城市污水处理厂升级改造的案例分析李伟进

水工业市场2011年第4期目前国内有很多厂在进行整体改造，以下介绍城市污水处理厂升级改造的案例，包括国内外的一些案例。主要介绍8个案例，其中包括3个国外案例：一是西班牙巴塞罗那污水处理厂；二是法国巴黎的Archeres污水处理厂；三是瑞典哥德堡污水处理厂。另外还有5个国内案例：山东兖州的污水处理厂、河北石家庄桥东污水处理厂、新疆乌鲁木齐河东污水处理厂、浙江台州椒江污水处理厂和昆明第三污水处理厂。最后对在整体改造中的技术工艺做简单介绍。一、西班牙巴塞罗那污水处理厂采用的主体工艺是加砂高密池和转盘过滤机，中水回用是在污水处理厂的内部。主体的过滤过程包括3个加砂高密池，设计容量最大为14000m3每小时，沉淀速度是125米/小时，后面是10台转盘过滤机，滤布孔径是10微米。2006年开工建设，2007年开始投产，运行效果非常好。出水回用分为几个部分，回灌到地下；接膜处理做工业回用；作为景观河道。所有的出水全部回用，没有浪费。工艺配置主要是：前面3座是加砂高密池，后面接10台转盘过滤机，这种组合的核心是加砂高密池加转盘过滤机来发挥长处和避免弱项。这种工艺的优点是可以去除浊度，把SS、寄生虫全部去掉，工艺稳定、紧凑，启动快，占地面积小，组建费用低，节能，非常适合需要扩建但是用地紧张的污水厂。二、法国巴黎的Archeres污水处理厂这是一座拥有200万吨生物滤池的污水处理厂，总投资4亿欧元，该厂前后经历了四期改造与扩建。其中的泵房是用于从三级处理中提升污水的，经过涵洞进入硝化生物滤池和反硝化生物滤池，由于生物滤池的污泥不容易沉降，因此污泥采用浮选浓缩技术。硝化生物滤池共分为84个格，单位面积为173m2，一共分6条线，每条线14格，每条线对应一套提升泵房，用以提升涵洞内的水。单位滤料是605m3，总共的滤料是5万多立方，滤速比较快，大约在6－12m3/小时。反硝化滤池是12格，单格面积144平方米。三、瑞典哥德堡污水处理厂哥德堡是瑞典的第二大城市，这座污水处理厂是瑞典第一大污水处理厂，建于1972年，处理能力旱季为40万吨，雨季将近90万吨。改造前有传统的硝化滴滤池，共有6座滴滤池，单个体积是400m3，我们参与的升级改造部分主要采用MBBR浮动填料工艺和转盘过滤机。在MBBR池后面接了32台转盘过滤机，滤布孔径是10微米，最大处理能力是每小时36000m3，进水SS在15－20毫升，出水SS在2－5毫升。转盘过滤机需要定期清洗，仅仅用水清洗是不够的，需要用药剂清洗，否则会造成堵塞，因此化学清洗对整个过滤的正常运行是非常重要的。特点是集中的化学清洗系统。四、山东省兖州市污水处理厂升级改造工程——采用HYBASTM工艺（表1-3）兖州市污水厂原采用AB工艺去除BOD，规模为40000立方米/天。现处理流量增加到60000立方米/天，而且该厂需达到GB18918－2002的一级A标准的脱氮除磷要求。为达此要求，需要在现有厂区内进行扩改建。经过研究和方案比较，最后决定采用威立雅公司的HYBASTM工艺（生物膜－活性污泥复合城市污水处理厂升级改造的案例分析文/李伟进（威立雅水务工程（北京）有限公司）SPECIALTOPIC专题水工业市场2011年第4期工艺）。采用HYBASTM生物工艺改造的基本设计思路：仅利用原AB工艺池进行改造；利用原B段好氧池改造为HYBASTM生物工艺池，添加K3填料，利用填料中的生物膜起到硝化作用，提高处理效果，新建缺/厌氧池。设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级A标准。五、河北省石家庄市桥东污水处理厂三级处理工程——采用BIOSTYR®+ACTIFLO®工艺（表4-6）石家庄市桥东污水厂采用A/A/O工艺，规模为500,000立方米/天，占地规模不到两公顷，还包括滤布滤池，占地较为紧张。原设计处理出水水质执行GB8978-1996的二级出水标准，对氮、磷的指标无严格控制。