龍巖南翼污水處理廠工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行效果

陳向農(nóng)

摘? 要：龍巖南翼污水廠是“十二五”國(guó)家考核的重點(diǎn)減排項(xiàng)目，也是龍巖市重點(diǎn)民生項(xiàng)目。該廠借鑒福建省各地市污水處理廠的運(yùn)行工藝、運(yùn)行效果以及運(yùn)行能耗等特點(diǎn)，結(jié)合龍巖地區(qū)的水質(zhì)狀況，設(shè)計(jì)采用“改良A2/O生物池+混凝沉淀過(guò)濾深度處理”工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，投產(chǎn)至今運(yùn)行穩(wěn)定， 抗負(fù)荷沖擊性較強(qiáng)， 出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)參數(shù)? 運(yùn)行效果? 工藝調(diào)控? 污水處理

中圖分類號(hào)：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）01（b）-0012-05

Engineering Design and Operation Effect of Nanyi Sewage Treatment Plant in Longyan

CHEN Xiangnong

（Longyan City Development Group Co.， Ltd.， Longyan， Fujian Province， 364015 China）

Abstract： Nanyi Sewage Treatment Plant in Longyan is a key emission reduction project assessed by the state in the 12th Five Year Plan， and also a key livelihood project in Longyan city. The plant adopts the advanced treatment of "improved A2 / Obiological tank + coagulation sedimentation filtration"， and the effluent is in accordance with class a discharge standard of "pollutant discharge standard of urban sewage treatment plant （GB18918-2002）". it has been running stably， with good impact resistance and stable effluent quality.

Key Words： Design parameters; Operation effect; Process control;Sewage treatment

隨著環(huán)保意識(shí)的提高，污水處理的出水要求越來(lái)越高，為切實(shí)加大水污染的防治力度，國(guó)務(wù)院于2015年4月印發(fā)了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，明確提出了要加快現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)與改造步伐。為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，積極應(yīng)對(duì)水環(huán)境整治，福建省要求近岸海域匯水區(qū)的污水處理廠應(yīng)盡快按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，解決這些重點(diǎn)地區(qū)的污水綜合治理、污水回用或城市景觀用水需求等問(wèn)題[1]。這就要求污水處理廠在原一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行提標(biāo)改造，通過(guò)對(duì)已有處理設(shè)施提標(biāo)改造以及增加深度處理工藝進(jìn)一步降低氮磷等污染物質(zhì)指標(biāo)。

據(jù)《全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理管理信息系統(tǒng)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2019年底，全國(guó)共有2913座城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，由于進(jìn)水量的不斷增加和出水濃度的不斷降低，污染物削減總量顯著提高，對(duì)流域有機(jī)物、氮、磷減排及富營(yíng)養(yǎng)化控制做出了積極的貢獻(xiàn)。但是在實(shí)際執(zhí)行“一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)”的城鎮(zhèn)污水處理廠尚存在一些問(wèn)題亟需解決。具體存在問(wèn)題如下。

一是污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度遠(yuǎn)低于生活污水理論COD濃度、碳氮比低、無(wú)機(jī)懸浮物濃度高是當(dāng)前全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠普遍存在的問(wèn)題。這造成污水處理廠活性污泥難以正常生長(zhǎng)繁殖，處理效率降低;運(yùn)行管理難度加大，設(shè)備閑置或者低效運(yùn)轉(zhuǎn)，碳源投加費(fèi)用增加等問(wèn)題。

二是污水處理從預(yù)處理到生物處理再到深度處理，過(guò)程中涉及的構(gòu)筑物、設(shè)備種類繁多，如何合理選擇搭配污水處理工藝與設(shè)施設(shè)備對(duì)污水處理廠運(yùn)營(yíng)起著至關(guān)重要的作用。

三是“一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)”的執(zhí)行對(duì)污水處理工藝控制要求更為嚴(yán)格，對(duì)人員以及硬件的配置要求更高，要求污水處理設(shè)施運(yùn)行管理和建設(shè)技術(shù)水平需要大幅度提升。這就需要各級(jí)部門(mén)加大對(duì)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本的投入[2]。

本文通過(guò)對(duì)龍巖市執(zhí)行“一級(jí)A”排放標(biāo)準(zhǔn)的某污水處理廠的管網(wǎng)建設(shè)、工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)調(diào)控等方面的進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研分析、總結(jié)，供后續(xù)污水處理廠參考借鑒。

1? 項(xiàng)目概況

龍巖某污水處理廠位于中心城區(qū)，占地約19畝，總投資約8158萬(wàn)元，設(shè)計(jì)日處理能力1萬(wàn)t，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。該污水處理廠是“十二五”國(guó)家考核的重點(diǎn)減排項(xiàng)目，也是龍巖市重點(diǎn)民生項(xiàng)目。

