丹東鳳城污水處理廠一期工程提標改造的設計與運行

(1.遼寧大連邁克環(huán)境科技工程有限公司 遼寧 大連 116000) (2.遼寧省市政工程設計研究院有限公司 遼寧 沈陽 110000)

一、工程概況

鳳城市污水處理廠為生活污水處理廠，位于鳳城市鳳山區(qū)鳳山村9組，處理規(guī)模為3萬噸/日。生化工處理工藝采用的是“懸掛鏈式A2/O工藝”?，F(xiàn)出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B標準。按照目前進水水質，現(xiàn)有生物反應池可以有效去除COD、BOD、SS、NH3-N等污染物，達到設計一級B標準。由于原工藝沒有足夠的除磷功能。回此，本次升級改造的目的是在滿足原有生化效率的前提下，增加去除懸浮物功能和去除磷功能。目前污水廠大部分處理設施運行情況良好，一期設計紫外線消毒設備按一級B出水考慮，消毒指標出水糞大腸菌群數(shù)10000個/L。升級改造后一級A出水標準要求糞大腸菌群數(shù)≤1000個/L，消毒達不到要求的效果。因此在本次升級改造工程中將紫外線消毒設備更新改造。升級改造會增加污泥量，現(xiàn)有污泥脫水機工作按8h考慮，增加新增污泥后運行時間增至9h。不用增加脫水機設備。

二、出水水質

改造后處理后的出水由原來出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B標準升級為一級A標準。

表一 設計污水處理廠升級改造進出水水質

三、工程設計

(一)Biolak工藝

鳳城市污水廠現(xiàn)狀生物處理工藝采用“懸掛鏈式A2/O工藝”，生化池由厭氧段、缺氧段和好氧段三段組成。按一期設計流量1250m3/h設計，生化池建1座，有效容積為18875m3，其中厭氧池1875m3，缺氧池4000m3，好氧池13000m3。有效水深5.0m。二沉池與曝氣池合建，提高土地利用率。主要設計參數(shù)如下：

設計污泥負荷為0.08kg·BOD5/kg·MLSS·d，MLSS濃度為3500mg/l，實際污泥核算濃度為3500mg/l，核算污泥負荷為0.068kg·BOD5/kg·MLSS·d。符合規(guī)范要求。

泥齡15d

核算總停留時間15.1h，規(guī)范要求7～14h，符合規(guī)范要求。

核算厭氧區(qū)停留時間為1.5h，規(guī)范要求1～2h，符合規(guī)范要求。

核算缺氧區(qū)停留時間為3.2h，規(guī)范要求0～3h，符合規(guī)范要求。

核算好氧區(qū)停留時間為10.4h，規(guī)范要求6～9h，符合規(guī)范要求。

生化池供氣量為159m3/min。核算氣水比為7.6：1。規(guī)范要求不小于3：1，符合規(guī)范要求。

每座生化池厭氧區(qū)設潛水攪拌器4臺，每臺功率2.5KW，混合功率5.3W/m3。規(guī)范要求厭氧區(qū)采用機械攪拌器，混合功率宜采用2～8W/m3，符合規(guī)范要求。缺氧區(qū)設推流器4臺，每臺功率5.0KW，混合功率5W/m3。規(guī)范要求缺氧區(qū)采用機械攪拌器，混合功率宜采用2～8W/m3，符合規(guī)范要求。好氧區(qū)安裝混合液回流泵2臺，性能參數(shù)：Q=1800m3/h，H=2m，N=30KW。另有1臺庫備?；亓骰旌弦毫?6400m3/d，混合液回流比Rc為288%。規(guī)范要求混合液回流比100%～400%，符合規(guī)范要求。

回流及剩余污泥泵池與生化池合建，泵池中安裝2臺回流污泥泵和1臺剩余污泥泵，還有1臺庫備。

回流污泥泵2臺，1臺性能參數(shù)：Q=600m3/h，H=5m，N=18.5kw。另1臺性能參數(shù)：Q=300m3/h，H=5m，N=11kw。回流污泥量21600m3/d，污泥回流比Rr為72%。規(guī)范要求污泥回流比50%～100%，符合規(guī)范要求。

