A2/O-SBR工艺污水处理厂改造设计研究

文_潘伟 山东华城工程技术有限公司

1 项目概况

项目占地面积为185亩，近期规模50000m2/d，远期100000m2/d。项目出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

2 污水厂现状分析

2.1 COD去除效果分析

进水COD变化范围为140～579mg/L，85%可能进水浓度为416mg/L，出水为26～249mg/L，COD去除率为6%～93%，平均65%，且2017年后去除率更低，即使出水执行COD≤100mg/L的标准，仍不能保证达标，说明生化系统运行存在问题，生化效率低。

图1 COD去除率变化

2.2 氨氮去除效果分析

进水氨氮变化范围为23.27～92.14mg/L，85%可能进水浓度为66.04mg/L，出水为61.49～4.06mg/L，去除率为4%～90%，平均32%，即使出水执行氨氮≤25（30）mg/L的标准，仍不能保证达标，说明好氧硝化效果差，原因为曝气装置充氧不足。

图2 氨氮去除率变化

2.3 TP去除效果分析

进水TP变化范围为1.08～8.59mg/L，85%可能进水浓度为6.11mg/L，出水为0.06～7.71mg/L，去除率为3%～98%，平均53%，即使出水执行TP≤3.0mg/L标准，仍不能保证达标，说明生物除磷作用不明显。

图3 TP去除率变化

2.4 SS去除效果分析

进水SS变化范围为112～307mg/L， 85%可能进水浓度为209mg/L，出水为12～186mg/L, 去除率为6%～93%，平均64%，即使出水执行SS≤30 mg/L标准，仍不能保证达标，说明现在的工艺对SS去除效果差，需采取新的处理措施进行加强。

图4 SS去除率变化

2.5 现状问题总结

①现状细格栅为回转式格栅，栅缝为5mm，对进厂水含有的瓜果种、葵花子皮等小颗粒截污效果较差；②出水不能达标排放，即使现状设计出水标准执行二级标准，也不能达标排放，因调试等原因整个生化系统存在问题；③现状生化池中污泥发黑，絮体小，浓度不到2000mg/L；④曝气管充氧效率低；⑤目前鼓风机不能全负荷运行，温度易过热，鼓风机房沙尘大；⑥现状没有深度处理系统，无法达到一级A标准，急需改造；⑦现状采用紫外消毒，不能满足中水回用的要求；⑧现状没有除臭设施。

3 污水处理工艺研究

3.1 进出水水质分析

项目进水主要是生活污水，含有少量屠宰、食品加工等废水，项目设计进水指标见表1。

表1 设计进水水质指标表

污水采用生物处理工艺，因此确定项目碳氮比（BOD5/TN）为3.14，虽然可使反硝化过程正常进行，但实际运行中碳源难以保证完全用于脱氮，故考虑备用碳源。碳磷比（BOD5/TP）指标为31.42，可以采用生物除磷工艺，但是结合现状，必须配套化学除磷措施。

3.2 工艺方案设计分析

3.2.1 预处理工段

预处理工段中进水粗格栅及提升泵房可利用原有装置。细格栅及旋流沉砂池土建可利用原有装置，但现状细格栅为回转式格栅，对小颗粒截污效果较差，计划更换为筛筒细格栅旋滤机。

3.2.2 一级处理工段

现状已有初沉池D=36m的2座，按10万m3/d进行校核，表面负荷2.66m3/（m2·h），停留时间1.95h，在规范合理取值范围之内，可满足10万m3/d的使用要求，因此将一级处理工段利用原有装置，不再新增。

3.2.3 二级处理工段

（1）生化池

由现状计算可以看出，现状生化池虽然处理效果不佳，但按5万m3/d核算总的停留时间能达到约32h左右。本次将其改造成10万m3/d，总停留时间约16h左右，考虑进水NH3-N、TN较高，停留时间不能完全满足要求，本次设计在其后端新建一级A/O工艺，以强化脱氮及去除有机物效果，从而整体形成“A2/O+A/O”两级硝化反硝化的处理工艺，并对其加以改良，使其具有进水浓度低时，可将进水超越二级A/O生化池，减少运行成本；缺氧池2进行内源反硝化，同时可根据水质情况外加碳源以保证TN去除；好氧池2内置填料，利用填料上生物膜的微生物代谢作用进一步强化去除污水中的COD、NH3-N等优点。

（2）二沉池

采用工艺成熟，沉淀效果稳定的周进周出辐流式沉淀池，并采用中心传动单管吸泥机，保证其处理效果。

3.2.4 深度处理工段

絮凝工艺选择絮凝效果好、水头损失较小、可适应水质水量变化的机械絮凝。沉淀与过滤工艺分别选取以斜管沉淀为基础的高效沉淀池工艺和纤维转盘滤池。从项目入水水质分析可知，该项目入水有机物含量偏低，无机悬浮物含量偏高，而深度处理期的高效沉淀池设计负荷偏低，对二沉池出水有机物的脱除率较高。

3.2.5 消毒及污泥工段

现状采用紫外消毒渠，不能满足中水回用时对余氯的要求，且易脱色，因此将消毒方式改为次氯酸钠消毒。同时现状污泥处理设施，土建按10万m3/d进行设计，设备按5万m3/d安装。

4 工艺设计

4.1 工艺流程

项目总工艺处理流程见图5。

图5 工艺流程图

4.2 工艺单体设计

4.2.1 格栅机提升泵站

粗格栅及提升泵站利用原有装置，设计流量5417m3/h。将原回转式细格栅拆除，更换为筛筒细格栅旋滤机。设1座分2道，设计流量2708m3/h，渠道宽度2000mm，新增细格栅机4台，筛筒缝隙1mm，筛筒直径1200mm，筛筒长度2000mm，电机功率1.5kW。

