污水处理厂提标改造工程深度处理方案研究

何豫川 安 浩

（中原环保郑州设备工程科技有限公司，河南 郑州 450000）

由于污水处理具有更高的标准，在污水处理厂的提标改造中也面临着更多的难点与瓶颈，如TN、COD、TP等的去除，面对此种情况，就需要采取深度处理的方案。现阶段深度处理的方案有很多中，为了确保深度处理方案具有良好的效果，就需要做好对各种深度处理的方案分析，根据实际的情况做好深度处理的方案合理选择，这样才能够使污水处理厂提标改造工程满足预期要求。

1 项目概况

在某污水处理厂中，其进水主要是市政的生活污水，目前生物处理的单元选择改良性氧化沟的工艺，其具备独立性厌氧区、好氧区与缺氧区，能够实现同步的脱氮除磷处理；二级强化的处理单元选择高效式沉淀池和精密性过滤器的形式。此提标改造的工程设计中，要求规模是8×104m3·d-1，出水的水质按照地表水的环境质量相关标准，要求TN在10mg/L内。此厂现目前进水的水质还没有达到原来的设计值，出水的水质稳定在原来设计方案中一级的A标准；且此厂的进水BOD5/CODcr在0.4左右，BOD5/TN在4.5左右，BOD5/TP在54左右,采取生物法来除碳、脱氮、除磷较为合适[1]。

2 深度处理方案分析

2.1 方案思路

在深度处理的方案中，基于确保设计出水的水质满足目标，对目前处理设施潜力充分挖掘，按照去除的对象对处理工艺针对性地进行选择，防止资源发生浪费。对NH3-N以及BOD去除中，拟采用对目前改良式氧化沟硝化以及碳化过程强化方式；对TN和COD在去除中，拟采用深度处理的单元新增方案；对TP去除中，拟采用对目前处理设施的除磷效果增强为主，辅以深度处理的工艺新增，确保出厂水能够满足TN在10mg/L内的要求。

2.2 方案设计

按照深度处理的要求以及污水厂本身的特点，且和国内案例的调研结果结合，拟采用反硝化式深床滤池和臭氧接触的氧化工艺、反硝化式深床滤池和活性炭的吸附工艺、MBR和臭氧接触的氧化工艺、MBR和活性炭的吸附工艺4个方案。因为O3在对水内有机物降解同时，还能够对出水实现消毒作用，因此方案1和方案4中仅仅对巴氏计量的槽前采取管式加氯处理，对必要余氯补充来保持持久灭菌的能力。为了对进水内残存BOD充分利用，并对外加的碳源补充量减少，对活性炭再生的周期延长，在方案2中，把反硝化式深床滤池在活性炭的吸附池前设置[2]。

2.3 方案工艺分析

2.3.1 反硝化式深床滤池的工艺

共有反硝化式深床滤池1座，设计的流量是3333m3/h，分作6格并联式运行，且配有相应的清水池、废水池以及设备间，其总平面是45.21m×26.6m的尺寸，池有6.9m深；滤料使用的是2-3mm均质的石英砂，且滤床有2.45m厚；过滤的周期是24h，滤速设计是6m/h，且强制滤速是8m/h；其冲洗是气水联合的反冲洗方式，流程是2min单独气洗+8min气水联合的冲洗+5min单独水洗，且水洗是5L/(m2·s)的强度，气洗是25L/(m2·s)的强度，重复进行2次。在反硝化的过程中，所产生大量氮气发生集聚，导致污水会在滤料间出现绕窜现象，影响其和滤膜的有效接触，为了确保脱氮具有良好效果，在每隔4h进行一次驱氮，且每次保持2min的驱氮时间。

2.3.2 MBR的工艺

在MBR的工艺中，主要是新建的后置式好氧/缺氧池和目前改良后氧化沟构建出多级AO的生物池和MBR膜池的运行方式，流量设计是3333m3/h，且膜池到新建好氧池存在500%的回流比，新建的好氧池到缺氧池存在400%的回流比。好氧/缺氧的生物池共有1座，且分2组以并联式运行，其单组平面是36.5m×32.7m的尺寸，池有8m深，缺氧池水力停留的时间是2.5h，而好氧池水力停留的时间是2h。在生物池中，污泥是6g/L的浓度，好氧池存在2:1的气水比。此模式中，MBR膜池也有1座，并分作12廊道以并联式运行，其总平面是73m×46.4m的尺寸，池有5m深；在膜池内一共有108个数量成品膜的组器安装，且单个组器是2100m2的过滤面积，平均达到14.7L/(m2·h)的膜通量，污泥呈现8g/L的浓度。另外，对好氧池的曝气风机和膜池的吹扫风机以集中式进行布置，要求风机房的平面是20m×10m的尺寸[3]。

2.3.3 臭氧接触的氧化工艺

此工艺主要包括臭氧的制备系统、臭氧接触的氧化池、残余臭氧的破坏系统等构成，03主要在接触池中对水中的有机物氧化。共有接触池1座，流量设计是4333.m3/h，且分作2组以并联式运行，其单组的平面是42m×12m的尺寸，有效的水深是5m；对O3的投加按照125kg/h的标准，接触保持60min的时间；对臭氧制备的系统，设计是3333m3/h的流量，将液氧当作原料现场来对O3制备，通过5台臭氧的发生器，要求单台的制备能力达到25kgO3/h。

2.3.4 活性炭的吸附工艺

对活性炭的吸附池，设计的流量是3333m3/h，且分作12组以并联式运行，其每组进行8个数量的吸附器安装，每一个吸附器所控制3m×3m范围的面积；单座的吸附池具有16.4m×42.1m的平面尺寸，池有7.8m深。对每一个吸附器内进行32m3的破碎煤质颗粒类活性炭填充，要求它们平均是3-4mm的粒径，且有效的吸附时间保持30min；活性炭的饱和周期在150d左右，热再生的系统达到12t/d的处理能力。

2.4 不同方案的对比和选择

活性炭的吸附工艺要超过臭氧接触的氧化工艺具有的投资，反硝化式深床滤池的工艺低于MBR的工艺投资；活性炭的吸附工艺低于臭氧接触的氧化工艺所需经营成本，反硝化式深床滤池的工艺低于MBR的工艺具有的经营成本。因为二沉池与新建的MBR膜池都实施固液的分离，则方案3和方案4的功能较为冗杂；方案2尽管可以对饱和炭以再生回用方式实现成本的节约，但对大规模的废水实施深度处理中，还要和反洗、布水、再生等同时配套，因此初期的投资比较高[4]。臭氧接触的氧化工艺能够按照进水的污染物实际负荷对O3的投加量灵活调整，它对水质和水量的冲击负荷具有很强抵抗能力；且臭氧接触的氧化工艺在灭菌消毒方面效果很好，若前端构筑物其出水的CODCr没有达标，此臭氧接触的氧化系统就会开启，对COD降解且消毒，因此综合考虑下推荐使用方案1。

3 结语

综上所述，在某污水处理厂的提标改造工程中，提出4种深度处理的方案，并对4种方案效果和效益实现全面对比，最终选择方案1当作深度处理的方案，它具有显著的优势，值得进一步推广使用。