晋北严寒地区污水处理厂准Ⅴ类提标改造工程设计

2020-08-11薛晖军

工程建设与设计 2020年14期

薛晖军

（山西省城乡规划设计研究院工程设计中心，太原030024）

1 引言

项目位于晋北严寒地区，污水处理规模8 000m3/d，2018年进行提标改造，出水执行山西省地方标准DB 14/192—2019《污水综合排放标准》，CODCr、氨氮、总磷3项指标执行地表水Ⅴ类标准，其余指标执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。

2 背景分析

2017年9月4日，山西省水污染防治领导小组办公室发文《关于印发<山西省水污染防治工作方案实施情况考核规定>的通知》（晋水防办发〔2017〕25号），文件中要求，2020年年底前，城镇污水处理设施外排污水化学需氧量、氨氮、总磷3项指标应达到地表水环境质量Ⅴ类标准，即污水处理厂外排水水污染物CODCr的排放限值为40mg/L，NH3-N的排放限值为2mg/L，TP的排放限值为0.4mg/L。

分析现状污水处理厂出水水质，CODCr的数据范围为18.4～22.3mg/L，NH3-N的数据范围为0.4～4.5mg/L，TP的数据范围为0.03～0.65mg/L。其中，CODCr数据均低于40mg/L，满足地表水环境质量Ⅴ类标准，但NH3-N与TP在冬季寒冷季节，排放值均不满足地表水环境质量Ⅴ类标准，尤其TP部分数据不能满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准的排放要求。

现在污水厂深度处理部分由于原设计和运行原因，导致混凝沉淀和过滤单元基本失效。

分析2017年3月～2018年2月实际进水水质，对周平均水质进行分析，按最冷月份污水周平均最大值作为设计进水水质。确定本工程设计进出水水质如表1所示。

表1工程设计进出水水质

3 提标改造工艺分析

本着出水达标和节省投资的原则，通过合理改造现状生化处理设施及深度处理设施，使污水厂工艺更加顺畅，使提标改造工程顺利完成。

原污水厂氨氮、总磷、总氮不达标率分别为64%、33%和3%。本工程考虑在好氧池投加流化填料，使其改造为泥膜共生工艺（IFAS工艺），该工艺利用了活性污泥和生物膜法工艺的优点，增加了生化池有效微生物量，增加了氧气利用效率。填料内部生长厌氧菌或兼性菌，外部为好氧菌，强化了硝化和反硝化效果。

初沉池对去除SS、CODCr、总氮及总磷均有一定效果，但对CODCr去除率远大于总氮去除率[1]，导致初沉池出水碳氮比进一步降低，本项目进水碳氮比本来就低，经过初沉池后，生化池进水碳氮更低，导致出水总氮偶尔超标。将初沉池改造为回流污泥反硝化池，可以消除硝酸盐对厌氧释磷的不理影响[2]。这种改造工艺适用于低碳氮比的污水厂，改造后有利于生化系统对总氮的去除能力。

由于原工艺混凝和沉淀存在各种问题，导致总磷不达标，本次改造一方面加强生物除磷，另一方面强化深度处理阶段的化学除磷。将初沉池改造为预反硝化池，将细格栅出水的15%与剩余回流污泥同时进入前置反硝化区，利用污泥中的硝态氮进行反硝化降低硝态氮浓度，进入厌氧池后，硝态氮对聚磷菌释放磷的影响大大降低，提高了生物除磷功能。混合阶段采用水力混合器，絮凝阶段为竖流式多通道隔板絮凝池，均为水力搅拌，导致混凝效果差，絮凝池积泥严重。改造时将现状混合和絮凝改造为机械混合和机械絮凝，提高混凝效果，增强化学除磷效果。

4 提标改造措施

4.1 初沉池改造为前置反硝化区

拆除初沉池多空整流墙，挡流板、刮泥刮渣器，将初沉池你都填充与池底顺接，在初沉池增加潜水搅拌器。搅拌功率密度为6W/m3。前置反硝化区水力停留时间HRT=1.26h，出水重力自流进入生物池。

4.2 生物池改造为I FAS工艺

核实生物池设计进水温度为10℃，重新计算各水池容积，计算表面，缺氧池所需HRT为11.7h，好氧池所需HRT为12.4h。现状生物池缺氧段HRT=8.44h，好氧池HRT=15.5h。本次改造将现状生物池部分好氧段改造为可调节区域，池内增加推流搅拌设备，并保留原曝气设备，根据实际运行情况调节为缺氧或好氧区，剩余好氧池内增加流化填料，增加填料拦截筛网，池底增加填料流化系统，保证填料在好氧段充分流化，不出现堆积。改造设计参数如下：生化池总HRT=26.18h，预缺氧段HRT=1.26h，厌氧段HRT=1.5h，缺氧段HRT=7.7h，可调节区域HRT=7.86h，好氧段HRT=7.86h，经计算，需要在好氧池内增加填料578m3（填充比为20%），流化填料有效比表面积为450m2/m3。