城市污水處理現(xiàn)狀及污水處理廠提標(biāo)改造方案

盧劍

隨著人們生活水平的不斷提高，城市污水排放量也同比增加，給城市的污水處理廠增加了負(fù)擔(dān)，也給城市的水環(huán)境造成了威脅。由于很多城市早期建設(shè)的污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較低，現(xiàn)已無(wú)法滿足現(xiàn)階段國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求，這也成為大多數(shù)城市污水處理廠現(xiàn)狀存在的問(wèn)題。

一、工程概況

五象污水處理廠覆蓋范圍包含邕寧北側(cè)流域、五象流域、玉洞流域及龍崗流域，根據(jù)發(fā)展目標(biāo)，近期服務(wù)流域面積53.26km2，面向的區(qū)域內(nèi)服務(wù)人口總量52.49萬(wàn)人，遠(yuǎn)期服務(wù)流域面積76.61km2，服務(wù)人口總量78.14萬(wàn)人。五象污水廠建設(shè)于南寧市五象新區(qū)，現(xiàn)狀污水處理能力為5萬(wàn)m3/d，執(zhí)行一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)該市《污水專項(xiàng)規(guī)劃》，為促進(jìn)城市的集約化發(fā)展，需開(kāi)展提標(biāo)改造工作，且五象片區(qū)的發(fā)展呈日益擴(kuò)大的趨勢(shì)，后續(xù)進(jìn)廠污水量將持續(xù)增加，亟需對(duì)該污水廠采取擴(kuò)建措施。

二、五象污水處理廠現(xiàn)階段的發(fā)展問(wèn)題

1.處理量偏小，與規(guī)劃預(yù)測(cè)水量差異大

根據(jù)排水工程專項(xiàng)規(guī)劃方案，五象污水處理廠近期污水處理能力應(yīng)提升至25萬(wàn)m3/d，由于城市的持續(xù)發(fā)展，為提供可靠的基礎(chǔ)服務(wù)，遠(yuǎn)期應(yīng)提升至70萬(wàn)m3/d。對(duì)此該廠已經(jīng)啟動(dòng)提標(biāo)改造及擴(kuò)建方案，一期5萬(wàn)m3/d早在2015年已建成且投入使用，污水處理執(zhí)行的是一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)該廠現(xiàn)階段運(yùn)營(yíng)情況可知，常態(tài)進(jìn)水量約為3.5萬(wàn)m3/d，遇雨季時(shí)處理水量可達(dá)約4.3萬(wàn)m3/d，仍未達(dá)到污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模。而且相比于該廠的規(guī)劃處理能力，實(shí)際處理污水量仍然處于較低水平，并未充分發(fā)揮出污水處理廠的效用。

2.原因分析

（1）城市建設(shè)具有滯后性，片區(qū)人口入住率較低，相較于預(yù)期而言依然有較大的進(jìn)步空間。

（2）各片區(qū)的建設(shè)時(shí)序等無(wú)法協(xié)調(diào)統(tǒng)一，片區(qū)污水管道隨配套道路建設(shè)，無(wú)法整體性、系統(tǒng)性實(shí)施，導(dǎo)致污水廠服務(wù)范圍內(nèi)的污水管道未連通。

（3）城市實(shí)際用水量偏低，相較于用水標(biāo)準(zhǔn)依然有較大的差距。對(duì)此，若僅僅按照專項(xiàng)規(guī)劃確定污水量，其在實(shí)際執(zhí)行中必然與實(shí)際情況有所差異，因此必須采取調(diào)整措施。近期污水量預(yù)測(cè)應(yīng)當(dāng)以實(shí)際狀況以及建設(shè)規(guī)模為依據(jù)，具體包含區(qū)域內(nèi)的服務(wù)人口、管網(wǎng)收集等多個(gè)方面，經(jīng)過(guò)全面的調(diào)查后獲得詳實(shí)的數(shù)據(jù)，規(guī)劃時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余地，以滿足后續(xù)發(fā)展的彈性需求。

