污水處理廠升級(jí)改造技術(shù)研究

鐘振輝

惠州市惠陽(yáng)區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量事務(wù)中心，廣東 惠州 516200

改革開放以來，我國(guó)工業(yè)迎來了蓬勃的發(fā)展，污水站的建設(shè)也從無到有，數(shù)量上也有了快速的增長(zhǎng)[1]。但是，我國(guó)的水污染還未得到有效的控制，江河、湖泊的水質(zhì)下降明顯。近幾年，國(guó)家將環(huán)境保護(hù)放到了舉足輕重的地位，全國(guó)各地新建和擴(kuò)建污水處理廠，增加了污水處理設(shè)備，改進(jìn)了污水處理工藝等，對(duì)減少污水排放、改善水環(huán)境起到了積極的作用。但是傳統(tǒng)的污水處理廠在運(yùn)行過程中仍面臨諸多的問題，影響污水處理的效率和效果[2-3]。為了解決污水處理技術(shù)中的常見問題，筆者通過調(diào)查污水處理廠的主要問題，根據(jù)該廠的具體情況，結(jié)合最新的技術(shù)，提出了相應(yīng)的處理和改進(jìn)方案。

1 污水處理廠現(xiàn)狀

甲市污水處理A廠是該市近十年興建的環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施之一，位于甲市的東北部，日處理能力為50000t。該廠采用百樂克懸鏈曝氣處理工藝，工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

1.1 污水處理廠表觀觀察

經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，污水處理A廠現(xiàn)有的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)主要存在的問題和相應(yīng)的原因如下。

（1）氣泡不斷從曝氣池的底部向水面涌出。經(jīng)過詳細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，懸浮鏈曝氣管道破損，降低了曝氣的效率和氧的傳質(zhì)效率，影響污水處理的效果。

（2）曝氣管道堵塞且曝氣不均勻。曝氣的不均勻使得整個(gè)生物處理系統(tǒng)長(zhǎng)期處在非穩(wěn)定狀態(tài)，打破了正常的生化反應(yīng)的平衡，污水處理的質(zhì)量得不到保障。污水處理廠一般采用加大曝氣量的方式來解決該問題，但是效果不理想，不僅增加了能耗，還破壞了微生物的平衡。

（3）懸浮鏈曝氣技術(shù)應(yīng)用不到位。原設(shè)計(jì)的意圖是讓曝氣管道隨著曝氣而擺動(dòng)，保證氣泡可以長(zhǎng)時(shí)間停留在水中，繼而提高氧的轉(zhuǎn)移效率和利用率。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，曝氣管道大部分保持靜止不動(dòng)狀態(tài)，無法充分地挖掘該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，污水治理效果不明顯。

1.2 曝氣系統(tǒng)的充氧能力

在進(jìn)水流量為70200m3/d的正常運(yùn)行狀態(tài)下，測(cè)試污水處理A廠好氧池的曝氣系統(tǒng)充氧能力測(cè)試點(diǎn)的位置如圖2所示。

圖2 充氧能力測(cè)試的點(diǎn)位分布

（1）進(jìn)水端附近。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，位置1和位置2的溶解氧水平＜0.15mg/L，溶解氧低于要求的0.5mg/L，該區(qū)域的結(jié)果已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)過分析，該系統(tǒng)中由于采用曝氣均勻布置的方式，存在曝氣管堵塞的現(xiàn)象，降低了曝氣充氧的能力，影響處理效率。另外，該測(cè)試是在有機(jī)污染物濃度較低的情況下進(jìn)行的，若水量不足，會(huì)發(fā)生供氧嚴(yán)重不足的問題。

（2）水池中間。根據(jù)測(cè)試，在24h內(nèi)位置3和位置4溶解氧變化分別在0.41～1.85mg/L和0.60～3.63mg/L，平均值分別為0.87mg/L和2.30mg/L。在好氧區(qū)的中部，由于有機(jī)負(fù)荷下降明顯，其溶解氧消耗速率也隨之下降，溶解氧的水平通?？杀３址€(wěn)定。同時(shí)，位置3和位置4為位置相同，其溶解氧值理論上應(yīng)基本相同，但是就測(cè)試結(jié)果來看，兩者的平均值的差別較大，進(jìn)一步說明了該曝氣系統(tǒng)中存在曝氣嚴(yán)重不均的問題。

