義烏佛堂污水處理廠出水水質(zhì)執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的探索
來源：凈水技術(shù)(微信號:sh_jsjs) 中國給水排水-cnww1985
傅信黨，龔向紅
(義烏市水處理有限責(zé)任公司，浙江義烏 322000)
隨著《水污染防治行動計劃》（水十條）的深入開展，全面剿滅劣Ⅴ類水體已是當(dāng)前的重點(diǎn)目標(biāo)之一。由于污水處理廠出水直接影響水環(huán)境質(zhì)量，而城鎮(zhèn)污水處理廠實(shí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)接近于地表劣Ⅴ類水，城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)迫切需要進(jìn)一步提高。本文以義烏市佛堂污水處理廠為例，深入剖析城鎮(zhèn)污水廠通過工藝控制、提標(biāo)改造和活性焦動態(tài)連續(xù)吸附（active coke continuous adsorption，ACCA）活性焦多級吸附等深度處理措施，經(jīng)過2017年8月份的調(diào)試和探索，將城鎮(zhèn)污水處理廠出水由一級A標(biāo)準(zhǔn)提升至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002 )準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，即將《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A標(biāo)的污染物指標(biāo)（總氮除外）執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002 )Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠出水由原來的河道水環(huán)境“負(fù)擔(dān)”到激活水環(huán)境的源泉的轉(zhuǎn)變。
1
佛堂污水廠概況
佛堂污水廠位于義烏市佛堂鎮(zhèn)湖濱村，設(shè)計日處理規(guī)模4萬噸，進(jìn)水主要為鎮(zhèn)區(qū)生活污水和鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)工業(yè)園區(qū)的印染、電鍍等工業(yè)廢水，以及部分的垃圾填埋場滲濾液，其中工業(yè)廢水約占總處理量的40%。佛堂污水廠一期工程（2萬t）于2009年10月投入運(yùn)行，二期工程（2萬t）于2013年1月投入運(yùn)行， 2015年完成提標(biāo)改造工程，增加高效沉淀池、反硝化深床濾池等設(shè)施，提標(biāo)改造后出水執(zhí)行國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。2016年10月開始建設(shè)ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2017年7月份通水調(diào)試，8月份運(yùn)行基本穩(wěn)定，該項(xiàng)目主要通過活性焦多級吸附法對污水處理廠出水進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步提升污水處理廠出水水質(zhì)。
2
佛堂污水廠工藝及提升至地表準(zhǔn)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)存在的難點(diǎn)
佛堂污水廠原采用工藝為：水解酸化池—AAO脫氮除磷處理工藝+高效沉淀池+反硝化深床濾池工藝，處理后污水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。
圖1 佛堂污水廠工藝流程圖
為進(jìn)一步提升出水水質(zhì)至準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，佛堂污水廠在原有處理工藝后端增加ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目，通過ACCA多級流動床吸附塔+除磷一體機(jī)的工藝技術(shù)組合，對CODCr、色度、總磷等污染物進(jìn)行有效的去除。
活性焦是一種由焦炭粒、籃炭粒為原料生產(chǎn)的多孔含碳物質(zhì)，結(jié)構(gòu)和特性類似于煤質(zhì)顆粒活性炭。與活性炭相比，它保留了活性炭的優(yōu)點(diǎn)：吸附性能良好，化學(xué)性能穩(wěn)定，能夠再生，可重復(fù)使用，同時，它又克服了活性炭生產(chǎn)成本高、易粉碎等缺點(diǎn)�；钚越咕哂斜缺砻娣e相對較小、中孔發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，對大分子有機(jī)物具有良好的吸附性能，活性焦在污水處理時，相較于活性炭具有更優(yōu)的吸附性能。
活性焦再生工藝：吸附飽和的活性焦，通過高溫裂解（800 ℃），再生系統(tǒng)將吸附在活性焦孔道內(nèi)的有機(jī)污染物進(jìn)行分解，此時的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為甲烷、乙烷、碳?xì)浠衔锏瘸煞纸M成可燃?xì)怏w作為熱能利用，且活性焦的孔道重新打開，性能恢復(fù)接近100%，活性焦可循環(huán)使用，再生率約70%。