三、污水處理廠提標(biāo)改造方案

根據(jù)南寧市污水處理提標(biāo)改造方案，2020年該市城鎮(zhèn)污水收集處理率應(yīng)提升至90%，且新建區(qū)污水處理率達(dá)到100%、水中回用率達(dá)10%，市內(nèi)各污水處理廠積極提標(biāo)改造，排放等級(jí)至少達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.預(yù)處理

五象污水廠配置旋流沉砂池，土建工程采取10萬(wàn)m3/d的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)5萬(wàn)m3/d的處理要求組織各類配套設(shè)備的安裝作業(yè)。本方案充分遵循利舊原則，即依然選用的是旋流沉砂池。

2.一級(jí)處理

針對(duì)進(jìn)水砂礫含量偏多的情況，如SS超過(guò)250mg/L且同時(shí)具有SS/BOD5≥1.5的關(guān)系時(shí)，則配置初沉池。從本廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)來(lái)看，具有SS/BOD=1.67的特點(diǎn)，其在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中伴有較豐富的砂礫，因此有必要配置初沉池。本方案中，選擇了在預(yù)處理與二級(jí)處理兩個(gè)環(huán)節(jié)之間增設(shè)初沉池，但該處可用空間極為有限，因此必須配置提升泵。本污水處理廠中C/N＝3.42，為典型的低碳源水質(zhì)，若依然采取初沉池的方案將缺乏可行性，難以達(dá)到高效除氮磷的效果。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后得知，常態(tài)下SS值普遍約為100mg/L，因此本方案中希望充分發(fā)揮出調(diào)蓄池的性能優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到砂礫削峰處理的效果，具體而言，在降雨環(huán)境下選取含砂量高的合流污水，將此部分導(dǎo)入調(diào)蓄池內(nèi)，在該處發(fā)生自然沉淀。后續(xù)雨水停止后將合流污水轉(zhuǎn)移（遵循慢速的原則）至污水系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該部分污水的處理，全程無(wú)需使用沉淀池，最終的處理效果較好。五象污水廠的進(jìn)水中含有大量的砂礫，在降雨天氣SS值異常偏高，除了采取廠內(nèi)污水處理措施外還需加強(qiáng)源頭控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠外污水管道的深度整治，以便給后續(xù)的污水處理營(yíng)造良好條件。

3.二級(jí)處理

五象污水廠的一期工程應(yīng)用的是A2/O工藝，考慮到碳源低的基本特點(diǎn)，針對(duì)生化池采取了優(yōu)化措施，即倒置A2/O布置形式，其優(yōu)勢(shì)在于有效去除總氮，因此本方案中依然沿用了一期工程的技術(shù)，即倒置A2/O工藝。此外，一期工程中對(duì)于二沉池的配置也具有可行性，配套的是周進(jìn)周出輻流式沉淀池，其優(yōu)勢(shì)在于處理效果優(yōu)良、管理便捷等，是國(guó)內(nèi)污水廠二沉池建設(shè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用形式，因此本方案中也采用了該方式。

4.深度處理

本工程中TN和SS去除難度較大，是重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。根據(jù)一期工程提標(biāo)需求，此處選用了深床濾池，其具有反硝化功能，選用適量2～3mm石英砂介質(zhì)濾料，構(gòu)成的濾床深度最小為1.83m，最大可達(dá)2.44m，在其作用下可降低SS值，使其在5mg/L以內(nèi)。經(jīng)驗(yàn)表明：普通濾池表層存在較明顯的堵塞現(xiàn)象，長(zhǎng)期運(yùn)行下容易失去水頭，而本方案中選用的均質(zhì)石英砂更具可行性，其允許固體雜質(zhì)透過(guò)濾床的表層，使其向下進(jìn)入到濾池的濾料內(nèi)，因此濾池截留固體物的能力顯著提升，SS相對(duì)較低、脫氮效果良好、出水品質(zhì)優(yōu)良，且此方法對(duì)成本的需求較少，因此社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。