2? 污水處理廠設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 做好污水處理廠網(wǎng)設(shè)計(jì)前的調(diào)研工作

在污水處理廠設(shè)計(jì)階段開(kāi)展基礎(chǔ)調(diào)研分析，詳細(xì)調(diào)研進(jìn)水水質(zhì)水量情況，對(duì)排污口污水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)測(cè)各種變化等因素所引起的水量及水質(zhì)的變化，從而為污水處理收集管網(wǎng)鋪設(shè)線路以及污水處理廠的科學(xué)、合理設(shè)計(jì)提供依據(jù)[3]。本污水處理廠主要服務(wù)曹溪美食城一帶的居民，鑒于污水處理廠選址的標(biāo)高較高，經(jīng)多方論證，采用建設(shè)廠外提升泵站的方案。

2.2 科學(xué)選用污水處理工藝

城鎮(zhèn)污水處理工藝已逐步成熟，每種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，均可實(shí)現(xiàn)污水脫氮除磷的目的?！耙患?jí)A”排放處理技術(shù)的選擇的過(guò)程中要從多方面考慮，多利用現(xiàn)代技術(shù)，如在改造過(guò)程中可利用化學(xué)技術(shù)進(jìn)行磷處理、強(qiáng)化生物脫氮、過(guò)濾懸浮物和部分有機(jī)質(zhì)的深度處理等技術(shù)措施。綜合進(jìn)廠污水水質(zhì)、出廠水質(zhì)要求、處理廠規(guī)模、污泥處置方案以及當(dāng)?shù)貧鉁亍⒐こ痰刭|(zhì)、環(huán)境等條件，同時(shí)考慮節(jié)省工程投資、運(yùn)行管理便捷、節(jié)約運(yùn)行成本，確保出水達(dá)標(biāo)等方面的考慮，選擇技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、動(dòng)力效率高，運(yùn)行成本低的改良型A2/O生化處理+高效混凝沉淀+轉(zhuǎn)盤(pán)生物濾池工藝。

2.3 合理設(shè)置污水處理單元

設(shè)計(jì)時(shí)采用靈活的設(shè)備和設(shè)施組合，合理選擇格柵、鼓風(fēng)機(jī)、推流器等設(shè)備類型，保證工藝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定對(duì)污水處理廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)尤為重要。該污水處理廠已設(shè)置廠外泵站，大塊垃圾基本停留于泵站，廠內(nèi)可節(jié)省粗格柵工序;在處理懸浮物不是很高的原水上，若是原水經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間停留在沉淀池，那么就會(huì)損失一定的碳源，這樣對(duì)于生物脫氮處理很不利，所以沉淀池的使用一定要靈活。該污水處理廠根據(jù)實(shí)際的水質(zhì)，適當(dāng)?shù)奶岣叱辽俺氐呢?fù)荷，縮短停留時(shí)間，沉砂池停留時(shí)間不足1h，既去除無(wú)機(jī)SS，又保留進(jìn)水中的BOD5，優(yōu)化進(jìn)水水質(zhì);結(jié)合以往的污水處理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生化系統(tǒng)設(shè)備的選型與放置位置進(jìn)行優(yōu)化，盡可能達(dá)到彼此間的平衡，生物系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)更順暢、高效，提高了充氧效率以及微生物對(duì)氧氣的利用率[4]。

2.4 配齊應(yīng)急處理系統(tǒng)

為確保污水處理廠出水達(dá)標(biāo)排放，應(yīng)配齊應(yīng)急加藥系統(tǒng)（包括碳源投加系統(tǒng)、除磷藥劑投加系統(tǒng)、消毒劑投加系統(tǒng)），應(yīng)對(duì)突發(fā)的水質(zhì)水量波動(dòng)。同時(shí)考慮到該污水處理廠處理能力以及可能遇到的突發(fā)情況，將廠外泵站與排入其他污水處理廠的管網(wǎng)聯(lián)通，超過(guò)安全水位時(shí)污水將溢流入龍巖其他污水處理廠，確保廠外泵站的安全。