剩余污泥泵1臺，性能參數(shù)：Q=100m3/h，H=10m，N=5.5kw。

二沉池尺寸：35×50×6m，有效水深5.0m。設計流量30000m3/d，總變化系數(shù)1.45。校核平均表面負荷為0.71m3/m2.h，最大表面負荷1.0m3/m2.h。規(guī)范規(guī)定二沉池表面負荷宜為0.6～1.5m3/m2.h,符合規(guī)范要求。校核二沉池沉淀時間4.8h，規(guī)范規(guī)定二沉池時間1.5～4.0h,符合規(guī)范要求。

現(xiàn)狀生化池及深度處理去除率見下表：

表二 生化池去除率

表三 深度處理去除率

四、工程設計

(一)工程概況

鳳城市污水處理廠提標改造工藝設計采用高效沉淀池-帶有反硝化功能的連續(xù)流砂過濾器-紫外消毒渠-出水的工藝流程；出水水質指標從一級B提標改造至一級A，涉及TP、TSS、TN、氨氮指標；對于生物處理而言，C/N、C/P的比值是影響二級生化處理中脫氮除磷的重要因素，C/N≥4時，生物反硝化反應才可以正常進行，對于生物除磷則C/P≥20時，才能有較好的處理效果。

因本工程進水方式為雨污合流制，進水指標統(tǒng)計值略低于相關比值;碳源稍顯不足，在后續(xù)設計中考慮留有碳源投加設備；放置因進水C/N比過低造成提標改造TN出水超標，對于TP也考慮增加相關加藥設備。

(二)工藝流程

污水處理產(chǎn)工藝流程

(三)主要建筑物設計參數(shù)

1.二級提升泵站

為后續(xù)深度處理提供足夠水頭，提升泵站內設置溢流管；防止水量過大影響泵站正常運行；溢流能力:0.19m3/s；主要設備：一套DN400柔性鴨嘴止回閥。提升泵按最大進水量1812.5m3/h設計，選用4臺潛水污水泵3用1備、變頻控制；水泵設計參數(shù)Q=605m3/h，H=6.5m，N=2.2Kw。

2.高效沉淀池

高效沉淀池最大設計流量為1812.5m3/h(Kz=1.45)，設計每組兩座，單座設計規(guī)模為1.5×104m3/d；高效沉淀池由機械混合部分和斜管沉淀池部分優(yōu)化組合而成，前部設計為快速混合區(qū)域，中部采用慢速絮凝區(qū)域，后端采用斜管沉淀區(qū)域三部分組合而成；考慮到現(xiàn)場水溫及進水條件，故設計參數(shù)如下：混合時間為3.04min,絮凝時間為12.50min.斜管沉淀池液面負荷為7.64m3/(m2.h),斜管區(qū)上升流速為8.31m/h?；旌铣剡M水SS≤20mg/L，絮凝后沉淀區(qū)進水SS≤30mg/L，出水SS≤10mg/L；進水TP≤1.0mg/L,出水TP≤0.5mg/L。

每組池體快速混合區(qū)域設置有1臺快速攪拌器，N=4Kw，雙葉輪提升式；慢速絮凝區(qū)域設置有2臺慢速攪拌器，N=7.5Kw，雙葉輪提升式；采用變頻控制；斜管沉淀池采用SUS304集水槽、乙丙共聚材質蜂窩材質的斜管及其支撐結構、1臺中心傳動濃縮刮泥機組成；刮泥機D=10000mm,N=0.37KW,周邊線速度2-4m/min。

每組池體配有1臺回流污泥泵變頻控制，Q=0-50m3/h，H=60m，N=5.5KW；1臺剩余污泥泵，Q=0-20m3/h,H=60m,N=5.5KW；其中剩余污泥泵出口管道設置有電磁流量計和MLSS儀表，用于計量排放污泥總量及根據(jù)排放污泥控制單次排泥時間；回流污泥泵出口管道設計有電磁流量計，需根據(jù)進出水濁度和出水TP指標調節(jié)污泥回流量。

3.活性砂濾系統(tǒng)

活性砂過濾器安裝在砼結構的濾池中，每6臺過濾器組成一個獨立的過濾單元共6個過濾單元，不銹鋼材質活性砂過濾器共36套?；钚陨盀V系統(tǒng)單元包括：進水蝶閥DN300不銹鋼材質6套、活性砂過濾器單套過濾面積≥6m2、不銹鋼材質布水器、HEDP材質的空氣提升泵、空氣壓縮機供氣量6.87m3/min、工作壓力7.0bar、功率37KW，儲氣罐容積2.0m3，P=0.8MPa，空氣控制柜6臺，單臺系統(tǒng)最多可以控制10套活性砂過濾器、石英砂濾料粒徑1.2-2.0mm不均勻系數(shù)小于1.5，石英砂床高度不小于2000mm。

