仙游縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期提標(biāo)改造研究

黃建生

（仙游縣水利局，福建仙游 351200）

水環(huán)境直接影響到人民群眾的日常生產(chǎn)生活，現(xiàn)階段的污水治理工作也在不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型以及治理能力、治理水平的有效提升。在這樣的背景下，我國(guó)多地的污水處理廠均在大力推進(jìn)提標(biāo)改造技術(shù)發(fā)展，以大幅提升城鎮(zhèn)地區(qū)水污染問(wèn)題的有效防治處理水平。

1 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期工程現(xiàn)狀及存在的突出問(wèn)題

1.1 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期工程現(xiàn)狀

“十四五”規(guī)劃發(fā)布實(shí)施以來(lái)，黨和國(guó)家提出了生態(tài)文明建設(shè)方針，也明確了國(guó)家在環(huán)境治理方面所提出的更高要求。由于經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)地處東南臨湄洲灣內(nèi)灣，污水直接排入湄洲灣內(nèi)灣易造成近海海水污染，不僅影響周邊居民居住環(huán)境，而且破壞了近海生態(tài)環(huán)境。隨著企業(yè)入駐率及周邊地區(qū)管網(wǎng)覆蓋率的提升，開發(fā)區(qū)對(duì)水污染問(wèn)題日益重視。根據(jù)政策法規(guī)的要求，生活污水應(yīng)處理至一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)才可進(jìn)行尾水深海排放，由于污水處理廠一期工程處理的污水為工業(yè)廢水+生活污水的混合污水，應(yīng)按最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)后尾水集中輸送至湄洲灣海岸，通過(guò)海洋放流管、海底擴(kuò)散器排放到離海岸一定距離、一定深度的強(qiáng)流區(qū)域，充分利用海洋的擴(kuò)散、降解和自凈能力，達(dá)到尾水最終處置的目的。

經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期工程處理規(guī)模為2萬(wàn)t/a，主體處理工藝采用水解酸化+接觸氧化工藝，再經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池進(jìn)行深度處理，尾水采用二氧化氯消毒后接入環(huán)湄洲灣北岸尾水排海工程至外海排放。

1.2 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期工程存在的突出問(wèn)題

（1）設(shè)施設(shè)備老舊

隨著使用年限的增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠內(nèi)配備的污水處理設(shè)備，其老化程度已經(jīng)相對(duì)較高。同時(shí)，由于污水處理廠在設(shè)備資金方面的投入力度嚴(yán)重不足，污水處理設(shè)備的日常維護(hù)檢修與更新?lián)Q代不夠及時(shí)，部分設(shè)備存在陳舊老化、故障率高、能耗大等問(wèn)題，致使工藝污水處理效率嚴(yán)重低下，在實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)較低的情況下，各項(xiàng)污染物指標(biāo)仍存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）除磷效果差

由于運(yùn)行情況較差且難以維護(hù)，水解酸化+生物接觸氧化的填料現(xiàn)已拆卸，生化池變成傳統(tǒng)的活性污泥法處理工藝。同時(shí)，生化池內(nèi)未設(shè)內(nèi)回流，反硝化脫氮全靠外回流至前端水解酸化池，致使水解酸化池實(shí)際變成缺氧池，但現(xiàn)狀外回流量最高只有150%的設(shè)計(jì)水量，當(dāng)進(jìn)水TN濃度較高時(shí)，生化池的脫氮效果有限。此外，過(guò)高的外回流對(duì)二沉池的沖擊較大，固體負(fù)荷存在超過(guò)規(guī)范取值，導(dǎo)致出水各項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。由于未設(shè)置單獨(dú)的厭氧池進(jìn)行生物除磷，水解酸化池實(shí)際為缺氧池，進(jìn)水易降解有機(jī)物被反硝化菌利用，導(dǎo)致聚磷菌無(wú)法成為優(yōu)勢(shì)菌種，生化池的除磷效果較差，除磷效果有限。一旦進(jìn)水TP濃度較高時(shí)，存在TP超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）自制系統(tǒng)缺失

由于自控系統(tǒng)嚴(yán)重缺失及中控系統(tǒng)設(shè)施老舊等原因，多數(shù)廠區(qū)電氣設(shè)備及儀表無(wú)自控系統(tǒng)（現(xiàn)場(chǎng)有PLC柜），設(shè)備信號(hào)未接入中控系統(tǒng)，均按工頻運(yùn)行，節(jié)能降耗效果不理想。

