生活污水高標準應(yīng)急處理改良型SBR工藝

1、工程概況

為保持良好的城市區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，黑臭水體的治理及消除成為城市水體環(huán)境整治的重要環(huán)節(jié)。由于廣東某城市人口密集度高，生活污水排放量大，城市受納水體（河涌、湖泊）的自凈能力遠遠低于其所接納的生活污水污染負荷，水質(zhì)極易長期保持黑臭狀態(tài)，影響城市水體生態(tài)景觀。因此，生活污水的有效達標處理顯得尤其重要。然而，當前該城市配套污水管網(wǎng)的輸送能力與污水廠的處理能力低于城市的實際需求，新建管網(wǎng)及污水廠存在滯后問題，使得城市生活污水的旁路應(yīng)急處理需求劇增，并強調(diào)應(yīng)急處理技術(shù)具有建設(shè)投產(chǎn)快、處理標準高、運行成本低等特點。基于此，以一體化改良型SBR工藝為基礎(chǔ)，本文設(shè)計了一套處理規(guī)模為20000m3/天生活污水應(yīng)急處理工程，并通過近5個月的工程運行來驗證該工藝技術(shù)用于高標準應(yīng)急處理城鎮(zhèn)污水達到國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838－2002）IV類標準（除TN外）的可行性，為后期城市區(qū)域生活污水的應(yīng)急處理提供新的技術(shù)支撐和工程案例參考。該項目的設(shè)計進出水水質(zhì)如表1所示。

2、工藝流程

本工程項目采用“格柵+提升泵井+改良SBR反應(yīng)器+濾布濾池”的工藝流程，如圖1所示。市政管網(wǎng)中的生活污水經(jīng)過格柵去除較大懸浮物后，通過提升泵井緩沖后抽至改良SBR反應(yīng)器中進行處理，并在生化反應(yīng)后投加少量混凝劑，實現(xiàn)污水中COD、氨氮、TP的同步去除。經(jīng)SBR反應(yīng)器出水進入濾布濾池以去除污水中殘留的SS，確保出水水質(zhì)達到國家GB3838－2002IV類標準（除TN外）。處理出水再經(jīng)由消毒后，經(jīng)由外排池作為河涌補給水。

3、工藝構(gòu)筑物、設(shè)備和參數(shù)

3.1 格柵和提升泵井

規(guī)格：格柵渠L×W×H=6.5m×1.0m×6m；提升泵井L×W×H=6.5m×3.2m×8.2m；地埋式鋼筋混凝土水池，1座；HRT=4.5min。

主要配套設(shè)備：污水提升泵：Q=420m3/h，H=20m，N=45kW，材質(zhì)鑄鐵，3臺（2用1備），潛污泵，帶自耦裝置；機械細格柵：柵條凈距10mm，渠寬×渠深=1.0m×6.0m，安裝角度75°，1套。

3.2 改良SBR反應(yīng)器

規(guī)格：?×H=18.33m×7.2m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池（利浦罐），5座；總?cè)莘e：9495m3，總有效容積：8835m3；HRT=10.0h；污泥質(zhì)量濃度：3000～4000mg/L，污泥齡為20天。

主要配套設(shè)備：生化曝氣風(fēng)機：Q=33m3/min，H=7m，N=55kW，6臺（5用1冷備）；微孔曝氣盤：?260，含安裝件，氧利用率≥25%（水深6.5m），單個曝氣盤通氣量≥3m3/h，約3960套；生化出水泵：Q≥420m3/h，H≥6m，N=18.5kW，臥式離心泵，6臺（4用2備）；生化排泥泵：Q=150m3/h，H=10m，N=7.5kW，臥式離心泵，6臺（5用1冷備）。

運行方式：每座SBR反應(yīng)器進水置換比為50%，每個運行周期包括了進水1h（進水流量Q=840m3/h），曝氣2h，靜置1h，潷水1h，使用反應(yīng)浮桶泵進行潷水。

3.3 濾布濾池裝置

規(guī)格：處理能力10000m3/天；成套裝置，2座；驅(qū)動電機功率0.75kW；含反洗泵Q=50m3/h，H=10m，N=2.2kW，2臺；電動閥6個，總功率合計約5.5kW；控制系統(tǒng)：2套。

3.4 清水池

規(guī)格：L×W×H=16.0m×6.0m×2.0m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池，1座；總?cè)莘e：192m3；總有效容積：162m3；HRT=11.6min。

