基于“RPIR+磁混池”污水应急处理站的构建

罗 浩，王钦祥，刘博翔

（深圳市宝安排水有限公司，广东深圳 518104）

1 项目分析

本研究主要以某片区污水应急处理扩容服务项目为例，对其项目概况、技术标准等进行研究。

1.1 项目概况

某污水厂前期项目污水处理能力仅为15kt/a，局部存在污水溢流，污水处理缺口较大。为了解决片区可收集污水总量与污水处理能力不匹配的问题，计划增设中途污水应急处理站，以实现污水应急处理扩容。该污水应急处理扩容服务项目位于沙井北环路南侧、宝安大道西侧、上寮河东岸，占地面积约8 000m2，项目总投资2.02亿元，见图1。

图1 某污水应急处理扩容服务项目概况

1.2 技术要求

某污水应急处理扩容服务项目应严格依照环境保护和污染防治法律法规设计，确保满足《城市污水处理及污染防治技术政策》（2000）、《广东省东江水系水质保护条例》等，其中：

（1）污水应急处理扩容服务能力需达到50 000m3/d，阈值应达到65 000m3/d；

（2）处理后出水水质（CODcr、BOD5、NH3-N、TP）应达到地表水四类水体标准，且SS≤10mg/L，见表1。

表1 进出水技术标准

2 工艺设计

2.1 设计原则

（1）高效性。设计时应注重沉淀效率，保证水力上升流速与污水处理能力相符，提升污水处理效率。与此同时，还需要保证出水的稳定性，使污水深度处理的稳定性≤10mg/L，水质浊度≤1NTU，总磷在0.3mg/L左右，满足表1中各项指标。

（2）经济性。设计过程中全面考虑成本投入，包括设备成本、运维成本等，在技术指标基础上降低不必要的经济浪费，全面提升某污水应急处理扩容服务项目的经济效益。应尽量选取电耗少、造价低、占地少的工艺方案，保证其便于操作、易于管理，减少运行成本投入。

（3）环保性。设计方案应与周围环境、前期设施等协调一致，要确保化学工艺、臭气防护等达到环保标准，做好噪声控制和消毒控制，使某污水应急处理扩容服务工艺与环境保护需求一致，避免出现生态污染。

2.2 工艺流程

对比传统混凝沉淀、高效沉淀池、磁混凝沉淀技术后可发现：磁粉能够加速絮凝结合，吸附细菌、病毒等微生物，沉淀效果比传统混凝、高效沉淀池更加显著。与此同时，磁粉还能够循环利用，经济、环保。

为此，本项目在RPIR工艺基础上增加磁混凝处理，形成“RPIR+磁混池”污水应急处理系统。工艺流程为：污水→粗格栅及泵房→细格栅→曝气沉砂池→RPIR生化池→磁混凝沉淀池→紫外消毒池→出水，见图2。

图2 基于“RPIR+磁混池”污水处理工艺流程

（1）预处理。通过格栅过滤塑料、纸质等悬浮物，再曝气沉砂去除砂砾和油脂类，完成大颗粒杂质处理。

（2）生化处理。RPIR技术主要依据A/O活性污泥法原理，在底部曝气降解，通过RPIR模块截流泥污和有益菌体，利用有益菌体硝化实现氨氮降解。硝化后底部非曝气区处于缺氧状态，硝化液在底部与有机物接触后反硝化，能够有效去除水质总氮，效果显著。该设计时可借助配水井控制污水处理速度，从底部导入RPIR生化池，两侧沉淀区泥水分离后将上清液溢流，污泥无动力回流，截流污染物（COD、NH3-N、TP、BOD5、SS等）。

（3）深度处理。磁混凝技术主要借助磁粉充当“絮凝剂”，加速絮凝，提升悬浮颗粒和微生物的去除效果。因磁粉密度较大，絮凝后会快速沉淀，能够有效提升固液分离效果。本次设计中应在沉淀池中增加搅拌器，使污水与磁粉充分絮凝。污水由底部管道进入混合池，充分搅拌、絮凝反应，去除微小颗粒、SS、TP等。絮凝沉淀至浓缩池后通过重力浓缩，由污泥泵泵入污泥脱水间，利用板框压滤机进行脱水，剥离磁粉。磁粉回收后再次进入混合池反应，循环利用，剩余泥污外运。

（4）除臭消毒。本次设计时主要采用微生物代谢原理除臭，通过紫外线杀菌消毒，成本投入较低。

2.3 工艺参数

污水处理时要严格把控PAC、PAM和磁粉用量，形成标准的工艺参数。依照“RPIR+磁混池”污水应急处理标准及工艺要求，具体参数如下：

（1）药剂组合及用量。采用含有10% Al2O3的PAC作为混凝剂。其中TP去除量（进水水质值-出水水质标准）为2.7mg/L，所需含有10% Al2O3的PAC用量为8.88mg/L。SS去除量为15mg/L，所需含有10% Al2O3的PAC用量为3mg/L。总PAC加投量11.88mg/L；采用PAM作为絮凝剂，依照除磷标准PAM加投量为1.0mg/L；采用磁粉作为沉淀介质，在上述用量基础上反应池内磁粉浓度在5～10g/L，按磁混凝中磁粉消耗状况，投加量应控制在5mg/L左右。

（2）沉淀时间。按照磁混凝处理工艺要求，在污水处理过程中需依照PAC、磁粉、PAM的加药顺序形成3级混合池。其中1级混合池加入PAC后需沉淀2.12min；2级混合池加入磁粉后需沉淀2.12min；3级混合池加入PAM后需沉淀4.31min。

（3）搅拌时间和速度。搅拌有助于加速絮凝，其中快速搅拌有助于药剂与水体均匀混合，慢速搅拌有助于杂质絮凝，要依照工艺需求状况合理设置不同区域搅拌速度。在磁混凝搅拌过程中先快速搅拌，时间控制在90s，后慢速搅拌，时间控制在190s。

3 效果分析

研究结果发现：通过“RPIR+磁混池”处理，该项目COD、NH3-N、TP、BOD5、SS标准达到预期要求，其中CODCr为（20±5）mg/L，BOD5为（4±1.5）mg/L，NH3-N为（0.8±0.5）mg/L。TP持续低于5mg/L，达到1级B类标准，SS持续低于8mg/L。

由此观之，“RPIR+磁混池”处理有助于提升水质处理效果，其中RPIR生化池易于形成颗粒污泥，能够通过硝化、反硝化作用高效除污，而磁混凝沉淀池可在污泥循环中沉降，增加磁粉絮凝，快速实现固液分离。为进一步提升“RPIR+磁混池”处理效果，在该站构建时还应控制好：

（1）斜管位置。斜管区上升流速，保证斜管内径在50mm左右，长度超过1m，安装角度与水平方向呈60°；

（2）回流时间。一般沉淀2min左右，保证污泥完全沉降；

（3）磁粉回收。安装磁粉分离机，将磁粉从絮凝体中吸出，实现污泥、磁粉分离。一般需保证磁场在5000Gs以上。

4 结语

我国污水应急处理时需严格依照技术指标、设计原则形成合理的设计方案，对比分析污水处理工艺，形成科学、高效的技术体系和流程。要在“RPIR+磁混池”基础上进一步提升水质处理能力，优化工艺流程，规范工艺参数，全面把握RPIR技术和磁混凝处理中的关键点，快速生化、高效沉淀，实现污水处理效益的最大化。