长春市西部污水处理厂提标改造设计及运行效果分析

郭阳，赵可，李英儒，张小雨

工艺与装备

长春市西部污水处理厂提标改造设计及运行效果分析

郭阳，赵可，李英儒，张小雨

（吉林建筑大学市政与环境工程学院，吉林 长春 130118）

西部污水处理厂提标改造工程采用二级脱氮的IFAS工艺，深度处理采用高效沉淀+纤维束滤池工艺，设计出水水质由原来的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准提高到一级A标准。分析了污水厂改造前存在的问题及改造后取得的效果，并详细介绍了改造工程的工艺流程和设计参数。实际运行效果表明，出水水质稳定达到设计标准，可为类似污水处理工程改造提供参考。

污水处理厂； 提标改造； 工艺流程； 运行效果

随着国家对水环境要求的不断提高，尤其是对污水处理厂出水氮、磷指标要求的提高，导致部分污水处理厂出水水质已不能满足要求[1-2]，必须进行提标改造。西部污水处理厂位于长春市绿园区S105长郑公路以南、长春绕城高速以西，小八家子村以北，总占地面积9.154 4 ha，设计规模为10万m3/d，按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准设计，采用传统活性污泥工艺，该厂现有的处理工艺已无法满足实际需求，于2016年6月开始进行提标改造，2017年10月通水试运行。

1 污水处理厂改造前存在的问题分析

1.1 出水水质不满足现行出水标准

该厂因设计时间（2012年）比较早，原设计出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，不能达到国家环保局对出水水质的要求。

1.2 污水处理厂实际进水水质与原设计出入较大

该厂在原设计阶段纳污范围的企业和居民区均在建设或者准备投产阶段，同时进入该厂的截流干管也在设计过程中，没有实测的进水水质指标。现污水截留干管逐步完善，该厂也逐渐稳定运行，所测进水氨氮、总氮指标与原设计进水水质标准相差较大。

1.3 冬季运行时水温较低

与长春市其他污水处理厂相比较，该厂冬季水温偏低，平均7 ℃左右，甚至更低。究其原因，一是该厂的管网收集系统中有一部分工业污水的汇入，污水在工业企业经过点源治理后排入市政排水管；二是该厂现有进水量达不到设计规模，为解决池体越冬防护，水解酸化池及生化池全系列运行，导致停留时间过长。这样导致冬季时候，水温过低导致生物反应活性、效率低下，出水水质不达标情况严重。

2 提标改造工艺方案

2.1 设计进、出水水质及去除率

根据污水厂进水水质、出水水指标要求，确定污水处理厂需进行生化处理，相应的水质去除率如表1。

表1 污水厂设计进出水水质及去除率 mg/L

2.2 工艺流程

本工程推荐方案为改造现有水解酸化池及A2O生化池，采用二级脱氮（改良A2/O工艺+后置AO池，在好氧池内增加生物填料）的IFAS生化处理系统，深度处理采用高效沉淀+纤维束滤池工艺，新建二次提升泵池、新建工艺综合间（内设高效沉淀池、纤维束滤池、反冲洗间及碳源投加间）、加药加氯间改造、污泥脱水间改造等。提标改造后工艺流程见图1。

图1 工艺流程

3 主要升级改造构筑物及设计参数

3.1 生物改造池

利用原有生化池为A2/O生化池内设生物选择区、厌氧区、缺氧区和好氧区作为前端A2O生化池；原有水解酸化池改造后变成后段AO生化池，基本不改变原有构筑物结构。原有生化池改造：预缺氧区池容为4 449.6 m3，HRT为0.98 h；厌氧区池容为7 560 m3，HRT为1.65 h；前缺氧区池容为20 044.8 m3，HRT为4.37 h；好氧区池容为40 176 m3，HRT为8.77 h。原有水解酸化池改造：后置缺氧区池容为20 613 m3，HRT为4.5 h；后置好氧区池容为8 649 m3，HRT为1.89 h。

3.2 二次提升泵池

设提升泵4台（3用1备，一台变频），单台提升泵流量1 806 m3/h，扬程7.5 m，功率为50 kW。内设电动单梁悬挂吊车3 t，方便以后对潜水提升泵进行检查维护。

3.3 工艺综合间

设计规模为10万m3/d，平面尺寸为50.0 m×60.0 m。

3.3.1 高效沉淀池

机械混合区：停留时间为53.13 s，钢混结构尺寸1.7 m×2.1 m×5.6 m，数量共4格；絮凝区：停留时间为11.98 min，数量4座，每座2格，共8格，单格结构尺寸12.0 m×6.0 m×6.58 m；沉淀区：表面负荷为11.3 m3/m2·h，钢混结构尺寸8.95 m×10.3 m，数量4座；浓缩区：有效水深2.1 m，数量4座，单格结构尺寸=12 m；污泥泵房：采用污泥螺杆泵，设剩余污泥转子泵4台（仓库冷备1台）和回流污泥泵4台（仓库冷备1台），单台转子泵为=92 m3/h，=20.0 m，=11.0 kW。

