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某污水处理厂的升级改造工程设计及运行 郑建国李林宝 云南省城乡规划设计研究院， 昆明 650000 摘要 某污水处理厂一期工程规模为 2. 5 104m3/d， 采用氧化沟处理工艺， 为了满足 GB 189182002城镇污水处理 厂污染物排放标准 一级 A 的排放要求， 在充分利用原有处理设施的基础上进行升级改造。介绍了升级改造的思路 和具体实施方案， 并对比改造前后的污水处理效果。运行结果表明 污水厂各项出水指标均能稳定达到一级 A 排放 标准， 单位处理成本增加 0. 34 元 /m3。 关键词 污水处理厂; 工艺改造; 氧化沟 DESIGN AND OPERATION OF UPGRADING AND RETROFITTING PROJECT IN WASTEWATER TREATMENT PLANT Zheng JianguoLi Linbao Yunnan Urban and Rural Planning and Design Institute，Kunming 650000， China AbstractThe oxidation ditch process is used for a wastewater treatment plant with a treatment capacity of 2. 5 104m3/d． In order to meet the first level A criteria specified in “Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant” GB 189182002 ，to make full use of the existing facilities is carried to implement the upgrading． The ideas and specific plans of upgrading and retrofitting are introduced， and the efficiency of wastewater treatment before and after retrofitting is compared and analyzed． The operation results show that after the upgrading and retrofitting， the effluent can meet the first level A criteria and the unit operation cost is increased by 0. 34 yuan/m3． Keywordswastewater treatment plant;process retrofitting;oxidation ditch 1工程概述 某污水处理厂于 2005 年建成运行， 工程总设计处 理规模为 5 104m3/d， 其中一期工程为 2. 5 104m3/d， 采用氧化沟处理工艺， 出水执行 GB 189182002城镇 污水处理厂污染物排放标准 二级排放标准。现有处理 规模难以满足不断增加的污水量， 因此该厂要进行二期 工程建设。同时市环保局要求污水厂全部出水均执行 一级 A 排放标准。所以在扩建二期工程的同时需对一 期工程进行提标改造， 待二期工程完工运营后， 该污水 厂全部出水将执行一级 A 排放标准。 2改造前污水厂工艺及运行情况分析 2. 1处理水量 一期工程进水主要以城市生活污水为主， 进水中 约有 15 的工业废水， 目前日均进水量可达 2. 3 104m3/d， 部分时段超过 2. 5 104m3/d， 为了保证污 水厂的正常稳定运行， 超出污水厂处理能力部分的污 水经厂区溢流井溢出不进入厂区进行处理。 2. 2处理工艺 污水处理工艺流程如图 1 所示。 图 1改造前污水处理工艺流程 2. 3进、 出水水质 自一期工程正式运行以来， 出水 COD、 BOD5指标 基本满足一级 A 排放标准。但 SS、 氨氮、 TN、 TP 浓度 达不到一级 A 排放标准， 因此， 提高对 SS、 氨氮、 TN、 TP 的去除能力是本次提标改造的重点。污水厂原有 工艺条件下 2008 年上半年进出水水质如表 1 所示。 13 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期 表 1原有工艺条件污水处理效果 mg/L ρ CODρ BOD5 ρ SSρ 氨氮 ρ TP 进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水 306. 28 39. 10 80. 70 11. 95 241. 223. 427. 36 17. 801. 410. 58 318. 47 42. 96 75. 409. 04 248. 425. 131. 81 18. 321. 270. 71 363. 