東城牛山生活污水應(yīng)急處理站的設(shè)計(jì)與運(yùn)行

袁劍文，劉惠成

(1.東莞市中南環(huán)?？萍加邢薰?，廣東 東莞 523000；2.東莞市東城牛山污水處理服務(wù)有限公司，廣東 東莞 523128)

1 工程概況

東莞老圍河是一條沒(méi)有源頭的排水渠，被定義為省重點(diǎn)整治河涌。老圍河旁邊是一座已運(yùn)行多年的日處理3萬(wàn)t生活污水的東城牛山污水廠。東城牛山污水廠一期的污水處理量遠(yuǎn)少于管網(wǎng)的污水量，每天大約有2萬(wàn)t污水無(wú)法處理，從管網(wǎng)溢流到老圍河，從而污染了老圍河。東莞市政府計(jì)劃擴(kuò)建牛山污水廠二期工程，但由于土地權(quán)屬和建設(shè)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，老圍河每天被管網(wǎng)溢流的污水污染，成為黑臭水體。東城水務(wù)局為了整治老圍河的黑臭水體，耗巨資于2018年5月在牛山污水廠旁邊建設(shè)一套日處理1萬(wàn)噸的生活污水處理應(yīng)急設(shè)施，減少管網(wǎng)的污水溢流到老圍河，并于2018年12月開始投入運(yùn)行。該應(yīng)急污水處理設(shè)施的出水排入老圍河，作為老圍河的生態(tài)補(bǔ)水，要求達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)。該廠處理流程圖見(jiàn)圖1，進(jìn)出水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，主要構(gòu)筑物見(jiàn)表2，設(shè)備見(jiàn)表3。

圖1 牛山生活污水應(yīng)急處理站流程圖

表2 主要構(gòu)筑物

表3 主要設(shè)備

2 污水處理工藝分析

管網(wǎng)的污水流入調(diào)節(jié)池。污水中垃圾被粉碎式格柵壓碎后，與污水一起被水泵送到淺層氣浮機(jī)，進(jìn)行混凝氣浮處理。往氣浮機(jī)的入水管加聚合氯化鋁和陰離子的聚丙烯酰銨藥劑，使污水里的絮體變大，在氣浮機(jī)里進(jìn)行固液分離。氣浮機(jī)分離出來(lái)的泥渣流入污泥池，最后經(jīng)污泥泵，流入疊螺機(jī)進(jìn)行污泥脫水。淺層氣浮機(jī)高約1 m，水力停留時(shí)間約為17min，比普通氣浮機(jī)具有占地面積少，出水清的優(yōu)點(diǎn)。氣浮機(jī)的出水很清澈，流入生物接觸氧化池進(jìn)行生化反應(yīng)。污水中氨氮在生物接觸氧化池進(jìn)行硝化反應(yīng)。硝化反應(yīng)效果主要與好氧池的停留時(shí)間長(zhǎng)短和溶解氧濃度相關(guān)。由于本項(xiàng)目的選址可用地方極少和生活污水氨氮濃度較低，因此生物接觸氧化池有效容積較少，硝化反應(yīng)時(shí)間較短。好氧區(qū)，污水主要進(jìn)行硝化反應(yīng)，其反應(yīng)式：(1) NH4++1.5O2→NO3-+2H++H2O (2)NO2-+0.5O2在→NO3-在厭氧區(qū)內(nèi)，污水主要進(jìn)行反硝化反應(yīng)，即脫氮反應(yīng)，其反應(yīng)式：(1)NO2-+3H→0.5N2+OH-+H2O (2)NO3-+5H→0.5N2+OH-+H2O。由于此工藝無(wú)厭氧池，所以反硝化脫氮效果差，總氮去除率低。污水的磷去除方法主要是生物除磷和化學(xué)除磷。生物在污水中除磷原理：微生物除磷主要通過(guò)厭氧-好氧環(huán)境交替進(jìn)行，在單純的厭氧或好氧環(huán)境中都不能有效去除磷。聚磷菌在厭氧池內(nèi)通過(guò)水解反應(yīng)把污水中的有機(jī)磷和高分子磷分解而釋放出來(lái)，在隨后的好氧池中，聚磷菌從污水中攝取磷，將磷以聚磷酸鹽的形式貯存在菌體內(nèi)而形成高磷污泥[1]。化學(xué)除磷就是往污水投加化學(xué)藥劑，如氯化鋁，使污水中部分溶解于水和不溶于水的磷與聚合氯化鋁進(jìn)行混凝反應(yīng)后，變成絮體，在氣浮池中被去除。生物接觸氧化池的出水流入曝氣濾池進(jìn)行生化反應(yīng)和過(guò)濾，可進(jìn)一步去除污水中污染物，也可節(jié)省地方進(jìn)行固液分離。污水經(jīng)曝氣濾池處理后，就能達(dá)標(biāo)放，流入老圍河。

