柴　芳

太原鐵路局大同西供電段辦公室，山西　大同　037005

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茶塢污水站污水及污泥處理工藝的優(yōu)化分析

柴芳*1

太原鐵路局大同西供電段辦公室，山西大同037005

摘要：大秦鐵路股份公司茶塢鐵路地區(qū)污水站通過(guò)對(duì)污水處理工藝、污水消毒工藝、污泥處理工藝的升級(jí)改造，使其處理出水達(dá)到新《排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，保障人民身體健康，改善生態(tài)與環(huán)境，造福人類(lèi)。

關(guān)鍵詞：污水污泥處理；工藝優(yōu)化分析

大秦鐵路股份公司茶塢鐵路地區(qū)污水站位于北京市懷柔區(qū)橋梓鎮(zhèn)。該污水處理站于2005年竣工并投產(chǎn)使用，主要接納茶塢鐵路地區(qū)的生活污水及生產(chǎn)廢水，原設(shè)計(jì)處理后的污水主要回用于綠化、車(chē)輛沖洗及廁所沖洗等，剩余污水排放，最終排放至牤牛河(懷柔區(qū)段)，2013年12月20日北京市環(huán)保局和北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布《北京市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，新《排放標(biāo)準(zhǔn)》較原標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，因此需對(duì)該污水處理站進(jìn)行升級(jí)改造，使其處理出水可達(dá)到新《排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

一、污水站現(xiàn)狀及改造要求

原工藝缺乏生物脫氮除磷功能，致使現(xiàn)處理出水無(wú)法滿(mǎn)足新《排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)氮磷污染物的限值要求。此外，新《排放標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于污水中各項(xiàng)指標(biāo)都提出了更嚴(yán)格的要求，采用常規(guī)的二級(jí)生物處理工藝無(wú)法保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，因此必須采用強(qiáng)化生物處理工藝及深度處理工藝。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘探，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)大部分設(shè)備老化，故障率高，許多設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。設(shè)備自控程度低，多需人工手動(dòng)操作，工人操作強(qiáng)度大，運(yùn)行效率低。

該項(xiàng)目為既有污水處理廠改造項(xiàng)目，有別于新建項(xiàng)目。因此應(yīng)綜合考慮既有工藝、設(shè)備及構(gòu)筑物等情況，應(yīng)本著在出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，充分利用既有構(gòu)筑物及設(shè)備的原則，對(duì)其進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)改造。

二、污水處理工藝選擇原則與技術(shù)

現(xiàn)在污水處理廠多采用有脫氮除磷功能的生物處理工藝，主要有以下五種：

(一)A/O工藝

A/O工藝自被開(kāi)發(fā)以來(lái)，就因?yàn)槠涮赜械慕?jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境效益，愈來(lái)愈受到人們的廣泛重視。主要缺點(diǎn)在于不能同時(shí)兼顧脫氮和除磷，僅能實(shí)現(xiàn)其中一種功能。因此不適于本次改造。

(二)氧化溝工藝

結(jié)合本項(xiàng)目中的既有接觸氧化池，其構(gòu)筑物形式與氧化溝存在較大差異，不利于充分利用既有構(gòu)筑物的原則。因此該工藝不適于本次改造。

(三)吸附生物降解法

適應(yīng)于處理高濃度有機(jī)廢水，而本工程原水主要為生活污水。其次，該工藝需要具備兩套獨(dú)立的曝氣池、沉淀池及污泥回流系統(tǒng)，并不利于既有生物接觸氧化池的改造。此外，該工藝去除污染物的機(jī)理是活性污泥絮凝體的吸附作用及好氧微生物的生物降解作用，對(duì)氮磷的去除效果不理想。因此不適于本次改造。

(四)序批式活性污泥法(SBR)

SBR是序批式活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)，潷水器是該法的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備。既有接觸氧化池其進(jìn)水方式是連續(xù)進(jìn)水，反應(yīng)器呈連續(xù)推流式，由于SBR反應(yīng)池是集均化、初沉、曝氣反應(yīng)、沉淀于一體的反應(yīng)器，其池體構(gòu)造與接觸氧化池有很大差異，因此無(wú)法利用既有池體進(jìn)行改造，故該工藝不適于本項(xiàng)目。

(五)A2/O工藝

A2/O工藝是典型的推流式反應(yīng)器，與理想完全混合反應(yīng)器相比，污廢水中各項(xiàng)指標(biāo)(如BOD、COD等)沿進(jìn)水水流方向(池長(zhǎng))呈函數(shù)變化，通過(guò)對(duì)池體的功能分割，進(jìn)而到達(dá)針對(duì)不同污廢水水質(zhì)處理的目的。前已述及，原水進(jìn)水水質(zhì)具備采用生物脫氮除磷的條件，而同時(shí)，出水水質(zhì)指標(biāo)中亦對(duì)氮磷提出更高要求，因此，可在原有接觸氧化池基礎(chǔ)上，新建厭氧池及缺氧池，形成A/A/O工藝同時(shí)，該工藝的反應(yīng)池與既有接觸氧化池構(gòu)造基本相同，僅需將既有接觸氧化池內(nèi)填料拆除后，即可使用。既滿(mǎn)足同時(shí)脫氮除磷的要求，又可充分利用既有構(gòu)筑物，因此本次改造二級(jí)生化處理工藝采用A2/O工藝。

