城鎮(zhèn)農(nóng)村黑臭水體旁路治理系統(tǒng)解決方案

安徽華騏環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?程曉虎

通常，根據(jù)不同的污染物控制目標，將黑臭水體旁路處理技術(shù)路徑大致分為三條：第一條是去除TP、SS以及部分有機物的，通常采用磁加載混凝沉淀工藝。第二條是去除CODCr、氨氮、TP、SS，一般采用磁加載混凝沉淀—曝氣生物濾池工藝。第三條是針對兩類相對要求較高的情形：一類是除了要求有機物、氨氮、TP，還要求TN指標的，采用磁加載混凝沉淀—反硝化生物濾池—硝化曝氣生物濾池工藝；一類是高濃度進水時，采用移動床生物膜反應(yīng)池—磁加載混凝沉淀—硝化曝氣生物濾池工藝。

一、以去除TP、SS以及部分有機物為去除目標

這類項目主要是針對部分河道水體超標污染指標，主要為TP、SS，同時有機物指標略微超標，可以采用磁加載混凝沉淀一體化設(shè)備。污染水體經(jīng)提升至磁加載混凝沉淀一體化設(shè)備內(nèi)，首先加入混凝劑，作用是通過改變膠體或懸浮顆粒的表面性質(zhì)，使膠體或絮團的吸引能大于排斥能而促進凝聚；再加入可循環(huán)利用的磁粉，提供高密度晶核，促進形成比重大的凝聚體；最后投加絮凝劑，通過架橋作用使顆粒聚集增大形成大顆粒、高密度礬花，在沉淀區(qū)實現(xiàn)快速分離去除，最終去除污水中的懸浮物、TP，以及部分有機物。

該工藝具有以下特點：（1）沉淀效率高，系統(tǒng)中的沉淀池為形成能快速沉淀的絮體創(chuàng)造了良好的條件，同時輔以外加介質(zhì)、斜管分離的特性以及完善的水力設(shè)計，使系統(tǒng)的上升流速可高達20-30m/h。（2）出水穩(wěn)定優(yōu)異，良好的混凝絮凝條件，加強了對污染物特別是SS的捕捉和聚集；斜管對剩余絮體的去除可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)出水。（3）占地面積小，緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使磁混凝系統(tǒng)成為當前最緊湊的沉淀系統(tǒng)之一。其占地比當前普遍使用的高效沉淀池還少40%以上。（4）節(jié)約運行藥劑，攪拌反應(yīng)中葉輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提高了藥劑的反應(yīng)效率，同時污泥回流的設(shè)置可進一步回收利用未被完全利用的藥劑，使得系統(tǒng)達到相同反應(yīng)效率所需的藥劑大大減少，一般能節(jié)約10-20%的藥劑使用量。（5）內(nèi)部集成污泥脫水系統(tǒng)，實現(xiàn)污泥的就地處理，將污泥脫水至含水率≤80%后排出。

應(yīng)用案例：安徽馬鞍山市河道黑臭水體治理項目，共配置了3臺3000噸/日車載磁混凝沉淀設(shè)備，實現(xiàn)了對市區(qū)黑臭河道的全覆蓋。移動車開到待處理地點后，連接好進出水管路后，即可通水調(diào)試運行，污水經(jīng)過混凝、絮凝沉淀分離共8-10min處理即可達標排放。該項目進水水質(zhì)：CODCr為200-300mg/L、TP為3-4mg/L、SS為160-240mg/L；出水水質(zhì)：CODCr為30mg/L、TP為0.4mg/L、SS為8mg/L、濁度為3NTU。

二、以去除有機物、氨氮、TP、SS為去除目標

這類情況一般采用的污水處理工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

污染水體先進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，并攔截來中較大的懸浮物及漂浮物。再經(jīng)提升泵提升至磁混凝沉淀系統(tǒng)，經(jīng)過磁混凝沉淀分離去除絕大多數(shù)CODCr、TP、SS后自流進入中間提升水箱。經(jīng)提升至曝氣生物濾池系統(tǒng)的配水渠，通過配水堰均勻分配進入每格濾池。因來水中大部分有機物在前端物化系統(tǒng)去除，曝氣生物濾池系統(tǒng)以硝化功能為主，在好氧條件下，通過濾料上附著生長硝化菌的硝化作用，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮，剩余有機物經(jīng)部分異養(yǎng)菌的代謝分解，轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。曝氣生物濾池系統(tǒng)出水自流至反洗清水箱儲存反沖洗用水，剩余的溢流水經(jīng)過景觀渠后，達標排放至排水口。

