某污水处理厂浙江标准改造实例分析

楼仁有，龚向红，朱黎琴

(1.义乌市水务建设集团公司, 浙江 义乌 322000;2.义乌市水处理有限责任公司, 浙江 义乌 322000)

1 项目背景

义乌市稠江污水处理厂于2010年7月投运，设计处理规模15万m3/d,2015年1月完成提标改造并通水运行，采用倒置A2/0二级生物处理工艺(分点进水倒置式，3.75万t/组×4组)+高效沉淀池+纤维转盘滤池，出水达到国家一级A标准。但随着浙江省《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》的实施，对水质要求提高，因此对该污水处理厂进行工艺改造。

2 原有工程实际运行情况

2.1 原有工程污水处理工艺流程

图1 原有污水处理工艺流程

2.2 原有工程设计进出水水质情况

稠江污水处理厂进水生活污水与工业废水比例约8∶2，设计进出水水质见表1。

2.3 排放标准

稠江污水处理厂出水标准由《GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，提升至浙江省《DB 33/2169-2018城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》表1限值。

表1 稠江污水厂设计进出水水质 (mg/L)

表2 主要污染物排放标准 (mg/L)

2.4 改造工程现状分析

2.4.1 进出水水质水量分析

根据现有运行资料，稠江污水处理厂近三年进水量均值为14.4万m3/d，负荷率为96.1%，进水B/C比约0.35，污水的可生化性较好。进水水质中氨氮、总氮、总磷均值在设计标准范围内，但仍有部分时段超过进水设计标准。

表3 2017年1月—2018年12月稠江污水处理厂进出水水质均值

从2017—2018年出水情况分析，出水CODCr、氨氮基本达到浙江标准要求，但是总氮、总磷月均值仍有部分月份接近或超出浙江标准，根据2017年1月—2018年12月日均值统计分析，总氮、总磷无法达到浙江标准要求。

2.4.2 污水处理工艺

稠江污水处理厂进水水质的波动较大，部分时段进水氨氮、总氮、总磷超过设计，生化池工艺由于采用倒置A2O+高效沉淀池+滤布滤池工艺，虽进水中B/C较好，但在当前的进水条件下，总氮、总磷尚无法稳定达到浙江标准排放，必须进行总氮、总磷去除功能优化。

2.4.3 控制稳定性

由于进水水质波动明显，出水水质波动较大，尚需改善水质达标稳定性。稠江污水厂现有过程仪表偏少，工艺运行参数仪表只有DO和MLSS仪，且部分设施、设备无法正常运行，在浙江标准的严格要求下，过程仪表和设备、设施保障不足，水质达标稳定性欠缺。

表4 2017—2018年出水水质日均值浙江标准达标率

3 工程改造方案

水质提标改造与新建污水处理厂不同，升级改造问题相对复杂，通常情况下要考虑3个问题[1]：①尽量利用原有构筑物，降低投资；②工艺运行可靠，稳定性强；③处理效率高，能耗低。

3.1 总氮、总磷去除率优化工艺设计

3.1.1 强化总氮的去除效率

浙江标准中对总氮的要求有了显著的提高，出水总氮由15mg/L提高到12(15)mg/L，总氮的去除成为水质提升的难点。

总氮去除应优先进行工艺控制优化，主要措施有提高生化池污泥浓度，增加反硝化菌群总量；增加缺氧容积；降低好氧区回流液溶解氧；碳源充足时，加大硝化液内回流比(100%～300%)等。

为应对进水总氮超设计负荷或C/N比不足时导致的总氮控制风险，新增一套碳源投加系统，含30m3碳源储罐2个、隔膜计量泵(0-500L/H)4台、配套流量计等仪表及自控软件系统，具备远程启停、远程变频投加及就地可控的基本功能，投加点设置在回流液与缺氧池进水充分混合以后。在AAO池出水端新增氨氮和硝氮二合一分析仪2台，可实时监测生化池出水氨氮和硝氮，有利于生化池工艺控制和碳源投加量的精确控制。

3.1.2 加强总磷去除效率

总磷就处理功能而言，化学除磷、生物脱氮除磷和深度处理等工艺均可实现工艺升级改造的目的[2]。稠江污水处理厂现有总磷去除分为两部分：A2O池脱氮除磷工艺和高效沉淀池化学除磷。

