污水处理厂水质提标改造技术的工程应用

污水处理厂水质提标改造技术的工程应用刘海燕李树苑中国市政工程中南设计研究总院摘要采用生物处理系统优化和微絮凝过滤技术对出水水质标准为一级B的长兴污水处理厂进行提标改造，出水水质达到一级A标准。项目投产运行后达到了改造的目标。本文介绍了长兴污水处理厂提标改造工程，探讨了污水处理厂升级改造中的相关技术应用及应关注的几个关键点，为国内城市污水处理厂的提标改造和优化等提供参考。关键词污水处理厂升级改造技术一、概述长兴位于浙江省北端，东临太湖，西南、东南与浙江省安吉县、湖州市区相接，西临安徽省广德县，北接江苏省宜兴市，属太湖流域。为进一步加大太湖流域水环境保护力度，太湖流域范围内的污水处理厂出水水质要求限期提高标准，达到一级A标准。长兴污水处理厂现状出水水质执行GB18918-2002中的一级B标准，现有的处理设施不能满足该标准的要求，因此必须进行技术改造，增加深度处理设施，使出水水质达到一级A标准。二、污水厂现状长兴污水处理厂工程规模6万m3/d，分两期建设。一期、二期工程的污水均采用A2/O生物处理工艺。污水厂主要生产构筑物见表1。表1污水厂处理构筑物一览表序号名称规格单位数量1进水泵房14.6m×5.9m座12涡流沉砂池D3.65m座23A2/O生物池64.7m×22.4m座44二次沉淀池D24m座85回流污泥泵房26.15m×5m座26接触消毒池30m×15.5m，座17鼓风机房40.61m×15.62m座18污泥浓缩池D10m座29脱水车间34.52m×13.97m座110加氯间174m座1A2/O生物池的主要参数为：污泥负荷：0.18kgBOD5/kgMLSS·d，污泥浓度：3.5g/L三、出水水质提标技术方案1、改造需要解决的主要污染物长兴污水处理厂2006年的实测进出水水质见表2。表2实测进出水水质表单位：mg/L设计水质实际进水水质出水水质BOD518014314COD40034641SS30079918TN35——NH3-N—83.7TP32.610.32根据表2，对比出水一级A标准，主要是有机物及SS超标。因此，深度处理工程主要解决这2项指标，同时由于进水水质尚未达到设计水质值，需兼顾来水水质变化的发展趋势，以确定改造工程的工艺路线。2、技术方案由于污水成分的复杂性，污水深度处理工艺也千差万别。在实际的污水深度处理过程中往往由于单一的某种处理工艺很难完全达到出水水质要求，因而需要多种污水处理技术的合理组合，且这种组合与各处理单元的互容性和经济上的可行性有关。根据多方案工艺技术比较，结合长兴污水厂的现状和我院承担的国家“863”课题——“滇池入湖河流水环境治理技术与工程示范01子课题——雨污联合调控及强化处理技术研究与工程示范”的研究成果以及我院的专利——“同步脱氮除磷过滤装置”，确定改造工程的工艺路线为：优化生物处理＋微絮凝过滤。工艺流程如下：进水泵房涡流沉砂池进水泵房涡流沉砂池优化生物处理运行二沉池深度处理提升泵房滤池接触消毒池出水进水1、生物处理优化生物处理技术在污水处理工程中应用已十分广泛，其处理效果好，出水水质稳定。本工程结合长兴污水处理厂及污水收集系统的实际，核算和改造、优化现有处理系统的处理能力和处理效果，这样可在出厂水达标排放的前提下，节省工程投资和运行成本。因此，具有适用性和可操作性。长兴污水处理厂生物池共4座，单座总平面外形尺寸为65×22m，平均有效水深为5.4m，单座总有效容积为6578m3，总容积26312鼓风机房1座，共设6台鼓风机。单台流量50m3由于污水厂排放标准提高至一级A标准，对生物处理系统的要求更高。污水厂一期工程生物池内厌氧区及缺氧区实测的溶解氧值均接近于0，好氧区则在2mg/L以上。为了提高二级处理的效果，技改工程调整生物池各区的溶解氧值，厌氧区控制在＜0.2mg/L,缺氧区控制在0.2-0.5mg/L，好氧区控制在2mg/L左右。同时提高生物池内的污泥浓度至3.5-4g/L，降低污泥负荷。