氧化溝-MBR工藝處理縣城污水工程實例分析

陶剛

摘 ?要：安龍縣城西污水處理廠在不新征建設(shè)用地的基礎(chǔ)上進行技術(shù)提升改造，采用“MBR+消毒工藝”作為主體工藝將污水處理廠現(xiàn)狀的一級B標排放標準提升到一級A標排放標準，為區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;水質(zhì);提標改造;MBR工藝

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0099-02

Abstract： On the basis of no new construction land， the Chengxi Sewage Treatment Plant in Anlong County carried out technical upgrading and transformation， and adopted "MBR+disinfection process" as the main process to raise the current discharge standard of the sewage treatment plant from the first class B standard to the first class A standard， so as to create good conditions for the sustainable development of regional society and economy.

Keywords： sewage treatment plant; water quality; standard lifting transformation; MBR process

1 工程概況

安龍縣已經(jīng)建成投入使用的污水處理廠有城東污水處理廠和城西污水處理廠;總設(shè)計處理能力為11000m3/d。其中：2006年9月建成的城東污水處理廠設(shè)計處理能力為5000m3/d，采用的處理工藝是生物濕地法處理工藝。2010年12月建成的城西污水處理廠設(shè)計處理能力為3000m3/d，采用的處理工藝是氧化溝處理工藝。2014年12月建成的城西污水處理廠二期工程設(shè)計處理能力為3000m3/d，采用的處理工藝是氧化溝處理工藝。

按照國務(wù)院《水污染防治行動計劃》（國發(fā)【2015】17號）、《省人民政府關(guān)于印發(fā)貴州省水污染防治行動計劃工作方案的通知》（黔府發(fā)【2015】39號）、《關(guān)于印發(fā)貴州省2017年水污染防治年度實施方案的通知》（黔水污防辦【2017】2號）等文件要求，為持續(xù)改善全省水環(huán)境質(zhì)量，確保順利完成水污染防治行動各項目標任務(wù)，重點湖泊、重點流域水庫等敏感區(qū)域城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施，2017年底前全面達到一級A排放標準。新標準對安龍縣地區(qū)的城鎮(zhèn)污水處理廠出水提出了較高標準要求，改善安龍縣地區(qū)周邊及下游的水體環(huán)境質(zhì)量，保護安龍縣得天獨厚的旅游、投資環(huán)境，創(chuàng)造健康和諧的生活，安龍縣城西污水處理廠提標改造工程的建設(shè)已勢在必行。

通過對城西污水處理廠的運行現(xiàn)狀和建設(shè)條件進行分析，提出了污水處理提標改造方案，使其出水達到一級A標后排放：對奧貝爾氧化溝進行改造，在其后增設(shè)膜池及其附屬設(shè)備間，提標改造后的核心工藝為氧化溝-MBR工藝;同時改造紫外消毒設(shè)備;使污水處理廠出水達到一級A標。

2 污水處理工藝優(yōu)化比選

2.1 改造前排水存在問題

安龍縣城西污水處理廠主要存在的問題如下：

（1）污水處理廠部分設(shè)備老化，致使污染物處理效率偏低[1];（2）廠區(qū)奧貝爾氧化溝采用轉(zhuǎn)碟曝氣，曝氣效率較低，廠區(qū)脫氮效果差;（3）城西污水處理廠排放標準偏低，為一級B標，急需提標改造，增設(shè)深度處理設(shè)施，以達到一級A標排放。

2.2 提標改造工程進出水水質(zhì)

（1）污水進廠水質(zhì)的確定：根據(jù)污水處理廠近2年進水水質(zhì)統(tǒng)計分析，安龍縣城西污水處理廠進水水質(zhì)為：BOD5≤120mg/L;CODcr≤250mg/L;SS≤110mg/L;NH3-N≤28mg/L;TP≤3mg/L; TN≤32mg/L;PH≤6-9。（2）安龍縣城西污水處理廠污水廠出水執(zhí)行一級A類標準，即污水出廠水質(zhì)指標為：BOD5≤10mg/L;CODcr≤50mg/L;SS≤10mg/L;NH3-N≤5mg/L;TN≤15mg/L;TP≤0.5mg/L;PH≤6-9;糞大腸菌群數(shù)≤103個/L。動植物油≤1.0mg/L，石油類≤1.0mg/L。