5.污泥處理

污泥的處理依然采取以脫水為核心的方式，盡可能達(dá)到深度脫水的效果。一期工程選用的是離心脫水技術(shù)，根據(jù)20萬(wàn)m3/d的處理標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)脫水間和污泥料，本方案中處理設(shè)備的配置依然與一期工程保持一致，經(jīng)過(guò)脫水處理后保證污泥含水率80%，再將其轉(zhuǎn)運(yùn)至外部以便采取針對(duì)性處理措施。根據(jù)規(guī)劃要求選擇濃縮+板框脫水模式，這種模式需將既有的脫水間推倒重建，將存在成本高、工期長(zhǎng)的問(wèn)題。對(duì)此，本方案遵循利舊原則，沿用一期的離心脫水技術(shù)，并且近期依然采取污泥含水率≤80%的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。后期根據(jù)城市新建的兩個(gè)污泥處理中心最終確定的處理方案進(jìn)行完善。

6.臭氣處理

一期工程的臭氣處理方式較為可靠，采取的是土壤生物除臭法，既有的除臭設(shè)備已經(jīng)可以滿足廠區(qū)的除臭需求，因此此處依然使用既有除臭設(shè)施，不再增設(shè)新設(shè)施。另外考慮到污水處理廠所處的片區(qū)慢慢發(fā)展成熟，因此，為了最大限度減少污水處理廠臭氣對(duì)周邊的影響，本次改造工程對(duì)一期已建和本期擴(kuò)建倒置A2/O池厭氧區(qū)、缺氧區(qū)加蓋除臭。

7.初雨水處理

五象污水廠采取的是晴雨天兩種模式，具體而言：晴天時(shí)采取沉淀處理和生物處理措施，以達(dá)到深度處理污水的效果；雨天時(shí)伴隨流量的持續(xù)增加，當(dāng)其達(dá)到特定范圍后依然以沉淀處理和生物處理為主，但不同之處在于生物處理的停留時(shí)間略有壓縮，其目的在于提高對(duì)污水和雨水的處理效率，在相同單位時(shí)間內(nèi)處理更多的污水；對(duì)于初期雨水流量異常增加的情況，超出處理能力的部分則進(jìn)入生物反應(yīng)池末端，通過(guò)此方式實(shí)現(xiàn)對(duì)生物系統(tǒng)的防護(hù)，以免其受到嚴(yán)重的沖擊，并且可以提高出水水質(zhì)，發(fā)揮出多重作用。初雨水進(jìn)入污水管道形成的合流污水水質(zhì)除SS外，通常低于旱季水質(zhì)，因此可通過(guò)調(diào)整調(diào)蓄池出流量盡量減少雨天對(duì)處理過(guò)程的水量負(fù)荷沖擊，盡量提高雨天出水標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目中，嚴(yán)格依據(jù)專項(xiàng)規(guī)劃要求設(shè)定處理能力，兼顧到初雨水量處理要求，配套了初雨水調(diào)蓄池。

四、結(jié)語(yǔ)

城市污水處理是推動(dòng)城市走持續(xù)發(fā)展之路的關(guān)鍵舉措。污水處理廠應(yīng)順時(shí)應(yīng)勢(shì)，積極提升自身的工藝水平。城市污水處理廠肩負(fù)重任，除了切實(shí)做好當(dāng)下的污水處理工作外，要注重日常管理，與未來(lái)發(fā)展需求相結(jié)合，預(yù)留遠(yuǎn)期擴(kuò)容的空間以應(yīng)對(duì)日益發(fā)展的城市需求，同時(shí)以合理的方法進(jìn)行提標(biāo)改造，盡可能減小污水對(duì)水環(huán)境的不良影響。