污水處理廠提標(biāo)改造工程深度處理方案研究

何豫川 安 浩

（中原環(huán)保鄭州設(shè)備工程科技有限公司，河南 鄭州 450000）

由于污水處理具有更高的標(biāo)準(zhǔn)，在污水處理廠的提標(biāo)改造中也面臨著更多的難點(diǎn)與瓶頸，如TN、COD、TP等的去除，面對(duì)此種情況，就需要采取深度處理的方案?，F(xiàn)階段深度處理的方案有很多中，為了確保深度處理方案具有良好的效果，就需要做好對(duì)各種深度處理的方案分析，根據(jù)實(shí)際的情況做好深度處理的方案合理選擇，這樣才能夠使污水處理廠提標(biāo)改造工程滿足預(yù)期要求。

1 項(xiàng)目概況

在某污水處理廠中，其進(jìn)水主要是市政的生活污水，目前生物處理的單元選擇改良性氧化溝的工藝，其具備獨(dú)立性厭氧區(qū)、好氧區(qū)與缺氧區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)同步的脫氮除磷處理；二級(jí)強(qiáng)化的處理單元選擇高效式沉淀池和精密性過(guò)濾器的形式。此提標(biāo)改造的工程設(shè)計(jì)中，要求規(guī)模是8×104m3·d-1，出水的水質(zhì)按照地表水的環(huán)境質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求TN在10mg/L內(nèi)。此廠現(xiàn)目前進(jìn)水的水質(zhì)還沒(méi)有達(dá)到原來(lái)的設(shè)計(jì)值，出水的水質(zhì)穩(wěn)定在原來(lái)設(shè)計(jì)方案中一級(jí)的A標(biāo)準(zhǔn)；且此廠的進(jìn)水BOD5/CODcr在0.4左右，BOD5/TN在4.5左右，BOD5/TP在54左右,采取生物法來(lái)除碳、脫氮、除磷較為合適[1]。

2 深度處理方案分析

2.1 方案思路

在深度處理的方案中，基于確保設(shè)計(jì)出水的水質(zhì)滿足目標(biāo)，對(duì)目前處理設(shè)施潛力充分挖掘，按照去除的對(duì)象對(duì)處理工藝針對(duì)性地進(jìn)行選擇，防止資源發(fā)生浪費(fèi)。對(duì)NH3-N以及BOD去除中，擬采用對(duì)目前改良式氧化溝硝化以及碳化過(guò)程強(qiáng)化方式；對(duì)TN和COD在去除中，擬采用深度處理的單元新增方案；對(duì)TP去除中，擬采用對(duì)目前處理設(shè)施的除磷效果增強(qiáng)為主，輔以深度處理的工藝新增，確保出廠水能夠滿足TN在10mg/L內(nèi)的要求。

2.2 方案設(shè)計(jì)

按照深度處理的要求以及污水廠本身的特點(diǎn)，且和國(guó)內(nèi)案例的調(diào)研結(jié)果結(jié)合，擬采用反硝化式深床濾池和臭氧接觸的氧化工藝、反硝化式深床濾池和活性炭的吸附工藝、MBR和臭氧接觸的氧化工藝、MBR和活性炭的吸附工藝4個(gè)方案。因?yàn)镺3在對(duì)水內(nèi)有機(jī)物降解同時(shí)，還能夠?qū)Τ鏊畬?shí)現(xiàn)消毒作用，因此方案1和方案4中僅僅對(duì)巴氏計(jì)量的槽前采取管式加氯處理，對(duì)必要余氯補(bǔ)充來(lái)保持持久滅菌的能力。為了對(duì)進(jìn)水內(nèi)殘存BOD充分利用，并對(duì)外加的碳源補(bǔ)充量減少，對(duì)活性炭再生的周期延長(zhǎng)，在方案2中，把反硝化式深床濾池在活性炭的吸附池前設(shè)置[2]。

2.3 方案工藝分析

2.3.1 反硝化式深床濾池的工藝

共有反硝化式深床濾池1座，設(shè)計(jì)的流量是3333m3/h，分作6格并聯(lián)式運(yùn)行，且配有相應(yīng)的清水池、廢水池以及設(shè)備間，其總平面是45.21m×26.6m的尺寸，池有6.9m深；濾料使用的是2-3mm均質(zhì)的石英砂，且濾床有2.45m厚；過(guò)濾的周期是24h，濾速設(shè)計(jì)是6m/h，且強(qiáng)制濾速是8m/h；其沖洗是氣水聯(lián)合的反沖洗方式，流程是2min單獨(dú)氣洗+8min氣水聯(lián)合的沖洗+5min單獨(dú)水洗，且水洗是5L/(m2·s)的強(qiáng)度，氣洗是25L/(m2·s)的強(qiáng)度，重復(fù)進(jìn)行2次。在反硝化的過(guò)程中，所產(chǎn)生大量氮?dú)獍l(fā)生集聚，導(dǎo)致污水會(huì)在濾料間出現(xiàn)繞竄現(xiàn)象，影響其和濾膜的有效接觸，為了確保脫氮具有良好效果，在每隔4h進(jìn)行一次驅(qū)氮，且每次保持2min的驅(qū)氮時(shí)間。

