高排放標準污水處理廠MBR-O3工藝

　　一、項目概況及工藝流程

　　某污水處理廠地處北京市西北部，尾水收納水體為野鴨湖國家濕地公園，屬于地表Ⅲ類水體。根據(jù)2012年7月1日開始實施的北京市地方標準《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》(DB11890-2012)，污水處理廠需執(zhí)行地標A排放標準。本工程設(shè)計進出水水質(zhì)見表1。

　　本工程屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的升級改造工程。污水處理廠現(xiàn)狀處理規(guī)模5000m3/d，SBR工藝，原設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準KGB18918―2002〉一級B標準。根據(jù)規(guī)劃，本次升級改造后處理規(guī)模8900m3/d。工程設(shè)計出水水質(zhì)已超GB18918―2002―級A標準，除TN外，其余指標已達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838―2002)中Ⅲ類水水質(zhì)標準的要求，是鄉(xiāng)鎮(zhèn)級污水處理廠“準類”排放要求的典型案例。

　　本工程工藝流程的確定，需要考慮以下幾點:

　　①鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠來水水量、水質(zhì)不均勻，波動幅度大；②企業(yè)偷排現(xiàn)象較多，由于水廠規(guī)模小，對污水處理廠沖擊較大；③出水COD<20mg/L，僅靠常規(guī)的二級生化處理+過濾的方式無法滿足要求，更無法穩(wěn)定達標。

　　在深人細致了解污水處理廠現(xiàn)狀運行情況、近年水質(zhì)情況、鎮(zhèn)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和未來規(guī)劃情況的基礎(chǔ)上，經(jīng)工藝比選，確定最終污水處理工藝選用調(diào)節(jié)池一預(yù)處理一MBR―臭氧催化氧化一活性炭濾池工藝，消毒采用次氯酸鈉消毒，污泥采用離心脫水至含水率80%后外運處置。工藝流程見圖1。

　　二、設(shè)計參數(shù)

　　2.1 調(diào)節(jié)池

　　由于污水處理廠納污范圍小，處理規(guī)模小，水量波動大，需設(shè)置調(diào)節(jié)池。本工程調(diào)節(jié)池利用現(xiàn)狀調(diào)節(jié)池，停留時間3.5h。

　　2.2 預(yù)處理單元

　　主要包括粗格柵、細格柵、旋流沉砂池和膜格柵。粗格柵20mm，細格柵5mm，膜格柵1mm。細格柵采用回轉(zhuǎn)格柵，膜格柵采用內(nèi)進流孔板格柵。

　　2.3 生物池

　　包含厭氧池、缺氧池、好氧池及后缺氧池，總停留時間16.7h。缺氧池至厭氧池回流比0?200%(變頻調(diào)節(jié))，好氧池至缺氧池回流比200%?400%(變頻調(diào)節(jié))，膜池至好氧池回流比200%?400%(變頻調(diào)節(jié))，好氧池污泥濃度8000?9000mg/L。

　　2.4 膜池

　　共4格，名義膜通量18?20IV(h?m2)，總停留時間0.85h。

　　2.5 臭氧催化氧化池

　　設(shè)計臭氧投加量為20mg/L，分3段投加，投加比例2:1:1，第一段采用穿孔管投加.第二段和第三段采用曝氣頭投加。在第一段設(shè)置臭氧催化濾料層，增加比表面積增加接觸時間。

　　2.6 消毒池

　　次氯酸鈉消毒，根據(jù)臭氧系統(tǒng)開啟情況適量投加.確保消毒及出水余氯，停留時間32min。

　　2.7 污泥處理單元

　　包括儲泥池、脫水機房、污泥轉(zhuǎn)運間。污泥量2tDS/d，設(shè)置離心脫水機1臺，水力負荷15m3/h，固體負荷100kg/h。

　　三、處理效果

　　污水處理廠自2018年1月正式試運行以來，出水各項水質(zhì)穩(wěn)定達標,2018年部分月份進出水水質(zhì)數(shù)據(jù)見表2。

　　經(jīng)過近一年的試運行，本項目于2019年10月份開始進行環(huán)保驗收。經(jīng)第三方機構(gòu)進行檢測，環(huán)保驗收期間污水處理廠出水NH3―N<0.025mg/L，BOD51.8?2.2mg/L，TN8.38?8.75mg/L，TPC0.01mg/L，COD10?11mg/L，SS<5mg/L，出水水質(zhì)完全達到北京市地方標準《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》(DB11890―2012)A排放標準。

