周玄月

(武漢市城市排水發(fā)展有限公司,湖北武漢 430062)

高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)是水務(wù)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。從2015年環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》,首次提出水污染物特別排放限值[CODCr≤30 mg/L、BOD5≤6 mg/L、SS≤5 mg/L、氨氮≤1.5(3)/3(5)mg/L、TN≤10/15 mg/L、TP≤0.3 mg/L等],到2021年發(fā)展改革委等印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》中明確“到2025年,水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本實(shí)現(xiàn)提標(biāo)升級(jí),全國(guó)地級(jí)及以上缺水城市再生水利用率達(dá)到25%以上”,意味著對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)和再生水回用的要求更高、更嚴(yán)格。當(dāng)前,北京、天津、長(zhǎng)沙、四川、江蘇、安徽、河北、浙江等地新(改)建城鎮(zhèn)污水處理廠陸續(xù)采用地方標(biāo)準(zhǔn)或特別排放限值,同時(shí),再生水多用于景觀環(huán)境用水或城市雜用水。

AAO工藝作為城鎮(zhèn)污水處理中的常規(guī)生物脫氮除磷工藝,具有耐沖擊負(fù)荷大、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、運(yùn)行檢修方便、不易發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn),但該工藝的固有缺陷是硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡和碳源需求上存在著競(jìng)爭(zhēng)。最突出的是在厭氧環(huán)境下,反硝化過程和釋磷過程對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)。為了優(yōu)化AAO工藝過程中碳源不足以及由其引起的硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)干擾釋磷效率的問題,以達(dá)到更高水平的除碳、脫氮和除磷效果,Bardenpho及其改良工藝應(yīng)運(yùn)而生。其中,以五階段改良Bardenpho為代表的多級(jí)AAO工藝因其具有進(jìn)一步強(qiáng)化脫氮除磷的優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于新(改、擴(kuò))建城鎮(zhèn)污水處理廠中[1-3]。

在深度處理單元,為進(jìn)一步強(qiáng)化TP、SS、CODCr的去除,滿足再生水利用需求,通常采用基于混凝、沉淀、過濾、吸附原理的各類絮凝沉淀池、濾池、膜工藝等。其中,超濾膜可以分離粒徑為納米級(jí)的顆粒,保證出水SS穩(wěn)定達(dá)標(biāo),該工藝在生活飲用水[4]、生活污水[5]、工業(yè)廢水[6]、海水淡化[7]等領(lǐng)域中都有應(yīng)用,過濾效果優(yōu)于傳統(tǒng)深度處理工藝。然而,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)“五階段改良Bardenpho+超濾膜”的組合工藝在大型污水處理廠中實(shí)際應(yīng)用的案例?？紤]未來市政污水處理廠尾水提標(biāo)的趨勢(shì),以及再生水回用的要求,秉承“簡(jiǎn)約合理、適度超前”的原則,本項(xiàng)目案例主體工藝采用“五階段改良Bardenpho+超濾膜”的組合工藝。本文探索該工藝的建設(shè)模式、運(yùn)維成本及污染物處理效果,旨在為有提標(biāo)改造或再生水回用要求的市政污水處理廠新(改、擴(kuò))建工程提供參考。

1 工程概況

華中地區(qū)某市政污水處理廠2030年設(shè)計(jì)規(guī)模為60萬(wàn)m3/d,其中已建一、二期工程的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為20萬(wàn)m3/d,出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)青菱河、巡司河后,最終排入長(zhǎng)江。近年來,隨著地區(qū)發(fā)展、人口增加以及污水收集系統(tǒng)的逐步完善,污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)總產(chǎn)污水量已達(dá)33萬(wàn)m3/d,實(shí)際收集進(jìn)廠污水量約20萬(wàn)m3/d,亟需進(jìn)行三期擴(kuò)建。

本次三期擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)規(guī)模20萬(wàn)m3/d,工程建成后,廠區(qū)總體設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到40萬(wàn)m3/d。該污水處理廠受納水體青菱河、巡司河水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅳ類,為提高再生水回用量,發(fā)揮市政污水處理廠尾水作為生態(tài)補(bǔ)水、綠化灌溉的重要作用,三期擴(kuò)建工程出水主要水質(zhì)指標(biāo)采用優(yōu)于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),其余指標(biāo)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

