西安市第三污水處理廠提標(biāo)改造成功案例分析

王耀武 趙群英 王舒

摘 要：國(guó)家于2006年下達(dá)提標(biāo)改造的公告，西安市第三污水處理廠率先進(jìn)行提標(biāo)改造，通過添加初沉池，改用超細(xì)格柵，氧化溝內(nèi)溝改為底曝，增加內(nèi)回流系統(tǒng)，并在內(nèi)溝添加生物填料一系列措施進(jìn)行提標(biāo)改造，改造后達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：城市污水處理廠；提標(biāo)改造；脫氮除磷；生物填料

我國(guó)于2006年下達(dá)污水廠提標(biāo)改造的公告，公告中要求，城市污水廠的出水水質(zhì)由以前的《城鎮(zhèn)污水處理廠綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18918-2002中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提高到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。這使得各城市污水處理廠都面臨著二次改造的問題。目前對(duì)于大多數(shù)污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造時(shí)的難點(diǎn)是在污水廠現(xiàn)有占地面積不變的情況下進(jìn)行改造，這就要求改造時(shí)，盡可能的少建、新建構(gòu)筑物，對(duì)原有工藝及主體構(gòu)筑物進(jìn)行改進(jìn)。西安市第三污水處理廠在沒有二次征地的情況下，對(duì)原有工藝進(jìn)行了微改，花費(fèi)的費(fèi)用少，改造后運(yùn)行穩(wěn)定，并達(dá)標(biāo)排放。

1 工程概況

西安市第三污水處理廠占地337畝，日處理能力15萬(wàn)噸。主要擔(dān)負(fù)西安市東郊 河兩岸及紡織城地區(qū)25平方公里范圍內(nèi)的生活污水及工業(yè)廢水。2010年4月，第三污水處理廠在國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召下進(jìn)行了污水廠的提標(biāo)改造。由于該廠規(guī)劃時(shí)間較早，近幾年西安市的高速發(fā)展，使得污水量猛增，到2008年，實(shí)際進(jìn)入到廠區(qū)的污水為11～13萬(wàn)噸，雨季時(shí)一般在13～15萬(wàn)噸，所以改造時(shí)在盡量少建構(gòu)筑物的情況下，加大處理水量，成為了此次改造的難點(diǎn)。改造時(shí)三廠運(yùn)用向Orbal氧化溝內(nèi)添加填料的方法，解決了這一難題，這一點(diǎn)值得推廣。且改造后各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18918-2002中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2 第三污水處理廠的進(jìn)出水水質(zhì)

經(jīng)過長(zhǎng)年的監(jiān)測(cè)運(yùn)行，西安市第三污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

表1 西安市第三污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)

由表1可見，提標(biāo)改造前出水中的COD與BOD均已達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，SS、氨氮、總氮與總磷不能達(dá)標(biāo)排放。因此改造的重點(diǎn)為脫氮除磷與使SS達(dá)標(biāo)排放。

3 提標(biāo)改造前后的工藝流程

提標(biāo)改造前的工藝流程圖如圖1所示。

提標(biāo)改造后的工藝流程圖如圖2所示。

由圖1和圖2可見，此次提標(biāo)改造的重點(diǎn)放到了脫氮除磷與SS的去除上，通過添加初沉池與對(duì)格柵間的改造實(shí)現(xiàn)了SS的達(dá)標(biāo)排放；通過對(duì)主體構(gòu)筑物氧化溝的內(nèi)部改造實(shí)現(xiàn)了脫氮除磷的目的。

4 提標(biāo)改造的內(nèi)容、方法與優(yōu)勢(shì)

4.1 細(xì)格柵間

細(xì)格柵間由原來的四組滾筒式細(xì)格柵變?yōu)楝F(xiàn)在的兩組滾筒式細(xì)格柵和兩組階梯式超細(xì)格柵（即將原有的兩組滾筒式細(xì)格柵改為現(xiàn)在的兩組階梯式超細(xì)格柵），滾筒式細(xì)格柵柵間隙為6mm，階梯式超細(xì)格柵柵間隙為1mm，格柵直徑1.84m，格柵傾角55°，細(xì)格柵間尺寸16.1×15.3m。細(xì)格柵間經(jīng)過改造后SS去除率可達(dá)到85%～95%，有效保證了后續(xù)處理流程特別是污泥處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。細(xì)格柵間的改造是在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造，沒有增加占地面。