58 39. 82 81. 429. 84 241. 623. 436. 35 20. 311. 780. 92 335. 23 39. 48 94. 312. 1263. 522. 03 31. 59 13. 501. 640. 79 291. 64 43. 79135. 61 15. 34 237. 820. 17 42. 71 14. 052. 110. 91 229. 52 41. 03 83. 12 11. 02 279. 32 28. 33 32. 46 12. 761. 230. 69 3原工艺存在的问题分析 3. 1原工艺设计参数 主要分析生物处理单元氧化沟的相关参数， 一期 工程设置 2 座氧化沟， 主要参数如下 设计规模 2. 5 104m3/d， 混合液浓度 MLSS 为 4 000 mg/L， BOD5污泥负荷为 0. 08 kg/ kg d ， 总水 力停留时间 14. 92 h， 其中厌氧区 2. 36 h， 缺 氧区 3. 14 h， 好氧区 9. 42 h， 有效水深为 5. 5 m。 单座氧化沟内的主要设备有 厌氧区内设潜水搅 拌器 1 台， 功率为 4. 0 kW; 缺氧区内设潜水推进器 2 台， 单台功率为 3. 0 kW， 总功率为 6 kW; 好氧区内潜 水推进器 4 台 功率为 4. 0 kW， 总功率为 16 kW。微 孔曝气器 1 064 套。内回流调节闸门 2 台， 单台尺寸 为 2 000 mm 2 000 mm。 3. 2原有工艺存在的问题 原氧化沟在池容上基本满足要求， 但在功能分 区、 水力流态及设备选型上存在一些不足。主要存在 的问题有 1 厌氧段和前置缺氧段推进器台数较少， 功率较 低， 在运行上存在水力死角， 有大量的污泥沉淀， 减少 了厌氧段的有效池容。而且从前置缺氧段进入好氧/ 缺氧段是通过一道 3 500 mm 2 900 mm 的堰， 堰前后 存在大量的沉泥， 因此， 回流污泥在厌氧段和缺氧段大 量沉积， 导致好氧段的污泥不能得到及时补充。 2 好氧 /缺氧段推进器功率较低， 该段水流速度 较慢， 不能保证氧化沟内流速大于 0. 3 m/s 的要求， 氧化沟内的水力流态不明显， 因此也无法保证有足够 的内回流液进入前置厌氧段， 影响系统的脱氮效果。 4污水处理工艺的改造 4. 1对一、 二期工程污水量的重新分配 污水厂总设计规模为 5 104m3/d， 在二期工程 设计的过程中， 对一、 二期的水量进行再分配， 为了降 低一期工程的负荷提高污染物质的去除效率， 一期工 程进 水 量 控 制 在 2 104m3/d，二 期 工 程 按 照 3 104m3/d进行设计。 4. 2对一期工程氧化沟系统的工艺改造 根据进出水水质重新对氧化沟工艺进行核算并 加以改造， 减少一期工程的进水流量， 相当于增加氧 化沟系统的水力停留时间。由表 1 的运行数据可知， 原有工艺条件下氨氮去除效果较差， 主要原因可能是 池容偏小， 曝气不足。 一期氧化沟改造设计参数如下 设计规模 2. 0 104m3/d， 混合液浓度 MLSS 为 4 500 mg/L， BOD5污泥负荷为 0. 08 kg/ kg d ， 总水 力停留时间 18. 67 h， 其中厌氧区 3. 12 h， 缺氧区 6. 07 h， 好氧区 11. 04 h， 池深不变。 单池氧化沟改造后的设备构成为 厌氧区内设潜水 搅拌器 4 台， 单台功率为 3. 0 kW， 总功率为12 kW; 缺氧 区内设潜水推进器 2 台， 单台功率为 7. 5 kW， 总功率为 15 kW; 好氧区内潜水推进器 5 台， 单台功率为 5. 5 kW， 总功率为 27. 5 kW; 微孔曝气器 3 796 套， 新增 2 台鼓风 机， 将气水比由原工艺的 6. 5∶1调整至 9. 6∶1。 氧化沟厌氧段内新增 2 道隔墙， 对氧化沟的分区 进行调整， 以便形成更明显的导流作用从而使污水处 理能够达到更佳的运行效果。氧化沟改造示意图如 2 所示。 图 2氧化沟改造 4. 3深度处理工艺 新建污水深度处理单元为一、 二期共用， 设计规模 5 104m3/d。采用纤维转盘滤池以去除污水中的悬浮 杂质， 降低出水的悬浮物浓度至一级 A 排放标准， 该深 度处理工艺已在很多污水处理厂得到应用 ［1 ］。 经过二级处理的污水先进入絮凝池， 池体的平面布 置由多个竖井串联而成， 进水水流顺序从一格流向下一 格， 上下交错流动直至出口。在絮凝池进水口处设置加 药点， 污水经过反应池后形成絮凝体并进入滤池。 选用 2 套纤维转盘滤池， 滤盘直径为 3 m， 共 20 个滤 盘，有 效 过 滤 面 积 为 252 m2，平 均 滤 速 ≤ 15 m3/ m2h ， 过滤网孔孔径≤10 μm， 反冲洗周期 为2 h， 也可视实际水质情况确定， 单池装机功率为 5. 78 kW。纤维转盘滤池的运行状态包括 过滤、 反 23 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期 冲洗、 排泥状态。 1 过滤 污水重力流进入滤池， 滤池中设有布水 堰。