杨叶青
【摘 要】南通某污水处理厂一期规模2.5万m3/d,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准.工程扩建规模2.3万m3/d,同时对一期工程进行提标,总出水达到一级A标准.介绍了扩建改造工程主要单元的设计参数和设备配置,并对经验进行了总结. 【期刊名称】《净水技术》 【年(卷),期】2018(037)0z2 【总页数】4页(P71-74)
【关键词】污水处理厂;升级改造;扩建;印染废水 【作 者】杨叶青
【作者单位】同济大学建筑设计研究院〈集团〉有限公司,上海200092 【正文语种】中 文 【中图分类】TU992.2
南通某污水处理厂总设计规模4.8万m3／d，一期工程于2010年7月建成运行，工程规模2.5万m3／d，主要收集服务范围内的生活污水和部分纺织、印染企业的工业废水。目前该厂已接近满负荷运行，高峰时段进水量达到2.8万m3／d，污水处理能力亟待进一步提高。同时，由于建设时间较早，设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准。为满足日益增长
的排污需求以及江苏省节能减排的要求，在污水厂实施二期扩建的同时对原有工艺进行提标改造，确保出水达到一级A排放标准。 1 污水处理厂一期运行现状 1.1 一期处理工艺
污水处理厂一期采用CASS工艺，污水处理流程为：调节池（土建预留远期）→反应沉淀池→前置水解酸化池（土建预留远期）→水解酸化池／CASS池（合建）→机械加速澄清池→滤布滤池→紫外消毒池→出水泵房，处理出水达到GB
18918—2002一级B标准。污泥处理流程为：污泥浓缩池→脱水机房→外运焚烧，外运污泥含水率≤80%。 1.2 一期运行效果及提标要求
一期工程污水主要由工业废水和生活污水组成，其中工业废水占比约75%。对2016年全年进出水实测数据进行统计分析，采用80%的覆盖率，相应得出的水质数据具有一定的代表性。具体如表1所示。
表1 污水处理厂2016年全年进出水指标统计Tab.1 Influent and Effluent Quality of the WWTP in 2016项目pH值CODCr／（mg·L-1）BOD5／（mg·L-1）SS／（mg·L-1）NH3-N／（mg·L-1）TN／（mg·L-1）TP／（mg·L-1）色度进水进水波动出水出水波动原标准新标准8.80 7.59～9.84 8.07 7.00～8.69 6～9 6～9 972 128～3026 55.2 8.7～63.6 60 50 339 14～1050 4.7 0.4～17.5 20 10 407 12～3130 4.7 0.6～19.8 20 10 36.0 2.6～89.6 3.1 0.7～7.9 8 5 50.5 6.5～108.1 10.4 2.0～19.6 20 15 2.85 0.11～10.11 0.09 0.01～0.25 1 0.5- - - - 3 0 30 2 主要问题分析及提标扩能思路 2.1 主要问题分析
根据以上统计数据，污水处理厂实际出水基本都能达到GB 18918—2002的一级
B标准，但难以满足现阶段出水稳定达到一级A标准的要求，主要有以下几个原因：
（1）目前部分时段进水量达到2.8万m3／d，超过污水处理厂实际处理能力； （2）由于进水中工业废水比例高，且服务范围内纺织印染企业较多，部分企业废水预处理不规范，超标排放，导致进水水质波动大，部分时段进水水质浓度超过了污水厂的接管标准；
（3）现状工艺路线没有深度处理环节，出水水质难以保证。 2.2 提标扩能思路
为解决目前水厂处理能力不足、出水水质不稳定和出水标准亟待提高的问题，结合上述有关原因的分析，本次提标扩能主要思路如下。
（1）加强工业企业废水排放监管力度，严格控制废水接管标准，废水主要污染物浓度控制CODCr<500 mg ／L，BOD5<300 mg ／L，SS<400 mg ／L；污水处理厂进水水质 CODCr≤500 mg ／L，BOD5≤120mg ／L，SS≤250 mg ／L，NH3-N≤35 mg ／L，TN≤50 mg ／L，TP≤5 mg／L，色度≤80。
（2）由于一期工程运行稳定，出水基本达到一级B标准，考虑扩建工程尽量减小对一期运行的影响，本次提标改造不考虑对现有构筑物进行大规模改造，将一期CASS池出水与扩能工程的二沉池出水混合，一并进入深度处理。
