某污水处理厂升级改造工程设计

2018-10-21王伟丹

科技信息·中旬刊 2018年4期

王伟丹

摘要：随着国家对污水处理厂出水的进一步严格要求，污水处理厂的升级改造逐渐成为当今水处理界关注的焦点。某污水处理厂采用两级A/O+絮凝沉淀+过滤工艺对原处理工艺进行了技术改造，改造后该污水处理厂的出水水质达到DB12/599—2015城镇污水处理厂污染物排放标准的B标准。文章对比介绍了其改造前后的工艺以及出水水质，为类似改造提供参考。

关键词：污水处理厂；工艺流程；出水水质

社会经济的发展使得水污染问题越来越严重，我国近年来加大了污水治理设施建设的投入，污水处理厂数量逐年增加，为改善城镇水环境发挥了重要作用。但随着国家和地方对城镇污水处理厂污染物排放标准的提高，为使出水水质满足排放标准，我国很多已经建成的污水处理厂正在进行技术升级与改造。

1.原污水厂基本情况

某污水处理厂建于2003年，处理能力为1800m3/d，采用生化处理A2/O工艺，出水执行《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的一级B排放标准。2015年该市推出新地标，要求污水处理厂出水必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599-201（5）的B标准，因此对污水处理厂进行升级改造，改造采用两级A/O+混凝+砂滤工艺，强化脱氮除磷能力的同时，提高出水水质。本次升级改造前对原处理工艺及构建筑物进行充分调研，根据现场实际运营情况，最大程度利用原处理系统的构建筑物，确保能节约投资，又能实现工艺流程优化[1]。

1.1原工艺流程

原污水厂处理能力为1800m3/d，主要污水来源为区内生化污水及部分企业废水，采用A2/O+中水回用（反渗透）工艺，污泥处理采用机械脱水后泥饼外运。原工艺流程如图1所示，但由于缺少中水用户，中水系统长期闲置，实际运行工艺为生化处理系统+污泥处理系统[1]。

1.2原污水厂存在的问题

改造前污水厂存在的问题包括以下几个方面：

（（1）原出水水质执行国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的一级B排放标准，其中COD、TN、TP及SS均不能达到市新地标《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599—201（5）的要求；

（（1）原工艺中无臭气收集装置，对周围环境造成不利影响；

（2）设计水量为1800m3/d，与实际运行水量600～800m3/d不匹配，目前生化系统不稳定，污泥活性不佳；

（3）实际进水BOD5/TN=1～1.8、BOD5/TP=7～22，碳源不足，实际运行中碳源补充量较大；

（4）生化系统只能单系列运行，不具备不停工检修的要求；

（（5）大部分设备老旧，低负荷下运行效率低；反应池在线仪表损坏；中水回用系统闲置多年，多数设备腐蚀老化，已无法使用；

（6）污水处理厂无应急事故池。

2.设计水质

污水厂设计进水水质不变，原设计标准中没有TN、TP的进水值，此次TN、TP进水指标采用实际监测值[2]。升级改造后工程的进出水水质见表1。

3.升级改造工艺流程

本次改造结合污水处理场现状并考虑污水处理厂提标的要求，充分利用原有构建筑物，保留集水池及粗格栅、细格栅及隔油池、剩余污泥处理系统及中水回用系统中的砂滤池、泵房、变电所等；对原有调节池、A2/O池及沉淀池進行改造；污水池加盖，对臭气进行收集集中处理；原中水回用系统中的砂滤罐立旧作为深度处理系统的一部分，中水系统其他设备不在此次改造范围内[3]。

升级改造后，处理能力既能满足800m3/d现状污水量，也能满足原设计处理量1800m3/d的要求。原调节池经核算，一部分改造成应急事故池；原A2/O池改造成两级A/O池，小水量时可串联运行，满负荷污水量时并联运行，同时实现对生化系统的不停产检修；原沉淀池改造成沉淀池+絮凝沉淀池。改造后工艺流程如图2所示。包括生化处理系统、深度处理系统、污泥处理系统及臭气收集系统四部分。

