珠海拱北污水厂三期工程的工艺方案选择

姜 甦¹， 葛红霞²
（1.珠海市拱北水质净化厂，广东珠海 519020 ；2.珠海市政管理处，广东珠海519020 ）

　　摘 要：通过对几种具有脱氮除磷功能的工艺比较，结合三期工程的实际情况，按照技术先进、经济合理、高效节能、便于操作的原则，推荐选择一种新的AAO改良工艺。
　　关键词：除磷脱氮；AAO改良工艺；隔离曝气； 序批曝气； ORP控制
　　中图分类号：X505
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2000)09-0037-03

　　 珠海市拱北污水处理厂毗邻澳门，始建于1985年，占地总面积为14.9hm²，规划总处理规模为11×10⁴m³/d，服务面积约为22km²， 服务人员约22万人。进水来源为生活污水(约占70%)和工业废水(约占30%)， 已建成的一、二期工程采用传统活性污泥法(表面曝气)，处理能力共2.8×10⁴m³/d。

1 工艺设计基础资料

　　进水水质根据本厂接纳区域历年进水水质情况并考虑发展的需要确定如下：
?　　　BOD₅＝150 mg/L，COD_Cr＝250 mg/L，SS＝250 mg/L，TN＝25mg /L，TP＝5mg/L。
　　出水水质根据接纳水体(珠海拱北沿岸海域)按国家排放标准和本地区排放标准的要求确定如下：
?　　　BOD₅≤20 mg/L，COD_Cr≤60 mg/L，SS≤20 mg/L，_TN≤12mg/L，TP≤1mg/L。
　　根据规划确定三期工程设计处理能力为8×10⁴m³/d，总变化系数K＝1.3，可用土地面积为12.2hm²。

2 处理工艺的选择

　　能满足本工程出水要求的生化处理工艺有多种，如常用的AAO法、氧化沟、AB法等。根据工程的具体情况，本着“技术先进、经济合理、高效节能、便于操作”的原则，对有关预选 方案进行技术与经济比较。
　　① 氧化沟方案由于受本工程可用场地地形的影响，若采用氧化沟工艺方案，其构筑物布置过于紧凑而很不合理，故不予采用。
　　② AAO法是一种典型的除磷脱氮工艺，其生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成。它有两种方案，主要区别是池型和水流特征不同。
　　方案一：矩形推流式AAO工艺。
　　其水流特征为推流式的前置反硝化除磷脱氮工艺，也可以说是一种较常用的且较成熟的工艺，特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界线分明，工艺运行可靠，除磷脱氮程度较高，出水水质好，且有一定的抗冲击负荷能力。
　　方案二：圆形环流式AAO工艺(见图1)。

　　此工艺池型为内、外二环的圆形，内环为厌氧、缺氧段，外环为好氧段。该池型 决定了其水 流特征为环形完全混合式。因此，它除了具有方案一的诸多优点外，由于其圆环形的循环流 态而具有很强的抗冲击负荷能力，是一种更先进的处理工艺。再通过技术与经济比较(见 表1)，此方案的投资费用、运行费用均比方案一低，只是施工难度相对来讲高于方案一。

表1 工艺方案技术经济比较 项目 矩形推流式AAO方案 圆形环流式AAO方案 （方案一） （方案二） 工程总投资（万元） 20730.26 20091.64 其中 国内配套资金（万元） 16746.26 16107.64 国外贷款（万美元） 480 480 年运行费（万元） 2768 2688 单位水量运行成本（元/m³） 0.948 0.920 年耗电费（万元） 596.848 575.532 单位水量电耗（Kw.h/m³) 0.28 0.27 全厂单位水量占地区(m²/m³_水） 1.44 1.44 出水水质 很好 很好 相对耐冲击能力 弱 强 操作管理 要求高 要求较高 施工难易程度 一般 相对较难