4.2.2 旋流沉砂池及初沉池

旋流沉砂池利用原有装置，设计流量1354m3/h。初沉池单池设计流量2708m3/h，表面负荷2.66m3/m2·h，单座尺寸D×H＝36.00m×4.15m，有效水深H=4.0m。

4.2.3 A2/O生化池

将原有A2/O-SBR池改造为A2/O池，将原有厌氧、缺氧池中的搅拌机拆除，移至新分割的厌氧、缺氧池中，不足部分新增，原有的可提升式曝气装置全部拆除，更换为固定安装的膜式曝气管，并在末端设置后置可作为缺氧或好氧使用的调节区（根据进水水质条件切换），最末端增设填料，改造后单座生化池处理能力提高至50000m3/d。拆除原有池子中的污泥回流泵及剩余污泥泵、出水空气堰，新增内回流泵及管路。

单座设计流量2083m3/h，厌氧池设计流量2083m3/h，厌氧池1尺寸为L×B×H=26.35m×17.90m×5.70m，厌氧池2尺寸为9.05m×17.90m×5.70m，有效水深5.00m，有效容积3168m3，平均停留时间1.52h，污泥浓度4000mg/L。缺氧池单组设计流量2083m3/h，缺氧池1尺寸为18.00m×17.90m×5.70m，缺 氧 池2尺寸 为70.10m×17.90m×5.70m，缺 氧 池3尺寸为54.20m×18.80m×5.70m，有 效 水 深5.00m，有 效 容积12888.9m3，平均停留时间6.19h。好氧池单组设计流量 2083m3/h，好氧池1尺寸为69.60m×18.80m×5.70m，好氧池2尺寸为124.20m×17.90m×5.70m，有效容积17382m3，平均停留时间8.34h，有效水深5.00m。

潜水搅拌机利用原有装置，功率7.5kW，4台安装于厌氧池中，8台安装于缺氧池中，功率5.5kW的潜水搅拌机16台安装于缺氧池。新增8台5.5kW的潜水搅拌机安装于缺氧池中；混合液回流泵6台，4用2备，流量3125m3/h，扬程1.0m，功率18.5kW；原有曝气装置拆除，更换为膜式曝气管，气量6～8m3/m2·h，共6600套。

4.2.4 A/O生化池

新建1座分2组， 设计流量2083m3/h。缺氧池2单组设计流量2083m3/h，尺寸51.00m×24.50m×5.70m，有效水深5.00m，有效容积6249m3，平均停留时间3.0h。好氧池2单组设计流量2083m3/h，尺寸34.00m×24.50m×5.70m，有效容积4166m3，平均停留时间2.0h，有效水深5.00m。

增设潜水搅拌机8台，安装于缺氧池中，功率10kW；膜式曝气管1300根，气量6～8m3/m2·h；斜管填料6000m3。

4.2.5 二沉池及二次提升泵站

新建2座二沉池，设计流量1354m3/h， 表面负荷1.0m3/m2·h，尺寸D×H=42.0m×4.5m。增设中心传动单管吸泥机2套，池径42m，池深4.5m，行走功率0.55kW。

新建1座提升泵站，设计流量5417m3/h， 增设污水提升泵3台，2用1备，流量1500m3/h，扬程8m，功率75kW；电动葫芦1台，起重量5t，功率7.5±0.8kW。

4.2.6 二沉池配水井及污泥回流泵站

新建1座，单座设计流量5417m3/h，池体尺寸D×H=14.0m×5.3m。增设调节堰门4套，闸门型号2500mm×500mm；污泥回流泵3台，2用1备，流量1100m3/h，扬程10m，功率55kW；剩余污泥泵2台，1用1备，流量250m3/h，扬程22m，功率30kW。

4.2.7 高效沉淀池

新建1座分2格尺寸为38.00m×25.00m×10.60m，设计流量2708m3/h，混凝停留时间1min，絮凝停留时间18min，最大表面负荷6.0m3/m2·h。

新增合一号穿孔集水槽36只，尺寸6.75m×0.3m×0.5m，二号穿孔集水槽36只，尺寸9.00m×0.3m×0.5m，壁厚均为6mm；斜管填料600m2，设备类型为蜂窝斜管Φ80，斜长1m。

4.2.8 纤维转盘滤池及接触消毒池

纤维转盘滤池设1座共2格，设计流量5417m3/h。设有设备纤维转盘1套（单套10个），单套设计流量≥2708.5m3/h；反冲泵2台，流量50m3/h，扬程7m，功率2.2kW；进水闸门2台，型号1200mm×1200mm；超越闸门1台，型号1000mm×1000mm；进水堰板1套，尺寸3200mm×400mm；可调出水堰板1套，尺寸4000mm×400mm。

接触消毒池设1座，设计流量5417m3/h，接触时间40min。设有铸铁镶铜方闸门2套，尺寸1200 mm×1200mm，电机功率0.55kW。

厂区回用水泵房1座，尺寸5.0m×4.0m×3.3m。设有恒压供水机组，共3台水泵，2用1备，机组流量60m3/h，扬程27m，单台流量30m3/h，功率4.00kW。轴流风机1套，流量826m3/h，风压38Pa，功率0.025kW。

5 结语

通过“格栅+旋流沉砂池+初沉池+A2O生化池+AO池+二沉池+高效沉淀池+纤维转盘滤池+接触消毒池”，充分发挥了项目的环境效益、社会效益和经济效益且出水达标保障率高，是目前较稳妥可行的改造方案。