成都市某末端鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理站技術(shù)改造及調(diào)試經(jīng)驗(yàn)

張睿

（四川澤力環(huán)保管理咨詢(xún)有限公司 四川成都 610000）

1 項(xiàng)目概況

成都市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)末端污水處理站始建于2007年，屬于小流域末端處理臨時(shí)設(shè)施，受建廠投資、背景的影響，在設(shè)計(jì)和施工階段有很多缺陷，該站上游來(lái)水不光為居民生活用水，還含有大量小作坊排放的工業(yè)廢水。因此進(jìn)水濃度波動(dòng)較大，且經(jīng)常超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，出水中氨氮、去除率有時(shí)達(dá)不到20%、TP去除率達(dá)不到50%，2018年通過(guò)技術(shù)改造及調(diào)整運(yùn)行，旨在提高氨氮、總磷去除效率。

1.1 設(shè)計(jì)處理水量、進(jìn)水濃度、出水標(biāo)準(zhǔn)與處理工藝

1.1.1 設(shè)計(jì)水量、進(jìn)水濃度

設(shè)計(jì)處理能力為3000t/d，主要指標(biāo)設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度

可見(jiàn)，該站設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度總，COD、氨氮均符合生活污水常見(jiàn)濃度，但總磷設(shè)計(jì)值不是很合理。

1.1.2 出水標(biāo)準(zhǔn)

出水需達(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類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。即COD≤50mg/L、BOD≤10mg/L、氨氮≤5（8）mg/L、TP≤0.5mg/L、總氮≤15mg/L。

1.1.3 設(shè)計(jì)處理工藝

該站采用流化床為主體工藝，工藝流程圖如下：

圖1 工藝流程

渠道污水通過(guò)閘門(mén)攔截并經(jīng)人工格柵、機(jī)械格柵去除大塊垃圾、懸浮物、漂浮物后自流進(jìn)入集水池，污水在集水池內(nèi)短暫停留后經(jīng)潛污泵提升進(jìn)入生物流化床與生物濾池復(fù)合式污水處理系統(tǒng)進(jìn)行曝氣生物處理，降解和去除污水中的大部分COD、BOD、氨氮等污染物，水體中溶解氧通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)房供風(fēng)獲得，生物濾池出水自流進(jìn)入平流沉淀池進(jìn)行泥水分離，平流沉淀池上清液自流進(jìn)入砂濾池過(guò)濾，過(guò)濾后出水進(jìn)入紫外線消毒渠進(jìn)行消毒處理，消毒后出水經(jīng)明渠超聲波流量計(jì)計(jì)量后達(dá)標(biāo)排放。平流沉淀池中產(chǎn)生的污泥排入污泥池，少量污泥回流，剩余污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水干化處理，脫水干化污泥外運(yùn)規(guī)范化處置。

1.2 實(shí)際處理量、實(shí)際進(jìn)水濃度和運(yùn)行情況

1.2.1實(shí)際處理量與實(shí)際進(jìn)水濃度

該站2017年實(shí)際處理量在冬季時(shí)為2000t/d，夏季為3200t/d。實(shí)際進(jìn)水濃度見(jiàn)表2。

表2 進(jìn)水濃度

通過(guò)表2可見(jiàn)站內(nèi)實(shí)際進(jìn)水濃度均超過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度，尤其是在冬季枯水季節(jié)，部分指標(biāo)超過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度兩倍以上。

1.2.2 運(yùn)行情況

該站長(zhǎng)期以來(lái)COD、BOD基本能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行，但TP、氨氮、總氮出水經(jīng)常超過(guò)設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)氨氮、總磷去除率達(dá)不到20%，出水感官發(fā)黃和懸浮物較多。

1.2.3 原因分析

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間在運(yùn)行中查找原因以及對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的查看、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量構(gòu)筑物實(shí)際尺寸、核算設(shè)備參數(shù)、工藝分析和進(jìn)水水質(zhì)化驗(yàn)等，發(fā)現(xiàn)原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）進(jìn)水原因。