圖2 ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目工藝流程圖
城鎮(zhèn)污水處理廠出水從《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)提升至《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002 )中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，主要難點(diǎn)在于CODCr、氨氮、總磷、SS等污染物排放指標(biāo)的提升難度較大，同時，由于佛堂污水廠進(jìn)水中含有較多的印染廢水，出水呈淡黃色，感官較差，這也是水質(zhì)提升一個難點(diǎn)。
表1 污水處理廠主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
3
佛堂污水廠工藝調(diào)整及深度處理措施
佛堂污水廠進(jìn)水為生活污水、工業(yè)廢水和部分垃圾滲濾液的混合污水，其中工業(yè)廢水主要為印染、電鍍等行業(yè)廢水，占比約40%，進(jìn)水可生化性較差。
表2 佛堂污水廠近三年進(jìn)水濃度統(tǒng)計表
根據(jù)水質(zhì)提升至《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的要求，佛堂污水廠針對性的對各指標(biāo)采取不同措施予以提升。
3.1
氨氮
出水氨氮需從一級A標(biāo)的5 mg/L提升至1 mg/L，根據(jù)佛堂污水廠工藝調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，只需通過AAO池運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，即可達(dá)到氨氮在1 mg/L以下。
AAO工藝的運(yùn)行，對溶解氧有較高的要求，缺氧和厭氧區(qū)需保持低溶解氧狀態(tài)，缺氧區(qū)溶解氧一般在0.5 mg/L以下，厭氧區(qū)一般在0.2 mg/L以下，好氧區(qū)溶解氧一般控制在2~3 mg/L。缺氧、厭氧池溶解氧過高，將抑制聚磷菌的釋磷和反硝化過程，影響生物脫氮除磷效果，而好氧段溶解氧過低，則會抑制聚磷菌吸磷和硝化過程，同時易引起二沉池厭氧釋磷，影響脫氮除磷效果。佛堂污水廠通過調(diào)整曝氣量，調(diào)控好氧區(qū)4組廊道的溶解氧，將好氧區(qū)溶解氧控制在2~4 mg/L，通過降低好氧區(qū)末端廊道曝氣量，將好氧區(qū)末端溶解氧控制在2 mg/L左右。通過合理的好氧區(qū)溶解氧濃度控制，可保障硝化反應(yīng)的充分進(jìn)行，確保出水氨氮在1 mg/L以下。
3.2
BOD5
佛堂污水廠進(jìn)水中工業(yè)水比例較高，進(jìn)水BOD5濃度低，碳源不足，需額外投加碳源。經(jīng)處理后出水BOD5在4 mg/L以下，符合《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3
總磷
為強(qiáng)化生物脫氮效果，往往會將部分污泥及混合液回流，但回流液中攜帶的硝酸鹽氮易造成厭氧環(huán)境破壞，使得生物除磷往往無法達(dá)到滿意效果，因此采用化學(xué)除磷為輔助來實(shí)現(xiàn)TP的去除 。佛堂污水廠總磷的去除，主要分為AAO池生物脫氮除磷和高效沉淀池、ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)的除磷一體機(jī)的化學(xué)除磷。
AAO池內(nèi)生物除磷主要通過聚磷菌在厭氧條件下釋放磷酸鹽于環(huán)境中，在好氧條件下，從外部過量的攝取磷酸鹽以聚合形態(tài)儲藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，再通過剩余污泥排放達(dá)到除磷的效果。
影響生物除磷的工藝參數(shù)主要有溶解氧、外回流比和污泥齡等，根據(jù)佛堂污水廠運(yùn)行調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，厭氧區(qū)溶解氧控制在0.2 mg/L以下，好氧區(qū)在2~4 mg/L，外回流比約70%，考慮脫氮除磷的整體效果，污泥齡一般控制在15 d左右，生化池污泥濃度控制在3 000~3 500 mg/L，即可達(dá)到較為理想的脫氮除磷效果。
化學(xué)除磷主要包括四個步驟：凝聚作用、絮凝作用、沉淀反應(yīng)和固液分離。將金屬無機(jī)鹽藥劑加入污水中使其與磷酸鹽反應(yīng)，形成非溶解性的微顆粒物質(zhì)，同時，非溶解性的細(xì)小固態(tài)物質(zhì)會相互粘結(jié)，壓縮微顆粒表面雙電層的一系列電化學(xué)過程，進(jìn)行交聯(lián)、網(wǎng)捕、吸附等的物理化學(xué)過程，與污水中的可絮凝物質(zhì)聚集成更大的絮體，使沉淀物顆粒體積有所增大，導(dǎo)致穩(wěn)定的膠體脫穩(wěn)，再通過固液分離從而達(dá)到化學(xué)除磷的目的。
高效沉淀池主要是通過投加助凝劑（PAC）和絮凝劑（PAM陰離子），經(jīng)過快混池、絮凝沉淀反應(yīng)池、高效沉淀濃縮池、撇渣管、污泥回流及污泥排放系統(tǒng)等，使處理藥劑與水中的污染物充分混合、反應(yīng)，并經(jīng)斜板沉淀后去除水體中的污染物。通過調(diào)整PAC和PAM的投加比例和污泥回流量等參數(shù)控制，能很好的控制高效沉淀池的運(yùn)行效果。
ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)除磷一體機(jī)的助凝和混凝部分與高效沉淀池類似，主要區(qū)別在于懸浮物的去除方式。該項(xiàng)目所采用的是氣浮法，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附氣泡后，形成密度小于水的絮體而上浮到水面，形成浮渣層被刮除，從而實(shí)現(xiàn)固液或者液液分離的過程。氣浮除磷主要目的在于加強(qiáng)磷的去除，對有機(jī)物、細(xì)菌及微污染物也有較好的去處效果。
佛堂污水廠總磷經(jīng)過AAO池生化除磷+高效沉淀池+ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)處理后，出水總磷在0.2 mg/L以下，符合《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。
為進(jìn)一步研究ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)對總磷的去除效果，經(jīng)過對ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)除磷一體機(jī)深入調(diào)整，佛堂污水廠進(jìn)入ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)的進(jìn)水總磷濃度雖然有所波動，但系統(tǒng)出水總磷可穩(wěn)定在0.1 mg/L以下，達(dá)到《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。
3.4
CODCr
佛堂污水廠進(jìn)水條件較為復(fù)雜，工業(yè)廢水中含有較多溶解性難降解的CODCr，佛堂污水廠采用活性焦吸附作為去除CODCr的深度處理工藝。佛堂污水廠進(jìn)水經(jīng)過水解酸化池+AAO池生化處理后，二沉池出水CODCr在40~60 mg/L，經(jīng)高效沉淀池+反硝化深床濾池處理后，出水CODCr一般在30~50 mg/L，再通過ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)進(jìn)行吸附處理，出水CODCr能穩(wěn)定在20 mg/L以下，其中ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)對CODCr的去除效果十分明顯。
3.5
色度
佛堂污水廠進(jìn)水中印染、電鍍廢水較多，出水顏色呈淡黃色，感官較差，其中的色度多為不可生物降解或者難于降解的物質(zhì)佛堂污水廠。佛堂污水廠出水經(jīng)ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)處理后，色度有明顯去除效果，出水基本呈無色透明狀。
3.6
總氮
佛堂污水廠進(jìn)水成分復(fù)雜，工業(yè)廢水比重高，并含有部分垃圾滲濾液，進(jìn)水碳源不足，總氮的去除一直是佛堂污水廠運(yùn)行的一個難點(diǎn)。佛堂污水廠總氮去除主要通過AAO池脫氮除磷系統(tǒng)和反硝化深床濾池進(jìn)行。在AAO池的工藝運(yùn)行中，因去除氨氮的需要，AAO池整體溶解氧控制偏高，同時，進(jìn)水碳源不足，導(dǎo)致總氮去除率偏低。佛堂污水廠通過在AAO池缺氧池和反硝化深床濾池分別投加50%乙酸作為補(bǔ)充碳源，達(dá)到去除總氮的目的。目前出水總氮尚無法達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水（TN≤1.0 mg/L）標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)不同的進(jìn)水濃度、溫度、工藝運(yùn)行參數(shù)和碳源投加量等因素，出水總氮可控制在10 mg/L以下。
3.7
重金屬
佛堂運(yùn)營部污水處理廠經(jīng)AAO池生化處理以及高效沉淀池、反硝化深床濾池和ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)處理后，出水重金屬指標(biāo)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。
表3 佛堂污水廠出水部分重金屬情況表 （單位：mg/L）
3.8
佛堂污水廠8月份進(jìn)、出水水質(zhì)情況
佛堂污水廠8月份進(jìn)、出水（出水為ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目出水）情況如表4所示。
表4 佛堂污水廠8月份進(jìn)、出水水質(zhì)情況
4
技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析
ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目作為佛堂污水廠水質(zhì)提升的重要組成部分，對CODCr、色度、總磷和重金屬等污染物去除效果十分顯著，該項(xiàng)目噸水處理費(fèi)用約0.52元/t。
表5 ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用
