韓莉莉 張拓 張強 吳東強

1.棗莊市排水管理處， 山東棗莊 277100；2. 棗莊聯(lián)合潤通水務有限公司

棗莊嶧城污水處理廠工程改造實現(xiàn)節(jié)能降耗

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1.棗莊市排水管理處， 山東棗莊 277100；2. 棗莊聯(lián)合潤通水務有限公司

棗莊嶧城污水處理廠一期工程自投入運行以來，由于實際進水水質指標嚴重高于設計標準，使得污水處理系統(tǒng)難以發(fā)揮作用，一度陷入癱瘓狀態(tài)。經(jīng)過對該廠的工藝設計進行改造，在滿足整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時，達到了節(jié)能降耗的目的。

污水處理廠；工藝技術改造；節(jié)能降耗

1 概況

棗莊嶧城污水處理廠（現(xiàn)改名為棗莊聯(lián)合潤通水務有限公司）項目工程，是國家南水北調的配套項目。該工程項目占地60畝，工程概算投資7427萬元，設計規(guī)模為日處理污水4萬噸，日回用水2萬噸，污水配套管網(wǎng)24公里。共分二期建設。目前，已完成一期工程（處理規(guī)模為2×104m3/ d）的投入運行。該工程采取O C O二級生化處理工藝。此工藝在流程上采用連續(xù)環(huán)行反應形式，利用不同菌群的特性和各反應池池容的調整，使生物系統(tǒng)在降解有機物的同時除去氨氮和磷。

2 存在的主要問題

隨著嶧城區(qū)的快速開發(fā)建設及工業(yè)園的陸續(xù)開放，在城市污水排放量大幅度增加的同時，污水濃度也不斷提高，導致進水水質和水量24小時內不均衡，水質波動較大，各項指標遠高于原設計值，COD：400～1000mg.L-1；NH3-N：30～60mg.L-1；SS：200～1000mg.L-1；MLSS：6000～10000mg.L-1。高出設計值2-5倍。不僅增加了能耗，而且嚴重影響了處理系統(tǒng)的正常運行，甚至陷入癱瘓狀態(tài)。出水水質不穩(wěn)定不能達標排放。

進水水質給處理系統(tǒng)造成的影響：

生化池：由于進水不穩(wěn)定且濃度較高，導致污泥活性較差，加之工業(yè)廢水進入，有機物更難降解，生物脫氮除磷很難達到處理效果。

曝氣方面：對生化系統(tǒng)造成較大沖擊，DO甚至不能達到最佳。為控制溶解氧（2～3mg.L-1），需運行兩臺鼓風機（比正常情況增加一臺），噸水電耗達到0.4度左右，增加了能耗。

二沉池：由于生化池生化效果不理想，直接造成二沉池污泥缺氧，有機物氧化不完全，污泥脫氮上浮，污泥濃度和懸浮物較高，刮泥機的刮泥效果不理想，并且對污泥回流井回流設備造成很大沖擊。

3 改造方案及工藝流程

3.1 改造目標

（1） 減小不均衡、高濃度的進水對處理系統(tǒng)帶來的巨大沖擊，避免污水處理設備超負荷運作，使整個污水處理系統(tǒng)正常穩(wěn)定地發(fā)揮凈化功能。

（2）確保出水水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準的同時，滿足節(jié)能降耗，以達到降低污染，改善水環(huán)境質量，保護城區(qū)飲用水源的目的。

圖1 改造后工藝流程

表1 改造工程新增主要設備及構筑物

表2 改造后的運行效果

3.2 設計原則

（1）盡量利用原有設備、系統(tǒng)和現(xiàn)有廠區(qū)，選用高性價比的水處理設備，降低工程投資。

在確保處理效果的同時，最大限度地提高設備運行平穩(wěn)水平。

（2）系統(tǒng)運行靈活，盡量考慮操作自動化，減少操作勞動強度。

3.3 改造方案的選擇

高濃度的進水超出了污水處理工藝的運行負荷，給處理設施、設備造成了不利的影響，難以滿足效果需求。為調節(jié)生物系統(tǒng)進水濃度，減小對系統(tǒng)的沖擊，通過對幾種處理效果較好的工藝進行充分技術經(jīng)濟分析比較，盡可能用最少的資金達到廢水治理符合排放要求，盡可能采用占地面積小的處理改造工藝，在原來的工藝基礎上增設了一個初沉池。其工藝流程見圖1。

