合肥污水處理廠提標改造實踐與思考
合肥污水處理廠提標改造實踐與思考
報告人：合肥市排水管理辦公室錢靜黨委副書記/副主任
合肥市排水管理辦公室錢靜：合肥屬“三河三湖”重點流域，按照國家要求，合肥污水處理廠須達到一級A排放標準。2011年，合肥在研究王小郢污水處理廠提標改造方案時候，市委、市政府從巢湖水質保護與治理角度出發，提出合肥污水處理廠提標改造要高于國家確定的標準，確定污水處理廠提標改造兩個比較關鍵的控制指標，一個是總磷提高到0.3mg/l，總氮提高到5mg/l。在2011年提出這么高的排放標準，作為城市排水管理部門，我們感覺壓力非常大，我們走訪了全國很多的城市，在當時的情況下，國內國內污水處理廠幾乎沒有總氮達到這么高的實際運行案例，國際上也非常少見。為完成這么艱巨的任務，我們做了很多的實驗研究和提標改造方案論證，并圓滿完成了改造任務，今天我就合肥污水處理廠提標改造的做法跟大家做些交流。
我從四個方面介紹一下合肥提標改造的重點工作。
首先說一下合肥的地理位置和水系特點。合肥地處江淮之間，距離巢湖16公里，屬江淮丘陵地貌，市區水系發達，河流最終排放到巢湖，巢湖是全國五大淡水湖之一，合肥污水處理廠提標改造標準的確定也是基于巢湖氮磷富氧化控制。
目前合肥市主城區已建成12座污水處理廠，總處理規模達到174.5萬噸/日，除了4座污水處理廠正在實施高標準提標改造外，其他污水處理廠在2015年以后已經陸續完成了提標改造，并且穩定達標運行。在王小郢污水廠提標改造之后，2016年安徽省出臺了《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放限值》
該標準將污水處理廠分為一類和二類，合肥城區污水處理廠主要執行一類標準，安徽省的標準考慮全省的經濟水平和污染排放的現狀，以及巢湖治理的實際需求，是較為合適的，我們做下來也是沒有問題的。
接下來給大家匯報一下，合肥提標改造主要的技術方案。在改造之前，合肥大部分的污水處理廠都是采用氧化溝工藝，王小郢處理廠改造之前執行的是一級B標準。改造前，我們對王小郢近兩年的進水和出水水質情況進行了系統分析。
這是進水的情況，
圖1實測進水主要污染物濃度變化圖
這張是出水的情況，
圖2實測出水主要污染物濃度變化圖
從分析情況看，進水BOD、TN和TP值分別為146.5、42和9，碳氮比滿足除磷脫氮要求。改造重點是在氮和磷這兩個指標上。分析認為：總氮超標的主要原因是部分月份進水碳氮比較低、無法滿足生物脫氮碳源要求。磷的去除主要依靠生物除磷，保證率不高。
針對水質分析，提出提標改造總體思路：
對二級處理部分的氧化溝進行改造，進一步強化有機物和氮磷的去除，同時增加深度處理設施，實現反硝化、過濾、消毒功能，解決SS、總氮、大腸桿菌這樣一些問題，這里面我們將工作重點聚焦在氧化溝改造上，通過對氧化溝的分析，發現氧化溝水力停留時間較長，達到16到17個小時，這就給我們下一步改造留下很大的空間。針對一期、二期不同的水深特點，進行了區別對待，一期依然維持轉刷曝氣，二期改為底曝。
改造后二級出水設計水質
當時我們設定了一個目標值，尤其是氮磷目標值，從目前改造以后的實際運行效果來看，全年大部分月份，尤其是夏天，二級處理出水總氮基本上控制在10mg/l以下，冬季水溫較低的情況下，總氮在10到12之間波動，磷的控制情況也非常好，基本在1mg/l左右。深度處理單元的功能定位，主要是反硝化、過濾、消毒。在當時深度處理工藝選擇上，我們也是比較糾結，因為這么高的總氮排放標準是需要在后面實施反硝化的，當時像生物濾池、深床濾池、活性砂濾池這幾個技術國內都有一些應用，但是大部分都是起到過濾的作用，真正用作反硝化的還不是很多，在定深度處理工藝前，我們和幾家技術公司在現場開展了八個月的中試，經中試實驗驗證了，這三種深度處理工藝，都具備反硝化功能，當然各種不同的工藝，濾速、反沖洗水量、碳源消耗量有所不同。此外，同時我們還做了一件事，就是我們對污水處理廠的進水進行了組份分析，從分析結果來看，進水中不可生物降解COD濃度約40mg/l，有機氮平均濃度為1.35mg/l。要實現出水COD小于30mg/l標準，需對進水中溶解性不可生物降解COD濃度作界定；有機氮不會影響出水不大于5mg/l的總氮標準。
