劉琪，鮑根蓮，彭路菊，葛利云，鄧歡歡,3*

(1.溫州醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生與管理學(xué)院，浙江 溫州 325035；2.浙南水科學(xué)研究院，浙江 溫州 325035；3.上海海庭環(huán)境工程有限公司，上海 200092)

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和農(nóng)村生活水平的提高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)生活污水量不斷增加，嚴(yán)重威脅原本山清水秀的農(nóng)村環(huán)境。浙江地處我國(guó)東南沿海，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)以家族企業(yè)占據(jù)主要，所以鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理對(duì)于美麗浙江建設(shè)而言具有特殊的意義。

有許多專(zhuān)家學(xué)者都對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的治理工藝進(jìn)行了研究，目前應(yīng)用于小城鎮(zhèn)的污水處理工藝中：A/O法占地規(guī)模大，工藝比較成熟，但產(chǎn)泥量大，需要后續(xù)處理[1]；生物接觸氧化法占地較小，工藝較為成熟，產(chǎn)泥較少，但也需要后續(xù)處理[2]；一體化氧化溝法雖然后期不需要維護(hù)，但還不是很成熟[3]；復(fù)合式生物滴濾池占地較小，工藝較為成熟，產(chǎn)泥量小，且不需后續(xù)處理，運(yùn)行成本較低[4]；人工濕地工藝較為簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，有較明顯的N、P去除效果，且具有良好的綠化美觀效果[5]。本研究以浙江某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠為例，對(duì)其處理效果差、出水無(wú)法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A類(lèi)要求的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)改造方案，并結(jié)合改造后的運(yùn)行情況對(duì)改造效果進(jìn)行分析，旨在為相關(guān)污水處理廠的設(shè)計(jì)、建造提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究概況

以某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠為例進(jìn)行研究。該污水處理廠的一期工程于2014年開(kāi)工建設(shè)，建設(shè)規(guī)模800 m3·d-1，2015年5月開(kāi)始試運(yùn)行，初期運(yùn)行良好。隨著時(shí)間推進(jìn)及水質(zhì)變化，自2015年9月起，進(jìn)站污水量劇增，原工藝處理后的水質(zhì)產(chǎn)生明顯變化。目前，存在如下問(wèn)題：(1)進(jìn)站污水量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)污水量，污水站已不能滿(mǎn)足正常運(yùn)行需求，亟須進(jìn)行擴(kuò)建改造；2)出水水質(zhì)惡化，無(wú)法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A類(lèi)要求，懸浮物(SS)劇增使得設(shè)備出現(xiàn)堵塞，嚴(yán)重影響了設(shè)備的可持續(xù)運(yùn)行。

1.2 改進(jìn)方法

經(jīng)測(cè)算，該污水處理廠的實(shí)際來(lái)水中工業(yè)廢水比例相當(dāng)高(30%以上)，因此，該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單照抄一般的城市生活污水處理工藝。改造方案，1)根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整部分工藝。因該鎮(zhèn)污水工業(yè)廢水比例較高且具有地方產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，增設(shè)初沉池以削弱SS和負(fù)荷，對(duì)后續(xù)工藝穩(wěn)定也有良好效果。2)擴(kuò)容水解酸化池，提高可生化性，降低后續(xù)工藝負(fù)荷。3)深度處理采用人工濕地工藝。該工藝的反硝化能力強(qiáng)，能強(qiáng)化N、P的去除，提升水質(zhì)。對(duì)人工濕地輔以微曝氣設(shè)計(jì)，緩解人工濕地易堵塞的問(wèn)題。

2 結(jié)果與分析

目前，該污水處理廠已按照上述方案完成了二期改造。因?yàn)轫?xiàng)目核心工藝采用低能耗的生物滴濾池和人工濕地，因此，不需要大功率鼓風(fēng)曝氣。核心工藝為膜法，產(chǎn)泥低，降低了污泥處理費(fèi)用。工藝維護(hù)需求低，污水站常年駐守人員僅需2人。經(jīng)過(guò)為期半年的實(shí)際運(yùn)行，測(cè)算污水處理成本為0.18元·m-3。