該污水處理廠三期擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

1.2 擴(kuò)建工程難點(diǎn)

(1)出水標(biāo)準(zhǔn)高

本次三期擴(kuò)建工程,主要污染物水質(zhì)指標(biāo)提高到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅳ類限值,出水標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格,對(duì)工藝的處理效果要求更高。

(2)用地規(guī)劃緊湊

該污水處理廠規(guī)劃控制總用地面積為40.12 hm2,其中,一、二期現(xiàn)狀用地面積為11.00 hm2;合流制溢流污染(CSO)用地面積為4.02 hm2;污泥處置用地面積為5.90 hm2;三、四期控制用地面積為19.20 hm2(預(yù)留四期規(guī)劃用地面積不少于7.29 hm2)。因此,本次三期擴(kuò)建預(yù)留面積用地不超過11.91 hm2,且包含三、四期合建設(shè)施用地及預(yù)留發(fā)展用地。

為節(jié)約用地,提高土地利用率,本次三期擴(kuò)建工程中,主要建(構(gòu))筑物采用地上式現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu),其中二級(jí)生物處理單元與污泥泵房合建。預(yù)處理、污泥處理及鼓風(fēng)、消毒、加藥等單元按2023年遠(yuǎn)期剩余規(guī)模(40萬(wàn)m3/d)進(jìn)行一次性土建設(shè)計(jì)。二級(jí)生物處理和深度處理單元土建按本期20萬(wàn)m3/d設(shè)計(jì)。即三、四期平均單位水量占地不超過0.48 m2/(m3·d),低于有深度處理的污水處理廠建設(shè)用地指標(biāo)。

1.3 工藝流程選擇

本項(xiàng)目規(guī)模較大,出水標(biāo)準(zhǔn)較高,采用改良Bardenpho生物反應(yīng)池,強(qiáng)化脫氮的同時(shí)提高CODCr、BOD5和氨氮的去除率。深度處理采用超濾膜,保證出水TN、TP、SS和CODCr的達(dá)標(biāo)。三期擴(kuò)建工程工藝流程如圖1所示。

圖1 三期擴(kuò)建工程工藝流程

以改良Bardenpho為代表的多級(jí)AAO工藝一般由厭氧段、第一缺氧段、第一好氧段、第二缺氧段、第二好氧段構(gòu)成[8-9]。第二個(gè)缺氧段利用好氧段產(chǎn)生的硝酸鹽作為電子受體,利用剩余碳源(或外加碳源)作為電子供體進(jìn)一步強(qiáng)化反硝化效果[10],最后第二好氧段用于氮?dú)獯得?。整個(gè)工藝具有碳源利用率高[9-11]、脫氮效率高[8-12]、利于污泥穩(wěn)定[12]等優(yōu)勢(shì)。改良Bardenpho工藝流程如圖2所示。

圖2 改良Bardenpho工藝流程

超濾膜工藝是以壓力差為驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行機(jī)械截留的膜過濾工藝,通過抽吸(產(chǎn)水)泵的抽吸,在中空纖維膜內(nèi)部形成真空,在膜兩側(cè)形成壓力差。待處理水經(jīng)過超濾膜的微孔時(shí),直徑大于膜孔徑的物質(zhì)被截留,水和直徑小于膜孔徑的物質(zhì)則進(jìn)入中空纖維內(nèi)部的主通道,最終通過抽吸泵進(jìn)入產(chǎn)品水箱(池),其具有操作壓力較低、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定[13]等優(yōu)點(diǎn)。浸沒式超濾系統(tǒng)工藝流程如圖3所示。

