摘要:在分析某污水處理廠原有工藝設計參數和實際運行情況的基礎上,通過升級改造,將原有一級B標出水改造為一級A標出水,系統能耗卻下降了80kwh/千噸水,詳細介紹了改造的技術方案、內容和效果,可為當前SBR工藝污水處理廠升級改造提供參考。

關鍵詞:污水處理廠,升級改造,脫氮除磷,轉盤過濾器

1、工程概況

某污水處理廠為滿足？城鎮污水處理廠污染物排放標準？（GB18918-2002）的一級A標，對已建成的5萬m3/d的一級B標出水的二級污水處理廠進行脫氮除磷升級改造工程。

1．1、工藝流程

污水處理廠設計運行現狀：5萬m3/d的污水處理廠分兩期建設，一期工程建設規模2萬m3/d，采用厭氧水解+SBR工藝；二期工程建設規模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到一級B標，根據一級A標相關水質指標，按污水處理廠目前的運行狀況需要調整的地方有：

1．2．1、根據現狀進水水質，BOD5/TKN較低，碳源不足，系統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計進出水水質，一期供氣量偏低；

1．2．3、根據現狀進水水質，PH值較低，反硝化所需堿度不足；

1．2．4、原二期設計中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象。

2、原有工藝流程的升級改造：

根據以上情況，確定生物段采用強化二級生物脫氮除磷處理工藝，核心是強化生物脫氮。污水深度處理工藝采用微過濾技術，設計采用盤片式微過濾器，過濾精度達到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池的反應周期中增設缺氧攪拌段，缺氧攪拌段時長0.5h,采用浮筒式攪拌機，同時為提高N的去除率，增設碳源投加裝置一套，確保TN去除所需碳源；為提高硝化反應能力，增設石灰投加裝置一套；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。同時由于原一期DN300風管管徑偏小，設計考慮增設兩路DN300的風管,以減小風管阻力，增大風機使用效率。二期3萬噸/天，P－-SBR反應池采用新增4臺硝化液回泵，缺氧區增設4臺浮筒式攪拌機，增設碳源、石灰投加系統各一套，強化硝化、反硝化效果，從而保證達到一級A生物處理效果。

3、工程實施情況

3．1、一期4個鋼結構SBR反應池，池容17371m3,更換曝氣頭采用輪流更換方式，只對其中一個SBR反應池停水放空，先拆除原有旋混式曝氣頭，再進行鋼結構池體防腐，最后更換新的膜片式曝氣頭，一個鋼結構池體施工周期一個月左右，施工期間其余3個SBR池繼續運行，4個SBR池體輪流施工作業，避免了一期2萬噸/天污水處理廠全部停產，影響整個服務區域正常排水。

3．2、原有4個SBR池運行周期為6小時，分別由兩臺79.8m3/min羅茨鼓風機2路架空DN300的風管間歇供氣，每個SBR池曝氣時間3小時，經核算供氣管道管徑偏小，造成風管噪音比較大，設計考慮另增設兩路DN300的風管,池內曝氣主管也分兩路分別與2路DN300的曝氣主管對接。整個曝氣管路改造完工實際運行后，風管噪音明顯下降，降低了風管阻力，提高了風機使用效率。

3．3、為提高一期CAST池缺氧脫氮能力，初步設計考慮CAST池增設進水缺氧攪拌段，缺氧攪拌時間0.5h,采用污水混流泵干式安裝對進水進行水力攪拌,需在鋼結構池體上兩邊各開DN400孔2個,修正設計為采用諸暨菲達宏宇的立式環流攪拌機,每個池內放置3個3KW的立式環流攪拌機,既節約了安裝時間,又減少了運行費用,避免了鋼結構池體開孔。同時為保持CAST池運行周期6h不變，將沉淀時間由原來1.5h縮短為1h。

3．4、根據進出水核算，二期工程P-SBR池總池容及供氣量均能滿足一級A標出水，只是缺氧區容積稍缺，為此在不改變池容的基礎上，將原來厭氧區改為缺氧區，即將原來P－SBR池的A2/O方式變更為A/O的運行方式；同時為有效減少P-SBR池內回流“短流”現象，將硝化液回流泵由原來主曝氣區回流改裝到SBR區隔墻回流到缺氧區，考慮拆改費用，實際施工采用了新增4臺硝化液回流泵，來自主曝氣區、SBR區硝化液和進水100％～200％混合液回流均進入缺氧段，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、根據進水水質及實際運行情況分析得知：原水B/C比＝0.367，污水的可生化性較好,但是進水TKN=41.9mg/l,BOD5/TKN=2.92<4,(規范要求>4)。原水碳源不充足,較難滿足反硝化要求,為此增設碳源投加裝置一套,分別向一、二期生化反應池投加碳源,通過在進水泵房處增設COD及TKN在線檢測儀來控制碳源投加量。初步設計碳源采用淀粉，考慮易降解性后改用醋酸鈉，設計用量1.2T/天，但實際運行中需根據階段性水質變化情況調整用量，一般控制BOD5/TKN>4，一期4個SBR池分別于進水曝氣時投加，二期2座P-SBR池分別投加于進水缺氧區，連續投加。
3．6、由于硝化反應對進水堿度要求比較高，經核算總堿度應大于250（以CaCO3計）換算成PH>7，通過對厭氧水解出水平均分析得知為6.77,為提高系統硝化反應能力,增設石灰投加裝置一套,投加熟石灰用量為1.5T/D,控制出水堿度應不小于50mg/l,一期進水曝氣階段間歇投加于SBR池中,二期連續投加于2個P-SBR池的主曝氣硝化反應區。實際運行中由于二期P-SBR工藝硝化反應能力比較強,只對一期CAST池進行了堿度的加藥調整。

