污水處理廠升級改造技術研究

鐘振輝

惠州市惠陽區建設工程質量事務中心，廣東 惠州 516200

改革開放以來，我國工業迎來了蓬勃的發展，污水站的建設也從無到有，數量上也有了快速的增長[1]。但是，我國的水污染還未得到有效的控制，江河、湖泊的水質下降明顯。近幾年，國家將環境保護放到了舉足輕重的地位，全國各地新建和擴建污水處理廠，增加了污水處理設備，改進了污水處理工藝等，對減少污水排放、改善水環境起到了積極的作用。但是傳統的污水處理廠在運行過程中仍面臨諸多的問題，影響污水處理的效率和效果[2-3]。為了解決污水處理技術中的常見問題，筆者通過調查污水處理廠的主要問題，根據該廠的具體情況，結合最新的技術，提出了相應的處理和改進方案。

1 污水處理廠現狀

甲市污水處理A廠是該市近十年興建的環?；A設施之一，位于甲市的東北部，日處理能力為50000t。該廠采用百樂克懸鏈曝氣處理工藝，工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

1.1 污水處理廠表觀觀察

經過觀察發現，污水處理A廠現有的鼓風曝氣系統主要存在的問題和相應的原因如下。

（1）氣泡不斷從曝氣池的底部向水面涌出。經過詳細觀察發現，懸浮鏈曝氣管道破損，降低了曝氣的效率和氧的傳質效率，影響污水處理的效果。

（2）曝氣管道堵塞且曝氣不均勻。曝氣的不均勻使得整個生物處理系統長期處在非穩定狀態，打破了正常的生化反應的平衡，污水處理的質量得不到保障。污水處理廠一般采用加大曝氣量的方式來解決該問題，但是效果不理想，不僅增加了能耗，還破壞了微生物的平衡。

（3）懸浮鏈曝氣技術應用不到位。原設計的意圖是讓曝氣管道隨著曝氣而擺動，保證氣泡可以長時間停留在水中，繼而提高氧的轉移效率和利用率。但是在實際應用過程中，曝氣管道大部分保持靜止不動狀態，無法充分地挖掘該系統的優勢，污水治理效果不明顯。

1.2 曝氣系統的充氧能力

在進水流量為70200m3/d的正常運行狀態下，測試污水處理A廠好氧池的曝氣系統充氧能力測試點的位置如圖2所示。

圖2 充氧能力測試的點位分布

（1）進水端附近。根據測試結果，位置1和位置2的溶解氧水平＜0.15mg/L，溶解氧低于要求的0.5mg/L，該區域的結果已經低于標準值。經過分析，該系統中由于采用曝氣均勻布置的方式，存在曝氣管堵塞的現象，降低了曝氣充氧的能力，影響處理效率。另外，該測試是在有機污染物濃度較低的情況下進行的，若水量不足，會發生供氧嚴重不足的問題。

（2）水池中間。根據測試，在24h內位置3和位置4溶解氧變化分別在0.41～1.85mg/L和0.60～3.63mg/L，平均值分別為0.87mg/L和2.30mg/L。在好氧區的中部，由于有機負荷下降明顯，其溶解氧消耗速率也隨之下降，溶解氧的水平通?？杀３址€定。同時，位置3和位置4為位置相同，其溶解氧值理論上應基本相同，但是就測試結果來看，兩者的平均值的差別較大，進一步說明了該曝氣系統中存在曝氣嚴重不均的問題。

（3）出水端附近。根據測試，24h內位置5和位置6的溶解氧變化分別在0.08～0.34mg/L和0.16～3.36mg/L，平均值分別為0.14mg/L和0.96mg/L。一般來講，在好氧區的后部，由于系統的有機負荷值降低得非常明顯，可以保證溶解氧水平較高，一般可在2～4mg/L。

總體來看，污水處理A廠在進水端、中部、出水端的溶解氧水平均未達到標準值，即1mg/L、2mg/L、2mg/L，在溶解氧的控制上還存在明顯的不足。經過對水質的化驗和對系統的測試得到，水質不達標的原因包括進水的CODCr、SS濃度過高，可生化性差，曝氣系統堵塞和曝氣不均，二沉池沉淀結構缺陷，百樂克工藝本身脫氮除磷能力低，等等。

2 升級改造技術

根據污水處理A廠現有的工藝缺陷及水質的特點，要對其進行升級改造就需要在充分利用現有建筑物的前提下，解決出水COD、SS過高的問題，同時具有完善的脫氮除磷功能。

2.1 一級（強化）處理工藝

目前，污水強化一級處理工藝主要采用化學、生物、化學-生物相結合的技術路線，其原理和特點如表1所示。

表1 污水強化一級處理工藝

2.2 二級生化處理改造工藝

若不重新建設廠房，要想強化對污水脫氮除磷的處理功能，可以將現有生化處理單元改造為倒置的A2/O系統，通過向好氧區投加懸浮填料或投加復合鐵鹽實現。

（1）移動床生物膜反應器。通過在曝氣池中投加浮動載體，使曝氣池中同時存在附著相和懸浮相，以便于微生物的附著生長，可以形成一種復合生物處理的過程，其工藝流程如圖3所示。

圖3 懸浮生物載體工藝處理流程

（2）復合鐵酶促活性污泥法。該工藝通過將鐵鹽化學絮體與活性污泥系統的微生物絮體有機結合，提高污泥內微生物生化反應的活性，可以使用于去除沉淀池中難降解污染物、在低溫條件下提高生物硝化作用的場合，其工藝流程如圖4所示。

圖4 復合鐵酶工藝處理流程

2.3 三級深度處理技術

（1）高效斜板斜管沉淀。斜板斜管沉淀是在沉淀池內安裝斜板斜管，平行斜板之間或平行管內會形成類似于沉淀池的形式，即可以將沉淀區分割成為多個沉淀淺層。利用層流原理，通過縮短顆粒沉降的距離、增加沉淀面積來縮短污水中顆粒的沉淀時間，可以明顯提高污水處理能力。采用該技術后過流率可以達到35m3/（m2·h），處理能力可提高8倍。

（2）濾布濾池。濾布濾池主要用于深度處理廢水和過濾中水回用，可以明顯去除總懸浮固體，配合投加藥劑可以實現污水的除磷和脫色。應用該技術后出水水質高且狀態穩定，基礎設施的投資較少，運行費用低，操作和維護保養便利。

3 結束語

為了解決污水處理技術中的常見問題，通過調查可知污水處理廠存在曝氣池底部有大的氣泡、曝氣管道堵塞和曝氣不均勻、懸浮鏈曝氣技術的應用效果不好等問題。文章根據案例污水處理廠的具體情況，結合最新的技術應用，提出了一級到三級的處理工藝，為提高污水處理廠的處理能力提供技術參考。