3.5 排放計量渠

規(guī)格：L×W×H=12.0m×1.0m×1.0m；鋼結(jié)構(gòu)水槽，1座。

主要配套設(shè)備：COD、氨氮、總磷、SS、pH在線監(jiān)測裝置；巴歇爾流量計：1套。

3.6 外排池

規(guī)格：L×W×H=4.0m×1.0m×2.0m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池，1座；總?cè)莘e：8m3；總有效容積：6m3；主要配套設(shè)備：外排泵：Q=50m3/h，H=35m，N=11kW，材質(zhì)鑄鐵，1臺。3.7污泥罐

規(guī)格：?×H=3.2m×6.0m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池，4座；總?cè)莘e：192m3；總有效容積：160m3。

主要配套設(shè)備：污泥進料泵：Q=45m3/h，H=1.2MPa，N=30kW，2臺（1用1備）；污泥池攪拌機：N=5.5kW，4臺；高壓隔膜板框壓濾機：過濾面積300m2，1套。

4、工程運行效果

本工程項目于2019年6月開始建設(shè)，建設(shè)耗時1.5個月，經(jīng)調(diào)試后，于2019年8月竣工通過驗收后按設(shè)計處理水量持續(xù)運營至今。由圖2可知，整個工程項目在近5個月的運行過程中處理出水水質(zhì)良好。在COD=200～800mg/L，ρ（氨氮）=15～55mg/L，ρ（TP）=4～14mg/L，ρ（SS）=50～400mg/L的進水水質(zhì)條件下，出水COD穩(wěn)定不超過30mg/L，氨氮基本不超過1.5mg/L（僅兩次超標，事后排查分析原因是因為進水混合了工業(yè)廢水，氨氮濃度短時間達到設(shè)計負荷的2～3倍），TP穩(wěn)定低于0.3mg/L，SS穩(wěn)定低于10mg/L，處理效果十分穩(wěn)定，出水各項主要指標滿足國家GB3838－2002IV類標準（除TN外），達到了預(yù)定的處理目標。該處理出水作為河涌的補給水，可有效改善城市內(nèi)河涌水質(zhì)質(zhì)量，對消除和避免河涌黑臭具有重要的作用。

5、工程創(chuàng)新點與成本分析

1）建設(shè)投產(chǎn)速度快。本工程項目的建設(shè)時長僅為1.5個月，相比于一般的污水處理廠耗時更短，調(diào)試啟動及投產(chǎn)速度快，處理效果穩(wěn)定，適用于生活污水旁路應(yīng)急處理。

2）浮桶泵潷水。由于水池為圓形，面積大，且每次需要排水為總水量的50%，如果采用常規(guī)潷水器，需要非標定制，價格高，且缺乏運行穩(wěn)定性的保障，故對SBR出水進行改良，采用浮筒泵潷水的方式，潷水水泵加裝了浮桶，改進后的潷水水泵持續(xù)隨著液面下降而持續(xù)抽水，在運行穩(wěn)定的情況下，出水SS低于20mg/L，后續(xù)經(jīng)濾布濾池過濾，最終出水SS穩(wěn)定小于10mg/L。

3）實現(xiàn)生化與化學(xué)同步除磷。在改良型SBR反應(yīng)器中，通過控制SV30<15%和SVI值<100，投加少量PAC作為除磷劑，且控制反應(yīng)器的溶解氧處于1.0mg/L左右來保證最大的除磷效果，實現(xiàn)了污水中TP的高效去除，保障后續(xù)處理出水TP穩(wěn)定低于0.30mg/L。

4）運行成本分析。本項目的運行成本主要包括了設(shè)備電耗，提升水泵及風(fēng)機電耗為每噸水0.2元，加藥費用為每噸水0.1元，人工為每噸水0.1元，設(shè)備維修為每噸水0.1元，污泥處理及處置費用為每噸水0.3元，合計直接運行費用為每噸水0.8元。

6、結(jié)論

１）利用改良型SBR工藝可穩(wěn)定實現(xiàn)生活污水的高標準處理，且具有建設(shè)投產(chǎn)速度快，占地少，運行成本低等優(yōu)點，尤其適用于城市生活污水的旁路應(yīng)急處理；

２）實際工程運行效果表明，基于改良型SBR反應(yīng)器的生活污水應(yīng)急處理工藝可使得處理出水COD、氨氮、TP和SS等主要指標穩(wěn)定達到準地表IV類水質(zhì)標準，處理后出水可用于河涌補給水，避免河涌黑臭，改善城市水環(huán)境質(zhì)量。（來源：廣州市華綠環(huán)?？萍加邢薰荆A南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院）