摘要:在分析某污水處理廠原有工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上,通過升級(jí)改造,將原有一級(jí)B標(biāo)出水改造為一級(jí)A標(biāo)出水,系統(tǒng)能耗卻下降了80kwh/千噸水,詳細(xì)介紹了改造的技術(shù)方案、內(nèi)容和效果,可為當(dāng)前SBR工藝污水處理廠升級(jí)改造提供參考。

關(guān)鍵詞:污水處理廠,升級(jí)改造,脫氮除磷,轉(zhuǎn)盤過濾器

1、工程概況
某污水處理廠為滿足«城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)»（GB18918-2002）的一級(jí)A 標(biāo)，對(duì)已建成的5 萬m3/d 的一級(jí)B 標(biāo)出水的二級(jí)污水處理廠進(jìn)行脫氮除磷升級(jí)改造工程。
1．1、工藝流程
污水處理廠設(shè)計(jì)運(yùn)行現(xiàn)狀：5 萬m3/d 的污水處理廠分兩期建設(shè)，一期工程建設(shè)規(guī)模2 萬m3/d，采用厭氧水解+SBR 工藝；二期工程建設(shè)規(guī)模3 萬m3/d，采用厭氧水解+P-SBR 工藝。二期工藝流程分別見圖1、圖2：
一期工程工藝流程：

二期工程工藝流程：

1．2、目前，污水處理廠出水可以達(dá)到一級(jí)B 標(biāo)，根據(jù)一級(jí)A 標(biāo)相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)，按污水處理廠目前的運(yùn)行狀況需要調(diào)整的地方有：
1．2．1、根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)水水質(zhì)，BOD5/TKN 較低，碳源不足，系統(tǒng)的反硝化能力難以提高，TN 的去除率較低；
1．2．2、按脫氮除磷工程的設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)，一期供氣量偏低；
1．2．3、根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)水水質(zhì)，PH 值較低，反硝化所需堿度不足；
1．2．4、原二期設(shè)計(jì)中P-SBR 池缺氧反硝化池容難以滿足脫總氮要求，反硝化液回流存在短路現(xiàn)象。
2、原有工藝流程的升級(jí)改造：
根據(jù)以上情況，確定生物段采用強(qiáng)化二級(jí)生物脫氮除磷處理工藝，核心是強(qiáng)化生物脫氮。污水深度處理工藝采用微過濾技術(shù)，設(shè)計(jì)采用盤片式微過濾器，過濾精度達(dá)到10 微米，從而保證了出水懸浮物處理效果。
一期2 萬噸/天，工藝考慮在CAST 池的反應(yīng)周期中增設(shè)缺氧攪拌段，缺氧攪拌段時(shí)長0.5h,采用浮筒式攪拌機(jī)，同時(shí)為提高N 的去除率，增設(shè)碳源投加裝置一套，確保TN 去除所需碳源；為提高硝化反應(yīng)能力，增設(shè)石灰投加裝置一套；把原有10％溶氧率旋混式曝氣頭更換成35％高溶氧率膜片式曝氣頭。同時(shí)由于原一期DN300 風(fēng)管管徑偏小，設(shè)計(jì)考慮增設(shè)兩路DN300 的風(fēng)管,以減小風(fēng)管阻力，增大風(fēng)機(jī)使用效率。二期3 萬噸/天，P－-SBR 反應(yīng)池采用新增4 臺(tái)硝化液回泵，缺氧區(qū)增設(shè)4 臺(tái)浮筒式攪拌機(jī)，增設(shè)碳源、石灰投加系統(tǒng)各一套，強(qiáng)化硝化、反硝化效果，從而保證達(dá)到一級(jí)A 生物處理效果。
3、工程實(shí)施情況
