淀

1.2 UM-s超微分離技術(shù)

UM-s超微分離技術(shù)是針對(duì)我國城市黑臭水體污染特征及城鎮(zhèn)污水處理廠尾水提標(biāo)改造治理要求，經(jīng)反復(fù)實(shí)踐開發(fā)出的一種高效水質(zhì)凈化處理技術(shù)。運(yùn)用該技術(shù)研發(fā)出的一體化設(shè)備安裝啟動(dòng)快捷，效率高，可在短時(shí)間內(nèi)消除水體黑臭，同時(shí)也可為污水處理廠尾水提標(biāo)擴(kuò)容、受污染水體應(yīng)急處理（如“水華”治理）等提供有效的技術(shù)解決方法。UM-s超微分離一體化設(shè)備利用特殊裝置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效提高空氣在水中的溶解能力，使空氣混合在水體中可以穩(wěn)定產(chǎn)生大量超微氣泡，該類型超微氣泡與常規(guī)氣泡相比，具有氧傳質(zhì)速率高、吸附能力強(qiáng)、污染物去除效果好等優(yōu)勢，通過綜合的物理化學(xué)作用對(duì)水體中的污染物進(jìn)行分離去除。同時(shí)，超微氣泡所具有的自身增壓特性，可使氣液界面處傳質(zhì)效率得到持續(xù)增強(qiáng)，在去除污染物的同時(shí)可提高水中溶解氧含量，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。由于超微氣泡分布均勻，無死區(qū)，設(shè)備效率可大幅提高，污水在設(shè)備中僅需停5～7 min，設(shè)備體積大幅減小。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 項(xiàng)目簡介

延安市安塞區(qū)第二污水處理廠是安塞區(qū)委、區(qū)政府確定的工業(yè)園區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目之一，于2011年8月開工，于2012年11月完工并投入單機(jī)調(diào)試運(yùn)行，2013年開始試運(yùn)營。廠區(qū)位于沿河灣鎮(zhèn)和工業(yè)園區(qū)二期地塊的東南角，總征地面積53畝。近期建設(shè)污水處理規(guī)模為5 000 m3/d，遠(yuǎn)期擴(kuò)建規(guī)模為5 000 m3/d，總建設(shè)處理污水規(guī)?？蛇_(dá)10 000 m3/d。出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)現(xiàn)場走訪調(diào)查及已有資料，目前延河水質(zhì)較為惡劣，常年檢測處于劣Ⅴ類水質(zhì)。隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展，安塞區(qū)第二污水處理廠現(xiàn)有的處理能力已逐漸不能滿足納入延河的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠為延河的較大排污口，貢獻(xiàn)較多污染物，因此需要對(duì)污水處理廠尾水深度凈化，減少污染物的排放量，確保延河水質(zhì)盡快達(dá)標(biāo)。

本次延安市安塞區(qū)第二污水處理廠尾水水質(zhì)凈化工程的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。本工程占地約6.65畝。

2.2 組合工藝情況

安塞區(qū)第二污水處理廠尾水水質(zhì)凈化工程的建設(shè)內(nèi)容為：安塞第二污水處理廠尾水5 000 m3/d水質(zhì)凈化。處理主工藝采用“超微分離系統(tǒng)+人工快滲”組合工藝，出水水質(zhì)主要指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

污水處理廠二沉池自留進(jìn)入新建中間水池，經(jīng)水泵提升后進(jìn)入超微分離系統(tǒng)，在超微分離系統(tǒng)前設(shè)置管道混合器分別投加混凝劑及絮凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)。絮凝反應(yīng)形成的礬花進(jìn)入超微分離系統(tǒng)，在超微分離系統(tǒng)由上浮的微小氣泡黏附水中的膠體顆粒形成密度小于水的絮合體，其上浮至水面并形成浮渣層被刮除，從而實(shí)現(xiàn)固液分離，超微分離系統(tǒng)去除尾水中大部分的TP、SS及部分有機(jī)物。超微分離設(shè)備出水作為快滲池的來水，進(jìn)入快滲池后通過物理化學(xué)過程將來水中剩余的污染物去除?？鞚B池出水水質(zhì)主要指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中消毒、計(jì)量系統(tǒng)利用原系統(tǒng)。

超微分離系統(tǒng)產(chǎn)生的無機(jī)污泥先排至已建成脫水間的污泥濃縮池，采用廠區(qū)原有污泥處理系統(tǒng)處理后外運(yùn)處置。原有污泥處理單元配置情況：主要設(shè)備為2套脫泥設(shè)備和控制柜，分別為：儲(chǔ)泥池?cái)嚢铏C(jī)2.2 kW 1臺(tái)，污泥切割機(jī)3 kW 2臺(tái)，進(jìn)泥泵3 kW 2臺(tái)，臥式離心機(jī)脫泥機(jī)22 kW 2臺(tái)，加藥泵2.2 kW 2臺(tái)，加藥機(jī)4 kW，3 m3/h，污泥傳輸機(jī)1.5 kW 2臺(tái)。

3 結(jié)論

超微分離與人工快滲組合技術(shù)運(yùn)用于現(xiàn)階段城鎮(zhèn)污水處理廠尾水提標(biāo)改造、河道治理等方面效果較好，可以將水質(zhì)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A的水提標(biāo)至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的Ⅳ類水，部分指標(biāo)可以達(dá)到地表水III類標(biāo)準(zhǔn)。另外，超微分離與人工快滲技術(shù)的組合運(yùn)用，可在滿足提標(biāo)改造要求的同時(shí)，減少單單使用傳統(tǒng)人工快滲技術(shù)的占地面積，可緩解我國現(xiàn)階段城鎮(zhèn)用地緊缺的問題。