淺議污水處理廠提標(biāo)改造工藝上傳

1、污水處理廠提標(biāo)改造工藝淺析摘 要：針對(duì)國家環(huán)境保護(hù)總局2006年第21號(hào)公告，城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時(shí)，執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。本章對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)由一級(jí)B標(biāo)提升到一級(jí)A標(biāo)的原則、所需的代表性工藝操作單元進(jìn)行闡述，并提出適合城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)處理的工藝流程，例舉簡(jiǎn)析了提標(biāo)改造的工程實(shí)例。關(guān)鍵詞：提標(biāo)改造 原則 除磷脫氮 工藝流程1引言基于氧化溝、CASS工藝等傳統(tǒng)活性污泥法的污水處理工藝只能滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 189182002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，而從2005年起，

2、國家環(huán)境保護(hù)總局要求城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時(shí)，執(zhí)行GB 189182002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際工程中，污水處理廠從一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提升到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，所選工藝應(yīng)滿足處理效果穩(wěn)定可靠、工藝控制調(diào)節(jié)靈活、工程實(shí)施切實(shí)可行、運(yùn)行維護(hù)管理方便、投資運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省、整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化1 王阿華.城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的若干問題探討J.中國給水排水，2010，26（2）：22 。城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)進(jìn)行科學(xué)改造而穩(wěn)定達(dá)標(biāo),改造前,應(yīng)首先對(duì)其服務(wù)范圍內(nèi)的污水水質(zhì)、產(chǎn)生量進(jìn)行核定。提標(biāo)工程的原處理構(gòu)筑物和新建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量應(yīng)以核定后的污水水質(zhì)、產(chǎn)生量為準(zhǔn)。當(dāng)核定后偏差大

3、時(shí)，應(yīng)在核實(shí)已建污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的污水水質(zhì)、產(chǎn)生量、偏差原因和已建處理構(gòu)筑物的能力之后，判斷提標(biāo)改造的必要性。最基本的，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的初衷不是作為排放標(biāo)準(zhǔn)，而是再生水水質(zhì)的基本要求2 馬世豪，何星海城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)淺釋J給水排水，2003，29(9)：8994。城鎮(zhèn)污水處理廠出水一級(jí)A達(dá)標(biāo)的工藝流程實(shí)際上相當(dāng)于城鎮(zhèn)污水再生處理工藝流程，是污水二級(jí)強(qiáng)化處理、三級(jí)處理、高級(jí)處理和消毒的不同組合方式。污水二級(jí)強(qiáng)化處理是一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵工藝單元，其選則既要考慮二級(jí)處理出水中的主要水質(zhì)指標(biāo)(TN、NH3N、CODcr、TP)能否達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，更要考慮后續(xù)深度處理對(duì)前處理工藝的要求

4、，前處理和后處理工藝能夠相互補(bǔ)充以增強(qiáng)整個(gè)工藝流程的總體效能。2提標(biāo)改造遵循原則2.1“質(zhì)”與“量”分析首先，應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行分析與權(quán)衡。研究表明，不同的城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水SCODcr/CODcr、BOD5/CODcr、BOD5/TN、BOD5/SS、TN中可氨化和溶解性不可氨化有機(jī)氮成分、水溫等水質(zhì)特性都不相同。若技術(shù)改造方案確定前不進(jìn)行調(diào)研測(cè)試，很難提出有針對(duì)性的達(dá)標(biāo)技術(shù)措施。2.2非工程措施其次，應(yīng)優(yōu)先采取非工程措施使出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)無法穩(wěn)定達(dá)到尾水排放標(biāo)準(zhǔn)，且設(shè)備的能力、池容的利用狀況、操作參數(shù)的控制存在一定的可供調(diào)控空間時(shí)，提標(biāo)改造

