某核電廠生活污水處理站擴(kuò)容改造及調(diào)試

吳文欽

（浙江科路核工程服務(wù)有限公司 福建福清 350300）

引言

自1914 年活性污泥法在英國(guó)曼徹斯特建成試驗(yàn)場(chǎng)以來(lái)，已有百年歷史。隨著生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用和技術(shù)革新，在對(duì)生物反應(yīng)和凈化機(jī)理進(jìn)行探索基礎(chǔ)上，活性污泥法在生物學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論方面以及在工藝、功能方面都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，衍生出能適應(yīng)各種條件的工藝流程。分子生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展加深了我們對(duì)生物膜動(dòng)力學(xué)和微生物生態(tài)學(xué)的理解，而氮、磷等指標(biāo)的日益嚴(yán)格對(duì)污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行產(chǎn)生極大影響，這些也促進(jìn)了生物膜工藝的發(fā)展和改變。

利用生物膜工藝的降解作用環(huán)保化地處理污水中的有機(jī)物，微生物在生活污水處理中可以利用自身新陳代謝作用逐步吸收有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化物質(zhì)到無(wú)害物質(zhì)的轉(zhuǎn)換，可以節(jié)約成本，有著良好的生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性，在污水處理中不會(huì)產(chǎn)生二次污染。在核電廠生活污水處理中，可以將活性污泥法和生物膜法相結(jié)合，通過(guò)環(huán)保處理的方式，提高污水處理的環(huán)保性、生態(tài)性。

1 工程概況

ED2 污水處理站作為某核電廠廠前區(qū)的生活污水站，污水主要來(lái)源于各建筑物衛(wèi)生間排水和廚房餐廳等排水，原設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3/d，采用AO 工藝，出水水質(zhì)達(dá)到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 原ED2污水處理站工藝流程

ED2 污水處理站于2013 年投入運(yùn)行，出水水質(zhì)穩(wěn)定。隨著核電工程建設(shè)進(jìn)展，核電廠廠前區(qū)的人數(shù)增加，ED2 污水處理站進(jìn)水量逐年增加，工程高峰期的時(shí)候最高日均處理量達(dá)到450m3/d，機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，污水停留時(shí)間過(guò)短導(dǎo)致出水水質(zhì)下降，水站亟需擴(kuò)容以滿足實(shí)際的處理需求[1]。

2 污水處理技術(shù)應(yīng)用原則

在核電廠生活污水處理站的污水處理技術(shù)應(yīng)用應(yīng)堅(jiān)持如下原則。

2.1 循環(huán)再生

在處理核電廠生活污水過(guò)程中，應(yīng)將循環(huán)再生理念貫穿于整個(gè)處理過(guò)程，利用生物學(xué)基本理論提高污水處理效率效果。通過(guò)對(duì)生態(tài)環(huán)保中污水處理全過(guò)程進(jìn)行分析可知，物質(zhì)轉(zhuǎn)化與分解環(huán)節(jié)是循環(huán)再生原則的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)處理過(guò)程中可以充分發(fā)揮微生物反應(yīng)作用，有效轉(zhuǎn)化和分解原有污水中的污染成分，將污水的危害程度降低[2]。

2.2 和諧共生

核電廠的建造是堅(jiān)持與自然和諧共生的原則的，這個(gè)原則在核電廠的生活污水處理也是必須要遵循的。生活污水處理中堅(jiān)持和諧共生原則主要是將污水處理效果提高，將污水處理的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)、生態(tài)價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)。相關(guān)工作人員在選擇和具體實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)確保污水處理技術(shù)科學(xué)合理，同時(shí)對(duì)各種生物、非生物要素的聯(lián)系進(jìn)行充分考慮和關(guān)注，確保合理地引入微生物，維持污水處理系統(tǒng)的平衡[3]。

2.3 整體優(yōu)化原則

生態(tài)環(huán)保污水處理技術(shù)有著十分明顯的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)在具體實(shí)踐中有著十分復(fù)雜的流程，需要注意非常多的關(guān)鍵點(diǎn)。相關(guān)工作人員為了將污水處理水平提高，需要貫徹落實(shí)整體優(yōu)化的原則，加強(qiáng)優(yōu)化改進(jìn)生態(tài)環(huán)保污水處理技術(shù)，將核電廠生活污水處理效果、水平全面提升。比如工作人員應(yīng)全面檢測(cè)生活污水處理結(jié)果，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果將污水中的成分信息確定，進(jìn)而保證生活污水處理方案科學(xué)、合理、可行。在制定生活污水處理方案過(guò)程中，需要科學(xué)地創(chuàng)建生物系統(tǒng)，對(duì)污水引入、污水回用等多個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行全面地考慮分析，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)靥幚磉@些細(xì)節(jié)問(wèn)題可以全面優(yōu)化污水處理流程、工藝。