圖3 浸沒式超濾系統(tǒng)工藝流程

浸沒式超濾系統(tǒng)由下列各單元組成。超濾膜:使用孔徑為0.01 μm浸沒式超濾膜元件;膜池與膜組器:采用無(wú)框柱式膜組器,膜池為混凝土結(jié)構(gòu);抽吸(產(chǎn)水)泵和反沖洗泵系統(tǒng):每個(gè)膜池均配有將待處理水從超濾膜中抽出的抽吸(產(chǎn)水)泵(系統(tǒng)需要反洗時(shí),由反洗泵對(duì)膜系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗);排污控制系統(tǒng):負(fù)責(zé)將反洗水自動(dòng)排出膜池;空氣擦洗:采用鼓風(fēng)機(jī)向超濾膜系統(tǒng)提供擦洗空氣(膜的完整性測(cè)試和氣動(dòng)閥的啟閉均通過配套的空壓機(jī)提供的壓縮空氣來完成);清洗加藥系統(tǒng):當(dāng)膜污染到一定程度時(shí),采用次氯酸鈉和檸檬酸化學(xué)清洗來恢復(fù)膜通量,次氯酸鈉主要用來氧化有機(jī)污染物,硫代硫酸鈉和氫氧化鈉分別用來中和、清洗剩余的次氯酸鈉和檸檬酸。

浸沒式超濾膜系統(tǒng)配置鼓風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng),維護(hù)性沖洗采用水反沖和氣沖洗結(jié)合的方式,用水反向沖洗膜組件的同時(shí)在膜組件下部曝氣,通過氣體與液體的混合在超濾膜表面形成渦流,上升的氣泡擦洗并清潔超濾膜絲外表面,膜表面污物脫落,膜通量得以恢復(fù)。反沖洗廢水排放至反沖洗排水池,由反沖洗排水泵定期將反沖洗廢水輸送至廠內(nèi)指定處理單元進(jìn)行凈化處理。當(dāng)跨膜壓差上升到一定值,反洗效果不再明顯時(shí),則需對(duì)超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗,化學(xué)清洗后的廢液排放至中和系統(tǒng),經(jīng)中和處理后進(jìn)入反沖洗排水池與反沖洗廢水一并進(jìn)入廠內(nèi)指定處理單元進(jìn)行凈化處理。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 改良型Bardenpho生物池

2.1.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)流量為Q=2×105m3/d≈2.31 m3/s;單格設(shè)計(jì)水量為Q=4 167 m3/h;數(shù)量為1座(共2格);平面尺寸為B×L=137 m×165 m;剩余污泥干重為28 500 kg/d;總需氧量為40 660 kg O2/d(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,20 ℃)。

2.1.2 主要設(shè)備

橡膠盤式微孔曝氣器:Φ215,單池?cái)?shù)量為11 724個(gè),單池供氣量為2～4 m3/h,氧轉(zhuǎn)移效率≥25%;選擇區(qū)潛水推進(jìn)器:葉片直徑D=2 500 mm,功率N=5 kW,共2臺(tái);厭氧區(qū)潛水推進(jìn)器:D=2 500 mm,N=6 kW,共4臺(tái);第一缺氧區(qū)潛水推進(jìn)器:D=2 500 mm,N=6 kW,共6臺(tái);第一好氧區(qū)潛水推進(jìn)器:D=2 500 mm,N=3 kW,共12臺(tái);第二缺氧區(qū)潛水推進(jìn)器:D=2 500 mm,N=5 kW,共6臺(tái);第二好氧區(qū)潛水推進(jìn)器:D=1 800 mm,N=3 kW,共3臺(tái);用于脫溶氧區(qū)潛水推進(jìn)器:D=1 800 mm,N=3.5 kW,共2臺(tái);外回流用潛水離心泵(無(wú)堵塞):Q=1 042 m3/h,高度H=4.5 m,N=20 kW,共5臺(tái),4用1備;內(nèi)回流用穿墻循環(huán)泵(無(wú)堵塞):Q=2 084 m3/h,H=1.0 m,N=16.5 kW,共5臺(tái),4用1備;剩余污泥用潛水排污泵(無(wú)堵塞):Q=170 m3/h,H=10 m,N=7.5 kW,共2臺(tái),1用1備。

2.1.3 主要運(yùn)行參數(shù)