污水處理廠執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)的排放水質(zhì)仍低于功能區(qū)水質(zhì)，是導(dǎo)致水環(huán)境質(zhì)量得不到改善和水質(zhì)惡化的原因之一，而執(zhí)行功能區(qū)相應(yīng)的地表水準(zhǔn)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，可以為受納水體提供優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)充水源，對恢復(fù)和改善水環(huán)境具有重要意義；佛堂污水廠執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的出水可作為高品質(zhì)再生水應(yīng)用于多個領(lǐng)域，無需另建中水處理設(shè)施，按目前噸水處理成本（不含人工和折舊費(fèi)）1.36元，與同一地區(qū)自來水相比，佛堂污水廠的出水作為再生水具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。綜上所述，述，佛堂污水廠執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)一步改善當(dāng)?shù)睾拥郎鷳B(tài)水體，提高水資源利用率，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面上可行，具有良好的環(huán)境效益和社會效益。
5
結(jié)論
（1）佛堂污水廠通過AAO池工藝參數(shù)的調(diào)整，氨氮可控制在1mg/L以下，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水。
（2）佛堂污水廠通過AAO池生化工藝參數(shù)調(diào)整，再配套高效沉淀池、反硝化深床濾池和ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)等物化處理設(shè)施，出水總磷控制在0.2 mg/L以下，CODCr控制在20 mg/L以下，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)對CODCr的去除效果十分明顯。
（3）通過ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)，可明顯降低出水色度，出水基本呈無色透明狀。
（4）根據(jù)佛堂污水廠現(xiàn)有的工藝調(diào)控手段，出水總氮尚無法達(dá)到地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)不同的進(jìn)水條件、水溫、碳源投加量和工藝參數(shù)調(diào)整等，出水總氮可控制在10 mg/L以下。
（5）佛堂污水廠通過工藝調(diào)控、高效沉淀池和反硝化深床濾池等提標(biāo)改造工程、ACCA活性焦多級吸附再生試驗(yàn)項(xiàng)目等深入探索，出水主要指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，為城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)提升至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)Ⅲ類水提供了現(xiàn)實(shí)可行的案例。
推薦參考
傅信黨, 龔向紅. 污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的探索[J]. 凈水技術(shù), 2018, 37(5):67-74.
Fu Xindang, Gong Xianghong. Exploration of implementation of surface water quality standard at quasi-class III for discharge standard of wastewater treatment plant[J]. Water Purification Technology, 2018, 37(5): 67-74
城鎮(zhèn)污水處理廠出水執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的探索
傅信黨 龔向紅
（義烏市水處理有限責(zé)任公司，浙江 義烏 322000）
摘要：以義烏市水處理公司佛堂運(yùn)營部污水廠為案例，通過對城鎮(zhèn)污水處理廠工藝控制、高效沉淀池和反硝化深床濾池等提標(biāo)改造工程、ACCA活性焦吸附等深度處理措施，探索城鎮(zhèn)污水處理廠出水由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)提升到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002 )準(zhǔn)Ⅲ類水的可行性，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠出水由原來的河道水環(huán)境的“負(fù)擔(dān)”，變成了激活水環(huán)境的源泉。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)污水處理廠；提標(biāo)改造；ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)；地表水質(zhì)量標(biāo)Ⅲ類水
