一、工程背景

　　鄉(xiāng)寧縣城區(qū)污水處置廠原建立范圍為1.0萬m3/d，污水處置工藝采用“AAO+機械絮凝反響+過濾”工藝，出水規(guī)范執(zhí)行GB18918—2002城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范中的一級規(guī)范A類規(guī)范請求，處置后一局部用于城市景觀用水，一局部直接排入鄂河。

　　在城鎮(zhèn)污水處置廠排放規(guī)范全面提升的政策背景下，依據(jù)山西省水污染防治2018年行動方案文件請求，污水處置廠出水COD、氨氮、總磷三項主要污染物排放指標(biāo)穩(wěn)定到達(dá)地表水Ⅴ類規(guī)范，為此，需對污水處理廠實施提標(biāo)改造。

　　二、提標(biāo)改造前污水處置廠概略

　　2.1 改造前水質(zhì)、水量及實踐運轉(zhuǎn)狀況

　　經(jīng)過對水廠2017年1月~2018年3月進出水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)剖析，污水處置廠總進水量在4000m3/d~6000m3/d較多，2017年進水量時節(jié)性變化明顯，冬季進水量較夏季少，2018年1月，2月進水量逐漸增大。

　　現(xiàn)狀月均勻COD指標(biāo)中有2個月份的指標(biāo)在400mg/L左右，其他13個月的均勻值均在366mg/L以下，總氮指標(biāo)月均勻值最大值88.6mg/L，其他14個月的均勻值均在75.3mg/L以下，氨氮指標(biāo)月均勻值最大值65.4mg/L，其他14個月的均勻值均在53.0mg/L以下。

　　污水處置廠改造行進水水質(zhì)大局部指標(biāo)較原設(shè)計偏高，且進水量未到達(dá)滿負(fù)荷，因而出水水質(zhì)指標(biāo)大局部能夠到達(dá)一級A規(guī)范，但在水量高或進水水質(zhì)濃度高時，不能保證。

　　2.2 改造前存在的問題及緣由剖析

　　1)縣城排水體質(zhì)為雨污合流制，雨季進水泥沙量大。冬季進水水溫較低，最低溫度在5℃左右，生物池處置效率低，出水COD、氨氮不能保證達(dá)標(biāo)。

　　2)污水處置廠晝夜進水質(zhì)變化大，預(yù)處置提升泵池調(diào)理容積小，提升泵啟停頻率高，檢修維護頻繁。

　　3)旋流沉砂池停留時間短，除砂效果差，加大后續(xù)構(gòu)筑物擔(dān)負(fù)。

　　4)初沉池出泥管路梗塞，沉淀池停用，造成二級生化段進水無機的懸浮物含量高。

　　5)現(xiàn)狀進水COD、氨氮、總氮較原設(shè)計值偏大，依據(jù)校核計算，現(xiàn)有的AAO池池容小，停留時間僅12.6h，處置負(fù)荷高。

　　6)二沉池采用半橋式刮泥機重力排泥，排泥不暢，浮泥較多，出水中懸浮物較高，嚴(yán)重影響深度處置效果。

　　7)深度處置采用的混凝、過濾設(shè)備已停用。由于二沉池出水懸浮物較多，經(jīng)混凝后構(gòu)成大量的礬花，出水未設(shè)沉淀設(shè)備直接進入后端濾池，而濾池采用粒度較細(xì)的單層石英砂，最終形成濾池外表污泥結(jié)板，造成濾池不能運用。

　　三、提標(biāo)改造工程設(shè)計思緒及工藝計劃肯定

　　3.1 改造工程進出水水質(zhì)肯定

　　本著“適度超前、預(yù)留空間”的準(zhǔn)繩預(yù)測污水廠將來進水水質(zhì)。鄉(xiāng)寧縣城區(qū)污水處置廠運轉(zhuǎn)多年，其進水水質(zhì)具有相當(dāng)水平的牢靠性，本次設(shè)計調(diào)取水廠2017年1月~2018年3月的水質(zhì)實施剖析，并綜合生活污水水質(zhì)特性最終肯定設(shè)計進水水質(zhì)見表1。

　　鄉(xiāng)寧縣城區(qū)污水處置廠提標(biāo)改造工程出水COD、氨氮、總磷執(zhí)行GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量規(guī)范Ⅴ類規(guī)范限值請求，其他指標(biāo)仍執(zhí)行GB18918—2002城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范一級A規(guī)范限值，見表2。

