天津城镇污水处理厂地方标准提标改造技术

2017-05-18邓颖辉

科技资讯 2017年9期

邓颖辉

摘要：随着城市进程和工业加速发展，国家对环保污水处理的要求越来越高。同时为了响应国家节能减排号召，城镇污水处理厂都主动提高排放标准，文章对天津污水处理厂出水排放新地标进行分析，优选了几种针对新标准提标改造技术进行介绍，对类似的提标改造具有一定的借鉴价值。

关键词：天津地标提标改造工艺技术

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（c）-0121-02

2015年10月，酝酿已久的天津市污水处理厂出水排放新地标颁布实施，其中较北京地标对于TN的要求更为严格，如此大范围严要求在国内首屈一指。随着“水十条”和新环保法的颁布，水质超标按日计罚和追究刑责堪称史上最严，随之又迎来新地标的实施可谓是雪上加霜。

目前天津大部分污水处理厂采用氧化沟、A2/O、SBR等传统工艺的活性污泥处理方法，现有的工艺流程已经无法满足新的水质要求，必须要进行优化改造。

1 天津地方标准分析

1.1 新标概述

《天津市污水处理厂标准》将天津市污水处理厂污染物控制项目限值分为A、B、C三级标准，其中：A标准主要指标达到地表水IV类水平；B标准主要指标达到地表水V类水平。根据我国《地表水环境质量标准》，依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类，其中Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

1.2 达标难点分析

1.2.1 COD

化学需氧量，出水中残存的COD多为难降解成份，主要来源分两个方面即微生物代谢产物和原水难降解成份，实践表明微生物代谢产物贡献值不足10 mg/L，主要需应对来水中的难降解成份，而这些成份多来源于工业废水，这一点在很多市政大型污水处理厂可以得到验证。

1.2.2 氨氮

氨氮不是难题，也不存在难降解的问题，水温在10 ℃以上一般不存在压力，只要求设计的HRT和运行的MLSS足够即可。

1.2.3 悬浮物和总磷

絮凝剂可以同时去除总磷和悬浮物，因此这两项指标作为1个问题。运行经验表明，普通的三级处理设施通过化学除磷总磷达到0.3 mg/L压力不大，但悬浮物却不能稳定达到5 mg/L以下[1]。

1.2.4 总氮

标准制定者显然充分考虑到了总氮达标的可行性。类四类和真四类的唯一区别就是总氮，为什么从1.5 mg/L放宽到10 mg/L，而北京类四类地标实际总氮要求15 mg/L，标准制定者为何唯独对总氮放宽要求？显然是因为总氮达标很难，确实很难，位于难题榜榜首。

2 提标改造工艺技术

2.1 高效反应沉淀池+深床反硝化滤池+曝气生物滤池

高效反应沉淀池是把混凝池、絮凝池、沉淀池和污泥浓缩集合于一体的污水处理工艺。混凝时添加助凝剂，使得反应可产生较大的矾花，污泥回流可进一步增加矾花的密度和沉降性能，加快其沉淀速度，斜管沉淀区利用层流原理，提高沉淀池的处理能力。通过高密池可以有效降低SS，同时磷酸盐磷（PO4-P）通过化学除磷确保总磷能达到0.3 mg/L以下。

深床反硝化滤池采用粗石英砂滤料，在滤池运行过程中存在以下过程：截留、吸附和脱附。反硝化过程中，有机物作为电子供体提供能量并得到氧化降解，利用硝酸盐中的氮作电子受体，使得硝态氮还原成氮气，其反应式如下：

NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7NO2+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-

NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H|NO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-

由上述反应可知，反硝化反应中每还原1gNO3-需消耗2.47 g的甲醇，每还原1 gNO2-需消耗1.53 g的甲醇[2]。

滤池进水的碳源（BOD5）已经比较低，为保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要适当的碳源（如甲醇）。通过深床反硝化滤池深度处理，总氮控制在10 mg/L以下。

曝气生物滤池过滤介质为陶粒，通过陶粒滤料表面附着生长的好氧微生物菌群氧化代谢污水中的COD、BOD5、氨氮等物质，是深度处理的保障性工艺。

2.2 改良多级AO+微孔过滤

改良多级AO工艺是利用同步硝化反硝化（SND）现象脱氮原理，在低氧环境下实现了生物脱氮过程的硝化、反硝化同步进行。研究发现，在进水碳氮比约为3.0的条件下，改良多级AO相对于传统多级AO工艺在生物脱氮方面具有如下优势。

（1）运行电耗更低，这得益于更多的硝态氮参与了反硝化，使得化合态氧气更多的参与COD的氧化，从而节约了曝气量。

（2）改良多级AO较普通多级AO可以多脱除10 mg/L的TN，相当于节约30 mg/LBOD当量的碳源，以乙酸钠计折合节约碳源成本0.2～0.3元/t。

（3）改良多级AO可使TN稳定达到10 mg/L以下，而普通多级AO则无法突破瓶颈，而这一点比节约运行成本更为重要。

微孔过滤是一种机械过滤方法，它适用于液体中存在的微小悬浮物质。微滤装置不是过滤机理的创新，而是设计思路的创新[4]。由于孔径小至微米级，可截流粒径为几微米的微小颗粒，因此出水水質及出水稳定性都优于颗粒滤池。当量孔径有10 μm时，悬浮物等于或小于35 mg/L的设计水质在出水时悬浮物可达到等于或小于5 mg/L。

2.3 膜技术

膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术，是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。

通过和传统的活性污泥法及生物膜法比较，膜技术工艺有以下特点[4]。

（1）出水水质标准高，品质稳定。膜生物反应器采用PVDF膜，其表面孔径只有0.1～0.4 μm，能够高效地进行固液分离，悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。

（2）运行控制更加灵活稳定。膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离。

（3）对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强。尤其是在冬季进水水温条件较低的条件下，依靠高浓度的微生物，依然可保持较强的生物活性。

（4）脱氮效果好。有利于增殖缓慢的硝化细菌及其他细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率、COD去除率等各项指标得以提高，反应时间也大大缩短；同时大的有机物被截留在池内，保证其被继续降解。

（5）容积负荷高，占地少。

（6）启动快，不受污泥膨胀的影响。

2.4 其他工艺

天津地区污水处理厂地标提标改造过程中还应用了以下工艺技术，包括硝化、反硝化及强化除磷功能的连续流砂过滤技术，投加悬浮填料的挂膜技术，臭氧催化氧化和高级芬顿技术等，这些工艺技术根据各个地区各个项目的实际情况，合理地组合，为天津此次提标任务提供了有效的技术保障。

3 结语