2.4 區(qū)域分異

核電廠生活污水處理中，需要平衡當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)，積極營(yíng)造穩(wěn)定的生物系統(tǒng)。但是不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)特征存在一定差異，具體進(jìn)行生活污水處理中，需要結(jié)合核電廠生活污水處理所在區(qū)域的特點(diǎn)，將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，采取針對(duì)性的處理法按時(shí)，加強(qiáng)考察各個(gè)區(qū)域的氣候、土壤、空氣質(zhì)量等，合理地選擇生物、補(bǔ)水方式，在確保生態(tài)系統(tǒng)平衡的前提下合理處理核電廠生活污水[4]。

3 擴(kuò)容改造工程概況

3.1 總體思路

ED2 擴(kuò)容項(xiàng)目與原ED2 污水處理站接口關(guān)系為“并聯(lián)模式”，即ED2 污水站擴(kuò)容項(xiàng)目建成后可承擔(dān)現(xiàn)ED2 污水處理站污水進(jìn)水的分流，同時(shí)ED2 污水站擴(kuò)容項(xiàng)目建成后處理的出水與原ED2 污水處理站出水匯流，最終共同排放至指定地點(diǎn)。

3.2 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

根據(jù)ED2 污水處理站原設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3/d，2021 年全年的日均進(jìn)水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，日均進(jìn)水量約380m3/d，污水處理系統(tǒng)處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。ED2 擴(kuò)容項(xiàng)目設(shè)計(jì)擴(kuò)容后的ED2 污水處理站的總規(guī)模達(dá)到500m3/d。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及出水排放標(biāo)準(zhǔn)

3.3 設(shè)計(jì)工藝

生活污水采用生物處理，ED2 擴(kuò)容項(xiàng)目產(chǎn)生量較小，考慮到與原ED2 污水處理站現(xiàn)有系統(tǒng)的契合性，綜合考慮主要生物處理工藝特點(diǎn)，選用“厭氧+缺氧+曝氣生物濾池”組合工藝。具體工藝流程如圖2。

圖2 ED2擴(kuò)容項(xiàng)目工藝流程

3.4 環(huán)保節(jié)能措施

核電廠污水站的擴(kuò)容改造應(yīng)堅(jiān)持環(huán)保節(jié)能的原則，施工組織方案應(yīng)注意協(xié)調(diào)質(zhì)量、成本、進(jìn)度等多方面的內(nèi)容，還應(yīng)注重施工和環(huán)境和諧發(fā)展，明確現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保施工責(zé)任人,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分的辨識(shí)和分析，明確常見(jiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，并提前采取預(yù)防辦法。

擴(kuò)容項(xiàng)目的環(huán)保節(jié)能措施應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

第一，設(shè)計(jì)中的環(huán)保節(jié)能應(yīng)用。生物處理法是當(dāng)前公認(rèn)的環(huán)保效果較好的處理方法，也是ED2 污水處理站所用的污水處理方法。在選擇ED2 污水處理站的擴(kuò)容改造方案時(shí)，因地制宜地設(shè)計(jì)與原ED2 污水處理站的部分裝置共用，盡可能地從運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、控制調(diào)節(jié)方便的角度考慮，在保證出水正常的基礎(chǔ)上，將污水處理方案的科學(xué)合理性大大提高。

第二，污水生化處理階段環(huán)保節(jié)能措施。該階段污水處理效果以及能耗水平直接受到曝氣量的影響，在實(shí)際處理過(guò)程中，通常維持曝氣量在一個(gè)恒定的狀態(tài)從而保證出水水質(zhì)符合要求。污水處理中進(jìn)水符合的變化會(huì)影響出水指標(biāo)，為貫徹落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，降低進(jìn)水負(fù)荷，浪費(fèi)氣量，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要控制曝氣量[5]。

