【摘要】當前，在人與環(huán)境和諧發(fā)展理念的指引下，我國各地政府和各級主管部門均出臺了一系列改善生態(tài)環(huán)境的舉措。尤其是對城市污水處理廠的提標改造工作，可以進一步提升城市污水處理能力。文章結(jié)合滄州市運東污水處理廠提標改造工程的相關內(nèi)容進行分析研究，就污水處理廠改造工藝的要點進行介紹，并對相關方案做了比對，最終得出BBR工藝更適合運東污水處理廠提標改造的要求。
【關鍵詞】污水處理；提標改造
1工程現(xiàn)狀
(資料圖片僅供參考)
1.1處理工藝現(xiàn)狀
滄州市運東污水處理廠總設計規(guī)模10.0萬m3/d，包含污水處理設施和污泥處理設施。其中，深度處理系統(tǒng)已經(jīng)過一次提標改造，改造后連同始建時工程，形成2套，設計規(guī)模分別為3.0萬m3/d和7.0萬m3/d，2套系統(tǒng)處理工藝基本相同，均為高密度沉淀池+濾池。
1.2運行維護現(xiàn)狀
污水處理廠管理運營人員具有良好的運行管理經(jīng)驗，現(xiàn)有設備基本保養(yǎng)良好，設施整體運行良好；面臨進廠污水水質(zhì)、水量負荷的季節(jié)性變化沖擊，以及部分設備老化的困境，積極采取有效措施，保持出水水質(zhì)的基本穩(wěn)定。由于冬季進水水溫較低，活性污泥生化性較差，生化系統(tǒng)中氨氮去除，硝化作用受溫度的制約因素較強，因此運東污水處理廠冬季氨氮的去除效果不能得到很好的保障，出水氨氮容易出現(xiàn)波動。
1.3工程提標改造的必要性
現(xiàn)狀運東污水處理廠采用以A2/O工藝為主體的三級深度處理工藝，設計出水水質(zhì)達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準。滄州市委、市政府印發(fā)的《滄州市消除劣V類河流攻堅行動方案》中明確提出，包括滄州市運東、運西污水處理廠在內(nèi)的多家排水單位和污水處理設施，2020年底前完成提標改造；此后，又先后在2019年的9月和11月召開兩次會議，落實了運東污水廠提標改造的資金來源和實施期限。方案對污水廠的出水水質(zhì)提出了更高要求，現(xiàn)狀污水處理廠在冬季低溫環(huán)境下，部分指標不能滿足《行動方案》的要求。根據(jù)滄州市水污染防治工作領導小組約談要求，滄州市運東污水處理廠要在2020年7月15日前完成提標改造。
2提標改造方案
2.1提標改造思路
2.1.1CODcr的去除本次提標改造工程的目標是將現(xiàn)有出水的CODcr由50mg/L降至40mg/L。現(xiàn)有工程處理工藝成熟、完整，對水中可降解的有機污染物質(zhì)已有極高的去除效率，出水中殘存CODcr多為難降解成分，主要來源為：微生物代謝產(chǎn)物和原水難降解成分。實踐表明，微生物代謝產(chǎn)物貢獻值不足10mg/L，再通過深度處理設施的去除（主要是沉淀、過濾過程中隨SS一同去除），使CODcr達到40mg/L壓力不大。本廠目前實際出水CODcr指標即已滿足這一要求。
2.1.2氮的去除本次改造工程出水水質(zhì)對NH3-N指標提出了更高的要求，而污水處理廠對NH3-N的去除基本是在生化階段依靠硝化作用完成的，常規(guī)AAO工藝的好氧池只要充氧充足，可以使出水NH3-N濃度滿足設計要求。但由于目前實際進水氨氮已超出原設計水平，如欲利用現(xiàn)有池體達到改造后出水氨氮要求，經(jīng)核算，氧池內(nèi)硝化速率需高達0.069kgNH3-N/(kgMLVSS·d)，大大超出合理范圍。實際上，運營單位為使出水氨氮達到一級A標準，已采取了大量應對調(diào)整措施，但距離改造后工程要求的2mg/L仍有顯著差距，故必須對現(xiàn)有生化池進行改造。
2.1.3磷的去除現(xiàn)狀工程在設計階段就已充分考慮對TP和SS的去除能力，設置了絮凝沉淀池、磁混凝高密度沉淀池和濾池等深度處理設施。通過投加絮凝劑，可以同時去除TP和懸浮物，因此這兩項指標事實上成為同一個問題。提標改造工程的目標是將現(xiàn)有出水的0.5mg/L降至0.4mg/L。
2.2確定改造方案
綜上所述，對氨氮的去除是本次改造工程的重點和難點，現(xiàn)有主體生化工藝是按照原設計出水水質(zhì)，即GB18918-2002的一級A標準設計的，受其自身技術原理的限制，客觀上對氮和磷的去除無法完全兼顧，同時脫氮除磷能力有限。由此確定本次改造對工藝選擇的路徑如下：①重點強化生物脫氮效果，保證出水的氮，尤其是氨氮、總氮達標；②由生化處理系統(tǒng)發(fā)揮除磷的主要功能，針對污水中的溶解性無機磷，采取必要的改造措施，提高其去除率。根據(jù)以上思路，本次設計對現(xiàn)有生化系統(tǒng)進行升級改造，選用脫氮能力較強的先進工藝。
3提標改造工藝要點
3.1改造工藝重難點問題
本工程具有技術難度較高，施工復雜程度較高，且建設工期緊張的特征。因此，對改造工藝技術也提出了較高的要求，所選工藝技術必須具備以下條件：①應能密切結(jié)合現(xiàn)狀水廠運行特征進行精密調(diào)整；②應能保證以合理成本實現(xiàn)出水長期穩(wěn)定達標；③應實施快捷的工程措施，以保質(zhì)保量地完成建設進度目標；④應易于操作管理，同時具備較強的抗水質(zhì)、水量沖擊負荷能力，以應對本廠承受的復雜進水條件。
