汕头市某生活污水处理厂提标改造 工程设计探讨

郭 炜，王靖宇

（广东省广业环保产业集团有限公司，广东广州 510030）

1 工程概况

随着城镇人口与污水排放总量的不断增加，污水处理设施的建设与改造升级已成为改善城镇生活环境，提升人民生活质量，促进经济、社会可持续发展的重要保障。汕头市某生活污水处理厂设计污水处理能力12万m3/d，设计出水水质采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918—2008中二级标准，实际基本能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。根据国家生态环境部等10部委《近岸海域污染防治方案》以及《广东省住房和城乡建设厅广东省环境保护厅关于进一步加快敏感区域污水处理设施提标改造工作的通知》的要求，敏感区域（供水通道沿岸、重要水库汇水区、近岸海域直接汇水区等）、建成区水体水质达不到地表水Ⅳ类标准的城市等区域的城镇污水处理设施出水应达到一级A标准及广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）的较严值。目前汕头市某生活污水处理厂现有处理设施不能满足出水水质目标，因此对该生活污水处理厂进行水质提标改造势在必行。

2 污水处理厂现状

2.1 污水厂基本概况

汕头某污水处理厂实际用地面积0.06 km2，设计总规模为12.0万m3/d，主要指标设计进水水质，CODCr为350mg/L、BOD5为150mg/L、氨氮为30mg/L、总磷为4.5mg/L。设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918—2008 中二级标准。现状厂区主要构（建）筑物包括粗格栅及进水泵房、细格栅及涡流沉砂池、完全混合型A2/O生化池、鼓风机房、二次沉淀池、污泥泵房、储泥池、污泥浓缩脱水车间、消毒池及尾水排放泵房。

2.2 污水厂运行现状

目前该污水处理厂日均进水量约接近12.0万m³/d，出水标准基本能满足国家标准一级B标准的要求，实际运行指标如表1所示。

表1 污水处理厂运行水质月均值（mg/L）

实际处理量已达到设计规模，污水厂运转正常，出水稳定达标。本污水处理厂所选用的工艺系统具有抗冲击能力强的显著特点，在污水处理厂进水水质水量超过设计进水水质水量指标的情况下，实际出水水质优良，基本能达到一级B标准，甚至部分指标如 CODCr、TN及NH3-N等达到或接近一级A标准，目前良好的出水水质为本工程的提标提供了有利条件，但目前工艺及处理设施出水无法确保出水稳定满足一级A标准。

3 提标改造方案比选

在提标改造的工程实践中，一般以“先源头控制，后强化处理；先功能定位，后单元比选；先优化运行，后工程措施；先内部碳源，后外加碳源；先生物除磷，后化学除磷”为总体技术原则。由于污水成分的复杂性及要求达到一级A排放标准或更严标准，污水深度处理工艺也千差万别。在实际的污水深度处理过程中往往由于单一的某种处理工艺很难完全达到一级A排放标准或再生水水质要求，因而需要多种污水处理技术的合理组合，且这种组合与各处理单元的互容性和经济上的可行性有关。

结合本工程用地受限的特点，根据进水水质特点和出水水质要求，本着投资合理、运行费用经济、水质安全可靠的原则，从上述诸多的工艺中筛选出同样具有除磷脱氮和提标功能的“A2/O＋膜生物反应器（MBR）”工艺[1]以及“A2/O＋混凝沉淀过滤”工艺[2]作为本工程的选择方案，进行技术经济比较，从中确定推荐方案。

3.1 A2/O＋MBR

MBR工艺把含高浓度MLSS的活性污泥处理和超滤膜系统相结合。总体上，该工艺利用中空纤维膜（微/超滤膜）替代了传统活性污泥法的二沉池和三级深度处理中的砂滤。MBR将分离过程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现，提高了生化反应速率，同时还可以通过降低F/M比以减少剩余污泥量。相对于传统的活性污泥法来讲，它用膜分离取代了沉淀池的固液分离，可去除悬浮颗粒获得高质量的处理水质，与脱氮除磷工艺相结合，达到提标的目的，出水效果优于一级A，既节省了占地，又达到了高质量回用的目标。