2.3 污水處理方案優(yōu)選

根據(jù)工程特性和規(guī)模，設(shè)計優(yōu)選“MBR+消毒”“卡魯塞爾2000氧化溝+BAF+UF+消毒”和“CASS+微絮凝沉淀+V型濾池+消毒”三種方案進行對比分析，即：

2.3.1 方案一“MBR+消毒”工藝

優(yōu)點：（1）是目前最先進的水處理工藝;出水水質(zhì)標準高[2-3];（2）出水水質(zhì)非常穩(wěn)定，抗沖擊負荷高，保證再生水使用的安全可靠性;（3）除磷脫氮效果最好，處理效率高;（4）構(gòu)筑物少，可省去二沉池和深度處理工藝，占地面積小;（5）自動化程度高，運行管理方便，減少管理人員;（6）膜過濾精度高，細菌可以被濾除，消毒劑用量明顯減少;（7）剩余污泥量少，減少二次污染，污泥處理費用低。

缺點：（1）投資相對較高;（2）運行成本較高。

2.3.2 方案二“卡魯塞爾2000 氧化溝+BAF+UF+消毒”

優(yōu)點：（1）出水水質(zhì)標準高，抗沖擊負荷一般，保證再生水使用的安全可靠性;（2）除磷脫氮效果較好;（3）膜過濾精度高，細菌可以被濾除，消毒劑用量明顯減少。

缺點：（1）構(gòu)筑物占地面積大;（2）后續(xù)污泥處理工作量大;運行費用最高;投資最高;（3）濾池需要周期反沖洗;濾料定期更換;（4）污泥排放量大。

2.3.3 方案三“CASS+微絮凝斜板沉淀+V型濾池+消毒”

優(yōu)點：（1）目前采用的工藝之一，有成熟的運行經(jīng)驗;（2）除磷脫氮效果較好;（3）自動化程度高;（4）投資最低;（5）運行成本最低。

缺點：（1）抗沖擊負荷低;（2）污泥排放量較大;（3）構(gòu)筑物占地面積大;（4）管理水平要求高，對出水水質(zhì)影響較大;（5）濾池需要周期反沖洗;濾料定期更換。

從上述對比分析可知，三種方案都有各自的優(yōu)缺點?？紤]到安龍縣地區(qū)的特殊地位，本方案比選中把保證高標準出水水質(zhì)和出水水質(zhì)的安全可靠性作為方案比選的首要因素，同時綜合分析技術(shù)先進性、投資、運行管理、運行費用、占地面積、污泥處理等多方面的因素。

通過上述分析可以看出，方案一（MBR+消毒工藝）采用目前世界上最先進的膜生物反應(yīng)器工藝，優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)對濕地公園的生態(tài)保護意義重大，有效保證高標準的出水水質(zhì)及再生水回用的安全可靠性，自動化程度高，占地節(jié)省，運行管理方便，污泥排放量少，只是投資略高，但也在可以實施接受的范圍內(nèi)，而且隨著膜生物反應(yīng)器工藝的普遍應(yīng)用，占投資比例較大的膜的生產(chǎn)成本將大幅降低，膜更換的費用也隨之降低，因此本初步設(shè)計將方案一“MBR+消毒”污水處理工藝作為推薦方案。

3 提標改造方案

安龍縣城西污水處理廠提標改造在原廠址上進行提標改造，提標改造規(guī)模：6000m3/d（2020年），出水水質(zhì)達到一級A標準。

3.1 原氧化溝系統(tǒng)改造

將原有的奧貝爾氧化溝設(shè)備更換，拆除沉淀區(qū)，形成生化組合池;其主要組成部分為厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)成，其主要功能是去除污水中的有機污染物及氮、磷等污染物。設(shè)計總平均流量：69.4L/s，分2組，每組設(shè)計總平均流量：34.7L/s。