3 工程調(diào)試和運(yùn)行效果

工程調(diào)試分為三個(gè)階段：污泥馴化培養(yǎng)期、負(fù)荷提高期和滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。在培養(yǎng)菌種初期，共往生化池投了5t菌種。污泥馴化培養(yǎng)期，處理少量污水，設(shè)備間歇運(yùn)行。培菌一周后，可以加大污水處理量，進(jìn)入負(fù)荷提高期。再培菌一周后，可以滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。淺層氣浮機(jī)的調(diào)試：?jiǎn)?dòng)空氣壓縮機(jī)和回用水泵，使溶氣罐的壓力達(dá)到0.42 MPa，使氣浮池產(chǎn)生乳白色溶汽水，然后再啟動(dòng)進(jìn)水泵和加聚合氯化鋁藥劑。污水與聚合氯化鋁進(jìn)行混凝反應(yīng)，產(chǎn)生絮體。絮體在乳白色溶汽水作用下上浮到池面，形成厚的污泥層，被刮到污泥池。由于污水中氨氮不高，所以生物接觸氧化池DO=2 mg/L。氣浮機(jī)的出水有較高溶解氧，因此第一個(gè)生物接觸氧化池的污水溶解氧不低，可進(jìn)行少風(fēng)量曝氣。細(xì)菌培養(yǎng)大約一個(gè)月后，填料上的菌種長(zhǎng)物特別大，出水也清澈。由于該生化系統(tǒng)水力停留時(shí)間短，硝化效果較差，所以當(dāng)出水泡沫較多時(shí)，要投加消泡劑，消除表面活性物質(zhì)。該廢水處理系統(tǒng)2018年12月開始調(diào)試，2019年1月生化調(diào)試完成，運(yùn)行1個(gè)月后，運(yùn)行情況穩(wěn)定，并通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局的監(jiān)測(cè)，運(yùn)行效果見(jiàn)表1。雖然該處理工藝節(jié)省土地和投資，能保證出水達(dá)標(biāo)排放，但運(yùn)行中也遇到問(wèn)題。

污水中布條、小木條等雜物雖然經(jīng)過(guò)粉碎式格柵處理，但并不變?yōu)榧?xì)小雜物，經(jīng)過(guò)氣浮處理后變成浮渣流入疊螺機(jī)，容易損壞疊螺機(jī)。因此在氣浮機(jī)的出泥管應(yīng)安裝一個(gè)穿孔濾桶，便于截留布條、小木條等雜物。粉碎式格柵設(shè)備不宜用在提升泵前，應(yīng)用齒耙式或抓斗式格柵去除污水中垃圾。

該污水處理工藝的優(yōu)點(diǎn)：能處理異常濃度的污水，生化系統(tǒng)抗負(fù)荷強(qiáng)，化學(xué)除磷效果佳。氣浮作為生化工藝的預(yù)處理設(shè)施，能有效去除污水中農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的羽毛、泥渣和部分有害物質(zhì)，降低污染物的濃度，總磷去除率約90%，保證生化效果，使出水達(dá)標(biāo)排放。

該污水處理工藝的缺點(diǎn)：氨氮等溶于水的污染物生化去除率低。雖然有氣浮作為預(yù)處理，能去除泥渣等不溶于水的物質(zhì)，但不能去除溶于水中的污染物，如氨氮。由于該系統(tǒng)生化池停留時(shí)間短，所以生化效果差，只能處理低濃度(氨氮≤15 mg/L)的生活污水，無(wú)法令氨氮>15 mg/L的污水達(dá)標(biāo)排放。

4 工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)

該工程總投資：600萬(wàn)元。每天處理1萬(wàn)噸水，噸水電耗是0.08 kWh/m3，電費(fèi)是0.9元/ kWh，噸水處理電費(fèi)是0.072元。本工程自動(dòng)運(yùn)行，只需4名工人，人工費(fèi)共2萬(wàn)元/月，噸水處理人工費(fèi)用是0.067 元/ m3[水]。包括 PAC、PAM，消泡劑等常規(guī)藥劑，藥劑費(fèi)用是0.15 元/ m3[水]。污泥處置費(fèi)：該廠把脫水后的污泥，以每噸350元運(yùn)到污泥處理廠進(jìn)行處置，污泥處置費(fèi)用0.15 元/t。維修費(fèi)是0.04元/ m3水。該工程生活污水處理成本是0.479 元/ m3[水]。 總占地面積：500 m2，噸水處理占地是0.05 m2/m3。

5 結(jié)論和建議

(1)淺層氣浮+生物接觸氧化+曝氣濾池的污水處理工藝能使生活污水基本達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛應(yīng)用。

(2)該工藝具有占地少，除磷效果佳，建設(shè)周期短、運(yùn)行和投資成本低，污水抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，也有氨氮和總氮去除

率低的缺點(diǎn)。