針對泉州市北峰污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)偏低的現狀和河道的水環(huán)境保護要求，對一期工程(4.5萬(wàn)m3/d)進(jìn)行提標改造。通過(guò)對污水處理廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)的分析，優(yōu)化一期工程CAST曝氣時(shí)間，深度處理工藝選用高效沉淀池、反硝化深床濾池。實(shí)際運行結果表明，通過(guò)提標改造后，工程出水水質(zhì)可達到類(lèi)Ⅳ類(lèi)地表水水質(zhì)標準，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

［關(guān)鍵詞］提標改造;深度處理;反硝化深床濾池;設計實(shí)例

1提標建設必要性

1.1基本概況

泉州市北峰污水處理廠(chǎng)位于泉州市西郊新村以南、西環(huán)城河以北、舊防洪堤以東，總占地面積62608.3m2?？傄幠?萬(wàn)m3/d，現狀規模為4.5萬(wàn)m3/d，服務(wù)面積30km2，服務(wù)人口16.8萬(wàn)人。污水處理采用CAST工藝，污泥處理采用帶式污泥濃縮脫水一體機，泥餅外運焚燒。除臭工藝采用生物滴濾池法。出水水質(zhì)執行國家標準《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918－2002)一級B排放標準。項目采用BOT方式運營(yíng)，2009年4月開(kāi)始運行。目前廠(chǎng)區北側已建設一期工程，廠(chǎng)區圍墻內預留用地較多，擴展空間較大。根據規劃用地紅線(xiàn)，見(jiàn)圖1，廠(chǎng)區中部區域是用于遠期4.5萬(wàn)m3/d規模的擴建工程用地，南側用地可用于提標工程，形成預處理區布置在廠(chǎng)區東北側，水處理區布置在廠(chǎng)區中部，深度處理區和廠(chǎng)前區布置在南側，整體廠(chǎng)區功能分區清晰，布置合理緊湊，滿(mǎn)足近期和遠期建設用地需求，且有適當的發(fā)展預留空間;廠(chǎng)區污水流線(xiàn)、污泥流線(xiàn)、藥劑流線(xiàn)、交通流線(xiàn)清晰順暢，交叉較少。

1.2提標必要性

泉州市水環(huán)境狀況尚不能滿(mǎn)足水十條的相關(guān)要求，按照2017年7月10日印發(fā)的閩環(huán)保水〔2017〕15號《關(guān)于加快近岸海域匯水區域生活污水處理廠(chǎng)提標改造工作的通知》文件的目標任務(wù)和國家環(huán)保部等10部委要求，2017年底前，泉州等近岸海域匯水區域范圍內的市縣污水處理設施要達到一級A排放標準，同步安裝總氮、總磷自動(dòng)在線(xiàn)監控裝置，并與環(huán)境保護部門(mén)聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)鼓勵有條件的城市推進(jìn)污水處理設施達標尾水的資源化利用。

2污水廠(chǎng)現狀運行情況分析評估

2.1進(jìn)水水質(zhì)

根據北峰污水處理廠(chǎng)近4年的進(jìn)水水量數據，北峰污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水量基本穩定，提標前實(shí)際處理水量約4.2萬(wàn)m3/d。見(jiàn)表1～表3。綜合分析數據，現狀進(jìn)水水質(zhì)具有如下特點(diǎn):(1)污水廠(chǎng)進(jìn)水濃度低，進(jìn)水CODCr、BOD5、TP、TN等均偏低，95%覆蓋率COD值為170mg/l，全年平均值達到154.30mg/l;95%覆蓋率TP值為2.70mg/l，全年平均值為2.20mg/l;95%覆蓋率TN值為20.65mg/l，全年平均值為18.20mg/l。原設計進(jìn)水水質(zhì)指標與現狀進(jìn)水水質(zhì)偏差較大，除TP指標外，其他指標覆蓋率90%～95%的值仍遠小于設計進(jìn)水水質(zhì)，說(shuō)明污水廠(chǎng)運行負荷遠小于設計負荷，造成資金及能源的浪費。(2)污水廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)變化幅度較小，最高值與平均值之間相差不大，說(shuō)明污水廠(chǎng)進(jìn)水較為穩定。(3)污水進(jìn)水水質(zhì)BOD5/COD比值均大于0.3，污水可生化性較好;BOD5/TN比為4.07，生物脫氮效果好;BOD/TP比接為33.6，可采用生物除磷。

