污水处理厂升级改造技术研究

钟振辉

惠州市惠阳区建设工程质量事务中心，广东 惠州 516200

改革开放以来，我国工业迎来了蓬勃的发展，污水站的建设也从无到有，数量上也有了快速的增长[1]。但是，我国的水污染还未得到有效的控制，江河、湖泊的水质下降明显。近几年，国家将环境保护放到了举足轻重的地位，全国各地新建和扩建污水处理厂，增加了污水处理设备，改进了污水处理工艺等，对减少污水排放、改善水环境起到了积极的作用。但是传统的污水处理厂在运行过程中仍面临诸多的问题，影响污水处理的效率和效果[2-3]。为了解决污水处理技术中的常见问题，笔者通过调查污水处理厂的主要问题，根据该厂的具体情况，结合最新的技术，提出了相应的处理和改进方案。

1 污水处理厂现状

甲市污水处理A厂是该市近十年兴建的环保基础设施之一，位于甲市的东北部，日处理能力为50000t。该厂采用百乐克悬链曝气处理工艺，工艺流程如图1所示。

图1 污水处理工艺流程图

1.1 污水处理厂表观观察

经过观察发现，污水处理A厂现有的鼓风曝气系统主要存在的问题和相应的原因如下。

（1）气泡不断从曝气池的底部向水面涌出。经过详细观察发现，悬浮链曝气管道破损，降低了曝气的效率和氧的传质效率，影响污水处理的效果。

（2）曝气管道堵塞且曝气不均匀。曝气的不均匀使得整个生物处理系统长期处在非稳定状态，打破了正常的生化反应的平衡，污水处理的质量得不到保障。污水处理厂一般采用加大曝气量的方式来解决该问题，但是效果不理想，不仅增加了能耗，还破坏了微生物的平衡。

（3）悬浮链曝气技术应用不到位。原设计的意图是让曝气管道随着曝气而摆动，保证气泡可以长时间停留在水中，继而提高氧的转移效率和利用率。但是在实际应用过程中，曝气管道大部分保持静止不动状态，无法充分地挖掘该系统的优势，污水治理效果不明显。

1.2 曝气系统的充氧能力

在进水流量为70200m³/d的正常运行状态下，测试污水处理A厂好氧池的曝气系统充氧能力测试点的位置如图2所示。

图2 充氧能力测试的点位分布

（1）进水端附近。根据测试结果，位置1和位置2的溶解氧水平＜0.15mg/L，溶解氧低于要求的0.5mg/L，该区域的结果已经低于标准值。经过分析，该系统中由于采用曝气均匀布置的方式，存在曝气管堵塞的现象，降低了曝气充氧的能力，影响处理效率。另外，该测试是在有机污染物浓度较低的情况下进行的，若水量不足，会发生供氧严重不足的问题。

（2）水池中间。根据测试，在24h内位置3和位置4溶解氧变化分别在0.41～1.85mg/L和0.60～3.63mg/L，平均值分别为0.87mg/L和2.30mg/L。在好氧区的中部，由于有机负荷下降明显，其溶解氧消耗速率也随之下降，溶解氧的水平通常可保持稳定。同时，位置3和位置4为位置相同，其溶解氧值理论上应基本相同，但是就测试结果来看，两者的平均值的差别较大，进一步说明了该曝气系统中存在曝气严重不均的问题。

（3）出水端附近。根据测试，24h内位置5和位置6的溶解氧变化分别在0.08～0.34mg/L和0.16～3.36mg/L，平均值分别为0.14mg/L和0.96mg/L。一般来讲，在好氧区的后部，由于系统的有机负荷值降低得非常明显，可以保证溶解氧水平较高，一般可在2～4mg/L。

总体来看，污水处理A厂在进水端、中部、出水端的溶解氧水平均未达到标准值，即1mg/L、2mg/L、2mg/L，在溶解氧的控制上还存在明显的不足。经过对水质的化验和对系统的测试得到，水质不达标的原因包括进水的CODCr、SS浓度过高，可生化性差，曝气系统堵塞和曝气不均，二沉池沉淀结构缺陷，百乐克工艺本身脱氮除磷能力低，等等。

2 升级改造技术

根据污水处理A厂现有的工艺缺陷及水质的特点，要对其进行升级改造就需要在充分利用现有建筑物的前提下，解决出水COD、SS过高的问题，同时具有完善的脱氮除磷功能。

2.1 一级（强化）处理工艺

目前，污水强化一级处理工艺主要采用化学、生物、化学-生物相结合的技术路线，其原理和特点如表1所示。

表1 污水强化一级处理工艺

2.2 二级生化处理改造工艺

若不重新建设厂房，要想强化对污水脱氮除磷的处理功能，可以将现有生化处理单元改造为倒置的A2/O系统，通过向好氧区投加悬浮填料或投加复合铁盐实现。

（1）移动床生物膜反应器。通过在曝气池中投加浮动载体，使曝气池中同时存在附着相和悬浮相，以便于微生物的附着生长，可以形成一种复合生物处理的过程，其工艺流程如图3所示。

图3 悬浮生物载体工艺处理流程

（2）复合铁酶促活性污泥法。该工艺通过将铁盐化学絮体与活性污泥系统的微生物絮体有机结合，提高污泥内微生物生化反应的活性，可以使用于去除沉淀池中难降解污染物、在低温条件下提高生物硝化作用的场合，其工艺流程如图4所示。

图4 复合铁酶工艺处理流程

2.3 三级深度处理技术

（1）高效斜板斜管沉淀。斜板斜管沉淀是在沉淀池内安装斜板斜管，平行斜板之间或平行管内会形成类似于沉淀池的形式，即可以将沉淀区分割成为多个沉淀浅层。利用层流原理，通过缩短颗粒沉降的距离、增加沉淀面积来缩短污水中颗粒的沉淀时间，可以明显提高污水处理能力。采用该技术后过流率可以达到35m3/（m2·h），处理能力可提高8倍。

（2）滤布滤池。滤布滤池主要用于深度处理废水和过滤中水回用，可以明显去除总悬浮固体，配合投加药剂可以实现污水的除磷和脱色。应用该技术后出水水质高且状态稳定，基础设施的投资较少，运行费用低，操作和维护保养便利。

3 结束语

为了解决污水处理技术中的常见问题，通过调查可知污水处理厂存在曝气池底部有大的气泡、曝气管道堵塞和曝气不均匀、悬浮链曝气技术的应用效果不好等问题。文章根据案例污水处理厂的具体情况，结合最新的技术应用，提出了一级到三级的处理工艺，为提高污水处理厂的处理能力提供技术参考。