關(guān)于污水處理廠提標(biāo)改造工藝研究及運行效果分析

戴 琰

上海市青浦區(qū)水務(wù)局事業(yè)人員服務(wù)所

1 引言

污水處理關(guān)系民生和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)階段在城市發(fā)展中存在著生活生活污水、工業(yè)污水處理不當(dāng)?shù)膯栴}，如污水集中處理設(shè)施不達(dá)標(biāo)等。本文的研究以為上海青浦污水處理廠提標(biāo)改造技術(shù)進(jìn)行分析。

2 污水處理廠污水處理工藝介紹

2.1 上海青浦污水處理廠工藝概況

當(dāng)前的污水處理方式主要分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法，目前青浦污水處理廠具體的處理工藝采用多段AAO+超濾工藝、MBR工藝。現(xiàn)如今又不斷地增添了生物濾池除臭技術(shù)，并不斷優(yōu)化生化處理單元，采用“重力濃縮+機(jī)械脫水”工藝來不斷提高污水處理率。具體在污水水質(zhì)檢測方面借助了在線氨氮分析、pH分析、總氮總磷分析儀，設(shè)置了相應(yīng)的監(jiān)測點和采集點，對于水質(zhì)問題進(jìn)行兩小時一采樣的工作。尤其是建立了在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)的自動監(jiān)測，能夠讓污水處理廠在進(jìn)行污水處理環(huán)節(jié)及時了解現(xiàn)有的水質(zhì)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行水質(zhì)問題的及時傳輸，更好地提升水質(zhì)質(zhì)量。

2.2 接納廢水水質(zhì)特征

青浦污水處理廠原一、二、三期的預(yù)處理單元均沿用原有工藝?，F(xiàn)狀二級生物處理工藝情況：一期采用AAO工藝，二期采用氧化溝工藝，三期采用AAO工藝。根據(jù)脫氮除磷的需求，提標(biāo)改造工程主要對現(xiàn)有二級生物處理單元進(jìn)行分析，進(jìn)而提出合理的提標(biāo)改造工藝路線。根據(jù)當(dāng)前上海青浦污水處理廠污水處理進(jìn)水在線監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段具體的最小日接管量占設(shè)計處理量的56%，而年平均負(fù)荷率達(dá)到了86.3%，整體的進(jìn)水水量基本穩(wěn)定。

現(xiàn)如今來看目前青浦污水處理廠主要是生活污水中形成的污染物，需要根據(jù)轄區(qū)內(nèi)污水處理廠進(jìn)行適時管理并做好日常的排放工作，污水處理廠中BOD5和CODcr是污水生物處理過程中常用的兩個水質(zhì)指標(biāo)，用BOD5/CODcr值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的方法，一般情況下，BOD5/CODcr值越大，說明污水可生物處理性越好。

2.3 泵站進(jìn)水口水質(zhì)分析

青浦污水處理廠在泵站進(jìn)水口方面都安裝了在線監(jiān)測設(shè)備，對于廢水的pH值和CODcr進(jìn)行適時的監(jiān)控確認(rèn)，保證出水滿足具體接管要求。如污染物濃度出現(xiàn)超標(biāo)，則關(guān)閉閥門，將廢水倒入集水池進(jìn)行適時處理。從2019年開始青浦污水處理廠就廣泛地采取了在線水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)分析當(dāng)前水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)，并組織相關(guān)技術(shù)人員分析數(shù)據(jù)和檢查設(shè)備中的出水指標(biāo)，并開展提標(biāo)改造工作，來不斷地優(yōu)化處理工藝。

3 污水處理廠提標(biāo)改造研究

3.1 提標(biāo)改造項目工程流程圖

青浦污水處理廠提標(biāo)改造項目開展過程中，首先需要結(jié)合具體的污水處理廠實際情況，優(yōu)化生化處理單位，不斷增加深度處理和再生水處理，在三期現(xiàn)狀二沉池南側(cè)新增污泥濃縮池。一二期改造采用MBR工藝的處理方式來不斷提高污泥水的處理率，并在實際處理過程中借助預(yù)處理+二級生物處理+深度處理工藝與預(yù)處理+膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝進(jìn)行處理。