5、工程應(yīng)優(yōu)先采用運(yùn)行優(yōu)化擴(kuò)容技術(shù)，提高系統(tǒng)除磷脫氮能力。污水處理廠在原有工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行提標(biāo)改造時(shí)（以A2O工藝為例），若采用優(yōu)化運(yùn)行后，出水TN、NH3N仍然不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)或新增池容困難時(shí)，提標(biāo)改造工程可考慮在生化段好氧區(qū)投加填料，將生物膜技術(shù)與活性污泥工藝結(jié)合，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)微生物的組成和數(shù)量，提高系統(tǒng)的硝化穩(wěn)定性和反硝化能力。另外，也可以通過投加填料減小好氧區(qū)的容積及增大缺氧區(qū)和厭氧區(qū)的容積，但不宜在缺氧區(qū)和厭氧區(qū)投加填料。當(dāng)尾水含磷量不達(dá)標(biāo)時(shí)，可采用化學(xué)同步除磷。當(dāng)尾水氮含量不達(dá)標(biāo)時(shí)，可嘗試向缺氧池中投加碳源，增強(qiáng)反硝化能力，讓回流污泥曝氣再生，增強(qiáng)硝化菌的生物活性，提高TN、NH3N去除率，

6、已達(dá)到進(jìn)一步脫氮目的。2.3工程措施最后，當(dāng)采用以上非工程措施仍不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)采用工程措施。通常污水處理工藝流程中必須增設(shè)深度處理單元以滿足出水水質(zhì)達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)處理后的深度處理應(yīng)以過濾為核心單元，混凝沉淀為強(qiáng)化手段，起到高效去除懸浮固體和膠體物質(zhì)的作用，降低SS和消除病原體，以及通過調(diào)整混凝劑和劑量同步完成化學(xué)除磷。當(dāng)二級(jí)強(qiáng)化處理出水的NH3N及TN已經(jīng)穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，BOD、COD已經(jīng)穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，出水SS不穩(wěn)定且需要化學(xué)除磷時(shí)，宜采用混凝沉淀過濾工藝，以確保出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。當(dāng)二級(jí)處理出水水質(zhì)接近一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，但還不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時(shí)，可以采用絮凝過濾(混凝過濾)、

7、微絮凝(混合過濾)或直接過濾等深度處理單元。當(dāng)采取以上措施后處理出水仍不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時(shí)，可以考慮采取化學(xué)氧化或活性炭吸附方法。當(dāng)出水需要脫色時(shí)，可以考慮增加臭氧氧化措施；特殊情況下(如印染廢水進(jìn)水比例較高時(shí))，可以采用投加粉末活性炭作為應(yīng)急或補(bǔ)充措施。3工藝單元淺議從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性角度考慮，有機(jī)物(CODcr、BOD5)和氮、磷的達(dá)標(biāo)去除應(yīng)盡量在二級(jí)生物處理工藝單元中完成。二級(jí)（強(qiáng)化）處理以有機(jī)物、懸浮物、氮磷等的高效去除為前提，以生物除磷和生物硝化/反硝化為主要方法，必要時(shí)增加化學(xué)協(xié)同除磷技術(shù)。繼二級(jí)（強(qiáng)化）處理后的深度處理深度應(yīng)以過濾工藝為核心單元、混凝沉淀為強(qiáng)化手段，起到高效去除懸

8、浮固體和膠體物質(zhì)的作用，降低處理水的濁度和消除病原體，必要時(shí)通過調(diào)整混凝劑優(yōu)選和劑量同步完成化學(xué)除磷。高級(jí)處理是達(dá)標(biāo)深度處理的選用單元，通過物理、化學(xué)或生物方法更充分地去除水中某些特定的成分，例如反硝化濾池去除硝態(tài)氮，活性炭吸附和臭氧化去除難生物降解有機(jī)物及脫色、反滲透法去除溶解性固體。消毒處理是達(dá)標(biāo)的必備單元及深度處理流程的最后一個(gè)單元，其功能是利用物理、化學(xué)或生物的方法去除和滅活水中的各種病原體。3 鄭興燦，尚巍，孫永利.城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的工藝流程分析與建議J. 給水排水，2009，35 （5）：2428具體單元可參考附圖1。4一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工藝流程選擇 4.1基本工藝流程在二

