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user: 4. 某污水厂提标改造案例分析 4.1. 提标改造背景 四川某污水处理厂原进水规模约3.2万吨/日，原处理工艺为“A/O + 曝气生物滤池”。现有污水厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，因水厂原设计未考虑建设去除总氮的单元，同时生物除磷效果较差，且生化系统停留时间较短，其出水水质中氨氮在冬季低温时不能稳定达标，总氮总磷长期不达标，曝气生物滤池运行负荷过大。 岷沱江标准实施后，为保证出水水质满足岷沱江标准的排放限值要求，需对其原有工艺进行提标改造。拟对原工艺中部分老旧的设备进行升级，在原生化工艺中增加第二级缺氧工艺段和膜生物反应器(MBR)工艺段，通过提高污泥浓度，优化各工艺段的回流比，使污水进行充分的硝化和反硝化反应，保证出水氨氮和TN达标；另外，在强化生物除磷的同时增加化学除磷，提升污水处理厂除磷效果，保证出水TP达标。 4.2. 实际进水水质分析 根据污水处理厂2018年1~11月进水水质数据汇总得出主要水质指标COD Cr 、NH 3 -N、TN和TP的平均值、最大值、最小值、90%涵盖率，如表2所示。考虑到该污水处理厂会接纳部分工业废水，对工业废水进水采样监测结果显示COD Cr 变动范围284.16~581.6 mg/L。 Table 2 Influent water qualit 水质指标 COD Cr NH 3 -N TN TP 平均值(mg/L) 141.26 47.45 65.2 8.31 最大值(mg/L) 199.12 91.04 70.53 9.31 最小值(mg/L) 92.11 28.9 60.14 5.41 90%涵盖率(mg/L) 186.21 59.28 68.69 8.71 表2. 实际进水水质 4.3. 设计进出水及污水可生化性分析 本次设计进水水质以90%涵盖率的水质指标作为参考进水水质，设计出水水质满足《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》的限值要求。考虑到部分接纳的工业废水的波动性，本工程对COD Cr 、BOD 5 、NH 3 -N、TN和TP的设计进、出水水质及去除率如表3所示。 Table 3 Design influent and effluent quality and removal efficienc 水质指标 COD Cr BOD 5 NH 3 -N TN TP 设计进水(mg/L) ≤500 ≤200 ≤55 ≤70 ≤9 设计出水(mg/L) 30 6 1.5 10 0.3 去除率(%) 94 98.5 97.27 78.6 96.6 表3. 出水一级A标准提升至岷沱江标准的建设成本设计进、出水水质及去除率 本次提标改造要求出水COD Cr 和BOD 5 分别稳定在30 mg/L和6 mg/L以下，去除率分别高达94%、98.5%，设计进水水质中BOD 5 /COD Cr = 0.4，可生化性较好，可在生化段改造时适当延长污泥停留时间并确保供氧量充足。 出水指标中要求NH 3 -N ≤ 1.5 mg/L，TN ≤ 15 mg/L，处理工艺中对氮的去除和稳定达标要求较高，因此需要在生化处理段设硝化和反硝化单元，且保证充足池容、供氧量和碳源。本次提标改造设计进水水质中，BOD 5 /TN = 200/70 = 2.86，无法满足生物正常脱氮要求，需添加额外碳源才能有效脱氮。 磷的去除主要依靠生物除磷，BOD 5 /TP需大于20，本次提标改造设计进水BOD 5 /TP为22.2，基本满足生物除磷要求。但出水TP ≤ 0.3 mg/L，去除率要达到96.7%，同时考虑到磷的释放问题，因此，本次提标改造考虑采用生物除磷与化学除磷两者相结合的方法强化除磷效果，以保证出水TP达标。 4.4. 提标改造工艺确定 本次提标改造根据进水水质特点及出水水质要求，拟在原有工艺段基础上采取“利旧 + 设备升级”和“新建部分模块”的方式。