2.5 注重設(shè)備選型，合理考慮設(shè)備設(shè)施組合之間的相互影響

污水廠設(shè)備均采用行業(yè)內(nèi)高端品牌，可自動(dòng)化控制，減少故障率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗：除渣能力強(qiáng)。細(xì)格柵采用孔徑為3mm的階梯式網(wǎng)板格柵，自動(dòng)回轉(zhuǎn)及反沖洗，除渣效果良好;污水處理系統(tǒng)所有泵類、攪拌器、推流器等產(chǎn)品均采用進(jìn)口品牌，水下設(shè)備效能高，運(yùn)行穩(wěn)定;曝氣系統(tǒng)采用鼓風(fēng)機(jī)及微孔管式曝氣器組合，鼓風(fēng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)大寬幅的風(fēng)量需求，便于溶解氧控制，微孔管式曝氣器采用進(jìn)口品牌產(chǎn)品，曝氣管氣孔細(xì)微，充氧效率高;深度處理中的過(guò)濾工藝采用過(guò)濾孔徑為10μm，可截留粒徑大于10μm的微小顆粒，出水水質(zhì)穩(wěn)定;電氣自動(dòng)化程度高，中控監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)制作功能完善，組成的自動(dòng)化系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)狀態(tài)下，各設(shè)備均可獨(dú)立開(kāi)停機(jī)，遠(yuǎn)控聯(lián)動(dòng)狀態(tài)下有半自動(dòng)全自動(dòng)控制模式，整套自動(dòng)控制系統(tǒng)參數(shù)調(diào)控靈活[5]。

3? 污水處理廠處理工藝

3.1 工藝流程圖

該污水處理廠采用具有脫氮除磷功能的“改良型A2/O”生物池+高效混凝沉淀+過(guò)濾深度處理工藝。污泥處理采用“污泥濃縮→污泥脫水→污泥處置”，污泥外運(yùn)制有機(jī)肥，出水消毒采用紫外線消毒工藝，具體工藝流程圖如圖1和圖2所示。

3.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

考慮該污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)現(xiàn)狀企業(yè)排污量少，工業(yè)主要以發(fā)展機(jī)械制造（運(yùn)輸機(jī)械、工程機(jī)械）、光電產(chǎn)業(yè)、物流等相關(guān)低污染產(chǎn)業(yè)，參考當(dāng)?shù)仄渌鬯幚韽S實(shí)測(cè)平均進(jìn)水水質(zhì)，確定龍巖市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì);出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的A類標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

3.3 各處理單元作用

3.3.1 預(yù)處理單元

細(xì)格柵：截除污水中較小漂浮物。根據(jù)格柵前后水位差或按時(shí)間周期自動(dòng)控制清渣，也可機(jī)旁手動(dòng)控制清渣。

旋流沉砂池：砂水混合物由氣提吸砂泵輸送至砂水分離器，去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無(wú)機(jī)砂粒與有機(jī)物分離開(kāi)來(lái)，便于后續(xù)生化處理。

3.3.2 生化處理單元

改良A2/O生物池：生物池分為選擇區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)四個(gè)部分。通過(guò)微生物的新陳代謝去除污水中BOD5、COD等污染物，同時(shí)進(jìn)行生物除N、P。

鼓風(fēng)系統(tǒng)：采用微孔曝氣，為生物池好氧區(qū)充氧提供氣源。

污泥泵房：回流活性污泥至生物池;提升剩余污泥至污泥儲(chǔ)泥池，最后進(jìn)入污泥濃縮脫水車間。

儲(chǔ)泥池：為污泥濃縮、脫水調(diào)蓄部分剩余污泥。為了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厭氧條件下重新釋放。

污泥濃縮脫水機(jī)房及加藥間：將污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行濃縮、脫水、降低含水率，便于污泥運(yùn)輸和最終處置;同時(shí)配備化學(xué)除磷所需化學(xué)藥劑（堿式氯化鋁）的投配和投加設(shè)施。

二沉池：進(jìn)行混合液固液分離，確保污水廠出水SS和BOD5達(dá)到所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，是生化處理不可缺少的一個(gè)組成部分。

3.3.3 深度處理單元

高效澄清池。高效澄清池共分六個(gè)區(qū)：機(jī)械攪拌區(qū)、中間反應(yīng)區(qū)、快速混合反應(yīng)區(qū)、推流反應(yīng)區(qū)、澄清區(qū)、污泥系統(tǒng);對(duì)生化處理出水中比重較小的固體懸浮物進(jìn)一步進(jìn)行沉淀分離，提高出水質(zhì)量，確保達(dá)標(biāo)排放[3]。

纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池。纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池的運(yùn)行過(guò)程包括：過(guò)濾、反沖洗、排泥狀態(tài)。用于去除污水中以懸浮狀態(tài)存在的各種雜質(zhì)，提高污水處理廠出水水質(zhì)，保障出水SS達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)[6]。

