中山市小榄水务有限公司污水处理分公司 广东中山
摘要：针对某简易污水处理站原设计主要对色度指标有要求，对COD、氨氮等指标没有提出处理要求，并且根据现场实际情况，在简易污水处理站原有处理工艺中，对主体工艺和沉淀池进行工艺优化改造，通过投加PAC进行化学除磷，最终达到强化去除BOD、COD、SS、NH4+N和TP的目的。
关键词：A/O；A2O；PAC；斜管；出水堰负荷
前言
广东某简易污水处理站原设计主要对色度指标有要求，对COD、氨氮等指标没有提出处理要求。在简易污水处理站原有处理工艺中，城市污水经提升泵房进入曝气池进行生物处理，然后通过管道进入平流式沉淀池去除水中较大的悬浮物和部分有机物，沉淀下来的污泥先后通过污泥浓缩池和污泥脱水机，最终处理成泥饼运出污水厂。经过二沉池沉淀作用后的污水最后通过消毒对有害物质进行去除。
由简易污水处理站运行数据可以得出该处理站出水水质情况为：出水堰出水时带有大量的活性污泥，跑泥情况较为严重，出水中悬浮物浓度最高达到96mg/L；简易污水处理站原有工艺对氨氮、总氮的去除效果较差，出水氨氮、总氮只能勉强达标；TP基本没有去除效果，远超出出水中对总磷的限值；CODcr不达标，为59-109mg/L。因此，必须对该污水处理站进行工艺改造。
1 运行中存在的问题
对简易污水处理站现状的进水和出水水质指标进行分析，确定本次改造工艺重点是对BOD、COD、SS、NH4+N和TP的浓度进行控制。通过对现状工艺的分析得出现状工艺主要存在以下列几点不足：
（1）原工艺存在缺陷
简易污水处理站原设计主要处理指标为出水色度，未考虑COD及氮磷的去除，所以现状工艺不能满足新的出水水质指标要求。现状工艺中既无缺氧池进行反硝化反应，也无生物除磷和化学除磷的设计，出水氮磷超标现象严重。
（2）曝气量不足
简易污水处理站曝气池曝气量不能满足生物池的需要，进而影响了曝气池的生物降解作用，使得曝气池对污水中得污染物质处理的能力下降，效果达不到预期的目标。
（3）沉淀池停留时间短、出水堰负荷高
简易污水处理站现状平流沉淀池的水力停留时间为1.62h，只能勉强能达到要求。出水采用平口堰出水，堰长10米，出水堰负荷达到17.36L/m•s，出水堰负荷太高。由于出水负荷过高，上升水流流速过大，沉淀池底部沉淀的活性污泥被上升水流带出沉淀池，这是导致沉淀池出水跑泥、出水SS过高的主要原因。
2 改造要求
简易污水处理站出厂水质需要满足国家标准和广东省地方标准。结合国家排放标准和广东省地方排放标准来确定本次简易污水处理站工艺改造的出水水质限值。
表1 污水处理改造程度表
3 改造方案
污水处理工艺必须对除磷脱氮有很好的去除效果，现状简易污水处理站工艺仅采用一种主体生物处理工艺很难完全达到水质要求，结合简易污水处理站的实际工程需要对原有工艺进行改良和优化。
3.1 主体工艺比选
简易污水处理站改造的重点是对处理系统的脱氮除磷及有机物去除效果进行提高，即通过采用合理处理工艺和组合达到有效提高有机物质、有机和无机氨氮以及TN的去除率的目的，同时要考虑到最大能力上的降低污水中磷的浓度。对简易污水处理站现状污水处理工艺进行分析，为做到科学合理，本工艺改造选用A/O工艺、A2O工艺做为本次改造可选方案并进行比选。
表2 A/O工艺与A2O工艺的对比
A2O工艺技术较为成熟，在国内污水厂中采用的数量最多，适用范围较广，处理效率高，运行成本低，适合于处理水量较大规模新建的污水厂。但在用地紧张的老水厂改造中，A2O工艺占地大，改造过程复杂。
A/O工艺是在80年代开创的工艺流程，是目前应用比较广泛的的脱氮工艺，运行成本较低，适合于小型污水处理厂或者老水厂脱氮工艺的改造。本次工艺改造考虑到用地比较紧张，而A/O工艺占地面积小、改造过程简单。且本工艺运行管理方便，经简单培训即可完成本工艺的运行管理工作。但是本工艺对磷的去除效果较差，而且对于标准中要求的出水磷浓度在很低的数值以下，通过一般的生物处理工艺很难实现，都需要增加化学的方法来去除水中超量的磷。从现状调查分析，该工艺适用于本次改造实际，处理效率较高。