　　3.2 改造總體思緒

　　依據(jù)進水水質(zhì)特性剖析，提標(biāo)改造工程以生物脫氮除磷為主要工藝選擇。

　　1)預(yù)處置段：污水處置廠現(xiàn)狀晝夜污水進水質(zhì)變化大，現(xiàn)狀集水池容積較小，停留時間僅滿足最大一臺10min流量，形成水泵啟停頻繁，且對生化池運轉(zhuǎn)形成一定影響，因而粗格柵后增加調(diào)理池一座，對進水水量實施調(diào)理，配套污水提升泵，并與現(xiàn)狀集水池聯(lián)通。

　　由于進水含沙量較大，新增曝氣沉砂池一座，增大停留時間，提升沉砂池穩(wěn)定性、排砂率，并新增新式孔徑2mm內(nèi)進流網(wǎng)板式細(xì)格柵，降低生物池內(nèi)浮渣量。

　　2)二級處置段：污水處置廠運轉(zhuǎn)多年，進水水質(zhì)較穩(wěn)定，處置工藝采用生物脫氮除磷工藝契合本工程水質(zhì)特性。降解污染物主要工序原設(shè)計是AAO工藝，契合指南請求，但目行進水水質(zhì)較原設(shè)計增大，且出水規(guī)范請求嚴(yán)厲，因而須對原有工藝實施校核，作相應(yīng)改造。

　　依據(jù)現(xiàn)有的生化段池容及提標(biāo)改造建立范圍，校核以為生化池總停留時間12.6h較短，處置負(fù)荷高，出水水質(zhì)不能保證，因而須擴展生化池池容/提升污泥濃度，降低容積負(fù)荷，保證BOD5，COD，NH3￣N，TN在二級處置段穩(wěn)定達(dá)控制目的。TP在二級處置段可經(jīng)過生物除磷得到大局部去除，剩余局部在三級處置段經(jīng)過化學(xué)反響去除。為保證冬季冰冷條件下生化池內(nèi)的污水溫度，確保污水中微生物的活性及主要水質(zhì)去除的穩(wěn)定性，對現(xiàn)狀及新建外露生化段處置設(shè)備增加相應(yīng)保溫措施。

　　3)深度處置段：維修現(xiàn)有機械絮凝池，新增斜板沉淀池，改換現(xiàn)有的濾池濾料，組成混凝、沉淀、過濾單元，這一過程水中懸浮微粒集聚變大，或構(gòu)成絮團，從而加快粒子的聚沉，到達(dá)固—液別離的目的，保證出水TP，SS達(dá)標(biāo)。

　　4)增加應(yīng)急處置設(shè)備：在冬季水溫低，出水COD、氨氮經(jīng)生化系統(tǒng)處置后仍不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時，在深度處置段設(shè)置投藥設(shè)備：a.增設(shè)投加活性炭粉末除設(shè)備，保證出水COD達(dá)標(biāo)，b.增加次氯酸鈉投加設(shè)備，保證出水氨氮達(dá)標(biāo)。

　　3.3 改造工藝計劃肯定

　　采用“預(yù)處置+多級AAO+混凝、沉淀、過濾”的計劃。

　　撤除現(xiàn)有初沉池，新建多級AAO的厭氧缺氧池，改造現(xiàn)有的生物池為好氧池及Ⅱ段缺氧、好氧池，深度處置段新建斜板沉淀池，改造、維修原有混凝反響池、雙層濾池。

　　在Ⅰ段好氧池內(nèi)投加MBBR填料，提升硝化菌濃度，并對新建的厭氧、缺氧池實施保溫加蓋。

　　新建的多級AAO的厭氧缺氧池，在池體設(shè)計時，思索多點進水設(shè)置，充沛應(yīng)用原水中的碳源。

　　改造后工藝流程見圖1。

　　四、提標(biāo)改造工藝設(shè)計

　　1)預(yù)處置階段：保存并應(yīng)用原有進水井、粗格柵間及配套設(shè)備，新建調(diào)理池、超細(xì)格柵、曝氣沉砂池及其相應(yīng)配套設(shè)備。

　　調(diào)理池上層作為應(yīng)急加藥間，并與調(diào)理池合建。應(yīng)急加藥間內(nèi)設(shè)碳源加藥設(shè)備及活性炭粉末加藥設(shè)備。