改造后的主体工艺采用预处理 + A 2 /O + A + MBR池，工艺流程如图1所示。预处理工艺主要包含粗格栅 + 提升泵房 + 细格栅 + 沉砂池 + 超细格栅，其中超细格栅为新建，其余利旧并对设备进行升级；生化工艺主要包括原有的A 2 /O生化池 + 二级缺氧池 + MBR膜池，其中A 2 /O池由原A/O池改造，新建二级缺氧池和MBR膜池；厂区原有鼓风机房利旧，更换曝气鼓风机和膜吹扫鼓风机；新增综合加药间；原工艺中的污泥脱水机房及污泥脱水设备利旧。 图1. 提标改造工艺流程图 4.5. 提标改造工艺设计 1) 粗格栅及提升泵房(利旧 + 设备升级) 粗格栅设置于处理厂的进水端，安装钢丝绳牵引式粗格栅，设计流量40，000 m 3 /d；提升泵井1座，池深9 m，提升泵5台，4用1备。 2) 细格栅及曝气沉砂池(利旧 + 设备升级) 细格栅选用内进流式网板格栅，设计流量40，000 m 3 /d，格栅间隙5 mm，设2条渠道，1条为工作渠道，另一条为备用渠道；曝气沉砂池用以去除污水中比重大于2.65，粒径大于0.2 mm的无机砂砾，1座2格，地上钢砼结构，池深4 m，停留时间10 min。 3) 新建超细格栅间 新增超细格栅，设备选用内进流式网板格栅，设计流量40，000 m 3 /d，格栅间隙1 mm，设有3条渠道，2条为工作渠道，另一条为备用渠道。 4) A 2 /O生化池(利旧 + 设备升级) 由于原工艺为好氧池回流混合液至厌氧池，导致厌氧池中DO浓度超标，不能达到真正的厌氧效果。经核算原A/O工艺池容满足改造设计要求，因此本次提标改造在原生化池基础上增加隔断，将A/O池改造为A 2 /O。A 2 /O池改造后主要由厌氧池、第一级缺氧池、好氧池组成，共2个系列运行。改造后生化池水力停留时间为18.6 h。 厌氧池单系列平面尺寸21.1 m × 13.2 m，池深7 m，有效水深6 m，水力停留时间2 h，污泥浓度4.44 g/L；第一级缺氧池单系列平面尺寸53.1 m × 21.1 m，池深7 m，有效水深5.95 m，水力停留时间8 h，污泥浓度6.67 g/L；好氧池单系列平面尺寸58.6 m × 14.1 m + 16.1 × 6.7 m，池深7 m，有效水深5.9 m，水力停留时6.6 h，污泥浓度8.33 g/L。缺氧至厌氧回流比：200%；好氧至缺氧回流比：400%；好氧BOD负荷0.069 kg BOD 5 /kg MLSS.d。 5) 新建第二级缺氧池 新增第二级缺氧池，单系列平面尺寸42.2 m × 6.7 m，池深7 m，有效水深5.9 m，水力停留时间2 h，污泥浓度8.88 g/L。 6) 新建MBR膜池及膜设备间 新增MBR膜池，单座平面尺寸43.2 m × 27.6 m，池深5 m，有效水深3.6 m，水力停留时间1.3 h。廊道数6个，单廊道膜箱数8个，总膜箱数量48个。单个组件面积2100 m 2 ，污泥浓度10 g/L，膜池至好氧回流比：500%。膜设备间1座，尺寸43.2 × 11.9 × 6.0 m。 7) 新建综合加药间 新增1座综合加药间，主要用于除磷药剂及碳源药剂的投加，尺寸18.75 × 6.25 × 6.0 m，配备除磷加药系统、消毒加药系统、乙酸钠加药系统。 8) 污泥脱水间(利旧 + 设备升级) 污泥脱水间依托原有污泥脱水系统将污泥脱水至80%含水率进行外运处理处置。 4.6. 出水水质 污水处理厂经提标改造后，出水水质稳定，具体数值详见表4，满足《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》的限值要求。 Table 4 Actual operation effluent qualit 日期 COD Cr BOD 5 NH 3 -N TN TP 12月10日 6.50 1.15 0.10 2.95 0.11 12月11日 5.93 1.19 0.11 4.82 0.08 12月12日 6.73 1.42 0.11 2.89 0.09 12月13日 5.59 1.17 0.11 2.59 0.09 12月14日 6.43 1.18 0.11 2.62 0.17 表4. 实际运行出水水质