2007年底，国家对污水处理厂的出水水质提出了更为严格的新标准和要求，根据新要求，该厂需达到GB18918－2002的一级A标准的脱氮除磷要求。经过研究和方案比较，最后决定采用威立雅公司的BIOSTYR®+ACTIFLO®工艺（曝气生物滤池－高速沉淀池组合工艺），在可使用土地面积极端有限的不良条件下，提高处理线污染物的去除率，满足新的出水水质要求。设计了24格反硝化生物滤池，单格面积是231m2，也是单格面积最大的生物滤池，国内已经有五六个厂采用这种滤池，因此运行起来没有问题。后面采用4座高速加砂沉淀池，直径为15米。总氮的进水参数是65mg/l，属于非常高了，因此建议如果有工业污水最好还是单独处理，否则与其他污水混合在一起就非常难处理，而且加的碳源会非常大。总磷是7mg/l，也比较高。滤料直径是4.5毫米，4个加砂沉淀池表面负荷是34米/每小时。图1为桥东厂处理流程。六、新疆乌鲁木齐市河东污水处理厂回用工程—采用BIOSTYR®+MULTIFLO®工艺（表7-9）乌鲁木齐市河东污水厂一、二期均采用A/B两段活性污泥法，总规模为400,000立方米/天。原设计处理出水执行GB18918－2002的二级出水标准。河东污水处理厂中水回用项目进水是河东污水处理厂处理后的尾水，回用水主要用于工业园工业企业和城市绿化，因此尾水排放标准按国家颁布的现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级A标准执行。该工程采用威立雅公司的BIOSTYR®+MULTIFLO®工艺（曝气生物滤池－高密度沉淀池设计流量60,000立方米/天小时峰值流量3,250立方米/小时表1　山东兖州污水厂处理设计　　基础参数设计浓度CODcr380毫克/升BOD5150毫克/升SS240毫克/升TN45毫克/升N-NH435毫克/升TP4毫克/升表2　山东兖州污水厂处理设计进水污染物负荷HYBASTM工艺线2条缺氧区容积6,720立方米MLSS浓度4毫克/升回流污泥100%硝化液内回流150%好氧区容积5,760立方米停留时间5小时溶氧量2-3毫克/升水深6米填料类型K3填料容积3,500立方米表3　山东兖州污水厂处理HYBASTM生物工艺的基本设计参数图1设计流量500,000立方米/天小时峰值流量28,431立方米/小时表4　桥东厂三级处理设计基础参数设计浓度CODcr70毫克/升BOD530毫克/升SS30毫克/升TN65毫克/升N-NO357毫克/升N-NH45毫克/升TP7毫克/升表5　桥东厂三级处理设计进水污染物负荷BIOSTYR®反硝化生物滤池24格单格生物滤池面积231平米滤料类型BIOSTYRENE®滤料直径4.5毫米ACTIFLO®高速沉淀池4座沉淀池直径15米表面负荷34米/小时表6　桥东厂三级处理基本设计参数水工业市场2011年第4期组合工艺），现处于施工过程中。回用工程共建立6座173平米的硝化型生物滤池，4座173平米的反硝化生物滤池，4座13米直径的高效沉淀池，大型厂采用生物滤池的优势是非常明显的，投资、土建、占地等费用会低很多。图2为河东厂处理流程。七、浙江省台州市椒江污水处理厂再生水回用工程——采用BIOSTYR®工艺（表10-13）台州市椒江再生水回用工程处理规模为50,000立方米/天，其进水为市政污水处理厂一期工程二沉池出水，共建了6座生物滤池，占地面积大概是684m2，后面接转盘过滤机，利用处理的终水在厂区建立了一个环形的景观水系。整个工程出水5万吨，通过管道疏通到台州椒江市区的河道，做一个景观补充水，并于2010年运营投产，运营效果非常好。图3为椒江厂处理流程。再生水生物处理工艺为曝气生物滤池+转盘过滤机+臭氧接触氧化+液氯消毒。该工程采用威立雅公司的BIOSTYR®工艺（曝气生物滤池工艺）。因为该厂厂区较小，并且生物滤池本身就比常规滤池的管道整洁，因此整个厂区很漂亮，并且管道维护也相对简单。管廊里面总共有两套系统，一个是曝气的工艺供气系统，一个是进水系统，因为厂子规模小所以采用管道配水，如果厂子规模大就采用渠道配水。