關(guān)于浙江省城鎮(zhèn)污水處理廠清潔排放技術(shù)改造的工藝選擇

葉孝虎 邵元卿

摘要：為浙江省城鎮(zhèn)污水處理廠清潔排放技術(shù)改造的工藝選擇提供參考和建議，對溫嶺市某污水處理廠提標(biāo)改造的工藝選擇和運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)實際進(jìn)水水質(zhì)和現(xiàn)有構(gòu)筑物，采用“粗格柵+細(xì)格柵及沉砂池+初沉池+改良A/A/O+二沉池+反硝化濾池+混凝反應(yīng)沉淀池+超濾”工藝，處理效果良好，目前出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可作為清潔排放提標(biāo)改造的參考工程。

關(guān)鍵詞：清潔排放;提標(biāo)改造;工藝選擇;城鎮(zhèn)污水處理廠

中圖分類號：X38 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-0-02

Abstract：Provide reference and suggestion for the process selection of clean emission technology transformation of urban sewage treatment plant in Zhejiang Province， and analyze the process selection and operation data of a sewage treatment plant in Wenling City. According to the actual influent water quality and existing structures， “rough grid + fine grid and grit chamber + primary sink + improved A / A / O + secondary sink + denitrification filter + coagulation reaction sedimentation tank + super The filtration process has a good treatment effect. At present， the effluent water quality can be stably reached the discharge standard， and can be used as a reference project for the improvement of clean emission standards.

Key words：Clean emissions;Upgrading;Process selection;Urban sewage treatment plant

浙江省環(huán)保廳為貫徹落實2018年省政府工作報告要求，印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理廠清潔排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)改造的指導(dǎo)意見》，明確了城鎮(zhèn)污水處理廠清潔排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，即出水執(zhí)行《浙江省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱清潔排放標(biāo)準(zhǔn)），加嚴(yán)化學(xué)需氧量（CODCr）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）等4項主要水污染物指標(biāo)要求。浙江省內(nèi)100座日處理規(guī)模1萬噸及以上城鎮(zhèn)污水處理廠將面臨著提標(biāo)改造。

溫嶺市某污水處理廠于2016年完成了“準(zhǔn)Ⅳ類水”提標(biāo)改造工作，其中排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《臺州市城鎮(zhèn)污水處理廠出水指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)限值表（試行）》（以下簡稱準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)），出水水質(zhì)指標(biāo)滿足《浙江省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對改造污水處理廠的CODCr、NH3-N、TN、TP的要求?；谖鬯幚韽S提標(biāo)改造工藝及實際運行情況，為清潔排放技術(shù)改造的工藝選擇提供參考及建議。

1 提標(biāo)改造內(nèi)容

1.1 項目概況

溫嶺市某污水處理廠一期工程設(shè)計規(guī)模8000m3/d，進(jìn)水主要為預(yù)處理后的工業(yè)廢水和生活污水，提標(biāo)改造后，污水排放由一級B標(biāo)提升至準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 提標(biāo)改造中存在的問題

污水處理處理廠原有工藝采用“粗格柵+細(xì)格柵及沉砂池+初沉+MSBR+接觸消毒”工藝，針對準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠主要存在以下工藝問題：

（1）實際進(jìn)水TN濃度超原有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，且C/N比低，且缺氧池反硝化處處理能力受限，TN處理難度大。

（2）實際進(jìn)水NH3-N超原有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，好氧段硝化壓力大，出水NH3-N不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

（3）實際進(jìn)水TP嚴(yán)重超標(biāo)，且由于進(jìn)水CODCr低，剩余污泥量少，生物處理量小，出水TP基本不能達(dá)到排放要求。

（4）缺少深度處理措施，僅依靠預(yù)處理及二級生物處理，出水無法做到SS≤5 mg/L及TP≤0.3 mg/L的排放要求。

1.3 工藝選擇

1.3.1 進(jìn)水水質(zhì)的調(diào)整

通過對進(jìn)水水質(zhì)分析，實際進(jìn)水水質(zhì)和原設(shè)計值相差較大，因此根據(jù)實際進(jìn)水水質(zhì)的統(tǒng)計分析結(jié)果并參考，采用95%保證概率作為參考值[1]，同時考慮管網(wǎng)雨污分流改造后對水質(zhì)的影響，確定進(jìn)水水質(zhì)。

1.3.2 初沉池的選擇

在進(jìn)水TP高且二級生物處理優(yōu)先保證生物脫氮的情況，保留初沉池進(jìn)行前置化學(xué)除磷，同時保留初沉池應(yīng)對水質(zhì)波動，降低水力沖擊，減少進(jìn)入生化系統(tǒng)的無機質(zhì)SS，保持活性污泥活性。過多的無機SS會影響活性污泥的硝化速率、反硝化速率、釋磷速率和吸磷速率，影響生物脫氮除磷效果[2]。保留初沉池的問題是去除了部分有機物，降低了C/N比，增加了碳源的投加量，增加運行費用，不過在生物除磷效果一致的前提下，前置化學(xué)除磷+后置化學(xué)除磷比單獨的后置化學(xué)除磷所需的除磷劑量更少，可以平衡部分運行費用。因此，提標(biāo)改造中保留初沉池工藝，并設(shè)置超越管，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)制工藝運行，在保證處理效果的前提下，盡可能減少運行費用。

