文_劉艷輝 中煤天津工程有限責(zé)任公司

1 原污水處理站簡介及存在的問題

原污水處理站設(shè)計(jì)處理能力1800m3/d，實(shí)際來水量1200m3/d，污水主要來自病房、門診、化驗(yàn)室、手術(shù)室、廁所等場所的綜合廢水。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)CODcr為836mg/L，BOD5為584mg/L，氨氮為58.57mg/L，SS 為619mg/L，糞大腸菌群數(shù)≥2.4×104MPN/L，現(xiàn)有污水采用二級生化+消毒的處理工藝，具體流程詳見圖1。原處理站設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18466-2005）表2的排放標(biāo)準(zhǔn)，即CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，氨氮≤15mg/L，糞大腸菌群數(shù)≤500MPN/L，腸道病毒和腸道致病菌不得檢出，出口總余氯2 ～8mg/L。

圖1 原污水處理站處理工藝

存在的問題：

①污水處理環(huán)節(jié)：接觸氧化池內(nèi)填料脫落嚴(yán)重，曝氣效果不佳，且脫落的填料導(dǎo)致后續(xù)過濾單元嚴(yán)重堵塞，過濾單元無法正常運(yùn)行，水處理系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

②廢氣處理環(huán)節(jié)：污水處理站臭味嚴(yán)重，影響了周邊建筑環(huán)境。

③污泥處理環(huán)節(jié)：污泥未得到有效處置，系統(tǒng)排放污泥未經(jīng)有效處理，靠污泥車外運(yùn)，工作量極大。

④運(yùn)行管理環(huán)節(jié)：運(yùn)行管理混亂，未制定詳細(xì)的工作流程，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，不能及時(shí)排除故障，系統(tǒng)不能及時(shí)清淤，排泥，長此以往導(dǎo)致整個(gè)處理系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

2 改造方案簡述

2.1 污水處理單元改造方案

現(xiàn)有處理站內(nèi)生物單元未發(fā)揮其應(yīng)盡的作用，分析其原因主要由于曝氣環(huán)境運(yùn)行不佳，具體表現(xiàn)為曝氣風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不足，生物接觸氧化池負(fù)荷大，生物填料脫落嚴(yán)重。擬解決以上存在的問題，需要完善現(xiàn)有污水處理工藝，校核原有接觸氧化池設(shè)計(jì)負(fù)荷，更換接觸氧化池內(nèi)現(xiàn)有填料、原有曝氣風(fēng)機(jī)及曝氣裝置,改造后的工藝流程圖詳見圖2。具體改造方案如下：

圖2 改造后工藝流程圖

①原有調(diào)節(jié)池及水解酸化池內(nèi)增加潛水?dāng)嚢铏C(jī)，調(diào)節(jié)池內(nèi)增加攪拌裝置可防止沉淀物在調(diào)節(jié)池內(nèi)的沉積，水解酸化池內(nèi)增加潛水?dāng)嚢铏C(jī)可增加回流污泥與水的有效解除，提高反應(yīng)效率。

②更換接觸氧化池內(nèi)填料，將接觸氧化池改造為MBBR 池。

拆除池內(nèi)原有懸掛性填料，改為Natrix 懸浮填料，規(guī)格Φ80，比表面積380 ～800m2/m3。將接觸氧化池改造為移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR），MBBR 工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，使移動床生物膜使用整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，提高了有機(jī)物去除率及脫氮效率。改造后填料總體積為400m3，填料填充率為1.27。

③將污水處理站現(xiàn)有接觸氧化池有效深度由6m 調(diào)整為4.5m，改造后有效容積為316m3，改造后生物池內(nèi)污泥濃度維持在4000mg/L 左右，排泥間隔時(shí)間為24h，估算MBBR反應(yīng)池容積負(fù)荷負(fù)荷為2.28kgBOD5/(m3·d)。

④更換曝氣風(fēng)機(jī)及池內(nèi)曝氣裝置，廢棄原有曝氣裝置，將曝氣裝置改為盤式微孔曝氣器，規(guī)格為Φ215mm，每個(gè)曝氣頭服務(wù)面積0.3m2/個(gè)。在MBBR 池內(nèi)設(shè)DO 在線監(jiān)測儀，并將檢測結(jié)果與PLC 控制系統(tǒng)連接，要求溶解氧濃度＞2.0mg/L，當(dāng)濃度不滿足要求時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，提醒運(yùn)行維護(hù)人員檢查曝氣系統(tǒng)。當(dāng)溶解氧檢測儀出現(xiàn)故障時(shí)要求系統(tǒng)報(bào)警，提示維修。

2.2 污泥處理單元改造方案

本項(xiàng)目污泥未得到有效處置，未經(jīng)脫水直接外運(yùn)，目前工作量大，且污泥散發(fā)臭味嚴(yán)重，本次改造增加污泥脫水環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)增加污泥螺桿泵，螺旋離心脫水機(jī)1 套及配套PAM加藥裝置1 套。

