城市生活污水處理廠提標(biāo)改造方案
——以某縣城城市生活污水處理廠為例

□ 饒紫麟

1??工程改造背景

隨著城市化進(jìn)程及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的觀念也由“先發(fā)展后治理”發(fā)生了轉(zhuǎn)變。習(xí)近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”，成為邁向生態(tài)文明的重要理論創(chuàng)新，與此同時(shí)城市污水處理也成為研究熱點(diǎn)。

根據(jù)國(guó)務(wù)院《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《環(huán)境保護(hù)部國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì) 水利部關(guān)于印發(fā)〈重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃〉（2016—2020年）》要求，該縣城城市生活污水處理廠提標(biāo)改造工作應(yīng)于2019年12月底前全部完成，確保出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2??工程概況

該城市生活污水處理廠處于縣城下游西南側(cè)，河流的東側(cè)，占地面積2公頃。該城市生活污水處理廠于2010年12月開工，2014年8月通過(guò)環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收。污水處理廠近期處理污水規(guī)模為1萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2萬(wàn)m3/d。原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：COD=250mg/l，BOD5=120mg/l，SS=200mg/l，氨氮25mg/l，總磷3mg/l，總氮35mg/l。主要工藝采用預(yù)處理+氧化溝（Orbal式）+紫外消毒渠的處理工藝，工程設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)。污水廠構(gòu)筑物除粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵、紫外消毒渠土建按遠(yuǎn)期建設(shè)外，選擇池、氧化溝、二沉池土建均按近期規(guī)模建設(shè)，廠內(nèi)建筑物按照遠(yuǎn)期建設(shè)。

3??提標(biāo)改造方案

3.1 提標(biāo)改造路徑分析

提標(biāo)改造工程是在保障原有處理規(guī)模不變，不進(jìn)行大規(guī)模的改、擴(kuò)建的要求下，對(duì)現(xiàn)狀城市生活污水處理廠增設(shè)處理設(shè)施或?qū)υ泄に囘M(jìn)行改進(jìn)，以提高污水處理效率及能力。

城市生活污水處理廠提標(biāo)改造主要分為以下五個(gè)方面：以提標(biāo)水質(zhì)為目的的主體工藝改造、主體工藝改造而造成的附帶工藝的改造、污泥終極處置工藝改造、除臭工藝改造、設(shè)備的更新及升級(jí)[1]。該縣城城市生活污水處理廠是以提標(biāo)出水水質(zhì)為目的的提標(biāo)改造工程，常用改造方法包括增加深度處理及對(duì)原有工藝進(jìn)行改造兩個(gè)方面。

3.2 各地污水處理廠提標(biāo)改造方案

無(wú)錫城北污水處理廠將Orbal氧化溝厭氧區(qū)改成回流污泥曝氣再生池，將原有外溝一點(diǎn)進(jìn)水改為外溝、中心島溝兩點(diǎn)進(jìn)水，并在外溝投加冰醋酸作為反硝化碳源，氧化溝出水口投加堿式氯化鋁，把原有接觸氧化池改成轉(zhuǎn)盤濾池，提升了SS和TP的去除效果[2]。靖江市城市污水處理廠因碳源不足、轉(zhuǎn)碟曝氣，氧化溝污泥淤積嚴(yán)重，出水水質(zhì)氮、磷往往不達(dá)標(biāo)，為此該廠增設(shè)水下推進(jìn)器，實(shí)施同步化學(xué)除磷，二沉出水后增設(shè)反硝化濾池，并投加醋酸作為反硝化碳源[2]。濰坊污水處理廠將原有Orbal氧化溝工藝改為多段多級(jí)AO工藝[2]。西安某污水處理廠將原有Orbal氧化溝內(nèi)溝改為底部曝氣、增加內(nèi)溝到外溝的硝化液回流系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)向氧化溝內(nèi)溝投加填料，增加微生物含量的措施以提高污水處理負(fù)荷，并增設(shè)濾布濾池以達(dá)到強(qiáng)化SS的處理效果的目的[3]。

參考國(guó)內(nèi)多個(gè)Orbal氧化溝工藝的污水處理廠提標(biāo)改造方案，均對(duì)原有工藝進(jìn)行了改造，但由于該廠氧化溝僅有一組，若更改工藝類型將面臨水廠暫時(shí)停運(yùn)，無(wú)法保證工程需求。根據(jù)該城市生活污水處理廠2018年污水處理量情況，平均運(yùn)行水量約為近期設(shè)計(jì)負(fù)荷的85%～95%，現(xiàn)運(yùn)行平均出水水質(zhì)均能滿足一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，在原處理工藝能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的情況下，提標(biāo)改造工藝方案選擇沿用原處理工藝方案—氧化溝工藝。因此，本次提標(biāo)改造項(xiàng)目規(guī)模為新建近期處理規(guī)模為1萬(wàn)m3/d的深度處理工藝，土建按遠(yuǎn)期2萬(wàn)m3/d建設(shè)預(yù)留。