3．1、一期4 個(gè)鋼結(jié)構(gòu)SBR 反應(yīng)池，池容17371m3,更換曝氣頭采用輪流更換方式，只對(duì)其中一個(gè)SBR 反應(yīng)池停水放空，先拆除原有旋混式曝氣頭，再進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)池體防腐，最后更換新的膜片式曝氣頭，一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)池體施工周期一個(gè)月左右，施工期間其余3 個(gè)SBR 池繼續(xù)運(yùn)行，4 個(gè)SBR 池體輪流施工作業(yè)，避免了一期2 萬噸/天污水處理廠全部停產(chǎn)，影響整個(gè)服務(wù)區(qū)域正常排水。
3．2、原有4 個(gè)SBR 池運(yùn)行周期為6 小時(shí)，分別由兩臺(tái)79.8m3/min 羅茨鼓風(fēng)機(jī)2 路架空DN300 的風(fēng)管間歇供氣，每個(gè)SBR 池曝氣時(shí)間3 小時(shí)，經(jīng)核算供氣管道管徑偏小，造成風(fēng)管噪音比較大，設(shè)計(jì)考慮另增設(shè)兩路DN300 的風(fēng)管,池內(nèi)曝氣主管也分兩路分別與2 路DN300的曝氣主管對(duì)接。整個(gè)曝氣管路改造完工實(shí)際運(yùn)行后，風(fēng)管噪音明顯下降，降低了風(fēng)管阻力，提高了風(fēng)機(jī)使用效率。
3．3、為提高一期CAST 池缺氧脫氮能力，初步設(shè)計(jì)考慮CAST 池增設(shè)進(jìn)水缺氧攪拌段，缺氧攪拌時(shí)間0.5h,采用污水混流泵干式安裝對(duì)進(jìn)水進(jìn)行水力攪拌,需在鋼結(jié)構(gòu)池體上兩邊各開DN400 孔2 個(gè),修正設(shè)計(jì)為采用諸暨菲達(dá)宏宇的立式環(huán)流攪拌機(jī),每個(gè)池內(nèi)放置3 個(gè)3KW的立式環(huán)流攪拌機(jī),既節(jié)約了安裝時(shí)間,又減少了運(yùn)行費(fèi)用,避免了鋼結(jié)構(gòu)池體開孔。同時(shí)為保持CAST 池運(yùn)行周期6h 不變，將沉淀時(shí)間由原來1.5h 縮短為1h。
3．4、根據(jù)進(jìn)出水核算，二期工程P-SBR 池總池容及供氣量均能滿足一級(jí)A 標(biāo)出水，只是缺氧區(qū)容積稍缺，為此在不改變池容的基礎(chǔ)上，將原來厭氧區(qū)改為缺氧區(qū)，即將原來P－SBR 池的A2/O 方式變更為A/O 的運(yùn)行方式；同時(shí)為有效減少P-SBR 池內(nèi)回流“短流”現(xiàn)象，將硝化液回流泵由原來主曝氣區(qū)回流改裝到SBR 區(qū)隔墻回流到缺氧區(qū)，考慮拆改費(fèi)用，實(shí)際施工采用了新增4 臺(tái)硝化液回流泵，來自主曝氣區(qū)、SBR 區(qū)硝化液和進(jìn)水100％～200％混合液回流均進(jìn)入缺氧段，使得缺氧段污泥濃度較好氧段高出50％，從而增加了處理能力，反硝化速率明顯提高，提高了出水總氮去除率。
3．5、根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)及實(shí)際運(yùn)行情況分析得知：原水B/C 比＝0.367，污水的可生化性較好,但是進(jìn)水TKN=41.9mg/l, BOD5/TKN=2.92<4,(規(guī)范要求>4)。原水碳源不充足,較難滿足反硝化要求,為此增設(shè)碳源投加裝置一套,分別向一、二期生化反應(yīng)池投加碳源,通過在進(jìn)水泵房處增設(shè)COD 及TKN 在線檢測儀來控制碳源投加量。初步設(shè)計(jì)碳源采用淀粉，考慮易降解性后改用醋酸鈉，設(shè)計(jì)用量1.2T/天，但實(shí)際運(yùn)行中需根據(jù)階段性水質(zhì)變化情況調(diào)整用量，一般控制BOD5/TKN>4，一期4 個(gè)SBR 池分別于進(jìn)水曝氣時(shí)投加，二期2 座P-SBR 池分別投加于進(jìn)水缺氧區(qū)，連續(xù)投加。
