趙嫻

一、概述

某污水處理廠建成規(guī)模15萬(wàn)m3/d。目前污水處理采用A2O生物池+連續(xù)活性砂濾池工藝，剩余污泥采用機(jī)械濃縮脫水后外運(yùn)至堆肥場(chǎng)進(jìn)行處理。目前出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

隨著國(guó)家環(huán)保政策不斷加強(qiáng)，環(huán)保監(jiān)督越來(lái)越嚴(yán)格以及地方對(duì)環(huán)境越來(lái)越重視，城市黑臭水體整治工程以及全國(guó)范圍內(nèi)污水提標(biāo)改造工程日益增多。

提標(biāo)工藝流程如下：現(xiàn)狀二沉池出水→細(xì)格柵間→高效沉淀池→反硝化深床濾池→接觸消毒池→達(dá)標(biāo)出水。

二、設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)狀污水廠運(yùn)行情況，可穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，故提標(biāo)工程進(jìn)水水質(zhì)為一級(jí)A標(biāo)注：BOD5≤10，CODcr≤50，SS≤10，NH3-N≤5（8），TN≤15，TP≤0.5。

設(shè)計(jì)提標(biāo)出水水質(zhì)為類(lèi)IV類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：BOD5≤10，CODcr≤30，SS≤10，NH3-N≤1.5，TN≤10，TP≤0.3。

三、提標(biāo)工藝的選擇

根據(jù)出水水質(zhì)的要求，工程對(duì)COD、TN、TP、NH3-N均有去除要求，對(duì)于總氮的去除，在二級(jí)處理強(qiáng)化階段通常由于碳源的限制，無(wú)法100%穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，因此決定了深度處理階段需要反硝化脫氮工藝單元的存在，對(duì)于TP的去除要求決定了深度處理階段需要混凝沉淀工藝單元的存在，對(duì)于NH3-N去除的要求，決定了深度處理階段需要曝氣單元的存在。但由于現(xiàn)狀NH3-N出水已達(dá)到類(lèi)IV類(lèi)，故深度處理曝氣單元為預(yù)留，采用加強(qiáng)二級(jí)生物處理的方式確保NH3-N出水穩(wěn)定。

推薦工藝流程為：二級(jí)生物處理改造優(yōu)化運(yùn)行+混凝沉淀工藝單元+反硝化脫氮工藝單元。

四、工藝單元構(gòu)筑物的選擇

1.混凝沉淀工藝單元方案選擇

高效沉淀池及磁混凝澄清池工藝是依托污泥混凝、循環(huán)、斜管分離及濃縮等多種理論，通過(guò)合理的水力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出的集泥水分離與污泥濃縮功能于一體的新一代沉淀工藝。該工藝特殊的反應(yīng)區(qū)和澄清區(qū)設(shè)計(jì)，尤其適用于中水回用和各類(lèi)廢水高標(biāo)準(zhǔn)排放領(lǐng)域。

（1）高效沉淀池

高效沉淀池在混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)，靠攪拌器的提升混合作用完成泥渣、藥劑、原水的快速凝聚反應(yīng)，然后經(jīng)葉輪提升至反應(yīng)區(qū)進(jìn)行慢速絮凝反應(yīng)，以結(jié)成較大的絮凝體。整個(gè)反應(yīng)區(qū)可獲得大量高密度均質(zhì)的礬花，這種高密度的礬花使得污泥在沉淀區(qū)的沉降速度較快，而不影響出水水質(zhì)。

優(yōu)點(diǎn)：

①絮凝體循環(huán)使用提高了絮凝劑的使用效果，節(jié)約10%至30%的藥劑；

②斜管的布置提升了沉淀效果，具有較高的沉淀速度，可達(dá)20m/h～40m/h；

③排放的污泥濃度高：可達(dá)30～550g/L。一體化污泥濃縮避免了后續(xù)的濃縮工藝，產(chǎn)生的污泥可以直接進(jìn)行脫水處理；

④耐沖擊負(fù)荷：對(duì)進(jìn)水波動(dòng)不敏感。

（2）磁混凝澄清池

磁混凝澄清是高效沉淀池的改進(jìn)型，是以磁粉為加載載體的磁混凝澄清技術(shù)，是當(dāng)前最先進(jìn)的沉淀分離技術(shù)。主要體現(xiàn)在沉淀效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)異、占地面積小、抗沖擊能力強(qiáng)等。但磁混凝澄清池造價(jià)高，后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。

綜合比較來(lái)看，普通高效沉淀池除磷效果顯著，運(yùn)行穩(wěn)定，投資最省，因此，混凝沉淀工藝單元推薦采用普通高效沉淀池。

2.反硝化脫氮工藝單元選擇

目前常用的反硝化工藝主要有反硝化生物濾池和反硝化深床濾池兩種：

（1）反硝化生物濾池

反硝化生物濾池，是“生物膜法”污水處理技術(shù)的一種，其最大的特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮物于一體，同時(shí)起到生物處理和物理處理的作用，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，有機(jī)物容積負(fù)荷高，水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)間短，占地、基建投資少，出水水質(zhì)好。但對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求高，濾料易堵塞，水頭損失大，能耗高，藥劑投加量多，費(fèi)用較高。

