潞安集团后勤中心污水处理厂提标改造工程

郭 强（山西潞安矿业集团公司建设中心，山西长治046204）

潞安集团后勤中心污水处理厂提标改造工程

郭 强（山西潞安矿业集团公司建设中心，山西长治046204）

根据长治市重点流域水污染防治规划实施方案，潞安集团后勤中心污水处理厂采用A2/O/MBR工艺进行提标改造，使出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准提升为一级A标准。

污水处理；A2/O/MBR；一级A标准

潞安集团后勤中心污水处理厂始建于1993年，处理工艺为：气浮-过滤-活性炭吸附。随着处理水量增加和排放标准的提高，2006年进行“生化处理”扩容改造，扩容后设计处理能力为10000m3/d，实际进水量为7500m3/d，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。根据长治市人民政府办公厅关于印发长治市重点流域水污染防治规划（2011-2015年）实施方案的通知（长政办发〔2013〕4号），要求对污水厂进行水质提标改造，使出水水质达到最高要求一级A标准。

1 污水处理厂提标前状况

污水处理厂提标前主要采用SBR工艺，通过生物反应降解有机物和去除氨氮。提标前出水水质为：CODcr=27mg/L，BOD5=15mg/L，SS=18mg/L，氨氮=15mg/L（夏季）、8mg/L（冬季），TN=20mg/L，TP=1mg/L。

由于SBR工艺设计的局限性，反硝化反应未能正常进行，NO3-N在出水中大量积累，造成总氮数值偏高。加上生物反应应受气温影响较大，在气温较低的冬季 （水温最低为12℃），微生物的代谢速度明显变慢，去除效率降低。

从污水处理厂出水水质分析来看，若提高出水标准为一级A标准，需进一步对有机物、SS和氨氮、TN、TP进行去除，其中SS、TN、TP是此次污水处理厂出水提标的主要控制性因素。

2 提标改造需要解决的问题

2.1 增加处理措施或改造生化池，着重进行脱氮

根据现有出水情况改造，在工程中应着重考虑总氮的去除问题，增加脱氮设施或改造现有生物处理池，保证出水总氮达标。

在脱氮过程中应考虑碳源问题，由于生物脱氮系统通过加碳源为电子供体，利用原污水中的基质作为反硝化的电子受体。由于在二级处理过程中，可作为碳源利用的有机物已经被最大程度地去除，因此需外加碳源才能保证反硝化进行。而通过改造现有生物处理池为A2/O，增加MBR膜生物反应器，有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率提高，可以有效解决脱氮问题，避免投加碳源。

2.2 去除有机物和总磷

膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率。

为保证改造后能稳定达到的出水标准要求，在生化池中或后端投加化学药剂，进行化学除磷。

2.3 增加设施，保证悬浮物达标

根据一级A标准出水要求，悬浮物应降到10mg/L以下，需增加处理设施，去除出水中的固体物质、TP和浊度，保证出水水质。

2.4 减少升级改造的占地面积

由于该污水处理工程在原设计规划时未考虑升级改造的要求，因此厂区可利用的空闲场地较少。在增加必要的处理构筑物的同时，应考虑工艺的占地情况，来减少新增用地，避免进行征地。

3 提标改造工艺

根据本污水处理站进水水质和出水要求，选择技术可行、经济合理的工艺组合方案为A2/O/MBR工艺。A2/O/MBR工艺不仅能够保证稳定出水达标，而且在此基础上可以提高一倍的处理量。处理流程简单，工艺控制也较为简单，土建及占地较省。只要保证膜的质量以及正确的膜清洗操作，将会达到较为完美的处理。

3.1 A2/O生物脱氮除磷工艺[1～2]

该工艺是典型的常规脱氮除磷工艺。A2/O工艺是在生物反应池中人为地形成厌氧、缺氧、好氧生物环境。在好氧条件下，有机物被降解的同时，污水中的有机氮被异养菌氧化为氨氮，在供氧充足的条件下，氨氮再被硝化菌氧化成硝态氮，产生的能量用于合成新的硝化菌细胞。在好氧条件下产生大量的硝酸根，通过混合液回流到缺氧段。