3．6、由于硝化反應(yīng)對(duì)進(jìn)水堿度要求比較高，經(jīng)核算總堿度應(yīng)大于250（以CaCO3 計(jì)）換算成PH>7，通過對(duì)厭氧水解出水平均分析得知為6.77,為提高系統(tǒng)硝化反應(yīng)能力,增設(shè)石灰投加裝置一套,投加熟石灰用量為1.5T/D,控制出水堿度應(yīng)不小于50mg/l, 一期進(jìn)水曝氣階段間歇投加于SBR 池中,二期連續(xù)投加于2 個(gè)P-SBR 池的主曝氣硝化反應(yīng)區(qū)。實(shí)際運(yùn)行中由于二期P-SBR 工藝硝化反應(yīng)能力比較強(qiáng),只對(duì)一期CAST 池進(jìn)行了堿度的加藥調(diào)整。
3．7、盤片式微過濾池為本工程三級(jí)處理系統(tǒng)核心單元，設(shè)計(jì)處理能力5 萬噸/天，KZ=1.38,反沖洗水直接排入廠區(qū)污水管，平面尺寸：18.7*6.5,采用德國琥珀公司專利產(chǎn)品轉(zhuǎn)盤過濾器,設(shè)備數(shù)量4 套,設(shè)計(jì)進(jìn)水SS 濃度<25mg/l,出水SS<5~10mg/l,濾網(wǎng)孔徑10um,水頭損失<0.15m,運(yùn)轉(zhuǎn)方式:壓差形成時(shí),間歇運(yùn)轉(zhuǎn)(水沖1 分鐘,6 次/小時(shí))。
四、試運(yùn)行效果
本工程2008 年元月開始建設(shè),2008 年8 月30 日完工,2008 年9 月3 日開始進(jìn)入工程試運(yùn)行階段，2008 年12 月30 日通過區(qū)環(huán)保局竣工驗(yàn)收。試運(yùn)行期間加藥裝置連續(xù)運(yùn)行了2周左右，二期反硝化液回流泵沒有運(yùn)行，轉(zhuǎn)盤過濾器11 月份開始運(yùn)行，其余設(shè)備均正常運(yùn)行。試運(yùn)行以來進(jìn)出水水質(zhì)見表1、表2。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

試運(yùn)行至今整個(gè)升級(jí)改造工程已初見成效，具體體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：
4．1、一期采用浮筒式攪拌機(jī)，從試運(yùn)行至今，運(yùn)行狀態(tài)良好，明顯提高了一期系統(tǒng)總的氮效果。一期總氮合格率8 月份為 70％，9 月份為80％，9 月28 日浮筒式攪拌器正式投入運(yùn)行后，10 月份一期出水總氮指標(biāo)合格率達(dá)到了100％。系統(tǒng)總氮去除率從10 月份的58％提高至11 月份的65％。
4．2、轉(zhuǎn)盤過濾器經(jīng)過設(shè)備單機(jī)調(diào)試、中控聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行至今，出水水質(zhì)得到了明顯改善，經(jīng)過化驗(yàn)室連續(xù)檢測轉(zhuǎn)盤過濾器進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明：轉(zhuǎn)盤過濾器出水SS<4mg/l,達(dá)到了化驗(yàn)室無法檢測出其含量的程度，由于去除了SS，相應(yīng)降低了其它指標(biāo)，11 月份轉(zhuǎn)盤過濾器COD 平均去除率達(dá)到：32％，總氮去除率達(dá)到：11％，總磷去除率達(dá)到56％，氨氮去除率達(dá)到：17％。
4．3、原一期生化反應(yīng)池采用旋混式曝氣頭，更換成膜片式曝氣頭后，平均溶解氧上升3mg/l 左右，節(jié)能80kwh/噸水，每年可節(jié)省150 萬元運(yùn)行電費(fèi)及維修費(fèi)用，同時(shí)節(jié)約變電所、風(fēng)機(jī)房建設(shè)費(fèi)用近200 萬元。