硝化生物滤池的滤料直径3.6毫米，滤料保证寿命达10年以上。八、云南省昆明市第三污水处理厂工程——采用ACTIFLO®工艺（表14-17）昆明第三污水处理厂收纳的污水来自合流制污水管网，旱季接收流量为210,000立方米/天，雨季接收流量为620,000立方米/天。该工程采用威立雅公司的图2设计流量100,000立方米/天小时峰值流量5,000立方米/小时表7河东厂回用水处理设计基础参数设计浓度CODcr144毫克/升BOD536毫克/升SS36毫克/升TN55毫克/升N-NH438毫克/升TP4.5毫克/升表8　河东厂回用水处理设计进水污染物负荷BIOSTYR®硝化生物滤池6格单格生物滤池面积173平米滤料类型BIOSTYRENE®滤料直径4.0毫米BIOSTYR®反硝化生物滤池4格单格生物滤池面积173平米滤料类型BIOSTYRENE®滤料直径4.5毫米MULTIFLO®高密度沉淀池4座沉淀池直径13米表面负荷8.2米/小时表9　河东厂回用水处理基本设计参数图3设计流量50,000立方米/天小时峰值流量2,400立方米/小时表10椒江厂再生水处理设计基础参数设计浓度CODcr100毫克/升BOD525毫克/升SS30毫克/升N-NH425毫克/升TP1毫克/升表11　椒江厂再生水处理设计进水污染物负荷参数浓度CODcr60毫克/升BOD510毫克/升SS10毫克/升N-NH410毫克/升TP1毫克/升表12　椒江厂再生水处理生物滤池出水水质BIOSTYR®硝化生物滤池6格单格生物滤池面积84平米滤料类型BIOSTYRENE®滤料直径3.6毫米表13　椒江厂再生水处理基本设计参数SPECIALTOPIC专题水工业市场2011年第4期ACTIFLO®工艺（高速沉淀池工艺），将沉淀池做成旱季和雨季两用。在旱季，ACTIFLO®沉淀池用作三级处理工艺段。在雨季，进厂污流量增加，ACTIFLO®切换功能，用于处理多余的雨水并直接排放。由于国内没有对初级雨水进行处理的标准，因此这个项目是比较早的。对于出水的保证也是分为旱季和雨季两种，旱季有D型滤池，水质不需要那么高，以减少消耗量，出水的SS在4－6mg/L。雨季主要需要一个保证率，而这种沉淀池对初级雨水的处理效果良好，保证COD去除率大于50%，这种去除率通过常规的沉淀池是无法达到的，SS的去除率大于70%，启动速度快，一般在5－10分钟内即能稳定运行，这是所有的沉淀池都无法达到的。（见图4）九、在整体改造中的工艺简介生物滤池在国内有11个业绩，最北到哈尔滨，最南到南海，其中有两个厂达到一级A排放标准。以下为整体改造中的工艺主要特点介绍：1、生物滤池。生物滤池配水特点是大孔，孔径达到5厘米，不易堵。滤料选择有弹性的，不易磨损，寿命可达10年以上，这是常规的重质滤料无法比拟的。曝气采用不锈钢的穿孔管，至少有三至四根，在水下没有维护设备，二三十年都无需更换。滤头在上面，与清水接触，没有堵的问题，即使损坏，更换也非常方便，不需要清空滤料，只要把水降下来就行了。采用逆向反洗，即反洗与过滤相反，可以提高反洗效果，与常规的同向反洗不一样。主要维护在管道里，而整个厂区的管道很少，维护方便。这种滤池在未来有很大的使用空间。2、MBBR工艺。这是最近几年在国内新兴起的一种工艺，最大的特点一个是生物膜法，通过不同的填料形式适应不同的工艺需要。采用穿孔管曝气，与生物滤池的区别是虽然效率较低，但是对于工业污水占比重较大的企业来说，这种工艺比较有优势。3、加砂高密池。主要是在混凝池里加入直径仅为100－135微米的微砂，能够形成一个结晶核，与混凝剂结合熟化成重、大、密实的化合物，沉淀的效率高，有较强的吸附作用，能够将水中一些胶状的悬浮物吸附起来。与常规的高密池相比，在深度处理上，特别是工业废水中难去除的COD，能够多去除10%左右。在三级处理上，SS的去除率大于50%，接近于80%。4、转盘过滤机。这种工艺在国内运用较广，属于里进外出的