蒲城县城南污水处理厂出水指标偏高处理对策

常龙艳 ，程 军 ，李满文

（1.陕西省水务集团水务科技有限公司，陕西 西安 710035；2.陕西省水务集团污水处理有限公司，陕西 西安 710035）

1 水厂基本情况

蒲城县城南污水处理厂隶属于陕西省水务集团有限公司，设计进水量10000 m3/d，实际进水量2500 m3/d～9000 m3/d，主体采用AA/O同步脱氮除磷二级生物处理及絮凝沉淀+滤布滤池深度处理工艺。出水执行国家一级A排放标准。水厂来水主要为工业园区废水，生活污水占比很小，根据污水厂进水口的监测数据，水厂进水水质水量波动较大，进水COD浓度平均为 120 mg/L～500 mg/L，果汁厂运行时可达 600 mg/L～700 mg/L，高峰时段超过1500 mg/L。进水氨氮浓度40 mg/L～80 mg/L，总磷 3.5 mg/L～4.5mg/L，SS：300 mg/L～480 mg/L。目前水厂出水多项指标偏高，COD浓度维持在70mg/L～150mg/L，氨氮0.1 mg/L～13 mg/L，总磷 0.15 mg/L～2.3 mg/L，SS：17 mg/L～110 mg/L。

经排查上游主要排污企业有4个，取各自污水处理站的排水进行曝气试验，检测来水的可生化性。四类企业的污水处理站排水水质见表1。

表1 排污企业排水水质检测[1]

检测结果表明，以上企业排水水质均能满足COD：300 mg/L，NH4+-N：25 mg/L，SS：25 mg/L，BOD：150 mg/L，pH：6～9 的水质标准要求。但BOD均偏低，可生化性差，B/C值均低于0.1，远不能达到城市污水处理可生化性B/C值0.6的最低要求。

2 存在的问题及原因分析

经对污水厂现有处理工艺的检验及对源头排污企业的排查调研，认为造成水厂出水指标偏高的原因有以下几点。

（1）水厂进水工业废水占比大，AA/O工艺不能满足处理要求

城南污水处理厂在建设初期规划的生活污水占比为25%，然而由于管网布置不到位，实际进厂污水主要为工业园区废水，生活污水仅有不到500 m3/d，占到水厂目前进水量的10%以下。常规AA/O+絮凝沉淀处理工艺难以达到处理要求。主要问题在于进水可生化性差、存在农药及抗生素等有毒有害物质，污泥难以培养且活性低下，仅仅依靠生化反应难以处理大分子难降解有机物和工业污染物。

（2）来水水质水量波动大，成分复杂，可生化性差

水厂进水COD浓度120mg/L～1500mg/L，进水量2500m3/d～9000 m3/d，来水波动幅度很大，而且水厂前端未设置调节池，容易对后续生物处理工艺造成冲击。污水厂来水为混合性难降解有机物废水，水成分复杂，可生化性极差，间断性检测进水BOD/COD值最低为0.12，最高仅有0.33，远低于可生化B/C值0.6～0.7的标准。

（3）水厂建设与设计存在不符，部分设备设施难以正常运行

城南污水处理厂部分建设项目与设计方案不符，造成设备故障率高，水厂难以维持正常运行状态。主要表现在：水厂未设置溢流泵，水量过大时容易造成泵房淹没；水厂未设置备用电源，停电时水厂必须停产，存在被淹没的风险；旋流沉砂池过小，容易发生溢池等。

（4）进水可生化碳源不足，出水总氮、总磷、SS不达标

进水可生化碳源不足，碳氮比过低，造成AA/O工艺生物脱氮除磷效果不佳。生化反应出水总氮（TN）大于20 mg/L，总磷（TP）在2.5 mg/L左右。TN、TP需重点进一步去除。