（3）本工程进水中纺织印染废水含量较高，出水色度也应作为重要考察指标之一，因此在深度处理工艺上将考虑色度的去除功能。 3 提标及扩能工艺 3.1 提标及扩能工艺流程
根据本工程的水质特点，结合一期运行经验，本次提标及扩能工程工艺主要包括调节单元、预处理单元、生化处理单元、深度处理及消毒单元。
（1）扩能调节单元利用一期已建成的调节池，本次工程增加提升设备即可。
（2）一期预处理单元采用辐流式反应沉淀池，投加二价铁盐混凝剂和石灰，处理效果稳定，扩能工程预处理沿用一期工艺。
（3）一期生化处理单元采用前置水解酸化池+水解酸化池+CASS工艺。前置水解酸化池1座2组，预留远期1组，其实质与后端“水解酸化池”一致，“前置”仅为区别命名。本次扩能利用1组前置水解酸化池，为保证处理效果，后端再新建1座，同时改进污泥系统，增加污泥回流沉淀池，提高水解池污泥浓度。另外，一期采用的CASS工艺总体运行稳定，但由于需要整体控制保证出水连续性，对人员技术水平要求较高，扩建工程拟采用应用更广、运行管理更便捷的工艺，设计采用多点进水的改良AAO工艺，该工艺耐冲击负荷强、自控要求较低且脱氮除磷效果稳定。
（4）深度处理单元将一期及扩能工程生化处理出水合并，经技术分析后拟采用“高效沉淀池+滤布滤池”工艺，该工艺出水水质好，成功案例多，管理简便。 （5）一期消毒采用紫外消毒，此法消毒效果对出水浊度等要求较高，且没有持续消毒能力，对色度去除效果微弱。提标扩能工程拟采用臭氧接触氧化工艺，该工艺不仅具有良好的消毒作用，同时对印染废水色度的去除也有显著的效果。 （6）一期污泥脱水设备老化严重，处理能力不足，此次利用原有建筑，更换全部设备，同时增加污泥浓缩池1座。本次提标扩能工程的工艺流程如图1所示。 图1 提标扩能工程工艺流程图Fig.1 Flow Chart of Wastewater Treatment Process
3.2 主要处理构筑物及设计参数
（1）调节池。功能：均匀水质水量。总水力停留时间（HRT）为 5.1 h，构筑物尺寸为 65 m×25 m×6.5 m（有效水深），土建利用一期。新增设备：潜污泵3套，2用 1备；1台变频，规格：Q=520 m3／h，H=12.5 m，P=37 kW。 （2）反应沉淀池。功能：对废水进行物化预处理。池型采用中进周出辐流式反应
沉淀池。规模为2.3×104m3／d，反应池 HRT 为 30 min，沉淀池水力表面负荷为 1.06 m3／(m2·h)，HRT 为 4.2 h。构筑物 2座，单座沉淀池平面尺寸：直径为25 m，池边水深为6 m；单座反应池尺寸为11.0 m×3.5 m，有效水深为7.85 m。主要设备：全桥式周边传动刮泥机2套，Φ=25 m；反应搅拌器（I）、（II）、（III）各 2 套，线速度分别为 0.75、0.45、0.15 m ／s；污泥泵 4 套。 （3）水解酸化池。功能：改善废水的可生化性。规模为 2.3×104m3／d；设计 HRT 为 22 h，后端设置污泥沉淀池，回流浓缩污泥。构筑物1座，尺寸为79 m×44.2 m×8 m（有效水深），分 4组并联运行，每组12格，单格上升流速为0.37 m／h。主要设备：罗茨风机 2 套，1 用 1 库备，Q=15.1 m3／min，H=0.1 MPa，N=45 kW；中心传动刮泥机4套，Φ=10.8 m，N=1.1 kW；污泥螺杆泵 8 套，4 用 4 备，Q=60 m3／h，H=0.3 MPa，N=15 kW；气动快开排泥阀48只，DN150；气动蝶阀12只，DN200。
（4）改良AAO池。功能：可多点进水，灵活分配进水，达到脱氮除磷效果。规模为2.3×104m3／d，总HRT为24 h，其中厌氧1.5 h、缺氧6 h、好氧16.5 h，污泥回流比为100%，混合液回流比为200%～300%。构筑物2座，单座尺寸为68.3 m×31.5 m×6 m（有效水深）。主要设备：潜水搅拌机4套，N=4 kW；低速潜水推流器8套，N=4.5 kW；潜水循环泵6台，4用2备，Q=525 m3／h，H=1.2 m，N=7.5 kW；渠道闸门 2套；微孔曝气管若干。
（5）配水井及污泥井。功能：配水井用于二沉池进水分配，污泥井用于回流污泥或输送剩余污泥。规模为2.3×104m3／d。构筑物1座，尺寸为11.3 m×6.2 m×7.8 m。主要设备：调节堰门2套；回流污泥泵3 台，2 用 1 备，Q=520 m3／h，H=6 m，N=18.5 kW；剩余污泥泵 2 台，1 用 1 备，Q=63 m3／h，H=10 m，N=3.7 kW。
