摘要：佛山市某小型污水處理廠一期設(shè)計規(guī)模1.5萬m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準。提標改造工程采用高效沉淀池加不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器工藝，改造后出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。介紹了提標改造過程的工藝選擇及設(shè)計情況。
前言
2015年國家環(huán)保局發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》征求意見稿，修訂版的排放標準要求自2016年7月1日起，新建城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行一級A標準。自2018年1月1日起，敏感區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行一級A標準;生態(tài)環(huán)境脆弱敏感區(qū)的污水處理廠執(zhí)行特別排放標準。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前珠三角內(nèi)現(xiàn)有污水處理廠約300多座，其中達到一級A排放標準的污水處理廠只有約50多座。隨著排放標準的提高，2017年將迎來污水處理廠提標改造的高峰期。
2工程概況
本污水處理廠提標改造工程位于佛山市，污水處理廠一期規(guī)模為1.5萬m3/d，采用改良型氧化溝工藝，設(shè)計出水已達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準。本次提標改造工程針對一期工程，其設(shè)計規(guī)模為1.5萬m3/d，提標改造后出水應(yīng)執(zhí)行國家標準《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準及廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準的較嚴值。
3提標改造的水質(zhì)標準
本提標改造工程出水標準從一級B提高到一級A，主要對以下幾個基本控制指標進行調(diào)整。
4一期工程進出水水質(zhì)分析
根據(jù)一期工程運營的數(shù)據(jù)，對該污水處理廠2016年1月至2016年11月的進出水水質(zhì)進行了分析。
一期工程進出水水質(zhì)各指標數(shù)據(jù)如圖1～6。
4.1BOD5指標分析
從污水處理廠目前現(xiàn)狀運行水質(zhì)來看，目前進水BOD5濃度不高，二級處理出水的BOD5值能夠穩(wěn)定達到10mg/L以下。但隨著污水收集系統(tǒng)的完善，進廠污水有機物濃度將逐步提高，通過復(fù)核現(xiàn)有生物處理構(gòu)筑物的主要設(shè)計參數(shù)，現(xiàn)有構(gòu)筑物在進水BOD5濃度提高至設(shè)計值時，仍可有效控制BOD5出水濃度，使其滿足國標一級A排放標準。
4.2CODCr指標分析
由目前廣東地區(qū)污水處理廠的運行數(shù)據(jù)可知，進水CODCr為250mg/L左右時，對于城市污水而言，采用生物脫氮除磷工藝+三級處理工藝處理后，出水指標能夠穩(wěn)定達到CODCr≤40mg/L。
本工程不考慮針對COD指標選用提標改造工藝，主要通過優(yōu)化生化反應(yīng)池的運行參數(shù)以及通過后續(xù)提標改造工藝去除SS來去除部分附著于SS上的COD(在去除SS時若采用過濾技術(shù)，COD去除率可增加10~30%)，以保證達標排放。
4.3氨氮(以N計)指標分析
污水處理廠進水氨氮的去除主要靠硝化過程來完成，氨氮的硝化過程是控制生化處理好氧單元設(shè)計的主要因素。要滿足5mg/L出水要求，必須進行完全硝化，同時還要通過完全反硝化輔助。故本工程設(shè)計在完全硝化的基礎(chǔ)上，適當(dāng)進行充分供氧，并采用完全反硝化設(shè)計和三級處理，能夠保證出水氨氮指標控制在5mg/L以內(nèi)。從目前的運行數(shù)據(jù)以及已有構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)來看，采用改良型氧化溝工藝可將出水氨氮穩(wěn)定控制在5mg/L以下，氨氮指標較容易達到排放標準。
4.4總氮(以N計)指標分析
本工程除了要做到氨氮的完全硝化，同時需特別重視反硝化過程的控制。本工程的改良型氧化溝屬于脫氮除磷工藝，具有較強的有機物氧化和脫氮除磷能力，在完全硝化的基礎(chǔ)上，優(yōu)化氧化溝運行參數(shù)，增大缺氧池與好氧池的容積比，提高TN的去除率;同時在進水碳源不足的情況下，可通過投加外碳源等技術(shù)手段，充分保證反硝化的環(huán)境，能夠確保出水TN穩(wěn)定達標。
4.5SS指標分析
由運行數(shù)據(jù)可知，SS的進水平均值為98mg/L，經(jīng)生化處理后，出水SS濃度均值為9mg/L，目前一期工程出水水質(zhì)能穩(wěn)定達到一級B標準。但考慮一期工程目前進水SS較低，且1月到6月SS均有超過10mg/L，不能穩(wěn)定達到一級A標準。故SS是污水廠出水達到一級A標準的重要控制指標。本工程深度處理處理中需增加過濾或混凝沉淀+過濾組合工藝，進一步降低出水SS值，保障尾水穩(wěn)定達標排放。