引言
隨著《水污染防治行動計劃》（水十條）的深入開展，全面剿滅劣Ⅴ類水體已是當(dāng)前的重點(diǎn)目標(biāo)之一。目前城鎮(zhèn)污水處理廠實(shí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)接近于地表水劣Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠出水直接影響水環(huán)境質(zhì)量，城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)的進(jìn)一步提高成為迫切的需要。本文以義烏市水處理公司佛堂運(yùn)營部污水處理廠為例，深入剖析城鎮(zhèn)污水廠通過工藝控制、提標(biāo)改造和ACCA活性焦吸附等深度處理工藝，將城鎮(zhèn)污水處理廠出水由一級A標(biāo)準(zhǔn)提升至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002 )準(zhǔn)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠出水由原來的河道水環(huán)境的“負(fù)擔(dān)”，變成了激活水環(huán)境的源泉。
隨著《水污染防治行動計劃》(水十條)的深入開展，全面剿滅劣Ⅴ類水體已是當(dāng)前的重點(diǎn)目標(biāo)之一。由于污水處理廠出水直接影響水環(huán)境質(zhì)量，而城鎮(zhèn)污水處理廠實(shí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)接近于地表劣Ⅴ類水，城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)迫切需要進(jìn)一步提高。本文以義烏市佛堂污水處理廠為例，深入剖析城鎮(zhèn)污水廠通過工藝控制、提標(biāo)改造和活性焦動態(tài)連續(xù)吸附(activecokecontinuousadsorption，ACCA)活性焦多級吸附等深度處理措施，經(jīng)過2017年8月份的調(diào)試和探索，將城鎮(zhèn)污水處理廠出水由一級A標(biāo)準(zhǔn)提升至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，即將《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)的污染物指標(biāo)(總氮除外)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠出水由原來的河道水環(huán)境“負(fù)擔(dān)”到激活水環(huán)境的源泉的轉(zhuǎn)變。
1佛堂污水廠概況
佛堂污水廠位于義烏市佛堂鎮(zhèn)湖濱村，設(shè)計日處理規(guī)模4萬噸，進(jìn)水主要為鎮(zhèn)區(qū)生活污水和鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)工業(yè)園區(qū)的印染、電鍍等工業(yè)廢水，以及部分的垃圾填埋場滲濾液，其中工業(yè)廢水約占總處理量的40%。佛堂污水廠一期工程(2萬t)于2009年10月投入運(yùn)行，二期工程(2萬t)于2013年1月投入運(yùn)行，2015年完成提標(biāo)改造工程，增加高效沉淀池、反硝化深床濾池等設(shè)施，提標(biāo)改造后出水執(zhí)行國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。2016年10月開始建設(shè)ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2017年7月份通水調(diào)試，8月份運(yùn)行基本穩(wěn)定，該項(xiàng)目主要通過活性焦多級吸附法對污水處理廠出水進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步提升污水處理廠出水水質(zhì)。
2佛堂污水廠工藝及提升至地表準(zhǔn)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)存在的難點(diǎn)
佛堂污水廠原采用工藝為：水解酸化池—AAO脫氮除磷處理工藝+高效沉淀池+反硝化深床濾池工藝，處理后污水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。
圖1佛堂污水廠工藝流程圖
為進(jìn)一步提升出水水質(zhì)至準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，佛堂污水廠在原有處理工藝后端增加ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目，通過ACCA多級流動床吸附塔+除磷一體機(jī)的工藝技術(shù)組合，對CODCr、色度、總磷等污染物進(jìn)行有效的去除。
