塘西河再生水廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)

葛 軍 （合肥市濱湖新區(qū)建設(shè)投資有限公司，安徽 合肥 230001）

近年來，由于巢湖流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，流域水污染總負(fù)荷一直處于高位態(tài)勢，巢湖湖區(qū)富營養(yǎng)化程度雖然有所改善，但仍處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，部分主要入湖河流由于缺乏地表徑流，水質(zhì)仍處于劣Ⅴ類。根據(jù)安徽省人大常委會頒布的《巢湖流域水污染防治條例》，自2017年1月1日起在巢湖流域范圍內(nèi)實(shí)施《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）。新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，進(jìn)一步提高了城鎮(zhèn)污水處理廠排放水質(zhì)要求。目前，塘西河再生水廠排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)，不滿足《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）要求，尤其是TN、NH3-N及TP指標(biāo)明顯高于標(biāo)準(zhǔn)，因此此次提標(biāo)改造勢在必行。

1 再生水廠現(xiàn)狀及存在問題

1.1 現(xiàn)狀水量水質(zhì)

已建的合肥市濱湖新區(qū)塘西河再生水廠位于廬州大道以西，塘西河南岸，設(shè)計(jì)規(guī)模為3.0萬m3/d，設(shè)計(jì)為AAO+MBR膜工藝，峰值系數(shù)按1.2考慮，高峰設(shè)計(jì)流量0.417m3/s。塘西河再生水廠實(shí)測進(jìn)水水量為：2016年7月至2017年12月，平均處理水量26001m3/d。

由表1可看出，塘西河出水部分指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，其中TN、NH3-N和TP存在較大波動，無法滿足《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）中城鎮(zhèn)污水處理廠Ⅰ的要求。

1.2 產(chǎn)生問題及原因分析

①水質(zhì)。通過對實(shí)測進(jìn)出水水質(zhì)分析，目前塘西河再生水廠運(yùn)行正常，出水水質(zhì)可以滿足現(xiàn)在的一級A標(biāo)準(zhǔn)，其原因主要是由于采用MBR工藝，曝氣充分、泥水分離效果良好。但是，由于進(jìn)水水質(zhì)TN、NH3-N及TP指標(biāo)高于原設(shè)計(jì)值，以及設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)提高，目前的出水水質(zhì)中TN及TP，無法達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。為保證出水TN穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，擬對一期A2/O生化池進(jìn)行適當(dāng)改造，保證充分的反硝化時(shí)間，使污水中有機(jī)物完全硝化。反硝化深床濾池采用降流式重力過濾，去除懸浮物的效果很好，對于前端SS去除效果不理想的老污水廠有良好的補(bǔ)救作用[1-3]，同時(shí)反硝化深床濾池作為本廠A2/O工藝的深度處理工藝，兩種工藝相配合可確保最終出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，尤其是對TN的去除效果明顯，在控制外加碳源投量的情況下，可使出水TN穩(wěn)定在5mg/L以下[4-5]。擬增設(shè)有反硝化功能的深度處理流程。為保證出水TP的措施，采用生物除磷輔以化學(xué)除磷，同時(shí)增設(shè)深度處理確保很低的出水SS。

②除臭系統(tǒng)。塘西河再生水廠工程除臭主要針對預(yù)處理區(qū)和生化池前段及泥處理區(qū)2個(gè)區(qū)域進(jìn)行。雖然已考慮除臭設(shè)置，但箱體內(nèi)部仍有臭味，其原因是由于部分密封設(shè)備老化，導(dǎo)致臭氣外泄。同時(shí)好氧池和MBR膜池處于敞開狀態(tài)，底部不斷鼓風(fēng)曝氣，致使大量污水中臭氣外溢，加之半地下構(gòu)筑物通風(fēng)狀況不太理想，導(dǎo)致地下箱體內(nèi)部臭氣彌漫，工作環(huán)境較差。

③通風(fēng)系統(tǒng)。塘西河再生水廠地下箱體通風(fēng)設(shè)計(jì)換氣次數(shù)為6～12次/h，箱體內(nèi)通風(fēng)設(shè)計(jì)的換氣次數(shù)考慮較為富余，從而設(shè)備功率較大，若長時(shí)間連續(xù)開啟廠內(nèi)整體能耗較高。故處于運(yùn)行費(fèi)用控制的考慮，通風(fēng)設(shè)備時(shí)常處于關(guān)閉狀態(tài)，也是箱體內(nèi)環(huán)境較差的一大原因，為保證水廠保持良好的通風(fēng)環(huán)境，在設(shè)置集臭裝置的同時(shí)設(shè)置通風(fēng)裝置，保證通風(fēng)。

塘西河再生水廠進(jìn)出水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 表1

2 提標(biāo)改造工程方案

2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

根據(jù)《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》，要求塘西河再生水廠設(shè)計(jì)出水主要指標(biāo)見表2所示。

塘西河再生水廠改造后設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 表2

2.2 工程改造方案

2.2.1 新增除臭系統(tǒng)

廠內(nèi)產(chǎn)生臭氣的主要區(qū)域?yàn)轭A(yù)處理區(qū)、生化處理區(qū)及泥處理區(qū)等。擬對好氧池及MBR膜池進(jìn)行加蓋密封處理，防止臭氣外溢，同時(shí)通過管道對臭氣進(jìn)行收集，并輸送至新增臭氣處理裝置。比較多種除臭方法，得出生物除臭技術(shù)可以將污水處理廠中的臭氣處理干凈，并且防止臭氣進(jìn)步的擴(kuò)散，大大改善生態(tài)環(huán)境，是一種新型的環(huán)保措施[6]。通過研究國際上先進(jìn)的成功經(jīng)驗(yàn)以及我國的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出符合生物除臭工藝的除臭系統(tǒng)，可以提升除臭工作效率，改善大氣環(huán)境[7]。建議采用微生物除臭法集中進(jìn)行除臭處理，達(dá)標(biāo)后排放入空氣。

