茶坞污水站污水及污泥处理工艺的优化分析

柴　芳

太原铁路局大同西供电段办公室，山西　大同　037005



茶坞污水站污水及污泥处理工艺的优化分析

柴芳*1

太原铁路局大同西供电段办公室，山西大同037005

摘要：大秦铁路股份公司茶坞铁路地区污水站通过对污水处理工艺、污水消毒工艺、污泥处理工艺的升级改造，使其处理出水达到新《排放标准》的要求，保障人民身体健康，改善生态与环境，造福人类。

关键词：污水污泥处理；工艺优化分析

大秦铁路股份公司茶坞铁路地区污水站位于北京市怀柔区桥梓镇。该污水处理站于2005年竣工并投产使用，主要接纳茶坞铁路地区的生活污水及生产废水，原设计处理后的污水主要回用于绿化、车辆冲洗及厕所冲洗等，剩余污水排放，最终排放至牤牛河(怀柔区段)，2013年12月20日北京市环保局和北京市质量技术监督局发布《北京市水污染物排放标准》，新《排放标准》较原标准更加严格，因此需对该污水处理站进行升级改造，使其处理出水可达到新《排放标准》的要求。

一、污水站现状及改造要求

原工艺缺乏生物脱氮除磷功能，致使现处理出水无法满足新《排放标准》中对氮磷污染物的限值要求。此外，新《排放标准》中关于污水中各项指标都提出了更严格的要求，采用常规的二级生物处理工艺无法保证出水水质达标，因此必须采用强化生物处理工艺及深度处理工艺。通过现场勘探，发现现场大部分设备老化，故障率高，许多设备无法正常运行。设备自控程度低，多需人工手动操作，工人操作强度大，运行效率低。

该项目为既有污水处理厂改造项目，有别于新建项目。因此应综合考虑既有工艺、设备及构筑物等情况，应本着在出水水质达标的基础上，充分利用既有构筑物及设备的原则，对其进行工艺设计改造。

二、污水处理工艺选择原则与技术

现在污水处理厂多采用有脱氮除磷功能的生物处理工艺，主要有以下五种：

(一)A/O工艺

A/O工艺自被开发以来，就因为其特有的经济技术优势和环境效益，愈来愈受到人们的广泛重视。主要缺点在于不能同时兼顾脱氮和除磷，仅能实现其中一种功能。因此不适于本次改造。

(二)氧化沟工艺

结合本项目中的既有接触氧化池，其构筑物形式与氧化沟存在较大差异，不利于充分利用既有构筑物的原则。因此该工艺不适于本次改造。

(三)吸附生物降解法

适应于处理高浓度有机废水，而本工程原水主要为生活污水。其次，该工艺需要具备两套独立的曝气池、沉淀池及污泥回流系统，并不利于既有生物接触氧化池的改造。此外，该工艺去除污染物的机理是活性污泥絮凝体的吸附作用及好氧微生物的生物降解作用，对氮磷的去除效果不理想。因此不适于本次改造。

(四)序批式活性污泥法(SBR)

SBR是序批式活性污泥法的简称，滗水器是该法的一项关键设备。既有接触氧化池其进水方式是连续进水，反应器呈连续推流式，由于SBR反应池是集均化、初沉、曝气反应、沉淀于一体的反应器，其池体构造与接触氧化池有很大差异，因此无法利用既有池体进行改造，故该工艺不适于本项目。

(五)A2/O工艺

A2/O工艺是典型的推流式反应器，与理想完全混合反应器相比，污废水中各项指标(如BOD、COD等)沿进水水流方向(池长)呈函数变化，通过对池体的功能分割，进而到达针对不同污废水水质处理的目的。前已述及，原水进水水质具备采用生物脱氮除磷的条件，而同时，出水水质指标中亦对氮磷提出更高要求，因此，可在原有接触氧化池基础上，新建厌氧池及缺氧池，形成A/A/O工艺同时，该工艺的反应池与既有接触氧化池构造基本相同，仅需将既有接触氧化池内填料拆除后，即可使用。既满足同时脱氮除磷的要求，又可充分利用既有构筑物，因此本次改造二级生化处理工艺采用A2/O工艺。

