高排放標(biāo)準(zhǔn)下提標(biāo)改造技術(shù)的運行現(xiàn)狀及需求參考
【天津純水設(shè)備http://www.tykaixuan.com】隨著環(huán)境保護形勢的日益嚴(yán)重，水污染的控制也越來越嚴(yán)格。2015年，國家發(fā)布了《水污染十條規(guī)劃》，隨后又發(fā)布了《地方水污染防治行動計劃》。一些省市制定并實施了比現(xiàn)行的《城市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)更為嚴(yán)格的地方污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。如北京、天津、安徽、四川等重點城市和流域?qū)嵤?zhǔn)iv標(biāo)準(zhǔn);一些環(huán)境容量小的流域要求實施準(zhǔn)III類標(biāo)準(zhǔn);在一些地區(qū)天津純水設(shè)備，尾水被排放到封閉的水體中，如昆明的“雙5”排放標(biāo)準(zhǔn)。在此背景下，污水處理行業(yè)反應(yīng)迅速，污水處理廠的改造也提上了日程。
然而，與新項目不同的是，在投標(biāo)改進項目中有更多的影響因素需要考慮。除了分析規(guī)模和水質(zhì)趨勢外，還必須考慮目前的可及性、工藝選擇、與現(xiàn)有技術(shù)的聯(lián)系、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)(建筑物)的改造和利用、土地利用、除關(guān)閉或減少以外的改造措施、擴大外部能力和其他限制。此外，投標(biāo)改進對項目整體投資成本和運營成本影響較大，進而影響污水處理服務(wù)費的定價和收取。因此，它通常比新項目更難實現(xiàn)。
由于大型工業(yè)污水處理技術(shù)與城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的差異和特點，本文僅對城市污水處理廠常用技術(shù)的升級進行分析，并結(jié)合城市污水處理廠的技術(shù)升級，重點關(guān)注其應(yīng)用、運行現(xiàn)狀和需求。天津水處理設(shè)備
傳統(tǒng)的招投標(biāo)和技術(shù)改造思路
目前各處理單元投標(biāo)改進的總體思路如下:
預(yù)處理單元
隨著廠外雨污分離的實施，污水廠進水水質(zhì)濃度增加，對油、砂、渣的去除要求進一步提高。曝氣沉降可由旋流沉降改為改善預(yù)處理效果。飲食含油量高的地區(qū),地區(qū)膜處理系統(tǒng)后端,建議空氣浮選設(shè)備被添加到前面的治療,以減少膜污染的概率在系統(tǒng)后臺,提高膜的清洗周期和使用壽命系統(tǒng)。增加了一次沉淀池、二次固液分離裝置等一體化預(yù)處理設(shè)備，降低了原系統(tǒng)負荷，提高了預(yù)處理效率。
生化處理單元
在高標(biāo)準(zhǔn)下，碳氮指數(shù)明顯高于GB 18918 A類標(biāo)準(zhǔn)。生化系統(tǒng)改造常用的技術(shù)手段是MBR，它可以成倍增加系統(tǒng)的污泥濃度和微生物含量，在不增加廠區(qū)用地的情況下改善水質(zhì)和水量。MBBR可以與現(xiàn)有的活性污泥工藝相結(jié)合天津純水設(shè)備，增加容積負荷，重新劃分生化系統(tǒng)，從而改善碳氮指標(biāo)。此外，還可以對生化系統(tǒng)進行分區(qū)，增加多點進水和多級A/O，提高回流比、碳源利用率和TN去除率。
深度處理單元
針對準(zhǔn)IV類標(biāo)準(zhǔn)下TP、SS提升，其措施主要為強化沉淀過濾工藝，如高效沉淀（加砂、加磁）、砂濾等；針對更高出水要求（如準(zhǔn)III類），建議采取氣浮、吸附、過（超）濾等工藝，通過混凝反應(yīng)，固液分離實現(xiàn)TP與SS的提升，與此同時，隨著吸附性污染物的去除，COD和NH3-N的去除率可同時提升20%~30%；針對難降解有機物，采取高級氧化、活性炭吸附等技術(shù)。