2.2.2 改造A2/O生化池

改造強(qiáng)化除磷脫氮功能，尤其是提高脫氮效率，增大用于缺氧脫氮的容積；與后續(xù)膜池配合完成出水提標(biāo)功能。同時(shí)對好氧池進(jìn)行加蓋密封，防止臭氣進(jìn)入操作層箱體，影響工作環(huán)境。

①實(shí)驗(yàn)表明，適當(dāng)提高混合液回流比可有效增加COD、TN、NH3-N和TP的去除率[8]，改造將增大混合液回流比。膜池至好氧區(qū)污泥回流比R=100%；預(yù)缺氧區(qū)到缺氧區(qū)回流比R=400%；膜池至厭氧池污泥回流比R=100%；增加A2/O生化池缺氧池容積，將原厭氧區(qū)第一格調(diào)整做缺氧區(qū)，使缺氧池有足夠的反應(yīng)時(shí)間。

②原生化池采用兩點(diǎn)進(jìn)水的倒置A2/O運(yùn)行方式，倒置A2/O工藝缺氧池反硝化不完全，硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬醭赜绊懢哿拙屃鬃饔茫跛猁}對聚磷菌抑制作用主要表現(xiàn)在反硝化菌對聚磷菌碳源的競爭上，通過硝化液回流位置的調(diào)整,將倒置A2/O調(diào)整為傳統(tǒng)A2/O工藝，消除硝酸鹽對聚磷菌釋磷影響，同時(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)水優(yōu)質(zhì)碳源厭氧池聚磷菌優(yōu)先利用[9]。改造于原第一格缺氧池增設(shè)污泥回流點(diǎn)，于原第二格缺氧池增設(shè)混合液回流點(diǎn)，使得生化池能以厭氧-缺氧-好氧的方式運(yùn)行。

③用玻璃鋼蓋板對好氧池上方進(jìn)行密封加蓋，通過除臭風(fēng)管收集臭氣進(jìn)行集中處理。

2.2.3 改造MBR膜池

由于MBR膜池須送至深床濾池，因出水清水池水面標(biāo)高低于深床濾池進(jìn)水水面，從MBR膜清水池后須設(shè)置提升泵。同時(shí)對MBR膜池進(jìn)行加蓋密封，防止臭氣進(jìn)入操作層箱體，影響工作環(huán)境。

2.2.4 改造加藥間

原PAC投加管堵塞嚴(yán)重，改造將原有PAC投加裝置更換為三氯化鐵投加裝置，由于深床濾池前設(shè)絮凝段，增設(shè)1臺三氯化鐵投加裝置。投加點(diǎn)分別為預(yù)缺氧段起端及深床濾池前端。

現(xiàn)狀碳源投加裝置僅考慮1臺，本次增設(shè)2臺NaAC投加裝置。投加點(diǎn)分別為生化池缺氧段及深床濾池前端。

2.2.5 新建反硝化深床濾池

反硝化深床濾池作為目前新型的深度處理工藝，同時(shí)具有去除SS、脫氮和除磷的復(fù)合型功能，一池多用，性能穩(wěn)定，已在國內(nèi)多座城鎮(zhèn)污水處理廠的升級改造中得到應(yīng)用[10-14]。提標(biāo)改造需要對水質(zhì)有更高的要求，原本工藝已無法滿足，因此借鑒其他成功的城鎮(zhèn)污水處理廠的升級改造所運(yùn)用的增設(shè)反硝化深床濾池。

根據(jù)本廠規(guī)模增建濾池1座，按3.0萬m3/d規(guī)模設(shè)計(jì)，共分為4格，單格濾池凈空尺寸B×L=4.2×14.4m。配有1套反沖洗系統(tǒng)，采用氣水反沖洗模式進(jìn)行反沖洗。

2.3 改造后污水處理工藝

塘西河再生水廠改造后污水處理采用以改良A2/O+MBR+深度處理為主體的處理工藝，經(jīng)過模型模擬，改造后的塘西河再生水廠出水可滿足巢湖流域最新排放的要求。

改造后工藝流程如圖1所示。

圖1 改造后工藝流程框圖

3 工程效益

城市污水處理工程是防治水域污染的主要措施之一，其建設(shè)和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的關(guān)系，創(chuàng)造的價(jià)值表現(xiàn)在環(huán)境效益之中，更多地表現(xiàn)為潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3.1 環(huán)境效益

塘西河再生水廠主要水污染物減排量 表3

塘西河再生水廠提標(biāo)改造工程建成后，可改善塘西河河水體質(zhì)量，提高水資源的利用價(jià)值。每年減少污染物的排放見表3。

3.2 經(jīng)濟(jì)及社會效益

提標(biāo)后尾水可用于洗車，綠化澆灌、河道補(bǔ)水等，節(jié)約了自來水用水量。同時(shí)提高新區(qū)環(huán)境水平，對改善該地方投資環(huán)境、發(fā)展經(jīng)濟(jì)和增強(qiáng)民眾的幸福感具有較大的積極作用。

4 結(jié) 語

塘西河再生水廠提標(biāo)改造工程在原有設(shè)施與工藝的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化和調(diào)整，滿足巢湖流域最新排放的要求，該提升改造方案對于同類已建污水廠的提標(biāo)改造具有一定的參考價(jià)值。