4.2 初沉池

初沉池主要作用是對(duì)污水中密度較大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離，以達(dá)到減輕生物處理構(gòu)筑物負(fù)荷的目的。改造前由于主體工藝為氧化溝工藝，所以前期工程未設(shè)初沉池，2010年后，執(zhí)行一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)后，再加上雨污合流，人口的增加，處理水量增加5萬(wàn)噸，污水中雜質(zhì)以及漂浮物增加，影響了沉砂池的沉砂效果，造成氧化溝內(nèi)污泥松散，進(jìn)而影響了生物處理效果；同時(shí)造成活性污泥脫水時(shí)成餅率大幅度下降。改造后增加了初沉池，有效地解決了上述問題。

4.3 Orbal氧化溝

4.3.1 增加填料

改造前執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18918-2002中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，原有氧化溝的處理能力可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。由于近幾年處理水量增加，并且排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，造成原有氧化溝的污泥負(fù)荷過大。減小污泥負(fù)荷的方法一般有兩種：（1）增加池容；（2）增加池中的微生物量。由于新建生物處理池既要占用一定面積，初期投資又大。因此增加原池中的微生物量成為主要的處理方案。三廠采用向原氧化溝中添加懸浮填料，達(dá)到了增加生物量的目的。

改造時(shí)向每座氧化溝的內(nèi)溝投加填料1100m3，約占內(nèi)溝容積的30%；為了達(dá)到氧化溝內(nèi)的設(shè)計(jì)流速，在溝橋上增加了兩臺(tái)內(nèi)溝推進(jìn)器（參數(shù)：D=1080mm，葉輪轉(zhuǎn)速100r/min，功率N=4.0kW）；為了防止填料進(jìn)入中溝，在中溝進(jìn)入內(nèi)溝處增加了攔網(wǎng)；在出水處的攔網(wǎng)處增加了曝氣設(shè)施，有效的防止了填料聚集，提高了攔網(wǎng)的過水能力。內(nèi)溝添加填料后，有效的增加了氧化溝中的生物量，在進(jìn)水量增加的情況下，沒有新建生物處理設(shè)備，做到了達(dá)標(biāo)排放。

4.3.2 將Orbal氧化溝內(nèi)溝改為底曝

由于內(nèi)溝增加了生物填料，生物量大大增加，所以需氧量也會(huì)增加，原來的氧化溝的供氧能力已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需求，所以將Orbal氧化溝內(nèi)溝改為底曝。

在池底安裝可提升曝氣管264根，共計(jì)1604個(gè)曝氣盤，另外配備羅茨鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)，單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)為：Q=3100m3/h，H=53.9KPa，N=75kW。保證了混合液中的溶解氧濃度，并提高了生物處理系統(tǒng)的抗負(fù)荷沖擊能力，從而保證整個(gè)氧化溝的處理效果。

4.3.3 增加內(nèi)回流系統(tǒng)

改造后增加了由內(nèi)溝道回流到外溝道的內(nèi)回流系統(tǒng)。內(nèi)溝硝化反應(yīng)由好氧自養(yǎng)型微生物完成，在有氧狀態(tài)下，利用無機(jī)碳為碳源將NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-，經(jīng)回流泵回流到外溝，為外溝提供了NO3-，增加了NO3-含量，促進(jìn)了反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，提高了脫氮效果。在轉(zhuǎn)碟前4米轉(zhuǎn)碟后2米分別設(shè)置導(dǎo)流板；在增加導(dǎo)流板后，可將表層氧有效的傳送至各縱斷面，在內(nèi)溝設(shè)置內(nèi)回流軸流泵3臺(tái)，單臺(tái)參數(shù)Q=870m3/h，H=2.2m，P=11kW。從而提高氧利用效率；在增加內(nèi)回流泵后，可以更加有效的完成脫氮；總體上看，可以在達(dá)到提高氨氮去除率目的的同時(shí)，保證總氮的去除率的效果，所以需要增加內(nèi)回流系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)西安市第三污水處理廠升級(jí)改造的成功案例分析，對(duì)其他類似污水廠的提標(biāo)改造可提供下列啟示：

（1）氧化溝前添加初沉池可有效的降低和去除SS，降低氧化溝的處理負(fù)荷。

（2）在Orbal氧化溝內(nèi)溝添加填料，可以有效增加溝內(nèi)的生物持有量，在有限的體積下，提高污水的處理量。

（3）Orbal氧化溝內(nèi)溝增加內(nèi)回流系統(tǒng)，可更有效的完成脫氮，提高氮的去除率。

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作者簡(jiǎn)介：王耀武（1991-），男，工學(xué)學(xué)位，研究方向：污（廢）水的處理與回用。

*通訊作者：趙群英（1979-），女，講師，研究方向：污（廢）水的處理與回用。

王舒（1992-），男，工學(xué)學(xué)位，研究方向：污（廢）水的處理與回用。