根據(jù)該城市生活污水處理廠近年實(shí)際出水水質(zhì)，COD、BOD、氨氮、總氮指標(biāo)基本可達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，SS、TP出水指標(biāo)介于一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)和一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。一般城鎮(zhèn)污水處理廠二級(jí)處理工藝（脫氮除磷）出水可以穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，為此需增設(shè)深度處理設(shè)施降低SS、TP以保證出水達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。目前常用的城市污水深度處理工藝有混凝沉淀、過(guò)濾、活性炭技術(shù)、生物炭技術(shù)、膜技術(shù)和生物過(guò)濾技術(shù)等。其中混凝沉淀后過(guò)濾消毒是最傳統(tǒng)也是目前應(yīng)用比較廣泛的一種污水深度處理方法。綜合分析污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)，項(xiàng)目深度處理工藝方案選擇最傳統(tǒng)、最廣泛運(yùn)用的混凝沉淀加過(guò)濾的方式，同時(shí)對(duì)具有代表性的活性砂連續(xù)過(guò)濾工藝、D型濾池和纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝3個(gè)方案進(jìn)行比較，見表1。

表1 深度處理工藝方案性能比較表

通過(guò)比較可以看出，方案三纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝出水過(guò)濾精度高、占地面積小、容易維護(hù)管理，優(yōu)勢(shì)十分明顯，改造工程深度處理工藝方案推薦采用纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝。

國(guó)內(nèi)已有多個(gè)成功應(yīng)用纖維轉(zhuǎn)盤濾池深度處理污水的工程實(shí)例，如湖北省十堰市某縣城區(qū)污水處理廠改造采用高密度沉淀＋纖維轉(zhuǎn)盤濾池深度處理工藝，處理規(guī)模為30000m3/d[4]；無(wú)錫蘆村規(guī)模9.5萬(wàn)m3/d污水處理廠深度處理采用纖維轉(zhuǎn)盤濾池[5]；西安高陵區(qū)規(guī)模0.75萬(wàn)m3/d污水處理廠深度處理采用混凝反應(yīng)池＋纖維轉(zhuǎn)盤濾池[6]等。

該城市生活污水處理廠提標(biāo)改造工程工藝流程為二沉池出水至混凝沉淀池，纖維轉(zhuǎn)盤濾池，最后經(jīng)紫外消毒渠出水，經(jīng)提標(biāo)改造后可穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)出水標(biāo)準(zhǔn)（如圖1）。

圖1 城市生活污水處理廠提標(biāo)改造工程工藝流程圖

3.3 工藝設(shè)計(jì)

深度處理構(gòu)筑物包括：混凝沉淀池＋纖維轉(zhuǎn)盤濾池。

（1）混凝沉淀池。混凝沉淀池的主要功能是使藥劑和污水混凝、反應(yīng)。根據(jù)設(shè)計(jì)流量，反應(yīng)池設(shè)計(jì)分4格，絮凝時(shí)間為20min，混合池L×B×H=3.5m×3.5m×3.5m，反應(yīng)池L×B×H=6.5m×6.5m×3.5m；混凝攪拌器1臺(tái)，絮凝攪拌器4臺(tái)。

（2）纖維轉(zhuǎn)盤濾池。纖維轉(zhuǎn)盤濾池的主要功能是通過(guò)過(guò)濾進(jìn)一步降低污水中的懸浮物，使出水濁度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)計(jì)流量，纖維轉(zhuǎn)盤濾池設(shè)計(jì)尺寸為：12.5m×4.5m×4.7m ；轉(zhuǎn)盤2套，反沖洗水離心泵2臺(tái)，電動(dòng)球閥8個(gè)，手動(dòng)閘門2套。

4??結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目實(shí)施后，將改善縣城投資環(huán)境和生態(tài)區(qū)域建設(shè)，減少縣城對(duì)水環(huán)境造成的污染，對(duì)地表水環(huán)境起到主要的保護(hù)作用，有利于社會(huì)安定，刺激當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，使得當(dāng)?shù)馗擞诰幼?、工作和生活，其間接經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工程的直接經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。