源城污水处理厂尾水提标地表Ⅲ类水工程

韩 延 飞

(1.广东工业大学，广东 广州 510006; 2.广东省广业环保产业集团有限公司,广东 广州 510030)

源城污水处理厂尾水提标地表Ⅲ类水工程

韩 延 飞1,2

(1.广东工业大学，广东 广州 510006; 2.广东省广业环保产业集团有限公司,广东 广州 510030)

通过曝气生物滤池(BAF)+絮凝沉淀+超滤(UF)组合工艺各单元对源城污水处理厂尾水污染物的去除分析，从设计参数选择、设备选型、运营期数据验证等方面，论证了组合工艺在源城污水处理厂尾水提标至地表Ⅲ类水工程上的可行性与可靠性。

尾水提标，地表Ⅲ类水，BAF，絮凝沉淀，UF

河源源城污水处理厂地处东江一级支流新丰江流域，新丰江水质满足地表Ⅱ类水标准。随着地区政府对流域水环境的日益重视，要求源城污水处理厂处理后的尾水再经深度处理，主要指标提标至地表水Ⅲ类标准后排入附近河流。在对国内类似提标项目调研及单元处理技术论证的基础上，结合源城污水厂尾水水质特点，该项目首次采用了曝气生物滤池(BAF)+絮凝沉淀+超滤(UF)作为深度提标主要工艺，通过最终项目运营指标的分析，证明工艺组合可行、稳定、可靠，为该组合工艺为今后市政污水处理厂深度提标在工艺选择上提供了有益参考。

1 设计处理规模及水质

目前源城污水处理厂运营规模为20 000 m3/d，进水主要是周边市政生活污水和少量工业废水，因此设计提标规模为20 000 m3/d。

提标工程进水为源城污水处理厂排放的尾水，水质可达到广东省DB 44/26—2001水污染物排放限值中规定的城镇二级污水处理厂第二时段一级排放标准及国家GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级标准(A标准)中较严者。

提标后出水需在上述排放标准以及GB 3838—2002地表水环境质量标准Ⅲ类水体要求三者中，取较严者。

进出水水质标准见表1。

表1 进出水水质表

2 工艺方案选择

源城污水处理厂二级处理生化工艺(A/A/O微曝氧化沟工艺)已经稳定运行四年多，在系统进水水质波动幅度较大的情况下，生化池工艺系统出水水质始终较为稳定。出水中悬浮物(SS)的含量已经很低(10 mg/L以下)，二级生化处理水中含有少量的活性污泥碎片，是二级出水水质指标CODCr,BOD5和SS的主要成分，因此尾水中CODCr,BOD5,NH3-N,SS成为提标处理的主要对象。

2.1需考虑的主要因素

1)有机物的去除。

源城污水处理厂生物处理工艺采用A/A/O微曝氧化沟处理工艺，泥龄为10 d，脱氮效率较高，可以满足二沉池出水氨氮浓度不大于5 mg/L(冬季为8 mg/L)的要求。

根据近四年多的运行情况统计，其出水BOD5=2.0 mg/L～10 mg/L，CODCr=30 mg/L～40.0 mg/L，SS=8 mg/L～10 mg/L之间，NH3-N=2.0 mg/L～5.0 mg/L。因此，在尾水提标处理工艺中需考虑对剩余的有机物有一定的去除作用。

2)碱度及氨氮的去除。

亚硝酸菌和硝酸菌属于异养型微生物，其生理活动不需要有机营养物，在水中的有机物浓度较低的情况下活性较好。而每1 g氨氮转化为硝酸盐，需要耗碱度7.14 g，因此为保证尾水出水碱度采用生物处理NH3-N是最好的选择。

3)水中悬浮物的去除。

源城污水处理厂的出水悬浮物含量低于10 mg/L，尾水提标出水要求总磷浓度低于0.2 mg/L，为保证该指标稳定达标，悬浮物浓度需低于5 mg/L，悬浮物通过普通的絮凝沉淀+精密过滤可以保证出水悬浮物低于5 mg/L。

4)TP的去除。

污水处理厂采用生物除磷+化学除磷，由于出水悬浮物的含量低于10 mg/L，很难保证出水的TP≤0.2 mg/L，因此尾水提标必须增加普通的絮凝沉淀+精密过滤的方式。

2.2曝气生物滤池(BAF)+絮凝沉淀+超滤(UF)工艺设计

进水先通过第一级曝气生物滤池(BAF)，利用微生物的降解作用，分解有机物，脱氮除磷；再通过高效沉淀池+超滤(UF),进一步去除SS及TP，然后通过紫外消毒把细菌及微生物杀灭，最终达标排放。

工艺流程见图1。

曝气生物滤池和高效沉淀池分别采用一座五格(并联运行)和一座两格半地埋钢筋混凝土结构。

1)曝气生物滤池(BAF)。

曝气生物滤池是一种高效能、低成本和体积小的污水处理系统，其充分借鉴了接触氧化池和给水快滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。通过在滤池中装填一定量粒径较小的滤料，形成附着于其表面生长的生物膜，利用池内曝气时，高浓度生物膜量对有机物的强氧化降解能力对污水进行快速净化。同时，NH3在有氧条件下转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐进一步转化为硝酸盐。

