某县城区污水处理厂提标改造的工程实例

罗 超，秦 超，周喜雄

（1.武汉光谷环保科技股份有限公司，武汉 430070；2.东风设计研究院有限公司，武汉 430050）

“十三五”以来，国家对环保由粗放型点源方式管理向流域精细化管理转变，各主要排污口主要污染物标准也不断提高。湖北省要求全省范围内生活污水处理厂全面执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A 标准。

1 工程概况

湖北省十堰市某县城区污水处理厂的设计处理规模25 000 m3/d，其中一期处理规模15 000 m3/d，采用KIC 生物接触氧化池工艺，2009年建成运行；二期处理增加规模10 000 m3/d，2012年建成运行，占地面积为36.8 亩，2017年7月启动提标改造工程，占用原预留用地，提标改造后总污水处理规模为 30 000 m3/d，2018年5月已进入试运行阶段。根据水质检测数据，改造完成后，污水处理厂出水全面达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A 标准。改造前一年，该污水处理厂进出水月均数值如表1所示（改造前不考核总氮）。

表1 改造前污水处理厂进出水主要指标

从上述水质指标中可看出，KIC 系统脱单效果不甚理想，氨氮有超标的风险，总氮若考核，就会出现超标情况，因此需要对现有污水处理厂生化工艺进行升级改造。

2 主要设计参数

2.1 扩能改造部分

原一次提升泵房使用潜污泵规格为Q=500 m3/h，H=12 m，N=30 kW，3 台，两用一备，提升泵房停留时间为22 min。考虑到潜污泵刚更换不久，结合提升泵房现场情况，在侧壁增加两台潜污泵（一用一备），采用原规格，经改造后，潜污泵原3 台继续保留。提升泵房主体结构不变。这样可以保证现有污水厂正常运行，通过工程措施，实现增产扩能的目标。

2.2 生化池改造

现有KIC接触氧化池单组规格为L×B×H=98 m× 8 m×5 m，共6 组，每组分厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，共9 格，其中厌氧区（1 格）、缺氧区（2格）、好氧区（5 格）单格长10 m，沉淀区长18 m。各格之间通过上下翻腾隔墙实现污水推流，缺氧区和好氧区内铺设有填料，生物带填料规格为100 mm× 10 mm×2 000 mm，生物带间距为300 ～500 mm/根，好氧区底部有曝气盘，规格为Φ315 mm。缺氧区和好氧区布设有穿孔曝气管，曝气管规格长1 000 mm，适当开孔，主要是定期对生物带进行扰动，增加生物膜脱落和更新周期，提高系统生化处理能力。

生化池在现有KIC 基础上改造，为确保污水脱单除磷效果，将原有KIC 工艺改为传统的A2/O 工艺，同时增加硝化液回流系统和污泥回流系统，原有推流式改为各单元完全混合式。为了保证后续检修和池体清洗方便，拆除掉生物带，拆除2 格缺氧区之间的隔墙、好氧区之间的隔墙，将沉淀区改为好氧区。缺氧区内增设潜水搅拌器，实现回流液与来水均匀混合。风机更换不久，通过计算，满足要求，风机保持不变。

新增有关设备主要规格参数如下。厌氧区潜水搅拌器：叶轮直径360 m，转速740 r/min，功率 4.0 kW，共6 台；缺氧区潜水搅拌器：叶轮直径360 m，转速740 r/min，功率3.0 kW，共12 台；硝化液回流泵：Q=833 m3/h，H=10 m，N=37 kW，共12 台，每组2 台，一用一备。污泥回流泵：Q=700 m3/h，H=10 m，N=30 kW，共3 台，两用一备，置于污泥回流泵房。曝气器：Φ315 mm，EPDM，数量1 896 只。生化池汽水比在10：1 左右。

2.3 新建深度处理单元

2.3.1 高密度沉淀池

某县城区污水处理厂采用一体化设计，污水依次通过“混合区—絮凝区—沉淀区—浓缩区”，高密度沉淀区2 座。

混合区：设计混合时间为2.6 min，单座规格尺寸为：2.1 m×2.1 m×6.8 m，有效水深6.3 m，在混合器投加混凝剂PAC，设计PAC 投加量为10 mg/L，配套混合池搅拌机（快混）叶轮直径1 000 mm，转速65 r/min，功率N=5.5kW。

絮凝区：絮凝时间为10.5 min，单座规格尺寸为：4.3 m×4.3 m×6.8 m，有效水深6.2 m，投加PAM，设计PAC 投加量为2 mg/L，配套絮凝池搅拌机（慢混）叶轮直径1 800 r/min，转速7 ～30 r/min，功率N=5.5 kW， 变频控制，污水提升倍数10 倍。

沉淀区：表面负荷33.8 m3/（m2·h），单座斜管沉淀区尺寸9.7 m×9.7 m，设置斜管，规格φ80 mm，L=1 000 mm，PP 材质，δ=3 mm，面积60.5 m3，集水槽断面尺寸300 mm×310 mm，每条长4 000 mm，共20 副。

浓缩区：单座直径9.7 m、池深6.8 m，水深6.05 m，配备中心传动浓缩机直径9.7 m，电机功率0.75 kW，变频控制。污泥回流比10%，采用4 台螺杆泵，每台规格Q=35 m3/h，H=30 m，N=11 kW，变频控制，共6台，4 用2 备。

