污水處理廠提標改造工程設計及調(diào)試總結

雷燕 程飛 江舸

中持水務股份有限公司 安徽 合肥 230088

宜城被列為第一批國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點地區(qū)，其中宜城雷河大雁工業(yè)園區(qū)為工業(yè)集聚重點污染治理區(qū)域。隨著工業(yè)園區(qū)規(guī)模擴大，污水廠進水污染總量不斷增加，根據(jù)相關規(guī)定需對現(xiàn)有園區(qū)污水處理設施因地制宜的進行改造，在2020年底前處理水質(zhì)達到一級A排放標準,從而改善宜城市及其下游城市和地區(qū)的水體環(huán)境及用水水質(zhì)，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，工程建設十分必要且緊迫。

1 項目概況

宜城市雷河大雁污水處理廠未改造前工藝采用A2O氧化溝污水處理工藝。工程一期建設規(guī)模2.5萬m3/d ，預留有遠期建設空地。按照原工程設計，大雁污水處理廠處理出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級B標準。污水廠進水主要為大雁工業(yè)園生產(chǎn)污水和生活污水，前期因污水廠進水未實現(xiàn)一企一管，污水成分復雜，水量和水質(zhì)波動較大，對污水廠生化反應單元造成較大沖擊負荷，污水廠菌群活性不高，需對廠區(qū)進行工藝改造深化設計，同時配合園區(qū)一企一管管理，企業(yè)才能滿足污水廠提標至一級A排放需求[1]。

圖1 大雁工業(yè)園污水處理廠位置圖

圖2 雷河工業(yè)園位置圖

2 工程難點

園區(qū)企業(yè)包括了磷化工、精細化工、汽配鍍件、合成樹脂、生物醫(yī)藥等類型企業(yè)。由于項目接納的主要為化工廢水，生活污水占比很低。由于水量、水質(zhì)波動較大，污染物大多為結構復雜和難于生物降解物質(zhì)，如鹵素化合物、硝基化合物、有機氮化合物、醚類或表面活性劑等難生物降解類物質(zhì)，同時廢水所含鹽份較高，成分復雜，B/C低，處理難度大，二級生化處理能力有限，難以達到排放標準。

污水廠進水中溶解性難生物降解COD濃度在90mg/L～150mg/L、溶解性有機氨濃度在5mg/L～ 15mg/L,因此要提標到一級A排放標準，COD、總氮指標是控制重點，同時有效監(jiān)控管理各企業(yè)排水情況也尤為重要。

園區(qū)企業(yè)排水情況及排水水量波動曲線

3 改造方案

改造思路主要為：

源頭控制，通過增加大雁污水廠進口在線監(jiān)測儀表及時發(fā)現(xiàn)廢水波動情況，超標水質(zhì)排入事故池內(nèi)，避免系統(tǒng)工藝受到?jīng)_擊；園區(qū)排水企業(yè)實行“一企一管”排水，設置在線監(jiān)測儀表，監(jiān)測COD、氨氮、總氮、總磷及流量，自動關閥系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)問題從源頭解決。通過對園區(qū)企業(yè)的深度調(diào)研，分析企業(yè)特征污染因子及企業(yè)排水周期性情況，調(diào)配企業(yè)排水量，控制進水水質(zhì)水量平穩(wěn)進入系統(tǒng)。

通過對原系統(tǒng)深入分析，校核工藝參數(shù)，完善預處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力及對突發(fā)事故的應急處理能力，提高二級生化系統(tǒng)抗沖擊負荷能力。在原有工藝“水解酸化池、缺氧池”中增加生物填料，為微生物生長提供載體，提高生化系統(tǒng)的有機負荷及對水質(zhì)、水量變動的適應能力。增加生化池的內(nèi)部回流，強化生化系統(tǒng)的脫氮除磷能力。深度處理工藝采用Fenton氧化工藝。生化出水經(jīng)過二沉池沉淀后，出水進入高級氧化工藝進一步去除難降解有機物，最后進入反硝化深床濾池去除總氮及SS，出水進入清水池進行紫外線消毒，消毒后達標排放[2]。

4 工程設計

工藝段水質(zhì)設計參數(shù)

主要構筑物設備說明：新增預處理系統(tǒng)處理事故廢水，同時起到難降解特征污染物生物耐鹽培養(yǎng)馴化作用。生化系統(tǒng)原處理工藝未設置進水在線監(jiān)測站房，本次改造新增進口監(jiān)測站房以及進出口的COD、氨氮、總氮、總磷、pH在線監(jiān)測設備?；剞D式格柵除污機柵條，提升池尺寸15m×10.5m×5.55m，有效容積709m3。細格柵過濾精度φ2mm，格柵寬B＝1000mm，渠深1.2m。

原系統(tǒng)東區(qū)選擇池、厭氧池、缺氧池改為調(diào)節(jié)池, 并增設 pH在線調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池出水經(jīng)提升泵進后續(xù)處理單元。尺寸26.3m×30.5m×5.3m+39.9m×10m×5.3m，停留時間：10.4h，有效池容：5415m3。

