西安市第三污水处理厂提标改造成功案例分析

王耀武 赵群英 王舒

摘 要：国家于2006年下达提标改造的公告，西安市第三污水处理厂率先进行提标改造，通过添加初沉池，改用超细格栅，氧化沟内沟改为底曝，增加内回流系统，并在内沟添加生物填料一系列措施进行提标改造，改造后达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级A标准。

关键词：城市污水处理厂；提标改造；脱氮除磷；生物填料

我国于2006年下达污水厂提标改造的公告，公告中要求，城市污水厂的出水水质由以前的《城镇污水处理厂综合排放标准》GB/T18918-2002中的一级B标准提高到一级A标准。这使得各城市污水处理厂都面临着二次改造的问题。目前对于大多数污水处理厂进行提标改造时的难点是在污水厂现有占地面积不变的情况下进行改造，这就要求改造时，尽可能的少建、新建构筑物，对原有工艺及主体构筑物进行改进。西安市第三污水处理厂在没有二次征地的情况下，对原有工艺进行了微改，花费的费用少，改造后运行稳定，并达标排放。

1 工程概况

西安市第三污水处理厂占地337亩，日处理能力15万吨。主要担负西安市东郊 河两岸及纺织城地区25平方公里范围内的生活污水及工业废水。2010年4月，第三污水处理厂在国家节能减排的号召下进行了污水厂的提标改造。由于该厂规划时间较早，近几年西安市的高速发展，使得污水量猛增，到2008年，实际进入到厂区的污水为11～13万吨，雨季时一般在13～15万吨，所以改造时在尽量少建构筑物的情况下，加大处理水量，成为了此次改造的难点。改造时三厂运用向Orbal氧化沟内添加填料的方法，解决了这一难题，这一点值得推广。且改造后各项出水指标均达到了《城镇污水处理厂综合排放标准》GB/T18918-2002中的一级A标准。

2 第三污水处理厂的进出水水质

经过长年的监测运行，西安市第三污水处理厂进、出水水质见表1。

表1 西安市第三污水处理厂进、出水水质

由表1可见，提标改造前出水中的COD与BOD均已达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，SS、氨氮、总氮与总磷不能达标排放。因此改造的重点为脱氮除磷与使SS达标排放。

3 提标改造前后的工艺流程

提标改造前的工艺流程图如图1所示。

提标改造后的工艺流程图如图2所示。

由图1和图2可见，此次提标改造的重点放到了脱氮除磷与SS的去除上，通过添加初沉池与对格栅间的改造实现了SS的达标排放；通过对主体构筑物氧化沟的内部改造实现了脱氮除磷的目的。

4 提标改造的内容、方法与优势

4.1 细格栅间

细格栅间由原来的四组滚筒式细格栅变为现在的两组滚筒式细格栅和两组阶梯式超细格栅（即将原有的两组滚筒式细格栅改为现在的两组阶梯式超细格栅），滚筒式细格栅栅间隙为6mm，阶梯式超细格栅栅间隙为1mm，格栅直径1.84m，格栅倾角55°，细格栅间尺寸16.1×15.3m。细格栅间经过改造后SS去除率可达到85%～95%，有效保证了后续处理流程特别是污泥处理系统的正常运行。细格栅间的改造是在原来的基础上进行的改造，没有增加占地面。

4.2 初沉池

初沉池主要作用是对污水中密度较大的固体悬浮物进行沉淀分离，以达到减轻生物处理构筑物负荷的目的。改造前由于主体工艺为氧化沟工艺，所以前期工程未设初沉池，2010年后，执行一级A类标准后，再加上雨污合流，人口的增加，处理水量增加5万吨，污水中杂质以及漂浮物增加，影响了沉砂池的沉砂效果，造成氧化沟内污泥松散，进而影响了生物处理效果；同时造成活性污泥脱水时成饼率大幅度下降。改造后增加了初沉池，有效地解决了上述问题。

4.3 Orbal氧化沟

4.3.1 增加填料

改造前执行《城镇污水处理厂综合排放标准》GB/T18918-2002中的一级B标准，原有氧化沟的处理能力可以满足标准要求。由于近几年处理水量增加，并且排放标准的提高，造成原有氧化沟的污泥负荷过大。减小污泥负荷的方法一般有两种：（1）增加池容；（2）增加池中的微生物量。由于新建生物处理池既要占用一定面积，初期投资又大。因此增加原池中的微生物量成为主要的处理方案。三厂采用向原氧化沟中添加悬浮填料，达到了增加生物量的目的。

改造时向每座氧化沟的内沟投加填料1100m3，约占内沟容积的30%；为了达到氧化沟内的设计流速，在沟桥上增加了两台内沟推进器（参数：D=1080mm，叶轮转速100r/min，功率N=4.0kW）；为了防止填料进入中沟，在中沟进入内沟处增加了拦网；在出水处的拦网处增加了曝气设施，有效的防止了填料聚集，提高了拦网的过水能力。内沟添加填料后，有效的增加了氧化沟中的生物量，在进水量增加的情况下，没有新建生物处理设备，做到了达标排放。

4.3.2 将Orbal氧化沟内沟改为底曝

由于内沟增加了生物填料，生物量大大增加，所以需氧量也会增加，原来的氧化沟的供氧能力已经不能满足现在的需求，所以将Orbal氧化沟内沟改为底曝。

在池底安装可提升曝气管264根，共计1604个曝气盘，另外配备罗茨鼓风机一台，单台鼓风机参数为：Q=3100m3/h，H=53.9KPa，N=75kW。保证了混合液中的溶解氧浓度，并提高了生物处理系统的抗负荷冲击能力，从而保证整个氧化沟的处理效果。

4.3.3 增加内回流系统

改造后增加了由内沟道回流到外沟道的内回流系统。内沟硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机碳为碳源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-，经回流泵回流到外沟，为外沟提供了NO3-，增加了NO3-含量，促进了反硝化反应的进行，提高了脱氮效果。在转碟前4米转碟后2米分别设置导流板；在增加导流板后，可将表层氧有效的传送至各纵断面，在内沟设置内回流轴流泵3台，单台参数Q=870m3/h，H=2.2m，P=11kW。从而提高氧利用效率；在增加内回流泵后，可以更加有效的完成脱氮；总体上看，可以在达到提高氨氮去除率目的的同时，保证总氮的去除率的效果，所以需要增加内回流系统。

5 结束语

通过对西安市第三污水处理厂升级改造的成功案例分析，对其他类似污水厂的提标改造可提供下列启示：

（1）氧化沟前添加初沉池可有效的降低和去除SS，降低氧化沟的处理负荷。

（2）在Orbal氧化沟内沟添加填料，可以有效增加沟内的生物持有量，在有限的体积下，提高污水的处理量。

（3）Orbal氧化沟内沟增加内回流系统，可更有效的完成脱氮，提高氮的去除率。

参考文献

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作者简介：王耀武（1991-），男，工学学位，研究方向：污（废）水的处理与回用。

*通讯作者：赵群英（1979-），女，讲师，研究方向：污（废）水的处理与回用。

王舒（1992-），男，工学学位，研究方向：污（废）水的处理与回用。