3.2 提標(biāo)改造項目建筑物平面布置

在實際工程開展環(huán)節(jié)需要結(jié)合青浦污水處理廠升級改造工程一、二、三期項目的開展，其中一、二期廠址位于青昆路東側(cè)，三期位于青昆路西側(cè)。結(jié)合上海市青浦污水處理廠在青浦鎮(zhèn)南門外的污水處理廠區(qū)進(jìn)行提標(biāo)改造，具體的提標(biāo)改造中一期規(guī)模為7500m3/d，采用SBR工藝，后經(jīng)改造后采用AAO工藝，二期規(guī)模為7500m3/d，采用氧化溝工藝，三期工程規(guī)模2萬m3/d，采用AAO工藝。但現(xiàn)階段由于部分工程用地有限，處理構(gòu)造物常規(guī)方式的時候單獨設(shè)置和不設(shè)較為困難，需要部分構(gòu)筑物合建。首先需要從中間提升泵井、反消化濾池等合建，在反洗清水池和反洗廢水池設(shè)置在下層進(jìn)行反硝化濾池的建設(shè)，并要在拆除原先的構(gòu)建筑物的基礎(chǔ)上不斷加強(qiáng)與再生水接觸時，還要拆除原有的機(jī)修間建設(shè)。同時針對污水濃縮脫水機(jī)房的南側(cè)，也要建立起污水濃縮池用地。

3.3 預(yù)處理單元提標(biāo)改造

為了有效貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)同時需要加大對于環(huán)境保護(hù)。對于上海市青浦污水處理廠進(jìn)行升級改造工程開展環(huán)節(jié)進(jìn)行提標(biāo)改造中所采取的預(yù)處理方案為采用沉砂池（原有利用）。具體的預(yù)處理單元包括粗格柵、污水提升泵房等主要是去除污水中的沙礫，其中細(xì)格柵及沉砂池平面尺寸為11m×12m。其中污水提升泵房設(shè)在截污干管的尾端，粗格柵進(jìn)入污水處理廠前所開設(shè)的預(yù)處理設(shè)施，能夠針對大尺寸的懸浮物、BOD5、TOC、TOD等進(jìn)行處理，以此來保證進(jìn)水泵的正常運行。為了更好地清除大范圍的雜物，有時候在淤泥清除環(huán)節(jié)要更換酸化池添加曝氣攪拌裝置，選擇100m的無縫鋼管，采用相應(yīng)的閥門部件，并加大對于生物接觸氧化池生物填料的適時更換。同時要在沉淀池內(nèi)部拆除舊的斜板，并建立起相應(yīng)的槽鋼對污泥進(jìn)行適時清理。尤其是要針對過去青浦污水處理廠中沉淀池設(shè)備老化問題進(jìn)行解決，現(xiàn)如今還有兩座氧化溝，每座平面尺寸為48m×25.5m，兩座輻流式二沉池，每座直徑Φ20m，及時清除淤泥，并解決污泥積聚的問題。本工程污水處理廠污泥處理處置須達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）要求，以減量化為主，污泥經(jīng)濃縮脫水處理后（污泥含水率≤80%），泥餅外運集中處理處置。

3.4 生化處理單元提標(biāo)改造

當(dāng)前青浦污水處理廠一、二、三期工程開展環(huán)節(jié)，均采用的是“重力濃縮+機(jī)械脫水”工藝進(jìn)行的，污水處理廠污泥處理處置須達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）要求。而在污水處理環(huán)節(jié)所采用的是生物脫氮除磷功能的污水處理工藝，其本身具有除磷脫氮功能的生物處理技術(shù)，該工藝能夠?qū)⒖偟コ视沙Ｒ?guī)生化處理的20%左右提高到80%左右。在一定程度下能夠保證污水處理的可持續(xù)性。同時總磷去除率也是在不斷地提升，由原先的20%左右不斷地向80%左右提升，能夠大幅度削減CODcr、BOD5、SS以及TN、NH3-N、TP等污染物濃度，確保處理達(dá)標(biāo)排放。

