某海岛城镇污水处理厂的提标改造

祝弼卿

中国葛洲坝集团投资控股有限公司

1 引言

浙江省某海岛是全国10个海洋渔业重点县之一，位于舟山渔场中心，该县城污水处理厂主要的服务对象是城区的生活污水，以及部分水产企业的工业废水。随着当地水环境容量日益减小，环境压力逐渐增大，省、市等各级政府提出了污染物减排的要求，对该原有污水处理厂进行提标改造。提标后的污水处理厂达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准要求。

2 设计规模及水质

根据污水处理厂提供的运行数据和政府有关规划文件，提标改造后的污水处理规模将达到8000m3/d ～9000m3/d，其中鱼产品加工废水约4100m3/d ～4200m3/d，所占比例最高将达到45%～52.5%。考虑到不确定因素，污水处理厂的设计规模定为10000m3/d，变化系数Kz=1.63。

每年的1～6月份和9月下旬～12月份为捕鱼期，在此期间鱼产品加工企业开始生产，鱼产品加工废水盐分、CODcr、氨氮、总氮、总磷含量较高，因此，对于本次一级A标提标改造设计，氨氮和总氮是处理重点也是难点。

3 工艺流程

在分析污水处理厂进水水质周期性高氨氮、高盐分的特点，结合该厂原有污水处理设施的接触氧化工艺对NH3-N、TN及TP的去除有限，综合考虑提标改造工程主体工艺方案为厌氧-缺氧-好氧-辐流式沉淀池-混凝池-物化沉淀池-滤布滤池-紫外消毒，当冬季及捕鱼期TN较高时采用树脂系统对部分出水进一步离子交换，保证最终出水达标，再生液进行反硝化后回流至系统前段。详细工艺流程如图1。

4 主要工艺单体及设计参数

4.1 改造旋流沉砂池

对原旋流沉砂池池壁进行加高，使污水经提升泵提升之后能自流进入后续构筑物。设计尺寸为Φ2.4×5.0m，设计停留时间为30s，表面负荷150m3/m2×h。

4.2 新建调节池

考虑到目前污水处理厂进水水质不均匀，同时海岛地区大潮和小潮时海水倒灌导致进水含盐量过高的情况。本次提标改造设计新增1座调节池，调节污水处理厂的水质、水量，为后端构筑物稳定运行提供保障。

设计参数为：停留时间12h，尺寸37.0m×18.0m×8.0m，推流器4台，功率5.5kW，转速480r/min。

4.3 改造AAO池

考虑到目前生化系统停留时间有限，将原有接触氧化+斜板沉淀池改造成AAO池，将原斜板沉淀池中的斜板及支架拆除，安装微孔曝气盘，增大对CODcr和氨氮的去除能力。

设计参数为：停留时间厌氧1h，缺氧2.7h，好氧7h。气水比6：1，盐分12000mg/L[1]，污泥浓度4500mg/L，BOD5污泥负荷为0.15kgBOD5/kgMLSS·d，氨氮负荷0.02kgNH3-N/kgMLSS·d[2]。污泥回流比100%，混合液回流比300%。

4.4 新建辐流式沉淀池

新建2座辐流式沉淀池作为二沉池，好氧池的出水进入辐流式沉淀池，沉淀池中污泥排入污泥回流泵房，部分污泥回流至厌氧池，剩余污泥排入污泥浓缩池。

设计参数为：表面负荷：0.5m3/（m2·d），平面尺寸：直径7.0m，池总高：4.5m，有效水深：4.0m，刮泥区深：0.35m，泥斗深：1.0m。

4.5 新建混凝沉淀池

新建一座斜板沉淀池作为物化沉淀池，内设置斜板填料，采用多泥斗穿孔管排泥。斜板底部设置空气反冲洗系统。

图1 工艺流程图

表1 提标改造新增运行费用一览表

设计参数为：表面负荷：1.04m3/(m2·h)，平面尺寸：21.0m×21.0m，池总高：5.0m，有效水深：4.5m，数量：1座。

4.6 新建纤维转盘滤池

滤布过滤器主要用于废水的深度处理，采用物理过滤原理去除总悬浮固体，结合投加药剂可去除P、色度等，同时对藻类的去除也有相当的功能，保证出水达标。设计参数为：滤速12m3/（m2·h），平面尺寸7.85m×2.90m×3.50m，数量：2座。

4.7 树脂系统

考虑进水水质冬季负荷增加的现状及提标改造后工艺参数控制难度，总氮出水在冬季及捕鱼期将面临很大的难题，要做到稳定达标的难度很大。故新增了一套3000m3/d的硝酸根树脂交换系统，作为气温较低或鱼产品加工企业生产高峰期导致的总氮不达标时的应急系统，可很好的离子交换吸附水中硝酸根阴离子及少量的磷酸根，从而满足出水总氮指标。

4.8 新建再生液收集池和反硝化反应器

新建一座50m3再生液收集池，及一套再生液反硝化脱氮反应器50m3，外置式MBR 膜分离器。再生采用5%～8%的氯化钠盐水实现树脂的再生，再生液还有高800mg/L～1000mg/L硝酸根及盐（2%）体积50m3/d，先用一调节池收集，再进入反硝化反应器，反硝化反应器由活性污泥驯化后适应该高盐高硝酸根水质后形成大量的反硝化菌群，并投加碳源实现反硝化反应，碳源投加量稍高于理论计算值，类似案例可在17h 内将硝酸根降低至40mg/L以下，考虑到反硝化反应池中兼性菌较多，较高盐分和处于缺氧状态条件下污泥的沉降性不好，增加了一套外置式50m3/d MBR膜分离装置，设有膜组件一套，膜面积360m2材质PVDF 增强丝，可保证反应器中反硝化菌不流失。

5 运行情况

系统2017年2月开始调试运行，在捕鱼期，鱼产品加工企业开始生产，鱼产品加工企业废水的排放致使来水CODcr、氨氮、总氮、总磷含量升高，若不开启调节池、树脂系统及配套的再生液收集池和反硝化反应器三个单元，虽然出水COD 和总磷能够稳定达标，但是出水氨氮和总氮不稳定，不能达标。在7～9月份的禁渔期，鱼产品加工企业大部分停止生产，来水以生活污水为主，为降低运行费用，调节池、树脂系统及配套的再生液收集池和反硝化反应器无需开启，可通过调节混合液回流比、溶解氧等手段也能保证出水达标。

6 运行费用

本项目的实际运行费用主要如下：这里的实际运行费用包括人工、电费、药剂费、大修，折旧等不计，具体见表1。

7 结论

海岛地区鱼产品加工类城镇污水盐分、CODcr、氨氮、总氮均较高，盐分最高时能达到12000mg/ L，但此类废水可生化性较好。鉴于以上案例，通过AAO+二沉池+混凝沉淀+纤维转盘滤池工艺能稳定处理类似高盐分、高氨氮类废水，且案例中的生化池、纤维转盘滤池等的设计参数均比较激进，但也能稳定运行至今，对于进水水质呈周期性变化的海岛城镇污水处理设计具有很好的借鉴作用。