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武安市地埋式城鎮(zhèn)生活污水處理系統(tǒng)

隨著城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，我國中小城鎮(zhèn)污水處理能力日益增強(qiáng)，根據(jù)我國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部的新統(tǒng)計結(jié)果，截至2014年底，我國污水處理廠總數(shù)達(dá)5300余座，污水處理能力達(dá)1．63億m3/d，大多數(shù)污水處理廠由于建設(shè)時間較早，排放標(biāo)準(zhǔn)低，約50%以上的污水處理廠只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918－2002)中的一級B標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至還有將近25%的污水處理廠執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。由于我國城市河道補(bǔ)水的重要來源是城鎮(zhèn)污水廠出水，排入河道后，稀釋能力小，若不提高出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，將嚴(yán)重威脅城市生態(tài)環(huán)境。國家環(huán)?？偩忠?，對于污水處理廠出水作為城市景觀用水的此類污水處理廠，出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918－2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)，因此，對我國城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造勢在必行。

1．1中小型污水處理廠現(xiàn)狀

1．1．1設(shè)備老化程度高

由于資金投入力度不夠等原因，導(dǎo)致污水廠設(shè)備在運(yùn)行過程中，缺乏足夠的維護(hù)和管理，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化和損壞，更有甚者出現(xiàn)設(shè)備無法運(yùn)轉(zhuǎn)，卻得不到及時維修的情況，嚴(yán)重影響了污水處理效率。

1．1．2處理能力和處理要求不匹配

隨著城鎮(zhèn)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，排放污水中污染物種類愈加復(fù)雜，對排放標(biāo)準(zhǔn)的要求提高。很多污水處理廠在早期設(shè)計過程中并未考慮到城市發(fā)展情況，設(shè)施處理量沒有預(yù)留足夠的遠(yuǎn)期處理量，不能滿足現(xiàn)有的處理要求。在現(xiàn)階段對水質(zhì)要求提高的形勢下，中小污水處理廠應(yīng)推進(jìn)更新擴(kuò)容改造。

1．1．3建廠初期調(diào)試不到位

工藝調(diào)試對于污水處理設(shè)備是否正常運(yùn)行至關(guān)重要，關(guān)乎出水是否能夠達(dá)標(biāo)排放。很多污水處理廠建成初期，忽略了工藝參數(shù)的調(diào)試，或者因為缺乏專業(yè)技術(shù)人員的種種原因，導(dǎo)致工藝調(diào)試不到位，致使污水處理廠設(shè)備運(yùn)行不暢，處理不達(dá)標(biāo)，增加處理成本。

1．2污水廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的難點(diǎn)及應(yīng)對措施

1．2．1污水處理廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的難點(diǎn)

①低碳源問題2009年抽樣統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，我國60%的污水處理廠碳氮比低于4，碳氮比偏低影響反硝化的完成。

②工業(yè)廢水接入導(dǎo)致污水處理廠出水COD穩(wěn)定達(dá)標(biāo)困難。

③冬季低溫問題導(dǎo)致污水處理廠出水TN難以達(dá)標(biāo)。低溫條件下，污水處理系統(tǒng)中微生物活性降低，數(shù)量減少。太湖流域污水處理相關(guān)研究成果表明，冬季水溫低于15℃時，對微生物活性、污泥硝化反硝化性能以及生物脫氮效果影響較大，導(dǎo)致出水TN不達(dá)標(biāo)。

1．2．2應(yīng)對措施針對污水處理廠難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的難點(diǎn)問題，現(xiàn)提出以下應(yīng)對措施。