進(jìn)水濃度超過(guò)設(shè)計(jì)濃度。

（2）設(shè)計(jì)原因。

①調(diào)節(jié)池。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)節(jié)池停留時(shí)間需在4-8h，但站內(nèi)實(shí)際僅為1h，不能起到進(jìn)水調(diào)節(jié)作用，尤其是對(duì)于該站進(jìn)水濃度長(zhǎng)時(shí)間偏高的情況。

②缺氧池。

缺氧池停留時(shí)間為3.8h，相對(duì)于該站進(jìn)水濃度過(guò)短，且缺少攪拌裝置，缺氧池污泥大部份沉積于底部，不能與污水充分接觸反應(yīng)。當(dāng)中間渠道混合液進(jìn)行回流時(shí)，該回流的回流比在3：1，回流量大導(dǎo)致缺氧池污泥進(jìn)入曝氣池中，增加了曝氣池的負(fù)荷。同時(shí)缺氧池的缺陷也直接影響了總氮的去除率。

③曝氣池。

曝氣池停留時(shí)間為6.3h，停留時(shí)間無(wú)問(wèn)題。但原有曝氣池填料不能達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果，運(yùn)行中實(shí)際采用的活性污泥法運(yùn)行，剩余污泥量較原設(shè)計(jì)大，且污泥大部分堆積在生物濾池?zé)o法及時(shí)排出，導(dǎo)致曝氣池內(nèi)活性污泥濃度高，老化嚴(yán)重。同時(shí)曝氣池采用穿孔曝氣管，溶解氧利用效率低，曝氣池溶解氧低，不利于節(jié)能降耗。

④沉淀池。

該站沉淀池從水流走向來(lái)看為平流沉淀池，停留時(shí)間2.5h，表面負(fù)荷為0.86m3/（m·h），設(shè)計(jì)規(guī)范選擇范圍為1-1.5m3/（m·h），實(shí)際較規(guī)范偏小，同時(shí)沉淀池底部并未做有排泥坡度。

⑤無(wú)總P去除工藝段。

常規(guī)總P去除工藝需厭氧釋放P，好氧吸附P，站內(nèi)無(wú)厭氧工藝段，設(shè)計(jì)為加藥除磷，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加藥濃度控制在120mg/L時(shí)，總磷去除效果仍不是很理想，最高去除率僅能達(dá)到50%，同時(shí)也帶來(lái)了后段沉淀池的負(fù)荷，出水懸浮物較多。

（3）設(shè)備原因。

①原有回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)為四臺(tái)，風(fēng)量為5m3/s，即便全部開(kāi)啟，經(jīng)計(jì)算也達(dá)不到實(shí)際進(jìn)水濃度所需風(fēng)量，曝氣池溶解氧時(shí)常在1以下。

②原有壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)，壓濾效率低，導(dǎo)致排泥頻次受影響。

2 技術(shù)改造

針對(duì)站內(nèi)存在的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行查找問(wèn)題及原因后，在充分利用現(xiàn)有設(shè)施的情況下，為了提高站內(nèi)污水處理效率（主要為氨氮和懸浮物），進(jìn)行了以下技術(shù)改造：

2.1 更換風(fēng)機(jī)

將原有四臺(tái)回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)更換為三臺(tái)，單臺(tái)風(fēng)量為11m3/s。

2.2 更換壓濾機(jī)

將原有板框壓濾機(jī)更換為帶式壓濾機(jī)，提高污泥壓濾效率，確保能及時(shí)排放剩余污泥。

2.3 增加生物濾池排泥系統(tǒng)

針對(duì)大量污泥堆積在生物濾池，一定程度上導(dǎo)致曝氣池污泥濃度高，在在生物濾池內(nèi)增加了污泥回流、排放系統(tǒng)，解決了曝氣池排泥問(wèn)題。

3 技術(shù)改造后效果

3.1 技術(shù)改造后初期情況

技術(shù)改造后初期仍有超標(biāo)情況發(fā)生，出水懸浮顆粒較多。通過(guò)對(duì)進(jìn)水和工藝進(jìn)一步分析，尋找影響硝化菌生長(zhǎng)的因素和引起懸浮物較多的原因以及對(duì)除磷劑進(jìn)行選擇試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)主要問(wèn)題在于：