將原東側三格好氧池改造為水解酸化池，污水通過潛污泵提升至下一單元。水解酸化池內(nèi)設置潛水攪拌機,池內(nèi)設置組合填料，增加了池內(nèi)的微生物量。設計尺寸11.8m×10m×5.3m+52m×20.25m×5.3m，有效容積4980m3,停留時間：9.56h。

原A2/O池改造：原西生化池作為本項目生化主體反應單元,增加從缺氧池回流至厭氧池的設施?？梢詼p少硝酸鹽氮進入?yún)捬醭亍⑵茐膮捬醭氐膮捬鯛顟B(tài)而影響除磷效率。設計尺寸12m×10m×5.2m，水深4.65m，停留時間1.1h，有效容積558m3。保留原有水下推流攪拌器。

利用原有西厭氧池作為改造后生化主系統(tǒng)的厭氧池，污水自流進入該池，尺寸：18.2m×10 m×5.3m，有效池容：837m3，停留時間:1.6h，新增固定式復合填料。

利用原有西缺氧池作為改造為生化主系統(tǒng)的缺氧池，污水自流進入該池。缺氧池末端設回流泵，回流至選擇池前端，回流比100%。尺寸：30.5m×16m×5.3m，停留時間：4.26h。

利用原有西好氧池作為改造后生化主系統(tǒng)的好氧池，污水自流進入該池。好氧池末端設回流泵，回流至缺氧池前端。設計尺寸30.5m×52m×5.3m，停留時間13h，有效容積6780m3, 污泥負荷：F/M=0.101kgBOD5/kgMLSS·d,容積負荷：0.403kgBOD5/m3·d。保留原有的水下推流攪拌器。新增潛污泵2臺，Q=400m3/h，H=7m，N=22kw，1用1備。更新底部曝氣裝置。

利用原西二沉池作為改造后生化主系統(tǒng)的二沉池，水流方式不變。平均流量：12500m3/d直徑：33m平均時表面負荷：0.61m3/m2h[3]。

新增高效催化氧化反應器，平均流量：12500m3/d，自帶PLC控制系統(tǒng)。

反硝化深床濾池單排布置4格，單格尺寸：7.30m×3.56 m×6.30m，濾池水力表面負荷 5.0m3/(m2·h)，濾料粒徑1.7mm～3.35mm，濾料層厚1.83m，濾磚高度：0.19m，氣單獨沖洗強25.00L/（m2·s）水單獨沖洗強度4.20L/（m2·s）。污泥處理系統(tǒng)中生化污泥濃縮池利舊，新建物化污泥濃縮池，增加板框壓泥機，絕干污泥最大量3050kg/d。

5 調(diào)試期水源選擇

根據(jù)園區(qū)企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研及環(huán)評資料分析，酵母生產(chǎn)企業(yè)排水可生化性較好，可作為污水廠調(diào)試水源?，F(xiàn)場在酵母生產(chǎn)企業(yè)廢水站原水池、厭氧池出水及2#沉淀池出水處分別取水檢測水質(zhì)為：原水處COD2000～5000，氨氮200，厭氧出水處水質(zhì)COD600～800，氨氮100，二沉池出水處水質(zhì)COD300～400，氨氮10，總磷5，全鹽量2000。最總確定采用酵母企業(yè)二沉池出水作為生化培養(yǎng)水源，而非酵母企業(yè)后端高級氧化產(chǎn)水端排水。酵母企業(yè)排水量1000m3/d,6天的排水量滿足生化池初期調(diào)試啟動水量。 此方案充分利用了園區(qū)企業(yè)已有條件，同時解決了調(diào)試期碳源投加問題，具有一定的參考價值。

6 處理效果

該項目2020年10月開始調(diào)試，經(jīng)過7個月的調(diào)試運行，處理效果穩(wěn)定。出水COD值45mg/L～47mg/L，出水氨氨值0.8mg/L～1.2mg/L，出水總氮穩(wěn)定在6mg/L～10mg/L之間，優(yōu)于設計出水水質(zhì)。

7 工程投資運行成本分析

本項目總投資約3400萬元，建設期1年。處理水量456.25萬m3/a，電費524.29萬元/年，污泥處置費114.00萬元/年，藥劑費2397.85萬元/年，人工費31.59萬元/年，修理維護費79.56萬元/年，滿負荷成本8.50元/m3，。經(jīng)改造后處理出水比較穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強，可以應對工業(yè)園區(qū)廢水復雜工況，系統(tǒng)可以自動化運行，運營管理主要為配藥、定期巡檢、定期儀電維護。該工藝提高了系統(tǒng)處理效果，在工業(yè)園區(qū)污水處理改造中具有較大的推廣應用價值[4]。

8 結束語

雷河大雁污水處理廠提標工程中，根據(jù)污水廠現(xiàn)狀，在園區(qū)污水量遠達不到原設計前提下，充分分析原項目廢水生化部分建筑結構，增加調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容量，增加水解酸化工藝，增加后段高級氧化工藝，增加深度脫氮工藝，增加應急事故處理設備單元工藝。此工藝提高了園區(qū)廢水可生化性，使得其排水標準由一級B能穩(wěn)步提升至一級A，在園區(qū)工業(yè)污水站改造中具有一定的參考應用價值。