净水技术|陆君：长兴岛污水处理厂提标改造工程工艺比选与运行效果
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陆 君
(上海城投污水处理有限公司, 上海 201203）
2015年4月18日，国务院颁布《水污染防治行动计划》，“水十条”指出：敏感区域（重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域）城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准。对此，上海市政府、市水务局、市环保局等部门高度重视，在2015年12月，正式发布了《上海市水污染防治行动计划实施方案》，要求抓紧落实上海市污水处理厂的提标改造工作。根据上述国家及上海市的相关要求，对长兴岛污水处理厂进行提标改造，提标改造后出水执行一级A排放标准。
1
污水厂现状概述
1.1
工艺流程
长兴岛污水处理厂自2008年6月1日起正式运行，设计处理规模为5.5万m3/d，已建成的一期工程设计处理规模为2.5万m3/d。一期工程采用闭式双泥龄A/O工艺，污水经二级生物处理后，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）二级出水排放标准，工艺流程如图1所示。
1.2
进、出水水质
长兴岛污水处理厂自正式运行开始，运行状况良好，出水水质均达到设计排放标准，2016年日均处理水量1.7万m3/d。该厂一期工程2013年12月20日~2016年12月20日的运行数据进行统计分析如表1所示。
表1 实测进出水水质及排放标准
由表1可知，现状出水CODCr、BOD5已达到一级A标准，NH4+-N和TN已接近一级A标准，但是这是在现状平均进水量为1.7万m3/d（设计规模的68%）左右的前提下实现的。由于现状生物池工艺仅实现了部分硝化反硝化，当进水量达到已建设计规模2.5万m3/d后，上述指标，尤其是NH4+-NN和TN两个指标，不达标的风险大；另外，由出水TP和SS可知，即使在目前进水量较少的情况下，这两个指标的一级A达标率还是很低。本次提标改造考虑优化二级生物处理工艺，采取增加生物池池容、加大内回流、投加碳源等措施强化硝化反硝化的效果；同时也考虑在二级生物处理工艺中增加厌氧段以强化生物除磷作用，并在生物池中投加混凝剂，辅助化学除磷和改善活性污泥沉降性能，以进一步去除出水中的TP和SS。
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提标改造技术方案
2.1
设计进水水质
本提标改造工程设计规模为2.5万m3/d，总变化系数Kz=1.47，高峰流量为1 531 m3/h。根据2016年每日水质检测数据后的统计频率分析结果，并适当考虑一定余量，设计进水水质指标取值如表2所示。
表2 设计进出水水质及一级A出水指标一览表
2.2
处理工艺方案确定
原一期工程的进水经初沉池虽然能提高VSS比例，减少生物处理所需容积。但也会损耗进水碳源，造成本厂进水碳源更加不足，在后续生物处理中需补充投加碳源，导致运行费用增加。因此，本工程拟停用初沉池。
现状生物池工艺为闭式双泥龄（OAO）工艺，实践证明该工艺能很好的满足二级标准，但相对二级标准，一级A标准各出水指标严格得多，尤其是N、P指标，所以要达到一级A标准，脱氮除磷尤为重要。目前国内达到一级A出水标准运用较多的脱氮除磷工艺为AAO系列工艺（含AAO、倒置AAO、Bardenpho工艺等），因此，本提标改造工程生物处理工艺选择AAO工艺，也便于与现状生物池工艺（OAO）合理衔接。
考虑到进水量波动较大，尤其是汛期。进水量波动过大，会对出水水质会产生影响，所以选择高效沉淀池、反硝化深床滤池等深度处理设施。
2.3
工艺流程
长兴岛污水处理厂提标改造工程在原有污水厂的基础上进行，对原生化工艺进行了改进，同时增加了深度处理工艺，工艺流程如图2所示。
2.4
生物池改造设计
长兴岛污水处理厂一期工程生物反应池现状处理工艺为闭式双泥龄OAO处理工艺，如图3所示。
经核算，现状生物池容积为14 747 m3，停留时间14.2 h（2.5万m3/d）。按一级A标准，设计规模2.5万m3/d进行计算，现状生物池池容不足，需新增生物反应池。本提标改造工程需新建好氧池，新建好氧池满足两个功能。第一，与改造后的原生物反应池组合形成AAO工艺；第二，在原生物反应池改造期间，作为污水厂的二级生物处理设施。
鉴于本工程为改造工程，应尽可能减小对现有处理构筑物的影响，减少改造工程量。在满足处理要求的同时，改造措施不宜削弱原结构整体性、稳定性及结构本体刚度。具体改造方案如图4所示。
(1) 原生物反应池池型结构保持不变，进水仍分为两路、出水位置保持不变。首先改变原AO段的内回流进水位置，将原AO段的第一格反应池改造为厌氧池；拆除原AO段的第一条好氧段廊道中的曝气管，增加高速搅拌器，将其改造为缺氧段；更换位于原AO段末端的内回流泵，以满足最新的内回流需求；通过以上改造，原AO段改造为独立一组AAO生物反应池。
(2) 仅保留原O段末端中的部分曝气管，将其余曝气管拆除，增加高速搅拌器，将其改造为厌氧段和缺氧段；在新的缺氧段末端和原O段末端保留的好氧段之间新建隔墙；然后将缺氧段通过管道接入新建好氧池进水端；再将新建好氧池的出水端通过管道接入原O段末端保留的好氧段；在原O段末端新增内回流泵，将内回流污泥泵入缺氧段前端。这样，原O段经改造后与新建好氧池串联形成另一组独立的AAO生物反应池。
(3) 经过以上改造，原生物反应池与新建好氧池串联形成两组能独立运行的AAO生物反应池，便于运行和检修。
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运行效果
由于各级政府大力整治黑臭河道，提高污水的收集率，2018年1月1日长兴岛污水处理厂提标改造工程竣工通水后，第一季度的平均进水量已达2.35万m3/d（设计规模的94%），出水指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。
通过几个月的试运行及运行，本工程选择的AAO工艺、高效沉淀池、反硝化深床滤池等深度处理设施运行都较为稳定，由表3可知，长兴岛污水处理厂出水中的SS、TN、NH4+-N等关键指标完全能满足提标改造工程的需求。
表3 2018年第一季度进出水水质及一级A出水指标
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结语
长兴岛污水处理厂提标改造工程的主要内容为：将原生物反应池与新建好氧池串联形成两组能独立运行的AAO生物反应池，增加生物池池容、加大内回流、投加碳源等措施强化硝化反硝化的效果，再配上新建的高效沉淀池、反硝化深床滤池等深度处理设施，形成能稳定达到一级A出水标准的脱氮除磷工艺。经过三个多月的运行，出水中的所有检测指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A出水排放标准。
本项目对于采用闭式双泥龄（OAO）生物池工艺的、排放标准为二级的污水处理厂，为进一步满足国务院颁布《水污染防治行动计划》的有关提标的要求，十分具有借鉴意义。
推荐参考
陆君. 长兴岛污水处理厂提标改造工程工艺比选与运行效果[J]. 净水技术, 2018, 37(6):95 -98,103 .
Lu Jun. Technological selection and operation effect of upgrading and reconstruction project for Changxingdao wastewater treatment plant [J]. Water Purification Technology, 2018, 37(6):95 -98,103 .
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