太仓市双凤污水处理厂现状及扩建提标改造技术对策分析

□程星星

太仓市双凤污水处理厂随着水污染防治力度的加大，污水厂出水水质标准的提升及区域污水量的快速增长，现状处理能力已经很难满足新的环保要求。进行扩建及提标改造工程建设是十分必要的。

一、工程背景

双凤污水厂占地面积约为1.12公顷，一期工程服务范围为盐铁塘以西、新开河以东范围内的中心镇区和凤中工业园区，现状服务面积约为1.5平方公里，现状服务人口约0.7万人。

双凤污水处理厂目前规模0.5万m3/d，采用改良型氧化沟活性污泥法工艺，一期工程于2006年竣工，2010年完成脱氮除磷升级改造工程，现状出水达一级A标准。污水处理系统由污水提升泵房、氧化沟一体化反应池、絮凝过滤一体池、污泥脱水机房等单元组成。

二、污水处理厂现状以及存在问题

(一)改造前工艺流程。改造前双凤污水处理厂采用廊道式布置的氧化沟工艺(见图1所示)，但是由于进水可能会含有部分工业污水，该工艺难以承受部分工业废水的冲击，水量水质的变化，使出水不能达到新标准。

图1 现状工艺流程图

(二)存在问题分析。

1.脱氮问题。现有廊道式氧化沟1座，规模0.5万m3/d，单条廊道宽度为4.0米，共4条，采用表曝形式，充氧效率低，难以满足硝化要求。

2.设施功能不足问题。本次工程出水标准全面高于一级A标准，现有的深度处理设施规模、功能、水力高程等均无法满足处理要求。

3.除臭设施不完善。现有氧化沟采用表曝形式，无法进行加罩除臭，故臭气对周边环境影响较大。

可见，此次提标改造重点是利用污水处理组合工艺，保证处理尾水达标排放，又能节约能耗、药耗，同时与深度处理拓展工艺可以较好的衔接，无废弃工程。

三、提标改造工程方案

(一)工程规模。双凤污水处理厂现状0.5m3/d的运行规模，并考虑到近期污水管网及污水厂收集范围的扩大，确定本次工程扩建规模为1万m3/d。本工程建成后，双凤污水处理厂处理规模为1.5万m3/d。

(二)提标改造设计进出水质。根据《太仓市水污染防治工作方案》以及相关环保要求，工程出水暂按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918征求意见稿)特别排放限值标准执行。

(三)用地。本次新增用地沿现状用地西南侧外拓100m～120m，与现状用地相接，总用地形状较为规整。本次新增用地后，双凤污水处理厂总用地面积约3.79hm2(其中水域面积约为0.63hm2)。

(四)方案论证。

1.沉砂池方案论证。考虑到本工程后续脱氮除磷工艺，本工程沉砂池池型选择曝气沉砂池和旋流沉砂池进行比较。曝气沉砂池投资成本较低，沉砂比较稳定，可以去除浮渣以及油脂等，有少量氧气进入后续处理，国内的工程实例较多，构筑物占地大。旋流沉砂池沉砂效果一般且停留时间短，不能去除浮渣、油脂，沉砂质量一般并且受水量变化的影响，没有氧气进入后续处理。为了达到出水水质的要求，更好地去除原水中的油脂和浮渣，得到更加稳定的除砂效果，采用曝气沉砂池比较合适。

2.预处理工艺的选择。现状进水水质分析特点，本工程预采用“粗格栅+细格栅+沉砂池”预处理工艺。双凤污水处理厂现状格栅及进水泵房设计规模2万m3/d，设备0.5万m3/d，本工程新增设备1.0万m3/d。现状由于用地紧张，未设置沉砂池，根据其现状进出水水质分析及运行情况，本工程新建细格栅以及曝气沉砂池一座，设计规模1.5万m3/d，设备1.0万m3/d。

3.污水主体生化方案。污水处理工艺应该选择具有降C、脱N、除P的功能，传统生物活性污泥法不断革新，如氧化沟、AB法、A/O法、AA/O法、SBR工艺、CAST工艺等。脱氮、除磷效果的好坏已经成为污水处理工艺时需要考虑的重要因素之一。具体到双凤污水处理厂的工程特点、经济的合理性、处理重点的强化性及对污水水质、水量的适应性等综合因素，A2/O和氧化沟污水处理工艺作为优选方案。

以上两种方案，C、N、P处理效果相当，运行可靠性和忍受冲击负荷能力都比较好，污泥的稳定性较好，但是氧化沟工艺构筑物占地较大，基建投资、运行费用都较大，供氧的利用率一般。A2/O工艺是城市污水处理厂的主要处理工艺之一，改进后的A2/O工艺曝气池，具有采用灵活的多点进水、运行灵活方便、抗冲击负荷能力强的特点。处理率一般能达到BOD5和SS为90%～95%，总氮70%以上，总磷60%以上。因此，为方便管理，主体生化工艺采用A2/O工艺。