3.3.2 纤维束滤池

采用深床高效纤维束滤池，滤料主要采用纤维束滤料，材质为ABS，共403.2 m3，滤池为半地下钢筋混凝土构筑物。设计规模按照10万m3/d，设计滤池1座共8格，max=1.51 m3/s，设计滤速16.1 m/h，强制滤速18.4 m/h，总过滤面积336 m2。滤池反冲洗方式：水冲-气水混合冲洗-强制清洗-水冲，反冲洗水强度6~8 L/m2·s，反冲洗风强度60~80 L/m2·s，反冲洗时间20~30 min。

3.3.3 反冲洗间

反冲洗间包括反冲洗水泵间和反冲洗风机间。反冲洗水泵间设反冲洗水泵3台（2用1备，变频控制），单台水泵流量为400 m3/h，扬程12.5 m，功率为22 kW。反冲洗风机间设罗茨风机3台（2用1备），单台风机流量为60 m3/min，压力为0.05 MPa，功率为75 kW。

空气压缩系统在反冲洗风机间内，螺杆空气压缩机2台（1用1备），单台风机流量为1.0 m3/min，压力为0.8 MPa，功率为7.5 kW。

3.3.4 碳源投加间

为有效去除水中的总氮，需要在反硝化段投加碳源，本工程设计碳源采用乙酸钠投加，最大投加量为132 mg/l，平均投加量为60 mg/l，溶液池的调配浓度为25%，采用隔膜计量泵投加，选用3台（2用1备），其性能参数为流量=1 430 L/h，=0.3 MPa，电机功率为0.75 kW。

4 运行效果

为尽量避免提标改造工程对长春市节能减排总体目标及污水厂出水水质的影响，施工时采取不停水改造措施，选择分阶段施工。提标改造工程于2017年10月完工后进入调试运行，2018年1月出水水质稳定达标，改造前2016年1-6月和改造后2018年1-6月进、出水水质平均值见表2。可见，设施运行稳定，处理效果良好，出水达标排放。

表2 改造前后进、出水水质平均值 mg/L

5 结 论

长春市西部污水处理厂升级改造工程在保持处理规模、占地面积基本不变的条件下，采用二级脱氮（改良A2/O工艺+后置AO池，在好氧池内增加生物填料）的IFAS工艺，深度处理采用高效沉淀+纤维束滤池工艺。本工程充分利用现有用地，土建工程量少，施工周期短，有效解决了当前污水厂用地紧张的问题。通过污水厂改造前后运行效果的分析可知，改造后出水COD、氨氮、SS和总磷浓度都明显降低。各项出水指标稳定达到一级A排放标准，还可回用于部分工业用水和园林绿化等市政用水。实践证明，工程提标改造经济合理，技术可行，对同类型项目升级改造有一定参考意义。

［1］薛军, 王姝涵，李青青. 污水处理厂升级改造中氨氮控制工艺的研究[J]. 环境科学与技术，2012，35（12）：271-274.

［2］沈连峰，宋海军，胡宗泰，等. 城市污水脱氮除磷工艺改造的效果研究[J]. 中国给水排水，2013，29（6）：77-80.

Upgrading and Renovation Design of Changchun Western Wastewater Treatment Plant and Analysis on Operation Effect

,,,

（Jilin Jianzhu University, Jilin Changchun 130118, China）

Upgrading and reconstruction project of Changchun western wastewater treatment plant adopted IFAS process for secondary denitrification, advanced treatment adopted efficient precipitation+fiber bundle filter process, and the effluent quality was upgraded from the first class B criteria to the first class A criteria specified in（GB18918-2002）. The problems before the renovation of the sewage plant and the results after the renovation were analyzed, and the technological process and the design parameters of the renovation project were introduced. The operation effect showed that the effluent quality met the design standards. The project can provide reference for renovation of similar wastewater treatment projects.

wastewater treatment plant; upgrading and renovation; technological process; operation effect

吉林省省级产业创新专项基金项目，高效能复合水处理材料的研制与产业化，项目号：2018C044-4。

2020-01-15

郭阳（1987-），女，硕士，吉林省长春市人，助理工程师，研究方向：环境科学与工程。

X 703

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1004-0935（2020）02-0181-03