3 方案的进一步改进与完善

　　由于本工程是国际贷款项目，工程所需的主要技术设备均从国外引进。为了使资金得到有效合理的利用，并充分利用国外的先进技术和设备，在本工程进口设备国际招标过程中，初步设计选择的圆形环流式AAO工艺又得到进一步改良。
　　① 改良方案一：采用隔离曝气操作方式(见图2)。

　　将缺氧区由内环移至外环，即取消缺氧区与好氧区的空间分隔；采用潜水推进器替代原内回流泵；在外环分段隔离安装曝气头(且采取不均匀布置方式)，以分别提供缺氧区、好氧区功能，即在外环同时进行硝化和反硝化过程。
　　此种改良方式既保持了原方案二的诸多优势，又降低了内循环所需的动力消耗，而且内回流比可高达300%，同时调节更为灵活方便。
　　 ② 改良方案二：采用序批曝气操作方式(见图3)。
　　此改良方案池形与改良方案一完全相同，内环仍为厌氧段，但外环全部安装曝气头，应用氧化还原电位仪(ORP)测控系统(在外环内安装ORP仪)，根据硝化、反硝化过程中氧化还原电 位的变化以及出水水质的要求，设定ORP的控制点和控制值范围。ORP测量值高于某设定控制值时即自动停止曝气，ORP测量值低于某控制值时则自动开启曝气，即好氧和缺氧状态按序 批式分时段进行。

　　此改良方案与改良方案一相比具有如下优势：
　　a.可以完全取消内回流，即取消潜水推进器，只增加少量搅拌器，进一步减少了动力消耗。
　　b.序批曝气方式使得鼓风机的运行状况可以由实际好氧生化反应的需要来决定。因此在实际生产运行中若控制得当可节省相当多的电能消耗，尤其在进水水质低于设计进水水质情况下(这种情况在我国尤其是华南地区已屡见不鲜，据说国外也有类似情况)效果更为显著；或者可以明显提高水量超负荷运行的能力。
　　c.序批操作使运行方式更具灵活性，根据实际进水水质情况结合出水要求，既可按AAO除磷脱氮工艺(可视具体情况调整工艺参数分别实现以除磷为重点或者以脱氮为重点又或两 者兼顾)运行，又可以方便灵活地采用AO除磷工艺运行。
　　由于此改良方案是连续进水、连续出水的序批曝气操作方式，因此出水水质存在波动现象，但其波动范围的高限可以控制在出水达标值的范围内。另外，也可以调整ORP的控制值范围缩短序批操作的时间分隔，从而减少出水水质的波动。
　　综上所述，改良方案二与前述各方案相比，无论在技术上还是经济上，都具有更多的优越性。此种工艺的应用基于现代可靠的检测仪表和先进的自控技术，国外近几年来已有若干成功运行的先例。因此推荐改良方案二——连续进水、连续出水的序批曝气操作工艺作为最终实施方案。

4 结语

　　① 具有生物脱氮除磷功能的工艺类型很多，但各种工艺均有其特点和适用条件，必须结合当地的具体情况，经过充分的技术经济比较，选择最适合本地特点的某种工艺或工艺组合。
　　② 由于现代科技的日新月异，先进的工艺监测仪表和自动控制技术也随之得到发展。在20 世纪初开发出来的活性污泥法主流工艺的基础上，国外已进行了若干改良和创新，进一步开发出了许多新的改良工艺，本工程改良方案二：序批曝气操作方式就是结合了SBR改良工艺技术优势而产生的一种新的优化工艺运行方式。
　　③ 随着国内体制改革的进行，污水处理项目的建设和运营推向市场已经成为必然。污水处理工程建设和管理的模式与思路也将发生变化。投资更省、占地更少、运行成本更低、操作更为方便的各种改良的、先进的、可靠的处理工艺将会成为新的主流工艺。

---

电　　话：(0756)8884452
传　　真：(0756)8892774
收稿日期：2000-04-28