3.1.1 影響氨氮去除效率的原因

（1）PH對(duì)硝化細(xì)菌的影響。

進(jìn)水pH為在6～6.5之間，通過(guò)曝氣池后，pH值降低至6以下，這部分出水在中間渠道回流進(jìn)入缺氧池再進(jìn)入曝氣池，造成曝氣池pH值低于6，抑制了硝化細(xì)菌生長(zhǎng)。

（2）硝化細(xì)菌的培養(yǎng)。

通過(guò)增加生物濾池排泥設(shè)施，雖解決了污泥濃度問(wèn)題，但調(diào)試初期硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)需要長(zhǎng)時(shí)間的泥齡，曝氣池在調(diào)試初期SRT較低，硝化細(xì)菌還未生成便進(jìn)入生物濾池后通過(guò)排泥排出。

3.1.2 出水懸浮物問(wèn)題

中間渠道未及時(shí)排泥，底部沉積污泥厭氧顆粒上浮后沉降性差，造成出水懸浮物較多。

3.1.3 TP去除劑的選擇

通過(guò)采購(gòu)三家總磷去除劑來(lái)進(jìn)行對(duì)本站進(jìn)水的對(duì)比試驗(yàn)，均發(fā)現(xiàn)效果不為理想，有兩家水變黃，且總磷基本無(wú)去除效果，另一家加藥成本較高，估算約為10元/t。故不考慮外購(gòu)總磷去除劑成品。

3.2 解決辦法

針對(duì)調(diào)試運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，站內(nèi)進(jìn)一步采取了一下工藝調(diào)整：

3.2.1 改變回流操作

停止中間渠道往缺氧池的回流，確保硝化細(xì)菌生長(zhǎng)所需要的堿度。

3.2.2 增加曝氣池污泥回流

增加生物濾池至曝氣池的污泥回流系統(tǒng)，提高曝氣池SRT。

3.2.3 中間渠道沉積污泥排放

排放中間渠道底部沉積污泥，避免污泥長(zhǎng)時(shí)間沉積在中間渠道底部而引起的厭氧上浮。

3.2.4 TP去除藥劑的搭配

進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，選擇PAC、無(wú)水氯化鈣的作為總磷去除劑，來(lái)進(jìn)行效果對(duì)比。

表3 總磷去除試驗(yàn)結(jié)果

可見(jiàn)，對(duì)本站污水中總磷的去除，單獨(dú)加PAC或氯化鈣效果均不為理想，但當(dāng)PAC與氯化鈣混合投加時(shí)，總磷去除效果最好，且無(wú)水氯化鈣較PAC便宜，也能節(jié)約運(yùn)行成本。

4 結(jié)論

站內(nèi)通過(guò)技術(shù)改造和調(diào)試運(yùn)行中采取的進(jìn)一步措施，現(xiàn)站內(nèi)氨氮出水在進(jìn)水氨氮濃度為60mg/L以?xún)?nèi)時(shí)能長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，去除率在95%以上，出水清澈，對(duì)于偶爾的氨氮出水異常時(shí)，出水采用折點(diǎn)加氯法也能控制氨氮的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、總磷經(jīng)過(guò)PAC和氯化鈣混合加藥，也能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。但對(duì)于其他指標(biāo)如總氮等因原設(shè)計(jì)施工原因，仍不能達(dá)到理想的去除效率，如要提高這些指標(biāo)的去除效率，將需新建構(gòu)筑物和對(duì)現(xiàn)有構(gòu)筑物進(jìn)行大面積的改造，因此本次技術(shù)改造未考慮，待下次業(yè)主部門(mén)大修整改時(shí)考慮。本站本次的技術(shù)調(diào)整和改造，費(fèi)用低，周期短，為在不改變現(xiàn)有構(gòu)筑物的情況下進(jìn)行，有效的提高了氨氮、TP、懸浮物的去除效率，可為運(yùn)行中存在同類(lèi)問(wèn)題的污水處理廠需進(jìn)一步發(fā)揮功效而資金受限時(shí)的技術(shù)改造提供參考。