河流微污染水质应急处理系统设计

吴 红，赵秉龙

（1.山东碧清检测技术咨询服务有限公司；2.德州碧清环保科技有限公司，山东 德州 253000）

某河流受到生活污水的微污染，为改善河流微污染水质，有必要开展应急处理系统建设。根据河流污染物排放情况，本项目确定设计处理规模为10 000 m3/d。

1 设计进、出水水质

根据抽取水样的水质检测结果，同时考虑为下游河道预留一定的纳污容量，合理确定设计进水水质。按照环保要求，出水执行《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅴ类标准，主要进、出水水质指标情况如表1所示。主要指标有化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、pH、五日生化需氧量（BOD5）和总磷（TP）。

表1 设计进、出水水质

2 工艺的选择

2.1 工艺比较

河流微污染水质处理方法包括物化处理和生化处理两种，常用工艺包括厌氧-缺氧-好氧工艺（A2O）、膜生物反应器、磁絮凝分离+曝气生物滤池工艺（MBAF）等[1]。各工艺优缺点如表2所示。

表2 工艺对比分析

2.2 工艺确定

该河流受到生活污水的微污染，其流量大，C/N比较低。下面通过对比确定污水处理工艺。

2.2.1 传统A2O工艺

该河流水量大、处理面广，导致工程周期长，污泥驯化时间和难度都不同程度地增加。首先，生化污泥容易被大水冲走，每一场暴雨过后都驯化污泥，投资及维护成本高[2]；其次，微生物驯化前期，微污染河水的C/N比较低，微生物容易因为营养源缺乏而死亡；再者，传统A2O工艺构筑物多，占地面积大，现场没有足够的场地用于建设。

2.2.2 膜生物反应器

首先，因河流水量大，用到的膜组件大增，投资成本高，而且运行成本高；其次，微生物驯化前期，微污染河水的C/N比较低，微生物容易因为营养源缺乏而死亡；再者，膜元件存在断裂隐患，增加了运行成本[3]。

2.2.3 MBAF工艺

该工艺集快速物化处理和高效生化处理的优势于一体，微生物附着于曝气生物滤池（BAF）的填料中，因为填料本身的质量足以抵抗大水量的冲刷，填料中的微生物对污水中的有机物进行吸收同化，同时具有脱氮除磷作用。该工艺不仅能去除悬浮物，还有很好的生化作用，完全能满足出水要求，而且占地面积小，投资少，运行成本低。

综上，本设计采用高效磁絮凝分离+高效曝气生物滤池工艺，具体工艺流程如图1所示。该工艺需要使用聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）和磁粉等材料。

图1 河流微污染水质应急处理工艺流程

2.3 工艺流程说明

污水首先经过格栅，可最大限度地防止粗大悬浮物或漂浮物进入后续处理系统，减少后续处理负荷。污水通过格栅后进入磁分离一体化装置，进一步去除微小悬浮物、不溶性污染物以及部分磷。随后，污水进入BAF，污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的微生物降解，同时，溶解状态的有机物和特定物质也被去除，所产生的污泥保留在过滤层中。BAF通过硝化作用能够去除悬浮物、COD与NH3-N。废水经系统处理后可以达到出水要求。

为了保证系统供水的流量和压力衡定，设置原水泵。原水泵自动运行，配自动控制器，设有缺水保护、高压保护、过流过热保护和故障自动报警，提高使用寿命。

3 工艺设计参数

工艺单体设施的主要设计参数如表3所示。

表3 主要工艺设计参数

4 平面布置

本设计处理设施的总占地面积为702 m2，征地区域长、宽分别为39 m、18 m。磁絮凝设备作为MBAF工艺的物化段，设置2座，位于厂区的最西侧，厂区中部布置8座曝气生物滤池（BAF）及1座清水池，厂区东部为综合办公区。

5 运行成本

运行成本主要包括直接运行费用（电耗及药剂费用）、污泥处理费用、人工成本（运营人员工资和福利）及办公成本等，如表4所示。经测算，该项目的运行成本为1.313元/m3水。

表4 运行成本组成

6 结语

本应急处理系统建设项目的设计规模为10 000 m3/d，结合河流微污染水质，选择MBAF工艺进行处理，出水达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅴ类标准。项目运行成本为1.313元/m3水，其不仅提升了河流水质，还有效改善了流域水环境。