為了滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)，許多已建污水處理廠迫切需要進(jìn)行升級(jí)改造，如何根據(jù)自身特點(diǎn)，選擇合理的技術(shù)方案成為實(shí)施升級(jí)改造的關(guān)鍵。

以天津市大港區(qū)污水處理廠升級(jí)改造工程為例，介紹其升級(jí)改造的工藝選擇及實(shí)施效果。

1原工藝流程及運(yùn)行效果

1．1原工藝流程

大港區(qū)污水處理廠原設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5×104m3／d，分兩期完成，已建成一期處理規(guī)模為3×104m3／d，主要處理大港城區(qū)生活污水。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1。     

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 1891—2002)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

升級(jí)改造前工藝流程如圖1所示。    
 

1．2運(yùn)行效果

大港區(qū)污水處理廠于2004年1月正式投產(chǎn)，處理水量為(2．4～2．9)×104m3／d；進(jìn)水水質(zhì)較為穩(wěn)定，一般進(jìn)水COD為300～450 mg／L、BOD5為80～150 mg／L、NH3–N為30～40 mg／L、TP為3～5 mg／L，pH一直比較正常；工藝整體運(yùn)行情況較好，正常情況下處理出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。

2升級(jí)改造工程實(shí)施方案

2．1工程背景及要求

2008年1月頒布的《天津市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 12／356—2008)要求已建城市污水處理廠在2010年12月31日前出水水質(zhì)達(dá)到GB 18918—2002的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。大港區(qū)環(huán)境污染治理及污水處理回用規(guī)劃要求城區(qū)生活污水經(jīng)處理后達(dá)到景觀回用水標(biāo)準(zhǔn)，用于補(bǔ)給區(qū)域內(nèi)的生態(tài)用水。大港區(qū)政府有關(guān)部門(mén)組織進(jìn)行了多次技術(shù)可行性論證，認(rèn)為將污水處理廠處理出水用作生態(tài)補(bǔ)給水在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上可以接受。

綜合各種因素，大港區(qū)政府最后決定實(shí)施污水處理廠升級(jí)改造工程項(xiàng)目，處理規(guī)模仍為3×104m3／d，設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB／T 18921—2002)中的觀賞性景觀環(huán)境用水——水景類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要進(jìn)、出水控制指標(biāo)見(jiàn)表2，其中COD指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。  

 2．2工藝方案選擇原則

①進(jìn)行多種方案比選，優(yōu)先選用成熟、可靠并兼顧控制靈活、運(yùn)行成本低的技術(shù)。

②充分結(jié)合原處理構(gòu)筑物特點(diǎn)，不單獨(dú)考慮對(duì)二級(jí)出水的深度處理，優(yōu)先考慮對(duì)原工藝進(jìn)行挖潛改造，再適當(dāng)增加處理設(shè)施，力求節(jié)約成本。

③選擇工藝時(shí)，優(yōu)先考慮國(guó)產(chǎn)化程度高、成套性好的設(shè)備。

④需在綜合分析污水處理廠多年的運(yùn)行狀況基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。

2．3工藝實(shí)施方案     

2．3．1預(yù)處理單元

原設(shè)計(jì)為平流沉砂池，采用人工除砂，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境較差，砂中有較多有機(jī)物。本次改造成以機(jī)械除砂為主并保留原貯砂池作備用的除砂方式，增加1套砂水分離器和1臺(tái)砂泵。

污水提升系統(tǒng)不做調(diào)整。

2．3．2生化處理單元

生化系統(tǒng)由水解／好氧工藝改造成A／O生物脫氮工藝，強(qiáng)化系統(tǒng)生物脫氮能力，由于原工藝條件所限，不考慮生物強(qiáng)化除磷設(shè)施。具體措施如下：

①將原水解池／沉淀池改造成缺氧池[1]。更換水解池內(nèi)潛水?dāng)嚢杵?，?qiáng)化攪拌功能；拆除沉淀池內(nèi)斜管，改變?cè)匦?，增加潛水?dāng)嚢杵?；拆除原水解沉淀池?nèi)部污泥回流系統(tǒng)。改造后HRT為4．2 h。增加、更換潛水?dāng)嚢杵鞴?2臺(tái)。

②完善原好氧池內(nèi)填料，改變好氧池出口形式，HRT為6．2 h，污泥齡提高到12 d。

③改造污泥同流系統(tǒng)，將污泥回流比由50％提高至80％(受原回流系統(tǒng)條件限制)，回流去向由好氧池人口端改至缺氧池前端；增加混合液回流系統(tǒng)，混合液回流比為250％，去向?yàn)槿毖醭厍岸恕?/p>

新建混合液回流泵池，尺寸為11．05 m×2．00m，深為4．50 m，1座，位于好氧池末端。

④經(jīng)核算原鼓風(fēng)系統(tǒng)能滿足新的工藝需要，故鼓風(fēng)系統(tǒng)不做調(diào)整。二沉池不變。

⑤剩余污泥排放改為從回流污泥管道直接排往污泥濃縮池。

2．3．3深度處理單元

深度處理單元包括二次提升泵站、混凝加藥系統(tǒng)、混凝沉淀池、濾池及其附屬系統(tǒng)。

①增加二次提升泵站

原二沉池出水水位較低，無(wú)法滿足后續(xù)所需水頭，設(shè)計(jì)增加二次提升泵站。

二次提升泵站尺寸為8．00m×5．00 m，泵池有效水深為2．0 m，1座；提升泵為混流式，Q=600 m3／h，H=60 kPa，N=15 kW，4臺(tái)。

