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锡林浩特污水处理厂提标改造方案研究

蒋水清
摘要：城市污水和工业废水的处理和再生利用，有利于保护水环境、保护水资源，促进有限水资源的可持续发展和利用。本文就锡林浩特污水处理厂现状、处理工艺、进出厂水质、排放达标情况和存在的问题进行分析研究，提出提标改造方案，并进行比选分析。
主题词：锡林浩特污水处理提标改造方案研究
：R123.3： A
污水处理事业，是功在当代、利在千秋的伟业。按照国家环境保护总局环发[2005]110 号关于严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的通知：“为防止水域发生富营养化，城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭式、半封闭水域时，应执行一级A排放标准”的要求，对污水处理厂进行提标改造。
一、概况
1、污水处理工程：锡林浩特市污水厂是2003年5月开工建设，2004年11月建成投入试运行，2006年6月正式投入运行。厂区占地面积135亩，项目建设总投资9800万元，由建设部城市建设研究院北京汇宇城建设计中心设计，采用DE型氧化沟处理工艺（见图一 ），
排 渣 排 渣 排 砂 转碟曝气 加 氯
进水粗格栅提升泵细格栅 沉砂池选择池氧化沟终沉池接触池出水
回流污泥
鼓风曝气
剩余污泥至浓缩池
上清液
污泥脱水产生的废水均质池
污泥脱水 污泥外运
图一锡林浩特市污水处理厂污水处理工艺流程图
设计日处理能力4万立方米。设计进厂水水质和出水厂水质标准（国家二级排放标准）见表一：
表一污水处理厂设计进厂水水质及排放标准
指标 设计进厂污水水质 排放标准（GB8978-1996）
CODCr ≤360mg/l ≤100mg/l
BOD5 ≤190mg/l ≤30mg/l
SS ≤250mg/l ≤30mg/l
TN ≤35mg/l ≤30mg/l
TP ≤2.0mg/l ≤1.0mg/l
我厂采用的DE型氧化沟处理工艺是由A、B、C、D四条沟组成（见图二），每条沟容量5000立方米，其呈环形沟渠状，沟深5m；曝气形式为转碟表面曝气（见图三），沟内装有水下推流器，出水采用可升降式调节堰，用以调节池内水深。污水在沟内的流速平均为0.3～0.5m/s，水力停留时间为10～40h，污泥龄一般可达15～30d。
图二 DE型氧化沟图三转碟曝气
在沟内，流态处于完全混合和推流之间，这就有利于活性污泥的生物凝聚作用，污水在水下推流器和转碟曝气的作用下，在沟内沿水流方向形成由好氧区缺氧区 好氧区缺氧区……的交替变化，使氧化沟中相继进行硝化和反硝化。经过曝气充氧的污水，在流到出水堰的过程中形成了良好的混合液絮凝体，该絮凝体可以提高终沉池内污泥的沉降速度和澄清效果。其原理是：在好氧区内，污水中的有机物被好氧菌氧化分解，污水中的氨氮被亚硝化菌和硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，嗜磷菌大量地吸收水中的磷，达到除磷的效果；在缺氧区内反硝化菌利用污水中的有机物（碳源）为能量，以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体完成反硝化过程并最终形成N2和CO2，就这样反复进行好氧与厌氧反应，使污水中的有机氮、磷得以去除。目前，实际日处理污水2万立方米，污水处理率为75%。
2、中水回用工程
2008年利用以色列政府贷款兴建的中水回用工程于同年5月开工建设，占地面积为31.4亩，2009年底完工，项目总投资6162.8万元，由以色列Global Environmentel Solutions Ltd GES公司设计，采用混凝絮凝→重力过滤→活性炭吸附过滤→加氯消毒的处理工艺（见图四 中水处理工艺流程图），设计日处理能力2万立方米。
加 药反冲洗 反冲洗加 氯
