污水处理厂提标改造工程设计及运行效果

周远涛，李丰波，张 琦，王一飞，季 洋

（1.西安创业水务有限公司，西安 710086；2.西安建筑科技大学，西安 710055）

1 原污水厂概况

该污水处理厂地处滨河下游， 主要接纳中心城市的老城区、城东新区、城南旅游度假区和物流商贸区的生活污水。改造前设计规模为3.0万m3/d，主要采用氧化沟工艺， 设计出水标准为GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准，出水排入大夏河，部分中水回用。

1.1 原污水厂处理工艺

污水进入污水厂后，途径两台齿把式粗格栅，由提升泵房提升至细格栅，重力流入曝气沉砂池后，去除难溶解杂质后，进入生物处理单元——氧化沟，生物处理后经高密度沉淀池进行泥水分离， 经紫外消毒后排入大夏河。

1.2 进水水质

2015—2016年的实际进水水质， 在90%涵盖率下进水BOD、氨氮、SS高于设计值，而进水COD低于设计值，其中BOD5/CODcr≈0.5，属于可生化性较好的城市生活污水，污水厂进水氨氮超出原设计指标。

1.3 出水水质

该污水厂的实际出水水质稳定达标， 均满足一级B标准，除COD指标外，其余指标尚不能满足一级A标准。2016年为了改善大夏河水体水质，避免水体污染，将该污水厂进行升级改造，出水水质标准提高至一级A 标准。

2 提标改造工程工艺设计

2.1 工艺的选择

通过对原污水厂进出水水质分析，BOD5、SS、NH3-N距离一级A标准有一定差距， 需要强化好氧生物处理及泥水分离。 本期提示改造工程在充分利用和改造原有氧化沟的基础上，针对进水水质SS及难降解有机物含量较高的特点，为便于后期管理运行方便， 新增生物处理工艺采用改良氧化沟法，同时考虑后期对TP和SS的去除，选择高密度沉淀池和转盘滤布滤池深度处理工艺， 满足一级A标准出水要求。 该工艺去除效果好，抗冲击负荷能力强，适应性好。

2.2 改造后的工艺流程

本期工程提标改造后的工艺流程如图1。 其中提升改造工程主要涉及4项内容： ①对原有氧化沟增加中层曝气设备， 在好氧池内配置回转潜浮推流曝气机；②扩建新增两座改良型氧化沟工艺；③增加深度处理工艺包括两座高密度沉淀池、污水提升泵房、转盘滤布滤池、及紫外消毒间；④新建污泥好氧堆肥间。

图1 提标改造工程工艺流程

2.3 工艺参数设计

2.3.1 一期氧化沟改造

按照一级A标准对一期氧化沟进行改造，其单组处理能力降至1.0万m3/d运行， 并在氧化沟增加中层曝气设备。其中：厌氧区、缺氧区、好氧区容积分别为393，970，7632m3，总停留时间为19.6h，氧化沟混合液污泥浓度3.5g/L，产泥率为0.37kgMLSS/kgBOD5，污泥负荷0.059kgBOD5/kg·MLVSS·d。

2.3.2 新建氧化沟

新建氧化沟总体处理规模为7.0万m3/d，共两座。每座长157.4m，氧化沟主体分为4廊道，每条廊道设计宽度9.0m，设计有效水深6.0m，有效容积32729m3/组。新增的改良氧化沟为满足更高效脱氮除磷， 在氧化沟进水前端设置厌氧池和缺氧池， 经处理后重力流入氧化沟区，厌氧池设计停留时间为1.8h，缺氧池设计停留时间6.2h。氧化沟设计停留时间11.6h，氧化沟的设计混合液污泥浓度为4.0g/L， 产泥率为0.94kgMLSS/kgBOD5， 污 泥 负 荷 为0.05kgBOD5/kg·MLVSS·d，污泥泥龄20.6d。

2.3.3 深度处理工艺

深度处理工艺包括新建的两座高密度沉淀池、提升泵房、加药间、转盘滤布滤池、紫外消毒及巴氏计量槽构成。

（1）高密度沉淀池。 新增扩建的2座沉淀池均采用辐流式周进周出，直径50.0m，设计有效水深4.3m，表面负荷取0.96m3/m2·h，设计水力停留时间为4h。 沉淀池中心设置污泥斗， 在高密度沉淀池上方安装全桥式周边传动刮泥机，将上浮浮渣刮入浮渣斗，沉淀的污泥刮入污泥斗，污泥斗内污泥依靠重力流向泵房内。

（2）提升泵房。由于原设计污水的富裕水头不能满足深度处理区处理构筑物的要求， 因此特设污水提升泵房一座。泵房设计流量：Q=1.35m3/s，时变化系数为1.3。

（3）混合反应絮凝池。混合絮凝反应池是向来自高密度沉淀池的出水投加PAC， 采用机械搅拌并充分混合后，混合池混合时间30s，再进入絮凝池；絮凝池采用折板絮凝， 设计絮凝时间15min进入沉淀池；沉淀池选用斜管沉淀池，设计流量1.35m3/s，共分两组，每组两格，每格平面尺寸7.36m×27.8m，其中沉淀区表面积7.36m×25m、池深4.57m、上升流速1.93mm/s、沉淀时间7.48min。

（4）转盘滤布滤池。 采用纤维转盘滤池，设计滤速为7.1m3/h·m2；滤盘直径3m，共计20个滤盘，内设型号NTHB-14的纤维转盘3套。

（5）紫外消毒间。内设2组消毒渠道，每组按规模4.5万m3/d设计，单组渠道尺寸17m×1.32m×2m，渠道内设紫外线灯管，单套设备功率75kW。

3 运行效果分析

3.1 提标改造后出水COD及SS分析

提标改造后，通过分析工艺系统稳定状态下的COD出水水质，出水水质COD均在30mg/L以下，符合GB 18918—2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，并且满足GB 3838-2002中Ⅳ类水标准，说明改造的生物处理工艺对有机物有很好的去除效果，并且出水SS远低于一级A标准，低于改造前涵盖90%出水的14mg/L， 表明改造后的工艺明显改善了系统对COD和SS去除效果，并达到相关排放标准。

3.2 提标改造后出水总磷、氨氮及总氮分析

提升改造后总磷出水在线数据稳定在GB 18918—2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准范围内，并且满足Ⅳ类水标准；虽然7月份随着气温的变化，出水总氮有所上升，但依旧满足一级A标准要求。

自运行以来，出水氨氮稳定在5mg/L以下。 改造后污水厂出水主要指标去除效果分析如图2。

图2 出水主要指标去除率

4 结语

提标改造后的生化处理工艺能将COD去除率提高至90%和97%、SS去除率提高至97%、 总磷去除率91%以上、氨氮去除率93%、总氮去除率超过80%，出水水质的COD、SS、总磷、总氮及氨氮满足污水厂运行要求，符合GB 18918—2002 一级A标准，甚至其中COD和总磷均满足Ⅳ类水标准， 数据表明改造处理工艺出水水质达到设计要求， 可为同类型污水厂改造提供借鉴。