單格生物池容積為71 250 m3;有效水深為7.1 m;污泥質(zhì)量濃度為3.5 g MLSS/L;污泥齡為16.38 d;污泥負(fù)荷0.097 kg BOD5/(kg MLSS·d);選擇區(qū)停留時(shí)間為0.57 h;厭氧區(qū)停留時(shí)間為1.87 h;第一缺氧區(qū)停留時(shí)間為3.12 h;第一好氧區(qū)停留時(shí)間為8.43 h;第二缺氧區(qū)停留時(shí)間為3.32 h;第二好氧區(qū)(脫氣區(qū))停留時(shí)間為1.0 h;生物池總停留時(shí)間為18.31 h;污泥外回流比為100%;硝化液回流比為200%。

原水分段進(jìn)入選擇池、厭氧池、第一缺氧池、第二缺氧池,通過多點(diǎn)進(jìn)水的方式,充分利用內(nèi)部碳源,同時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)第二缺氧池停留時(shí)間,使反硝化脫氮過程更充分,從而強(qiáng)化脫氮效果,達(dá)到減少甚至不投加外部碳源的目標(biāo)。為保證系統(tǒng)脫氮的穩(wěn)定及可靠性,設(shè)置外部碳源投加裝置備用。

2.2 二沉池及綜合井

2.2.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)流量為Q=2.6×105m3/d≈3.01 m3/s;周進(jìn)周出圓形二沉池?cái)?shù)量為6座,配建綜合井2座(每座綜合井對(duì)應(yīng)3座二沉池,對(duì)二沉池的進(jìn)出水進(jìn)行分配、匯集)。

二沉池D=45 m;最大表面負(fù)荷為1.13 m3/(m2·h);平均表面負(fù)荷為0.87 m3/(m2·h);池邊水深為4.0 m;停留時(shí)間為3.5 h。綜合井采用同心圓結(jié)構(gòu),D1=12.4 m,D2=16.9 m,中間部分為配水井,外側(cè)為出水井。

本次三期擴(kuò)建工程除磷措施為優(yōu)先發(fā)揮生物除磷效果,并輔以化學(xué)除磷。為減少PAC藥劑對(duì)生化系統(tǒng)的影響,減少污泥量,PAC投加點(diǎn)設(shè)在二沉池綜合井出水總管處,形成的沉淀物、微絮凝體在后續(xù)膜格柵、超濾膜池進(jìn)行分離。

2.2.2 主要設(shè)備

二沉池設(shè)中心傳動(dòng)單管吸泥機(jī)6套,套筒式排泥閥6套,綜合井設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)堰門6套。

2.3 膜格柵間

2.3.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)流量為Q=2.6×105m3/d≈3.01 m3/s;配置渠道10條。

2.3.2 主要設(shè)備

內(nèi)進(jìn)流板式格柵(膜格柵),數(shù)量10臺(tái),8用2備,渠寬B=1.6 m,設(shè)備寬為1 m,設(shè)計(jì)柵前水深為1.95 m,柵后水深為1.6 m,柵條間距為1 mm;單套膜格柵處理流量為Qmax=32 500 m3/d,過柵水損為Δhmax=350 mm;格柵前檢修平板鋼閘門為B×H=1 600 mm×2 050 mm,共10臺(tái);格柵后檢修平板鋼閘門尺寸為B×H=1 600 mm×1 700 mm,共10臺(tái)。

2.4 浸沒式超濾膜設(shè)計(jì)

2.4.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)流量為Q=2×105m3/d≈2.31 m3/s;膜池?cái)?shù)量為2座,單座10格,每格池可獨(dú)立運(yùn)行,8用2備;單個(gè)膜池尺寸為6.1 m×4.4 m×4.5 m;有效水深為3.65 m。

2.4.2 主要運(yùn)行參數(shù)

總組器數(shù)量為80套;每個(gè)膜組器安裝膜柱數(shù)為24個(gè);每個(gè)膜組件面積為70 m2;單個(gè)膜組器膜面積為1 680 m2;平均名義膜通量為32 L/(m2·h);組器產(chǎn)水量為1 250 m3/d;平均孔徑<0.1 μm;跨膜壓差(TMP)為-60～0 kPa;反沖洗水量為1.0～1.5倍的平均產(chǎn)水量;反沖洗頻率為1次/h;維護(hù)性清洗頻率為3～7 d 1次;恢復(fù)性清洗頻率為6～12次/月;回收率≥95%;膜的壽命為5～8年。

