想提标改造但场地受限、不能停产?看看这家污水厂是如何做的

1 工程概况

某污水处理厂现状处理规模16万m³／d，分为南北两个厂区，其中南区处理能力为5万m³／d，北区处理能力11万m³／d。污水处理采用“污水处理”MSBR 微絮凝过滤工艺，污水排放标准执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002)一级A标准，部分尾水经中水处理设施处理后用于周边地区中水回用，中水生产规模4万m³／d。进出水水质如表1所示。

根据市排水专项规划和环保部门对污水处理厂提出的新水质要求，污水处理厂升级扩建，工程扩建规模4万m³／d，扩建后，总规模达到20万mm³／d，出水水质从一级A标准提高到“准地表水”Ⅳ“类水质标准”（CODCr、氨氮、TP 执行地表水Ⅳ类水质标准)。根据近年来进水统计，进出水质如表2所示。

污水处理厂的污水处理主要是生活污水，进水水质浓度高，水量波动大。在高峰期，总进水量可达18万m³／d，已超过现状处理规模。原MSBR处理系统设计水量16万m³／d，进水氨氮质量浓度为53mg／L、出水质量浓度为5mg／L，提标后，进水质量浓度提高到67mg／L、出水质量浓度降至1.5mg／L。为保证硝化反应的完全发生，需要减少进水量，延长硝化段的停留时间。此外，进水TN由70毫克制成／L 提升至80mg／L，不能满足缺氧区的体积，需要延长反硝化停留时间。经核算，现有MSBR处理系统在本次升标扩容工程实施后，只能保证12万m³／d 处理能力。南区由5万m³／d减至4万m³／d，北区由11万m³／d减至8万m³／d。由于现场限制和不能停产的实际情况，本项目难以在现有MSBR池内进行改造。因此，利用北厂原预留用地，拆除原中间沉淀池，新建8万m³／d的生物处理线。

2 提标扩容工艺设计

2.1 工艺选择

本工程已建污水处理采用MSBR工艺，属于活性污泥法集约化池型。由于现状场地的限制，本次升级扩建工程不仅要对已建工程进行升级改造，还要扩建，使总处理规模达到20万m³／d。传统活性污泥法乃至集约化活性污泥法在现有用地范围内难以满足处理要求，必须采用更省地节地的工艺。

如表3 因此，MBR工艺是一种结合膜分离技术和生物处理技术的新型水处理技术，具有占地面积小、生化效率高、出水水质好等优点。目前已广泛应用于污水处理领域，可有效处理工业废水、生活污水、养殖污水、医院污水等多种污水。由于土地利用的限制，本工程的污水处理工艺拟增加节地的MBR 同时解决升级扩建要求，处理工艺。从系统改造的角度来看，提出了“原厂减量” 扩建MBR工艺，拟采用减少现有设施和新建MBR工艺的方法，实现升级扩建目标。

2.2 水量分配

按照升级扩建工程实施时不影响现有设施正常运行的原则，改造工程基本遵循现有处理结构，保持平面布局现状。本工程根据的设计水质，对现有设施进行审核。现有16万m³／MSBRD处理规模的MSBR 系统减少到12万米³／d以满足氨氮和TN的标准要求，增加生物处理后的混凝沉淀，提高现有深度处理设施的处理能力，确保CODCr、TP、达到SS等指标的标准。由于土地利用有限，出水标准高，采用磁混凝沉淀形式进行混凝沉淀，占地面积小，处理效率高。与此同时，该项目在现有土地上新建了8万毫米³／DMBR膜处理线。如图1所示，污水处理工艺如图2所示 所示。

南区污水处理规模减少4万m³／d，是一种基本利用已建污水处理结构的独立处理系统。城市污水收集后，进入进水泵房（粗格栅与进水泵房合建），通过泵房前端设置的粗格栅去除污水中的大漂浮物，然后通过进水泵进入细格栅井和沉砂池，去除小漂浮物、油和砂。沉砂池的出水流入初沉池，去除部分污染物后进入生物反应池进行处理。MSBR反应池处理后，通过管道送至北区，与北区MSBR处理线混合，经深度处理后消毒排放。

北区污水处理规模16万m³／d，首先，通过预处理单元的粗格栅、细格栅和曝气沉砂池，然后进入新建初沉池处理后的污水，8万m³／d 进入MSBR处理线，出水与南区MSBR处理线混合后，经过冷凝沉淀、臭氧氧化、过滤后消毒排放；另外8万m³／d进入新的MBR 处理线，将AAO反应池和膜反应池的出水加氯消毒后排入水中。

项目实施后，污水处理厂仍分为南、北两个区域。南部地区的所有处理过程都使用了没有新建设施的建筑物。北部地区的处理过程基本上使用了建筑物，需要拆除和建造一些新的结构。拆除和新的结构单元主要涉及预处理单元、生物处理单元和深度处理单元。