2.3.2 MBR的工藝

在MBR的工藝中，主要是新建的后置式好氧/缺氧池和目前改良后氧化溝構(gòu)建出多級(jí)AO的生物池和MBR膜池的運(yùn)行方式，流量設(shè)計(jì)是3333m3/h，且膜池到新建好氧池存在500%的回流比，新建的好氧池到缺氧池存在400%的回流比。好氧/缺氧的生物池共有1座，且分2組以并聯(lián)式運(yùn)行，其單組平面是36.5m×32.7m的尺寸，池有8m深，缺氧池水力停留的時(shí)間是2.5h，而好氧池水力停留的時(shí)間是2h。在生物池中，污泥是6g/L的濃度，好氧池存在2:1的氣水比。此模式中，MBR膜池也有1座，并分作12廊道以并聯(lián)式運(yùn)行，其總平面是73m×46.4m的尺寸，池有5m深；在膜池內(nèi)一共有108個(gè)數(shù)量成品膜的組器安裝，且單個(gè)組器是2100m2的過(guò)濾面積，平均達(dá)到14.7L/(m2·h)的膜通量，污泥呈現(xiàn)8g/L的濃度。另外，對(duì)好氧池的曝氣風(fēng)機(jī)和膜池的吹掃風(fēng)機(jī)以集中式進(jìn)行布置，要求風(fēng)機(jī)房的平面是20m×10m的尺寸[3]。

2.3.3 臭氧接觸的氧化工藝

此工藝主要包括臭氧的制備系統(tǒng)、臭氧接觸的氧化池、殘余臭氧的破壞系統(tǒng)等構(gòu)成，03主要在接觸池中對(duì)水中的有機(jī)物氧化。共有接觸池1座，流量設(shè)計(jì)是4333.m3/h，且分作2組以并聯(lián)式運(yùn)行，其單組的平面是42m×12m的尺寸，有效的水深是5m；對(duì)O3的投加按照125kg/h的標(biāo)準(zhǔn)，接觸保持60min的時(shí)間；對(duì)臭氧制備的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)是3333m3/h的流量，將液氧當(dāng)作原料現(xiàn)場(chǎng)來(lái)對(duì)O3制備，通過(guò)5臺(tái)臭氧的發(fā)生器，要求單臺(tái)的制備能力達(dá)到25kgO3/h。

2.3.4 活性炭的吸附工藝

對(duì)活性炭的吸附池，設(shè)計(jì)的流量是3333m3/h，且分作12組以并聯(lián)式運(yùn)行，其每組進(jìn)行8個(gè)數(shù)量的吸附器安裝，每一個(gè)吸附器所控制3m×3m范圍的面積；單座的吸附池具有16.4m×42.1m的平面尺寸，池有7.8m深。對(duì)每一個(gè)吸附器內(nèi)進(jìn)行32m3的破碎煤質(zhì)顆粒類活性炭填充，要求它們平均是3-4mm的粒徑，且有效的吸附時(shí)間保持30min；活性炭的飽和周期在150d左右，熱再生的系統(tǒng)達(dá)到12t/d的處理能力。

2.4 不同方案的對(duì)比和選擇

活性炭的吸附工藝要超過(guò)臭氧接觸的氧化工藝具有的投資，反硝化式深床濾池的工藝低于MBR的工藝投資；活性炭的吸附工藝低于臭氧接觸的氧化工藝所需經(jīng)營(yíng)成本，反硝化式深床濾池的工藝低于MBR的工藝具有的經(jīng)營(yíng)成本。因?yàn)槎脸嘏c新建的MBR膜池都實(shí)施固液的分離，則方案3和方案4的功能較為冗雜；方案2盡管可以對(duì)飽和炭以再生回用方式實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約，但對(duì)大規(guī)模的廢水實(shí)施深度處理中，還要和反洗、布水、再生等同時(shí)配套，因此初期的投資比較高[4]。臭氧接觸的氧化工藝能夠按照進(jìn)水的污染物實(shí)際負(fù)荷對(duì)O3的投加量靈活調(diào)整，它對(duì)水質(zhì)和水量的沖擊負(fù)荷具有很強(qiáng)抵抗能力；且臭氧接觸的氧化工藝在滅菌消毒方面效果很好，若前端構(gòu)筑物其出水的CODCr沒(méi)有達(dá)標(biāo)，此臭氧接觸的氧化系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)啟，對(duì)COD降解且消毒，因此綜合考慮下推薦使用方案1。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在某污水處理廠的提標(biāo)改造工程中，提出4種深度處理的方案，并對(duì)4種方案效果和效益實(shí)現(xiàn)全面對(duì)比，最終選擇方案1當(dāng)作深度處理的方案，它具有顯著的優(yōu)勢(shì)，值得進(jìn)一步推廣使用。