陳正， 孔寶， 汪敏剛， 王晶

（安徽國(guó)禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司， 合肥 230088）

城市河道水體黑臭問(wèn)題嚴(yán)重影響城市水環(huán)境及居民生活環(huán)境。 自2015 年4 月《水污染防治計(jì)劃》頒布后， 全國(guó)地級(jí)及以上城市建成區(qū)均排查出不同污染程度的黑臭水體［1-2］。 追根溯源， 河道匯水區(qū)域內(nèi)雨污分流不到位， 管網(wǎng)錯(cuò)接、 漏接等因素導(dǎo)致污水通過(guò)排口溢流入河， 是造成河道水體污染的重要因素［3-4］。 因此， 在沿河排口進(jìn)行末端旁路治理可為匯水區(qū)域內(nèi)雨污分流改造、 健全污水管網(wǎng)、 污水處理廠改擴(kuò)建等系統(tǒng)工程贏取時(shí)間， 并同步改善河道水環(huán)境質(zhì)量。

近幾年， 針對(duì)排口水體的治理技術(shù)以旁路、原位處理［5］形式不斷涌現(xiàn)， 如快速過(guò)濾［6］、 膜反應(yīng)器［7］、 磁分離［8］、 生態(tài)浮島［8］、 接觸氧化／生物凈化槽［9-10］、 純氧／臭氧曝氣、 固化微生物／應(yīng)急藥劑［11-12］等。 這類治理技術(shù)在應(yīng)用中不同程度地出現(xiàn)處理效果單一、 凈化速率慢、 受水文條件影響大等諸多問(wèn)題。 結(jié)合排口水體治理技術(shù)特點(diǎn)， 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用推流式漸減曝氣-多段沉淀工藝處理技術(shù)， 并介紹了該組合工藝流程、 主要設(shè)施參數(shù)以及實(shí)際運(yùn)行效果， 為河道排口水體治理提供參考依據(jù)。

1 項(xiàng)目概況

2019 年是南淝河水質(zhì)達(dá)標(biāo)攻堅(jiān)之年， 全市上下圍繞污水收集處理和河道水環(huán)境改善加快項(xiàng)目建設(shè)， 大力實(shí)施雨污混接改造、 河道清淤和初期雨水污染治理， 但部分排口污水入河問(wèn)題仍未得到有效控制。 三七支渠屬于南淝河流域的一條支流， 位于合肥市包河區(qū)境內(nèi)， 流域面積為19.8 km2， 自上游望城崗節(jié)制閘至南淝河入河口總長(zhǎng)5 km。

本次項(xiàng)目治理排口位置位于上海路和龍川路交口東南角箱涵排口處。 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣分析， CODCr質(zhì) 量 濃 度 為39 ～122 mg／L， 平 均 為86.2 mg／L；NH3-N 質(zhì)量濃度為7.4 ～33.0 mg／L， 平均為21.5 mg／L； TP 質(zhì) 量 濃 度 為1.64 ～4.34 mg／L， 平 均 為2.45 mg／L。 排口處水質(zhì)較差， CODCr、 NH3-N、 TP 等指標(biāo)波動(dòng)較大， 均超出GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中V 類水標(biāo)準(zhǔn)， 導(dǎo)致河道水體污染嚴(yán)重。本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理規(guī)模為10 000 m3／d， 出水水質(zhì)主要指標(biāo)達(dá)到GB 3838—2002 中V 類水標(biāo)準(zhǔn)及以上（不含總氮）。 本工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

2 處理工藝流程

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用推流式漸減曝氣-多段沉淀為核心的組合工藝， 其中提升系統(tǒng)采用一體化泵站；好氧生化采用一體化設(shè)備串聯(lián)形成推流， 每臺(tái)一體化設(shè)備集成1 套供氣系統(tǒng)， 變頻漸減曝氣； 多段沉淀中一段沉淀采用平流沉淀、 二段沉淀采用磁沉淀。 具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow

污水先經(jīng)一體化泵站內(nèi)配套格柵去除垃圾及懸浮物， 再經(jīng)細(xì)格柵進(jìn)一步去除細(xì)小顆粒懸浮物后進(jìn)入生化系統(tǒng)， 在好氧條件下利用微生物作用去除污水中CODCr、 BOD5、 NH3-N 等污染因子。 每臺(tái)生化設(shè)備配獨(dú)立的曝氣裝置及溶解氧監(jiān)測(cè)儀表， 根據(jù)各臺(tái)設(shè)備內(nèi)有機(jī)物濃度差異調(diào)整氣水比， 實(shí)現(xiàn)漸減曝氣。 生化處理后的泥水混合液進(jìn)入一段沉淀系統(tǒng)進(jìn)行固液分離， 上清液進(jìn)入二段磁沉淀， 沉降污泥部分回流至生化系統(tǒng)進(jìn)水口參與循環(huán)利用， 剩余污泥排入污泥濃縮池。 一段沉淀出水進(jìn)入二段沉淀系統(tǒng)， 通過(guò)投加磁種、 PAC、 PAM 藥劑進(jìn)行混凝反應(yīng)， 形成以磁種為附著體的“微絮團(tuán)”混合液， 再經(jīng)斜板沉淀固液分離， 去除SS 和TP 后達(dá)標(biāo)排放。一段沉淀的剩余污泥和磁沉淀產(chǎn)生的化學(xué)污泥經(jīng)污泥濃縮后， 泵入疊螺脫水系統(tǒng)進(jìn)行脫水處理， 泥餅輸送至污泥料倉(cāng)存儲(chǔ)， 外運(yùn)處置。

該工藝采用推流式漸減曝氣-多段沉淀技術(shù)，利用一體化好氧設(shè)備串聯(lián)實(shí)現(xiàn)推流式漸減曝氣， 將活性污泥法與生物膜法相結(jié)合， 高效去除水體中的CODCr、 BOD5、 NH3-N 等污染因子； 多段沉淀工藝單元采用高負(fù)荷平流沉淀和磁沉淀技術(shù)代替二沉池， 高效去除水體中的SS、 TP， 節(jié)省傳統(tǒng)二沉池占地面積。

3 主要構(gòu)筑物及參數(shù)

（1） 一體化泵站。 1 座， 筒體材質(zhì)玻璃鋼， 尺寸為φ 3.0 m×6.0 m。 內(nèi)置提升泵2 臺(tái)， 1 用1 備，流 量 為10 000 m3／d， 揚(yáng) 程 為12.0 m， 功 率 為22 kW。 設(shè)不銹鋼粉碎格柵1 臺(tái)， 格柵間隙為15 mm。

（2） 細(xì)格柵。 2 臺(tái)， 處理規(guī)模為10 000 m3／d，單臺(tái)設(shè)備尺寸為1.9 m×1.5 m×2.0 m， 轉(zhuǎn)鼓尺寸為φ 0.6 m × 1.5 m， 篩網(wǎng)間隙為2.5 mm， 材質(zhì)不銹鋼， 轉(zhuǎn)速為12 r／min， 功率為1.1 kW。

（3） 好氧生化設(shè)備。 12 臺(tái)， 分2 組， 每組6臺(tái)， 配備1 臺(tái)細(xì)格柵， 串聯(lián)形成水力推流。 處理規(guī)模為10 000 m3／d， 材質(zhì)碳鋼防腐， 單臺(tái)設(shè)備尺寸為16.0 m×4.0 m×4.0 m， 有效水深為3.5 m， 水力停留時(shí)間為4 ～6 h， MLSS 質(zhì)量濃度為3 000 ～4 000 mg／L。 池內(nèi)均勻填充彈性填料， 填充體積為30%。曝氣系統(tǒng)采用盤式曝氣器， 單臺(tái)一體化設(shè)備配置漩渦風(fēng)機(jī)3 臺(tái)， 單臺(tái)風(fēng)量為2.5 ～3.0 m3／min， 2 用1備， 其中1 臺(tái)變頻， 變頻調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)漸減曝氣。

（4） 一段沉淀設(shè)備。 4 臺(tái)， 處理規(guī)模為10 000 m3／d， 材質(zhì)碳鋼防腐， 尺寸為16.0 m×3.5 m × 3.5 m， 表面水力負(fù)荷為2.0 ～2.5 m3／（m2·h）， 出水SS 質(zhì)量濃度為60 ～80 mg／L。 底部外加泥斗， 配置鏈板刮泥機(jī)， 刮板速度為0.6 m／min， 功率為0.55 kW。