改造工艺段的主体构筑物是生化处理系统中的两级A/O池及深度处理系统中的絮凝沉淀池+砂滤罐，两级A/O的优点如下：

（1）可灵活运行，既可满足现状小污水量的要求，又可实现满负荷污水量运行，同时实现了生化系统的不停产检修；

（2）剩余污泥回流进入厌氧区，形成的污泥浓度梯度由高到低，整体平均污泥浓度较高，污泥负荷较低，提高了生化系统的抗冲击能力；

（3）分段进水可充分利用碳源，将污水中碳源利用程度最大化，对于碳源不足的污水，减少了额外碳源的投加量；

（4）分段进水将污水按科学比例分别进入厌氧区以及缺氧区，保证了厌氧区和缺氧区充足的有机物含量，同时两级A/O强化了硝酸盐的反硝化，提高了系统的脱氮效率；（

（5）两级A/O作为脱氮系统的升级改造工艺，总体池容相对变小，节省了工程投资和占地面积。

深度处理工艺的选择是在充分调研原工艺流程及实际进水水质、水量的基础上，确定采用混凝沉淀+砂滤，优点如下：

（1）进一步去除部分有机物及SS，同时实现化学除磷，出水能够稳定达到新标准要求；

（2）充分结合原工艺流程，无新增构建筑物，节省投资。

4.改造设计

4.1集水井

污水通过排水管网进入集水井，集水井内设有粗格栅1台，潜污泵3台。由于潜污泵故障较多，影响生产，在集水井内新增两台自吸泵[1]。污水通过泵提升，经细格栅进入隔油池。

4.2调节池及事故池

将原调节池中间设隔墙，分割为事故池与调节池，调节池尺寸：10m×7m×4.3m，事故池尺寸：6m×7m×4.3m。区内来事故污水通过阀门切换进入事故池，根据水质情况选择外运处理或是进入调节池逐步处理。事故水池内利用原有潜水搅拌机一台，新增污水提升泵一台，Q=60m3/h，H=6m，用于转移事故水。

污水在调节池内实现调节水量，均匀水质。调节池已有潜水搅拌机一台，用于混合污水。已有潜污泵3台，其中2台需要更换，Q=25m3/h，H=9.8m。

4.3两级A/O池

经调节后的污水，进入生化系统。生化系统由原来的A2/O池改造为厌氧池——缺氧1池——好氧1池——缺氧2池——好氧2池。厌氧池利旧，尺寸：6m×7m×4.3m；原缺氧池好氧池改造成两级A/O池，缺氧1池尺寸：10m×4.7m×4.3m；好氧1池尺寸：10m×5.8m×4.3m；缺氧2池尺寸：10m×4m×4.3m；好氧2池尺寸：10m×5.8m×4.3m；新增缺氧池搅拌器2台，N=4kW。更换原曝气系统及管路，设置营养盐加药装置一套，N=1.5kW。

4.4沉淀池及絮凝沉淀池

将原平流沉淀池改造为沉淀池+絮凝沉淀池，在沉淀池的前部重新设计倒流墙避免污水短流。沉淀池尺寸：10m×5m×4.3m，絮凝沉淀池尺寸：6m×5m×4.3m。沉淀池出水自流进入絮凝沉淀池，投加PAC和PAM，通过搅拌，获得良好的絮凝效果。絮凝沉淀池采用斜管沉淀，以提高沉淀效率，节省占地面积。沉淀池污泥回流至厌氧池，絮凝沉淀池污泥及剩余污泥进入污泥池脱水处理[3]。新增絮凝搅拌机2台，N=1.1kW；潜水吸泥泵1台，N=11m3/h，H=10m；PAC加药装置1套，N=1.5kW；PAM加药装置1套，N=2.25kW。4.6中间水池将中间水池改造为次氯酸钠接触池，用于混合药剂并保证接触时间，为化学除氮创造条件，池体尺寸：4m×3.45m×3m；新增次氯酸钠加药装置1套，N=1.5kW。

4.6砂滤罐

原中水回用系统中的砂滤罐利旧，尺寸：Φ3.0m×3.0m，更换内部滤料。

4.7污泥处理系统利旧

污泥池尺寸：4.0m×3.45m×3.0m；污泥螺杆泵1台：Q=12m3/hr，H=60m；带式脱水机1台：DNDY-500；螺旋输送机一台：WLS-260。

5.调试及运行结果

污水厂升级改造后经过3个月的调试，出水水質稳定，于2017年12月竣工验收。目前污水厂运行水量基本稳定在500～750m3/d，环保部门的监测数据见表2。

由表2可见，该污水厂经过提标改造后出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599—201（5）的B标准。

6.投资与运行费用

工程固定总投资约为人民币190万元，其中包括土建费用、设备更换及新增设备。运行费用：吨水电费费用为3.11元，吨水药剂费用为0.41元，吨水人工费用为1.17元。合计吨水处理费用为4.65元。

7.结束语

综上，经过升级改造后，该污水处理厂实现了工艺流程优化，污水处理能力得到了显著的提高，降低了向水体环境中排放污染物总量，同时最大程度利用了原处理系统的构建筑物，节约了投资。污水处理工艺形式以及技术还在不断的推陈出新，相信污水处理厂污水处理能力也将不断提升，为城市建设贡献更大的力量。

参考文献：