3 技术处理对策

由于蒲城县城南污水厂来水混合多种肼类、酚类等难降解有机物，成分复杂，单一的水处理技术很难满足现实的污水处理需要。电化学水处理技术由其操作简单，经济高效，无二次污染等优点，成为高难有机废水处理的热门技术[2]。其原理是在外加电场的作用下，在电解槽内通过阳极表面的电化学过程所产生的高活性物质（如羟基自由基或活性氯等）对污染物进行直接或间接降解，从而达到水体净化[3～4]。本项目中电化学水处理法的引入需要与其他方法结合使用，经分析论证，建议将电化学法与生物处理法相结合，采用“吸附—脱附浓缩—电催化氧化—生物处理”的技术处理思路，首先制备高性能吸附剂，对来水进行吸附剂脱附浓缩处理，对脱附后的浓缩液进行电化学处理，羟基自由基（-HO），会对有机高分子进行攻击，产生断链效应[5]，极大的增加了废水的可生化性，再接入生物处理单元，水中的多种有机污染物能在生物技术和电化学技术的共同处理中，被有效的降解和处理，从而大大提高污水处理的效率和处理质量。同时，电化学反应过程产生的微弱的电流，能够有效刺激微生物的代谢活动，从而促进生物处理的效率。

4 水厂改造建议

（1）水厂现有工艺及设备改造方案

针对混合性难降解有机废水与现有单一AA/O处理工艺不相符的矛盾，提出改造水厂现有工艺和设备来满足处理要求。①梳理污水管路，增加生活污水比例，打通201省道至水厂进水口的污水管道以及陈庄镇污水收集管网，使得水厂进水中生活污水比例占到40%以上，以提高污水可生化性；②投加可生化碳源，在生活污水接入水厂之前，投加工业甲醇，能够提高进水可生化性，提高系统同步脱氮除磷效果，降低总氮总磷；③增设电化学高级氧化处理单元和曝气生物滤池，采用“吸附-脱附浓缩-高级氧化-生物处理”工艺进行处理，同时在絮凝沉淀池之后新建二级提升泵房，用于高级氧化单元和曝气生物滤池进水；改造双回路电源，保证水厂供电安全；加高旋流沉砂150 mm～200 mm，保证系统出水顺畅；增设溢流泵房，降低水厂被淹风险。

（2）从源头入手降低污染物排入浓度

针对目前国家对污水排入下水道标准COD≤300 mg/L，与污水处理厂执行国家一级A排放标准COD≤50 mg/L明显矛盾，建议从源头入手降低污染物排入水厂浓度，提高制污企业处理标准，减轻污水厂处理压力。研究制备基于电化学氧化处理技术的一体化小型处理装置，安装于上游主要排污企业工艺末端，使相关难降解有机物在排入污水厂之间进行预处理，使得排入废水COD值降低到100 mg/L～150 mg/L，从而极大的降低污水厂的处理压力。

（3）其他改造建议

增设初次沉淀池，由于水厂进水悬浮杂质高，包含大量难降解有机物、重金属、无机质等污染物，且水质水量变化大，容易对后段生化处理造成冲击，新增初沉池有助于去除悬浮杂质、调节水质水量、促进水解酸化；新增一台污泥脱水机，与现有脱水机联用，一用一备，提高污泥脱水效率和保证率；增设清水池，在水厂末端增设清水池，安装潜水泵并铺设反冲洗水管路，保证污泥脱水间持续供水。

5 结论

陕西省水务集团蒲城县城南污水处理厂由于承接了县城南部工业园区大部分乃至全部的工业废水，污染物来源复杂，富含肼类、酚类等高难降解有机物，传统单一的AA/O处理工艺很难满足处理要求，水厂现有工艺处理完后COD等多项出水指标严重高于国家一级A排放标准。原因之一是来水中生活污水的比例较小，可生化碳源较少，污水可生化性不高，总氮总磷处理效果不理想；其次来水量的变化浮动较大，很难保证处理效果的稳定性；其三现有的AA/O处理技术工艺无法适用含肼类等混合性有机废水的处理。基于上述现状，提出采用电化学的水处理技术与生物技术向结合的处理对策，用“吸附-脱附浓缩-电化学高级氧化-生物法”的思路改造现有处理工艺，从改造现有水厂设备和工艺及利用一体化电化学处理装置降低排污企业排入浓度两个角度提出改造建议。为污水厂下一步实施提标改造方案提供技术建议和指导帮助。