某污水處理廠高排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造設(shè)計(jì)探討

摘要：近年來，多地提出了污水處理廠出水提標(biāo)至地表水準(zhǔn)Ⅳ類水的要求。項(xiàng)目結(jié)合山東省臨沂市某污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況，綜合分析現(xiàn)有工藝及進(jìn)出水水質(zhì)，得出提標(biāo)改造的重難點(diǎn)為總氮、總磷的去除。同時(shí)，提出脫氮工段采用反硝化濾池，除磷工段采用磁混凝沉淀池，并與現(xiàn)狀各工段有機(jī)結(jié)合，使整個(gè)處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞：污水處理；準(zhǔn)Ⅳ類；總氮；總磷；提標(biāo)改造

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）11-0255-03

Discussion on the Design of Emission Standard Upgrading and Reconstruction of a Sewage Treatment Plant

ZHANG Huan1， LIU Dening2

（1.Shandong Huacheng Engineering Technology Co.， Ltd.; 2.Jinan Jier Property Limited Company， Jinan 250000， China）

Abstract： In recent years，many places have put forward the requirement of upgrading the effluent quality of sewage treatment plants to meet the surface water standard of Class Ⅳ. Based on the actual operation of a sewage treatment plant in Linyi city， Shandong province， project comprehensively analyzes the existing processes and influent and effluent water quality， and concludes that the key difficulties of upgrading and reconstruction are the removal of total nitrogen and total phosphorus. At the same time， it is proposed that denitrification filter and magnetic coagulation sedimentation tank are adopted in nitrogen removal section and phosphorus removal section， which are organically combined with each section of the current situation to make the whole treatment process run stably and finally realize the sewage discharge standard.

Keywords： sewage treatment; Ⅳ water discharge; total nitrogen; total phosphorus; upgrading and reconstruction

2021年11月11日，山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布的《關(guān)于調(diào)度全省城市污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及提標(biāo)改造有關(guān)情況的通知》中提出“兩個(gè)清零、一個(gè)提標(biāo)”（城市建成區(qū)雨污合流管網(wǎng)清零、城市建成區(qū)黑臭水體清零、城市污水處理廠提標(biāo)）要求，相關(guān)污水處理廠出水需要提升至地表水準(zhǔn)Ⅳ類排放標(biāo)準(zhǔn)。相較于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，除懸浮物（Suspended Solids，SS）外，化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、

總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorus，TP）及氨氮（NH3-N）等主要指標(biāo)的要求均有明顯提升。然而，目前污水處理廠采用常規(guī)污水處理工藝難以達(dá)到地表水準(zhǔn)Ⅳ類排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，項(xiàng)目結(jié)合山東省臨沂市某污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況，綜合分析現(xiàn)有工藝及進(jìn)出水水質(zhì)，得出提標(biāo)改造的重難點(diǎn)，并提出提標(biāo)改造的建議，以期最終實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放。

1 污水處理廠概況

臨沂市某污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為4萬m3/d，生化系統(tǒng)采用氧化溝工藝，深度處理系統(tǒng)采用絮凝沉淀池+纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝，出水指標(biāo)執(zhí)行《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)，具體如表1所示。尾水排入蒼源河，最終匯入新沭河。

2 污水處理廠水質(zhì)分析

選取2023年1月至2024年4月污水處理廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如下。

2.1 COD去除情況

由圖1可知，污水處理廠出水COD質(zhì)量濃度整體較低，平均值為18.1 mg/L，滿足準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。但進(jìn)水COD質(zhì)量濃度未達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，隨著污水處理提質(zhì)增效工作的開展，進(jìn)水COD質(zhì)量濃度可能會(huì)有所升高，因此污水處理廠應(yīng)采取一定的強(qiáng)化措施去除COD。

2.2 NH3-N去除情況

由圖2可知，污水處理廠出水NH3-N質(zhì)量濃度整體較低，平均值為0.7 mg/L，滿足準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 TN去除情況

由圖3可知，污水處理廠出水TN質(zhì)量濃度在部分時(shí)段未達(dá)到準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，平均值為11.7 mg/L，準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率為14.3%，需要采取一定的強(qiáng)化措施去除TN。

2.4 TP去除情況

由圖4可知，污水處理廠出水TP質(zhì)量濃度在部分時(shí)段未達(dá)到準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，出水平均值為0.25 mg/L，

準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率為72.2%，需要采取一定的強(qiáng)化措施去除TP。

3 工藝選擇

現(xiàn)狀污水處理廠出水不能穩(wěn)定達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)為TN和TP，此次提標(biāo)改造需要重點(diǎn)加強(qiáng)去除TN和TP。根據(jù)污水處理廠的現(xiàn)狀工藝及用地情況，結(jié)合其他相關(guān)實(shí)例，選擇合適的強(qiáng)化工藝[1-2]。