工藝流程主要為：原水經(jīng)進水管進入過濾器內部，并通過布水器均勻分配后上向逆流通過濾料層并外排，水中的污染物含量降低；同時石英砂濾料中污染物的含量增加，并且下層濾料層的污染物含量高于上層濾料。濾后水依靠重力自流從出水管排出。其中濾料清洗是依靠濾池底部的濾砂依靠空氣提升泵的提升到達位于過濾器頂部的洗砂器，通過紊流作用使臟顆粒從活性砂中分離出來，雜質通過清洗水出口排出，清洗后的濾砂回落到砂床上層。砂子的循環(huán)在過濾器中心管內進行，活性砂過濾器系統(tǒng)的洗砂裝置沒有任何彎曲部位，使其能夠避免因途徑的彎曲而造成砂子循環(huán)的阻礙。自動沖洗水可以回流到污水處理廠的頭端，這樣形成一個閉路循環(huán)系統(tǒng)，唯一的廢棄水來自于沉淀物的污泥。

(四)設計特點

1.考慮到現(xiàn)有進水水質中總氮、總磷指標相對較低且穩(wěn)定；同時一期建設的biolak工藝在脫氮除磷效果上性能優(yōu)異；故本次改造僅對二級生物處理工藝進行整體利舊、更新部分設備；保證脫氮除磷效果的優(yōu)異及穩(wěn)定。

2.針對一期水廠運行時間長、設備性能下降的情況；故采用高效沉淀池和連續(xù)流砂過濾器的組合應對水中較高SS負荷的沖擊，運行效果良好。

3.針對占地緊張的問題，在設計高效沉淀池過程中；將池體中間空擋結構分為三層，自下而上分別設置設備層、緩沖層、和電氣設備間；最大程度節(jié)省占地面積。

五、調試與運行

丹東鳳城污水處理廠一期提標改造工作建成投產(chǎn)后，正常進行調試、并投入試運行，2018年進出水、水質見下表

表四2018年進、出水水質

Tab.2Influentandeffluentqualityin2018

由表四可得，進水COD=270-360mg/L、SS=109-140mg/L、TP=5.08-7.62mg/L、NH3-N=27.5-49.8mg/L、TN=42.9-60.3mg/L；實際進水指標與設計指標有一定的差異，進水氮、磷相對偏高，接近設計指標，相對可生化性較好；針對此類現(xiàn)狀，為了達到出水水質標準要求，調試期間采取了相應的解決對策。

1.適當提高生化池的MLSS，由原MLSS=3800mg/L提高到MLSS=5500mg/L；解決方法為暫時停止排泥，適當增加進水量；待污泥濃度上升至調試要求值時，正常進水、排泥運行。

2.針對于來水TP偏高的情況，現(xiàn)有生物處理在保證總氮去除效果的前提下；提高排泥量，對于TP去除率的不足；經(jīng)過現(xiàn)場燒杯實驗后最終選用30%溶液濃度的PAC和1‰溶液濃度的PAM作為除磷和輔助藥劑，投加點分別位于高效沉淀池的快速混合區(qū)和慢速絮凝區(qū)，投加量分別為28-40mg/L和100-150L/h；具體加藥情況根據(jù)實驗室化驗結果調整。

六、總結

丹東鳳城污水處理廠一期提標改造工程是遼寧省2018年污水處理改善人民生活環(huán)境的重點工程項目之一，項目克服種種困難、建成調試、正常運行之后大大減輕了對鳳城愛河的水體污染；使得綠水青山、風景如畫的鳳城人民生活錦上添花。該工程采用Biolak的生物處理工藝，增加了高效沉淀池和連續(xù)流砂過濾器的深度處理工藝，實現(xiàn)了出水水質從一級B到一級A的提升和工藝的穩(wěn)定運行；說明對于在污水提標改造工藝的選擇和運行中，高效沉淀池和連續(xù)流砂過濾器的組合是可行的、優(yōu)異的。