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李經理
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西安高新區(qū)錦業(yè)路錦業(yè)時代A3-307室為了滿足產業(yè)集聚區(qū)的發(fā)展需求和嚴格的排放標準,許昌某產業(yè)集聚區(qū)造紙廢水和生活污水混合處理廠在充分利用原處理設施的基礎上,實施了升級改造工程。針對進水多為造紙廢水的特點,強化預處理并將原有的SBR池改為水解酸化—完全混合式曝氣池,增加混凝沉淀/過濾深度處理設施。實際運行結果表明,出水水質能夠穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)的一級A標準。
關鍵詞：造紙廢水，完全混合式曝氣，水解酸化，深度處理
”
珂沅環(huán)保KY-MBR系列一體化膜生物反應器 出水水質好，優(yōu)于中水水質標準。適合用于1-500m3/d中小型規(guī)模的污廢水處理和回用。
1 工程背景
許昌某產業(yè)集聚區(qū)污水處理廠目前處理規(guī)模為3萬mm3/d，主要接納該民營科技園區(qū)排污企業(yè)的污水和附近居民及服務行業(yè)生活污水，目前實際進水量為2.2萬mm3/d，其中造紙廢水量約1.3萬mm3/d，主要貢獻因子為COD、SS、色度，發(fā)制品生產廢水量約1000mm3/d，生活污水量約8000mm3/d。
污水處理廠現(xiàn)采用格柵—初沉池—SBR—氣浮工藝處理廢水，出水COD為60~100mg/L，尾水排入清潩河。由于現(xiàn)有系統(tǒng)預處理效果差，且初沉池不能及時排泥，導致污泥厭氧酸化，增加后續(xù)的生化處理負荷；SBR池系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，進水負荷高，需氧量大，運行成本較高；氣浮系統(tǒng)停留時間短，反應不徹底，導致出水不能穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）的二級標準（COD≤70mg/L）。
根據(jù)許昌市政府的環(huán)境環(huán)保目標要求，污水處理廠出水水質應達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中的一級A排放標準。因此，該污水處理廠結合產業(yè)集聚區(qū)發(fā)展和排水規(guī)劃調整，決定對該產業(yè)集聚區(qū)污水處理廠進行升級改造。
2 升級改造工程設計
2.1 設計規(guī)模及進、出水水質
出水按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中的一級A排放標準設計，污水處理廠設計進、出水水質見表 1。
表 1 設計進出水水質mg/L
| mg/L | ||||||
| 項目 | COD | BOD5 | SS | NH3-N | TN | TP |
| 進水 | ≤1300 | ≤350 | ≤1300 | ≤10 | ≤15 | ≤2 |
| 出水 | 50 | 10 | 10 | 5 | 15 | 0.5 |
根據(jù)水質水量情況和工程目標要求，本工程重點解決廢水中COD、SS和色度問題，并堅持以下原則：
�。�1）堅持充分利用現(xiàn)有構（建）筑物和廠內管道、道路，新建構（建）筑物盡量利用現(xiàn)有空地、減少新增土地的原則。
�。�2）強化預處理，新增自動清污格柵機，去除大尺寸的漂浮物和懸浮物以保護后續(xù)處理設施的運行安全；新建初沉池，并設置行車式泵吸泥機，對初沉池進行強制排泥，避免污泥厭氧，降低廢水中污染物負荷；增設污泥處理系統(tǒng)對初沉污泥進行及時處理。
（3）將現(xiàn)有沉淀池改造為水解酸化池，多種水解菌能夠改變分子結構，把大分子有機物轉化為小分子有機物，提高廢水的可生化性，增設彈性填料，增大生物量，提高污染物的去除率〔1〕。
