城市污水處理廠提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)

1、城市污水處理廠提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)【摘要】近年來，我國城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到快速發(fā)展，工業(yè)廢水也隨著工業(yè)的生產(chǎn)逐漸的增加。同時(shí)科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，各種新材料和新技術(shù)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，更是造成污水中污染物含量的急劇增長。隨著我國對環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，對城市污水處理廠出水的要求越來越嚴(yán)格，因此提標(biāo)改造成為城市各污水處理廠污水處理的重中之重。本文結(jié)合廣州新華污水處理廠實(shí)際情況，對城市污水處理廠提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望能給今后城市污水處理廠提標(biāo)改造提供有利參考。【關(guān)鍵字】 城市污水處理廠； 提標(biāo)改造； 工藝設(shè)計(jì) 1、引言隨著我國對環(huán)境污染治理的日益重視, 污水處理程度不斷提高已成為必然的

2、發(fā)展趨勢。廣東作為我國經(jīng)濟(jì)大省，工業(yè)生產(chǎn)更是發(fā)達(dá)，但因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的工業(yè)廢水和城市居民日常生活排放的污水也對環(huán)境造成了很大的污染。大量的有機(jī)物質(zhì)存在于工業(yè)廢水中，有的還含有毒物質(zhì)，有害有毒廢水中的有機(jī)化合物，致使城市的水質(zhì)下降和增加了處理成本，嚴(yán)重威脅到城市居民飲用水和人民群眾的健康安全，不僅加劇了缺水矛盾，而且對正在我國實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，后果是非常嚴(yán)重的。城市中現(xiàn)有的污水處理設(shè)備已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的排放指標(biāo)，因此就需要對污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改造，提高處理效率。通過不斷的創(chuàng)新，在技術(shù)上進(jìn)行改造，以達(dá)到處理的排放標(biāo)準(zhǔn)。下面對于城市污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析

3、，在我國大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的政策背景下，對我國城市污水處理具有重要的意義。2、污水處理廠基本概況隨著改革開放大好形勢的不斷深入，我國的污水處理事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。我國的污水處理技術(shù)也由過去只具有去除有機(jī)物功能的污水處理工藝技術(shù)發(fā)展為具有除磷脫氮多功能的工藝技術(shù)。目前污水處理能力最強(qiáng)的省是廣東省，其次是江蘇和山東。廣東的污水處理廠通過進(jìn)行提標(biāo)改造技術(shù)，不僅提高了處理效率，而且對環(huán)境保護(hù)具有重要意義。對城市污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，標(biāo)志著我國污水處理事業(yè)的不斷壯大，標(biāo)志著污水處理技術(shù)在我國發(fā)展的成果，標(biāo)志著我國政府對污水處理事業(yè)的重視，也標(biāo)志著我國污水處理事業(yè)發(fā)展到一個嶄新的階段。2.1、污水處理

4、廠現(xiàn)狀廣州市花都區(qū)新華污水處理廠廠區(qū)范圍內(nèi)的提標(biāo)改造，污水廠現(xiàn)狀規(guī)模為20萬噸/天。工程內(nèi)容包括：花都區(qū)新華污水處理廠現(xiàn)狀規(guī)模為20萬噸/天，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)改造要求為根據(jù)新華污水處理廠現(xiàn)狀出水水質(zhì)指標(biāo)，增加沉淀出水過濾、消毒工程及配套設(shè)施等，新建管道D1220×10D1620×12約600米，出水滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)和水污染物排放限值（DB44/26-2001）第二時(shí)段一級標(biāo)準(zhǔn)的要求（其中，生化需氧量10mg/L,化學(xué)需氧量40mg/L，石油類1mg/L，總氮15mg/L，總磷0.5mg/L，懸浮物10mg/L，磷酸鹽(以P計(jì)) 0.5mg/L，氨氮5mg/L，類大腸菌群數(shù)10

5、00個/L），提標(biāo)改改造工程處理規(guī)模為20萬噸/天。要求：該項(xiàng)目不新設(shè)排污口，與現(xiàn)有一期工程共用一個排放口排放尾水，尾水排放口進(jìn)行規(guī)范化設(shè)置，安裝流量計(jì)量和主要污染物在線自動監(jiān)測裝置，并與環(huán)保部門實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)等。新華污水處理廠污水處理反應(yīng)池如圖1所示圖1 污水處理反應(yīng)池2.2、 污水處理廠改造的必要性1 設(shè)備老化且年久失修過程從長遠(yuǎn)來看，因?yàn)闆]有適當(dāng)?shù)木S護(hù)和管理，造成了污水處理廠設(shè)備有很多不同層次的損壞，對污水處理造成嚴(yán)重影響。還有某些原因，由于資金不到位和有些是領(lǐng)導(dǎo)不夠重視，造成設(shè)備老化不能正常運(yùn)行，不能達(dá)到污水處理的標(biāo)準(zhǔn)。2 處理能力和處理要求不匹配 城市發(fā)展是快速的，與此同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)和生活中