污水處理廠提標(biāo)改造工成也能夠結(jié)合具體生化池的現(xiàn)狀并適時的優(yōu)化運行模式，青浦污水處理廠一、二、三期工程TN為40mg/L，BOD5為180mg/L，BOD5/TN=4.5，碳源較充足可采用生物脫氮工藝在其中不斷提高生化池的活性污泥量，以便更好地提高TN和TP的處理率，通過增加碳源來滿足脫氮的需求。本工程BOD5/TP=33，可以采用生物除磷工藝，在污泥回流比進(jìn)行處理環(huán)節(jié)，選擇AAO類型來不斷提高污泥的濃度，采用生物法對污水進(jìn)行脫氮除磷處理的基礎(chǔ)上不斷提升工藝，尤其是在保證生物除磷的低限是BOD5/TP=20處理效果的前提下，不斷加大了脫氮除磷率。

3.5 深度處理單元提標(biāo)改造。

青浦污水處理廠一、二、三期工程相應(yīng)案例可以看出，為了有效提高污水處理廠污染物的處理和排放，生化處理環(huán)節(jié)不斷增加了深度處理單元，并進(jìn)一步除去水中的氮、磷等相應(yīng)的污染物。具體工藝選擇過程中會依據(jù)處理目的需求不同，選擇方案一：預(yù)處理+二級生物處理+深度處理工藝與方案二預(yù)處理+膜生物反應(yīng)器（MBR）較多的工藝。

圖1 預(yù)處理+二級生物處理+深度處理工藝

其中深度處理的工藝流程，視處理目的和要求的不同，可以是以下工藝的組合：混凝沉淀、過濾、生物脫氮、活性炭吸附、臭氧氧化等。一般來說所采用的混凝沉淀工藝則為該工藝的優(yōu)點是能夠有效地將濾池前段來補充碳源，能夠起到更好地生物脫氮功能，除此之外具有較強(qiáng)的除磷功能，能夠在一定范圍內(nèi)對于懸浮物、BOD5及CODcr進(jìn)行適時的去除。通過濾池工藝，借助反消化濾池加強(qiáng)濾板技術(shù)工作，反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，是國際領(lǐng)先的脫氮及過濾并舉的先進(jìn)處理工藝。并采用高效沉淀池來節(jié)省復(fù)雜的混凝沉淀系統(tǒng)，整個濾池實際運用過程中運行成本較低，也具有較為成熟的管理經(jīng)驗。

通常情況下所采用的方案二：預(yù)處理+膜生物反應(yīng)器（MBR）方式能夠有效提升去除效果，一體式MBR將膜組件直接浸沒于生物反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥混合液中。原水進(jìn)入生物反應(yīng)器后，大部分污染物被混合液中的活性污泥降解，處理水通過負(fù)壓抽吸或壓差經(jīng)膜表面流出，使水質(zhì)能夠保持在一級A標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行適時的排放。

圖2 預(yù)處理+膜生物反應(yīng)器（MBR）方式

4 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合青浦污水處理廠項目的具體提標(biāo)改造工藝進(jìn)行探究，通過對污水廠水質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)測分析到水CODcr、BOD5、SS、TN、NH3–N、TP進(jìn)水設(shè)計值與出水設(shè)計值。分析在污水排出過程中，提標(biāo)改造工藝研究及運行效果分析，需要借助《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來加強(qiáng)對于提標(biāo)改造工藝的實際運用，以便更好地能夠做好污水處理廠的污水處理工作，推動城市保護(hù)環(huán)境工程的建設(shè)。