第三，污泥處理中環(huán)保節(jié)能理念的應(yīng)用。核電廠的污水有著較為豐富的來(lái)源，自身存在較多污染物質(zhì)，污泥處理作為污水處理中的一個(gè)重要部分，存在一定的難度。為了在污泥處理中貫徹落實(shí)環(huán)保節(jié)能理念，需要避免出現(xiàn)新的污泥。因此，廠區(qū)雨污分離設(shè)施、管網(wǎng)的獨(dú)立化配置可以保證生活污水站的水質(zhì)來(lái)源穩(wěn)定。然后結(jié)合污泥生物干化的方式處理污泥，該處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾方面：其一，能夠有效提升污泥轉(zhuǎn)化率，實(shí)現(xiàn)深度脫水，無(wú)需使用絮凝劑，消耗的資源、資金較少。其二，有著良好的凈化效果，可以將污泥中的重金屬等物質(zhì)清除，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的效果。其三，能夠?qū)⑽勰嘀械膼撼粲行コ?，將其中的大部分病原菌消滅，以免威脅周圍生態(tài)環(huán)境。其四，經(jīng)過(guò)處理后的污泥外觀得到有效改善，整體為褐色餅狀，不存在異味，處理后的污泥處理更加便捷。總而言之，節(jié)省了大量的脫水劑、絮凝劑、干燥劑等，有著較為簡(jiǎn)便的操作方式，對(duì)環(huán)境較為友好，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，其環(huán)保節(jié)能特點(diǎn)十分突出[6]。

3.5 調(diào)試及運(yùn)行效果

ED2 擴(kuò)容項(xiàng)目施工完成后，福建地區(qū)7 月份的平均氣溫大約27℃-35℃，利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，且現(xiàn)場(chǎng)有充足的活性污泥用于調(diào)試ED2 擴(kuò)容項(xiàng)目使用，活性污泥可做到隨時(shí)補(bǔ)充的條件為運(yùn)行調(diào)試提供了先天便利。

圖3 調(diào)試運(yùn)行效果圖

通過(guò)每天對(duì)進(jìn)水、出水水質(zhì)的檢測(cè)，數(shù)據(jù)表明ED2 擴(kuò)容項(xiàng)目?jī)H用了24 天便已達(dá)到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A 標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)調(diào)試運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)如下：

3.5.1 COD 控制措施

COD 控制主要通過(guò)生化降解實(shí)現(xiàn)，為加快污泥培養(yǎng)，通過(guò)外接污泥泵的方式，從原ED2 污水處理站的MBR 池中抽取泥水至擴(kuò)容項(xiàng)目的好氧池中曝氣6-10小時(shí)，然后按照擴(kuò)容項(xiàng)目設(shè)計(jì)水量的1/3 進(jìn)水量進(jìn)水運(yùn)行。通過(guò)加速污泥的生長(zhǎng)成熟，提高微生物的降解效率，輔以進(jìn)水量和污泥濃度的調(diào)節(jié)，擴(kuò)容項(xiàng)目的COD僅10 天便達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.5.2 N 的控制

N 的控制主要通過(guò)微生物硝化反硝化進(jìn)行降解，通過(guò)檢測(cè)進(jìn)、出水的N 濃度，調(diào)整污泥濃度，當(dāng)N 濃度出現(xiàn)上升波動(dòng)時(shí)，增加二沉池的污泥回流，或者從原ED2污水站調(diào)入污泥，增加硝化菌濃度。當(dāng)出現(xiàn)NH3-N 超標(biāo)情況時(shí)，停止污水排放，并通過(guò)投加次氯酸鈉進(jìn)行應(yīng)急處理，投加量按1:10 進(jìn)行加藥，待N 濃度降至出水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)排放。

3.5.3 P 的控制

P 的控制主要是通過(guò)化學(xué)加藥反應(yīng)沉淀去除，當(dāng)出現(xiàn)上升波動(dòng)時(shí)，則需要通過(guò)調(diào)整加藥量，理論投加比例是1:6，現(xiàn)場(chǎng)操作按照進(jìn)水水量，P 濃度等比例調(diào)整PAC 投加量。當(dāng)P 出現(xiàn)超標(biāo)情況時(shí)，停止污水排放，通過(guò)增加投加PAC 應(yīng)急處理，待P 濃度降至出水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)排放。

4 應(yīng)用價(jià)值

污水處理站改造擴(kuò)容工程建設(shè)會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生不同程度影響，在生態(tài)型社會(huì)建設(shè)進(jìn)程中，核電廠的污水處理站改造擴(kuò)容工程要貫徹落實(shí)環(huán)保理念，關(guān)注工程項(xiàng)目對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，并且提前采取預(yù)防措施。