3.4 工藝流程說明

為降低處理系統(tǒng)的負荷，滿足原生化系統(tǒng)達到處理效果，系統(tǒng)在曝氣沉砂池與混合井之間增設了初沉池設備，池內設置刮泥機，污水進入初沉池經(jīng)過沉降，部分污泥被刮板刮到池底經(jīng)污泥泵輸送到脫水機房，以此來降低進水中SS，起到了調節(jié)進水濃度的作用，減輕了負荷對生化池的沖擊和對設備、設施的不利影響。PH也能得到有效控制。同時倘若設備出現(xiàn)故障，初沉池還能起到事故儲水池的作用。污水流經(jīng)初沉池后，水質有了明顯改善，C O D、N H3-N、S S均能降低20%～30%左右。

3.5 自控儀表改造

為減少投資，改造工藝利用原有的中心控制系統(tǒng)對新增設備等進行遠程監(jiān)控。P L C按預先編制好的程序對加藥間、初沉池以及生化系統(tǒng)的運行進行控制。根據(jù)溶解氧參數(shù)控制風機的開啟數(shù)量及運行頻率，所有設備的運行狀況和所有監(jiān)測儀表的狀態(tài)在中控室顯示，并配有報警功能。

4 改造后運行情況

改造工程于2010年11月份完成了土建、設備購買與安裝工程，并通過驗收。2011年2月份投產(chǎn)運行并基本達到了設計效果。經(jīng)過在線檢測和數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，流經(jīng)初沉池后水質較進水口水質，COD、SS、NH3-N均能降低20%～30%左右，生化池內水質MLSS可由改造前的6000～10000mg.L-1降至5000mg.L-1左右，推流器較改造前減半數(shù)量運行，微生物種類、數(shù)量、污泥活性趨于穩(wěn)定。固液分離明顯，有機物氧化效果好轉并保持穩(wěn)定。出水水質均達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準。改造后設備運行效果見表2。

5 節(jié)能降耗效果

工藝處理系統(tǒng)經(jīng)過改造后，減輕了污水對處理設施和設備的負荷沖擊，使各項參數(shù)指標得到了有效的控制，同時也降低了能耗。通過對生化池好氧區(qū)末端溶解氧的控制測試，正常情況下可運行一臺鼓風機便可滿足曝氣需要，比改造前兩臺鼓風機同時運行節(jié)約了電耗，噸水電耗由改造前的0.4降到了0.3左右，此外生化池內的推流器也實現(xiàn)了減半數(shù)量運行，既避免了設備超負荷運行又達到了節(jié)能降耗的目的。單位運行成本降低了0.05元/m3。

6 結語

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市里污水的排放量及其濃度都在大幅度地發(fā)生變化，原有的污水處理工藝只有在實際運行中不斷地革新和完善才能發(fā)揮處理系統(tǒng)凈化功能，滿足效果需求。嶧城污水處理廠改造工程在原有的工藝基礎上，進行了技術改造，解決了高濃度的進水對處理系統(tǒng)的負荷沖擊和設備的超載磨損，恢復了工藝系統(tǒng)正常功能的運行，滿足了節(jié)能降耗的要求。出水水質達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，同時為再生回用創(chuàng)造了條件。

[1]馬勇，彭永臻. 城市污水處理系統(tǒng)運行及過程控制[M]. 北京: 科學出版社.2007

[2]張中和.北京市市政工程設計研究總院 城鎮(zhèn)排水.給水排水設計手冊[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.2004

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.001