1.3.3 MSBR池的改造

由于進(jìn)水中的N的主要存在形式以TKN（凱氏氮）為主，因此保證TKN的硝化是NH3-N、TN處理達(dá)標(biāo)的必要條件，在硝化負(fù)荷明顯偏高的情況下，將現(xiàn)有MSBR池的SBR段改為曝氣區(qū)，延長硝化停留時間，保證NH3-N的充分硝化，處理工藝也由MSBR工藝變?yōu)楦牧糀/A/O工藝。作為前置反硝化工藝，利用原有反硝化液回流泵的同時運行，可增加硝化液回流比，以滿足提標(biāo)改造的需求。

由于進(jìn)水C/N比不足，在缺氧池增加碳源投加點。配套新增二沉池，同時為提高運行過程中改良A/A/O池總污泥濃度，增加污泥回流比。

1.3.4 新增反硝化濾池

受限于現(xiàn)有缺氧池的池容，反硝化處理量并不能滿足處理要求，因此新增反硝化濾池用以去除TN。

1.3.5 新增混凝反應(yīng)沉淀池

考慮到進(jìn)水中工業(yè)廢水比例及排放標(biāo)準(zhǔn)中對CODCr、TP的高要求，混凝反應(yīng)沉淀池除常規(guī)的除磷、混凝沉淀功能外，通過投加吸附劑去除不可降解的CODCr。

2 工程投資與運行情況

本提標(biāo)改造工程投資2163.61萬元，已投入運行2年多，出水可穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，直接處理成本為1.75元/m3，2017年-2018年實際運行數(shù)據(jù)見下表3。

3 結(jié)論

（1）污水處理廠的提標(biāo)改造，對實際進(jìn)水水質(zhì)的分析必不可少，可以為工藝選擇提供更加貼合實際的數(shù)據(jù)，是選擇合理、經(jīng)濟的工藝的前提。

（2）對于TP高的水質(zhì)而言，初沉池仍有一定的可取之處。

（3）排放指標(biāo)更加嚴(yán)格后，現(xiàn)有二級生物處理系統(tǒng)或多或少都存在限制因素，在提標(biāo)改造中首要解決的是生物脫氮問題。

（4）對于進(jìn)水TN較高的污水，TN去處率要求高，受前置反硝化工藝去除率和現(xiàn)場構(gòu)筑物處理能力不足的限制，提標(biāo)改造中常需增加后置反硝化工藝，增加反硝化濾池是一種有效的方法。

（5）化學(xué)除磷工藝是提標(biāo)改造中的必不可少的工藝。

（6）對于沉淀+過濾深度工藝而言，較低的表面負(fù)荷和濾速，可以使SS穩(wěn)定達(dá)到10 mg/L以下，達(dá)到5 mg/L以下的穩(wěn)定性有待進(jìn)步一評估。

（7）外置式超濾工藝作為膜分離工藝，對SS有良好的處理效果，可使SS穩(wěn)定達(dá)到5 mg/L以下。

4 建議

（1）設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)實際進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整外，還需考慮納污范圍內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃和排水體制變化對水質(zhì)的影響，對于目前多采用PPP/BOT運營模式的污水處理廠而言，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)需一定的前瞻性。

（2）對于沒有初沉池的工藝，不建議新增初沉池，新增初沉池基本上需要多加一次提升，并不經(jīng)濟，除非在進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生重大變化時，如進(jìn)水污染物濃度大幅度提高或出現(xiàn)有毒有害污染物。

（3）重點強化生物脫氮能力，可以從提高污泥濃度、延長停留時間、投加碳源、增加混合液回流等方面進(jìn)行強化，必要時增加后置反硝化工藝，如采用多段A/O，反硝化濾池等;另外，在傳統(tǒng)的生物脫氮原理上，采用新的理論，如短程硝化反硝化[3]、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化[4]、反硝化除磷，進(jìn)一步挖掘原有構(gòu)筑物的潛力。其中反硝化除磷過程中，反硝化除磷菌（DPBs）可同步進(jìn)行硝化和磷的富集，實現(xiàn)“一碳兩用”，可減少COD和氧氣的消耗，不失為一種經(jīng)濟的提標(biāo)改造工藝。

（4）由于清潔排放改造并沒有加嚴(yán)對SS的控制，考慮到超濾工藝投資及運行成本較高，不建議采用。城鎮(zhèn)污水處理廠的改造應(yīng)根據(jù)實際情況，具體問題具體分析，綜合現(xiàn)有工藝及構(gòu)筑、規(guī)劃用地、建設(shè)投資、運行成本等因素，選擇合理、經(jīng)濟、可實施性好的工藝。

參考文獻(xiàn)

[1]呂鑑，呂青，吳之麗，等.城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)的概率分析[C].《中國給水排水》第七屆年會暨2010年水處理新技術(shù)新工藝及給（污）水廠運行管理高級研討會論文集.2010：150-156.

[2]鄧仁健，張金松，楊靖波，等.高無機懸浮物進(jìn)水對城市污水廠處理效果的沖擊影響及機理研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013，33（6）：1605-1610.

[3]李澤兵，李軍，李妍，等.短程硝化反硝化技術(shù)研究進(jìn)展[J].給水排水，2011，37（9）：163-168.

[4]田智勇.常溫低基質(zhì)濃度下生活污水的厭氧氨氧化生物脫氮研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2008.

收稿日期：2019-01-18

作者簡介：葉孝虎（1986–），男，漢族，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向為水處理咨詢、設(shè)計、工程、運營。