生活污水处理站系统优化改造研究

苏士清

摘 要：自2015年1月1日《新环保法》颁布实施以来，全国各地环保督察力度不断加大，实现对污水处理有效处理，使其达标排放，已是企业污水处理单位必须履行的职责。本文通过对滕南生活水处理站的系统进行分析研究，查找其制约污水处理达标的关键因素，进而找出解决的有效工艺方法。

关键词：生活污水 氧化沟 除磷

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（c）-0110-02

1 项目概况

蒋庄煤矿滕南污水处理站设计水量为8000m3/d，主要处理蒋庄煤矿、田陈煤矿、铁运处的生活污水和滕南医院污水。污水的实际处理量约为5000m3/d，偶有腐竹厂污水排入，对进水的水质影响较大。该水站为山东省控企业名单，特别是2017年一季度，地方政府对企业统一要求进行TN、TP的在线监测，为保障处理水全面符合相关标准要求，决定对原水站工艺进行优化改造。

现有污水处理站工艺为污水经由管道输送至污水处理站集水井，由泵提升至泥水分离机，通过泥水分离机分离后的污水进入厌氧池，厌氧池出水进入分配井，通过分配井的分配均匀流入氧化沟内进行生物处理。氧化沟的出水进入二沉池，二沉池的出水进入中间水池，从中间水池通过泵提升至曝气生物滤池，曝气生物滤池的出水进行过滤，过滤后的水进入消毒池，在消毒池内添加消毒液，消毒池出水进入清水池，由总排口通过自动监测仪检测后外排。二沉池污泥一部分通过污泥回流泵回流至氧化沟，剩余污泥通过电厂焚烧处理。

2 水量及水质

2.1 设计水量及进、出水水质

污水处理站的设计水量为8000m3/d，根据生活污水的设计规范，设计进水水质为：COD≤300mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N≤30mg/L，TP≤4～6mg/L。根据当地环保部门要求，污水的排放执行COD：20mg/L，总氮：15mg/L，总磷：0.5mg/L，氨氮：1.00mg/L的标准。

2.2 现有处理状况

污水处理站的现有处理水量为5000m3/d，偶尔会有腐竹厂废水排入，增加污水处理站的处理负荷。根据对污水处理站的进水及出水进行取样检测及对日常运行检测數据跟踪，现有污水处理站的进出水指标为（单位：mg/L）：COD进水267.00，出水16；氨氮进水18.2，出水0.07；TN进水19.556，出水13.096；TP进水1.578，出水0.99。

通过数据与设计出水水质进行对比，发现出水的TP超标，COD、TN等均在排放标准范围之内。但是偶遇腐竹厂的废水排入，对废水的TN影响较大，极易导致外排废水的TN不能达标排放。

3 运行中存在问题分析及优化措施

3.1 进水方式分析

（1）存在问题。目前进水方式为间歇式进水，来水汇入集水井达到一定水位时集水井内的泵才开启，将集水井内的水提升至氧化沟内。间歇性的进水方式造成进水期间短时间内进水负荷过大，使系统在短时间内不能达到设计的处理效果。

（2）优化措施。污水处理站原设计为连续、均匀进水，采用连续进水可减少单位时间内生化系统的处理负荷，使水中的有机物得到有效的降解。因此，优化措施要将污水间歇性进水改变为连续性进水。增加搅拌系统，采用浮球开关控制提升泵的启停，同时，在提升泵上安装变频装置，根据不同水位时泵的运行采用不同的流量，改善间歇性进水带来的弊端。

3.2 氧化沟运行分析

（1）三沟氧化沟特点。本工段氧化沟为三沟式（T型）氧化沟，这个类型的氧化沟实际控制运行过程是比较复杂的。它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。