在缺氧条件下，反硝化细菌利用硝酸根为最终电子受体，氧化水中的有机物，用于产能和增殖，与此同时，硝酸盐被异化还原成氮气，从水中逸出，从而达到除氮的目的。

在厌氧条件下，在产酸菌的作用下，进水中的部分有机物被转化成低分子有机物，聚磷菌在厌氧压抑状态下分解体内的多聚酸盐产生能量并释放出大量的磷酸盐维持聚磷菌的代谢。聚磷菌是活性污泥在厌氧、好氧交替过程中大量繁殖的一种好氧菌。在好氧条件下，聚磷菌所吸收的有机物被氧化分解并提供能量，同时从污水中摄取比厌氧条件下所释放的更多的磷（叫超量吸收磷），将磷以聚酸盐形式贮藏在细胞内，形成高磷污泥，通过剩余污泥系统排出，从而达到除磷的目的。

A2/O工艺不但能有效的去除磷和氮，而且COD、BOD和SS去除效果也优于常规的活性污泥法，还可以提高污泥的沉降性能。

3.2 MBR（膜生物反应器）工艺[3～4]

膜-生物反应器是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。一体式膜生物反应器具有出水水质好、占地面积省的特点。该技术通过膜组件的高效分离作用，大大提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌的出现，提高了生化反应速率。同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而基本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突出问题。

在膜生物反应器中，中空纤维膜组成的膜组件浸放于好氧曝气区中，由于中空纤维膜的孔径可完全阻止细菌的通过，所以将菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，只将滤过的水汇入集水管中排出，从而达到泥水分离，免除了二沉池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度和COD及有机物均得到有效的去除，保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质。

3.3 提标改造后工艺流程

污水处理厂提标改造后，生活污水首先进入调节池，然后经过粗、细机械格栅，将水中漂浮的大的悬浮物进行拦截，防止其进入提升井内将泵及管路堵塞。经过机械格栅后的生活污水进入提升井，污水经提升泵提升到旋流沉砂池，除去较大的砂粒，出水进入转鼓细格栅去除纤维类物质，防止膜的堵塞。转鼓细格栅出水自流入生化处理单元（A2/O/MBR）进行处理。

污水分别进入A2/O生化处理系统（原来四组SBR池合并改造而成），在A2/O池中微生物对污水中的有机污染物、氮化物进行分解和去除后，混合液流入MBR膜池，清水通过抽吸水泵抽吸透过MBR膜。

MBR池利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。

MBR池剩余污泥排入污泥浓缩池，泵入压滤机压滤脱水，污泥脱水干化后集中外运处置。

MBR池出水经消毒后进入回用水池，部分回用，剩余部分外排至淤泥河。

4 处理结果

项目提标改造后，山西省长治市襄垣县环境监测站对潞安集团后勤中心污水处理厂出水水质进行了采样分析，得出出水水质均符合 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准的要求，CODcr去除率为87%、BOD5去除率为88%、氨氮去除率为83%、悬浮物去除率为97%、总磷去除率为89%、总氮去除率为81%。

[1]肖文涛.污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展[J].环境保护与循环经济，2010（11）.

[2]郝 静，熊 黎.浅谈各种污水处理工艺的生物脱氮除磷效果[J].西南给排水，2014（05）

[3]刘 岩，李志东，蒋林时.膜生物反应器（MBR）处理废水的研究进展[J].长春理工大学学报（自然科学版），2007（01）.

[4]李学彦，魏明岩，李 麟，赫俊国.一体式膜生物反应器（MBR）处理生活污水的研究[J].环境科学与管理，2016（04）.

X703

A

2095-2066（2016）35-0001-02

2016-11-29

郭 强（1984-），男，工程师，硕士，主要从事地面工程管理工作。