針對TN指標(biāo)提升要求，應(yīng)充分分析進水情況，盡可能利用碳源，在生化池采用生物脫氮技術(shù)進行除氮；確因碳氮比嚴(yán)重失調(diào)難以達標(biāo)，可增加反硝化濾池，但需關(guān)注反硝化濾池投加碳源后出現(xiàn)穿碳，進而導(dǎo)致COD上升的風(fēng)險；同時，還需關(guān)注濾池生物膜脫落導(dǎo)致出水SS超標(biāo)風(fēng)險。因此，建議在反硝化濾池后增加保障工藝措施。
不同技術(shù)特點簡介與運行現(xiàn)狀
MBR系統(tǒng)
目前還處于準(zhǔn)IV類及以上高標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)初期，大多技術(shù)處于嘗試期，也少有實際工程案例，MBR系統(tǒng)依靠其高污泥負荷與過濾攔截能力天津純水設(shè)備，在提標(biāo)改造中充當(dāng)前鋒。其在提標(biāo)改造項目中應(yīng)用的特點如下：
（1）水質(zhì)可達：系統(tǒng)污泥負荷高，抗水質(zhì)沖擊能力較高，適當(dāng)投加碳源，可有效保障水質(zhì)達標(biāo)。
（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性不足：技改項目中往往是將原生化系統(tǒng)進行改造，分隔設(shè)立膜區(qū)，或?qū)⒍脸馗臑槟こ兀辉鲈O(shè)或修改回流設(shè)施、設(shè)備。而技改項目非新建項目，建設(shè)條件往往受各種限制，導(dǎo)致膜系統(tǒng)與生化系統(tǒng)流態(tài)差等，引起生化系統(tǒng)浮泥、膜易污堵等情況。
（3）運行成本高：膜系統(tǒng)本來屬于高能耗工藝，技改項目中前處理未能達到理想效果，膜易污堵，增加了清洗成本。天津水處理設(shè)備
（4）抗沖擊負荷小，系統(tǒng)擴展性小：受膜通量與產(chǎn)水泵規(guī)格制約，膜系統(tǒng)難以提高產(chǎn)水量。在冬季低溫期，大部分膜系統(tǒng)的處理通量將大幅下降，導(dǎo)致處理能力受限。同時，在進水濃度較低、來水量充足時，難以提高效益。
多級多段A/O生化系統(tǒng)
該工藝是在傳統(tǒng)A2/O、氧化溝、SBR工藝基礎(chǔ)上進行分區(qū)分段改造，能夠提高系統(tǒng)脫氮效率。
（1）采用多級多段A/O，在不外加碳源條件下，脫氮效率可較傳統(tǒng)工藝提高5%~10%；可靈活投加碳源，節(jié)約藥劑量。
（2）多級多段A/O存在的運行難點在于水量分配較難控制，調(diào)整到某種穩(wěn)定工況后就不便再調(diào)整，抗水量沖擊負荷能力較低天津純水設(shè)備。
MBBR系統(tǒng)
采用MBBR系統(tǒng)提標(biāo)技改，是在既有生化系統(tǒng)中挖潛，通過使用填料作為微生物生長附著的載體，實現(xiàn)生物膜與活性污泥法結(jié)合，增加系統(tǒng)微生物量，提高容積負荷，以提高碳氮處理效率。
（1）運行中抗沖擊負荷較強。
（2）在不同水質(zhì)、水溫、碳源條件下，掛膜性能差異較大；也存在填料流化狀態(tài)差，引起系統(tǒng)堵塞、填料流失等困擾。
加砂/加磁高效沉淀池、氣浮等除磷系統(tǒng)
（1）加砂與加磁高效沉淀池作為傳統(tǒng)高效沉淀池的衍生，具有高負荷、高除磷效率的優(yōu)勢。處理生活污水，通常可將出水TP控制在0.3mg/L以內(nèi)。而氣浮泥水分離效果更佳，可將TP控制在0.2mg/L。如昆明采取氣浮試點，TP達到0.05mg/L。
（2）加砂與加磁可節(jié)省占地，適用于提標(biāo)改造項目。
（3）加砂與加磁對水泵閥門等設(shè)備、管道磨損較為嚴(yán)重，管道更易堵塞。若土建與設(shè)備安裝質(zhì)量不到位，可能引起水流不均、跑砂、跑磁等問題。
反硝化（深床）濾池
（1）用于深度脫氮，可解決二級處理出水硝酸鹽引起的TN過高難題，保障出水TN達標(biāo)，在投加碳源條件下可以做到5mg/L以下。
（2）運營難點在于初期運營掛膜難；進水SS、浮渣較多時引起濾池頻繁沖洗，降低掛膜性能；水量波動影響對碳源的精準(zhǔn)控制，容易引起穿碳或過量投加問題。
工程案例分析天津水處理設(shè)備
以成都市某執(zhí)行《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 51/2311-2016（準(zhǔn)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)）污水處理廠為例，進行全面分析。