2 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期提標(biāo)改造的基本原則及思路

2.1 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期提標(biāo)改造基本原則

結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠的現(xiàn)狀，以提升污水處理技術(shù)、去除污水污染物為總體目標(biāo)，統(tǒng)籌考慮污水處理廠經(jīng)濟(jì)屬性、污染物性質(zhì)等方面，對(duì)污水處理廠提標(biāo)改造工作提出具有可操作性、可實(shí)施性的基本原則。

（1）方案可操作性

方案可操作性包含對(duì)污水處理廠經(jīng)濟(jì)屬性和可行性的綜合考慮。按照國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，借鑒國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，兼顧城市建設(shè)現(xiàn)狀，適應(yīng)市政工程逐步發(fā)展的規(guī)律，在對(duì)現(xiàn)有資料和現(xiàn)狀調(diào)查研究與分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)方案整體的合理性，全面協(xié)調(diào)，使方案具有可實(shí)施性；應(yīng)對(duì)提標(biāo)改造的構(gòu)筑物布置方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，盡可能降低工程的總造價(jià)和經(jīng)常性運(yùn)行管理費(fèi)用，節(jié)省投資；應(yīng)考慮近、遠(yuǎn)期的銜接關(guān)系，使方案具有一定的彈性。

（2）方案核心關(guān)鍵

開發(fā)區(qū)污水處理廠的提標(biāo)改造應(yīng)當(dāng)以提升污水處理技術(shù)、去除污水污染物為總體目標(biāo)，在對(duì)現(xiàn)有的污水排放標(biāo)準(zhǔn)以及提標(biāo)改造后的污水排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整體對(duì)比的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定并細(xì)化提標(biāo)改造的主要方向和關(guān)鍵要點(diǎn)；同時(shí)，結(jié)合污水處理廠的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃以及發(fā)展現(xiàn)狀、經(jīng)驗(yàn)等情況，廣泛借鑒污水處理領(lǐng)域內(nèi)的新做法、新技術(shù)、新設(shè)備等新興工藝，對(duì)污水處理廠的提標(biāo)改造工程進(jìn)行更為科學(xué)化的整體架構(gòu)與設(shè)計(jì)，在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)上，達(dá)到提高功效、降低能耗的效果。

2.2 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠一期提標(biāo)改造的思路

對(duì)于經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠的提標(biāo)改造，其總體思路概括為以下四個(gè)基本步驟：第一步是掌握整體情況，對(duì)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠現(xiàn)有的提標(biāo)改造工程所涉及的工藝技術(shù)進(jìn)行整體總結(jié)，并對(duì)當(dāng)前各類新型污水處理的工藝技術(shù)進(jìn)行充分了解與掌握；第二步是明確重點(diǎn)難點(diǎn)，結(jié)合對(duì)開發(fā)區(qū)污水處理廠現(xiàn)有提標(biāo)改造整體情況的總結(jié)，明確提標(biāo)改造工程的難點(diǎn)與重點(diǎn)問(wèn)題；第三步是提出技術(shù)方法，針對(duì)梳理出的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，提出初步的生化處理、物化處理等方式方法和所涉及的相關(guān)技術(shù)手段，并探討其是否符合污水處理廠的運(yùn)行現(xiàn)狀和相關(guān)環(huán)境要求；第四步是提升污水水質(zhì)，再結(jié)合初步處理技術(shù)能達(dá)到的處理標(biāo)準(zhǔn)，探索進(jìn)一步的污水深度處理技術(shù)，對(duì)污水處理后的水質(zhì)體現(xiàn)形成更進(jìn)一步地深度提升。

3 針對(duì)經(jīng)濟(jì)污水處理廠一期提標(biāo)改造具體措施

污水處理廠提標(biāo)改造從一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提升至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)指標(biāo)均會(huì)有所提高，但現(xiàn)狀污水廠工藝處理能力較薄弱，即使在進(jìn)水水質(zhì)濃度較低的情況下，各項(xiàng)指標(biāo)仍觸及一級(jí)B出水標(biāo)準(zhǔn)限值。在提標(biāo)工程中對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行提升，勢(shì)必增加投資和運(yùn)行費(fèi)用，但若能針對(duì)現(xiàn)狀工藝進(jìn)行適當(dāng)改造，可在有效降低本次提標(biāo)工程投資的基礎(chǔ)上提升整體處理能力。

