小型生活污水站提标改造设计研究

文_张虎飞 周文佳

1 山西清宇环境科技有限公司 2 山西中玮环能集团有限公司

山西省人民政府办公厅《关于印发山西省污染防治2018年行动 计划的通知》晋政办发[2018]55号：汾河、桑干河流域现有城镇生活污水处理厂全部按照化学需氧量、氨氮、总磷三项主要污染物指标稳定达到《地表水环境质量标准标准》（GB3838-2002）中的V类标准的要求，采取提标提效措施。

位于晋中地区的甲乙两污水厂积极响应省委、省政府的号召，将甲乙两座污水处理厂进行提标改造设计，将现有的污水厂出水水质中COD、氨氮、总磷三项标准由一级A提高至地表V类标准，同时考虑综合利用污水厂的现有土地。

1 污水厂现状介绍

1.1 基本情况

甲生活污水处理站原设计规模为3000m3/d，采用AAO+过滤+次氯酸纳+紫外线联合消毒工艺，具体工艺流程如图1所示。出水水质执行《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

图1 甲生活污水处理站工艺流程图

原甲生活污水处理站设计进水水质见表1。

表1 现状甲污水处理厂设计进出水水质（mg/L）

甲生活污水处理站现日进水量为700～800m3，小于总规模的30%。根据山西省地方标准《山西省地表水环境功能区划》（报批稿）与《污水综合排放标准》（报批稿）中水质要求，该污水处理站出水排入地表Ⅴ类水体，COD、NH3-N、TP执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类水标准限值，TN≤10mg/L，其余指标执行一级A标准。

乙生活污水处理站设计处理规模为1600m3/d，主要处理河东生活区、学校、饭店排放的冲厕、洗浴、厨房等生活污水，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A排放标准。具体工艺流程如图2所示。

图2 乙生活污水处理站工艺流程图

原乙生活污水处理站设计进水水质见表2。

表2 现状乙污水处理厂设计进出水水质（mg/L）

乙生活污水处理站运行至今，各单体建、构筑物建设良好，现实际日处理能力为 500～600m3，现状污水处理站出水水质指标可达原设计出水要求，但无法满足省、市环保部门的最新要求（出水水质COD、NH3-N、TP 达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V 类标准限值要求，其余执行《GB18918-2002》中一级标准的A标准）。

1.2 存在问题

甲站现状出水执行《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，无法满足当前环保要求；现状污水处理站进水量少，不到设计规模的30%，调节池水泵一天启用两次，不能连续运行；现状AA/O池内弹性填料散落、污泥淤堵，部分曝气盘堵塞，曝气不充分；纤维球过滤器长时间未用，内部纤维球填料板结无法正常使用。

乙站现状进水COD、NH3-N、TP浓度值高于原设计值，现状污水处理站无深度处理工艺，缺少化学除磷功能；原CAST池对COD、NH3-N、TP等去除效果不能达到出水要求；现状出水执行城镇污水处理厂污染排放标准中的一级标准， 无法满足当前环保要求。

2 提标改造技术方案

通过对甲乙两座污水处理站现状进出水水质、现状工艺流程以及实际运行中存在问题的分析，若要考虑出水COD、NH3-N、TP三项稳定的地表V类标准且同时考虑综合利用现有土地，现有工艺很难实现这一目标。在现有建（构）筑物挖潜的基础上，需寻求新的深度处理工艺来实现真正的出水水质稳定达标。

本次提标改造工程主要分为2部分：对现有构筑物的改造；新增深度处理设施及配套的预处理构筑物。

2.1 现状构筑物改造

2.1.1 甲污水处理站

根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）综合生活用水定额平均日110～180L/cap·d，并参考污水站所在地翠峰镇现状实际人均用水量，确定本次工程处理规模由原设计规模3000m3/d降低为1500m3/d，较为实际合理，同时改善该站进水量不到设计规模的30%的问题。改造内容：

污水处理站现有AA/O池1座，是本工程污水处理的核心构筑物，用于生物脱氮除磷。为提高生物处理段脱氮除磷效果，将AA/O改造为改良AAO。按计算结果重新分配各池容积，原有厌氧池、缺氧池、好氧池有效容积分别为361m3、361m3、1106m3，通过增加廊道间隔墙更改各池容积，改造后Ⅰ段厌氧池、缺氧池、好氧池有效容积分别为125m3、735m3、80m3，停留时间分别为2h、11.8h、13h，Ⅱ段缺氧池、好氧池有效容积分别为125m3、34.6m3，停留时间分别为2h、0.5h，更换池底老旧曝气盘，更换搅拌机、推流器、内回流泵，加盖保温，于缺氧池前端投加碳源。

2.1.2 乙污水处理站

现有CAST池脱氮除磷效果较差，本次改造向原CAST池内投加悬浮式填料，将CAST池内搅拌器更换为填料专用搅拌器，同时更换池底曝气系统，配套填料专用曝气器。填料投加比约为30%，可根据水质情况分批投加。

2.2 新增深度处理设施

2.2.1 甲污水处理站

为了保证出水稳定新增深度处理设施，包括中间水池、混凝沉淀池、过滤间、清水池等。主要功能是进一步去除有机物、SS、TP等。

新建一座中间水池，新建尺寸为L×B×H=7.5×6.0×4.0m，1座，有效水深H=3.5m。配套主要设备如表3。

表3

新建一体化净水设备。新建尺寸：L×B×H=7.0×3.0×3.5m。新增一体化净水设备2套，包括混凝池及斜板沉淀池，用以去除污水中的COD、TP等污染物质。主要设备见表4。

表4

2.2.2 乙污水处理站

本次工程新建 1 座深度处理间，内设反硝化设备、混凝沉淀设备、中间水池2#设备及加药设备，用以进一步去除原水中的总磷、总氮等污染物质。内设反硝化设备、混凝沉淀设备、中间水池2#均为钢制一体化设备，处理量Q=1600m3/d，钢制防腐。

主要设计参数：反硝化负荷：0.52m3/m2·h；PAC 混合时间：t=2.0min；混凝时间：t=25.0min；斜板沉淀池表面负荷：8.0m3/m2·h；加药量：PAC加药量为167mg/L（浓度10%液体），碳源加药量为281mg/L（浓度58%工业级粉末）。

深度处理间的主要设备见表5。

表5

3 工程投资及运行效果

甲污水处理站投资概算总额为981.07万元 ，乙污水处理站投资概算总额为1088.74万元，设计出水水质COD、NH3-N、TP 执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类水标准限值，TN≤10mg/L，其余指标执行一级A标准。部分出水指标可优于上述排放标准。

目前，甲乙污水处理站已建成且正常运行，出水水质稳定。运行期间，甲污水处理站实际进水量 700～1000m3/d，乙污水处理站的实际进水量，600～800m3/d，甲污水处理站主要进出水质指标如表6所示，乙污水处理站如表7所示。

表6 甲污水处理站主要进出水质指标

表7 甲污水处理站主要进出水质指标

运行期间，污水厂水质监测结果显示，出水水质虽在一定范围内有波动，但各项指标均能稳定达到设计要求的水质标准。

4 结语

北方小城镇有诸多类似的污水处理厂，因出水水质标准要求仅为一级 A，且对脱氮、除磷要求较低，生物池厌缺氧段水力停留时间分配不合理。若需进行提标改造，本工程的实施具有典型的借鉴意义。

本工程在综合利用原有占地的基础上实现了生活污水出水水质中COD、NH3-N、TP 三项由一级A排放标准提升至地表V类水标准。