（2）反硝化深床濾池

反硝化深床濾池采用粗石英砂濾料，在濾池運(yùn)行過(guò)程中存在著過(guò)濾和反硝化兩種功能。

反硝化過(guò)程中，有機(jī)物作為電子供體提供能量并得到氧化降解，利用硝酸鹽中的氮做電子受體，使得硝態(tài)氮還原成氮?dú)?，其反?yīng)式如下：

污水廠的深度處理反硝化濾池，濾池進(jìn)水的碳源（BOD）已經(jīng)比較低，為保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要適當(dāng)?shù)奶荚矗ㄈ缂状迹V池作為污水廠污水深度處理的保障性工藝，如果碳源投加過(guò)量，則引起污水廠出水BOD超標(biāo)，反硝化濾池采用“進(jìn)水流量信號(hào)+進(jìn)水溶解氧濃度信號(hào)+進(jìn)水硝基氮濃度信號(hào)+出水硝基氮濃度信號(hào)”的碳源投加機(jī)制，能精確的控制碳源投加量，能做到經(jīng)濟(jì)節(jié)能穩(wěn)定的運(yùn)行。

綜合比較來(lái)看，反硝化深床濾池結(jié)合了反硝化濾池和砂濾池的優(yōu)點(diǎn)，出水TN和SS具有同步去除效果，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，反應(yīng)器啟動(dòng)快速等優(yōu)點(diǎn)，出水水質(zhì)能夠滿足本次SS及TN的要求。

且反硝化深床濾池具有較好的運(yùn)行靈活性，可根據(jù)TN在二級(jí)處理階段能否達(dá)標(biāo)，決定是否投加碳源，運(yùn)行反硝化或過(guò)濾模式。

故提標(biāo)工程推薦采用反硝化深床濾池。

五、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

1.細(xì)格柵間

新建1座，規(guī)模為15萬(wàn)m3/d。與高效沉淀池合建，以節(jié)省用地。

序號(hào) 項(xiàng)目名稱 設(shè)計(jì)參數(shù)1設(shè)計(jì)流量（m3/s） 2.26 2 設(shè)計(jì)過(guò)柵流速（m/s） 0.90 3柵條間隙（mm） 5.0 4柵前水深（m） 4.0 5格柵寬度（m） 2000mm 6 循環(huán)齒耙清污機(jī)格柵臺(tái)數(shù) 2 7水頭損失（m） 0.30 8 總平面尺寸（長(zhǎng)×寬） 15X5.4m

2.高效沉淀池

新增加4座，規(guī)模為15萬(wàn)m3/d。

序號(hào) 性能參數(shù)名稱 規(guī)格 單位1設(shè)計(jì)流量 150000 m3/d 2設(shè)計(jì)處理線 4 條3 單處理線處理流量 1562.5 m3/h 4 機(jī)械攪拌池停留時(shí)間 1.64 min 5 機(jī)械攪拌池有效容積 42.77 m3 6 中間反應(yīng)池停留時(shí)間 2.08 min 7 中間反應(yīng)池有效容積 54.33 m3 8 快速混合反應(yīng)池停留時(shí)間 8.17 min 9 快速混合反應(yīng)池有效容積 212.5 m3推流區(qū)有效容積 139 m3推流區(qū)停留時(shí)間 5.34 min 10 斜管區(qū)有效沉淀面積 149.3 m2 11 斜管區(qū)平均表面負(fù)荷 10.47 m/h 12 斜管區(qū)最大表面負(fù)荷 13.61 m/h

3.反硝化深床濾池

共建設(shè)一座，分為12格，總規(guī)模為15.0萬(wàn)m3/d。

序號(hào) 參數(shù) 單位 數(shù)值1 總格數(shù) 格 12 2 總過(guò)濾面積 m2 1317.6 3 有效濾料總體積 m3 2411.208 4 硝態(tài)氮容積負(fù)荷 KgNO3-N/（m3.d） 0.40 5 單池過(guò)濾面積 m2 109.8 6池長(zhǎng) m 22.5 7池寬 m 4.88 8池高 m 5.80 9 濾料厚度 mm 1830（不含承托層）10 濾料規(guī)格 mm 1.7～3.35石英砂11 單池濾料體積 m3 200.934 12 平均時(shí)正常濾速 m/h 4.74 13 平均時(shí)強(qiáng)制濾速 m/h 5.17 14 最大時(shí)正常濾速 m/h 6.16 15 最大時(shí)強(qiáng)制濾速 m/h 6.721 16 水反沖洗強(qiáng)度 m3/m2·h 15 17 氣反沖洗強(qiáng)度 m3/m2·h 90 18 水頭損失 m ≤2.44 19 液位控制 恒液位控制20 反沖洗周期 h 24～48 21 反沖洗水量 ≤3%

六、結(jié)論

污水處理廠提標(biāo)改造采用細(xì)格柵+高效沉淀池+反硝化深床濾池工藝，具有運(yùn)行效果好，管理簡(jiǎn)單，工程投資省的優(yōu)點(diǎn)。出水水質(zhì)達(dá)到類(lèi)IV類(lèi)排放標(biāo)準(zhǔn)。