2.2出水水質(zhì)

綜合數據統計分析資料，其結果匯總分析如表4、表5所示:從以上數據分析結果來(lái)看，各項出水指標，均能穩定達到一級B標準的要求，目前污水廠(chǎng)執行標準為一級B標準，TP執行1.0標準。因此，目前污水廠(chǎng)在95%保證率下能夠穩定達標;除TP外，其他各項指標在95%保證率下均能達到一級A排放標準的要求，表明目前污水處理廠(chǎng)運行較為穩定，處理效果較好。

2.3污泥處置分析

污水處理廠(chǎng)目前每日排放的干泥量約為2.8t，采用“機械濃縮脫水”處理，脫水后含水率約73%～80%左右，每日產(chǎn)生的泥餅量約為13m3，脫水污泥外運至焚燒廠(chǎng)焚燒處理。

2.4現狀處理工藝有效性評價(jià)

北峰污水處理廠(chǎng)自2009年建成4.5萬(wàn)m3/d規模開(kāi)始投產(chǎn)運行，對消減污染物總量，保護晉江及泉州灣水體水域環(huán)境，改善人民居住環(huán)境起到了積極的作用，污水處理廠(chǎng)現有CAST工藝，運行穩定可靠，耐沖擊負荷能力強，很好地適應了北峰污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)，出水水質(zhì)的各項污染物指標穩定，均能穩定達到設計出水一級B標準的要求，甚至有些指標達到一級A排放標準的要求。

3提標改造技術(shù)路線(xiàn)及實(shí)施

3.1進(jìn)出水水質(zhì)

根據閩環(huán)保水〔2017〕15號的通知要求，出水水質(zhì)執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918－2002)一級A標準。2017年7月，泉州市主管部門(mén)明確要求將中心市區污水處理廠(chǎng)排放標準由一級B標準提高至類(lèi)Ⅳ類(lèi)地表水水質(zhì)標準，滿(mǎn)足內河整治對再生水的需求。通過(guò)提標改造后污水處理廠(chǎng)進(jìn)出水水質(zhì)變化及提升率情況如表6所示:

3.2污水深度處理工藝

本工程采用的污水深度處理工藝為:二級生物處理優(yōu)化運行+高效沉淀工藝單元+反硝化脫氮工藝單元+過(guò)濾工藝單元。二級處理的優(yōu)化運行:本工程通過(guò)二級處理的優(yōu)化運行強化氨氮的去除。污水中NH3－N的去除主要靠好氧硝化，因此現狀生物池優(yōu)化運行主要通過(guò)增長(cháng)曝氣時(shí)間來(lái)去除氨氮。從現狀實(shí)際運行數據可以看出，出水水質(zhì)在95%的概率下，出水NH3N為4.0mg/L，全年均值為4.8mg/L;出水NH3N小于深度處理出水限值1.5mg/L的保證率為51%左右?，F狀運行方式為:進(jìn)水1h，曝氣1h，沉淀1h，潷水1h。目前的工藝曝氣時(shí)間1h，NH3－N由15.35mg/L去除至4.0mg/L。通過(guò)分析計算，氨氮去除率為0.44mg/L·10min，由4mg/L去除至1.5mg/L，需增加1h曝氣時(shí)間。調整運行方式為(見(jiàn)圖2):進(jìn)水0.5h開(kāi)始曝氣，曝氣2.0h，沉淀45min，然后潷水45min。通過(guò)延長(cháng)曝氣時(shí)間，反應區的硝化效果會(huì )更好，出水氨氮會(huì )進(jìn)一步降低，確保氨氮能夠達標排放。高效沉淀單元:去除污水中較易沉積懸浮物及BOD5、TP，同時(shí)有效去除污水中的浮渣，保護反硝化濾池的正常運行?？紤]到防藻的需要，本工程高效沉淀池全部加蓋。設計參數見(jiàn)表7。反硝化脫氮工藝單元:反硝化深床濾池可根據水質(zhì)情況靈活轉換成深床過(guò)濾池去除SS或通過(guò)投加適量碳源轉換成反硝化濾池，運行管理方便靈活，處理效果更穩定［1］。反硝化深床濾池采用Leopoldelimi－NITE?深床濾池，過(guò)濾介質(zhì)為石英砂，同時(shí)具有以下兩種功能:⑴懸浮物(SS)的物理過(guò)濾;⑵硝基氮(NO3－N)的生物反硝化。濾池的進(jìn)水出水、反沖洗氣洗、氣水聯(lián)洗、驅氮、碳源投加等都為自動(dòng)化控制?？紤]到防藻的需要，本工程反硝化深床濾池需全部加蓋。工藝單元設一座濾池，分為6格，總規模為4.5萬(wàn)m3/d，并為遠期建設預留足夠的空間和管線(xiàn)銜接點(diǎn)，設計參數及主要設備如表8所示:外加碳源的投加:濾池設計具備去除10mg/l硝態(tài)氮的能力，按平均去除5mg/l硝態(tài)氮計算運行費用，采用無(wú)水乙酸鈉固體粉末作為碳源，有效成分含量為98%，粉末乙酸鈉固體采用槽罐車(chē)散裝，通過(guò)連接料倉進(jìn)料口快速接頭輸送到倉內儲存。系統按照遠期規模設計，投加系統按照近期規模安裝，系統包括:儲存系統、除塵系統、干粉定量投加系統、自動(dòng)干粉溶液制備系統、乙酸鈉溶液定量投加系統、PLC控制系統?；谥鱌LC“前饋+后饋”碳源投加計算機制，控制現場(chǎng)PLC實(shí)現碳源定量投加。尾水消毒:本次尾水消毒需要兼顧考慮近期和遠期使用需求。本工程采用次氯酸鈉進(jìn)行消毒。次氯酸鈉采用成品投加，廠(chǎng)家采購10%左右的次氯酸鈉溶液，現場(chǎng)儲罐儲備后直接在線(xiàn)稀釋后投加。