4? 污水處理廠運(yùn)營(yíng)管理

4.1 加強(qiáng)對(duì)沿線排口水質(zhì)水量管控

定期組織人員對(duì)沿線主要排口進(jìn)行檢查，同時(shí)對(duì)污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的排污企業(yè)加強(qiáng)巡查，科學(xué)監(jiān)管，對(duì)其污水處理設(shè)施給予技術(shù)支持。及時(shí)掌握泵站水質(zhì)變化情況，確保污水處理廠進(jìn)水的水質(zhì)水量處于穩(wěn)定波動(dòng)狀態(tài)[7]。

4.2 優(yōu)化污水處理廠生化系統(tǒng)調(diào)控

4.2.1 強(qiáng)化系統(tǒng)脫氮除磷效果

生化池設(shè)置多點(diǎn)進(jìn)水，靈活調(diào)配，充分發(fā)揮預(yù)缺氧段脫氮作用，降低硝酸鹽氮濃度，減輕硝酸鹽氮對(duì)除磷效果的影響，提高生化脫氮除磷效果。同時(shí)好氧段合理控制DO，證碳源有效利用，同時(shí)增加反硝化菌和釋磷菌類優(yōu)勢(shì)菌群結(jié)構(gòu);根據(jù)需要調(diào)整生化系統(tǒng)好氧段的回流比例，可提高活性污泥對(duì)污染物的處理效果。

4.2.2 合理控制污泥泥齡，提高生化系統(tǒng)抗沖擊性

在運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)季節(jié)不同及時(shí)調(diào)整污泥齡，除磷需要污泥齡越短越好，脫氮是需要污泥齡在15天以上，根據(jù)進(jìn)出水情況及水溫及時(shí)調(diào)整污泥齡，確保生化脫氮除磷的效果。為了提高生化系統(tǒng)的抗沖擊性，枯水期生化系統(tǒng)污泥濃度控制在4500～5500mg/L范圍內(nèi);同時(shí)污泥泵加裝變頻確保對(duì)生物池污泥回流量精準(zhǔn)調(diào)控。

4.2.3 增強(qiáng)系統(tǒng)預(yù)警機(jī)制

一旦進(jìn)水或者出水總磷出現(xiàn)較大波動(dòng)，系統(tǒng)將報(bào)警提示，并在生物池出水口添加除磷藥劑。

4.3 優(yōu)化深度處理系統(tǒng)調(diào)控

處理廠的尾水處理要達(dá)到一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的以生物系統(tǒng)很難確保城鎮(zhèn)污水處理廠的氮磷同步穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，仍需要考慮輔以化學(xué)除磷實(shí)現(xiàn)磷的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，后段再采用混凝、沉淀、過(guò)濾等工藝，降低出水SS、COD 和 TP 濃度[8]。

在使用纖維濾池工藝時(shí)，如需增加化學(xué)除磷，不在混凝或微絮凝沉淀池投加，除磷藥劑投加點(diǎn)應(yīng)改在二沉池前端或在混凝工藝生化系統(tǒng)出水段，可保證懸浮物濃度不會(huì)超過(guò)后續(xù)過(guò)濾系統(tǒng)的要求。

5? 污水處理廠運(yùn)行效果

該污水處理廠目前是龍巖市首座也是唯一一座執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的城鎮(zhèn)污水廠，采用“改良型A2/O+混凝沉淀+微孔過(guò)濾”工藝。該污水處理廠平均進(jìn)水COD濃度約200mg/L，生物池好氧區(qū)溶解氧控制在1.5mg/L左右，生物池污泥濃度控制在4000～5500mg/L之間，內(nèi)回流比200%左右，外回流比90%左右。2019年該污水處理廠日均處理0.9萬(wàn)t，全年處理水量305.4萬(wàn)t，出水水質(zhì)100%達(dá)標(biāo)排放;處理污泥1608t，全部實(shí)現(xiàn)資源化利用。

投產(chǎn)3年多來(lái)該污水廠各項(xiàng)出水指標(biāo)均優(yōu)于一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，幾項(xiàng)主要指標(biāo)已達(dá)到地表水Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段作為受納水體河道上游的優(yōu)質(zhì)沖刷水源，經(jīng)進(jìn)一步處理也可作為城市公園湖泊的補(bǔ)水水源[9]。另外，該廠內(nèi)處理完達(dá)標(biāo)出水作為再生水回用于污水廠的生產(chǎn)、景觀和綠化使用，有效節(jié)約了水資源，充分發(fā)揮了再生水循環(huán)利用的功效[2]。在2017年與2019年福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳進(jìn)行的全省城鎮(zhèn)生活污水處理廠運(yùn)行評(píng)估考核中獲得“優(yōu)秀”成績(jī)。

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