9、級(jí)強(qiáng)化處理出水的TN和NH3N已能穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，CODcr穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的前提下，一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)可采用的工藝流程為：二級(jí)強(qiáng)化處理化學(xué)混凝(沉淀) 介質(zhì)過濾消毒。其中化學(xué)混凝有如下三種形式：1) 快速混合絮凝沉淀過濾。在快速混合池或進(jìn)水管道內(nèi)完成快速混合，經(jīng)過絮凝反應(yīng)后，在澄清池中沉淀處理，沉淀出水進(jìn)入濾池過濾。在二級(jí)處理出水SS不穩(wěn)定或需要化學(xué)除磷的情況下，需要采用該工藝組合，以確保出水的全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。2) 快速混合絮凝過濾。在快速混合池或進(jìn)水管道內(nèi)完成快速混合，經(jīng)過一定時(shí)間的絮凝反應(yīng)，不經(jīng)沉淀，直接進(jìn)入濾池過濾。一般采用聚鋁或硫酸鋁作為化學(xué)除磷藥劑。3) 管道混合過濾。通過快速混合

10、器或管道內(nèi)部混合器完成化學(xué)藥劑的投加與快速混合，絮凝過程在深床上向流濾池的底部或深床重力流濾池的頂部完成，不設(shè)置中間沉淀段。采用聚鋁作為除磷藥劑時(shí)，需要一定的化學(xué)沉淀反應(yīng)時(shí)間，否則除化學(xué)磷效果會(huì)受到一定影響。4.1.1化學(xué)混凝處理深度處理工藝流程中設(shè)置化學(xué)混凝劑投加系統(tǒng)，其核心目的是提高后續(xù)過濾工藝的顆粒去除性能，以提高懸浮物、膠體物質(zhì)、磷酸鹽和病原體的去除效果；混凝劑包括鋁鹽、鐵鹽、石灰、復(fù)合藥劑和聚合物等。如果深度處理工藝系統(tǒng)在不投加化學(xué)藥劑的情況下就能穩(wěn)定達(dá)到TP去除要求和3 NTU的濁度，則允許混凝劑投加系統(tǒng)停止運(yùn)行，但化學(xué)藥劑投加系統(tǒng)必須每月至少保持運(yùn)行兩次，以保證需要時(shí)整個(gè)加藥系統(tǒng)

11、能夠正常投入運(yùn)行。4.1.2過濾處理過濾處理是達(dá)一級(jí)A達(dá)標(biāo)處理的重要組成部分，可以在消毒之前去除固體物質(zhì)、TP和濁度，從而能提高后續(xù)消毒效果，使病原微生物失活或去除。濁度是混凝絮凝沉淀過濾工藝處理效果的主要度量參數(shù)，雖然不能用于度量病原體的去除程度，但濁度卻是出水消毒效果的重要控制指標(biāo)。濾池可采用雙層濾料濾池、單層濾料濾池、均質(zhì)濾料濾池等。4.1.3消毒處理消毒處理技術(shù)主要有氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒。4.2一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放與再生利用工藝考慮到再生水利用的水質(zhì)可靠性和穩(wěn)定性要求較高，一級(jí)A達(dá)標(biāo)排放與再生水生產(chǎn)相結(jié)合的基本工藝流程為：二級(jí)強(qiáng)化生物處理膜過濾(多層濾料過濾)消毒，必要時(shí)膜過濾之

12、前增加混凝沉淀預(yù)處理。有化學(xué)除磷需求，或者生物處理出水SS濃度偏高時(shí)，應(yīng)采取混凝沉淀預(yù)處理。4.3 低濃度和高濃度城鎮(zhèn)污水的達(dá)標(biāo)工藝流程部分中低濃度污水和進(jìn)水水質(zhì)特性較好的中等濃度污水，其二級(jí)處理出水的TN、NH3N已經(jīng)能夠達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，TP、COD和BOD5接近一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，只要直接進(jìn)行過濾處理，出水水質(zhì)就可以全面達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求，過濾方式包括砂濾池、機(jī)械過濾器或膜過濾系統(tǒng)等。在二級(jí)強(qiáng)化生物處理化學(xué)混凝(沉淀) 過濾的基本工藝流程的出水水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的情況下，需要在基本工藝流程的基礎(chǔ)上擴(kuò)展某些功能。例如：在二級(jí)強(qiáng)化生物處理部分，主要包括好氧生物池添加填料提高硝化能力和硝化穩(wěn)定