（一）項目概況
該廠總設(shè)計規(guī)模4.0萬m3/d，分兩期建設(shè)實施。原污水廠采用A2/O+高效沉淀池工藝，執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)生活污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)。
2016年12月，四川省出臺《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2311-2016）,按此標(biāo)準(zhǔn)，該廠進行升級改造天津純水設(shè)備，采用MBR工藝，對生化池進行分隔設(shè)置膜區(qū)，該項目于2019年3月全面調(diào)試完成。
提標(biāo)改造生化系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)
運行現(xiàn)狀
提標(biāo)改造生化系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)該污水處理廠于2019年3月整體完成提標(biāo)改造工程，并調(diào)試穩(wěn)定達到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2311-2016）中城鎮(zhèn)生活污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。
水質(zhì)水量分析
以2019年3月7日-2019年4月7日實測進出水水質(zhì)及處理水量為基礎(chǔ)，進行水質(zhì)水量分析如表3：
從上表可看出，進水B/C、B/N比分別為：0.38、3.07，污水可生化性、碳氮比尚可，平均處理水量已基本達到設(shè)計處理水量，進水中SS、TP超出設(shè)計水質(zhì)，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達到高排放標(biāo)準(zhǔn)。
主要工藝控制參數(shù)
從上表可看出，除DO及ORP外，其他工藝控制參數(shù)較一級A標(biāo)均有較大幅度變化，具體體現(xiàn)在MLSS、污泥回流比控制在較高范圍，SRT縮短。
水質(zhì)達標(biāo)問題及運行措施
該污水處理廠按高標(biāo)準(zhǔn)運行時間尚短，水質(zhì)達標(biāo)難點及運行措施如下。
TP達標(biāo)措施：MBR系統(tǒng)污泥齡長，偶有進水TP較高，僅依靠生化除磷無法保證出水TP達標(biāo)，需額外投加大量除磷藥劑，增加運行成本；
TN達標(biāo)措施：MBR高溶解氧、大回流系統(tǒng)，對于利用進水碳源，脫氮不充分。需額外投加碳源才可保證出水TN穩(wěn)定達標(biāo)；
預(yù)處理對系統(tǒng)的影響：進水SS與油污含量偏高，加大預(yù)處理及生化處理難度，生化區(qū)與膜區(qū)產(chǎn)生較多浮泥。
一期利用原有二沉池改為膜池，二期將原生化池分隔改為膜池，增加隔墻與回流，破壞了原有生化系統(tǒng)流態(tài)，加之膜池進出水、回流等點位未精細設(shè)計，膜區(qū)水力流態(tài)較差，系統(tǒng)浮泥較多。后期擬對預(yù)處理進行強化天津純水設(shè)備，校核生化池流態(tài)、調(diào)整厭缺氧區(qū)攪拌器安裝位置與角度，增加機械排浮渣等方式進行運營優(yōu)化。
MBR系統(tǒng)控制：機械控制產(chǎn)水、反洗、加藥，工藝運行控制精度與運行管理要求高。
思考及建議
我國幅員遼闊，各地區(qū)的環(huán)境、氣候和生活習(xí)慣等差異很大，污水的水質(zhì)、水量以及受納水體的環(huán)境容量都不相同，應(yīng)因地制宜地確定污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)。對于湖泊、海灣等脆弱水體，應(yīng)當(dāng)制定更加嚴(yán)格的氮、磷等排放的地方標(biāo)準(zhǔn)。針對無富營養(yǎng)化的水體應(yīng)當(dāng)制定適當(dāng)寬松的氮、磷排放標(biāo)準(zhǔn)。