2.3.2 滤布滤池

本污水厂设置滤布滤池2 座，单座规格尺寸为 9.2 m×4.0 m×5.3 m，有效水深4.6 m，每座滤布8 个滤盘，滤盘直径3 000 mm，功率N=0.75 kW，配套自吸泵：Q=50 m3/h，H=12 m，N=3.7 kW，2 台。

2.4 消毒出水单元

滤布滤池滤前水进入滤池内，在水位差的作用下由外向内通过纤维滤布完成过滤，滤后水由中空轴流出，杂质被截留在滤盘外表面。滤布滤池的滤前水位能够将滤盘全部淹没，所以全部滤盘处于过滤状态。当需要清洗时，开启水泵并转动滤盘，与滤盘紧密接触的清洗吸盘向外吸水，清洗水由内向外流动，将截留在外表面的杂质清洗下来，清洗废水由自吸泵排出池外。

设置接触消毒池1座，规格尺寸为30.5 m×13.5 m ×6.7 m，有效水深6.2 m，接触时间2 h，消毒剂采用次钠消毒，投加量10 ～20 mg/L。

巴氏计量槽1 座，规格尺寸为13.5 m×1.2 m× 1.0 m，有效水深0.6 m，配不锈钢巴氏计量槽，喉宽b=0.45 m，长L=1.0 m，最大过水量Qmax=2 268 m3/h。

3 改造前后主要运行效果对比

3.1 COD 去除率对比

改造前2016年6月至改造前的2017年5月，COD进水在172.8 ～262.7 mg/L，出水在39.8 ～54.6 mg/L， COD 去除率基本维持在75%～80%。

改造后试运行至现在即2018年5月至改造前的2018年12月，COD 进水在182.7 ～235.7 mg/L，出水在34.8 ～42.8 mg/L，COD 去除率基本维持在77%～83%，前后对比可知，COD 出水一定程度好转，去除率提高了约3.0%。

在缺氧区增加潜水搅拌机、好氧区更新曝气系统等措施，改善了池体内缺氧和好氧环境，提高了气-水接触时间和接触面积，从而提高了系统的COD 去除率。

3.2 总氮、氨氮去除率对比

改造前2016年6月至改造前的2017年5月，NH3-N进水在20.3～30.5 mg/L，出水在5.1～11.5 mg/L， NH3-N 去除率基本维持在60%～75%。

改造后试运行至现在即2018年5月至改造前的2018年12月，NH3-N 进水在21.8 ～32.4 mg/L，出水在4.3 ～6.5 mg/L，NH3-N 去除率基本维持在75%～85%，前后对比可知，NH3-N 出水一定程度好转，去除率最高提高了约25%。

改造前没有对TN 进行考核，改造后试运行至现在即2018年5月至改造前的2018年12月，TN 进水在31.8 ～40.2 mg/L，出 水 在10.2 ～13.4 mg/L，TN去除率基本维持在60%～70%。

工程上增加硝化液内回流、缺氧区增设搅拌机，并且根据来水COD 情况，适量增加碳源，从而提高A2/O 生化系统的脱氮效率。

3.3 总磷去除率对比

改造前2016年6月至改造前的2017年5月，TP 进水在1.79 ～3.18 mg/L，出水在0.50 ～0.78 mg/L， TP 去除率基本维持在65%～80%。实际运行期间，根据来水水质情况，不定期投加适量的PAC 和PAM，增加系统除磷效果。

改造后试运行至现在即2018年5月至改造前的2018年12月，TP 进 水 在2.39 ～3.25 mg/L，出 水 在0.25 ～0.42 mg/L，TP 去 除 率 基 本 维 持 在80%～90%，前后对比可知，TP 出水一定程度好转，去除率最高提高了约25%。

3.4 SS 去除率对比

改造前2016年6月至改造前的2017年5月，SS进水在98.7 ～150.7 mg/L，出水在8.5 ～12.3 mg/L，SS 去除率基本维持在85%～95%。

改造后试运行至现在即2018年5月至改造前的2018年12月，SS 进 水 在118.4 ～145.6 mg/L， 出水在6.5 ～8.2 mg/L，SS 去除率基本维持在90%～ 95%，前后对比可知，SS 出水一定程度好转，去除率最高提高了约6.8%。

综上所述，工程上增加高密度沉淀池和滤布滤池两个工艺单元，同时优化PAC 和PAM 投加，强化絮凝沉淀效果，极大地提高了系统TP 和SS 的去除效率，滤布滤池孔径≤10 μm，可截留大部分颗粒，进一步提高对SS 的去除率。同时，由实测数据可知，在高密沉淀池和滤布滤池两工艺单元，NH3-N 继续下降，因系统不存在缺氧和好氧环境，所以生物脱氮的量几乎忽略不计，经分析，适当增加阴离子PAM 的量，NH3-N 的去除率增加，其主要原因是阴离子PAM 形成带负点的胶体或颗粒，吸附污水中的NH4+，从而增加NH3-N 的去除率。

4 结论

湖北某县城区污水处理厂采用高密度沉淀池+滤布滤池工艺进行提标改造，可以使出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A 标准，部分指标甚至优于一级A 标准。高密度沉淀池是该污水厂提标改造工程的核心单元之一，具有去除污水中SS、TP 的作用，同时还可以通过电核吸附等降低污水中的NH3-N 含量。高密度沉淀池中投加PAC 和PAM 需要适量，PAM 根据实际情况尽可能少加，以免增加后续滤布滤池的反洗周期。PAC 投加宜配合污泥回流比和MLSS 联合控制，能够提高絮凝沉淀效果，及时回泥，减少排泥不畅，可使高密度沉淀池达到最优运行状态。