采用新增同步化学除磷投加系统1套，含30m3碳源储罐2个、隔膜计量泵(0-500L/H)4台、配套流量计等仪表及自控软件系统，投加点设置在二沉池进水端。在二沉池出水新增正磷酸盐检测仪(0.05～15mg/L PO4-P)1台，可实时测量二沉池出水总磷情况。改造后形成了A2O池、二沉池、高效沉淀池三级除磷体系，确保总磷的稳定达标排放。

同时，在中控系统引入自主研发的模糊控制化学除磷加药系统，模糊控制化学除磷加药系统是基于模糊控制理论，通过总磷控制目标值和实际值(出水TP和二沉池正磷酸盐值)之间的差值，通过模糊系统计算，调整二沉池和高效沉淀池除磷药剂加药量，并通过多组调整参数自动改进模糊控制模型，达到稳定精确控制的目的[3]。

3.2 过程控制仪表优化

浙江标准的实施，对各项指标要求明显提高，对工艺运行的控制有了更高的要求。通过在AAO池、二沉池等单元增加DO仪、ORP仪、氨氮硝氮仪和正磷酸盐检测仪等过程控制仪表，加强过程参数控制，提升脱氮除磷效果，能进一步提高进水水质波动及过程工艺异常情况处置时效性，及时有效应对出水水质波动。

3.3 设备、设施改造优化

污水处理设备、设施的高效率稳定运行，是污水处理厂达到处理效果的必备条件[4]，污水厂在浙江标准提标改造中，对于原有的部分设备进行了升级改造，提高了设备运行稳定性。

3.3.1 旋流沉砂池改造保养

稠江污水处理厂原有的旋流沉砂池螺旋输送机腐蚀、磨损严重，提砂管堵塞频率高，冲洗泵故障率高，提砂效果较差，影响后续工艺的稳定运行。对原旋流沉砂池系统进行修理改造，更换风机、砂水分离机、减速机等设备，对减速机、提砂泵等进行维修保养，确保良好的除砂效果，改善了后续工艺段的运行状况。

3.3.2 曝气管刀闸阀维修保养

稠江污水处理厂现有12台DN400/PN10曝气管电动调节刀闸阀，存在问题有：阀门使用年限较长，密封件橡胶磨损老化，阀门漏气；阀门水平安装，导致电动执行器受重力影响，增大阀门开关扭矩导致电动执行器无法正常运行。

将电动调节刀闸阀改装到AAO池上，竖直安装，彻底解决了阀门无法正常运行的问题，并对12台阀门密封件进行了更换保养。

图2 电动调节刀闸阀改造图片

3.3.3 厂区进水泵变频改造

为稳定污水厂进水流量，减少水量波动造成的影响，同时为了降低污水厂提升系统能耗，将原有的2号工频进水泵进行变频改造。

3.4 自控系统优化

自控系统作为污水处理厂运行的大脑，必须具有可靠性和先进性。自控系统进行优化，扩充现有UPS系统。延长异常断电时中控系统待机时间，保证其余PLC分站UPS系统供电，确保中控系统及时掌握、调整过程参数，保证水质稳定。新增设备、仪表和模糊控制等工艺程序融入原有自控系统，并实现就地控制箱控制→PLC手/自动控制→中央控制中心遥控自动化系统三级控制。

4 改造效果分析

稠江污水处理厂浙江标准改造项目自2019年底完成建设施工，从2020年1月1日起正式实行浙江标准。稠江污水处理厂2020年1—6月出水水质浙江标准达标率100%。

表6 2020年1—6月主要污染物出水月均值 (mg/L)

5 经济效益分析

稠江污水厂浙江标准改造工程总工程费用为276万元，从原排放标准提升至浙江标准后，其中电耗、药耗(含碳源、除磷药剂、絮凝剂等)和污泥处置费均有所增加，单位直接运行成本增加约0.15元/t。

6 结语

浙江标准是在国家一级A标准的基础上进一步水质提升，总氮、总磷是城镇污水处理厂水质提升的难点，同时，对污水处理系统的运行稳定性要求进一步提高。污水厂水质提升是一个复杂的系统工程，必须在充分调研的基础上，有针对性地进行提升改造，同时应充分考虑经济性。稠江污水处理厂浙江标准改造项目的成功，为各污水厂新一轮提标提供了切实可行的借鉴。