三、污水深度处理工艺的可行性分析及方案比选

本次改造要求出水水质较高，靠简单的二级生化处理工艺达不到最新的地标排放要求，必须设置三级处理工艺。本工程选取MBR+NF(纳滤)和DNBF(反硝化生物滤池)+BAF(曝气生物滤池)+HF(浸没式超滤)两种方案。

通过上述两种污水处理方案的叙述，现对两种深度处理工艺列表进行优缺点对比：

类别对比项MBR+NF工艺DNBF+BAF+HF工艺技术可行性技术适应情况是一种新型工艺，国内厂家正在进行尝试工艺成熟，国内外应用较多，尤其应用于化工废水技术进步情况技术先进，是给水工艺在污水中应用的一种尝试。是膜过滤的深化。技术先进，生化处理的深入。对水量水质应变能力强，后期运营管理方便。

水质目标出水水质较好，SS值较低，具有部分脱盐功能水质较好，SS值较低污泥稳定情况稳定，但有20-25%废水需回流，进一步处理稳定可靠费用指标设备工程投资设备昂贵、工程投资特大设备费用中、工程投资一般运行费用高(尤其是电费和折旧)适中运行管理运转操作自控程度高，但需频繁调整运行参数运行操作简单，无需复杂自控设备脱氮除磷工艺比较处理原理靠物理过滤方式去除污染物，有浓水排放，需进一步处理循环消化液也由BAF池用泵回流至缺氧池，在DNBF池主要进行反硝化脱氮的摄取，从而使废水中有机物、氮、磷含量均达到较高的去除。处理效果稳定。

维护管理和检修频率设备数量相对较少，但不容易操控，方便维护管理相对复杂。需增设砼结构水池，但处理过程稳定，对水量水质的适应性较强，无需频繁调整运行参数

场地面积小中(都在室外)

工程投资比10.5-0.6

维护管理费10.7-0.8

池体土建结构形式NF需要设在室外都要在室外对自动化要求很高一般缺点价格昂贵，投资和折旧费用高，MBR和NF膜的使用寿命在3-5年占地面积较大，需设室外混凝土水池综合上述比较，该工程采用经济实用且处理效果较好的DNBF+BAF+HF污水处理工艺作为深度处理工艺。

四、泥改造处理工艺比选优化

此工程污水处理工艺有下三种方案可供选择，污泥水率均能达到80%以下。

方案一：机械浓缩、机械脱水污泥

方案二：重力浓缩、机械脱水污泥

方案三：污泥重力浓缩、自然干化脱水

结合污水处理站既有构筑物情况综合考虑，方案二较优。污水处理站既有污泥处理处置方式采用的是污泥重力浓缩机械脱水，最终泥饼外运填埋。采用板框压滤机机械脱水，该设备陈旧老化，且使操作人员劳动强度大，污泥脱水效果差。本次可考虑采用带式污泥脱水机，带式机在国内应用较早，技术较成熟，污泥含水率可达到，这种设备目前成熟可靠。本方案还可充分利用既有的污泥浓缩池。另外本工程考虑除磷，为了避免磷的析出，需要减少厌氧时间，保证对剩余污泥的及时高效处理。因此综合考虑选用第二方案。经综合比较，本工程污泥处理推荐采用污泥带式浓缩脱水机。

五、应用效果及分析

(一)水处理站可以改善生态环境，保障人民身体健康，造福社会，其主要效益为环境效益。

(二)社会效益

1.水处理站建成后可大量减少各类污染物的排放，可显著的改善和提高周围地区的水体水质，预防各种传染病、公害病，提高人民健康水平。

2.水处理站建成后，茶坞铁路地区的污水得到有效处理，减轻了当地的环境污染，改善了当地人民居住环境，提高了人民生活质量。

3.水处理站的建设可以提高周围地区的基础设施水平，改善和提高环境质量水平，使该地区做到经济增长与环境保护协调发展。

[参考文献]

[1]中铁工程设计咨询集团有限公司关于茶坞污水站更新改造工程可行性报告.

*作者简介：柴芳(1976-)，女，2010年毕业于西南交通大学，太原铁路局大同西供电段办公室，工程师。

中图分类号：X703

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)09-0129-02