某核电厂生活污水处理站扩容改造及调试

吴文钦

（浙江科路核工程服务有限公司 福建福清 350300）

引言

自1914 年活性污泥法在英国曼彻斯特建成试验场以来，已有百年历史。随着生产上的广泛应用和技术革新，在对生物反应和净化机理进行探索基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺、功能方面都取得了长足的发展，衍生出能适应各种条件的工艺流程。分子生物学领域的发展加深了我们对生物膜动力学和微生物生态学的理解，而氮、磷等指标的日益严格对污水处理设施的设计和运行产生极大影响，这些也促进了生物膜工艺的发展和改变。

利用生物膜工艺的降解作用环保化地处理污水中的有机物，微生物在生活污水处理中可以利用自身新陈代谢作用逐步吸收有害物质，实现优化物质到无害物质的转换，可以节约成本，有着良好的生态性和经济性，在污水处理中不会产生二次污染。在核电厂生活污水处理中，可以将活性污泥法和生物膜法相结合，通过环保处理的方式，提高污水处理的环保性、生态性。

1 工程概况

ED2 污水处理站作为某核电厂厂前区的生活污水站，污水主要来源于各建筑物卫生间排水和厨房餐厅等排水，原设计规模为200m3/d，采用AO 工艺，出水水质达到 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级A 标准。

图1 原ED2污水处理站工艺流程

ED2 污水处理站于2013 年投入运行，出水水质稳定。随着核电工程建设进展，核电厂厂前区的人数增加，ED2 污水处理站进水量逐年增加，工程高峰期的时候最高日均处理量达到450m3/d，机械设备长期处于超负荷运转状态，污水停留时间过短导致出水水质下降，水站亟需扩容以满足实际的处理需求[1]。

2 污水处理技术应用原则

在核电厂生活污水处理站的污水处理技术应用应坚持如下原则。

2.1 循环再生

在处理核电厂生活污水过程中，应将循环再生理念贯穿于整个处理过程，利用生物学基本理论提高污水处理效率效果。通过对生态环保中污水处理全过程进行分析可知，物质转化与分解环节是循环再生原则的重点环节，在这些环节处理过程中可以充分发挥微生物反应作用，有效转化和分解原有污水中的污染成分，将污水的危害程度降低[2]。

2.2 和谐共生

核电厂的建造是坚持与自然和谐共生的原则的，这个原则在核电厂的生活污水处理也是必须要遵循的。生活污水处理中坚持和谐共生原则主要是将污水处理效果提高，将污水处理的技术水平、经济优势、生态价值充分发挥出来。相关工作人员在选择和具体实践中应当确保污水处理技术科学合理，同时对各种生物、非生物要素的联系进行充分考虑和关注，确保合理地引入微生物，维持污水处理系统的平衡[3]。

2.3 整体优化原则

生态环保污水处理技术有着十分明显的优势，不过在具体实践中有着十分复杂的流程，需要注意非常多的关键点。相关工作人员为了将污水处理水平提高，需要贯彻落实整体优化的原则，加强优化改进生态环保污水处理技术，将核电厂生活污水处理效果、水平全面提升。比如工作人员应全面检测生活污水处理结果，根据检测结果将污水中的成分信息确定，进而保证生活污水处理方案科学、合理、可行。在制定生活污水处理方案过程中，需要科学地创建生物系统，对污水引入、污水回用等多个关键要点进行全面地考虑分析，通过严谨地处理这些细节问题可以全面优化污水处理流程、工艺。

2.4 区域分异

核电厂生活污水处理中，需要平衡当地生态系统，积极营造稳定的生物系统。但是不同地区的生态系统特征存在一定差异，具体进行生活污水处理中，需要结合核电厂生活污水处理所在区域的特点，将理论和实践有机结合，采取针对性的处理法按时，加强考察各个区域的气候、土壤、空气质量等，合理地选择生物、补水方式，在确保生态系统平衡的前提下合理处理核电厂生活污水[4]。

3 扩容改造工程概况

3.1 总体思路

ED2 扩容项目与原ED2 污水处理站接口关系为“并联模式”，即ED2 污水站扩容项目建成后可承担现ED2 污水处理站污水进水的分流，同时ED2 污水站扩容项目建成后处理的出水与原ED2 污水处理站出水汇流，最终共同排放至指定地点。