②化學(xué)除磷系統(tǒng)

因原生化系統(tǒng)改成A／O脫氮系統(tǒng)后，其除磷效果不能滿足對(duì)出水總磷的控制要求，因此改造工程增加了化學(xué)強(qiáng)化除磷系統(tǒng)。

藥劑投加點(diǎn)分別為好氧池出口與二次提升泵出水總管上。

溶藥罐V=1 m3，攪拌功率N=1．1 kW，2個(gè)；儲(chǔ)藥罐礦V=2m3，攪拌功率N=1．1 kW，2個(gè)；加藥計(jì)量泵：Q=1 200 L／h，P=20 m，2臺(tái)。

混凝沉淀池1座，混合區(qū)停留時(shí)間為50 s，機(jī)械混合；絮凝反應(yīng)區(qū)反應(yīng)時(shí)間為16 min，網(wǎng)格狀布置；斜管沉淀區(qū)上升流速為0．6 mm／s。采用穿孔管排泥。

混合、反應(yīng)與沉淀區(qū)合建；溶藥與儲(chǔ)藥系統(tǒng)設(shè)置在加藥間。

③濾池及附屬系統(tǒng)

作為控制系統(tǒng)出水水質(zhì)的關(guān)鍵構(gòu)筑物，設(shè)計(jì)采用了具有良好反沖洗效果的V型濾池[2~4]。正常濾速：6．46 m／h；水反沖洗強(qiáng)度：5 L／(s&S226;m2)；氣反沖洗強(qiáng)度：15 L／(s&S226;m2)；表掃強(qiáng)度：1．8～2．0 L／(s&S226;m2)(考慮到進(jìn)水量變化)；濾層高度：1．2 m，采用石英海砂，粒徑為0．95～1．20 mm。正常濾池反沖洗周期：24 h。采用雙格濾池，單格尺寸：8．06 m×3．00 m。反沖洗水泵：Q=450 m3／h、H=80 kPa、N=1 8．5 kW，3臺(tái)，2用1備；反沖洗鼓風(fēng)機(jī)：Q=23m3／min、P=34．3 kPa、N=30 kW，3臺(tái)，2用l備。自動(dòng)控制系統(tǒng)1套，可手動(dòng)與自動(dòng)切換。反沖洗水池：尺寸為8．00 m×5．00 m×3．40 m，1座。

④廢水泵池

用于暫時(shí)存放濾池反沖洗廢水和混凝沉淀池排泥，廢水通過(guò)提升泵輸送至二沉池配水井。

廢水泵池尺寸：10．70 m×6．70 m×5．10 m，1座；提升泵：Q=200 m3／h、H=80 kPa、N=5．5 kW，2臺(tái)，1用1備。

2．3．4計(jì)量與消毒

a．計(jì)量

因出口位置的變化，將原流量計(jì)移至新的流量計(jì)井處，分體式，計(jì)量表體位于出水儀表間內(nèi)。

b．消毒

原消毒設(shè)施已無(wú)法滿足新的處理要求，且維護(hù)不方便，出水位置也發(fā)生了變化，故改造采用自主開(kāi)發(fā)的新型豎流井式紫外消毒系統(tǒng)[5]，消毒劑量設(shè)計(jì)值為35 mJ／cm2。

2．3．5污泥處理

污泥處理系統(tǒng)無(wú)大的變化，仍采用濃縮脫水工藝，僅在剩余污泥管道上增加電磁流量計(jì)。

2．3．6在線監(jiān)控

按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定，在全廠設(shè)置了在線監(jiān)控系統(tǒng)，分別對(duì)進(jìn)出水水質(zhì)、水量、鼓風(fēng)量、污泥濃度、DO等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3工程實(shí)施結(jié)果

大港區(qū)污水處理廠升級(jí)改造工程于2008年9月開(kāi)工，2009年4月初工程竣工，后進(jìn)入試運(yùn)行階段，2009年10月投入正式運(yùn)行。

①加藥除磷絮凝劑的篩選

參選藥劑包括固態(tài)與液態(tài)聚合氯化鋁(PAC)、Al2(SO4)3、聚合氯化鐵(PFC)等，通過(guò)小試與生產(chǎn)性試驗(yàn)，參照有關(guān)化學(xué)除磷藥劑篩選方法[6、7]，最后確定混凝劑采用硫酸鋁。

②處理效果

升級(jí)改造完成后，原水主要為大港區(qū)城區(qū)生活污水，進(jìn)水水質(zhì)基本在協(xié)議約束范圍之內(nèi)，處理出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)。

升級(jí)改造完成后，污水處理廠試運(yùn)行及正式運(yùn)行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。     

③直接運(yùn)行成本

升級(jí)改造后實(shí)際直接運(yùn)行成本約為0．34～0．41元／m3。

4結(jié)論

①?gòu)捻?xiàng)目實(shí)施的效果來(lái)看，本次升級(jí)改造選用的生物處理工藝可行，出水COD、BOD5、NH5–N、TN等均達(dá)到了處理要求。

②后續(xù)深度處理采用傳統(tǒng)深度處理工藝，具有穩(wěn)定、有效的除磷和過(guò)濾效果。

③設(shè)計(jì)采用自主開(kāi)發(fā)的豎流井式紫外消毒系統(tǒng)，消毒效果良好，維護(hù)管理方便，不需特殊水位控制措施。

從總體來(lái)看，本次升級(jí)改造工程從工藝技術(shù)方案、工程實(shí)施到系統(tǒng)達(dá)標(biāo)運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

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