3．7、盤片式微過濾池為本工程三級處理系統核心單元，設計處理能力5萬噸/天，KZ=1.38,反沖洗水直接排入廠區污水管，平面尺寸：18.7*6.5,采用德國琥珀公司專利產品轉盤過濾器,設備數量4套,設計進水SS濃度<25mg/l,出水ss<5~10mg/l,濾網孔徑10um,水頭損失<0.15m,運轉方式:壓差形成時,間歇運轉(水沖1分鐘,6次/小時)。

四、試運行效果

本工程2008年元月開始建設,2008年8月30日完工,2008年9月3日開始進入工程試運行階段，2008年12月30日通過區環保局竣工驗收。試運行期間加藥裝置連續運行了2周左右，二期反硝化液回流泵沒有運行，轉盤過濾器11月份開始運行，其余設備均正常運行。試運行以來進出水水質見表1、表2。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。



試運行至今整個升級改造工程已初見成效，具體體現以下幾個方面：

4．1、一期采用浮筒式攪拌機，從試運行至今，運行狀態良好，明顯提高了一期系統總的氮效果。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行后，10月份一期出水總氮指標合格率達到了100％。系統總氮去除率從10月份的58％提高至11月份的65％。

4．2、轉盤過濾器經過設備單機調試、中控聯動試運行至今，出水水質得到了明顯改善，經過化驗室連續檢測轉盤過濾器進出水水質數據統計分析表明：轉盤過濾器出水SS<4mg/l,達到了化驗室無法檢測出其含量的程度，由于去除了ss，相應降低了其它指標，11月份轉盤過濾器cod平均去除率達到：32％，總氮去除率達到：11％，總磷去除率達到56％，氨氮去除率達到：17％。

4．3、原一期生化反應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，節能80kwh/噸水，每年可節省150萬元運行電費及維修費用，同時節約變電所、風機房建設費用近200萬元。

4．4、由于原有一期兩路DN300風管管徑偏小，導致整個污水處理廠廠區噪音很大，新增兩路DN300的風管，經過新增空氣管上電動閥聯動調試運行后，風管噪音明顯降低，風管阻力下降，風機效率增加，節能效果明顯。

5、存在問題及改進措施

由升級改造工程試運行情況來看，主要有以下問題：

5．1、石灰、淀粉加藥裝置比較容易堵塞，原設計石灰、淀粉加藥裝置時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、二期共計六個加藥點分別采用6臺計量泵來計量投加和控制加藥，并設置一臺計量泵作為冷備用泵，避免管道、閥門切換等帶來堵塞問題；

5．1．2、加藥設備設置增設停泵自動反洗程序，即停止加藥時，反沖洗電磁閥自動打開，計量泵延時5min繼續用自來水沖洗加藥管道和計量泵，以保證管道內不積存石灰、淀粉等藥液，避免管道堵塞；

5．1．3、加藥溶解罐、儲存罐程序確保一定的攪拌強度，以免罐內石灰、淀粉等存積，同時加藥罐、儲存罐增設檢修人孔、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，沿程拐彎處共設置了5個加藥管道檢修口，在每個檢修口都分別每根管道都增設了放空檢修閥。即使采取了以上措施，在實際加藥裝置運行過程中，還是出現了堵塞問題，主要堵在計量泵入口處Y形過濾器入口，目前采取以下改進措施，有效改進了加藥堵塞問題

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DN50Y形過濾器；

5．1．6、計量泵入口處DN15的Y形過濾器改為DN25，減少吸液管道阻力。

5．1．7、延長反沖洗時間至20min，確保管道內沒有積液。通過以上措施，目前石灰加藥系統已能正常運行。

5．1．8、在以上改造的基礎上，工藝運行時考慮盡量利用工藝原水碳源，減少碳源投加量，實際試運行后二期采用沉砂池出水不經過水解酸化池直接超越至P-SBR反應池，通過此運行工藝改進，二期出水總氮達標率可提高20％左右。減少了碳源的投加量。

5．2、由于轉盤過濾器用于升級改造工程在國內還屬于起步階段，設計運行過程中有些不足之處。

5．2．1、多臺轉盤過濾器運行中必須考慮配水的均勻性；

5．2．2、單臺轉盤過濾器過水能力有限，對于水量變化較大的污水處理廠來說，瞬時過水能力過大部分勢必超越排放，影響出水水質的穩定達標。本工程總投資概算2417.63萬元,通過升級改造后，提高了系統水處理能力，使原有出水一級B標提高至一級A標，然而水處理系統能耗卻降低了80kwh/千噸水，可為當前SBR工藝污水處理廠升級改造提供參考。（無錫市錫山區污水處理廠）