为增加生物池的溶氧量，调整鼓风机的运行方式，即平均时4用2备，最高时5用1备。2、微絮凝过滤技术（1）微絮凝过滤当生物除磷不能满足出水水质要求时，辅以化学除磷。通过化学混凝、石英砂均粒深床过滤，在除磷的同时，还能够使出水的BOD5、CODCr、SS等污染物浓度得到进一步的降低，从而使出水达标排放。微絮凝直接过滤技术用于化学法除磷是始于20世纪70年代。L.Josson在瑞典的Henriksdal和Bromma污水处理厂的中试研究表明，微絮凝直接过滤处理工艺可将出水中PO43--P浓度降到0.05mg/L以下，TP浓度降到1mg/L以下。长兴污水厂采用气水反冲洗滤池，滤池设计处理能力6万m3/d，共分为8格，双排布置。设计滤速4.5m/h，单格面积70m2，总过滤面积560m2，池深4.00m。滤池平面尺寸33.02×滤层上最大水深1.45m，最大过滤水头絮凝剂采用碱式氯化铝，设计投药量15mg/L。（2）滤料级配由于技改工程中的滤池为污水处理厂二级处理后深度处理工艺，根据污水二级处理的出水水质特征，采用了较大粒径的滤料级配，粒径为0.95-1.35mm,滤层厚度1.15m，下部砾石承托层粒径2-4mm，厚度50mm，4-8mm，厚度50mm。反冲洗周期延长（3）滤池的配气布水系统采用整体浇筑滤板气水反冲工艺中，配气布水均匀的关键是滤头的平整，而滤头的平整其先决条件是滤板表面的平整度。规范规定同格滤池内板面水平误差＜5mm。然而在实际施工及滤板预制中其质量控制往往不尽如人意。无板缝的整体浇筑混凝土滤板杜绝了传统的预制小块混凝土滤板工艺所存在的因滤板板缝不严密而导致的漏气、漏水、甚至漏砂造成滤池无法正常运行的隐患，且整体浇筑滤板施工周期短、工程造价低。本工程滤池配气布水系统采用整体浇筑滤板。（4）滤速的选择滤池滤速关系到出水水质好坏、滤层纳污量大小、过滤周期长短、反冲洗效果等。本工程设计中选用较低速过滤，滤速为4.5m/h，使出水水质有保障。（5）可调式滤头滤池采用可调式长柄气水反冲滤头，其可调性有两个方面：一是滤杆可上下调节，调节范围0-50mm；二是滤帽可更换不同缝隙面积的系列产品，从而可在同样的滤头配置下，调节开孔率。由于滤杆可调节进气孔高度，对发生不均匀沉降的土建构筑物仍然可以再一次调整滤池，使布气孔在同一水平面上。3、升级改造的关键点（1）分析现状、查找问题，提升现有设施的处理能力首先应全面了解污水处理厂现状设施的运行状况，找出运行中存在的问题，在充分发挥现有设施的处理能力的基础上，有针对性地提出解决方案。在原有污水处理构筑物的基础上，通过运行方式的优化，实现污水达标排放。（2）选择合适的处理技术污水处理厂的升级改造必须依靠科技进步，从始至终都要有新技术、高科技的保证和支持。城市污水处理技术是城市污水处理设施能否高效运转的关键。长期以来，我国的污水处理技术都是沿袭了欧美国家近百年来的路线和处理技术。在吸收、消化国外技术的同时也形成了自己的技术，城市污水处理技术有了很大的发展。选择升级改造工艺技术路线时，应充分结合污水处理厂的实际，在借鉴同类型的污水处理厂一些好的技术与工艺的基础上，开发、研制出适合本厂的污水处理工艺。4、与已建工程的结合一般技改工程都在现状污水处理厂厂内建设，因此厂区的总平面设计、竖向流程设计、建筑设计、结构设计、电气设计等应充分考虑与已建工程的结合，使新建工程与已建工程有机的融为一体，达到功能合理、使用方便和整体布局协调的目的。五、社会效益及环境效益水质提标改造工程的建设，显著减少了排入太湖流域的污染物量，同时，提高污水处理厂尾水排放标准，使污水回用变得可能。工程建成后，减少污染物排放量BOD5219吨/年、COD219吨/年、SS219吨/年、TN110吨/年、TP11吨/年。目前国内多数城市湖泊水环境差，富营养化问题严重。本工程的实施，不仅对太湖流域有极其重要的推广价值，而且，对于国内城市水环境严重受损的湖泊治理技术和管理体系以及污水处理厂的改造和优化等，无疑具有十分重要的现实意义和推广应用价值。六、结论水质提标改造工程