　　2)二級處置階段：

　　a、多級AAO池是本工程污水處置的中心構(gòu)筑物，用于生物脫氮除磷。多級AAO池由厭氧區(qū)、Ⅰ段缺氧區(qū)、Ⅰ段好氧區(qū)及Ⅱ段缺氧區(qū)、Ⅱ段好氧區(qū)五局部組成。本次改造在原初沉池撤除的空地上新建厭氧區(qū)、Ⅰ段缺氧區(qū)，改造原AAO池為Ⅰ段好氧區(qū)及Ⅱ段缺氧區(qū)、Ⅱ段好氧區(qū)。

　　改造后生物池設(shè)計參數(shù)：總停留時間為26.4h，其中厭氧池為2.0h，Ⅰ段缺氧池為12h，Ⅰ段好氧池為8.0h，Ⅱ段缺氧池為3.3h，Ⅱ段好氧池為1.1h，混合液污泥濃度4000mg.MLSS/L，污泥齡15d，BOD污泥負(fù)荷0.111kgBOD/kgMLSS.d，氣水比14∶1，混合液回流比300%~350%，污泥回流比100%。

　　由于本項目進水生物脫氮的碳源不充足，為保證反硝化過程的充沛實施，設(shè)置碳源投加系統(tǒng)，實踐運轉(zhuǎn)中依據(jù)水質(zhì)狀況實施碳源投加，碳源投加量按BOD5/TN提升至3.5∶1實施配置，在Ⅰ段，Ⅱ段缺氧池前段均設(shè)投加點。

　　鄉(xiāng)寧縣冬季氣溫較低，為保證生化池內(nèi)污水溫度，對新建的厭氧池、缺氧池實施加蓋、保溫，原有生物池曾經(jīng)建有加蓋設(shè)備，不變動。

　　b、污水廠現(xiàn)有2座?20m的中進周出的二沉池，采用半橋式刮泥機。二沉池最大流量時外表負(fù)荷1.05m3/(m2?h)，停留時間2.4h。原采用半橋式刮泥機為重力排泥，運轉(zhuǎn)時間越長，造成管道梗塞，形成排泥不暢，浮泥較多，因而將2臺刮泥設(shè)備改造為2臺全橋式刮吸泥機，并依據(jù)二沉池現(xiàn)狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)，相應(yīng)定制專用刮吸泥機。

　　3)深度處置階段及出水：改造機械絮凝池、新建斜板沉淀池、改換濾池內(nèi)部濾料、配套布水管路。保存并應(yīng)用原有接觸消毒池、巴氏計量槽、在線監(jiān)測間?，F(xiàn)狀的二氧化氯發(fā)作器及配套藥劑儲罐已不能運用，本工程撤除二氧化氯發(fā)作器，改換為次氯酸鈉加藥設(shè)備。

　　五、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)剖析

　　提標(biāo)改造工程總投資約3817.0萬元。其中土建費用1447.4萬元，設(shè)備費用1429.6萬元，裝置費用368.0萬元，二類費用356.0萬元，準(zhǔn)備費216.0萬元。工程單位建立投資為3817.0元/m3。

　　六、提標(biāo)改造工程運轉(zhuǎn)后出水水質(zhì)

　　鄉(xiāng)寧縣城區(qū)污水處置廠提標(biāo)改造工程已于2019年7月底裝置調(diào)試竣工，8月份進入試運轉(zhuǎn)階段，依據(jù)8月~11月實踐運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，9月上旬水廠進水量到達(dá)滿負(fù)荷，改造后的工藝運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　七、結(jié)論

　　1)增加調(diào)理池，處理了晝夜進水質(zhì)變化大對后續(xù)系統(tǒng)的沖擊。

　　2)采用多級A/O工藝，處理了原工藝外加碳源多、運轉(zhuǎn)本錢高的問題。

　　3)冬季水溫低，生化池內(nèi)微生物活性降低，處置率降落，增加保溫措施后，有助于維持生化池內(nèi)微生物正常生存的環(huán)境，保證微生物的活性，確保工藝請求的處置效率。

　　4)保證出水TN指標(biāo)到達(dá)排放請求。

　　5)新增加了應(yīng)急處置設(shè)備，冬季氣溫低的狀況下，保證出水COD、氨氮達(dá)標(biāo)。此次改造工藝實在可行，為相似污水廠提標(biāo)改造提供了自創(chuàng)。