2.3 增設(shè)廢氣處理工藝

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，異味廢氣主要來源于污水預(yù)處理的格柵間，水解酸化池，污泥池等。污水在反應(yīng)器中通過厭氧生物過程厭氧反應(yīng)過程中產(chǎn)生小分子烴，硫化氫，氨氣、甲硫醇等有害廢氣，以及少量存在于廢水中的揮發(fā)性有機(jī)廢氣。這些組分不僅刺激味道，而且有毒。本次改造除臭范圍：格柵機(jī)、兩個(gè)水解酸化池、接觸氧化池、污泥池。除臭工程除臭總風(fēng)量為6000m3/h，處理后滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》及《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996。

廢氣處理工藝流程詳見圖3，設(shè)計(jì)對污水處理間內(nèi)可能產(chǎn)生廢氣的構(gòu)筑物進(jìn)行收集，廢氣統(tǒng)一收集輸送到廢氣處理間內(nèi)，經(jīng)噴淋塔和活性炭吸附塔內(nèi)填料吸附和紫外線輻照消毒后由引風(fēng)機(jī)送至高空。

圖3 廢氣處理流程

噴淋塔的主要去除對象為：NH3與H2S 等酸堿廢氣。酸堿廢氣處理（噴淋塔）主要的運(yùn)作方式是酸霧廢氣不斷由風(fēng)管引入凈化塔，經(jīng)過填料層，廢氣與氫氧化鈉吸收液進(jìn)行氣液兩相充分接觸吸收中和反應(yīng)，酸霧廢氣經(jīng)過凈化后，再經(jīng)除霧板脫水除霧后由風(fēng)機(jī)排入大氣。吸收液在塔底經(jīng)水泵增壓后在塔頂噴淋而下，最后回流至塔底循環(huán)使用。

活性炭吸附塔的主要去除對象為：有機(jī)廢氣及臭味，工作原理為含有有機(jī)氣體或顆粒物經(jīng)收集，管道輸送有機(jī)氣體進(jìn)入活性炭塔，有機(jī)氣體進(jìn)入塔內(nèi)時(shí)，風(fēng)速瞬間下降，氣體內(nèi)的較大顆粒雜物便自然沉降入塔底部，而溶入氣體內(nèi)的有機(jī)氣體部分隨氣體流向流進(jìn)活性炭過濾層，有機(jī)氣體進(jìn)入炭層時(shí)，有機(jī)氣體被活性炭吸附進(jìn)炭內(nèi)，而干凈的空氣穿過炭層進(jìn)入出氣倉，氣體經(jīng)過機(jī)械自吸后排入大氣中。

3 設(shè)備選型（見表1）

表1 主要設(shè)備機(jī)電目錄

4 通風(fēng)系統(tǒng)改造

地下一層各設(shè)備房間、值班室及走廊，地下二層動力設(shè)備間等均考慮通風(fēng)。通風(fēng)方式采用機(jī)械通風(fēng)方式滿足廢氣吸收間、消毒設(shè)備間、過濾間、儲藥間、廁所等房間的通風(fēng)換氣要求。其中廢氣吸收間、消毒設(shè)備間、過濾間、次氯酸鈉儲藏間均為16 次，走廊10 次、廁所12 次、配電室15 次。對需要做廢氣收集的房間采取送風(fēng)措施。補(bǔ)風(fēng)量按房間排風(fēng)量的80%考慮。

5 控制系統(tǒng)改造

污水處理系統(tǒng)改造后具有完整的監(jiān)測和控制設(shè)備，污水處理采用可編程控制器（簡稱為PLC）來實(shí)現(xiàn)自動控制和監(jiān)視。通過以太網(wǎng)接口與上位機(jī)通信?？刂葡到y(tǒng)可以通過上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對上述系統(tǒng)及設(shè)備的集中監(jiān)視、操作，并確保其正常、可靠、安全運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)能滿足工藝需要及《城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)電氣與自動化工程技術(shù)規(guī)程》CJJ 120-2008 內(nèi)相關(guān)要求，并能實(shí)現(xiàn)無人值班情況下的正常運(yùn)行，最終使收集并經(jīng)過處理的污水滿足要求而復(fù)用。

6 項(xiàng)目投資及運(yùn)行費(fèi)用估算

本項(xiàng)目總投資為459.82 萬元，其中：土建工程13.68 萬元；設(shè)備購置費(fèi)349.52 萬元；安裝工程1.20 萬元；工程建設(shè)其他費(fèi)用73.53 萬元；工程基本預(yù)備費(fèi)21.90 萬元。經(jīng)計(jì)算污水的投資成本為1.66 元/t，年運(yùn)行費(fèi)用為72.83 萬元。年運(yùn)行費(fèi)用詳細(xì)計(jì)算結(jié)果詳見表2。

表2 污水處理年運(yùn)行費(fèi)用估算

7 結(jié)語

本設(shè)計(jì)對醫(yī)院生活污水“水解酸化+接觸氧化+沉淀+石英砂過濾+消毒”典型工藝進(jìn)行改造，改造后采用“水解酸化+MBBR+沉淀+石英砂過濾+消毒”，并增設(shè)污泥脫水系統(tǒng)及廢氣處理系統(tǒng)。改造后水處理站已運(yùn)行4 年，運(yùn)行期間水質(zhì)穩(wěn)定，污泥有效處置且水處理站及醫(yī)院院區(qū)內(nèi)空氣質(zhì)量明顯提升，在處理站原有有限空間內(nèi)解決了污水、污泥及廢氣的有效處置，為類似改造工程的設(shè)計(jì)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。