�。�4）將SBR池改造為完全混合式好氧曝氣池，并增設二沉池進行泥水分離，該法可迅速混合稀釋，適應水量水質變化；池內各點水質相同，F(xiàn)/M比值相等，微生物組成數(shù)量一致，便于將整個工況控制在最佳狀態(tài)；池內需氧速度均衡，動力消耗較低〔2〕。
（5）深度處理采用“混凝沉淀+快濾池+消毒氧化”系統(tǒng)，能去除很小的膠體顆粒及懸浮物，而且二氧化氯消毒具有一定的脫色功能，進一步保證出水水質滿足排放要求〔3, 4〕。
2.2 工藝確定
改造后的污水及污泥處理工藝流程如圖 1所示。
圖1 改造后的污水堯污泥處理工藝流程
（1）格柵渠。新建格柵渠2道，為地下式鋼筋混凝土結構，設計流量1500m3/h，平面尺寸10.2m×3.6m，池深4.2m，配套2套齒耙回轉式不銹鋼機械格柵，柵隙10mm，用以去除廢水中懸浮物。柵渣由1套無軸螺旋輸送機運送。2.3主要構筑物及設備
�。�2）平流沉淀池。新建沉淀池，設計流量1500m3/h，池前端設置混凝區(qū)，尺寸30.5m×5.0m×5.0m，沉淀池分為2格，單格尺寸60m×15m×5m，表面負荷0.83m3/（m2·h）。沉淀區(qū)設置桁車泵吸泥機1套，配套電機功率5.5kW。
運行前期投加PAC、PAM進行絮凝沉淀，系統(tǒng)穩(wěn)定后可利用二沉池剩余污泥和混凝沉淀池污泥作為絮凝劑，去除廢水中部分COD、SS，降低有機污染物濃度。
�。�3）提升泵房。利用現(xiàn)有設施，提升泵3臺，2用1備，1臺設置變頻調速裝置以適應來水水量的變化。
�。�4）水解酸化池。利用現(xiàn)有沉淀池改造，數(shù)量2座，單座尺寸55m×17m×5m，設計流量1250m3/h，停留時間7.03h，上升流速0.67m/h，池底設置布水設施，采用分支式配水方式。池內設置彈性立體填料，為水解污泥提供載體，防止污泥流失。
�。�5）曝氣池。利用現(xiàn)有SBR池改造，SBR池共12格，單格尺寸63m×12m×5m。本次改造后曝氣池為兩組，6個SBR池為1組曝氣池，停留時間32.7h，污泥負荷（以BOD5/MLSS計）為0.054kg/（kg·d）。
池底曝氣裝置利用現(xiàn)有12臺55kW風機進行供氧，10用2備。每格池中增加1套低速推流器，配套功率5.5kW，使泥水混合均勻，避免淤積，且有利于提高充氧效率。
�。�6）二沉池。新建二沉池1座，鋼砼結構，采用輻流沉淀池。設計流量1250m3/h，尺寸D45.0m×3.5m，表面負荷0.79m3/（m2·h），配套帶浮渣撇除裝置的全橋刮泥機1套，配套電機功率3kW。設置污泥回流井1座，尺寸8.0m×5.0m×5.9m，設潛污泵3臺對污泥進行回流提升，回流比100%，單臺流量600m3/h，揚程9m，功率30kW，2用1備；另設潛污泵2臺用于排除剩余污泥，1用1備，單臺流量80m3/h，揚程10m，功率4kW。
（7）混凝沉淀池。新建混凝沉淀池1座，采用折板反應斜管沉淀池，投加PAC進行絮凝沉淀。設計流量1250m3/h；前端設混凝反應池，尺寸20.0m×5.0m×5.3m；沉淀池尺寸25.0m×20.0m×5.3m，表面負荷2.75m3/（m2·h）；內置斜管填料；斜管沉淀池設置自吸式排泥泵2臺，單臺流量30m3/h，揚程 18m，功率4kW，1用1備。
（8）中間水池。新建，數(shù)量1座，鋼砼結構，設計流量1250m3/h，尺寸8.0m×7.0m×4.3m，內置潛污泵3臺對廢水進行提升，單臺流量600m3/h，揚程 9m，功率30kW，2用1備。另設潛污泵3臺對濾池進行反沖水洗，單臺流量250m3/h，揚程22m，功率30kW，2用1備。
�。�9）普通快濾池。新建，數(shù)量1座，鋼砼結構，設計流量1250m3/h。濾池共分為6格，單格尺寸8m×4m×4m，濾速7.8m/h，濾池過濾周期為12h，反沖洗時間為10min，采用氣水聯(lián)合反沖洗，氣洗強度15L/（m2·s），水洗強度8L/（m2·s）。