13、性，缺氧段投加碳源提高反硝化能力及其穩(wěn)定性，初沉污泥發(fā)酵和剩余污泥破解補(bǔ)充碳源。在二級(jí)強(qiáng)化生物處理之后，主要包括去除氨氮的曝氣生物濾池，去除TN的反硝化濾池，去除CODcr的活性碳吸附，脫除色度的臭氧氧化，脫除鹽分的反滲透以及膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用。5一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工藝流程實(shí)例分析5.1倒置A2O工藝本例4 王立東，王阿華.污水處理廠提標(biāo)改造措施選擇與工程實(shí)踐J.中國給水排水，2010,26（8）:3036改擴(kuò)建中深度處理部分采用高效混凝沉淀池型濾池紫外線消毒工藝。提標(biāo)改造工藝流程如圖2所示。 圖2 效混凝沉淀池型濾池紫外線消毒提標(biāo)改造工藝改造后其出水水質(zhì)指標(biāo)如下表1：表1 提標(biāo)改造后污水處理廠進(jìn)

14、、出水水質(zhì)從表1可以看出，通過提標(biāo)改造，污水處理廠的脫氮除磷效果有了較大的提高，出水水質(zhì)達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）的一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)。5.2 AOMBR反應(yīng)器工藝?yán)肁/OMBR工藝對(duì)某污水處理廠出水進(jìn)行提標(biāo)改造后，除TP外，出水COD、NH3N、TN指標(biāo)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB189182002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)出水再采用一定的強(qiáng)化除磷措施(如投加化學(xué)除磷藥劑等)；在投加碳源后，MBR內(nèi)污泥混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)由40提高到了65，TN去除率也隨之提高。實(shí)際運(yùn)用中，在接種污泥的MLVSS較低時(shí)，可在試驗(yàn)開始階段通過投加碳源等方式

15、對(duì)污泥進(jìn)行馴化，使MLVSS保持在7080，以達(dá)到較好的運(yùn)行效果5 周慧.A/O膜生物反應(yīng)器工藝應(yīng)用于城市污水處理廠出水提標(biāo)改造的研究J.環(huán)境污染與防治,2011，33（12）：1322。工藝流程如圖3。圖3 AOMBR反應(yīng)器工藝流程示意圖5.3初沉發(fā)酵池和懸浮填料技術(shù)結(jié)合氧化溝工藝的運(yùn)用圖4提標(biāo)改造前工藝流程圖圖5提標(biāo)改造后工藝流程圖圖6提標(biāo)改造后氧化溝工藝布局初沉發(fā)酵池是主要針對(duì)我國城鎮(zhèn)污水普遍存在BOD5/TN偏低（BOD5/TN<4）、SSBOD5偏高（SSBOD5>1.2）的實(shí)際情況及高效除磷脫氮的功能要求，開發(fā)的一種集生物絮凝沉淀和水解發(fā)酵作用于一體的，改善城鎮(zhèn)污水處理

16、廠進(jìn)水水質(zhì)構(gòu)成特性的預(yù)處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水有機(jī)碳源的充分利用和無機(jī)懸浮固體的有效分離，提高進(jìn)水中的優(yōu)質(zhì)碳源（快速降解有機(jī)物）比例，相應(yīng)提高活性污泥活性、反硝化速率、除磷脫氮效果和運(yùn)行穩(wěn)定性，降低污水處理工程的建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和能耗物耗水平。懸浮填料技術(shù)是以M工藝為核心，可增強(qiáng)活性污泥法生物硝化功能及運(yùn)行穩(wěn)定性的一項(xiàng)新技術(shù)，充分利用活性污泥法易操作、效率高和生物膜法抗沖擊、運(yùn)行負(fù)荷高的優(yōu)點(diǎn)，可緩解活性污泥法易受水量水質(zhì)波動(dòng)影響的缺點(diǎn)，消除傳統(tǒng)生物膜法易腐敗和堵塞的缺點(diǎn)。特別適用于已有污水處理廠的提標(biāo)改造，在不增加用地的情況下，只需對(duì)原有設(shè)施進(jìn)行簡(jiǎn)單改造就能提高氨氮和總氮去除效果，溫度和沖擊負(fù)荷所造成的不利影響明顯降低，其一能解決提標(biāo)改造中經(jīng)常遇到的生物池池容嚴(yán)重不足問題，其二能解決冬季低溫硝化和反硝化能力低的問題。6 楊敏，劉