3.2 设计水量及水质

根据ED2 污水处理站原设计规模为200m3/d，2021 年全年的日均进水量进行统计，日均进水量约380m3/d，污水处理系统处于超负荷运行状态。ED2 扩容项目设计扩容后的ED2 污水处理站的总规模达到500m3/d。

表1 设计进水水质及出水排放标准

3.3 设计工艺

生活污水采用生物处理，ED2 扩容项目产生量较小，考虑到与原ED2 污水处理站现有系统的契合性，综合考虑主要生物处理工艺特点，选用“厌氧+缺氧+曝气生物滤池”组合工艺。具体工艺流程如图2。

图2 ED2扩容项目工艺流程

3.4 环保节能措施

核电厂污水站的扩容改造应坚持环保节能的原则，施工组织方案应注意协调质量、成本、进度等多方面的内容，还应注重施工和环境和谐发展，明确现场环保施工责任人,对现场施工风险进行充分的辨识和分析，明确常见施工现场问题，并提前采取预防办法。

扩容项目的环保节能措施应注意以下三点：

第一，设计中的环保节能应用。生物处理法是当前公认的环保效果较好的处理方法，也是ED2 污水处理站所用的污水处理方法。在选择ED2 污水处理站的扩容改造方案时，因地制宜地设计与原ED2 污水处理站的部分装置共用，尽可能地从运行管理简单、控制调节方便的角度考虑，在保证出水正常的基础上，将污水处理方案的科学合理性大大提高。

第二，污水生化处理阶段环保节能措施。该阶段污水处理效果以及能耗水平直接受到曝气量的影响，在实际处理过程中，通常维持曝气量在一个恒定的状态从而保证出水水质符合要求。污水处理中进水符合的变化会影响出水指标，为贯彻落实节能环保理念，降低进水负荷，浪费气量，应根据实际需要控制曝气量[5]。

第三，污泥处理中环保节能理念的应用。核电厂的污水有着较为丰富的来源，自身存在较多污染物质，污泥处理作为污水处理中的一个重要部分，存在一定的难度。为了在污泥处理中贯彻落实环保节能理念，需要避免出现新的污泥。因此，厂区雨污分离设施、管网的独立化配置可以保证生活污水站的水质来源稳定。然后结合污泥生物干化的方式处理污泥，该处理技术的优势主要体现在如下几方面：其一，能够有效提升污泥转化率，实现深度脱水，无需使用絮凝剂，消耗的资源、资金较少。其二，有着良好的净化效果，可以将污泥中的重金属等物质清除，达到环境保护的效果。其三，能够将污泥中的恶臭有效去除，将其中的大部分病原菌消灭，以免威胁周围生态环境。其四，经过处理后的污泥外观得到有效改善，整体为褐色饼状，不存在异味，处理后的污泥处理更加便捷。总而言之，节省了大量的脱水剂、絮凝剂、干燥剂等，有着较为简便的操作方式，对环境较为友好，不会产生二次污染，其环保节能特点十分突出[6]。

3.5 调试及运行效果

ED2 扩容项目施工完成后，福建地区7 月份的平均气温大约27℃-35℃，利于微生物的生长繁殖，且现场有充足的活性污泥用于调试ED2 扩容项目使用，活性污泥可做到随时补充的条件为运行调试提供了先天便利。

图3 调试运行效果图

通过每天对进水、出水水质的检测，数据表明ED2 扩容项目仅用了24 天便已达到 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级标准A 标准。

总结调试运行经验如下：

3.5.1 COD 控制措施

COD 控制主要通过生化降解实现，为加快污泥培养，通过外接污泥泵的方式，从原ED2 污水处理站的MBR 池中抽取泥水至扩容项目的好氧池中曝气6-10小时，然后按照扩容项目设计水量的1/3 进水量进水运行。通过加速污泥的生长成熟，提高微生物的降解效率，辅以进水量和污泥浓度的调节，扩容项目的COD仅10 天便达到排放标准。

