阜南县城市污水处理厂提标改造工程分析

文_曾献章 阜阳市阜南县生态环境分局监测站

根据国家和安徽省的有关规定及总体规划的要求，结合阜阳市环保局水体功能区划表中对阜南县水系的具体要求，谷河水质管理目标为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准。界南河作为谷河主要的支流，其水体水质对谷河有较大影响，而阜南县城污水处理厂尾水直接排入界南河，对水体造成了严重污染。为提高界南河水环境质量，对阜南县城污水处理厂进行提标改造，将尾水水质由一级A标准提高到地表水Ⅳ类。

1 现状分析

1.1 污水厂现状及存在问题

安徽省阜阳市阜南县城污水处理厂位于阜南县城南部，南环路与富陂大道交口东南侧，目前污水主要来自县城城区的生活污水。污水处理厂总建设规模4.0万m3/d，占地面积约4.0ha。采用奥贝尔氧化沟工艺处理工艺，设计出水执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，污水处理负荷率为90%左右。处理尾水排入界南河。污泥处置采用污泥重力浓缩+板框压滤工艺使污泥含水率降低至60%后，外运填埋处置。

1.2 现状水质

根据阜南县污水处理有限公司提供的阜南县城污水处理厂2017年2月～2019年1月的水质监测数据，进水CODcr平均值为210.77mg/L，BOD5平均值为110.55mg/L，SS平均值为104.98mg/L，TN平均值为37.26mg/L，NH3-N平均值为27.90mg/L，TP平均值为3.28mg/L。

如表1所示，阜南县城污水处理厂出水CODcr平均值为21.3mg/L，BOD5平均值为7.18mg/L，SS平均值为6.0mg/L，TN平均值为9.27mg/L，NH3-N平均值为0.94mg/L，TP平均值为0.31mg/L，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准的要求，但是距离地表水Ⅳ类标准仍有一段距离。

表1 水质指标表 ( mg/L)

2 污水处理难点分析

2.1 污水中COD(BOD)的去除

本工程设计进水水质的COD（BOD）已达到一级A标准，其组成主要为难降解物质，采用生物处理技术已无法达到处理目的。因此，需采用物理或化学方法才能达到处理要求。针对本工程，建议在污水处理厂原工艺流程的二沉池后增加一座高效沉淀池，通过混凝沉淀的作用进一步去除COD（BOD）。

2.2 污水中SS的去除

针对SS的处理，主要有混凝沉淀、过滤的措施，在实际运行中，可以针对性地采用单一或集成工艺。本方案充分考虑污水水质，采用高效沉淀池+过滤的处理手段去除SS。由于原处理工艺流程中的深度处理工艺采用滤布滤池，过滤效果一般，因此需要高效沉淀池后增加反硝化深床滤池替换原滤布滤池来满足要求，原滤布滤池可保留备用。

2.3 污水中总氮和氨氮的去除

本工程对污水的出水TN和NH3-N浓度要求较高，通过原理分析， TN和NH3-N的去除也以生物处理脱氮为主，其中NH3-N的去除可以通过提高生物处理段的硝化作用来达到，TN的去除需提高反硝化作用。因此，通过增大原工艺流程中氧化沟的曝气量来提高生物处理过程中的硝化作用进而提高NH3-N的去除率；通过延长生物处理过程中的反硝化时间来提高TN的去除率。

综上，针对NH3-N的去除，需更换氧化沟的曝气设备，增大氧化沟的曝气量；针对TN的去除，需新建一座反硝化深床滤池替换原来的滤布滤池，延长反硝化时间。

2.4 污水中总磷的去除

对于污水中磷的去除主要采用三种途径予以去除：

一是，常规生物处理工艺如传统活性污泥法工艺，通过微生物增殖吸收磷，以剩余污泥的方式排出系统而得到去除。该类工艺磷去除效率较低，一般仅在30%左右，大部分情况下不能满足排放标准的要求。

二是，强化生物除磷技术(Enhanced Biological Phosphorus Removal，简称“生物除磷或 BIO-P”)，通过使活性污泥微生物周期性地经历厌氧和好氧阶段，在其他条件合适时，可以在系统中逐步积累聚磷菌PAO(Phosphate Accumulating Organism)，聚磷菌能过度吸收超过其自身增殖所需的磷量，其实际吸收的量是常规活性污泥微生物吸收磷量的2.5～4倍以上。普通活性污泥中磷含量为1.5%～2.0%(P/VSS)，而PAO能将污泥中的磷含量提高到5%～7%。在进水边界条件合适，设计合理的条件下，生物除磷技术的除磷效果一般可达75%～90%以上。

实践证明，生物除磷技术是一种高效、经济、环保的除磷技术。生物除磷的缺点是受进水水质的影响较大，当水质组成较不利时，如进水短链脂肪酸含量低，或BOD5/TP、BOD5/TN比例较低时，生物除磷效率将受较大影响。

三是，化学除磷技术，即通过加入铝盐、铁盐或石灰等与污水中的磷结合产生磷酸盐沉淀物而得以去除。按投药点相对于生物处理系统前后位置的不同，可分为前置、同时和后置化学除磷等。化学除磷可根据进、出水磷的浓度调节投加量，系统运行灵活，除磷效果稳定可靠；但化学除磷需投加化学药剂，日常运行费用较高，而且将产生大量的化学污泥，增加后续污泥处理处置的费用。另外，投加化学药剂后，水中的盐分增加，对水体也将造成一定的盐污染。因此，化学除磷尽管效果较好，受进水水质影响较小，但由于其运行费用高、产泥量大、对水体有一定的盐污染等缺陷，因此应首先考虑生物除磷工艺，在不加或少加化学药剂的条件下达到深度除磷的目的。

按照《淮河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）的要求，污水处理厂出水总磷要求小于0.3mg/L，采用生物除磷不能确保出水总磷小于0.3mg/L，为此，需要在生物处理系统后设置三级深度处理系统，以进一步降低出水总磷浓度。

针对TP的处理，本方案充分考虑污水水质，采用高效沉淀池+过滤的处理手段去除TP。本次工程改造只需新建高效沉淀池和反硝化深床滤池即可满足要求。

3 污水处理工艺选择

本次提标改造工程的工艺选择如表2所示。

表2 工艺表

根据以上分析，本次阜南县城污水处理厂推荐污水处理工艺采用预处理+奥贝尔氧化沟+深度处理+接触消毒处理工艺，污泥处理采用浓缩调理+板框压滤工艺。深度处理采用高效沉淀池+反硝化深床滤池。

4 工程效益

本次提标改造工程可以在很大程度上削减排入界南河的污染物总量，改善区域水环境质量，CODcr年削减量为292t；BOD年削减量为58.4t；TN年削减量为73t；NH3-N年削减量为43.8t；TP年削减量为2.92t。有效缓解了谷河流域的水污染，改善了地表水体水质，满足了界南河水质管理的要求。