濾料層采用石英砂，粒徑0.9~1.2mm，層厚 500mm，承托層采用粒徑2～4、4～8、8～16、16～25mm的卵石不等，層厚300mm，鋪設192塊970mm× 970mm×100mm的專用濾板（配長柄濾頭）。
�。�10）接觸池。新建，數(shù)量1座，鋼砼結構，尺寸14.0m×9.0m×5.3m，停留時間0.5h，為了保證污水與二氧化氯充分接觸，池內設置多個廊道進行水力混合。
�。�11）污泥貯池。新建，數(shù)量1座，鋼砼結構，尺寸10m×7m×5m，有效容積315m3；池內設1臺高速推流器攪拌污泥，配套功率2.2kW。
�。�12）污泥脫水間。新建，數(shù)量1座，磚混，平面尺寸為19.8m×9.0m。本工程物化污泥產生量為480mm3/d，含水率96%；生化污泥產生量120mm3/d，含水率99.2%。共設污泥脫水一體機2套對污泥進行脫水處置，其中新增1套濃縮脫水一體機，帶寬2.5m，處理能力10～16.5m3/h，配套功率30kW，另外1套利用廠區(qū)原有帶式壓濾機。
�。�13）鼓風機房。利用現(xiàn)有鼓風機房，磚混，房內設有三葉羅茨鼓風機12臺。鼓風機設置變頻裝置，供氣量大小可自動調節(jié)，節(jié)省運轉能耗。
（14）加藥加氯間。加藥間和二氧化氯消毒間合建，單層框架結構，平面尺寸13.2m×7.2m，設雙室加藥裝置2套，配套功率15kW，設置1套二氧化氯發(fā)生器和配套的化料器等設備。
3 運行效果
該工程于2012年9月結束施工，交付廠方使用后開始進水進行污泥培養(yǎng)和工藝調試，4個月后系統(tǒng)投入正常穩(wěn)定運行。當?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站多次對出水水質進行監(jiān)測，結果表明設施運行穩(wěn)定，處理效果良好，出水水質達到設計標準，2013年2月—7月監(jiān)測系統(tǒng)進、出水水質結果見表 2。
表 2 升級改造后進、出水水質
| mg/L | ||||||
| 項目 | COD | BOD5 | SS | NH3-N | TN | TP |
| 進水 | 1100~1300 | 300~350 | 1100~1300 | 6.17~10 | 9.26~15 | 0.85~2 |
| 出水 | 42.7~48.5 | 7.75~9.2 | 7.42~8.95 | 3.08~4.2 | 4.62~6.3 | 0.056~012 |
4 工程投資及運行費用
本工程總投資1698.60萬元，包括構（建）筑物、設備等直接投資1549.80萬元；設計費、調試費等間接投資148.80萬元。
本工程總運行功率885.57kW，日耗電量17505.28kW/h，電價0.63元/（kW·h），則每日電費為11028.3元/d；污水處理站工作人員18人，工資為1500元/（人·月），則人工工資為900元/d；水處理投加PAC、PAM藥劑費用約17750元/d；污泥脫水投加PAM藥劑費為2040元/d，污泥外運費為700元/d，直接運行費為31518.3元/d，折合噸水成本為1.05元/t。處理成本在同行業(yè)中處于領先水平。
5 結語
�。�1）在升級改造過程中，充分利用原有構筑物，如將初沉池—SBR池改造為水解酸化池—完全混合式曝氣池，節(jié)省了工程投資。
（2）構筑物布置緊湊，管道無迂回，減少連絡管渠的水頭損失，節(jié)省污水提升能耗；提升泵和鼓風機設置變頻裝置，以適應來水水量的變化，節(jié)省運轉能耗。
（3）將二沉池剩余活性污泥作為絮凝劑回流至初沉池，具有良好的吸附性能和沉降性能，可減少運行中的藥劑投加量，節(jié)省藥劑費用，降低工程運行成本。深度處理工藝采用混凝沉淀與過濾消毒相結合，進一步去除了SS并增強了脫色效果。
（來源：刊載于《工業(yè)水處理》2015年第3期，參考文獻略）
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