曝氣生物濾池系統(tǒng)在運行一段時間后，再進行氣洗、氣水聯(lián)合沖洗和水漂洗。反沖洗廢水排至前段調(diào)節(jié)池，經(jīng)原水泵提升后循環(huán)處理。磁混凝系統(tǒng)排出的污泥定期由疊螺脫水機脫水至含水率≤80%，脫水后的泥餅放置于污泥棚儲存，定期集中外運處置。機械格柵排出的柵渣經(jīng)收集后外運處置。調(diào)節(jié)池、污泥棚內(nèi)惡臭氣體通過收集系統(tǒng)集中送入除臭裝置，臭氣在除臭裝置內(nèi)進行堿液洗滌，去除致臭成份后直接通過高空排氣筒排放。

這一工藝路線有以下特點：(1)該工藝充分適應(yīng)截污廢水水質(zhì)、水量的波動情況，抗沖擊負荷能力強，出水水質(zhì)優(yōu)，對CODCr、氨氮、TP、SS具有較高的去除效果；（2）污水提升系統(tǒng)變頻調(diào)節(jié)，磁混凝沉淀系統(tǒng)、曝氣生物濾池系統(tǒng)均為模塊化分格設(shè)計，可根據(jù)原水旱天雨天，不同季節(jié)的水量和水質(zhì)及時調(diào)整運行模式和設(shè)備運行臺數(shù)，運行更加靈活，經(jīng)濟節(jié)能；（3）物化系統(tǒng)采用磁混凝沉淀池工藝，去除絕大多數(shù)CODCr、TP、SS，有效降低后續(xù)生化處理負荷；（4）曝氣生物濾池系統(tǒng)作為生物處理段，集過濾截留、污染物降解于一體，微生物以膜狀形態(tài)附著存在于生物濾料表面，其本身就耐水量的沖擊，而高濃度的固定生物膜使得濾速增大也不會使微生物流失，所以對水量、水質(zhì)具有較高的抗沖擊負荷能力。

應(yīng)用案例：合肥南淝河水環(huán)境治理項目中，紅旗站區(qū)位于南淝河岸，占地約1230m2，設(shè)計處理能力5000m3/d。進水是從柳蔭塘路下方自流箱涵末端取水，出水通過管道接入紅旗排澇泵站出水箱涵。該項目進水水質(zhì)：CODCr為120-200mg/L、NH3-N為15-30mg/L、TP為3-5mg/L；出水水質(zhì)：CODCr為10-22mg/L、NH3-N為0.2-0.6mg/L、TP為 0.1-0.4mg/L。

三、兩種復(fù)雜情況下的黑臭水體處理技術(shù)路線

一種是高濃度進水時，一般采用移動床生物膜反應(yīng)池—磁加載混凝澄清—硝化曝氣生物濾池工藝，通過在磁加載混凝澄清前增設(shè)移動床生物膜系統(tǒng)來增強對進水有機物氨氮的預(yù)處理，大幅削減進水中高濃度的有機物和氨氮后，再在進入曝氣生物濾池系統(tǒng)，從而得到高標準的出水。其工藝流程圖如圖2。

圖2 高濃度進水處理工藝流程圖

應(yīng)用案例：西李郢站區(qū)-選址于西李郢排澇泵站東側(cè)綠地，設(shè)計處理能力10000m3/d。進水從西李郢排澇泵站前端截流井取水或新建雨水調(diào)蓄池泵提取水，出水通過現(xiàn)狀雨水排口排入南淝河。該項目進水水質(zhì)：CODCr為200-450mg/L、NH3-N為25-50mg/L、TP為4-6mg/L；出水水質(zhì)：CODCr為20-26mg/L、NH3-N為0.2-1.5mg/L、TP為0.1-0.4mg/L。

第二種情景：不僅要去除有機物氨氮等常規(guī)指標外，還要去除TN指標的，通常采用磁加載混凝沉淀—反硝化生物濾池—硝化曝氣生物濾池工藝，設(shè)置兩級生物濾池系統(tǒng)，進行前置反硝化，盡可能利用進水中碳源來實現(xiàn)反硝化，從而降低運行成本，出水TN可達到10mg/L以下。

綜上所述，這三條路徑基本上覆蓋了城市、農(nóng)村的黑臭水體、污水管網(wǎng)無組織排放以及合流制管網(wǎng)無組織排放等各種應(yīng)用場景，再輔以管網(wǎng)修復(fù)、底泥清淤、生態(tài)鞏固工程，便可實現(xiàn)水環(huán)境系統(tǒng)的長治久清。

四、結(jié)語

黑臭水體旁路處理的三大技術(shù)路徑都具備出水優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、建設(shè)周期短、可移動、可重復(fù)使用及占地面積小等共性特征，能夠有效解決城市、農(nóng)村的黑臭水體水環(huán)境治理問題。