塘西河再生水厂提标改造工程设计

葛 军 （合肥市滨湖新区建设投资有限公司，安徽 合肥 230001）

近年来，由于巢湖流域社会经济发展加快，流域水污染总负荷一直处于高位态势，巢湖湖区富营养化程度虽然有所改善，但仍处于富营养化状态，部分主要入湖河流由于缺乏地表径流，水质仍处于劣Ⅴ类。根据安徽省人大常委会颁布的《巢湖流域水污染防治条例》，自2017年1月1日起在巢湖流域范围内实施《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）。新标准的实施，进一步提高了城镇污水处理厂排放水质要求。目前，塘西河再生水厂排放标准执行一级A标准，不满足《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）要求，尤其是TN、NH3-N及TP指标明显高于标准，因此此次提标改造势在必行。

1 再生水厂现状及存在问题

1.1 现状水量水质

已建的合肥市滨湖新区塘西河再生水厂位于庐州大道以西，塘西河南岸，设计规模为3.0万m3/d，设计为AAO+MBR膜工艺，峰值系数按1.2考虑，高峰设计流量0.417m3/s。塘西河再生水厂实测进水水量为：2016年7月至2017年12月，平均处理水量26001m3/d。

由表1可看出，塘西河出水部分指标能稳定达到一级A标准，其中TN、NH3-N和TP存在较大波动，无法满足《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）中城镇污水处理厂Ⅰ的要求。

1.2 产生问题及原因分析

①水质。通过对实测进出水水质分析，目前塘西河再生水厂运行正常，出水水质可以满足现在的一级A标准，其原因主要是由于采用MBR工艺，曝气充分、泥水分离效果良好。但是，由于进水水质TN、NH3-N及TP指标高于原设计值，以及设计出水标准提高，目前的出水水质中TN及TP，无法达到新的排放标准要求。为保证出水TN稳定达标，拟对一期A2/O生化池进行适当改造，保证充分的反硝化时间，使污水中有机物完全硝化。反硝化深床滤池采用降流式重力过滤，去除悬浮物的效果很好，对于前端SS去除效果不理想的老污水厂有良好的补救作用[1-3]，同时反硝化深床滤池作为本厂A2/O工艺的深度处理工艺，两种工艺相配合可确保最终出水水质稳定达标，尤其是对TN的去除效果明显，在控制外加碳源投量的情况下，可使出水TN稳定在5mg/L以下[4-5]。拟增设有反硝化功能的深度处理流程。为保证出水TP的措施，采用生物除磷辅以化学除磷，同时增设深度处理确保很低的出水SS。

②除臭系统。塘西河再生水厂工程除臭主要针对预处理区和生化池前段及泥处理区2个区域进行。虽然已考虑除臭设置，但箱体内部仍有臭味，其原因是由于部分密封设备老化，导致臭气外泄。同时好氧池和MBR膜池处于敞开状态，底部不断鼓风曝气，致使大量污水中臭气外溢，加之半地下构筑物通风状况不太理想，导致地下箱体内部臭气弥漫，工作环境较差。

③通风系统。塘西河再生水厂地下箱体通风设计换气次数为6～12次/h，箱体内通风设计的换气次数考虑较为富余，从而设备功率较大，若长时间连续开启厂内整体能耗较高。故处于运行费用控制的考虑，通风设备时常处于关闭状态，也是箱体内环境较差的一大原因，为保证水厂保持良好的通风环境，在设置集臭装置的同时设置通风装置，保证通风。

塘西河再生水厂进出水质及排放标准 表1

2 提标改造工程方案

2.1 设计水质

根据《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》，要求塘西河再生水厂设计出水主要指标见表2所示。

塘西河再生水厂改造后设计进出水水质 表2

2.2 工程改造方案

2.2.1 新增除臭系统

厂内产生臭气的主要区域为预处理区、生化处理区及泥处理区等。拟对好氧池及MBR膜池进行加盖密封处理，防止臭气外溢，同时通过管道对臭气进行收集，并输送至新增臭气处理装置。比较多种除臭方法，得出生物除臭技术可以将污水处理厂中的臭气处理干净，并且防止臭气进步的扩散，大大改善生态环境，是一种新型的环保措施[6]。通过研究国际上先进的成功经验以及我国的实际情况，设计出符合生物除臭工艺的除臭系统，可以提升除臭工作效率，改善大气环境[7]。建议采用微生物除臭法集中进行除臭处理，达标后排放入空气。