3.2主體工藝比選
從本工程現(xiàn)狀工藝設施出發(fā)，AAO工藝、MBBR工藝和BBR工藝較適用于本工程情況，能夠合理利用現(xiàn)狀已有的池體和設備設施。
3.2.1AAO工藝特點脫氮除磷效果好，冬季氨氮、總氮不穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力較強，運行費用較高。工藝優(yōu)點主要有：①在硝化與反硝化工藝系統(tǒng)中可以稱為同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于氧化溝工藝；②污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；③厭氧段、缺氧段只能輕緩攪拌，并不增加溶解氧濃度。工藝缺點主要有：①脫氮、除磷效果難以再提高；②工藝流程復雜，占地面積大，需加深度處理工藝才能達到排放標準，處理構(gòu)筑物多，運行管理繁瑣；③當水質(zhì)、水量變化較大時，系統(tǒng)耐沖擊能力較生物轉(zhuǎn)盤差；④由于其推流的池型結(jié)構(gòu)，對水質(zhì)變化的緩沖能力較差；⑤脫氮效果受混合液回流比大小影響，電耗高，除磷脫氮效果則受回流污泥中挾帶溶解氧和硝酸態(tài)氧的影響；⑥水溫在10℃～12℃脫氮比較困難，碳氮比低于4無法滿足脫氮要求，水溫8℃～10℃無法達標；⑦需要增加深度處理，投資成本高[1]。
3.2.2MBBR工藝脫氮除磷效果一般，冬季氨氮、總氮不穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力一般，運行費用一般。工藝優(yōu)點主要有：①適合污水處理廠的擴容；②適合現(xiàn)有城市和工業(yè)污水處理廠的新建和升級改造；③具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性。工藝缺點主要有：①需要增加深度處理，投資成本高；②操作運行困難，經(jīng)常出現(xiàn)由于池內(nèi)進氣分布不均勻，而導致局部填料堆積現(xiàn)象；③填料掛膜與曝氣量大小相關，操作時容易導致掛膜緩慢和脫落；④填料格柵板容易堵塞，影響污水廠運營；⑤水溫在10℃～12℃脫氮比較困難，碳氮比低于4無法滿足脫氮要求，水溫8℃～10℃無法達標[2]。
3.2.3BBR工藝脫氮除磷效果很好，全年出水穩(wěn)定達標，抗沖擊負荷能力很強，運行費用較低。工藝優(yōu)點主要有：①比傳統(tǒng)工藝氮、磷、COD去除效率高，抗沖擊負荷能力強；②所需曝氣量?。ㄈ芙庋鯙?.1mg/l—1.0mg/l），運行成本低；③污水停留時間短、占地面積??；④全過程無須設置獨立除臭裝置；⑤水溫8℃～12℃以上，能達到高效處理，穩(wěn)定達到排放標準；⑥比傳統(tǒng)工藝回流比低，節(jié)省電耗；⑦不易發(fā)生污泥膨脹；⑧限氧曝氣池容僅為A2/O工藝生化池的1/2—1/3；⑨污泥產(chǎn)量少。工藝缺點主要有：需每日投加營養(yǎng)劑，從而產(chǎn)生少量費用，但每噸水投加營養(yǎng)液成本0.03元/m3。
3.3比選結(jié)論
考慮污水處理廠要求脫氮除磷率較高，尤其在冬季低溫條件下，仍要能夠保證出水穩(wěn)定達標，且實施進度緊張，經(jīng)比較，BBR工藝在項目總投資和噸水成本中占有較大優(yōu)勢，處理效果可靠，且實施簡單快捷，新增的主要設備均可直接增設于現(xiàn)狀生化池池頂、或設備間內(nèi)，無須再新增建構(gòu)筑物，最大程度縮短了建設工期，降低了改造工程實施的復雜度，故選擇“BBR工藝”作為滄州市運東污水處理廠提標改造工程的改造工藝方案，改造后的工藝流程如圖1所示。
4結(jié)語
為深入了解BBR工藝在污水處理中的運行效果，建設單位分別兩次對BBR工藝進行調(diào)研。通過實地調(diào)研及分析，認為：①BBR工藝改造施工便捷，4家污水處理廠調(diào)試期間出水氨氮、總氮去除率均較高；②BBR工藝與傳統(tǒng)A2/O相結(jié)合的工藝，能滿足滄州市政府要求的出水排放標準；③BBR的工藝方案能實現(xiàn)滄州市政府規(guī)定的完工期限；④基于傳統(tǒng)生化處理基礎上的BBR工藝改造，較傳統(tǒng)活性污泥法擴容減負改造方案更節(jié)省基建投資。所以，基于傳統(tǒng)生化處理基礎上進行的BBR工藝改造更適用于運東污水處理廠提標改造工程項目，運用該工藝技術實施的改造后工程，能夠保證出水水質(zhì)長期穩(wěn)定達標。
參考文獻
[1]王培培.城鎮(zhèn)污水處理廠提標改造工藝的思考[J].化工管理，2019（32）：96.
[2]鄧穎輝.天津城鎮(zhèn)污水處理廠地方標準提標改造技術[J].科技資訊，2017，15（9）：121-122.
作者:楊磊 單位:青海潔神環(huán)境科技股份有限公司武漢分公司
