氧化沟-MBR工艺处理县城污水工程实例分析

陶刚

摘  要：安龙县城西污水处理厂在不新征建设用地的基础上进行技术提升改造，采用“MBR+消毒工艺”作为主体工艺将污水处理厂现状的一级B标排放标准提升到一级A标排放标准，为区域社会经济可持续发展创造良好的条件。

关键词：污水处理厂;水质;提标改造;MBR工艺

中图分类号：X703 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）24-0099-02

Abstract： On the basis of no new construction land， the Chengxi Sewage Treatment Plant in Anlong County carried out technical upgrading and transformation， and adopted "MBR+disinfection process" as the main process to raise the current discharge standard of the sewage treatment plant from the first class B standard to the first class A standard， so as to create good conditions for the sustainable development of regional society and economy.

Keywords： sewage treatment plant; water quality; standard lifting transformation; MBR process

1 工程概況

安龙县已经建成投入使用的污水处理厂有城东污水处理厂和城西污水处理厂;总设计处理能力为11000m3/d。其中：2006年9月建成的城东污水处理厂设计处理能力为5000m3/d，采用的处理工艺是生物湿地法处理工艺。2010年12月建成的城西污水处理厂设计处理能力为3000m3/d，采用的处理工艺是氧化沟处理工艺。2014年12月建成的城西污水处理厂二期工程设计处理能力为3000m3/d，采用的处理工艺是氧化沟处理工艺。

按照国务院《水污染防治行动计划》（国发【2015】17号）、《省人民政府关于印发贵州省水污染防治行动计划工作方案的通知》（黔府发【2015】39号）、《关于印发贵州省2017年水污染防治年度实施方案的通知》（黔水污防办【2017】2号）等文件要求，为持续改善全省水环境质量，确保顺利完成水污染防治行动各项目标任务，重点湖泊、重点流域水库等敏感区域城镇污水处理设施，2017年底前全面达到一级A排放标准。新标准对安龙县地区的城镇污水处理厂出水提出了较高标准要求，改善安龙县地区周边及下游的水体环境质量，保护安龙县得天独厚的旅游、投资环境，创造健康和谐的生活，安龙县城西污水处理厂提标改造工程的建设已势在必行。

通过对城西污水处理厂的运行现状和建设条件进行分析，提出了污水处理提标改造方案，使其出水达到一级A标后排放：对奥贝尔氧化沟进行改造，在其后增设膜池及其附属设备间，提标改造后的核心工艺为氧化沟-MBR工艺;同时改造紫外消毒设备;使污水处理厂出水达到一级A标。

2 污水处理工艺优化比选

2.1 改造前排水存在问题

安龙县城西污水处理厂主要存在的问题如下：

（1）污水处理厂部分设备老化，致使污染物处理效率偏低[1];（2）厂区奥贝尔氧化沟采用转碟曝气，曝气效率较低，厂区脱氮效果差;（3）城西污水处理厂排放标准偏低，为一级B标，急需提标改造，增设深度处理设施，以达到一级A标排放。

2.2 提标改造工程进出水水质

（1）污水进厂水质的确定：根据污水处理厂近2年进水水质统计分析，安龙县城西污水处理厂进水水质为：BOD5≤120mg/L;CODcr≤250mg/L;SS≤110mg/L;NH3-N≤28mg/L;TP≤3mg/L; TN≤32mg/L;PH≤6-9。（2）安龙县城西污水处理厂污水厂出水执行一级A类标准，即污水出厂水质指标为：BOD5≤10mg/L;CODcr≤50mg/L;SS≤10mg/L;NH3-N≤5mg/L;TN≤15mg/L;TP≤0.5mg/L;PH≤6-9;粪大肠菌群数≤103个/L。动植物油≤1.0mg/L，石油类≤1.0mg/L。

2.3 污水处理方案优选

根据工程特性和规模，设计优选“MBR+消毒”“卡鲁塞尔2000氧化沟+BAF+UF+消毒”和“CASS+微絮凝沉淀+V型滤池+消毒”三种方案进行对比分析，即：

2.3.1 方案一“MBR+消毒”工艺

优点：（1）是目前最先进的水处理工艺;出水水质标准高[2-3];（2）出水水质非常稳定，抗冲击负荷高，保证再生水使用的安全可靠性;（3）除磷脱氮效果最好，处理效率高;（4）构筑物少，可省去二沉池和深度处理工艺，占地面积小;（5）自动化程度高，运行管理方便，减少管理人员;（6）膜过滤精度高，细菌可以被滤除，消毒剂用量明显减少;（7）剩余污泥量少，减少二次污染，污泥处理费用低。

缺点：（1）投资相对较高;（2）运行成本较高。

2.3.2 方案二“卡鲁塞尔2000 氧化沟+BAF+UF+消毒”

优点：（1）出水水质标准高，抗冲击负荷一般，保证再生水使用的安全可靠性;（2）除磷脱氮效果较好;（3）膜过滤精度高，细菌可以被滤除，消毒剂用量明显减少。

缺点：（1）构筑物占地面积大;（2）后续污泥处理工作量大;运行费用最高;投资最高;（3）滤池需要周期反冲洗;滤料定期更换;（4）污泥排放量大。

2.3.3 方案三“CASS+微絮凝斜板沉淀+V型滤池+消毒”

优点：（1）目前采用的工艺之一，有成熟的运行经验;（2）除磷脱氮效果较好;（3）自动化程度高;（4）投资最低;（5）运行成本最低。

缺点：（1）抗冲击负荷低;（2）污泥排放量较大;（3）构筑物占地面积大;（4）管理水平要求高，对出水水质影响较大;（5）滤池需要周期反冲洗;滤料定期更换。

从上述对比分析可知，三种方案都有各自的优缺点。考虑到安龙县地区的特殊地位，本方案比选中把保证高标准出水水质和出水水质的安全可靠性作为方案比选的首要因素，同时综合分析技术先进性、投资、运行管理、运行费用、占地面积、污泥处理等多方面的因素。