4.1 確保排污能力

建設(shè)過(guò)程的核電廠人數(shù)呈上升趨勢(shì)，生活污水站的進(jìn)水量隨著人員增多出現(xiàn)上漲，一旦超過(guò)設(shè)計(jì)處理量，就會(huì)給污水處理工作帶來(lái)不小的難度。為了使污水處理工作順利有效的進(jìn)行，應(yīng)該對(duì)原污水站的設(shè)計(jì)處理量進(jìn)行擴(kuò)容，并且運(yùn)用成熟、效果好的工藝對(duì)原污水站的處理功能進(jìn)行提升，從而有效的避免在連續(xù)性處理水污染中造成的污水管道堵塞和結(jié)垢等一系列問(wèn)題的產(chǎn)生。

4.2 保護(hù)生態(tài)環(huán)境

核電廠的生活污水經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理以及質(zhì)量檢測(cè)后，確保檢測(cè)污水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放，保證污水污染程度在環(huán)境承受范圍內(nèi)，在排放到自然環(huán)境中后不會(huì)威脅生態(tài)系統(tǒng)有助于實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)的和諧發(fā)展。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)境保護(hù)管理

核電廠污水站的擴(kuò)容改造應(yīng)注重施工和環(huán)境和諧發(fā)展，明確現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保施工責(zé)任人，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分的辨識(shí)和分析，明確常見(jiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，并提前采取預(yù)防辦法。

在擴(kuò)容改造工程實(shí)施階段，應(yīng)做好施工期間的揚(yáng)塵污染控制，現(xiàn)場(chǎng)可配置灑水車，增加施工現(xiàn)場(chǎng)空氣濕度，避免在大風(fēng)等惡劣天氣下施工。在噪聲污染控制方面，應(yīng)通過(guò)合理安排施工時(shí)間與施工工序，盡量避免夜間施工，對(duì)產(chǎn)生強(qiáng)噪聲的機(jī)械，采取封閉隔離措施，確保減少噪聲污染。

針對(duì)施工作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的污水，經(jīng)沉淀池沉積后，上層清液循環(huán)使用，用于施工設(shè)備清洗，沉淀垃圾由環(huán)衛(wèi)公司定期進(jìn)行回收。針對(duì)施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢木板、設(shè)備包裝物等固體廢棄物，應(yīng)嚴(yán)格按照核電廠的相關(guān)管理規(guī)定進(jìn)行統(tǒng)一回收和處理，確保固定廢棄物排放和控制滿足法律法規(guī)要求[7]。

4.4 水土保持措施

工程建設(shè)項(xiàng)目中水土流失是常見(jiàn)的一種負(fù)面影響，為了預(yù)防和治理在污水處理站改造擴(kuò)容工程產(chǎn)生的水土流失，勘察設(shè)計(jì)中要對(duì)周圍水文地質(zhì)等條件進(jìn)行細(xì)致地勘察分析，做好施工方案優(yōu)化，盡量選擇土質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域，將水土流失發(fā)生的概率盡可能地降低。針對(duì)污水處理站中調(diào)節(jié)池、氧化池等池體開(kāi)挖出來(lái)的土石方應(yīng)定點(diǎn)堆積用密目網(wǎng)苫蓋，并增加植物措施，通過(guò)栽植苗木實(shí)現(xiàn)恢復(fù)植被、減少水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的目的，同時(shí)也為核電站建設(shè)的主體工程安全運(yùn)行提供相應(yīng)的環(huán)境保障。

結(jié)語(yǔ)

ED2 污水站的擴(kuò)容改造堅(jiān)持施工和環(huán)境和諧發(fā)展的理念，施工過(guò)程采取安全、環(huán)保的措施，工期耗時(shí)3個(gè)月，在工藝上與原污水站的部分裝置、設(shè)施實(shí)現(xiàn)共享，不僅節(jié)約了資源，同時(shí)利用了原污水站的污泥資源對(duì)擴(kuò)容項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)試，調(diào)試運(yùn)行僅耗時(shí)24 天就達(dá)到水質(zhì)的穩(wěn)定排放標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)了擴(kuò)容改造方案的有效性，并且能夠有效提升ED2 污水站的污水處理效果及效率。

擴(kuò)容改造后的ED2 污水站有兩套獨(dú)立的污水處理系統(tǒng)，可以分組停運(yùn)對(duì)設(shè)備設(shè)施檢修、維護(hù)，在遇到設(shè)備設(shè)施缺陷時(shí)，也能保證核電廠區(qū)內(nèi)的污水處理站正常運(yùn)行，在檢修期間保障污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的污水站處理能力的提升，對(duì)核電廠的生活污水處理有著重要的意義。