郭 強(qiáng)（山西潞安礦業(yè)集團(tuán)公司建設(shè)中心，山西長治046204）

潞安集團(tuán)后勤中心污水處理廠提標(biāo)改造工程

郭 強(qiáng)（山西潞安礦業(yè)集團(tuán)公司建設(shè)中心，山西長治046204）

根據(jù)長治市重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃實(shí)施方案，潞安集團(tuán)后勤中心污水處理廠采用A2/O/MBR工藝進(jìn)行提標(biāo)改造，使出水水質(zhì)由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提升為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

污水處理；A2/O/MBR；一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)

潞安集團(tuán)后勤中心污水處理廠始建于1993年，處理工藝為：氣浮-過濾-活性炭吸附。隨著處理水量增加和排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，2006年進(jìn)行“生化處理”擴(kuò)容改造，擴(kuò)容后設(shè)計(jì)處理能力為10000m3/d，實(shí)際進(jìn)水量為7500m3/d，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)長治市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)長治市重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃（2011-2015年）實(shí)施方案的通知（長政辦發(fā)〔2013〕4號(hào)），要求對(duì)污水廠進(jìn)行水質(zhì)提標(biāo)改造，使出水水質(zhì)達(dá)到最高要求一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1 污水處理廠提標(biāo)前狀況

污水處理廠提標(biāo)前主要采用SBR工藝，通過生物反應(yīng)降解有機(jī)物和去除氨氮。提標(biāo)前出水水質(zhì)為：CODcr=27mg/L，BOD5=15mg/L，SS=18mg/L，氨氮=15mg/L（夏季）、8mg/L（冬季），TN=20mg/L，TP=1mg/L。

由于SBR工藝設(shè)計(jì)的局限性，反硝化反應(yīng)未能正常進(jìn)行，NO3-N在出水中大量積累，造成總氮數(shù)值偏高。加上生物反應(yīng)應(yīng)受氣溫影響較大，在氣溫較低的冬季 （水溫最低為12℃），微生物的代謝速度明顯變慢，去除效率降低。

從污水處理廠出水水質(zhì)分析來看，若提高出水標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)一步對(duì)有機(jī)物、SS和氨氮、TN、TP進(jìn)行去除，其中SS、TN、TP是此次污水處理廠出水提標(biāo)的主要控制性因素。

2 提標(biāo)改造需要解決的問題

2.1 增加處理措施或改造生化池，著重進(jìn)行脫氮

根據(jù)現(xiàn)有出水情況改造，在工程中應(yīng)著重考慮總氮的去除問題，增加脫氮設(shè)施或改造現(xiàn)有生物處理池，保證出水總氮達(dá)標(biāo)。

在脫氮過程中應(yīng)考慮碳源問題，由于生物脫氮系統(tǒng)通過加碳源為電子供體，利用原污水中的基質(zhì)作為反硝化的電子受體。由于在二級(jí)處理過程中，可作為碳源利用的有機(jī)物已經(jīng)被最大程度地去除，因此需外加碳源才能保證反硝化進(jìn)行。而通過改造現(xiàn)有生物處理池為A2/O，增加MBR膜生物反應(yīng)器，有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌及其它細(xì)菌的截流、生長和繁殖，系統(tǒng)硝化效率提高，可以有效解決脫氮問題，避免投加碳源。

2.2 去除有機(jī)物和總磷

膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，有利于專性菌的培養(yǎng)，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率。

為保證改造后能穩(wěn)定達(dá)到的出水標(biāo)準(zhǔn)要求，在生化池中或后端投加化學(xué)藥劑，進(jìn)行化學(xué)除磷。

2.3 增加設(shè)施，保證懸浮物達(dá)標(biāo)

根據(jù)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)出水要求，懸浮物應(yīng)降到10mg/L以下，需增加處理設(shè)施，去除出水中的固體物質(zhì)、TP和濁度，保證出水水質(zhì)。

2.4 減少升級(jí)改造的占地面積

由于該污水處理工程在原設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)未考慮升級(jí)改造的要求，因此廠區(qū)可利用的空閑場(chǎng)地較少。在增加必要的處理構(gòu)筑物的同時(shí)，應(yīng)考慮工藝的占地情況，來減少新增用地，避免進(jìn)行征地。

3 提標(biāo)改造工藝

根據(jù)本污水處理站進(jìn)水水質(zhì)和出水要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的工藝組合方案為A2/O/MBR工藝。A2/O/MBR工藝不僅能夠保證穩(wěn)定出水達(dá)標(biāo)，而且在此基礎(chǔ)上可以提高一倍的處理量。處理流程簡(jiǎn)單，工藝控制也較為簡(jiǎn)單，土建及占地較省。只要保證膜的質(zhì)量以及正確的膜清洗操作，將會(huì)達(dá)到較為完美的處理。

3.1 A2/O生物脫氮除磷工藝[1～2]

該工藝是典型的常規(guī)脫氮除磷工藝。A2/O工藝是在生物反應(yīng)池中人為地形成厭氧、缺氧、好氧生物環(huán)境。在好氧條件下，有機(jī)物被降解的同時(shí)，污水中的有機(jī)氮被異養(yǎng)菌氧化為氨氮，在供氧充足的條件下，氨氮再被硝化菌氧化成硝態(tài)氮，產(chǎn)生的能量用于合成新的硝化菌細(xì)胞。在好氧條件下產(chǎn)生大量的硝酸根，通過混合液回流到缺氧段。

