某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠改造與過渡分析

高軍 張彬

四川省環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團有限公司 四川 成都 610000

1 基本情況

該項目于2010年初建成并投入使用，原來建設規(guī)?？傄?guī)模是每日最大日處理量500m3，主要處理設施為鋼制罐體，全半地埋于地下，原生化段工藝采用AOA，無專門污泥處理工藝，經(jīng)過生物處理后的出水達到一級B標，最終經(jīng)過處理后達標水排放入附近河流，該廠主要處理范圍是周圍居民產(chǎn)生的生活污水。原工藝流程圖如下：

圖1 原工藝流程圖

該項目現(xiàn)狀構(gòu)建筑物主要有格柵渠、調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧池、缺氧池、二沉池等。

2 主要問題

通過監(jiān)測，該項目進水水量波動較大，部分時間段日處理水量達到800m3/d，遠超過污水廠處理能力（500m3/d），主要是由于春節(jié)期間返鄉(xiāng)人員增多導致生活污水大量增加，還有部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)偷排導致。但年平均處理水量又較小，污水廠處理能力又能夠滿足要求。如2020年全年處理水量為181294m3，折算每天處理水量496.7m3/d。同時該廠于2010年建成，由于部分設備本身質(zhì)量原因、施工安裝原因及值守人員普遍存在專業(yè)知識缺乏，文化層次有限等原因，也由于缺乏專業(yè)的管理隊伍，導致很多的設施設備保養(yǎng)不到位，管道這些很多都已經(jīng)損壞，不能使用。但是該廠原施工有一座埋地鋼制調(diào)節(jié)池，但已嚴重損壞無法使用，故在2019年中旬又新建一座調(diào)節(jié)池。

3 改造工藝

3.1 污水改造

工藝的好壞直接決定污水處理廠最終處理效果，首先把該項目放在遂寧整個污水處理項目中，然后在不同的項目中進行有必要的對比，選用操作簡單，去除率高的工藝。工藝的選擇要根據(jù)每個項目的具體情況，不僅僅考慮如何處理污水，還要考慮污泥如何處理，同時還要參考當?shù)氐淖匀画h(huán)境等。每個過程都有其適用的條件等。

通過對國內(nèi)主流的氧化溝工藝、AAO系列工藝、SBR系列工藝、CASS工藝、MSBR工藝（改良型SBR工藝）等進行深入對比，最終結(jié)合不同的污水處理工藝的特點，綜合對比下來，AAO工藝結(jié)構(gòu)可靠，處理能力強，抗沖擊能力大，能夠更好的處理生活污水。因此，污水處理廠改造最終采用運行穩(wěn)定可靠的AAO工藝。同時，可以根據(jù)進水濃度及污泥狀態(tài)，在好氧添加部分填料，可以更好的進行污水處理。

3.2 污泥處理

目前常用的污泥深度處理工藝有厭氧消化、堆肥、化學調(diào)理法+板框壓濾、太陽能污泥干化工藝等。

（1）厭氧消化

污泥的厭氧消化是在無氧環(huán)境下，由兼性細菌和厭氧細菌將污泥中可以生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，通過細菌的分解，可以將污泥由不穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定后的污泥可以有效的降低體積。厭氧消化已經(jīng)發(fā)展為兩相消化和兩級消化。厭氧消化工藝需要建設消化池、加熱裝置、攪拌設備以及沼氣處理設備等一系列的設施，對于規(guī)模較小的污水處理廠來說，投資成本較大。

（2）堆肥

堆肥化是一種安全、有效且環(huán)保的污泥處理方式，它可以通過微生物作用將污泥中的有機物質(zhì)進行分解和轉(zhuǎn)化。在這個過程中，微生物群體對污泥中的有機物質(zhì)進行分解，形成一種穩(wěn)定的有機肥料，這種肥料具有很高的肥效，可以用于園藝和農(nóng)業(yè)中。這種污泥處理技術(shù)占地面積大，對周邊環(huán)境影響大，不適用于污水處理廠廠區(qū)內(nèi)。但是如前端污水收集分離度差或工業(yè)污水入生活污水管，將導致污泥重金屬含量過高，堆肥將嚴重影響環(huán)境土體，堆肥場所必須遠離蔬菜瓜果種植區(qū)，由于該項目位于城鎮(zhèn)，周圍土地均是市政綠化用地及基本耕地，一旦污泥重金屬含量超標，將導致無處埋泥，所以此種污泥處理方式存在一定環(huán)保風險。

（3）污泥干化

①疊螺脫水機:省電省水，省不少人工，節(jié)約成本，低速，安全，磨損小，連續(xù)運行，多軸的機器優(yōu)勢更加明顯，即使其中一根軸出現(xiàn)故障，另外幾根還可以正常運行。是污泥機械處理的首選模式，同時疊螺脫水機操作簡便，對工人只需簡單培訓即可操作，配合PLC通訊或時間繼電器可以實現(xiàn)無人或少人操作。

②帶式脫水機:占地大，操作環(huán)境差，對環(huán)境要求高，污水處理廠腐蝕性氣體強、不穩(wěn)定因素多，帶式脫水機不太適合。

③離心脫水機:工作污染小，周圍環(huán)境干凈，對操作人員傷害小，脫水機需要藥劑量比較小，能長期穩(wěn)定運行，故障率低。缺點是噪音大，設備功率較大，運行過程中噪音比較大，長期操作對人聽力有一定影響。