3.1 對(duì)污水處理廠工藝進(jìn)行改造

針對(duì)一期處理工藝處理能力較弱的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的改造，從而提升處理能力，降低后續(xù)提標(biāo)工藝的投資。徹底改造一期預(yù)處理單元和二級(jí)處理單元，強(qiáng)化處理能力使得有機(jī)物和氨氮在二級(jí)處理后出水滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，減輕提標(biāo)工程的投資。二級(jí)處理出水后直接進(jìn)入高效沉淀池和反硝化深床濾池，原設(shè)計(jì)的曝氣生物濾池停用，從而降低二級(jí)處理的運(yùn)行費(fèi)用。

3.2 對(duì)污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造

從一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提升至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)指標(biāo)均有提升。由于有機(jī)物和氨氮相對(duì)于SS，TN和TP來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)濃度不高的情況下，通過(guò)強(qiáng)化二級(jí)處理即可滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)測(cè)進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)，結(jié)合一期設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)分析可知，一期進(jìn)水水質(zhì)屬于中低濃度范圍。因此，從投資運(yùn)營(yíng)角度出發(fā)，單獨(dú)深度處理降低有機(jī)物和氨氮是不合理的。二級(jí)處理TP的去除主要為生物除磷，要想達(dá)到較好的生物除磷效果，生化工藝要求有機(jī)負(fù)荷高，且污泥齡短，但TN的去除與之相反，二者互為矛盾關(guān)系。常規(guī)的二級(jí)處理通常只能保證其中一個(gè)指標(biāo)滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，另外一項(xiàng)指標(biāo)只能通過(guò)深度處理提高其去除率。因此，國(guó)內(nèi)大多數(shù)提標(biāo)項(xiàng)目主要集中于SS、TP和TN的去除。

由于污水廠一期工程的二級(jí)處理工藝處理能力較薄弱，本次提標(biāo)工程針對(duì)以上三種指標(biāo)均進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮。①SS的去除：二級(jí)處理二沉池出水SS要滿足小于10mg/L難度較大，針對(duì)SS的提標(biāo)主流工藝為過(guò)濾。②TP的去除：針對(duì)TP的提標(biāo)主流工藝以化學(xué)除磷為主，混凝沉淀即為首選。③TN的去除：由于TN的去除主要依托反硝化的生物反應(yīng)，將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮?dú)忉尫诺酱髿庵?。針?duì)TN的提標(biāo)主流工藝仍與二級(jí)生化處理類似，只是提標(biāo)中可設(shè)計(jì)成專門針對(duì)反硝化菌的生化處理工藝。

參考國(guó)內(nèi)類似提標(biāo)工程，高效沉淀池+反硝化深床濾池作為提標(biāo)工藝，提升SS、TP和TN的去除較為經(jīng)濟(jì)合理。其中高效沉淀池可去除TP和SS，而反硝化深床濾池可進(jìn)一步降低SS，并通過(guò)投加碳源進(jìn)一步提升TN的去除率。因此，本次提標(biāo)工藝推薦采用高效沉淀池+反硝化深床濾池。

4 結(jié)束語(yǔ)

本次提標(biāo)工程推薦采用“高效沉淀池+反硝化深床濾池”處理工藝，同時(shí)對(duì)現(xiàn)狀設(shè)備工藝進(jìn)行改造：①更換現(xiàn)有進(jìn)水泵房提升泵和格柵；②恢復(fù)芬頓設(shè)備，新建芬頓加藥間；③新建細(xì)格柵及曝氣沉砂池；④生化系統(tǒng)缺氧池改造，新設(shè)內(nèi)回流泵，增加生化池推流器起吊設(shè)備，新增曝氣風(fēng)機(jī)；⑤現(xiàn)有電氣儀表改造。處理后尾水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。工程規(guī)模按照2.0萬(wàn)m3/d。本文立足于當(dāng)前我國(guó)污水處理需求以及現(xiàn)實(shí)需要，結(jié)合開發(fā)區(qū)污水處理廠的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，嘗試提出具有針對(duì)性的污水處理廠更為科學(xué)有效的提標(biāo)改造路徑及方式方法，為污水處理、城市生態(tài)環(huán)境保障奠定一定的研究基礎(chǔ)。