本工程曝气生物滤池采用一座五格(并联运行)结构，单格面积56 m2，单格处理流量2 500 t/d(104.17 m3/h)，其余设计参数如下：

平均滤速：3.00 m/h，滤料厚度：3.2 m，水反冲强度：20 m3/(m2·h)，气反冲强度：60 m3/(m2·h)，反冲洗用时：40 min/次，容积负荷：0.08 kgBOD5/(m3·d)。

设备选用6台(5用1备)22 kW曝气风机，3台(2用1备)22 kW反冲洗风机。

2)高效沉淀池。

高效沉淀池的作用主要是通过混凝剂与进水进行混凝反应，将在曝气生物滤池单元难以去除的TP进行去除，同时对SS有较好的去除作用。

本工程高效沉淀池采用一座两格结构，设计参数如下：

单格处理流量：10 000 t/d，沉淀区直径：10 m，单格过滤面积：85 m2，表面负荷：4.9 m3/(m2·h)，清水池容积：250 m3，反冲洗排放水池容积：392 m3。

设备选用6台3 kW污泥泵，2台3 kW混合搅拌机，2台3 kW絮凝搅拌机，2台1.5 kW污泥浓缩机。

3)超滤(UF)。

超滤是同时进行浓缩和分离大分子及胶体物质的技术。以压力差为驱动力，液体在超滤膜表面流过时，大分子或胶体物质被截留，小分子和纯水透过膜。

超滤膜的典型孔径在0.01 μm～0.1 μm之间，对于细菌和大多数病菌、胶体、淤泥等具有极高的去除率。膜的公称孔径越小，去除率越高。超滤膜通常使用的材料都是高分子聚合物。

超滤是去除0.01 μm～0.1 μm之间污染物质最有效的方法之一，使用超滤不但能去除所有的悬浮物，而且还能去除部分有机物。超滤产水持续保持稳定在SDI<3。

主要设计参数如下：

装置数量：4套，设计产水量：140 m3/h/套(20 ℃)，膜元件数量：52支/套，设计通量：50 L/(m2·h)，回收率：≥90%,产水水质：SDI≤3，浊度:≤0.5 NTU,操作温度：≤40 ℃,设计压力：0.4 MPa。

2.3工艺单元去除率分析

根据工艺设计参数条件下对出水指标的计算分析，得出各工艺单元对污染物的去除率，详见表2,表3。

表2 工艺单元去除率分析表(一)

3 运行效果评价

源城污水处理厂尾水提标工程2017年5月建成调试运行，6月～8月份出水常规指标均能达到设计要求，见表4。通过三个月运行数据可见，曝气生物滤池(BAF)+絮凝沉淀+超滤(UF)工艺系统运行稳定，按照设计进水水质计算，COD去除率达到70.85%，BOD去除率达到60%，NH3-N去除率达到90%，TP去除率达到82%，SS去除率达到60.2%。

表3 工艺单元去除率分析表(二)

表4 主要出水指标水质检测数据表 mg/L

4 工程造价及运行成本

4.1工程造价

提标项目工程总造价1 760万元，其中土建工程费727万元、安装工程费407万元、设备购置费626万元。

4.2运行成本

运营成本主要由电费、药剂费、人工费用、维修费四部分组成。全年按运行365 d计算，电费87.75万元/年，药剂费39.42万元/年，人工费12.6万元/年，维修费10万元/年，合计运行费147.77万元/年。吨水运行成本0.205元。

5 结语

通过曝气生物滤池(BAF)+絮凝沉淀+超滤(UF)工艺在源城污水厂提标项目上的实践检验，工艺系统对CODCr,NH3-N的去除率高于设计计算值10%以上，TP,SS的去除率与设计计算值相符，BOD5去除率虽较设计计算值高14.29%，但出水BOD5在地表Ⅲ类水标准范围内，证明其工艺稳定、可靠，且经济可行。因此，在对出水要求较高，需要达到地表水标准的流域等环境敏感区域的市政污水厂提标项目上，曝气生物滤池(BAF)+絮凝沉淀+超滤(UF)工艺具有一定的参考和推广意义。

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[2] 陈小燕.呼和浩特市某污水处理扩建提标改造工程设计[J].中国给水排水，2016,32(16)：42-45.

[3] 李 伟，卢东昱，陈永玲，等.北京市某污水厂基于准地表Ⅲ类水体出水标准的工程实践[J].中国给水排水，2017,33(2)：56-60.

EngineeringofYuanchengsewagetreatmentplantimprovingtailwatercriteriontoclassⅢcriteriaofsurfacewater

HanYanfei1,2

(1.GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China; 2.GuangdongGuangyeEnvironmentalProtectionIndustryGroupCo.,Ltd,Guangzhou510030,China)

By using the each unit of the combined process-BAF+flocculent serrling+UF, to analyse the tail water pollutant removing of Yuancheng sewage treatment plant. Referring to design parameters selection, equipment selection, operation data validation, this essay argues the feasibility and reliability of improving it’s criterion of tail water to class Ⅲ criteria of surface water engineering.

improving criteria of tail water, class Ⅲ criteria of surface water, Biological Aerated Filter, flocculent serrling, Ultra-Filtration

1009-6825(2017)28-0117-02

2017-08-25

韩延飞(1980- )，男，在读工程硕士，高级工程师

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