該污水處理廠日常污泥產(chǎn)生量較大，且污水生產(chǎn)量每日比較穩(wěn)定，故采用疊螺脫水機，脫水至80%含水率，脫水后污泥采用專用車輛運輸至附近污泥廠最終處置。

（4）污泥最終處置

目前國內(nèi)對污泥處置主要有衛(wèi)生填埋、焚燒、濕式氧化、厭氧消化等[1]，具體優(yōu)缺點如下表：

表1 污泥處置方法

4 改造方案

污水處理廠目前采用AOA工藝，處理效果較差，生化系統(tǒng)運行紊亂，好氧池死泥較多，內(nèi)外回流無法有效調(diào)節(jié)流量。根據(jù)調(diào)查，各個水池容積較大，可以按照900m3/d改造為AAO工藝，同時在設備間增加碳源投加裝置，在缺氧池投加碳源，以保證TN達標[2]，故保改造后工藝流程為：

圖2 改造后工藝流程

5 除臭

目前市場上可見的除臭設備臭氣處理的方法從脫除的原理上大致可以概括為：物理法、化學法、生物法、離子除臭法和組合法。綜合本次改造污水廠實際情況，最終選定噴灑植物液法、生物法、離子氧化法[3]，除臭對比如下圖：

表2 除臭工藝對比

經(jīng)過比較和分析，生物除臭法因其高去除率、無二次污染、低運行成本和易于管理等優(yōu)勢，且在國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠除臭工藝中擁有廣泛應用和成熟技術(shù)，故我們決定在本工程中采用生物除臭法。

6 過渡設備

6.1 過渡設備準備

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該污水廠所在場鎮(zhèn)目前就一座專門用于生活污水處理的污水廠，所以該污水處理廠承擔著全部生活污水處理工作，同時該場鎮(zhèn)臨近河流為長江中游重要支流。如污水處理廠停止運行，該場鎮(zhèn)全部生活污水只能直排入河，污水直接排到河體里面，不僅僅會造成水生植物的死亡，還會讓很多的魚類死亡，更會直接污染長江生態(tài)環(huán)境，會造成嚴重的環(huán)保事故，而且環(huán)保督察對環(huán)保事故處罰嚴重，污水入河環(huán)保風險很大。為了保證改造期間污水處理廠不發(fā)生相關(guān)的環(huán)保污染，所以在進行施工改造期間，必須對這個污水處理廠采用過渡設備處理污水，通過綜合分析，最終決定過渡設備采用3臺一體化MBBR設備并聯(lián)運行，3臺一體化設備合計最大日處理量能達600m3，一體化MBBR過渡設備性能優(yōu)良，安拆施工簡便，耗能及藥劑需要量小，能有效處理改造期間多余污水。

過渡期主要機械、物資及人員配備如下：10噸吸污車（菌種污泥）、工程車輛、挖機等50t吊車、托掛貨車（至少13m）、3臺臨時過渡設備等。在重新布置提升泵、給排水管道后，將3臺一體化處理設備布置于廠區(qū)外面空地，3臺提升泵與一體化設備一一對應，相互獨立進出水。針對污水廠生產(chǎn)運行工作配置運維人員1人，駐守人員1人，維修人員2人。

6.2 過渡設備運行

待設備安裝調(diào)試驗收合格后，立即投入生產(chǎn)運行，設備生產(chǎn)水量以一體化設備出水流量計為準。由于該項目進水濃度時常超標，為確保該3臺一體化設備正常運行，過渡期間將根據(jù)設備具體情況進行洗膜、脫泥等。洗膜采用吊車托吊膜組，浸泡檸檬酸、次氯酸鈉等方式。根據(jù)設備實際運行情況，租用移動式脫泥車的方式現(xiàn)場脫泥，脫出污泥按相關(guān)規(guī)定合規(guī)處置。

每臺過渡用設備最大日處理能力為200m3，折合每小時流量是8.4m3，三臺過渡用一體化設備合計最大日處理能力為600m3。為保證污水處理廠收集的水量全部處置，結(jié)合改造期間不間斷停止原有設備，故選用處理水量偏大的一體化設備。3臺過渡用一體化設備無需單獨設置加藥間及鼓風機等設備間，過渡運行期間3臺設備并列于廠區(qū)空地處，通過提升泵及管道直接連接調(diào)節(jié)池，通過MBBR生化處理后直接排放進出水渠。

過渡設備運行期間，需要專業(yè)運維人員定期檢測設備運行情況，駐守人員每12小時對污泥中SV30測量一次并做好數(shù)據(jù)登記及分析，由于該改造項目改造期間無專用加藥間，故加藥采用罐裝液體形式，PAC及PAM日常用藥根據(jù)每日不同進水濃度而定。改造期間出水在線監(jiān)測裝置不停止運行，駐守人員每2小時監(jiān)測一次過渡設備出水水質(zhì)，及時調(diào)整藥劑用量及鼓風機風量等。按照計劃該一體化設備每半年清洗MBBR膜一次，清洗期間做好隔離防滲，清洗出的污泥，雜物等統(tǒng)一收集處理。

7 結(jié)語

1.經(jīng)過對各種污水處理工藝的比較和運行性能分析，確定污水處理廠采用AAO工藝，根據(jù)后續(xù)運行，為提高處理效率，好氧池可投加懸浮填料。該工藝可用于類似鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠提標升級改造。同時，改造期間采用一體化設備過渡能有效避免污水溢流的事故發(fā)生。

2.為了減輕對水體的污染，保護水源，保障人民的身體健康，促進經(jīng)濟的發(fā)展和擴大對外開放，對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠進行提標升級改造不僅是必要的，而且是刻不容緩的。