【摘要】當(dāng)前，在人與環(huán)境和諧發(fā)展理念的指引下，我國(guó)各地政府和各級(jí)主管部門均出臺(tái)了一系列改善生態(tài)環(huán)境的舉措。尤其是對(duì)城市污水處理廠的提標(biāo)改造工作，可以進(jìn)一步提升城市污水處理能力。文章結(jié)合滄州市運(yùn)東污水處理廠提標(biāo)改造工程的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析研究，就污水處理廠改造工藝的要點(diǎn)進(jìn)行介紹，并對(duì)相關(guān)方案做了比對(duì)，最終得出BBR工藝更適合運(yùn)東污水處理廠提標(biāo)改造的要求。

【關(guān)鍵詞】污水處理；提標(biāo)改造

1工程現(xiàn)狀

(資料圖片僅供參考)

1.1處理工藝現(xiàn)狀

滄州市運(yùn)東污水處理廠總設(shè)計(jì)規(guī)模10.0萬(wàn)m3/d，包含污水處理設(shè)施和污泥處理設(shè)施。其中，深度處理系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)一次提標(biāo)改造，改造后連同始建時(shí)工程，形成2套，設(shè)計(jì)規(guī)模分別為3.0萬(wàn)m3/d和7.0萬(wàn)m3/d，2套系統(tǒng)處理工藝基本相同，均為高密度沉淀池+濾池。

1.2運(yùn)行維護(hù)現(xiàn)狀

污水處理廠管理運(yùn)營(yíng)人員具有良好的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有設(shè)備基本保養(yǎng)良好，設(shè)施整體運(yùn)行良好；面臨進(jìn)廠污水水質(zhì)、水量負(fù)荷的季節(jié)性變化沖擊，以及部分設(shè)備老化的困境，積極采取有效措施，保持出水水質(zhì)的基本穩(wěn)定。由于冬季進(jìn)水水溫較低，活性污泥生化性較差，生化系統(tǒng)中氨氮去除，硝化作用受溫度的制約因素較強(qiáng)，因此運(yùn)東污水處理廠冬季氨氮的去除效果不能得到很好的保障，出水氨氮容易出現(xiàn)波動(dòng)。

1.3工程提標(biāo)改造的必要性

現(xiàn)狀運(yùn)東污水處理廠采用以A2/O工藝為主體的三級(jí)深度處理工藝，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。滄州市委、市政府印發(fā)的《滄州市消除劣V類河流攻堅(jiān)行動(dòng)方案》中明確提出，包括滄州市運(yùn)東、運(yùn)西污水處理廠在內(nèi)的多家排水單位和污水處理設(shè)施，2020年底前完成提標(biāo)改造；此后，又先后在2019年的9月和11月召開兩次會(huì)議，落實(shí)了運(yùn)東污水廠提標(biāo)改造的資金來(lái)源和實(shí)施期限。方案對(duì)污水廠的出水水質(zhì)提出了更高要求，現(xiàn)狀污水處理廠在冬季低溫環(huán)境下，部分指標(biāo)不能滿足《行動(dòng)方案》的要求。根據(jù)滄州市水污染防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組約談要求，滄州市運(yùn)東污水處理廠要在2020年7月15日前完成提標(biāo)改造。

2提標(biāo)改造方案

2.1提標(biāo)改造思路

2.1.1CODcr的去除本次提標(biāo)改造工程的目標(biāo)是將現(xiàn)有出水的CODcr由50mg/L降至40mg/L。現(xiàn)有工程處理工藝成熟、完整，對(duì)水中可降解的有機(jī)污染物質(zhì)已有極高的去除效率，出水中殘存CODcr多為難降解成分，主要來(lái)源為：微生物代謝產(chǎn)物和原水難降解成分。實(shí)踐表明，微生物代謝產(chǎn)物貢獻(xiàn)值不足10mg/L，再通過(guò)深度處理設(shè)施的去除（主要是沉淀、過(guò)濾過(guò)程中隨SS一同去除），使CODcr達(dá)到40mg/L壓力不大。本廠目前實(shí)際出水CODcr指標(biāo)即已滿足這一要求。