原水提升泵 絮凝池 重力过滤 活性炭过滤产品水至用户
反冲洗废水
至污水处理厂
图四中水处理工艺流程图
中水厂设计进、出厂水水质见下表：
表二中水厂进、出水水质标准
指 标 设计进厂污水水质 排放标准
PH 6.0～9.0 6.0～9.0
色度 50 无色
气味 无 无味
浊度 30 ≤3
可溶解固体总量TDS ≤1000 ≤1000
SS ≤30mg/l —
BOD5 ≤30mg/l ≤10mg/l
CODCr ≤100mg/l ≤50mg/l
NH3-N 30 ≤10
氯化物 192 ≤250
余氯 ＞0.2 ＜0.2
Fe 0.19 ≤0.3
Mn 0.08 ≤0.2
大肠杆菌 10000 ≤2000
二、存在的问题
由于污水处理厂设计存在缺陷，没有考虑到北方地区气候因素，导致污水处理效果部分指标达不到国家二级排放标准。
1、实际进水CODcr为460～2400mg/L，而设计进厂水CODcr≤360mg/L。在目前日处理2万立方米污水的情况下，勉强达到二级排放标准；
实际进水氨氮为72～100mg/L，而设计进厂水氨氮≤35mg/L；实际出水氨氮为32～38mg/L。
3、沉砂池除油装置冬季无法正常运行；
4、冬季水温8～10oC
5、选择池兼做厌氧池，池容太小 ,不能满足工艺要求；
6、转碟曝气机充氧能力不足，不能满足工艺要求等。
三、提标改造方案
目前，由于用户（锡林热电厂、神华电厂、大唐电厂等）要求用于冷却水的氨氮低于10mg/L，当循环冷却系统为铜材换热器时，水中氨氮指标应小于1mg/L。污水处理厂出厂水氨氮平均值为32mg/L，经中水厂处理后，出水氨氮平均值16mg/L，针对这一问题，可采取以下两种改造方案：
方案一、在原污水处理厂构筑物基本不变的情况下，对原有工艺进行改造：1、将DE型氧化沟处理工艺改造为A2/O处理工艺，即：在氧化沟前增加一个厌氧池和一个缺氧池，在好氧段与缺氧段增加一条内循环系统，即可解决除磷脱氮的问题；2、将转碟曝气改造为鼓风曝气，既可解决充氧能力不足的问题又可解决冬季水温低的问题，
进水 排渣排渣 鼓风曝气加 氯
粗格栅提升泵细格栅 沉砂池 厌氧池 缺氧池好氧池 终沉池 接触池
內循环
鼓风曝气 出水
回流污泥
上清液 剩余污泥至浓缩池
均质池
污泥脱水产生的废水
污泥脱水
污泥外运
从而最终解决排放达到国家一级A排放标准。A2/O工艺流程详见图五。图五污水处理提标改造方案一A2/O工艺流程图
本方案的优、缺点：工期较长，一次性投入费用较高，在一定程度上影响污水处理厂的正常运行；但可以从根本上解决提标改造和达标排放的问题，后期维修维护费用投入较少。
加絮凝剂 反冲洗反冲洗 加 氯
纳滤设备
原水提升泵 絮凝池 重力过滤活性炭过滤产品水 至用户
反渗透设备
反冲洗废水
至污水处理厂
方案二、在中水厂活性炭滤池后增加纳滤设备或反渗透设备，可解决污水处理厂部分达标排放问题和满足用户对水质的需求。工艺流程详见图六。
图六污水处理提标改造方案二工艺流程图
本方案的优缺点：工期较短，一次性投入较少，不影响污水处理厂和中水厂的正常运行；但不能从根本上解决污水处理厂提标改造和达标排放的问题，后期维修维护费用投入较大。
结论：通过对锡林浩特污水处理厂和中水厂现状、处理工艺、进出厂水质、排放达标情况和存在的问题进行分析研究，针对存在的问题和用户需求提出两个提标改造方案，并对两个方案进行了比选分析。笔者认为方案一较方案二有一定的优势：从长远和经济层面看，可以避免重复性投资，在一定程度上节约了资金。方案一能从根本上解决污水处理厂达标排放和提标改造的问题，而且不会因为将来的改、扩建和污水处理量的增加而影响出水水质。而方案二却存在将来重复投资的可能，因为污水处理厂的设计处理能力为4万立方米，而中水厂的处理能力只有2万立方米。随着城市的发展，污水处理量的不断增加，污水处理厂排放的水量将大于中水厂的处理量。故此，选用方案一比较妥当，有利于促进水资源的可持续发展和利用。

-全文完-