1．2．2．1提標(biāo)改造技術(shù)方案中合理取舍預(yù)處理單元

當(dāng)城鎮(zhèn)污水處理廠有工業(yè)廢水，由于工業(yè)廢水間歇排放，水質(zhì)水量波動大，為保證處理單元穩(wěn)定運(yùn)行，前設(shè)調(diào)節(jié)池很有必要。若是印染廢水或其他易引起pH值變化大的特殊廢水，還要特別注意pH值的調(diào)節(jié)，避免對水處理設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。鄉(xiāng)鎮(zhèn)等小型污水處理廠規(guī)模小、水質(zhì)水量變化大，通常在格柵后也常設(shè)調(diào)節(jié)池。對于進(jìn)水可生化性偏低的廢水(B/C值＜0．3)，例如制藥廢水、印染廢水、高濃度有機(jī)廢水等，應(yīng)考慮設(shè)置厭氧水解池。利用兼性水解產(chǎn)酸菌，將難以生物降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易生物降解有機(jī)物，提高可生化性，從而提高后續(xù)生物處理效率。

1．2．2．2提標(biāo)改造同時要注重源頭污染物的控制

加快雨污分流制排水體制的建設(shè)，新建城區(qū)嚴(yán)格采用雨污分流制排水系統(tǒng)，老城區(qū)采用合流制或截流式合流制作為過渡時期的排水體制;接入城鎮(zhèn)污水處理廠的污廢水需嚴(yán)格按照國家、行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防止對污水廠污水、污泥處理系統(tǒng)分產(chǎn)生不良影響。對于進(jìn)水碳源不足的污水處理廠，需重新考慮服務(wù)范圍內(nèi)設(shè)置化糞池的合理性，適當(dāng)放寬碳源充足的普通有機(jī)廢水(如糖業(yè)廢水、食品廢水等)排入污水廠的水質(zhì)濃度。

1．2．2．3低溫強(qiáng)化硝化和反硝化措施

水溫低于12℃時，污泥的反硝化速率和硝化速率比常溫下減少了一倍，只有0．5～1mg/h，0．6～0．8mg/h。一體化固定膜活性污泥IFAS、包埋硝化菌工藝是工程實際中常用的兩種低溫下提高脫氮效果的方法。IFAS工藝常采用向好氧池中投加填料的方法，該工藝附著生物的硝化活性是活性污泥的3倍以上;包埋硝化菌工藝受水溫影響更小，投加率12%的情況下，硝化活性就達(dá)到了普通活性污泥的3倍以上。

1．2．2．4合理使用化學(xué)除磷

針對碳源不足的情況，犧牲生物除磷，采用化學(xué)除磷，這種方法在北美已有非常成熟的案例。

2．1中小型污水處理廠提標(biāo)難點(diǎn)剖析

多數(shù)小型城鎮(zhèn)污水處理廠受原水濃度、設(shè)備處理效率等因素影響，二級處理很難達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，出水指標(biāo)從一級B標(biāo)準(zhǔn)提高到一級A標(biāo)準(zhǔn)。針對表中SS，提標(biāo)改造時，增加深度處理工藝即可達(dá)到要求，增加深度處理工藝的主要目的是去除二級出水中的SS，BOD5、COD也伴隨SS的去除得到進(jìn)一步的去除，但TN、TP的無法通過簡單固液分離進(jìn)行去除，因為TN、TP是以溶解態(tài)形式存于二級出水，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的重點(diǎn)和難點(diǎn)是TN、TP、SS的去除。

2．2中小型污水處理廠提標(biāo)改造思路

①了解目前中小型污水處理廠提標(biāo)改造技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及主要提標(biāo)改造技術(shù)。

②根據(jù)污水廠運(yùn)行現(xiàn)狀分析提標(biāo)難點(diǎn)。

③針對提標(biāo)難點(diǎn)逐一分析探索并選擇適宜本廠要求的強(qiáng)化生化處理方法。

④結(jié)合實際情況，選擇合適的深度處理技術(shù)，進(jìn)一步提升出水水質(zhì)。

對現(xiàn)有中小型污水處理廠提標(biāo)改造主要從三個方面著手:一是改造現(xiàn)有污水處理廠的二級處理工藝，主要是強(qiáng)化生物處理單元;二是新建三級處理設(shè)施;三是新技術(shù)膜生物反應(yīng)器(MBＲ)工藝的使用，新技術(shù)往往無需三級即可達(dá)標(biāo)或者滿足回用水要求。