接下來給大家介紹一下氧化溝的改造方案。提標改造工程將氧化溝進行分區，在厭氧池出水進入氧化溝后首先設立一個獨立的缺氧區，缺氧區出水進入好氧區，好氧區末端設一個脫氣區。脫氣區HRT為1.2h，主要目的是降低好氧區回流至缺氧區及進入二沉池內混合液中攜帶的過量溶解氧，降低對于缺氧池以及后續反硝化濾池的碳源消耗。脫氣區內設攪拌器防止污泥沉淀，脫氣區末端設回流泵，將消氧后的硝化液回流至缺氧區首端同厭氧池進水相混合，利用原水中的碳源進行反硝化。
改造后缺氧池和好氧池分別占用原有氧化溝的兩條溝道，水力停留時間各8.1h。為了應對進水水質的波動以及硝化/反硝化的不同要求，在缺氧池末端設有調節段，調節段內設曝氣器與攪拌器，可以根據需要變化分區功能。，我們是分組改造，改完一條溝以后就讓它進水，讓它和其他沒有改造的溝進行對比，驗證我們的改造效果怎么樣，通過對比分析，改造后的氧化溝出水氨氮和總氮都優于沒有改造的氧化溝。
在王小郢之后，我們對全市的污水處理廠都進行了提標改造，這里舉了幾個廠的例子，這是提標改造以后，2017年年均的出水情況，大家可以從實際的出水情況看到，年均出水情況非常好。這么好的再生水資源補給到河道里，對改善河道水質起到積極作用。
接下來給大家介紹一下，大家可能都比較關心的，提到這么高的標準，項目投資情況和運行費用情況。拿王小郢來說，竣工決算投資約2.5億，噸水投資大約800萬，水價組成分析中，大家可以看到，紅色部分是電費，第二部分是藥劑費，電費占成本的60%左右。
從全市總體情況看，直接行運行費在0.6元左右。
最后談一談，我們一路走來，我們對污水處理廠提標改造工作的幾點思考。
1、高標準對應的前提條件。通過對源水進行組份分析，我們達到這樣高的出水標準是有先決條件的，第一個先決條件就是溶解性不可降解COD要小于20mg/l。引導基于污染物總量控制的高標準，尤其是總氮這個指標，我們實行月平均值考核，水溫低于12度的出水總氮值不計入平均值計算。
2、二級處理改造是關鍵。提標改造的關鍵還是要放在生化處理段，碳源的高效利用是提標改造及成本控制的關鍵。此外，要盡量控制濾池進水的溶解氧，如果不把溶解氧控制好，會白白消耗掉很多的碳源，增加藥劑成本。
3、強化除磷脫氮設施功能盡量不疊加。反硝化濾池無論是脫氮還是除磷，都會產生一定量的反沖洗廢水及污泥，并增加濾池反沖洗的頻率。頻繁反沖洗會增大二沉池的水力負荷，增加運行能耗。在本工程中，由于占地的限制，反沖洗廢水沒有單獨處理，而是排入二沉池前，通過沉淀池進行固液分離。
4、以獎代罰，充分挖掘運營潛能。
我們定這么高的標準不是環保要求的，是內控指標，所以我們定了兩個考核標準，一個就是環保要求我們的，這個是紅線，各個運行單位必須達到，在這個標準基礎上，鼓勵運營企業內部挖潛，如果月均值達到內控指標，我們是給予獎勵的，大約噸水5分錢的獎勵，這個5分錢的獎勵看似不多，但是調動了運行管理的積極性。
最后說一點體會，從合肥污水處理廠提標改造情況來看，合肥污水處理的標準已經非常高，可挖潛的空間非常有限了。但是我們的污染物削減投資效益并不高，這幾年，王小郢污水廠水量在增長，進水濃度卻逐年下降，如果這個情況不扭轉，提標改造的意義不大。接下來工作的著力點應當聚焦在兩個方面，一是管網的查缺補漏，一定要作為今后一段時間的重點工作。二是推進污水再生利用，將污水處理廠提標后的尾水，很好的分配到河道里面，增加水體流動性，改善河道水質。
以上就是我對合肥污水處理提標改造工作的簡單匯報，不妥之處，請大家批評指正！合肥排水和污水處理一路走來得到各位專家、領導以及全國同行的大力支持，合肥排水事業的發展，離不開大家的關心和幫助，在此，我對各位領導專家和全國的同行再次表示感謝，謝謝大家。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