（1）厭氧區(qū)。預(yù)處理出水進入配水井，與缺氧區(qū)的進水同時進入?yún)捬鯀^(qū)，使饑餓高效的活性污泥會快速吸附原水中的溶解性有機物，并對難降解的有機物起到良好的水解作用。同時，污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放，活性提高，為好氧條件污泥對磷的大量吸收作準備。平面凈尺寸：3.8×9.6m（2座）;池深：4.0m;有效水深：3.65m;水力停留時間：2.1h。（2）缺氧區(qū)。反硝化菌在缺氧的環(huán)境下，利用污水中的有機污染物作為碳源，將回流混合液中大量的硝態(tài)氮還原成氮氣，完成脫氮過程。與此同時，BOD5濃度下降。平面凈尺寸：7.8×9.6m（2座）;池深：4.0m;有效水深：3.7m;水力停留時間：4.4h;缺氧區(qū)污泥回流比：200%。（3）好氧區(qū)。好氧區(qū)中大量繁殖的活性污泥微生物，降解和吸附水中有機污染物質(zhì)，以達到凈化水質(zhì)的目的。好氧區(qū)內(nèi)設(shè)曝氣器。平面凈尺寸：11.6×9.6m（2座）;池深：4m;有效水深：3.60m;水力停留時間：6.40h;好氧區(qū)混合液回流比：400%;曝氣量：1750Nm3/h。

3.2 MBR膜池

MBR膜池是利用膜對反應(yīng)池內(nèi)含泥污水進行過濾，實現(xiàn)泥水分離，同時強化系統(tǒng)生化功能。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進行得更迅速更徹底;另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質(zhì)量的出水。膜池平面凈尺寸：膜池配水渠：6.68×1.0m（1座，半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，地下0.8m）;膜池：14.4×3.34m（2座）;清洗池：30m3（1座）; 出水池：60m3（1座）;池深：4.0m;有效水深：2.9m;設(shè)計平均通量：17.7L/m2·h;水力停留時間：1.5h;膜池污泥回流比：500%。膜池系列數(shù)：2列，每系列可單獨運行;每系列膜箱數(shù)：16組，膜吹掃風(fēng)量：2875Nm3/h，氣水比：11.5：1。

3.3 MBR膜設(shè)備間

MBR膜設(shè)備間主要用于放置產(chǎn)水泵、CIP（在線清洗）泵、剩余污泥泵、在線化學(xué)清洗加藥系統(tǒng)、化學(xué)除磷系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備，同時合建有鼓風(fēng)機房、電控室和值班室等。MBR膜設(shè)備間為地上式框架結(jié)構(gòu)，其中：（1）膜設(shè)備間平面尺寸：16.5m×6.3m，高5.0m;（2）鼓風(fēng)機房平面尺寸：10.3m×6.3m，高5.0m;（3）電控室平面尺寸：6.2m×6.3m，高5.0m;（4）除磷系統(tǒng)PAC投加量：35mg/L。

3.4 新增膜格柵

膜格柵可以充分過濾污水中通常含有的纖維類雜物，該類污染物可以對MBR工藝中微濾膜產(chǎn)生繞絲等不利影響，極大地提高了后續(xù)MBR膜生物處理工藝的可靠性，對于后續(xù)膜處理單元的正常運行起到非常重要的保護作用。膜格柵渠前后裝有插板閘門以便格柵檢修。運行時膜格柵攔截的柵渣經(jīng)過溜槽進入高排水螺旋壓榨機，壓實后排入柵渣箱。主要參數(shù)：（1）膜格柵渠進水井：平面凈尺寸：2.6×1.5m（1座，地上鋼砼結(jié)構(gòu)）;池深：2.0m;（2）膜格柵渠：平面凈尺寸：6.6×1.5m（1格，地上鋼砼結(jié)構(gòu)）;池深：2.0m;（3）格柵間隙：1mm;柵前水深：0.9m;（4）出水井：平面凈尺寸：2.6×1.5m（1座，半地下鋼砼結(jié)構(gòu)）;池深：6.0m。

4 結(jié)束語

根據(jù)安龍縣城西污水處理廠現(xiàn)有設(shè)施情況及運行管理水平，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟等方面對比分析，優(yōu)選“MBR+消毒工藝”作為主體工藝進行污水出廠提標改造，出水可穩(wěn)定達到一級A標排放，具有非常良好的工程實踐應(yīng)用效果。

參考文獻：

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