根据工艺路线，各处理段进出水质指标如表4所示。平面布置如图3所示。

2.3 主要新建筑物参数设计设计

2.3.1 预处理单元

南侧区预处理减少运行，建筑物无需新设备设施即可满足升标后的处理要求。北侧区扩建升级后的处理能力为16万m³／d，因此，需要增加一个5万毫米的座位³／d粗格栅、进水泵房、细格栅、曝气沉砂池；同时，为了去除无机悬浮颗粒、部分颗粒BOD5和少量TP，拆除原A段曝气池，新建1座16万m³／d初沉池。

2.3.2 生物处理单元

生物处理MSBR反应池在南侧减少到4万毫米³／d，现有结构仍在使用。生物处理MSBR反应池在北侧减少到8万毫米³／d，原沉池用地新增一条独立的MBR系统处理线，设计规模8万m³／d，新建筑包括一个AAOA生物反应池、一个MBR膜反应池和设备室、一个鼓风机房和变电站。经北区初沉池出水后，部分进入MBR膜处理线进行处理，经产水泵抽吸后，尾水进入已建氯接触池进行消毒。

(1)AAOA生物反应池

AAOA 生物反应池1座2池，有效水深9m，总有效容积6167m³，总停留时间为18.5h。反应池由厌氧区、缺氧区和好氧区组成，主要去除污水中的有机污染物、氮、磷等污染物。超细格栅、双曲面搅拌机、混合液回流泵、微孔曝气管等设备同时配备生物反应池。主要设计参数如下：设计规模为8万m³／d，总停留时间为18.5h，有效水深9m，厌氧区停留时间1.5h，缺氧区停留10.5h，好氧区停留时间为6.5h，污泥质量浓度为6～8g／L，污泥产量为0.60kg DS／(kgBOD5)剩余污泥量为10080kg／d，气水比为6.8∶1，污泥回流率为400%～500%的好氧回流到300%的缺氧混合物～400%的厌氧混合物回流为～200%。

(2)MBR膜池

MBR膜池是工艺的核心部分，主要是浸没式膜组件。废水和污泥混合物通过机械筛分、截流等作用进行固液分离。大分子物质浓缩后返回生物反应器，避免微生物流失。生物处理系统与膜分离组件的有机结合，不仅提高了系统的水质和运行稳定性，而且延长了生物反应器中难降解大分子物质的水力停留时间，加强了系统对难降解物质的去除效果。

经过终的好氧出水后，生物池进入MBR膜池，通过丰富的生物相、高污泥浓度和膜的综合作用，进一步净化污水。通过MBR膜池工艺的处理过程，BOD5、CODCr、氨氮、TN、TP进一步降解，终达到出水标准。

MBR 膜池设备为性能包装设备，配套设备包括水泵、膜鼓风机、清洗加药装置等系统。主要设计参数如下：设计规模8万m³／d，峰值系数为1.3，停留时间为1.5h，峰值膜通量为15L／（m²·h），污泥质量浓度10g/L，气水比为10∶1。

2.3.3 深度处理单元

北侧已建深度处理设施减少至12万mm³／d，用于南北MSBR处理线的深度处理，在砂滤池前增加一个磁混凝沉淀池、一个臭氧接触池和一个臭氧发生器，改进深度处理过程，提高标准保证率。

在磁混凝沉淀池前增加中间提升泵房，与磁混凝沉淀池合建，逐步提升污水，防止后续设施埋深过大。设计规模为12万米³／d，混凝池停留时间为3min，絮凝池停留时间为6.5min，沉淀池停留时间23.5min，沉淀池表面负荷为18.5m³／（m²·h）。提升泵房采用4台潜水轴流泵，单泵流量2台 167m³／h，扬程为2.5m。

臭氧接触池主要是将臭氧输送到污水中，氧化去除一些难以去除的CODCr、去除水中的色度，同步消毒等。设计规模为12万毫米³／d，臭氧投加的质量浓度为30min，10mg／L。

3 运营成本及效果

本项目总投资约4.8亿元，单位处理成本2.06元／m³，单位运营成本约1.35元／m³。目前，该工厂已投入运营，并已稳步达到标准。本项目的实施不仅解决了现有污水处理厂过载运行的问题，而且确保了河流生态补水、污水热源和绿化灌溉的需要。

4 小结

某污水处理厂采用“原厂减量” MBR扩建工艺，原设计规模为16万m³／d 在此基础上，新增4万mm³／d处理量，部分出水排入水体，部分作为中水回用。在不增加新土地的情况下，本项目采用“原厂减量” 扩建MBR和拆老建新的思路，使老厂实现了扩容和提标的目标。MBR工艺在实际运行中运行稳定，为高磷、低温生活污水的处理提供了参考。

来源：净水技术

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