4．4、由于原有一期兩路DN300 風(fēng)管管徑偏小，導(dǎo)致整個(gè)污水處理廠廠區(qū)噪音很大，新增兩路DN300 的風(fēng)管，經(jīng)過新增空氣管上電動(dòng)閥聯(lián)動(dòng)調(diào)試運(yùn)行后，風(fēng)管噪音明顯降低，風(fēng)管阻力下降，風(fēng)機(jī)效率增加，節(jié)能效果明顯。
5、存在問題及改進(jìn)措施
由升級(jí)改造工程試運(yùn)行情況來看，主要有以下問題：
5．1、石灰、淀粉加藥裝置比較容易堵塞，原設(shè)計(jì)石灰、淀粉加藥裝置時(shí)已考慮了管道堵塞問題，采用以下多方面措施來控制管道堵塞：
5．1．1、一期、二期共計(jì)六個(gè)加藥點(diǎn)分別采用6 臺(tái)計(jì)量泵來計(jì)量投加和控制加藥，并設(shè)置一臺(tái)計(jì)量泵作為冷備用泵，避免管道、閥門切換等帶來堵塞問題；
5．1．2、加藥設(shè)備設(shè)置增設(shè)停泵自動(dòng)反洗程序，即停止加藥時(shí)，反沖洗電磁閥自動(dòng)打開，計(jì)量泵延時(shí)5min 繼續(xù)用自來水沖洗加藥管道和計(jì)量泵，以保證管道內(nèi)不積存石灰、淀粉等藥液，避免管道堵塞；
5．1．3、加藥溶解罐、儲(chǔ)存罐程序確保一定的攪拌強(qiáng)度，以免罐內(nèi)石灰、淀粉等存積，同時(shí)加藥罐、儲(chǔ)存罐增設(shè)檢修人孔、放空管等，考慮定期清理、檢修。
5．1．4、2 套加藥裝置共有12 根加藥管道，采用拉管施工方法，沿程拐彎處共設(shè)置了5 個(gè)加藥管道檢修口，在每個(gè)檢修口都分別每根管道都增設(shè)了放空檢修閥。即使采取了以上措施，在實(shí)際加藥裝置運(yùn)行過程中，還是出現(xiàn)了堵塞問題，主要堵在計(jì)量泵入口處Y 形過濾器入口，目前采取以下改進(jìn)措施，有效改進(jìn)了加藥堵塞問題
5．1．5、原DN32 吸液管偏小，改用DN50 放空管作為吸液管，并在吸液總管上增設(shè)DN50Y 形過濾器；
5．1．6、計(jì)量泵入口處DN15 的Y 形過濾器改為DN25，減少吸液管道阻力。
5．1．7、延長反沖洗時(shí)間至20min，確保管道內(nèi)沒有積液。通過以上措施，目前石灰加藥系統(tǒng)已能正常運(yùn)行。
5．1．8、在以上改造的基礎(chǔ)上，工藝運(yùn)行時(shí)考慮盡量利用工藝原水碳源，減少碳源投加量，實(shí)際試運(yùn)行后二期采用沉砂池出水不經(jīng)過水解酸化池直接超越至P-SBR 反應(yīng)池，通過此運(yùn)行工藝改進(jìn)，二期出水總氮達(dá)標(biāo)率可提高20％左右。減少了碳源的投加量。
5．2、由于轉(zhuǎn)盤過濾器用于升級(jí)改造工程在國內(nèi)還屬于起步階段，設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中有些不足之處。
5．2．1、多臺(tái)轉(zhuǎn)盤過濾器運(yùn)行中必須考慮配水的均勻性；
5．2．2、單臺(tái)轉(zhuǎn)盤過濾器過水能力有限，對(duì)于水量變化較大的污水處理廠來說，瞬時(shí)過水能力過大部分勢必超越排放，影響出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。本工程總投資概算2417.63 萬元,通過升級(jí)改造后，提高了系統(tǒng)水處理能力，使原有出水一級(jí)B 標(biāo)提高至一級(jí)A 標(biāo)，然而水處理系統(tǒng)能耗卻降低了80kwh/千噸水，可為當(dāng)前SBR工藝污水處理廠升級(jí)改造提供參考。（無錫市錫山區(qū)污水處理廠）