6、排放的廢水中的雜質(zhì)也更加復(fù)雜，處理較以前增加了許多難度。但很多城市的污水處理廠在設(shè)計(jì)過程中沒有考慮到未來城市發(fā)展的狀況，所以在設(shè)施的處理量方面沒有預(yù)留出足夠的空間，無法滿足現(xiàn)有的處理指標(biāo)。尤其是在這個階段中水質(zhì)的要求逐漸提高，因此要對舊污水處理廠進(jìn)行升級改造更新。3 建廠時(shí)調(diào)試沒有到位污水處理廠建成后工藝的調(diào)試過程中是非常重要的，它是保證污水處理設(shè)備的正常運(yùn)行，并能達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。然而，在許多污水處理廠早期建設(shè)的過程中，對工藝的調(diào)試過程沒有給予足夠的重視，調(diào)試不到位，導(dǎo)致在操作后期設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，處理技術(shù)不達(dá)標(biāo)，并且會增加運(yùn)行成本。3、污水處理廠提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)3.1、提標(biāo)改造要求所謂污水

7、廠的提標(biāo)改造就是在現(xiàn)有污水廠不進(jìn)行大規(guī)模的改、擴(kuò)建的前提之下，通過增建處理設(shè)施或改進(jìn)原工藝，來提高污水處理能力和效率。污水處理廠改造一般遵循以下原則：（1）對污水廠的運(yùn)行做全面系統(tǒng)的分析與研究，最大化挖掘原有設(shè)備的潛能，用較少的投入取得較好的效果。（2）充分利用污水廠在實(shí)際運(yùn)行過程中積累的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)（進(jìn)水量、各污染物指標(biāo)、污泥沉降性能、污泥齡等）作為提標(biāo)改造的設(shè)計(jì)參數(shù)。（3）升級改造時(shí)，需要對多種工藝方案進(jìn)行比較，盡量選擇運(yùn)行管理并且效果最優(yōu)、經(jīng)濟(jì)可行的工藝。（4）在提標(biāo)改造過程中盡量不干擾現(xiàn)有工藝的運(yùn)行，確保整個污水處理廠的正常運(yùn)行。3.2、設(shè)備材料1、建筑材料, 地磚,墻磚, 涂料,內(nèi)外墻材

8、料2、氧化溝, 消毒設(shè)備, 池二沉池,配水井及污泥泵,清水池及泵站3、變壓器, 高壓配,電低壓配電, 污泥脫水機(jī)房,鼓風(fēng)機(jī)房4、計(jì)量井, 閥門井,生物除臭,給排水管件5、電器開關(guān), 照明燈,具電纜電線6、粗格柵池,提升泵池,細(xì)格柵池,旋流沉砂池7、污泥干化設(shè)備,污泥泵,刮泥機(jī),除砂機(jī) 8、格柵,泵,閥門, 儀器儀表,自動化控制系統(tǒng), 管材3.3、污水處理廠提標(biāo)改造工藝路線污水處理廠提標(biāo)改造主要包括工藝改造、水力改造和設(shè)備改造，其中最常用的是工藝改造。工藝改造作為污水處理廠提標(biāo)改造的主要方面，其具體措施包括：（1）調(diào)整活性污泥工藝。早期建造的污水處理廠多采用活性污泥工藝，不具有脫氮除磷

9、功能，可以改造成具有脫氮除磷功能的A2/O工藝，改良A2/O工藝、倒置A2/O工藝等，同時(shí)達(dá)到脫氮除磷的目的。目前A2/O及其變形工藝在我國應(yīng)用最為廣泛，是污水處理廠的主要工藝。我國對于A2/O工藝設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行都已經(jīng)具有十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此在選擇工藝升級改造時(shí)，大多數(shù)情況下要優(yōu)先選擇A2/O工藝。若以去除氮優(yōu)先，可采用倒置A2/O；若要減少回流污泥對除磷的影響，可以采用A-A2/O；如果是以去除磷為主要目的，采用多點(diǎn)進(jìn)水倒置A2/O工藝最好。（2）同時(shí)采用活性污泥和生物膜工藝。利用兩個工藝的特點(diǎn)和優(yōu)勢，達(dá)到高效脫氮除磷。通過向好氧池內(nèi)投加填料形成生物膜工藝，兩者形成的復(fù)合工藝對于用地緊張