（5） 二段沉淀設(shè)備。 2 臺(tái)， 處理規(guī)模為10 000 m3／d， 材質(zhì)碳鋼防腐， 尺寸為15.0 m×3.0 m×3.0 m， 表面水力負(fù)荷為15.4 ～17.5 m3／（m2·h）。 內(nèi)置混凝、 絮凝不銹鋼槳葉攪拌機(jī)各2 臺(tái)， 轉(zhuǎn)速分別為125、 65 r／min； PAC、 陽(yáng)離子PAM、 陰離子PAM加藥裝置各1 套， 加藥泵6 臺(tái)， 1 用1 備， 流量為0 ～3 m3／h， 揚(yáng)程為50 m， 功率為0.25 kW； 內(nèi)置斜板沉淀系統(tǒng)1 套， 斜板區(qū)面積約為12 m2， 板長(zhǎng)1 m， 水平傾角為60°； 配刮泥機(jī)1 臺(tái)， 直徑為2.6 m， 功率為0.37 kW； 污泥泵2 臺(tái)， 1 用1 備， 流量為30 m3／h， 揚(yáng)程為22 m， 功率為5.5 kW； 磁分離機(jī)1 臺(tái)； 疊螺脫水機(jī)1 臺(tái)， 處理量為30 ～60 kg／h， 污泥含水率≤80%。

4 運(yùn)行情況分析

本項(xiàng)目在2019 年10 月上旬完成調(diào)試， 進(jìn)水負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)量的85% 以上， 驗(yàn)收合格進(jìn)入運(yùn)營(yíng)期，連續(xù)監(jiān)測(cè)近一個(gè)月時(shí)間， CODCr、 NH3-N、 TP 監(jiān)測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)圖2 ～圖4。

圖2 進(jìn)出水CODCr 濃度及去除率Fig. 2 CODCr concentrations in influent and effluent water and its removal rate

圖3 進(jìn)出水NH3-N 濃度及去除率Fig. 3 NH3-N concentrations in influent and effluent water and its removal rate

圖4 進(jìn)出水TP 濃度及去除率Fig. 4 TP concentrations in influent and effluent water and its removal rate

監(jiān)測(cè)期間工藝運(yùn)行穩(wěn)定， 主要出水指標(biāo)優(yōu)于GB 3838—2002 中的V 類水標(biāo)準(zhǔn)， 其中CODCr質(zhì)量濃度為4.0 ～37 mg／L， 平均為10.5 mg／L； NH3-N質(zhì)量濃度為0.03 ～0.31mg／L， 平均 為0.08 mg／L；TP 質(zhì)量濃度為0.01 ～0.16 mg／L， 平均為0.07 mg／L； CODCr、 NH3-N、 TP 平均去除率分別為87.85%、99.63%、 97.32%。

5 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本項(xiàng)目處理規(guī)模為10 000 m3／d， 占地面積約為1 800 m2， 工程投資約為2 500 萬(wàn)元， 建設(shè)周期3 個(gè)月， 包括設(shè)計(jì)、 施工、 安裝、 調(diào)試。 噸水直接運(yùn)行成本為0.35 ～0.51 元， 其中人員成本0.05 ～0.06 元， 能耗成本0.18 ～0.25 元， 藥劑成本0.12 ～0.20 元， 不含污泥處置費(fèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

該工程運(yùn)行結(jié)果表明， 采用推流式漸減曝氣-多段沉淀工藝處理排口水體， 對(duì)CODCr、 NH3-N、 TP具有良好的去除效果， 平均去除率分別為87.85%、99.63%、 97.32%， 出水主要指標(biāo)優(yōu)于GB 3838—2002 中的地表V 類水標(biāo)準(zhǔn)。 該工藝具有建設(shè)周期短、 占地面積小、 簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)， 對(duì)河道排口水體治理有較強(qiáng)的適用性， 為南淝河國(guó)控?cái)嗝孢_(dá)標(biāo)提供有效助力， 可在污水治理行業(yè)中推廣與應(yīng)用。