通過上述分析可以看出，方案一（MBR+消毒工艺）采用目前世界上最先进的膜生物反应器工艺，优质的出水水质对湿地公园的生态保护意义重大，有效保证高标准的出水水质及再生水回用的安全可靠性，自动化程度高，占地节省，运行管理方便，污泥排放量少，只是投资略高，但也在可以实施接受的范围内，而且随着膜生物反应器工艺的普遍应用，占投资比例较大的膜的生产成本将大幅降低，膜更换的费用也随之降低，因此本初步设计将方案一“MBR+消毒”污水处理工艺作为推荐方案。

3 提标改造方案

安龙县城西污水处理厂提标改造在原厂址上进行提标改造，提标改造规模：6000m3/d（2020年），出水水质达到一级A标准。

3.1 原氧化沟系统改造

将原有的奥贝尔氧化沟设备更换，拆除沉淀区，形成生化组合池;其主要组成部分为厌氧区、缺氧区、好氧区成，其主要功能是去除污水中的有机污染物及氮、磷等污染物。设计总平均流量：69.4L/s，分2组，每组设计总平均流量：34.7L/s。

（1）厌氧区。预处理出水进入配水井，与缺氧区的进水同时进入厌氧区，使饥饿高效的活性污泥会快速吸附原水中的溶解性有机物，并对难降解的有机物起到良好的水解作用。同时，污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放，活性提高，为好氧条件污泥对磷的大量吸收作准备。平面净尺寸：3.8×9.6m（2座）;池深：4.0m;有效水深：3.65m;水力停留时间：2.1h。（2）缺氧区。反硝化菌在缺氧的环境下，利用污水中的有机污染物作为碳源，将回流混合液中大量的硝态氮还原成氮气，完成脱氮过程。与此同时，BOD5浓度下降。平面净尺寸：7.8×9.6m（2座）;池深：4.0m;有效水深：3.7m;水力停留时间：4.4h;缺氧区污泥回流比：200%。（3）好氧区。好氧区中大量繁殖的活性污泥微生物，降解和吸附水中有机污染物质，以达到净化水质的目的。好氧区内设曝气器。平面净尺寸：11.6×9.6m（2座）;池深：4m;有效水深：3.60m;水力停留时间：6.40h;好氧区混合液回流比：400%;曝气量：1750Nm3/h。

3.2 MBR膜池

MBR膜池是利用膜对反应池内含泥污水进行过滤，实现泥水分离，同时强化系统生化功能。一方面，膜截留了反应池中的微生物，池中的活性污泥浓度大大增加，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，得到高质量的出水。膜池平面净尺寸：膜池配水渠：6.68×1.0m（1座，半地下式钢砼结构，地下0.8m）;膜池：14.4×3.34m（2座）;清洗池：30m3（1座）; 出水池：60m3（1座）;池深：4.0m;有效水深：2.9m;设计平均通量：17.7L/m2·h;水力停留时间：1.5h;膜池污泥回流比：500%。膜池系列数：2列，每系列可单独运行;每系列膜箱数：16组，膜吹扫风量：2875Nm3/h，气水比：11.5：1。

3.3 MBR膜设备间

MBR膜设备间主要用于放置产水泵、CIP（在线清洗）泵、剩余污泥泵、在线化学清洗加药系统、化学除磷系统以及其他辅助设备，同时合建有鼓风机房、电控室和值班室等。MBR膜设备间为地上式框架结构，其中：（1）膜设备间平面尺寸：16.5m×6.3m，高5.0m;（2）鼓风机房平面尺寸：10.3m×6.3m，高5.0m;（3）电控室平面尺寸：6.2m×6.3m，高5.0m;（4）除磷系统PAC投加量：35mg/L。

3.4 新增膜格栅

膜格栅可以充分过滤污水中通常含有的纤维类杂物，该类污染物可以对MBR工艺中微滤膜产生绕丝等不利影响，极大地提高了后续MBR膜生物处理工艺的可靠性，对于后续膜处理单元的正常运行起到非常重要的保护作用。膜格栅渠前后装有插板闸门以便格栅检修。运行时膜格栅拦截的栅渣经过溜槽进入高排水螺旋压榨机，压实后排入栅渣箱。主要参数：（1）膜格栅渠进水井：平面净尺寸：2.6×1.5m（1座，地上钢砼结构）;池深：2.0m;（2）膜格栅渠：平面净尺寸：6.6×1.5m（1格，地上钢砼结构）;池深：2.0m;（3）格栅间隙：1mm;栅前水深：0.9m;（4）出水井：平面净尺寸：2.6×1.5m（1座，半地下钢砼结构）;池深：6.0m。

4 结束语

根据安龙县城西污水处理厂现有设施情况及运行管理水平，经技术、经济等方面对比分析，优选“MBR+消毒工艺”作为主体工艺进行污水出厂提标改造，出水可稳定达到一级A标排放，具有非常良好的工程实践应用效果。

参考文献：

[1]薛涛，俞开昌，贾海涛，等.厌氧/氧化沟/MBR工艺处理城市污水研究[J].中国给水排水，2014，30（17）：89-91.

[2]邹龙生，牛耀岚，唐婧，等.改良型氧化沟工艺处理县城废水的工程实例[J].水处理技术，2020，46（04）：128-132.

[3]王永美.污水处理技术中MBR的应用及进展研究[J].科技创新与应用，2015（17）：140.