3.5.2 N 的控制

N 的控制主要通过微生物硝化反硝化进行降解，通过检测进、出水的N 浓度，调整污泥浓度，当N 浓度出现上升波动时，增加二沉池的污泥回流，或者从原ED2污水站调入污泥，增加硝化菌浓度。当出现NH3-N 超标情况时，停止污水排放，并通过投加次氯酸钠进行应急处理，投加量按1:10 进行加药，待N 浓度降至出水标准时恢复排放。

3.5.3 P 的控制

P 的控制主要是通过化学加药反应沉淀去除，当出现上升波动时，则需要通过调整加药量，理论投加比例是1:6，现场操作按照进水水量，P 浓度等比例调整PAC 投加量。当P 出现超标情况时，停止污水排放，通过增加投加PAC 应急处理，待P 浓度降至出水标准时恢复排放。

4 应用价值

污水处理站改造扩容工程建设会对周围的环境产生不同程度影响，在生态型社会建设进程中，核电厂的污水处理站改造扩容工程要贯彻落实环保理念，关注工程项目对生态环境的负面影响，并且提前采取预防措施。

4.1 确保排污能力

建设过程的核电厂人数呈上升趋势，生活污水站的进水量随着人员增多出现上涨，一旦超过设计处理量，就会给污水处理工作带来不小的难度。为了使污水处理工作顺利有效的进行，应该对原污水站的设计处理量进行扩容，并且运用成熟、效果好的工艺对原污水站的处理功能进行提升，从而有效的避免在连续性处理水污染中造成的污水管道堵塞和结垢等一系列问题的产生。

4.2 保护生态环境

核电厂的生活污水经过严格的处理以及质量检测后，确保检测污水各项指标均达到国家标准后进行排放，保证污水污染程度在环境承受范围内，在排放到自然环境中后不会威胁生态系统有助于实现生态环境和社会的和谐发展。

4.3 现场施工的环境保护管理

核电厂污水站的扩容改造应注重施工和环境和谐发展，明确现场环保施工责任人，对现场施工风险进行充分的辨识和分析，明确常见施工现场问题，并提前采取预防办法。

在扩容改造工程实施阶段，应做好施工期间的扬尘污染控制，现场可配置洒水车，增加施工现场空气湿度，避免在大风等恶劣天气下施工。在噪声污染控制方面，应通过合理安排施工时间与施工工序，尽量避免夜间施工，对产生强噪声的机械，采取封闭隔离措施，确保减少噪声污染。

针对施工作业过程中产生的污水，经沉淀池沉积后，上层清液循环使用，用于施工设备清洗，沉淀垃圾由环卫公司定期进行回收。针对施工过程中产生的废木板、设备包装物等固体废弃物，应严格按照核电厂的相关管理规定进行统一回收和处理，确保固定废弃物排放和控制满足法律法规要求[7]。

4.4 水土保持措施

工程建设项目中水土流失是常见的一种负面影响，为了预防和治理在污水处理站改造扩容工程产生的水土流失，勘察设计中要对周围水文地质等条件进行细致地勘察分析，做好施工方案优化，尽量选择土质稳定区域，将水土流失发生的概率尽可能地降低。针对污水处理站中调节池、氧化池等池体开挖出来的土石方应定点堆积用密目网苫盖，并增加植物措施，通过栽植苗木实现恢复植被、减少水土流失、改善生态环境的目的，同时也为核电站建设的主体工程安全运行提供相应的环境保障。

结语

ED2 污水站的扩容改造坚持施工和环境和谐发展的理念，施工过程采取安全、环保的措施，工期耗时3个月，在工艺上与原污水站的部分装置、设施实现共享，不仅节约了资源，同时利用了原污水站的污泥资源对扩容项目进行了调试，调试运行仅耗时24 天就达到水质的稳定排放标准，充分体现了扩容改造方案的有效性，并且能够有效提升ED2 污水站的污水处理效果及效率。

扩容改造后的ED2 污水站有两套独立的污水处理系统，可以分组停运对设备设施检修、维护，在遇到设备设施缺陷时，也能保证核电厂区内的污水处理站正常运行，在检修期间保障污水处理系统稳定运行，实现了预期的污水站处理能力的提升，对核电厂的生活污水处理有着重要的意义。