开封市西区污水处理厂升级改造工程建设和运行

江洪勇

(浦华环保有限公司，北京 100084)

1 废水水量及水质

开封市西区污水处理厂设计水量8×104m3/d，采用三沟式氧化沟工艺［1］，于2001年10月投入使用。在满负荷运行状态下，其出水CODCr、BOD5、SS、NH+4－N、TP、TN 能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级B 标准［2］要求，满足了原设计要求。

随着国家对污水处理厂的出水排放标准的提高，政府要求，该污水处理厂的排放标准提升为一级A 标准，2010年－2011年的实际平均进、出水水质见表1。由表1 可知，BOD5、SS、NH+4－N、TP 均略超一级A 标准。

表1 进、出水水质 (单位:mg/L )

2 二期改造工艺

2.1 一期运行情况及存在问题

一期工程采用典型的“三沟式氧化沟工艺”［3］，其出水水质常年稳定，其出水水质能够完全满足一级B 标准，其中COD、氨氮、TN、BOD5等指标在大多数时间内可能够达到一级A 标准。

但在水量较大尤其是冬季出现污泥膨胀时，一些悬浮物从边沟随上清液流出，出水SS、COD 、TP 达不到一级A 的排放标准。这是由于该工艺无污泥回流装置，导致中沟污泥浓度较低而边沟污泥浓度较高，且污泥浓度相差较大造成的。均衡中沟与边沟的污泥浓度将有利于硝化反应的进行，增加池容利用率，可提高污水处理效率。

该工艺无初次沉淀池，池体面积较大，活性污泥在氧化沟内部循环过程中，在拐弯处及转刷上游处由于水力条件发生变化，极易产生污泥沉积现象，不仅导致局部污泥腐化上浮，同时还使氧化沟有效池容减小，使处理效果变差。

SS 的实际进水值较之原设计值较高，实际污泥产率系数高于设计值，原设计的污泥处理能力不足。

2.2 二期工程工艺流程图

二期工程工艺流程如图1 所示，在原有的“三沟式氧化沟”工艺基础上，增加了“混合、絮凝、沉淀、纤维转盘滤池+二氧化氯消毒”工艺。

氧化沟出水经过机械搅拌混凝池后，进入折板反应沉淀池进行沉淀，其出水通过滤池经二氧化氯消毒后排入马家河。

滤池分两格，每格采用16 片3m 直径的纤维转盘，单片过滤面积12.6m2，滤布标称孔径＜10μm。

设10kg 二氧化氯发生器3 台，2 用1 备。原有的2台叠螺式脱水机更换为2 台带式浓缩压滤一体机，带宽2m，处理能力45m3/h。

针对一期工程存在的问题，采取了如下措施:在边沟与中沟的共用池壁上植筋增加走道板并开孔洞，增加4 台55kW 混合液回流泵和管道，使边沟和中沟之间的污泥得到回流，均衡了两者的污泥浓度;更换转刷齿轮箱及部分转刷刷片。

3 调试与运行

3.1 调试

改造工程始于2013年7月，至2013年11月30日全部完成，分三次停水完成新旧设施的衔接［4］。2013年12月1日开始单机试车和系统联调，2014年1月开始试运行。经过1 周左右的调试，深度处理段的处理效果达到了设计要求，出水水质达到了一级A 标准。

图1 二期工程工艺流程图

3.2 运行参数

单池流量为0.46m3/s，总泥龄为11.1 天，边沟、中沟的平均污泥浓度分别为6200mg/L，2980mg/L，边沟、中沟的平均污泥容积指数SVI 分别为115 mL/g，79mL/g3。