在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用硝酸根為最終電子受體，氧化水中的有機(jī)物，用于產(chǎn)能和增殖，與此同時(shí)，硝酸鹽被異化還原成氮?dú)?，從水中逸出，從而達(dá)到除氮的目的。

在厭氧條件下，在產(chǎn)酸菌的作用下，進(jìn)水中的部分有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成低分子有機(jī)物，聚磷菌在厭氧壓抑狀態(tài)下分解體內(nèi)的多聚酸鹽產(chǎn)生能量并釋放出大量的磷酸鹽維持聚磷菌的代謝。聚磷菌是活性污泥在厭氧、好氧交替過程中大量繁殖的一種好氧菌。在好氧條件下，聚磷菌所吸收的有機(jī)物被氧化分解并提供能量，同時(shí)從污水中攝取比厭氧條件下所釋放的更多的磷（叫超量吸收磷），將磷以聚酸鹽形式貯藏在細(xì)胞內(nèi)，形成高磷污泥，通過剩余污泥系統(tǒng)排出，從而達(dá)到除磷的目的。

A2/O工藝不但能有效的去除磷和氮，而且COD、BOD和SS去除效果也優(yōu)于常規(guī)的活性污泥法，還可以提高污泥的沉降性能。

3.2 MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝[3～4]

膜-生物反應(yīng)器是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝。一體式膜生物反應(yīng)器具有出水水質(zhì)好、占地面積省的特點(diǎn)。該技術(shù)通過膜組件的高效分離作用，大大提高了泥水分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中優(yōu)勢(shì)菌的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，該工藝能大大減少剩余污泥的產(chǎn)量，從而基本解決了傳統(tǒng)生物方法存在的剩余污泥產(chǎn)量大、占地面積大、運(yùn)行效率低等突出問題。

在膜生物反應(yīng)器中，中空纖維膜組成的膜組件浸放于好氧曝氣區(qū)中，由于中空纖維膜的孔徑可完全阻止細(xì)菌的通過，所以將菌膠團(tuán)和游離細(xì)菌全部保留在曝氣池中，只將濾過的水匯入集水管中排出，從而達(dá)到泥水分離，免除了二沉池，各種懸浮顆粒、細(xì)菌、藻類、濁度和COD及有機(jī)物均得到有效的去除，保證了出水懸浮物接近零的優(yōu)良出水水質(zhì)。

3.3 提標(biāo)改造后工藝流程

污水處理廠提標(biāo)改造后，生活污水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后經(jīng)過粗、細(xì)機(jī)械格柵，將水中漂浮的大的懸浮物進(jìn)行攔截，防止其進(jìn)入提升井內(nèi)將泵及管路堵塞。經(jīng)過機(jī)械格柵后的生活污水進(jìn)入提升井，污水經(jīng)提升泵提升到旋流沉砂池，除去較大的砂粒，出水進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵去除纖維類物質(zhì)，防止膜的堵塞。轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵出水自流入生化處理單元（A2/O/MBR）進(jìn)行處理。

污水分別進(jìn)入A2/O生化處理系統(tǒng)（原來四組SBR池合并改造而成），在A2/O池中微生物對(duì)污水中的有機(jī)污染物、氮化物進(jìn)行分解和去除后，混合液流入MBR膜池，清水通過抽吸水泵抽吸透過MBR膜。

MBR池利用膜對(duì)生化反應(yīng)池內(nèi)的含泥污水進(jìn)行過濾，實(shí)現(xiàn)泥水分離。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大大增加，達(dá)到很高的水平，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。

MBR池剩余污泥排入污泥濃縮池，泵入壓濾機(jī)壓濾脫水，污泥脫水干化后集中外運(yùn)處置。

MBR池出水經(jīng)消毒后進(jìn)入回用水池，部分回用，剩余部分外排至淤泥河。

4 處理結(jié)果

項(xiàng)目提標(biāo)改造后，山西省長治市襄垣縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)潞安集團(tuán)后勤中心污水處理廠出水水質(zhì)進(jìn)行了采樣分析，得出出水水質(zhì)均符合 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，CODcr去除率為87%、BOD5去除率為88%、氨氮去除率為83%、懸浮物去除率為97%、總磷去除率為89%、總氮去除率為81%。

[1]肖文濤.污水生物脫氮除磷工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2010（11）.

[2]郝 靜，熊 黎.淺談各種污水處理工藝的生物脫氮除磷效果[J].西南給排水，2014（05）

[3]劉 巖，李志東，蔣林時(shí).膜生物反應(yīng)器（MBR）處理廢水的研究進(jìn)展[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（01）.

[4]李學(xué)彥，魏明巖，李 麟，赫俊國.一體式膜生物反應(yīng)器（MBR）處理生活污水的研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016（04）.

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A

2095-2066（2016）35-0001-02

2016-11-29

郭 強(qiáng)（1984-），男，工程師，碩士，主要從事地面工程管理工作。