10、的污水廠改造具有巨大的優(yōu)勢，簡單易行并且不占用新的用地。在A2/O生物池內(nèi)投加懸浮填料，形成了活性污泥法和生物膜復(fù)合工藝，提高了生物池內(nèi)污泥濃度和容積利用率，使其處理能力達(dá)到與其他設(shè)施相適應(yīng)的20 萬m3/d，同時(shí)充分利用填料內(nèi)的微觀厭氧、缺氧環(huán)境，提高了污水中有機(jī)物和氮、磷的去除率。懸浮填料目前是一種新型的填料，可以直接投加在池內(nèi)，不需要另外設(shè)置填料支架防止填料流失，填料掛膜后密度和水接近，只要有比較小的氣量就可以懸浮的水中，與別的填料相比，可以節(jié)省很多成本，也方便以后更新操作。在池底微孔曝氣器曝氣作用下填料處于流化狀態(tài)，這樣既可以增加了廢水與懸浮填料上生物膜的接觸，又由于填料具有切割分散氣

11、泡的作用，增加了氣泡與廢水的接觸，從而提高了氣泡中攜帶氧的利用率。（3）增加化學(xué)處理過程。在沉淀池或污水處理反應(yīng)池內(nèi)投加金屬鹽和聚合物等化學(xué)藥劑，通過化學(xué)反應(yīng)和凝聚作用生成沉淀物，從而去除懸浮物和除磷。（4）增加深度處理工藝。應(yīng)用新型過濾、混凝、沉淀、吸附、氣浮及消毒等工藝，采用曝氣生物濾池工藝和膜技術(shù)，應(yīng)用膜生物反應(yīng)器技術(shù)等。污水深度處理技術(shù)是在污水預(yù)處理及主處理的基礎(chǔ)上，對二級處理水用物理化學(xué)處理法、生物處理法及膜處理法去除二級出水中存留的細(xì)菌、重金屬等危害人體健康的有害有毒物質(zhì)，從而達(dá)到污水的回收和利用的一種處理技術(shù)。污水深度處理可有效地去除SS和TP，并且隨著SS的進(jìn)一步去除，出水中其

12、它污染物指標(biāo)，如BOD5、COD等也可得到進(jìn)一步的去除。污水深度處理作為一種新型的處理方法，常用的方法有混凝沉淀法、砂濾法、臭氧氧化法、離子交換法、膜處理法、活性炭法、催化氧化法、曝氣生物濾池技術(shù)等。（1）混凝沉淀法是深度處理中最常用的工藝，我國大多數(shù)污水處理廠在進(jìn)行升級改造中都使用此方法。利用投加混凝劑將二級處理出水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機(jī)和無機(jī)污染物凝聚成大顆粒的絮團(tuán)，在沉降設(shè)備中進(jìn)行絮團(tuán)和水的分離。（2）砂濾法是一種集絮凝、沉淀、過濾為一體的處理方法，使工藝處理流程更簡單。由于投資費(fèi)用低，在污水深度處理中應(yīng)用越來越多。（3）臭氧氧化法是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，氧化污水中的有機(jī)物，并能去除

13、異味和臭味，主要優(yōu)點(diǎn)就是沒有二次污染，且流程簡單，反應(yīng)迅速。（4）離子交換法是利用液相和固相中離子間的可逆性化學(xué)反應(yīng)分離物質(zhì)，離子交換法能有效地去除離子，但是對大部分有機(jī)物和無機(jī)物無法去除。（5）膜處理分為納濾、超濾、微濾、反滲透，是用一定的具有選擇性分離功能的材料來分離水中污染物質(zhì)，由于膜處理對水質(zhì)適用性強(qiáng)，并且運(yùn)行穩(wěn)定，在運(yùn)行過程中不需要投加其它物質(zhì)，因而不改變分離物質(zhì)的性質(zhì)。（6）曝氣生物濾池技術(shù)是新發(fā)展起來的一種新型生物膜污水處理技術(shù)，同時(shí)具有生物氧化和截留懸浮固體的作用，其容積負(fù)荷和水力負(fù)荷都比較大，水力停留時(shí)間也較短，出水水質(zhì)也好，最重要的是運(yùn)行過程耗能低，費(fèi)用比較少?？傊鬯疃?/p>