混凝池停留时间5min，其中混合反应时间1min，絮凝反应时间4min;二氧化氯消毒的加药量为10mg/L。

在一个周期内各沟的不同反应阶段的运行时间分配如表2 所示。

表2 运行时间分配表

3.3 运行效果

二期改造工程的污染物去除效果如表3 所示，运行数据为2014年1－11月监测平均值。可以看出，出水水质达到了一级A 标准。

3.4 运行能耗

改造前、后的处理吨水电耗分别为0.2kWh 和0.24kWh，增加能耗基本上为二级提升泵所耗电量，吨水电耗增加4 分。

改造后的药剂费包括消毒剂二氧化氯和絮凝剂聚合三氯化铝。每万吨水消耗次氯酸钠30kg，盐酸90kg，聚合三氯化铝40kg。吨水药剂费用增加6 分左右。因为“混合、絮凝反应、斜板沉淀+纤维转盘滤池+二氧化氯消毒”工艺中，“混合、絮凝反应、斜板沉淀”只是投加40mg/L 的聚合三氯化铝药剂和不定期的二氧化氯消毒。“纤维转盘滤池”工艺不需要外加药剂。“二氧化氯消毒”成本:每万吨水需30kg 次氯酸钠和90kg 盐酸。

以上数据说明该工艺运行的电耗和药剂费吨水成本增加在0.1 元左右。

表3 二期工程污染物去除效果

4 改造和运行经验

4.1 改造技术经验

为更换关闭不严密的进水闸门，需对位于地下8 米深的进水口进行止水。止水方法为:气囊封堵后再用钢板固定，钢板后面加固定支墩顶到对侧池壁。

为便于进水泵房的进水阀门和伸缩节维修，卡箍式伸缩节应安装在阀门后。伸缩节动作可方便阀门维修;关闭阀门可方便对卡箍伸缩节进行检修。

由于回转式格栅存在漏渣问题，采用了筛孔直径3mm 的内流式网板式格栅进行替换，不但截污性能大大增强，而且能够极大减轻沉砂池的负荷。将配置的冲洗泵的过滤网增加了滤网目数，能够拦截细小的纤维和杂物，从根本上解决了喷头堵塞问题。

4.2 调试运行经验

进水中有化工园区的污水，有时连续3 天进水COD高达1000mg/L 以上，出水COD、氨氮超标。可减少进水量和增大曝气量来解决。即通过提高溶解氧加速微生物降解和硝化菌的硝化反应。

水厂投入使用后，SVI 一般在200mL/g 左右，发生了轻度污泥膨胀，出水SS 较高，有时会超过排放标准。对污泥进行镜检，确认是丝状菌膨胀。对水质水量和污泥浓度进行综合分析，可知这是由于进水污染物浓度较高而引起的。具体措施是提高生化池的污泥浓度，使平均污泥负荷降低至0.1kgBOD/KgMLSS 以下。采取这一措施后，SVI 可控制在150mL/g 左右，出水指标明显好转。

混合反应折板池进水口的搅拌器位置加氯消毒，可解决池内折板上长青苔问题。斜板填料需定期用高压水枪冲刷。

电缆铺设尽量采用电缆沟，直埋电缆需穿管保护。电缆沟入户必须封堵严密，避免电缆沟内的水进入室内造成安全隐患。增加漏电自动保护装置，可有效避免漏电带来的安全隐患。

5 结 论

在原有“三沟式氧化沟”工艺上增加“混合、絮凝反应、斜板沉淀+纤维转盘滤池+二氧化氯消毒”的污水处理工艺可确保二期提标升级改造工程的出水水质稳定达一级A 排放标准，处理吨水能耗仅增加了0.04kWh，电耗和药剂费吨水成本增加在0.1 元左右，该改造工艺可在采用氧化沟工艺的污水处理厂的提标升级改造中推广应用。

［1］崔宝军．临沂污水处理厂升级改造工程工艺优化分析［J］．中国给水排水，2009，24(12):55－57．

［2］国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局．GB18918－2002．城镇污水处理厂污染物排放标准［S］．北京:中国环境科学出版社出版，2003．

［3］王雅昌，高嵩．三沟式氧化沟的活性污泥特性［J］．中国给水排水，2000，16(8):52－54．

［4］王旭，葛志强，张平．昌邑城北污水厂扩容提升工程建设和运行［J］．水处理技术，2014，8(8)，111－114．