2.1.2氮的去除本次改造工程出水水質(zhì)對(duì)NH3-N指標(biāo)提出了更高的要求，而污水處理廠對(duì)NH3-N的去除基本是在生化階段依靠硝化作用完成的，常規(guī)AAO工藝的好氧池只要充氧充足，可以使出水NH3-N濃度滿足設(shè)計(jì)要求。但由于目前實(shí)際進(jìn)水氨氮已超出原設(shè)計(jì)水平，如欲利用現(xiàn)有池體達(dá)到改造后出水氨氮要求，經(jīng)核算，氧池內(nèi)硝化速率需高達(dá)0.069kgNH3-N/(kgMLVSS·d)，大大超出合理范圍。實(shí)際上，運(yùn)營(yíng)單位為使出水氨氮達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，已采取了大量應(yīng)對(duì)調(diào)整措施，但距離改造后工程要求的2mg/L仍有顯著差距，故必須對(duì)現(xiàn)有生化池進(jìn)行改造。

2.1.3磷的去除現(xiàn)狀工程在設(shè)計(jì)階段就已充分考慮對(duì)TP和SS的去除能力，設(shè)置了絮凝沉淀池、磁混凝高密度沉淀池和濾池等深度處理設(shè)施。通過(guò)投加絮凝劑，可以同時(shí)去除TP和懸浮物，因此這兩項(xiàng)指標(biāo)事實(shí)上成為同一個(gè)問(wèn)題。提標(biāo)改造工程的目標(biāo)是將現(xiàn)有出水的0.5mg/L降至0.4mg/L。

2.2確定改造方案

綜上所述，對(duì)氨氮的去除是本次改造工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，現(xiàn)有主體生化工藝是按照原設(shè)計(jì)出水水質(zhì)，即GB18918-2002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，受其自身技術(shù)原理的限制，客觀上對(duì)氮和磷的去除無(wú)法完全兼顧，同時(shí)脫氮除磷能力有限。由此確定本次改造對(duì)工藝選擇的路徑如下：①重點(diǎn)強(qiáng)化生物脫氮效果，保證出水的氮，尤其是氨氮、總氮達(dá)標(biāo)；②由生化處理系統(tǒng)發(fā)揮除磷的主要功能，針對(duì)污水中的溶解性無(wú)機(jī)磷，采取必要的改造措施，提高其去除率。根據(jù)以上思路，本次設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)有生化系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，選用脫氮能力較強(qiáng)的先進(jìn)工藝。

3提標(biāo)改造工藝要點(diǎn)

3.1改造工藝重難點(diǎn)問(wèn)題

本工程具有技術(shù)難度較高，施工復(fù)雜程度較高，且建設(shè)工期緊張的特征。因此，對(duì)改造工藝技術(shù)也提出了較高的要求，所選工藝技術(shù)必須具備以下條件：①應(yīng)能密切結(jié)合現(xiàn)狀水廠運(yùn)行特征進(jìn)行精密調(diào)整；②應(yīng)能保證以合理成本實(shí)現(xiàn)出水長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；③應(yīng)實(shí)施快捷的工程措施，以保質(zhì)保量地完成建設(shè)進(jìn)度目標(biāo)；④應(yīng)易于操作管理，同時(shí)具備較強(qiáng)的抗水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷能力，以應(yīng)對(duì)本廠承受的復(fù)雜進(jìn)水條件。

3.2主體工藝比選

從本工程現(xiàn)狀工藝設(shè)施出發(fā)，AAO工藝、MBBR工藝和BBR工藝較適用于本工程情況，能夠合理利用現(xiàn)狀已有的池體和設(shè)備設(shè)施。

3.2.1AAO工藝特點(diǎn)脫氮除磷效果好，冬季氨氮、總氮不穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較高。工藝優(yōu)點(diǎn)主要有：①在硝化與反硝化工藝系統(tǒng)中可以稱為同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時(shí)間少于氧化溝工藝；②污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；③厭氧段、缺氧段只能輕緩攪拌，并不增加溶解氧濃度。工藝缺點(diǎn)主要有：①脫氮、除磷效果難以再提高；②工藝流程復(fù)雜，占地面積大，需加深度處理工藝才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理構(gòu)筑物多，運(yùn)行管理繁瑣；③當(dāng)水質(zhì)、水量變化較大時(shí)，系統(tǒng)耐沖擊能力較生物轉(zhuǎn)盤差；④由于其推流的池型結(jié)構(gòu)，對(duì)水質(zhì)變化的緩沖能力較差；⑤脫氮效果受混合液回流比大小影響，電耗高，除磷脫氮效果則受回流污泥中挾帶溶解氧和硝酸態(tài)氧的影響；⑥水溫在10℃～12℃脫氮比較困難，碳氮比低于4無(wú)法滿足脫氮要求，水溫8℃～10℃無(wú)法達(dá)標(biāo)；⑦需要增加深度處理，投資成本高[1]。