（6）二沉池。功能：将生物处理出水进行固液分离。规模为 2.3×104m3／d，表
面负荷为 1.0 m3／(m2·h)；构筑物2座，采用周进周出辐流式沉淀池，单池直径为25 m，池边水深为4.5 m。主要设备：水平管式吸泥机2套，D=25 m，N=0.37 kW。
（7）中间提升水池。功能：提升一期CASS出水和扩建二沉池出水至高效沉淀池。规模为4.8×104m3／d，与高效沉淀池合建。主要设备：潜水轴流泵 3 台，2 用 1 备，Q=1 045 m3／h，H=4.0 m，N=22 kW，变频控制。 （8）高效沉淀池。功能：进一步去除污染物，使得出水达标。规模为
4.8×104m3／d，混合区HRT为5 min，絮凝反应区HRT为8 min，沉淀池水力表面负荷为 9.3 m3／(m2·h)。构筑物 1 座 2 组，单组反应池尺寸为6.5 m×6.5 m，有效水深为5.95 m，单组沉淀池直径为11.7 m。主要设备：絮凝搅拌器2套；刮泥机2套；污泥循环泵3台，2用1库备；污泥排放泵2台。
（9）综合水池，包括滤布滤池、臭氧接触池及出水计量井。功能：进一步削减CODCr和SS，去除色度。规模为4.8×104m3／d，臭氧接触时间为30 min，投加量为21.5 mg／L，计量采用巴氏计量槽。构筑物1座，尺寸为32.5 m×13.2 m×8.1 m。主要设备：滤布滤盘2套，D=3 m；反洗泵4台；臭氧投加分配系统2套；臭氧破坏装置2套；臭氧外冷却水循环泵2台；回用水泵2台；巴氏计量槽1套，Q=4.5～630 L／s，喉宽为0.45 m。
（10）臭氧制备间、纯氧储罐区。功能：制备臭氧及存储纯氧。规模为
4.8×104m3／d；臭氧制备间1座，18 m×12 m×5 m，纯氧储罐区为室外，占地10 m×10 m。主要设备：臭氧发生器、低温液氧储罐等。
（11）鼓风机房及变配电间。功能：为生化池提供有压空气。土建规模为2.3×104m3／d，构筑物1座，45.9 m×13.8 m×7.4 m。采用磁悬浮鼓风机。 （12）污泥浓缩池。功能：将剩余污泥进行重力浓缩，减小脱水污泥体积。规模为2.3×104m3／d。构筑物1座，分4格，平面尺寸为27.2 m×8.0 m，有效水
深为8.0 m，污泥浓缩时间为24 h。
（13）脱水机房。功能：降低污泥含水率，便于后续处置。土建一期已建成，本次工程保留土建，对整体进行改造，增加污泥料仓、更换脱水设备。脱水后污泥含水率80%，新增外运污泥量74 t／d，统一送至污泥焚烧处置。构筑物1座，60 m×12 m。主要设备：带式污泥浓缩脱水一体机6套，4用2备，处理能力为 306.8 kg DS ／h；配动态混合器，N=（1.1+1.1）kW，配套相应污泥进料泵、清洗泵、螺旋输送机、加药装置、污泥料斗等。
（14）除臭系统。功能：用于收集新建的水解酸化池、改良AAO池产生的臭气。单套生物除臭装置的处理能力为31 000 m3／h，除臭设备为成套设备，基础占地面积为20 m×13 m。 4 投资及运行成本
本工程总投资11 919.25万元，单位处理成本为 1.93元 ／m3，单位处理经营成本为 1.67元 ／m3，单位处理可变成本为1.44元／m3。 5 总结
以纺织、印染废水为主的综合污水，污染物主要来自纤维原料上的污物油脂以及添加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等，设计时应重视以下几个问题： （1）印染行业生产产品种类繁多，且具有季节性变化，故印染废水在水质水量方面波动较大。不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，废水的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也不相同，其水质变化剧烈。因此所设计的处理系统应具有较高的适应水量、水质变化的能力。
（2）从一期运行情况来看，进水B／C为0.25～0.29，可生化性较差，有较多的难降解成分，其SS稍高，需提高废水的可生化性，去除废水中的难降解有机物，处理过程中应考虑脱氮问题。
（3）印染废水色度高，去除色度是印染废水处理的重要任务之一。
本项目总体采用“调节+反应沉淀+水解酸化+改良AAO+高效沉淀+滤布滤池+臭氧接触”的工艺路线，出水可达到GB 18918—2002的一级A标准。
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