生活污水處理廠強化脫氮除磷工藝改造及效果分析

孔繁德 李立欣 張連福

摘要 黑龍江科技大學污水處理廠在生物氧化處理工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合該廠的實際運行情況進行了升級改造，改造后工藝為A2/O法，該工藝將

固定生長的微生物引入曝氣池內(nèi)，形成了非固定化的活性污泥，建立了與附著態(tài)（生物膜）微生物共生的生化反應(yīng)池。該系統(tǒng)既具有生物膜法運行穩(wěn)定、容積負荷較高等優(yōu)點，又能充分發(fā)揮活性污泥法出水水質(zhì)好、脫氮除磷效果好等優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 生活污水處理廠；脫氮除磷；升級改造

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）02-0053-02

Abstract Based on biological oxidation treatment process for municipal sewage treatment plant of Heilongjiang University of Science and Technology，combining with the actual operation，the plant was upgraded and transformed.The upgraded and transformed process was A2/O.The immobilized activated sludge was formed by the introduction of fix microorganism in the aeration pool，and the attached biofilm was established in the biochemical reaction tank.The system was running stably，had the advantages of biofilm and activated sludge with efficient nitrogen and phosphorus removal.

Key words Municipal sewage treatment plant；Nitrogen and phosphorus removal；Upgrading and reconstruction

《全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施“十一五”建設(shè)規(guī)劃》規(guī)定：對排入封閉和半開放水域、現(xiàn)已富養(yǎng)化或接近富養(yǎng)化程度的水域，區(qū)域內(nèi)污水處理廠應(yīng)選用具有強化脫氮除磷功能的污水處理工藝[1]。黑龍江科技大學污水處理（中水）廠于2006年8月建成并投入運行，處理規(guī)模4 000 m3/d，部分出水作為中水回用。設(shè)計出水按《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002）[2]規(guī)定：COD≤60 mg/L，BOD≤20 mg/L，SS≤20 mg/L；但對氮、磷排放的含量并未作出規(guī)定與要求。近年來，在黑龍江科技大學發(fā)展的同時，污水廠進水由設(shè)計的4 000 m3/d到實際處理近6 000 m3/d，現(xiàn)工藝出水水質(zhì)超標現(xiàn)象頻發(fā)。另外，隨著人民生活水平的提高，對環(huán)境保護的要求也不斷提高，尤其是對城市污水處理廠出水水質(zhì)中氮、

磷含量的要求越來越嚴格。因此，黑龍江科技大學污水處理廠于2016年啟動了改造工程，在原有生物接觸氧化工藝基礎(chǔ)上進行了改造，經(jīng)調(diào)試，處理水量目前可達6 000 m3/d，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）[3]的一級 A 標準要求，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標排放。

1 原工藝概況

1.1 改造前工藝流程

原中水處理廠設(shè)計規(guī)模為4 000 m3/d，采用O/O（Ⅰ級好氧/Ⅱ級好氧），經(jīng)過多年的調(diào)試運行，BOD5、SS去除率均在90%以上，但脫氧除磷效果并不理想，NH3-N、TN、TP經(jīng)常超標。改造前黑龍江科技大學污水處理廠污水處理工藝見圖1。

1.2 存在的問題

隨著學校規(guī)模不斷擴大，中水處理廠進水指標不斷升高，根據(jù)相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，該污水處理廠的出水水質(zhì)指標在2009—2015年波動較大，CODCr含量為36.70～48.90 mg/L，BOD5含量為4.60～9.78 mg/L，SS含量為5.30～9.98 mg/L，TN含量為3.82～14.80 mg/L。該廠出水水質(zhì)難以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）的一級A標準要求。

該污水處理廠機器設(shè)備的老化和磨損是NH3-N、TN、TP不能穩(wěn)定達標的主要因素。生物池內(nèi)管道和曝氣頭的脫落導致生物池內(nèi)的溶解氧不均，曝氣效果較差。加之缺少厭氧池、缺氧池等導致出水水質(zhì)不能達標。要使黑龍江科技大學污水處理廠能夠穩(wěn)定達到相關(guān)污水排放標準，必須對現(xiàn)行的污水處理工藝進行升級改造，增加其工藝的脫氮除磷功能。

2 改造方案

污水處理廠改造后，設(shè)計主要污染物的進水、出水及水質(zhì)治理目標見表1。

通過多年的工程實踐運行經(jīng)驗和收集的大量資料，確定改造后的主體工藝為厭氧池+缺氧池+好氧池（泥膜共生）+沉淀池+砂濾池，新工藝流程見圖2。

該工藝的改造方案：①將原生物池Ⅰ級改造為厭氧池，原生物池Ⅱ級改造為缺氧池，利用前置厭氧池和缺氧池調(diào)整厭氧/缺氧/好氧的體積比。圍繞強化除磷目標，在改造工程中采取分點進水、分點進泥措施，缺氧池用于消除回流污泥中的硝酸鹽，在滿足除磷污泥量的前提下，污泥分點回流，可以減少缺氧池的氮負荷，同時使反硝化所消耗的碳源減少[4]。②污水經(jīng)過格柵首先進入預曝氣池均衡水量水質(zhì)，預曝氣調(diào)節(jié)池中污水經(jīng)泵提升至厭氧池，再經(jīng)缺氧池自流進入泥膜共生池，依靠固定生長的微生物形成懸浮態(tài)的活性污泥和附著態(tài)生物共生的生化反應(yīng)系統(tǒng)，使污水中的有機污染物被大量去除，在泥膜共生池末端利用自吸泵使消化液回流至缺氧池，并在泥膜共生池末端投加適量的復合藥劑，可以增加絮凝特性，并有效地去除SS。③泥膜共生池出水自流進入斜管沉淀池，斜管沉淀池中污泥部分回流至缺氧池，保證泥膜共生池中有足夠的懸浮污泥及保證缺氧池有足夠的反硝化菌量。斜管沉淀池出水自流進入砂濾池，進一步去除污水中的雜質(zhì)，砂濾池出水自流進入清水池，并經(jīng)次氯酸鈉消毒后，達標回用。④為實現(xiàn)分點進水、進泥量可調(diào)的優(yōu)化，設(shè)計了流量分配槽，利用槽內(nèi)的隔板調(diào)節(jié)進水、進泥量的比例。故改造后的工藝可在傳統(tǒng)及多點進水A2/O工藝之間互相轉(zhuǎn)變，具有較強的靈活性，對不斷變化的水質(zhì)、水量更具有適應(yīng)性[5]。