3.3污泥處置

現狀污泥處理工藝采用機械濃縮、機械脫水。通過(guò)提標改造，污泥量增加約20%，脫水車(chē)間現狀共兩臺帶式濃縮脫水一體機，型號為DYN2000－N+WN－WN－2#型帶式濃縮脫水一體機，本次新建一座D=14m污泥濃縮池一座，通過(guò)增加現有污泥脫水一體機運行時(shí)間可以有效消化所增加的污泥量。污泥經(jīng)濃縮脫水處理后的污泥含水率降至80%以下。脫水泥餅仍然運輸至焚燒廠(chǎng)焚燒處置。

3.4再生水回用

北峰污水處理廠(chǎng)再生水回用根據區域中水回用管網(wǎng)建設情況，主要回用于污水廠(chǎng)內生產(chǎn)用水、綜合樓景觀(guān)用水、綠化用水及道路澆灑用水，并預留城市道路灑水車(chē)接水口，用于城市道路澆灑;其余部分作為河道生態(tài)補充水，見(jiàn)圖3。

4提標改造效果

經(jīng)過(guò)本次提標改造工程，運行近一年來(lái)穩定達到類(lèi)Ⅳ類(lèi)地表水水質(zhì)標準，可有效減少排入晉江和泉州灣的污染物總量，在原二級處理消減量的基礎上，每年進(jìn)一步消減COD總量492.75t，BOD總量230t，SS總量164.25t，TN總量164.3t，TP總量11.5t，更好地保護洛江和泉州灣水域的環(huán)境，具有顯著(zhù)的環(huán)境效益和社會(huì )效益;經(jīng)過(guò)處理后的尾水，直接回用與廠(chǎng)區生產(chǎn)用水、城市綠化、道路澆灑、公廁沖廁等用水，且作為河道生態(tài)補充水，充分利用了非傳統水源，具有較好的經(jīng)濟效益。

5結語(yǔ)

泉州市北峰污水處理廠(chǎng)通過(guò)對原CAST的強化，新增以高效沉淀工藝單元+反硝化脫氮工藝單元+過(guò)濾工藝單元為主的工藝改造，并配以污泥系統改造，出水排放至泉州內河回用，對南方同類(lèi)型污水廠(chǎng)提標改造有一定的推廣價(jià)值。

參考文獻

［1］沈曉鈴，李大成，蔣嵐嵐，等．深床反硝化濾池在污水廠(chǎng)提標擴建工程中的應用［J］．中國給水排水，2010，26(4):32－34．

作者：翟作衛 單位：中國市政工程中南設計研究總院有限公司