3 運(yùn)行效果

該污水處理廠三期擴(kuò)建工程于2021年10月建成,經(jīng)調(diào)試和試運(yùn)行后,于2022年1月進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期,運(yùn)行12個(gè)月以來,出水各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),部分主要指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 CODCr、BOD5及SS處理效果

污水處理廠三期擴(kuò)建工程實(shí)測(cè)進(jìn)出水CODCr、BOD5及SS分別如圖4～圖6所示。

圖4 2022年1月—12月CODCr處理效果

圖5 2022年1月—12月BOD5處理效果

圖6 2022年1月—12月SS處理效果

2022年1月—12月,進(jìn)水CODCr質(zhì)量濃度最大值為448.1 mg/L,最小值為65.3 mg/L,平均進(jìn)水CODCr為211.4 mg/L。進(jìn)水BOD5質(zhì)量濃度在18.61～152.6 mg/L,平均進(jìn)水BOD5為61.61 mg/L。進(jìn)水SS質(zhì)量濃度基本穩(wěn)定在80 mg/L。7月—9月(182～273 d),進(jìn)水CODCr集中在150 mg/L,進(jìn)水BOD5在40 mg/L左右,考慮受季節(jié)性降水和長(zhǎng)江上游來水影響,進(jìn)一步稀釋了進(jìn)水有機(jī)物濃度。

出水CODCr最大值為21.3 mg/L,平均值為10.1 mg/L。出水BOD5、SS較穩(wěn)定,平均值分別為2.19、4 mg/L。CODCr去除率為95.2%,BOD5去除率為96.4%,SS去除率為95.0%。出水CODCr為99.7%概率達(dá)到地表Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),出水BOD5全年穩(wěn)定達(dá)到地表Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

運(yùn)行一年以來,進(jìn)水CODCr濃度變化大、BOD5偏低,不僅增加生物處理難度,也會(huì)帶來藥劑成本增加的風(fēng)險(xiǎn)。但從出水CODCr、BOD5及SS的去除效果來看,本組合工藝運(yùn)行穩(wěn)定,具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力。

3.2 氨氮、TN處理效果

污水處理廠三期擴(kuò)建工程實(shí)測(cè)進(jìn)出水氨氮如圖7所示,進(jìn)出水TN如圖8所示。

圖7 2022年1月—12月氨氮處理效果

圖8 2022年1月—12月TN處理效果

2022年1月—12月,進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度在1.74～27.72 mg/L,平均進(jìn)水氨氮為16.85 mg/L。前半年氨氮波動(dòng)較大,后半年趨于穩(wěn)定,基本符合設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)。平均出水氨氮質(zhì)量濃度為0.21 mg/L,去除率為98.75%,91.7%概率值達(dá)到地表Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。出水氨氮在一年中前3個(gè)月(1～90 d)及后2個(gè)月(305～365 d)變化較大,考慮受冬季低溫影響,不利于硝化菌繁殖。

進(jìn)水TN質(zhì)量濃度基本穩(wěn)定在30.00～35.00 mg/L,平均進(jìn)水TN為33.16 mg/L。出水TN在2.70～14.10 mg/L,平均出水TN為9.56 mg/L。常規(guī)市政污水處理廠TN去除率一般在40%～60%,本工藝在未投加外部碳源的條件下,年均TN去除率可達(dá)到71.2%。考慮是多點(diǎn)進(jìn)水方式為硝化和反硝化過程提供了充足的碳源,同時(shí)合理分配各生物處理段停留時(shí)間和回流比,使反硝化和氮的吹脫更充分。若遠(yuǎn)期對(duì)TN出水指標(biāo)提出更高要求,則可采取以下措施:(1)提高硝化液回流比、污泥回流比,提高活性污泥總量;(2)加大曝氣量維持較高硝化速率;(3)延長(zhǎng)泥齡;(4)調(diào)整缺氧區(qū)容積;(5)調(diào)整多點(diǎn)進(jìn)水比例;(6)投加外部碳源等。