3.2.2MBBR工藝脫氮除磷效果一般，冬季氨氮、總氮不穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力一般，運(yùn)行費(fèi)用一般。工藝優(yōu)點(diǎn)主要有：①適合污水處理廠的擴(kuò)容；②適合現(xiàn)有城市和工業(yè)污水處理廠的新建和升級(jí)改造；③具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少、無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點(diǎn)，又具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。工藝缺點(diǎn)主要有：①需要增加深度處理，投資成本高；②操作運(yùn)行困難，經(jīng)常出現(xiàn)由于池內(nèi)進(jìn)氣分布不均勻，而導(dǎo)致局部填料堆積現(xiàn)象；③填料掛膜與曝氣量大小相關(guān)，操作時(shí)容易導(dǎo)致掛膜緩慢和脫落；④填料格柵板容易堵塞，影響污水廠運(yùn)營(yíng)；⑤水溫在10℃～12℃脫氮比較困難，碳氮比低于4無(wú)法滿足脫氮要求，水溫8℃～10℃無(wú)法達(dá)標(biāo)[2]。

3.2.3BBR工藝脫氮除磷效果很好，全年出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，抗沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較低。工藝優(yōu)點(diǎn)主要有：①比傳統(tǒng)工藝氮、磷、COD去除效率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；②所需曝氣量小（溶解氧為0.1mg/l—1.0mg/l），運(yùn)行成本低；③污水停留時(shí)間短、占地面積小；④全過(guò)程無(wú)須設(shè)置獨(dú)立除臭裝置；⑤水溫8℃～12℃以上，能達(dá)到高效處理，穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；⑥比傳統(tǒng)工藝回流比低，節(jié)省電耗；⑦不易發(fā)生污泥膨脹；⑧限氧曝氣池容僅為A2/O工藝生化池的1/2—1/3；⑨污泥產(chǎn)量少。工藝缺點(diǎn)主要有：需每日投加營(yíng)養(yǎng)劑，從而產(chǎn)生少量費(fèi)用，但每噸水投加營(yíng)養(yǎng)液成本0.03元/m3。

3.3比選結(jié)論

考慮污水處理廠要求脫氮除磷率較高，尤其在冬季低溫條件下，仍要能夠保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，且實(shí)施進(jìn)度緊張，經(jīng)比較，BBR工藝在項(xiàng)目總投資和噸水成本中占有較大優(yōu)勢(shì)，處理效果可靠，且實(shí)施簡(jiǎn)單快捷，新增的主要設(shè)備均可直接增設(shè)于現(xiàn)狀生化池池頂、或設(shè)備間內(nèi)，無(wú)須再新增建構(gòu)筑物，最大程度縮短了建設(shè)工期，降低了改造工程實(shí)施的復(fù)雜度，故選擇“BBR工藝”作為滄州市運(yùn)東污水處理廠提標(biāo)改造工程的改造工藝方案，改造后的工藝流程如圖1所示。

4結(jié)語(yǔ)

為深入了解BBR工藝在污水處理中的運(yùn)行效果，建設(shè)單位分別兩次對(duì)BBR工藝進(jìn)行調(diào)研。通過(guò)實(shí)地調(diào)研及分析，認(rèn)為：①BBR工藝改造施工便捷，4家污水處理廠調(diào)試期間出水氨氮、總氮去除率均較高；②BBR工藝與傳統(tǒng)A2/O相結(jié)合的工藝，能滿足滄州市政府要求的出水排放標(biāo)準(zhǔn)；③BBR的工藝方案能實(shí)現(xiàn)滄州市政府規(guī)定的完工期限；④基于傳統(tǒng)生化處理基礎(chǔ)上的BBR工藝改造，較傳統(tǒng)活性污泥法擴(kuò)容減負(fù)改造方案更節(jié)省基建投資。所以，基于傳統(tǒng)生化處理基礎(chǔ)上進(jìn)行的BBR工藝改造更適用于運(yùn)東污水處理廠提標(biāo)改造工程項(xiàng)目，運(yùn)用該工藝技術(shù)實(shí)施的改造后工程，能夠保證出水水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]王培培.城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造工藝的思考[J].化工管理，2019（32）：96.

[2]鄧穎輝.天津城鎮(zhèn)污水處理廠地方標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造技術(shù)[J].科技資訊，2017，15（9）：121-122.

作者:楊磊 單位:青海潔神環(huán)境科技股份有限公司武漢分公司