14、處理處理效果明顯，一般用于對出水水質(zhì)要求高，出水回用的工程。深度處理雖然效果顯著，但是費(fèi)用更高，必須根據(jù)處理水質(zhì)，工程規(guī)模和出水要求選擇適合的深度處理工藝。3.4、污水處理廠提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行新華污水處理廠采用AAO處理工藝，日處理能力20萬t，出水排放指標(biāo)執(zhí)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級B標(biāo)準(zhǔn)。按一級B標(biāo)準(zhǔn)排放的尾水水質(zhì)仍遠(yuǎn)劣于地表水類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于低碳源、高氮磷污水，造成水體富營養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)較大，須對新華污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，以滿足環(huán)保要求。新華污水處理廠提標(biāo)改造前污水進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示表1 新華污水處理廠提標(biāo)改造前污水進(jìn)、出水水質(zhì)項(xiàng)目 CODBOD5 SSNH3N TP TN進(jìn)

15、水水質(zhì)/(mg /L)24211713438.34.1254.4出水水質(zhì)/(mg /L)44.648.6457.113.271.8923.5去除率/%81.6 58.457.364.2 54.156.8根據(jù)新華污水處理廠現(xiàn)狀運(yùn)行情況，二級處理出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)，但除了COD可達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)均未能達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此，擬對污水處理廠現(xiàn)有二級生物處理系統(tǒng)予以改造，提高對BOD5、NH3-N 、TN、TP的去除率。一般來說，對于常規(guī)城鎮(zhèn)污水水質(zhì)，為使出水達(dá)到一級B 標(biāo)準(zhǔn)，將二級生物處理工藝升級為具有生物脫氮除磷的工藝即可完成，但如果出水水質(zhì)執(zhí)行一級A 標(biāo)準(zhǔn)的話，處理難度會加大

16、，按照要求，新華污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)由城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)和提升為一級A標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，利用新型過濾工藝可以提高對SS 和有機(jī)物的去除率，化學(xué)除磷可以強(qiáng)化對TP 的去除，強(qiáng)化脫氮工藝可以提高TN 的去除率。新華污水處理廠提標(biāo)改造后污水進(jìn)、出水水質(zhì)如表2所示表2 新華污水處理廠提標(biāo)改造后污水進(jìn)、出水水質(zhì)項(xiàng)目 CODBOD5 SSNH3N TP TN進(jìn)水水質(zhì)/(mg /L)24211713438.34.7254.4出水水質(zhì)/(mg /L)26.42.46120.720.829.68去除率/%89.1 97.99198.1 82.682.2從前述中可知，廣東新華污水處理廠提標(biāo)改造

17、后出水中除了COD全年滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)BOD5、SS、NH3-N、TN及TP全年都滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)的要求。本次改造工程設(shè)計(jì)污水進(jìn)、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，工程要求的污水處理程度很高，污水處理工藝的選擇十分重要。污水二級處理工藝對SS的處理效率最高可達(dá)90%，出水中懸浮物的多少直接影響出水中各種污染物的含量，因此必須采取深度處理措施，降低出水中SS指標(biāo)，確保出水中SS達(dá)標(biāo)，對BOD5的處理效率可高達(dá)95%，同時(shí)，根據(jù)國內(nèi)外污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)污水二級處理工藝總氮的去除率約為1025%，總磷的去除率約為1520%，而A2/O污水生物處理工藝TN、TP同步的去除率可達(dá)70%多，但若工藝流程分別以脫

18、氮或除磷為重點(diǎn)，則可以得到不同的氮、磷去除率。根據(jù)以上對各污染指標(biāo)的處理率可見，新華污水處理廠現(xiàn)有污水處理設(shè)施已滿足變化后的進(jìn)、出水水質(zhì)處理要求。4、結(jié)束語本文以廣州市花都區(qū)新華污水處理廠提標(biāo)改造為案例，對污水處理廠提標(biāo)改造設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入探析。提標(biāo)改造后的水回用對于水資源有效利用和環(huán)境保護(hù)具有重要意義，能夠形成水資源的可持續(xù)發(fā)展。提標(biāo)改造工程實(shí)施后，可進(jìn)一步提高珠江流域的水質(zhì)，為城市服務(wù)，為社會服務(wù)，可改善城市市容，提高衛(wèi)生水平，保護(hù)飲用水源，保護(hù)人民身體健康，促進(jìn)城市旅游事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)，該項(xiàng)目的建設(shè)，可改善城區(qū)投資環(huán)境，使工業(yè)企業(yè)不會再因?yàn)樗廴径绊懫髽I(yè)的展，吸引更多的內(nèi)外商投資，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?？梢?，廣州市花都區(qū)新華污水處理廠提標(biāo)改造工程社會效益顯著。參考文獻(xiàn)1 傅德黔,董文福. 我國城市污水處理廠現(xiàn)狀、存在問題及對策研究J.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2008,27(3)：40-422 彭勝華.我國城市污水集中處理的主要問題及對策J.水