4.污水深度处理方案论证。二级生物处理后的出水中污染物指标大幅下降，与出水指标相比有一定差距，需要选择针对性的深度处理工艺[1]。双凤污水处理厂处理出水指标与最终出水指标在TN、TP有差距，深度处理工艺的主要去除对象为TN、TP、有机物以及悬浮物。对污水处理厂深度处理的研究可得，针对有机悬浮状态SS的去除，会用到过滤和混凝沉淀；有机溶解状态的BOD5、COD等，会用到混凝沉淀以及活性炭吸附，活性炭主要是去除某些溶解性的有机物，还能去除重金属；对于营养性盐类N、P，主要采用吹脱、生物脱氮以及混凝沉淀、化学除磷；对于细菌、病毒类物质采用氯气、次氯酸等。

混凝沉淀是进一步去除悬浮物、BOD5、COD以及磷[2]。可以说是最有效的除磷方法，对水质标准的提高，生物除磷难达效果，须采用混凝沉淀的方式进行化学沉淀，同时降低SS。国内污水深度处理常用混合反应沉淀池和高效沉淀池，高效沉淀池是把混合、絮凝、沉淀进行组合，提高水力负荷。比较而言，混合反应沉淀池更为规整，便于集约化，在中小污水厂中案例较多。因此采用混合反应沉淀池。

过滤在深度处理中可以增进消毒的效率、降低消毒剂的用量。生物脱氮主要是进一步去除总氮，包括硝化和反硝化两个部分，TN指标较严[3]。二级处理后已经实现较为彻底的硝化，深度处理主要考虑脱氮的反硝化部分，主要包括反硝化生物滤池、反硝化深床滤池、活性砂滤池。

反硝化生物滤池污水由下向上流过填料，出水的SS稳定性不高，为保证出水SS稳定达标，还要增设滤布滤池，增加的构筑物对水头损失带来负面影响，外加碳源时，滤池底部易积累微小生物，滋生藻类，因此不采用。

比较反硝化深床滤池和活性砂滤池，活性砂滤池碳源消耗较多，冲洗水量是反硝化深床滤池的4倍，滤池组数偏多，发现对布水布气要求极高，容易堵塞。但反硝化深床滤池是生物脱氮以及过滤功能二合一的处理单元，成功在污水处理厂中运用，如合肥西部组团污水处理厂、宁波新周污水处理厂等。综合考虑，选择反硝化深床滤池。

5.消毒工艺方案论证。在二期扩建工程中对比二氧化氯和次氯酸钠消毒。生产实践可知，生产二氧化氯的原料之一次氯酸是火灾危险性的甲类物质，所有加氯间设备都要按照甲类防火标准建设，因此采用次氯酸消毒。且价格比较便宜，运行成本小，维修方便，没有二次污染。对二期建设来说，是最优选择。

为保证污水处理效果的有效性与稳定性，本工程路线采用“预处理工艺+主体生化处理AA/O工艺+深度处理工艺”污水处理工艺。

6.污泥处理工艺方案论证。对污泥的处理须做到：稳定化、减量化、无害化、资源化。对以减少污泥体积为主的污泥处理(含水率≤80%)，主要有污泥机械浓缩脱水和重力浓缩、污泥机械脱水两种方案。对两种方案进行比较，如表1所示。

表1 对比图

通过比较可以发现，采用污泥机械浓缩脱水可以大大缩短污泥的停留时间，减少和避免污泥液中磷的释放，同时，厂区面积较小，选择污泥机械浓缩脱水方案。

7.除臭工艺方案论证。目前，用于臭气处理的方法主要有燃烧法、生物法、化学法、吸附法等。根据各种除臭工艺的特点以及二期的地理位置、构筑物所产生的臭气特点等，定选生物法除臭工艺处理收集臭气。

综上所述，太仓市双凤污水处理厂的扩建以及提标改造的主要工艺以及流程图如下：预处理：沿用现状进水泵房(现状土建2.0万m3/d,设备增加1.0万m3/d)；污水处理：氧化沟反应一体池(现状0.5万m3/d,保留利用)，AAO反应池+二沉池工艺(新建，规模1.0万m3/d)；深度处理：利用混合反应沉淀池+反硝化深床滤池(新建，土建规模2万m3/d，设备规模1.5万m3/d)；污泥处理：采用污泥浓缩脱水一体机(保留利用)；消毒加药：次氯酸钠消毒；除臭工艺：生物法除臭工艺。

四、结语

双凤污水处理厂功能定位为城镇污水厂，处理对象为市政综合污水。为了确保本工程出水稳定达标，施工期间必须加强对服务范围内企业排放的源头监管，严格控制进水溶解性不可降解污染物以及有毒有害物质的浓度。