3.3 TP處理效果

污水處理廠三期擴(kuò)建工程實(shí)測(cè)進(jìn)出水TP如圖9所示。

圖9 2022年1月—12月TP處理效果

2022年1月—12月,進(jìn)水TP較穩(wěn)定,平均進(jìn)水TP質(zhì)量濃度為2.81 mg/L。出水TP最大值為0.29 mg/L,均值為0.19 mg/L。期間平均TP去除率為93.24%,穩(wěn)定達(dá)到地表Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。PAC(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,液體)單耗約為103 g/m3。為進(jìn)一步降低PAC單耗,同時(shí)降低膜格柵及超濾膜池淤堵的風(fēng)險(xiǎn),減少清洗頻次,可采取以下措施:(1)將PAC單一投加點(diǎn)改為多點(diǎn)投加,如保留二沉池綜合井出水總管投加點(diǎn)的同時(shí),在改良Bardenpho生物池出水口處增設(shè)投加點(diǎn);(2)將PAC原液投加改為稀釋后投加,同時(shí)考慮增加在線原液稀釋系統(tǒng),利用再生水和后反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng),提高絮凝效果;(3)在1 mm膜格柵處增設(shè)高壓沖洗系統(tǒng),與中壓沖洗系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),及時(shí)清除附著絮凝物;(4)在超濾膜池上方增設(shè)中水沖洗及撇渣收集裝置,避免上浮絮凝物堆積等。

4 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

三期擴(kuò)建工程總投資為13.63億元(含三、四期合建設(shè)施),工程費(fèi)用為9.44億元。折合單位水量總投資為6 815元/m3。單位總處理成本為2.064元/m3,單位經(jīng)營(yíng)成本為0.933元/m3,其中藥劑費(fèi)0.188元/m3,電耗0.338 kW·h/m3,超濾膜每年更換2次,單次費(fèi)用為1 460萬(wàn)元。

其中,改良Bardenpho+二沉池及綜合井+超濾膜池及設(shè)備間的土建及設(shè)備按20萬(wàn)m3/d規(guī)模計(jì)算,工程費(fèi)用為3.04億元,用地共4.86 hm2,折合單位水量工程費(fèi)用投資為1 520元/m3,占地約為0.243 m2/(m3·d),用地緊湊,占地面積小。本項(xiàng)目可減少對(duì)水體的污染物排放量,其中,BOD5削減量為8 322 t/a、SS削減量為12 775 t/a、CODCr削減量為15 330 t/a、TN削減量為1 825 t/a、TP削減量為197 t/a。

5 結(jié)論

(1)華中地區(qū)某市政污水處理廠三期擴(kuò)建工程是國(guó)內(nèi)首個(gè)采用改良型Bardenpho+超濾膜組合工藝的大型市政污水處理廠,出水各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。其中,BOD5全年穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),CODCr99.7%概率值、氨氮91.7%概率值達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),TP穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

2022年1月—12月,平均出水CODCr、BOD5、SS、氨氮、TN、TP質(zhì)量濃度分別為10.1、2.19、4、0.21、9.56、0.19 mg/L,平均去除率分別為95.2%、96.4%、95.0%、98.75%、71.2%、93.24%。該組合工藝結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,改良Bardenpho+二沉池及綜合井+超濾膜池單元折合單位水量占地約為0.243 m2/(m3·d),單位總處理成本為2.064元/m3。

(2)改良型Bardenpho+超濾膜組合工藝結(jié)合了生化處理系統(tǒng)和膜處理系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn),不僅處理效果穩(wěn)定,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),同時(shí),工藝流程較短、構(gòu)筑物較少。未來,在市政污水處理廠新改擴(kuò)建用地面積很緊張、尾水提標(biāo)至地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)和再生水回用需求進(jìn)一步提高的大趨勢(shì)下,該組合工藝因具備實(shí)現(xiàn)更高更穩(wěn)定的出水標(biāo)準(zhǔn)的能力,從而具有廣闊的運(yùn)用前景。