同時，國內(nèi)高排放標(biāo)準(zhǔn)的各污水處理廠運行穩(wěn)定時間相對較短，無更多實際運行經(jīng)驗可供參考。從提標(biāo)改造項目管理與技術(shù)角度，可從以下幾方面進行考慮。
因地制宜是前提天津水處理設(shè)備
工藝路線選擇與建設(shè)方案應(yīng)充分考慮不停產(chǎn)/少減產(chǎn)、廠區(qū)用地等因素，選擇最適合的提標(biāo)改造工藝路線。參考江蘇省太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠DB 32/1072提標(biāo)技術(shù)指引，按照“先源頭控制，后強化處理；先運行優(yōu)化，后工程改造；先生物強化，后物化輔助”的原則，可經(jīng)濟高效提高排放標(biāo)準(zhǔn)。
便于運行是基礎(chǔ)
任何工藝的運行維護管理均離不開人，高自動化程度、減少人工強度是工藝路線選擇的基礎(chǔ)條件。嵌入技術(shù)試點，提升運營水平，降本增效。如按照智慧水務(wù)需求，配置基礎(chǔ)儀表與信息采集，升級軟件系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)智慧化轉(zhuǎn)型；有條件廠站可進行新技術(shù)試點，為行業(yè)提供一些性價比高的技術(shù)思路。
在提標(biāo)改造方案中應(yīng)充分對既有處理系統(tǒng)進行查缺補漏，利用少許工程措施，優(yōu)化提升運營管理水平。結(jié)合實際運行需求“彈性設(shè)計”，如多模式可切換的多段A/O工藝，水泵、風(fēng)機大小搭配變頻控制，以應(yīng)對不同水質(zhì)水量沖擊；根據(jù)檢修要求，放空、超越等靈活設(shè)計；本著生態(tài)友好、對周邊環(huán)境融合，在技改后廠區(qū)恢復(fù)，提升綠化與可視化。
二級處理是關(guān)鍵
提標(biāo)改造核心要放在生化處理段，對現(xiàn)有生化系統(tǒng)進行挖潛，高效利用碳源，將主要污染物指標(biāo)COD、BOD5、NH3-N、TN控制在高標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。對高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)改造，優(yōu)先對既有設(shè)施進行挖潛，優(yōu)化生化系統(tǒng)運行，采取多級多段A/O，以在生化處理單元實現(xiàn)碳氮降解。
三級處理是保障
深度處理工藝采取氣浮、高效沉淀池對出水TP、SS進行保障，反硝化濾池對出水TN進行保障。深度除磷采用氣浮技術(shù)，氣浮相對穩(wěn)定，也可嚴(yán)控TP排放。輔助投加活性炭，以保障COD達標(biāo)排放。反硝化濾池前置于除磷單元，既保障濾池穿碳不影響出水水質(zhì)，而且磷酸鹽也利于反硝化濾池掛膜。
投資、成本是核心
工藝的投資造價、運行成本將影響項目最終的污水處理服務(wù)費定價、政府財政承受能力。投資節(jié)省、運行成本低是工藝路線選擇需考慮的核心天津純水設(shè)備。
最后，著重再從成本控制上就污水處理廠提標(biāo)改造后的運行管理提出幾點建議。
（1）組織績效管理：以獎代罰，充分挖掘運營潛能，將生產(chǎn)運行成本的控制節(jié)約與運營人員的績效掛鉤，充分調(diào)動運營人員工作積極性。天津水處理設(shè)備
（2）減員增效：通過提高人員辦事效率，精簡機構(gòu)及人員，對人工薪酬進行二次分配，提高部分運營人員薪酬。
（3）節(jié)能降耗：提升泵、風(fēng)機的能耗占整個污水處理廠能耗的70%以上，通過合理的工藝控制使得提升泵、風(fēng)機控制在高效率，可有效降低污水處理廠的能耗。
（4）上游管網(wǎng)普查、修復(fù)
目前國內(nèi)大部分污水處理廠上游污水管網(wǎng)均存在雨污混流、管網(wǎng)滲漏等情況，導(dǎo)致污水處理廠進水量不足、進水水質(zhì)濃度偏低等問題。建議對上游污水管網(wǎng)進行查漏補缺，提高污水處理廠處理效率。天津純水設(shè)備，天津水處理設(shè)備，天津去離子水設(shè)備。
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