　　四、設(shè)計特點

　　4.1 為了應(yīng)對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)、水量的大規(guī)模波動，宜設(shè)置調(diào)節(jié)池。

　　規(guī)模小、變動大、標準高”是本工程的最大特點。針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠這種水質(zhì)、水量變動比較大、出水水質(zhì)要求高的情況，宜設(shè)置調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容積宜按進水變化曲線確定，無實際運行資料時，宜選3?4h。

　　4.2 優(yōu)化生物池厭氧、缺氧、好氧流態(tài)，為深度脫氮創(chuàng)造條件

　　本工程BOD/TN僅為2.57，碳源明顯不足。為有效利用碳源，除設(shè)置后缺氧段外，將厭氧、缺氧段均設(shè)計為矩形池.設(shè)置多曲面攪拌器，使混合液攪拌更均勻，混合更充分。在好氧段設(shè)置循環(huán)廊道，促進好氧段的充分混合，確保NH3―N出水達標。

　　結(jié)合UCT工藝良好的脫氮除磷效果，本工程設(shè)置三處回流：一是前缺氧池末端到厭氧池前端的回流，0?200%(變頻調(diào)節(jié))，該部分回流混合液硝態(tài)氮濃度已降至最低，可基本消除硝態(tài)氮對厭氧釋磷的影響。二是好氧池末端到缺氧池前段的回流，200%?400%(變頻調(diào)節(jié))，為缺氧反硝化提供硝態(tài)氮。三是膜池到好氧池的回流，200%?400%(變頻調(diào)節(jié))，維持好氧段生物污泥濃度。

　　4.3 采用臭氧催化氧化工藝

　　本工程COD設(shè)計出水水質(zhì)20mg/L，需對污水中的可溶解性COD進行進一步降解。經(jīng)比選工程采用臭氧催化氧化工藝。通過向普通的臭氧接觸池中增加催化劑填料，增加羥基自由基的停留時間和接觸面積，提高臭氧氧化效率，同時減少臭氧投加量。從實際運行效果來看，效果較好，目前實際投加量約10mg/L。設(shè)置超越措施，當MBR出水水質(zhì)良好時可直接超越，進人后續(xù)單元。

　　4.4 設(shè)置活性炭濾池(預(yù)留)

　　本工程在臭氧催化氧化后設(shè)置活性炭濾池作為安保措施，根據(jù)相關(guān)文獻論述，臭氧催化氧化與活性炭濾池聯(lián)用對有機污染物的去處效果明顯。通過實際運行，臭氧催化氧化與活性炭濾池聯(lián)用能夠在一定程度上應(yīng)對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠污水來源成分復(fù)雜、高濃度偷排污水可能對污水處理廠出水水質(zhì)造成短時強力沖擊的風險。

　　活性炭濾池設(shè)置超越措施，當臭氧催化氧化出水水質(zhì)良好時可直接超越，進人后續(xù)單元。

　　五、總結(jié)

　　隨著國家對出水水質(zhì)要求的逐步提高.在部分環(huán)境敏感區(qū)執(zhí)行“準Ⅲ類”指標的污水處理項目會逐漸增多。本工程采用調(diào)節(jié)池一MBR_臭氧催化氧化一活性炭濾池工藝，從1年多的實際運行情況來看，出水除TN外，主要排放指標滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838―2002)中UI類水水質(zhì)標準的要求，可穩(wěn)定達到北京市地表一級A標準的排放要求。（來源：北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司；北京市環(huán)境保護督察中心）