（3）出水端附近。根據(jù)測(cè)試，24h內(nèi)位置5和位置6的溶解氧變化分別在0.08～0.34mg/L和0.16～3.36mg/L，平均值分別為0.14mg/L和0.96mg/L。一般來講，在好氧區(qū)的后部，由于系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷值降低得非常明顯，可以保證溶解氧水平較高，一般可在2～4mg/L。

總體來看，污水處理A廠在進(jìn)水端、中部、出水端的溶解氧水平均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，即1mg/L、2mg/L、2mg/L，在溶解氧的控制上還存在明顯的不足。經(jīng)過對(duì)水質(zhì)的化驗(yàn)和對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試得到，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的原因包括進(jìn)水的CODCr、SS濃度過高，可生化性差，曝氣系統(tǒng)堵塞和曝氣不均，二沉池沉淀結(jié)構(gòu)缺陷，百樂克工藝本身脫氮除磷能力低，等等。

2 升級(jí)改造技術(shù)

根據(jù)污水處理A廠現(xiàn)有的工藝缺陷及水質(zhì)的特點(diǎn)，要對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造就需要在充分利用現(xiàn)有建筑物的前提下，解決出水COD、SS過高的問題，同時(shí)具有完善的脫氮除磷功能。

2.1 一級(jí)（強(qiáng)化）處理工藝

目前，污水強(qiáng)化一級(jí)處理工藝主要采用化學(xué)、生物、化學(xué)-生物相結(jié)合的技術(shù)路線，其原理和特點(diǎn)如表1所示。

表1 污水強(qiáng)化一級(jí)處理工藝

2.2 二級(jí)生化處理改造工藝

若不重新建設(shè)廠房，要想強(qiáng)化對(duì)污水脫氮除磷的處理功能，可以將現(xiàn)有生化處理單元改造為倒置的A2/O系統(tǒng)，通過向好氧區(qū)投加懸浮填料或投加復(fù)合鐵鹽實(shí)現(xiàn)。

（1）移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器。通過在曝氣池中投加浮動(dòng)載體，使曝氣池中同時(shí)存在附著相和懸浮相，以便于微生物的附著生長(zhǎng)，可以形成一種復(fù)合生物處理的過程，其工藝流程如圖3所示。

圖3 懸浮生物載體工藝處理流程

（2）復(fù)合鐵酶促活性污泥法。該工藝通過將鐵鹽化學(xué)絮體與活性污泥系統(tǒng)的微生物絮體有機(jī)結(jié)合，提高污泥內(nèi)微生物生化反應(yīng)的活性，可以使用于去除沉淀池中難降解污染物、在低溫條件下提高生物硝化作用的場(chǎng)合，其工藝流程如圖4所示。

圖4 復(fù)合鐵酶工藝處理流程

2.3 三級(jí)深度處理技術(shù)

（1）高效斜板斜管沉淀。斜板斜管沉淀是在沉淀池內(nèi)安裝斜板斜管，平行斜板之間或平行管內(nèi)會(huì)形成類似于沉淀池的形式，即可以將沉淀區(qū)分割成為多個(gè)沉淀淺層。利用層流原理，通過縮短顆粒沉降的距離、增加沉淀面積來縮短污水中顆粒的沉淀時(shí)間，可以明顯提高污水處理能力。采用該技術(shù)后過流率可以達(dá)到35m3/（m2·h），處理能力可提高8倍。

（2）濾布濾池。濾布濾池主要用于深度處理廢水和過濾中水回用，可以明顯去除總懸浮固體，配合投加藥劑可以實(shí)現(xiàn)污水的除磷和脫色。應(yīng)用該技術(shù)后出水水質(zhì)高且狀態(tài)穩(wěn)定，基礎(chǔ)設(shè)施的投資較少，運(yùn)行費(fèi)用低，操作和維護(hù)保養(yǎng)便利。

3 結(jié)束語

為了解決污水處理技術(shù)中的常見問題，通過調(diào)查可知污水處理廠存在曝氣池底部有大的氣泡、曝氣管道堵塞和曝氣不均勻、懸浮鏈曝氣技術(shù)的應(yīng)用效果不好等問題。文章根據(jù)案例污水處理廠的具體情況，結(jié)合最新的技術(shù)應(yīng)用，提出了一級(jí)到三級(jí)的處理工藝，為提高污水處理廠的處理能力提供技術(shù)參考。