综合以上分析，结合本次简易污水处理站改造污水处理规模不大，且可供改造用地紧张及改造的难易程度，本工程选择工艺为A/O工艺。
3.2 PAC化学强化除磷
考虑到污水处理排放标准中对磷的限值较为严格，常规的生物处理很难达到排放要求，尤其污水中含有部分工业污水，P/BOD较高，生物除磷效果很不理想。由于生物除磷需新建厌氧池，同时考虑本次改造用地紧张，因此选用化学强化除磷。
在混凝剂选择中，考虑到投加铁盐除磷对出水色度有影响，同时参考污水厂的运行经验，在广东购买液体PAC非常方便，运行成本较低。所以，本次改造通过投入药剂聚合氯化铝（PAC）的化学方法提高对污水中磷的去除率。
3.3 沉淀池改造
二沉池的作用在传统活性污泥法中是十分重要的，它主要是使污泥与水进行分离，使混合液得到澄清、污泥得到浓缩，并且提供回流的活性污泥。二沉池的运行效果会直接影响用于回流的污泥浓度和工艺的处理程度。
简易污水处理站的现状二沉池的长，宽，高分别为45米，10米以及3.3米，有效水深为3m，设计进水量为2000m³/d=833m³/h。经过计算，现状平流二沉池的水力停留时间为1.62小时，而规范要求的范围在1.5-4.0小时之间，简易污水处理站现状二沉池基本可以满足规范要求。但是现状平流二沉池的表面水力负荷为1.85[m³/（㎡•h）]，而规范中规定值为0.6-1.5[m³/（㎡•h）]。二沉池原先出水方式采用平口堰，该平口堰长度仅为10m，通过计算得该堰的负荷为23[L/（s•m）]，远远超出规范设计要求1.7[L/（s•m）]，出水堰水流流速过大，沉淀池末端由于沉淀作用分离下来的污泥被高速的水流带起，造成出水中会带有一部分污泥。本次工艺改造针对二沉池以上不合理的地方进行了改造设计，主要为加长池体及出水堰改造两方面。
工艺改造方案为在现状沉淀池的末端将现状池体加长，使二沉池在长度上整体增加10m。改造后沉淀池的总平面尺寸为55x10m，污水停留在池中的时间为2h，能更好的满足实际运行的要求。经过复核，二沉池单位表面积在单位时间内可以处理的水量为15立方米，基本达到了二沉池的设计要求。
由于原出水堰的堰上负荷为23[L/（s•m）]，远远高于设计值1.7[L/（s•m）][3]的要求。本工艺改造方案为在沉淀池末端沿池长方向增设七条三角出水堰，每条堰长为15m，总的出水堰长度为210m，经过计算堰上单位长度的流量为1.1L/s，满足设计规范中的要求。同时，考虑到出水安全性，建议在出水堰下方增设斜管区域，将原平流沉淀池改造为斜管沉淀池，以达到稳定水流，延长有效停留时间的目的。斜管区安装在出水堰下部，平面尺寸为15x10m，斜管长度为1m，管径为50mm，安装倾斜角度为60°，斜管区上部清水区水深约为0.7m，下部缓冲区在1m左右。
活性污泥是一种密度较低的微生物的聚集体，因此很容易被沉淀池出水水流带起。出水堰负荷对出水口处的水力条件有很大的影响，堰上负荷过大导致出水流速过大，出水带泥现象严重，影响了二沉池中污泥和水的分离。通过本工艺改造设计，出水堰设计满足规范中的要求。
4 结论
作为城市发展的基础和人民正常生活的保证，污水处理系统的作用显而易见。简易污水处理站的工艺改造从现状问题出发，将主体工艺和二沉池进行改造，通过投加PAC进行化学除磷，从而达到强化去除BOD、COD、SS、NH4+N和TP的目的。
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论文作者:何伟锋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
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