3.2 A2/O＋混凝沉淀过滤

在城市污水回用处理中，向经二级处理后的尾水中投加混凝剂和助凝剂，以破坏水中胶体颗粒的稳定状态，在一定水力条件下，通过胶体间以及微粒间的相互碰撞和聚集，从而形成易于从水中分离的絮状物质。然后在滤池中流经多孔介质或滤网作进一步的固液分离。目前常用的絮凝沉淀方式主要有：网格絮凝斜管、折板絮凝平流池、高效沉淀池、加砂高效沉淀池及磁混凝沉淀池等。目前常用的过滤方式主要有反硝化深床滤池[3]、连续流砂滤池[4]、回转式精密过滤器、纤维转盘滤池[5]等。根据对出水水质要求的不同及用地情况差异，实际工程应用中可以对絮凝沉淀及过滤有多种组合工艺。对于本工程出水一级A标准要求，磁混凝沉淀池出水浊度低可以省去后续过滤处理单元。而高效沉淀池作为传统常用的深度处理工艺，一般需要结合适合回转式精密过滤器等过滤单元一并使用，方能满足尾水的排放要求。

3.3 方案比选

根据国内外污水一级A 排放标准采用工艺情况，本工程提标拟采用如下两个方案进行比较。MBR 工艺在对现有污水厂进行升级改造项目具有突出的优势。具体表现在不新增土地、不停水的条件下，对现有水厂进行提标升级改造。方案二：A/A/O＋混凝沉淀过滤工艺。

从生物降解能力、与现有系统组合情况、占地、投资与运行费用、建设周期等多方面考虑， A2/O＋MBR工艺优点在于出水水质可以稳定达标，生化反应速率高，加强了系统反硝化脱氮的处理能力；占地小，对现有设施改造少，不新征用地；出水水质优于设计要求，MBR出水可直接回用，满足优质回用水质要求，且工期短。新建设施少，建设工期约10个月。但缺点在于投资、运营成本高，运营成本约0.5～0.6元/t，总投资约14500万元。A2/O＋混凝沉淀过滤工艺优点在于投资、运营成本低，运营成本约0.4元/t，总投资约7000万元，但缺点在于出水水质可以达标，但对总氮的去除能力有限，且占地大，工期长，工程量大，建设工期约18个月。

两个提标工艺出水水质都可以满足要求，本工程立足于现状规模和最近出水标准要求，建设工期时间要求较低，考虑到A2/O＋混凝沉淀过滤为常规处理方法，应用广泛，出水水质好，管理经验多，维护简单，投资和运行成本低，因此为减少投资和成本，提标主体工艺推荐采用A2/O生化池加填料+磁混凝沉淀池工艺。

4 提标工程工艺设计探讨

4.1 厂区平面布置

根据现状用地情况来看，污水处理厂四周为道路、房屋及河道，基本无地可征；且结合建设单位要求，本工程在现状围墙内建设，不新征用地，设计地面标高与原设计保持一致，为2.60～2.80m。本次主要新增构、建筑物主要包括二次提升泵房、磁混凝沉淀池、除磷加药间，同时在拆除原有机修、仓库、车库后考虑择址另建机修、仓库、车库1座。厂区平面布置如下：拆除原有机修、仓库、车库，在综合楼与接触消毒池之间新建二次提升泵房、磁混凝沉淀池；在粗格栅及进水泵房北侧新建机修、仓库、车库；在污泥浓缩脱水车间与粗格栅及进水泵房之间新建除磷加药间。

4.2 工艺流程布置

本次提标改造建设后，总体工艺流程详见图1所示。该污水厂提标改造工程设计规模为12.0万m3/d，二级处理工艺在A2/O生化池增加填料（MBBR）能达到进一步去除较难降解的COD及进一步提高硝化反应的目的，有助于提高生化池的容积负荷和处理效率。深度处理系统增加磁混凝沉淀池工艺，并辅以化学除磷能有效保障出水TP，SS稳定达标排放。磁混凝沉淀池是水沉淀技术的一种创新，集合了多种沉淀技术的特点。主要体现在沉淀效率高、出水水质稳定优异、占地面积小、抗冲击能力强等。本工程根据生物磁混凝沉淀工艺技术特点，推荐采用聚合硫酸铁（PFS）作为化学除磷药剂。同时采用PAM作为助 凝剂。

图1 提标改造后工艺流程图

5 结语

该生活污水处理厂设计规模为12万m3/d，污水处理提标改造工艺在不改变总处理规模的情况下新增磁混凝沉淀池工艺，A2/O生化池增加填料（MBBR），并辅以化学除磷。提标改造工艺出水水质好，管理经验多，维护简单，投资和运行成本低，能够有效保障出水TP、BOD5稳定达标排放，其余因子在提标改造前就能稳定达标。该提标改造工程可切实减少污染物总量的排放，改善和提升周围生态环境。