中核新能核工业工程有限责任公司山西太原030012
摘要：山西某污水处理厂一期工程建设规模为4×104m3/d，工程现状主体工艺为倒置A2/O工艺，设计出水水质是达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。本文主要探讨将本污水处理厂一期工程进行深度处理工艺设计，改造后化学需氧量、氨氮、总磷三项指标要达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类标准，其余指标要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准A标准。
关键词：污水处理厂；A2/O；深度处理；提标改造；设计
山西某污水处理厂主要处理橡胶、化工、食品、化肥和造纸等行业的生产废水和沿线生活小区污水，工程总设计规模为8×104m3/d，分两期建成。一期工程建设规模为4×104m3/d，工程现状主体工艺为倒置A2/O工艺。为了进一步提高和改善水环境质量，同时考虑污水资源化发展趋势，要将本污水处理厂一期工程进行深度处理，根据山西省水污染防治2018年行动计划中强化城镇生活污染治理的要求：汾河、桑干河流域现有城镇污水处理厂全部按照化学需氧量、氨氮、总磷三项主要污染物排放指标稳定达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准，其余指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准A标准限值。将达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准的原设计出水水质，深度处理后化学需氧量、氨氮、总磷三项指标要达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类标准，其余指标要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准A标准。
具体深度处理方案如下：
1原污水厂概况
1.1原工艺流程
污水厂内生物池主要采用倒置A2/O污水处理工艺，具体工艺流程如下：污水→粗格栅渠→提升泵站→细格栅渠→曝气沉砂池→生物池配水井→倒置A2/O综合池→沉淀池→紫外消毒池→排放。原设计进水按照市政污水水质设计，设计进、出水水质见表1。
1.2存在的问题
据调研，原污水厂存在如下问题：（1）污水厂布置较为紧凑，生产及辅助建筑等均无规划预留空间；（2）二沉池出水不均匀，部分出水堰板缺失，局部不出水，且沉淀分离效果差，存在跑泥现象，局部区域容易形成死区，存在厌氧浮泥；（3）生物池未设内回流，污泥回流比高达200%，导致二沉池实际水力负荷、固体负荷均比较高；（4）曝气池出水溶解氧有时达到5～6mg/L，曝气过度导致污泥絮体松散；（5）一些化工企业废水处理站设施闲置，废水预处理达不到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准和《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）要求，进水水质波动大；（6）SS超标严重，超标率达到77.5%；（7）原设计缺少水解酸化池、初沉池等必要的预处理设施，进水水质波动对后续生物处理影响较大；（8）预处理采用曝气沉砂池除砂，同时也去除部分容易降解的有机物，导致后续缺氧池反硝化时碳源不足等。
2深度处理工艺流程
2.1改造思路分析
深度处理工程需尽量利用现有构筑物、设备及管线等，采用成熟可靠、经济合理、工期较短的工艺，改造工程施工期间应保证污水厂的连续生产，尽量避免减产或者停产。分析进出水水质可知，BOD5、NH3-N、TP基本达标，COD在达标线以上波动，SS不达标。因此，深度处理工程重点为COD和SS的去除。
（1）COD处理深度处理。污水处理厂实测进水BOD5/COD=0.31，仅刚好满足可生物降解条件[1]，因此对原有生物池进行改造。具体的，在缺氧池前段增加水解酸化池，污水经水解池，可以在较短的停留时间获得较高的B/C比，改善废水的可生化性，为后续脱氮除磷处理奠定良好基础。
（2）SS处理深度处理。原污水厂出水SS经常不达标，二沉池出水跑泥问题严重。经分析，可能由于二沉池出水不均匀、生物池没有设置内回流、曝气过度以及排泥不及时等原因所致。常规二级处理出水SS一般可以控制在20～30mg/L之间[2]，化学需氧量、氨氮、总磷三项指标要达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类标准，其余指标要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准A标准，必须通过深度处理单元进一步去除水中残留的微生物絮体和胶体颗粒。具体的，深度处理一般可采用混凝、沉淀、过滤工艺等去除。通过对机械加速澄清池+V型滤池、高效混凝沉淀池+D型滤池、模块化水处理系统等进行技术经济比较，认为模块化水处理系统具有占地面积小、运行自动化程度高、工期短、维护方便、应急能力强以及标准高、质量好等优势，因此，此次SS处理深度处理应选用模块化水处理系统工艺。
2.2深度处理工艺流程
深度处理工程具体如下：（1）改造生物池。从好氧池划分出HRT为2.0h的区域作为新的厌氧池，好氧池HRT从14.0h减少到12.0h；原厌氧池作为新的缺氧池，HRT仍为4.0h；原缺氧池通过改造作为水解酸化池，停留时间为4.0h；好氧池新设硝化液内回流，回流比为200%，污泥回流比降低为100%。（2）修整二沉池。重新调整出水堰板，保证均匀出水。（3）新建4×104m3/d模块化水处理及配套加药、控制、反洗等深度处理设施。最终确定的深度处理工程工艺流程如图1。
（2）经济指标。深度处理工程总投资为1904.29万元，单位投资为476元/m3。改造后污水处理总成本为0.97元/m3，经营成本为0.80元/m3。
5结论
通过对该污水处理厂深度处理工艺设计及运行可知，充分利用原厂构筑物，增加水解酸化池，新设硝化液内回流，同时增加模块化深度处理系统等，可以进一步净化水质，使出水化学需氧量、氨氮、总磷三项指标要达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类标准，其余指标要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准A标准。因此此工艺可作为A2/O污水处理厂深度处理工艺选择之一。
参考文献
[1]宋连朋，魏连雨，赵乐军，等.我国城镇污水处理厂建设运行现状及存在问题分析[J].给水排水，2013，39（3）：39-44.
[2]崔玉川，刘振江，张绍怡．城市污水厂处理设施设计计算（第2版）［M］．北京：化学工业出版社，2011．
作者简介：王子玥，女，汉族，1991年11月生，山西朔州人，2015年7月毕业于东华理工大学，本科，助理工程师，主要从事污水、固废、大气处理等环境工程设计方面工作与研究。