摘要：针对目前城市中水处理系统中因工艺流程繁杂和工艺布局不合理等原因导致的出水水质不合格现状，提出相应的技术改造优化方案，减少中水处理系统的占地面积和运行费用，实现废水资源的最大化利用。
关键词：中水；水质不合格；改造优化；最大化利用
1污水处理厂概况
秦皇岛经济技术开发区龙海道污水处理厂，二期工程二级处理规模为4万立方米/天。出水通过外输泵房外排至河，在场外分水用于水源热泵作为热源使用，回水再于外排管线合并排放。水源热泵回水管线中途要先经过厂区中水泵房，作为中水水源。中水最终出水再外供中水管网使用。
采用的主要工艺为格栅+水解酸化+改进SBR+絮凝+活性砂滤+二氧化氯消毒+提升外排；设计排放标准为《污水综合排放标准》GB18918-2002中一级A标准；但现有污水站设施在运行过程中存在较多问题和缺陷，出水无法完全达一级A标准。
2絮凝池存在的问题
（1）原絮凝池设计为折流式絮凝池，水量40000m3/d，因前期水量在很长一段时间无法接近满负荷运行，且流速及紊流效果不佳，絮凝无法充分反应形成矾花。
（2）原来设计时，前段工艺为改进型SBR系统出水，实际运行过程中SBR空气堰出水浊度远高于设计值，对后段的絮凝及活性砂滤系统造成很大的负荷冲击。
（3）折流絮凝池虽有排泥设计，但折流速度过快，沉淀效果差，絮凝单元无法有效去除水中SS。
（4）因絮凝池本身的絮凝效果不佳，且加上来水浊度过高，在增大加药量的同时，反应又不充分，沉淀效果差等多种原因叠加在一起，造成后段单元的活性砂滤池也时常堵塞，无法正常运行。
针对以上问题，本着经济、安全、有效的原则解决SS及总磷过高问题，制定符合现场实际的改造方案。
3 絮凝池改造方案
3.1网格絮凝反应池+斜管沉淀工艺
3.1.1工艺原理
网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，每个竖井安装若干层网格，各竖井之间的隔墙上、下交错开孔，使水流上下交错流动，直至出口。每个竖井网格数自进水端至出水端逐渐减少，一般分三段控制。前段为密网，中间为疏网，末段不安装网格。当水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成涡旋，造成颗粒碰撞，形成良好絮凝条件。
3.1.2设计参数
（1）絮凝时间一般为10-15min。
（2）絮凝池分格大小，按竖向流速确定。
（3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分成8-30格，可大致按分格数均匀成3段，其中前段3-5min，中段3-5min，未段4-5min。
（4）栅条数前段较多，中段较少，未段可不放。但前段总数宜在16层以上，中段在8层以上，上下两层间距为60-70㎝。
（5）每格的竖向流速，前段和中段0.12-0.14m/s，未段0.22-0.25m/s。
（6）栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。前段栅条缝隙为50㎜，中段为80㎜。
（7）各格之间的过水孔洞应上下交错布置，孔洞计算流速：前段0.3-0.2m/s，中段0.2-0.15m/s，末段0.14-0.1m/s，各过水孔面积从前段向末段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态。
（8）栅孔流速，前段0.25-0.3m/s，中段0.22-0.25m/s。
（9）一般排泥可用长度小于20m，直径150-200mm的穿孔排泥管或单斗底排泥，采用快开排泥阀。
（10）斜管沉淀池：表面负荷取
=14m³/（㎡·h），斜管材料选用厚0.4mm塑料板热压成正六边形管，内切圆直径d=30mm，长1000mm，水平倾角60°。经计算斜管沉淀池面积满足120m2；为配合原来池体长宽尺寸设计L*W*H=16*7.5*4m。
3.1.3工艺流程图
3.2预期效果
采用水力搅拌的方式比机械搅拌有较大的优势：首先是投资成本较为经济；其次可完全利用原池改造，建设周期缩短，可满足中水外供需求，但结合污水厂前段处理工艺，进入絮凝池SS约30-60mg/L，TP约0.5-1.5mg/L，保守去除率以85-90%计，均可达到一级A的设计标准。
4絮凝药剂选择
为保证设计方案的可行性，对该污水进行小试实验，结合现场实际经验及理论基础，选用药剂采用复合高效絮凝药剂。主要成分：聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、直链聚丙烯酰胺、高效絮凝剂等；复合药剂是由厂家提供的成品，各种铝盐、铁盐及高分子化合物以最佳配比混合，在原水体中实现最佳絮凝效果。
4.1铝盐除磷反应机理
由于除磷剂在投加反应过程中不单单和PO43-发生反应，还会和水中的碱度发生反应生成Al（OH）3，对药剂造成大量浪费。所以水流通过网格板后，形成紊流，增加相互碰撞机率，使浪费的药剂重新进行进一步反应，可以大大节省药剂费用。节省药剂试用量反应机理如下：
4.2除悬浮物和胶体物质机理
投加聚合硫酸铁主要除磷反应外，一部分发生絮凝反应，絮凝反应机理比较复杂，生成的主要化合物分子式为
4.3杯瓶实验结果
实验中取龙海道污水处理厂SBR上清液水样进行试验，分别在1号、2号、3号这3个1L的水样烧杯中加入复合药剂量10mg、30mg、50mg；充分搅拌后让其自然沉淀，每隔5min取上清液测试SS及TP；结果1号烧杯在反应沉降20min后达标，2号烧杯在反应沉降10min后达标，3号烧杯在沉降5min后达标。可见该复合药剂对项目水体絮凝效果较佳，在加药量控制在30-50mg/L范围，反应5-10min后，SS及总磷可稳定达标。
5改造后效果
该项目于2019年4月10号开始改造，5月20日改造完成，开始进水调试，通过絮凝反应过程中对加药量调整，控制运行流速，给进水和药剂以充足的反应时间，产水配套后续的活性砂滤池进行过滤处理，产水水质完全达到一级A类水质，达到了预期效果。
单位mg/L
结束语
通过对中水处理系统的设备、车间布局、工艺流程进行优化，可最大限度的提高中水水质。满足后续用水水质要求，实现城市中水资源化、同时可考虑对中水处理厂管理运行机制进行创新，充分利用市场优势资源，以实现环境效益与经济效益的双赢。
参考文献：
[1]何华良，HeHualiang. 网格絮凝池在净水厂改造中的应用[J]. 净水技术，2016（s1）：35-38.
论文作者:王东辉,裴辉辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：絮凝论文; 药剂论文; 网格论文; 流速论文; 中水论文; 效果论文; 竖井论文; 《基层建设》2019年第16期论文;