2.2.2 改造A2/O生化池

改造强化除磷脱氮功能，尤其是提高脱氮效率，增大用于缺氧脱氮的容积；与后续膜池配合完成出水提标功能。同时对好氧池进行加盖密封，防止臭气进入操作层箱体，影响工作环境。

①实验表明，适当提高混合液回流比可有效增加COD、TN、NH3-N和TP的去除率[8]，改造将增大混合液回流比。膜池至好氧区污泥回流比R=100%；预缺氧区到缺氧区回流比R=400%；膜池至厌氧池污泥回流比R=100%；增加A2/O生化池缺氧池容积，将原厌氧区第一格调整做缺氧区，使缺氧池有足够的反应时间。

②原生化池采用两点进水的倒置A2/O运行方式，倒置A2/O工艺缺氧池反硝化不完全，硝酸盐进入厌氧池影响聚磷菌释磷作用，硝酸盐对聚磷菌抑制作用主要表现在反硝化菌对聚磷菌碳源的竞争上，通过硝化液回流位置的调整,将倒置A2/O调整为传统A2/O工艺，消除硝酸盐对聚磷菌释磷影响，同时实现进水优质碳源厌氧池聚磷菌优先利用[9]。改造于原第一格缺氧池增设污泥回流点，于原第二格缺氧池增设混合液回流点，使得生化池能以厌氧-缺氧-好氧的方式运行。

③用玻璃钢盖板对好氧池上方进行密封加盖，通过除臭风管收集臭气进行集中处理。

2.2.3 改造MBR膜池

由于MBR膜池须送至深床滤池，因出水清水池水面标高低于深床滤池进水水面，从MBR膜清水池后须设置提升泵。同时对MBR膜池进行加盖密封，防止臭气进入操作层箱体，影响工作环境。

2.2.4 改造加药间

原PAC投加管堵塞严重，改造将原有PAC投加装置更换为三氯化铁投加装置，由于深床滤池前设絮凝段，增设1台三氯化铁投加装置。投加点分别为预缺氧段起端及深床滤池前端。

现状碳源投加装置仅考虑1台，本次增设2台NaAC投加装置。投加点分别为生化池缺氧段及深床滤池前端。

2.2.5 新建反硝化深床滤池

反硝化深床滤池作为目前新型的深度处理工艺，同时具有去除SS、脱氮和除磷的复合型功能，一池多用，性能稳定，已在国内多座城镇污水处理厂的升级改造中得到应用[10-14]。提标改造需要对水质有更高的要求，原本工艺已无法满足，因此借鉴其他成功的城镇污水处理厂的升级改造所运用的增设反硝化深床滤池。

根据本厂规模增建滤池1座，按3.0万m3/d规模设计，共分为4格，单格滤池净空尺寸B×L=4.2×14.4m。配有1套反冲洗系统，采用气水反冲洗模式进行反冲洗。

2.3 改造后污水处理工艺

塘西河再生水厂改造后污水处理采用以改良A2/O+MBR+深度处理为主体的处理工艺，经过模型模拟，改造后的塘西河再生水厂出水可满足巢湖流域最新排放的要求。

改造后工艺流程如图1所示。

图1 改造后工艺流程框图

3 工程效益

城市污水处理工程是防治水域污染的主要措施之一，其建设和城市经济发展有着密切的关系，创造的价值表现在环境效益之中，更多地表现为潜在的经济效益和社会效益。

3.1 环境效益

塘西河再生水厂主要水污染物减排量 表3

塘西河再生水厂提标改造工程建成后，可改善塘西河河水体质量，提高水资源的利用价值。每年减少污染物的排放见表3。

3.2 经济及社会效益

提标后尾水可用于洗车，绿化浇灌、河道补水等，节约了自来水用水量。同时提高新区环境水平，对改善该地方投资环境、发展经济和增强民众的幸福感具有较大的积极作用。

4 结 语

塘西河再生水厂提标改造工程在原有设施与工艺的基础上，通过优化和调整，满足巢湖流域最新排放的要求，该提升改造方案对于同类已建污水厂的提标改造具有一定的参考价值。