三沟式氧化沟运行过程可分6阶段：阶段A：污水经配水井进入沟Ⅰ，沟内转刷以低速运转，转速控制在仅能维持水和污泥混合，并推动水流循环流动，但不足以供给徽生物降解有机物所需的氧。此时，沟Ⅰ处于缺氧状态，沟内活性污泥利用水中的有机物作为碳源，活性污泥中的反硝化菌则利用前一段产生的硝酸盐中的氧来降解有机物，释放出氮气，完成反硝化过程。同时沟I的出水堰自动升起，污水和污泥混合液进入沟Ⅱ。沟Ⅱ内的转刷以高速运行，保证沟内有足够的溶解氧来降解有机物，并使氨氮转化为硝酸盐，完成硝化过程.处理后的污水流入沟Ⅲ，沟Ⅲ中的转刷停止运转，起沉淀池的作用，进行泥水分离，由沟Ⅲ处理后的水经自动降低的出水堰排出。阶段B：进水改从处于好氧状态的沟Ⅱ流入，并经沟Ⅲ沉淀后排出。同时沟Ⅰ中的转刷开始高速运转，使其从缺氧状态变为好氧状态，并使阶段A进入沟Ⅰ的有机物和氨氮得到好氧处理，待沟内的溶解氧上升到一定值后，该阶段结束。阶段C：进水仍然从沟Ⅱ注入，经沟Ⅲ排出。但沟Ⅰ中的转刷停止运转，开始进行泥水分离，待分离完成，该阶段结束。阶段A、B、C组成了上半个工作循环。阶段D：进水改从沟Ⅲ流入，沟Ⅲ出水堰升高，沟Ⅰ出水堰降低，并开始出水。同时，沟Ⅲ中转刷开始低速运转，使其处于缺氧状态。沟Ⅱ则仍然处于好氧状态，沟Ⅰ起沉淀池作用。阶段D与阶段A的水淹方向恰好相反，沟Ⅲ起反硝化作用，出水由沟Ⅰ排出。阶段E：类似于阶段B，进水又从沟Ⅱ流入，沟Ⅰ仍然起沉淀他作用，沟Ⅲ中的转刷开始高速运转并从缺氧状态变为好氧状态。

阶段F：类似于阶段C，沟Ⅱ进水，沟Ⅰ沉淀出水。沟Ⅲ中的转刷停止运转，开始泥水分离。至此完成整个循环过程。

（2）存在问题。目前氧化沟使用射流曝气替代转刷，氧化沟内无推流器，射流曝气设有鼓风机，曝气量大，很难形成厌氧区域，直接影响了厌氧释磷这一过程，除磷效果不佳，脱氮过程也受到影响。目前的进水位置是两侧沟两端进水，两侧沟远端溢流出水，水力停留时间不足，厌氧、缺氧、好氧区域比例不合理。endprint

（3）优化措施。使用前端的厌氧池作为厌氧段进行厌氧释磷。改造氧化沟，关闭氧化沟两侧沟的进水，进行中间沟进水两端排水。并将两端沟的污水回流至中间沟，关闭中间沟的风机，仅使用射流进行搅拌，使中间沟形成缺氧区，控制中间沟的溶解氧含量，进行脱氮的处理。

3.3 除磷改造

（1）运行问题。现有的工艺阶段，在厌氧段进行厌氧释磷，在好氧段进行好氧吸磷，通过排泥的方式去除污水中的磷，但是由于原水中的磷在经过生化处理后不能达到排放要求，因此，需要在加强管控生物除磷过程的前提下，还需增加化学药剂除磷过程。

（2）优化措施。利用现有的两个沉淀池进行除磷处理。根据现有处理的工艺流程，将氧化沟出水全部进入φ18m的沉淀池，φ18m的沉淀池出水量的2/3或1/2进入φ13m的沉淀池内进行加药除磷。其余1/3或1/2的水量进入原有中间水池。φ18m沉淀池内的污泥完全为生物污泥，回流至前端厌氧池，完成厌氧释磷。φ13m沉淀池污泥为生物污泥和化学污泥的混合污泥，排入新建污泥浓缩池，浓缩后进行脱水处理。此种方法即解决了厌氧回流污泥不受化学污泥的污染影响，又保证了污水总磷能够达标。

根据除磷工艺流程，对沉淀池的沉淀效果进行理论计算，计算流量分别8000m3/d及5000m3/d进行。通过理论计算：φ13m、φ18m沉淀池在處理水量为8000m3/d时，φ13m处理水量为进水量的1/2，两个水池的水力负荷及停留时间均可以满足沉淀的要求。处理水量为5000m3/h时，沉淀池在除磷工艺改造过程中能满足其沉淀的要求。

4 研究及工艺设计

（1）进水方式改进工艺设计。原有的进水方式为间歇性进水，造成氧化沟内的负荷冲击较大，现将进水方式改为连续性进水，增加两套搅拌推流系统，增加进水的液位控制以及泵的流量控制系统。（2）除磷改造工艺设计。由于生化除磷不能将磷降低到排放标准，因此，增加化学除磷。化学除磷在沉淀池处添加除磷药剂，除磷的改造按照前述工艺进行。

5 结语

综上所述，综合现场操作实际，科学合理优化系统布局，采取现代化科学管理，完全可以实现水处理各项指标的达标排放和生产环节的节支降耗。

参考文献

[1] 戴红玲，胡锋平，王涛，等.氧化沟工艺在污水处理中的应用与研究新进展[J].资源与环境，2007（32）：145-146.endprint