3．1生物處理工藝改造

對二級處理工藝進(jìn)行改造，主要是為了提高脫氮除磷效果以及有機(jī)物的去除率，改造重點(diǎn)在生化池。對于生化池的技術(shù)改造主要有兩種:降低容積負(fù)荷和泥膜聯(lián)用。

3．1．1降低生化池的容積負(fù)荷

目前工程中常用的措施有進(jìn)水分流量減荷和擴(kuò)容減荷。前者適用于廠區(qū)平面布置允許的情況下，在廠區(qū)新建生化池，達(dá)到分流量的目的，終實現(xiàn)生化池減荷的效果。此法生產(chǎn)改造同步進(jìn)行，不影響現(xiàn)有工藝的正常運(yùn)行。后者主要通過擴(kuò)大容積來減小負(fù)荷、延長水力停留時間和污泥泥齡，進(jìn)而提高生化處理效果，擴(kuò)大容積的方式有兩種:一是在場地允許情況下，直接將原有生化池擴(kuò)容;二是將原有初沉池改造為生化池，這種方法提高了進(jìn)入生化池的碳氮比，有利于TN的去除，高程銜接無阻，此法充分利用了現(xiàn)有構(gòu)筑物。

3．1．2泥法－膜法聯(lián)用

懸浮生物法(活性污泥法)和固定膜生物法是污水生物處理的兩種常見技術(shù)。其中活性污泥法在實際工程中應(yīng)用較多，這是因為固定膜生物法需要設(shè)置填料，填料造價一般較高。生物膜法具有硝化功能強(qiáng)大、抗沖擊負(fù)荷、生物量大、污泥齡長等優(yōu)點(diǎn)，受溫度影響小，在低溫條件下，其脫氮效果要遠(yuǎn)好于活性污泥法。因此在污水廠的提標(biāo)改造中，可充分利用兩者優(yōu)點(diǎn)，在生化池中設(shè)置填料。

3．2新建三級處理設(shè)施經(jīng)

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，目前適合我國中小型污水處理廠的三級處理工藝有以下三種:常規(guī)混凝－沉淀－過濾;微絮凝－過濾;直接過濾。三級處理的核心是過濾單元，目前工程實際中應(yīng)用為廣泛的是V型濾池，這是因為V型濾池的濾料采用均質(zhì)深層砂濾料，截污能力強(qiáng)，反沖洗強(qiáng)度低、效果好，過濾周期長。此外還有翻板濾池、D型濾池、濾布濾池等。

3．3膜生物反應(yīng)器(MBＲ)的應(yīng)用

MBＲ是一種新型污水處理裝置，結(jié)合超微濾膜和污水處理中的生物反應(yīng)器，通過超微濾膜截留細(xì)小微生物絮體，增加了生化池中的活性污泥濃度，的提高有機(jī)物的去除效率，同時，超微濾膜可取代二沉池，實現(xiàn)泥水分離。MBＲ適用于需同時脫氮除磷、對出水水質(zhì)要求高、用地緊張或者回用要求的場合。

(1)污水處理廠提標(biāo)改造應(yīng)充分考慮技術(shù)的合理性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定可靠性以及工程實施可行性，而不應(yīng)該注重技術(shù)性和新型性，對于新技術(shù)、新設(shè)備，應(yīng)在小范圍內(nèi)工程應(yīng)用，總結(jié)經(jīng)驗，為大規(guī)模推廣提供參考。尤其是國內(nèi)次實用的新型技術(shù)，一定要進(jìn)行中試和生產(chǎn)性試驗，參數(shù)穩(wěn)定后才可投入實際工程應(yīng)用。

(2)只有在經(jīng)濟(jì)條件許可、用地緊張、尾水需循環(huán)利用的情況下才考慮采用MBＲ工藝。

(3)若用地緊張，經(jīng)濟(jì)條件不許可，過濾單元可考慮濾布濾池或轉(zhuǎn)盤濾池。

(4)生物除磷難以滿足出水TP一級A排放要求時，可考慮化學(xué)除磷。

武安市地埋式城鎮(zhèn)生活污水處理系統(tǒng)