4.6總磷(以P計)指標分析
由運行數(shù)據(jù)可知，TP的進水平均值為2.61mg/L，經(jīng)生化理后，出水TP濃度均值為0.72mg/L，目前一期工程出水水質(zhì)能穩(wěn)定達到一級B標準，但不能達到國標一級A標準。故污水廠要達到一級A排放標準，必須在生物脫氮除磷工藝外增加化學(xué)除磷設(shè)施。因此TP指標是本工程需重點考慮的污染物，深度處理工藝需增設(shè)化學(xué)除磷設(shè)施。
5提標改造工藝選擇
通過分析一期工程進出水水質(zhì)的特點，本提標改造工程主要考慮對一期出水的SS及TP進行控制，同時優(yōu)化生物反應(yīng)階段的運行參數(shù)。
鑒于本污水廠提標改造工程規(guī)模較小，僅為1.5萬m3/d;而預(yù)留用地相對充裕，通過分析二級處理設(shè)施出水水位—二沉池出水標高為4.00m，尾水排放水體常水位為1.386m，考慮采用水頭損失較小的深度處理構(gòu)筑物，減少二次提升。
根據(jù)本污水處理廠的特點，選擇連續(xù)流砂濾池和高效沉淀池+不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器組合工藝作為提標改造的備選工藝。
5.1方案一
方案一采用連續(xù)流砂濾池工藝。考慮到連續(xù)流砂濾池水頭損失較大的特點，本方案需考慮設(shè)置中間提升泵房;為防止二沉池出水中的纖維雜質(zhì)堵塞濾料，在濾池前增設(shè)精細格柵進行預(yù)處理，精細格柵與中間提升泵房合建。
一期的沉淀出水經(jīng)過精細格柵預(yù)處理后引入中間提升泵房，通過加藥混合，提升進入連續(xù)流砂濾池。過濾后的污水進入新建的紫外消毒池及退水泵房，消毒后排放。
5.2方案二
方案二采用高效沉淀池+不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器工藝。通過計算，一期工程二沉池出水可重力流進入高效沉淀池進行混凝、沉淀，無需二次提升。高效沉淀池出水重力流進入不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器進行過濾。過濾后的污水進入新建的紫外消毒池及退水泵房，消毒后排放。
5.3方案比較
連續(xù)流砂濾池占地面積較小、工藝成熟、出水水質(zhì)穩(wěn)定，但水頭損失較大，需要二次提升，需連續(xù)反沖洗，活性砂需氣提，日常運行的電費較高。
高效沉淀池+不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器的工藝占地面積較大，但水頭損失較小，抗沖擊能力強，在水頭留有余地的情況下無需二次提升。
本提標改造工程預(yù)留用地較充裕，考慮減少廠區(qū)的日常運行費用，減少二次提升，因此推薦“高效沉淀池+不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器”作為深度處理工藝。
6提標改造設(shè)計
6.1工藝流程
本提標改造工程規(guī)模1.5萬m3/d，二級處理主體采用改良型氧化溝工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)有機物和氨氮的有效去除，本工程提標改造的主要目標污染物為TP和SS。提標改造工程采用高效沉淀池+不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器工藝，工藝流程圖詳見圖7。
6.2高程設(shè)計
已建廠區(qū)設(shè)計地坪標高為2.50m(1956年黃海高程系統(tǒng))，為便于廠區(qū)道路的銜接，新建工程廠區(qū)設(shè)計地坪標高仍確定為2.50m。
一期工程消毒后出水通過管道排放至水體。一期二沉池出水水位4.00m，本工程新增單體的水頭損失約為2.0m，中間無需二次提升尾水可自流排入水體;由于洪水位與常水位高差.5m，因此需增加退水泵房，雨期洪水位下尾水強排進入水體。
6.3總平面布置
本工程利用遠期預(yù)留用地，布置高效沉淀池及不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器、加藥間，新建紫外消毒渠及退水泵房。提標改造用地位于一期二沉池西側(cè)，用地面積約2900m2。
7結(jié)論
本提標改造工程設(shè)計規(guī)模1.5萬m3/d，深度處理采用“高效沉淀池+不銹鋼回轉(zhuǎn)過濾器”工藝，提標改造主要考慮對一期出水的SS及TP進行控制，同時優(yōu)化生物反應(yīng)階段的運行參數(shù)。設(shè)計出水執(zhí)行國家標準《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準及廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準的較嚴值。
來源:《低碳世界》 作者:馬少博
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