三、污水深度處理工藝的可行性分析及方案比選

本次改造要求出水水質(zhì)較高，靠簡(jiǎn)單的二級(jí)生化處理工藝達(dá)不到最新的地標(biāo)排放要求，必須設(shè)置三級(jí)處理工藝。本工程選取MBR+NF(納濾)和DNBF(反硝化生物濾池)+BAF(曝氣生物濾池)+HF(浸沒(méi)式超濾)兩種方案。

通過(guò)上述兩種污水處理方案的敘述，現(xiàn)對(duì)兩種深度處理工藝列表進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：

類(lèi)別對(duì)比項(xiàng)MBR+NF工藝DNBF+BAF+HF工藝技術(shù)可行性技術(shù)適應(yīng)情況是一種新型工藝，國(guó)內(nèi)廠家正在進(jìn)行嘗試工藝成熟，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多，尤其應(yīng)用于化工廢水技術(shù)進(jìn)步情況技術(shù)先進(jìn)，是給水工藝在污水中應(yīng)用的一種嘗試。是膜過(guò)濾的深化。技術(shù)先進(jìn)，生化處理的深入。對(duì)水量水質(zhì)應(yīng)變能力強(qiáng)，后期運(yùn)營(yíng)管理方便。

水質(zhì)目標(biāo)出水水質(zhì)較好，SS值較低，具有部分脫鹽功能水質(zhì)較好，SS值較低污泥穩(wěn)定情況穩(wěn)定，但有20-25%廢水需回流，進(jìn)一步處理穩(wěn)定可靠費(fèi)用指標(biāo)設(shè)備工程投資設(shè)備昂貴、工程投資特大設(shè)備費(fèi)用中、工程投資一般運(yùn)行費(fèi)用高(尤其是電費(fèi)和折舊)適中運(yùn)行管理運(yùn)轉(zhuǎn)操作自控程度高，但需頻繁調(diào)整運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜自控設(shè)備脫氮除磷工藝比較處理原理靠物理過(guò)濾方式去除污染物，有濃水排放，需進(jìn)一步處理循環(huán)消化液也由BAF池用泵回流至缺氧池，在DNBF池主要進(jìn)行反硝化脫氮的攝取，從而使廢水中有機(jī)物、氮、磷含量均達(dá)到較高的去除。處理效果穩(wěn)定。

維護(hù)管理和檢修頻率設(shè)備數(shù)量相對(duì)較少，但不容易操控，方便維護(hù)管理相對(duì)復(fù)雜。需增設(shè)砼結(jié)構(gòu)水池，但處理過(guò)程穩(wěn)定，對(duì)水量水質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，無(wú)需頻繁調(diào)整運(yùn)行參數(shù)

場(chǎng)地面積小中(都在室外)

工程投資比10.5-0.6

維護(hù)管理費(fèi)10.7-0.8

池體土建結(jié)構(gòu)形式NF需要設(shè)在室外都要在室外對(duì)自動(dòng)化要求很高一般缺點(diǎn)價(jià)格昂貴，投資和折舊費(fèi)用高，MBR和NF膜的使用壽命在3-5年占地面積較大，需設(shè)室外混凝土水池綜合上述比較，該工程采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用且處理效果較好的DNBF+BAF+HF污水處理工藝作為深度處理工藝。

四、泥改造處理工藝比選優(yōu)化

此工程污水處理工藝有下三種方案可供選擇，污泥水率均能達(dá)到80%以下。

方案一：機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水污泥

方案二：重力濃縮、機(jī)械脫水污泥

方案三：污泥重力濃縮、自然干化脫水

結(jié)合污水處理站既有構(gòu)筑物情況綜合考慮，方案二較優(yōu)。污水處理站既有污泥處理處置方式采用的是污泥重力濃縮機(jī)械脫水，最終泥餅外運(yùn)填埋。采用板框壓濾機(jī)機(jī)械脫水，該設(shè)備陳舊老化，且使操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，污泥脫水效果差。本次可考慮采用帶式污泥脫水機(jī)，帶式機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較早，技術(shù)較成熟，污泥含水率可達(dá)到，這種設(shè)備目前成熟可靠。本方案還可充分利用既有的污泥濃縮池。另外本工程考慮除磷，為了避免磷的析出，需要減少厭氧時(shí)間，保證對(duì)剩余污泥的及時(shí)高效處理。因此綜合考慮選用第二方案。經(jīng)綜合比較，本工程污泥處理推薦采用污泥帶式濃縮脫水機(jī)。

五、應(yīng)用效果及分析

(一)水處理站可以改善生態(tài)環(huán)境，保障人民身體健康，造福社會(huì)，其主要效益為環(huán)境效益。

(二)社會(huì)效益

1.水處理站建成后可大量減少各類(lèi)污染物的排放，可顯著的改善和提高周?chē)貐^(qū)的水體水質(zhì)，預(yù)防各種傳染病、公害病，提高人民健康水平。

2.水處理站建成后，茶塢鐵路地區(qū)的污水得到有效處理，減輕了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染，改善了當(dāng)?shù)厝嗣窬幼…h(huán)境，提高了人民生活質(zhì)量。

3.水處理站的建設(shè)可以提高周?chē)貐^(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施水平，改善和提高環(huán)境質(zhì)量水平，使該地區(qū)做到經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1]中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)集團(tuán)有限公司關(guān)于茶塢污水站更新改造工程可行性報(bào)告.

*作者簡(jiǎn)介：柴芳(1976-)，女，2010年畢業(yè)于西南交通大學(xué)，太原鐵路局大同西供電段辦公室，工程師。

中圖分類(lèi)號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0049-(2016)09-0129-02