2.1 氨氮去除效果

升級(jí)改造前、后進(jìn)水、出水的氨氮質(zhì)量濃度如圖1所示。在完成污水站升級(jí)改造前(2017年3—8月)，進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度平均值為12.26 mg·L-1，出水氨氮質(zhì)量濃度平均值為8.33 mg·L-1，平均氨氮去除率為30.43%，出水氨氮均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A類(lèi)不高于5 mg·L-1的要求。升級(jí)改造后(2017年10月—2018年3月)，出水氨氮質(zhì)量濃度的平均值降低到2.73 mg·L-1，較升級(jí)改造前減少67.23%，效果明顯，氨氮去除率平均值由30.43%提升到78.18%。出水氨氮質(zhì)量濃度的最大值由12.09 mg·L-1下降到6.44 mg·L-1，出水氨氮質(zhì)量濃度平均值均低于5 mg·L-1，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。說(shuō)明按照所確定的方案改造、擴(kuò)建污水處理廠，可以顯著提升其去除氨氮的效果，確保出水氨氮達(dá)標(biāo)。

月份依次為2017年3月至2018年3月，圖2～3同。圖1 氨氮質(zhì)量濃度變化曲線

2.2 總磷去除效果

升級(jí)改造前、后進(jìn)水、出水的總磷質(zhì)量濃度如圖2所示。在完成污水站升級(jí)改造前(2017年3—8月)，進(jìn)水總磷質(zhì)量濃度平均值為1.78 mg·L-1，出水總磷質(zhì)量濃度平均值為0.34 mg·L-1，平均總磷去除率為80.41%，出水總磷含量雖然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A類(lèi)不高于0.5 mg·L-1的要求，但仍有超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。升級(jí)改造后(2017年10月—2018年3月)，出水總磷質(zhì)量濃度的平均值降低到0.21 mg·L-1，較升級(jí)改造前減少38.23%，效果明顯，總磷去除率平均值由80.41%提升到87.92%。出水總磷質(zhì)量濃度的最大值由0.69 mg·L-1下降到0.52 mg·L-1，出水總磷質(zhì)量濃度平均值均低于0.5 mg·L-1，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。說(shuō)明按照所確定的方案改造、擴(kuò)建污水處理廠，可以顯著提升其去除總磷的效果，確保出水總磷達(dá)標(biāo)。

圖2 總磷質(zhì)量濃度變化曲線

2.3 化學(xué)需氧量去除效果

升級(jí)改造前、后進(jìn)水、出水的化學(xué)需氧量(CODCr)質(zhì)量濃度如圖3所示。在完成污水站升級(jí)改造前(2017年3—8月)，進(jìn)水CODCr質(zhì)量濃度平均值為121.72 mg·L-1，出水CODCr質(zhì)量濃度平均值為58.55 mg·L-1，平均CODCr去除率為52.03%，出水CODCr含量均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A類(lèi)不高于50 mg·L-1的要求。升級(jí)改造后(2017年10月—2018年3月)，出水CODCr質(zhì)量濃度的平均值降低到20.70 mg·L-1，較升級(jí)改造前減少64.64%，效果明顯，CODCr去除率平均值由52.03%提升到83.68%。出水CODCr質(zhì)量濃度的最大值由88.21 mg·L-1下降到45.77 mg·L-1，出水CODCr質(zhì)量濃度均低于50 mg·L-1，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。說(shuō)明按照所確定的方案改造、擴(kuò)建污水處理廠，可以顯著提升其去除CODCr的效果，確保出水CODCr達(dá)標(biāo)。

圖3 CODCr質(zhì)量濃度變化曲線

3 小結(jié)

基于所研究的污水處理廠前期運(yùn)行中遇到的問(wèn)題，進(jìn)行技術(shù)改造。初沉池的建設(shè)，為后續(xù)工藝減輕了SS和負(fù)荷，使得污水站處理效果穩(wěn)定，改善了之前易堵塞的情況。改造后，污水處理廠的出水水質(zhì)穩(wěn)定，2017年10月投運(yùn)以來(lái)，全系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，氨氮、總磷、化學(xué)需氧量的去除效果均有明顯提升，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A類(lèi)要求。