3.1 TN去除工藝

結(jié)合現(xiàn)狀，采用多級(jí)厭氧好氧（Anaerobic Oxic，AO）工藝或反硝化濾池作為提標(biāo)改造強(qiáng)化去除TN的處理工藝較為合適。

現(xiàn)狀生化池總停留時(shí)間為14.56 h，時(shí)間偏短，因此采用多級(jí)AO工藝時(shí)需要新增隔墻，對(duì)現(xiàn)狀生化系統(tǒng)重新分區(qū)，并在后端新建二級(jí)缺氧（3.00 h）和二級(jí)好氧（2.00 h），脫氮效果更為穩(wěn)定、可靠。但采用多級(jí)AO工藝存在占地面積大、停水時(shí)間長(zhǎng)等問題，且當(dāng)水質(zhì)發(fā)生變化、生化系統(tǒng)遭到?jīng)_擊時(shí)，出水難以穩(wěn)定達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)。而新建反硝化濾池不需要污水處理廠停水，且占地面積小、TN去除效果較好，運(yùn)行過程中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等。結(jié)合類似案例，污水處理廠采用反硝化生物濾池工藝[3-4]。

3.2 TP去除工藝

在此次提標(biāo)改造工程中，采取生化/物化相結(jié)合的除磷方式，完成厭氧釋磷過程，提高生化工藝對(duì)磷元素的去除效率，降低化學(xué)除磷工藝負(fù)荷，減少化學(xué)藥劑投加量和化學(xué)污泥產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。但是，現(xiàn)狀絮凝沉淀池為網(wǎng)格絮凝池，原有的星形絮凝設(shè)備因堵塞問題被拆除，導(dǎo)致絮凝段功能難以發(fā)揮。因此，將絮凝沉淀池改造為磁混凝沉淀池，大幅提高SS沉淀速度及TP去除效率，以保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放[5]。

3.3 應(yīng)急及強(qiáng)化處理工藝

隨著污水處理提質(zhì)增效工作的開展，污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)有繼續(xù)升高的趨勢(shì)，因此后期的COD達(dá)標(biāo)率可能會(huì)有所下降?？紤]到上述情況和節(jié)約投資，設(shè)計(jì)增加粉末活性炭投加系統(tǒng)用于應(yīng)急處理，并預(yù)留強(qiáng)化處理工藝的用地，當(dāng)后期進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生改變導(dǎo)致出水水質(zhì)無法穩(wěn)定達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，啟動(dòng)應(yīng)用臭氧催化氧化等強(qiáng)化處理工藝。

4 工藝設(shè)計(jì)

4.1 工藝流程

此次提標(biāo)改造保持現(xiàn)狀主體工藝流程不變，改造現(xiàn)狀絮凝沉淀池，并在其后新增反硝化生物濾池，原有的纖維轉(zhuǎn)盤濾池停止使用。

4.2 絮凝沉淀池改造

拆除現(xiàn)狀絮凝沉淀池的部分隔墻，新增磁混凝設(shè)備，將其改造為磁混凝沉淀池。沉淀池1座2格，表面負(fù)荷為11.6 m3/（m2·h）。為保證后期COD排放達(dá)標(biāo)，將絮凝池的前7格改造為粉末活性炭吸附池，停留時(shí)間為5.60 min。其他改造為快混池、磁粉加載池及絮凝池，停留時(shí)間分別為0.86 min、1.28 min及2.60 min。

4.3 反硝化濾池

反硝化濾池為1座6格，并聯(lián)運(yùn)行，配套建設(shè)反沖洗水池、反洗水/氣系統(tǒng)、反沖洗廢水池、配電室等，均與濾池合建。濾池單格過濾面積為65.58 m2，總過濾面積為393.52 m2；峰值濾為6.52 m/h，濾速為7.83 m/h；濾層厚度為1.83 m；水洗強(qiáng)度為4.5 L/（m2·s），氣洗強(qiáng)度為25 L/（m2·s）；氣洗時(shí)間為2 min，水洗時(shí)間為6 min，聯(lián)合洗時(shí)間為10 min。

5 結(jié)論

TN、TP是臨沂市某污水處理廠提標(biāo)改造中的重點(diǎn)指標(biāo)。綜合各種因素，污水處理廠采用磁混凝沉淀池+反硝化濾池處理工藝強(qiáng)化去除TN、TP，并增加粉末活性炭系統(tǒng)用于應(yīng)急處理，處理出水可達(dá)到準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。此次提標(biāo)改造實(shí)踐可為其余改造項(xiàng)目及新建項(xiàng)目提供參考。

參考文獻(xiàn)

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