滤布采用全淹没式， 污水通过滤布外侧进入， 过 滤液通过中空管收集， 重力流通过出水堰排出滤池。 整个过程为连续。 2 清洗 过滤过程中部分污泥吸附于滤布外侧， 逐渐形成污泥层。随着滤布上污泥的积聚， 滤布过滤 阻力增加， 滤池水位逐渐升高。通过压力传感器监测 池内液位变化。当该池内液位到达清洗设定值时， PLC 即可启动反抽吸泵， 开始清洗过程。清洗时， 滤 池可连续过滤。 3 排泥 纤维转盘滤池的过滤转盘下设有斗形 池底， 有利于池底污泥的收集。污泥池底沉积减少了 滤布上的污泥量， 可延长过滤时间， 减少反洗水量。 经过一设定的时间段， PLC 启动排泥泵， 通过池底穿 孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中， 排泥间 隔时间及排泥历时可予以调整。 废弃原一期工程的紫外消毒单元， 新建污水消毒处 理单元为一、 二期共用， 消毒池和加药间合建。设置二 氧化氯发生器 2 台， 有效氯产生量为 10 000 g/h， 功率为 3 kW。 4. 4其他处理系统的改造 本工程污水处理厂预处理系统、 污泥处理系统和 办公设施在一期工程设计施工时按远期规模 5. 0 104m3/d 配置， 在进行二期新建的同时， 将会对一期 工程已建的粗格栅及提升泵房增加提升泵， 在鼓风机 房增加鼓风机， 新增污泥脱水设备， 并对配电系统和 自控系统进行相应地升级改造。 由于在新的进、 出水条件下， 碳氮比不能满足生 物脱氮除磷的需求， 因此， 在二期扩建工程时增设了 甲醇投加系统， 在系统内碳氮不足的情况下， 向系统 投加碳源用以满足脱氮的需要。 5升级改造后处理效果分析 污水厂一期工程升级改造和二期工程的建设完 成后， 污水厂正式进入满负荷运行阶段， 测得一期工 程 2011 年上半年各项出水指标如表 2 所示。 表 2升级改造后一期工程处理效果 mg/L ρ CODρ BOD 5ρ SSρ 氨氮ρ TNρ TP 进水出水进水出水进水序号进水出水进水出水进水出水 357. 1433. 25102. 788. 20271. 38. 2427. 363. 6438. 7612. 302. 430. 28 384. 2130. 56115. 689. 71237. 66. 1636. 292. 0242. 9013. 551. 980. 31 333. 4531. 1294. 558. 80272. 37. 8032. 452. 1145. 0210. 331. 880. 22 365. 4428. 71104. 89. 75283. 19. 0331. 031. 2543. 8014. 371. 980. 29 318. 2423. 23105. 676. 34222. 86. 8737. 141. 0347. 0213. 812. 480. 21 329. 2221. 5993. 563. 63269. 06. 3835. 481. 3546. 9012. 452. 230. 23 由表 2 可以看出 在改造后并且进水污染物浓度 略有增加的情况下， 出水各项污染物指标的去除率均 有明显提高， 升级改造后污水处理吨水电耗平均为 0. 25 kWh/m3， 处理成本增加 0. 34 元 /m3。各项出 水指标均达到 GB 189182002 的一级 A 标准， 在进 水污染物浓度波动不大的情况下， 污水厂基本能保持 稳定运行状态。 6结论 随着污水厂进水水量的不断增加和出水标准的 提高， 该厂同时进行一期工程的提标改造和二期工程 的新建。通过提标改造后各污染物去除效果明显增 强， 各项出水指标均达到 GB 189182002 的一级 A 标准， 且能保持稳定运行状态。 参考文献 ［1］李尔， 曾祥英， 邹慧君． 高密度沉淀池 /转盘滤池用于乌海污水 处理厂深度处理［J］． 中国给水排水， 2011， 27 16 40- 41． ［2］张文艺， 翟建平， 郑俊， 等． 曝气生物滤池污水处理工艺与设计 ［J］． 环境工程， 2006， 24 1 9- 13． 作者通信处郑建国650228云南省城乡规划设计研究院 电话 0871 4315762 2012 － 02 － 24 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 90 页 参考文献 ［1］何其昂， 张彩郎． 高原地区水泥回转窑用低质煤的技术特征 ［J］． 建材发展导向， 2004 3 55- 59． ［2］陈爱兰． 煤质对熟料生产的影响［J］． 新世纪水泥导报， 2005， 6 6 31- 32． ［3］考宏涛， 李敏， 李昌勇等． 窑炉用风量的合理匹配［J］． 硅酸盐 学报， 2001， 29 6 610- 614． 作者通信处考宏涛210009南京市南京工业大学材料科学与工 程学院 E- mailkaoht njut． edu． cn 2012 － 03 － 21 收稿 33 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期