活性焦是一種由焦炭粒、籃炭粒為原料生產(chǎn)的多孔含碳物質(zhì)，結(jié)構(gòu)和特性類似于煤質(zhì)顆粒活性炭。與活性炭相比，它保留了活性炭的優(yōu)點(diǎn)：吸附性能良好，化學(xué)性能穩(wěn)定，能夠再生，可重復(fù)使用，同時，它又克服了活性炭生產(chǎn)成本高、易粉碎等缺點(diǎn)�；钚越咕哂斜缺砻娣e相對較小、中孔發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，對大分子有機(jī)物具有良好的吸附性能，活性焦在污水處理時，相較于活性炭具有更優(yōu)的吸附性能。
活性焦再生工藝：吸附飽和的活性焦，通過高溫裂解(800℃)，再生系統(tǒng)將吸附在活性焦孔道內(nèi)的有機(jī)污染物進(jìn)行分解，此時的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為甲烷、乙烷、碳?xì)浠衔锏瘸煞纸M成可燃?xì)怏w作為熱能利用，且活性焦的孔道重新打開，性能恢復(fù)接近100%，活性焦可循環(huán)使用，再生率約70%。
圖2ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目工藝流程圖
城鎮(zhèn)污水處理廠出水從《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)提升至《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，主要難點(diǎn)在于CODCr、氨氮、總磷、SS等污染物排放指標(biāo)的提升難度較大，同時，由于佛堂污水廠進(jìn)水中含有較多的印染廢水，出水呈淡黃色，感官較差，這也是水質(zhì)提升一個難點(diǎn)。
表1污水處理廠主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
3佛堂污水廠工藝調(diào)整及深度處理措施
佛堂污水廠進(jìn)水為生活污水、工業(yè)廢水和部分垃圾滲濾液的混合污水，其中工業(yè)廢水主要為印染、電鍍等行業(yè)廢水，占比約40%，進(jìn)水可生化性較差。
表2佛堂污水廠近三年進(jìn)水濃度統(tǒng)計表
根據(jù)水質(zhì)提升至《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的要求，佛堂污水廠針對性的對各指標(biāo)采取不同措施予以提升。
3.1氨氮
出水氨氮需從一級A標(biāo)的5mg/L提升至1mg/L，根據(jù)佛堂污水廠工藝調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，只需通過AAO池運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，即可達(dá)到氨氮在1mg/L以下。
AAO工藝的運(yùn)行，對溶解氧有較高的要求，缺氧和厭氧區(qū)需保持低溶解氧狀態(tài)，缺氧區(qū)溶解氧一般在0.5mg/L以下，厭氧區(qū)一般在0.2mg/L以下，好氧區(qū)溶解氧一般控制在2~3mg/L。缺氧、厭氧池溶解氧過高，將抑制聚磷菌的釋磷和反硝化過程，影響生物脫氮除磷效果，而好氧段溶解氧過低，則會抑制聚磷菌吸磷和硝化過程，同時易引起二沉池厭氧釋磷，影響脫氮除磷效果。佛堂污水廠通過調(diào)整曝氣量，調(diào)控好氧區(qū)4組廊道的溶解氧，將好氧區(qū)溶解氧控制在2~4mg/L，通過降低好氧區(qū)末端廊道曝氣量，將好氧區(qū)末端溶解氧控制在2mg/L左右。通過合理的好氧區(qū)溶解氧濃度控制，可保障硝化反應(yīng)的充分進(jìn)行，確保出水氨氮在1mg/L以下。
3.BOD5
佛堂污水廠進(jìn)水中工業(yè)水比例較高，進(jìn)水BOD5濃度低，碳源不足，需額外投加碳源。經(jīng)處理后出水BOD5在4mg/L以下，符合《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3總磷
為強(qiáng)化生物脫氮效果，往往會將部分污泥及混合液回流，但回流液中攜帶的硝酸鹽氮易造成厭氧環(huán)境破壞，使得生物除磷往往無法達(dá)到滿意效果，因此采用化學(xué)除磷為輔助來實(shí)現(xiàn)TP的去除。佛堂污水廠總磷的去除，主要分為AAO池生物脫氮除磷和高效沉淀池、ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)的除磷一體機(jī)的化學(xué)除磷。
AAO池內(nèi)生物除磷主要通過聚磷菌在厭氧條件下釋放磷酸鹽于環(huán)境中，在好氧條件下，從外部過量的攝取磷酸鹽以聚合形態(tài)儲藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，再通過剩余污泥排放達(dá)到除磷的效果。
影響生物除磷的工藝參數(shù)主要有溶解氧、外回流比和污泥齡等，根據(jù)佛堂污水廠運(yùn)行調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，厭氧區(qū)溶解氧控制在0.2mg/L以下，好氧區(qū)在2~4mg/L，外回流比約70%，考慮脫氮除磷的整體效果，污泥齡一般控制在15d左右，生化池污泥濃度控制在3000~3500mg/L，即可達(dá)到較為理想的脫氮除磷效果。
化學(xué)除磷主要包括四個步驟：凝聚作用、絮凝作用、沉淀反應(yīng)和固液分離。將金屬無機(jī)鹽藥劑加入污水中使其與磷酸鹽反應(yīng)，形成非溶解性的微顆粒物質(zhì)，同時，非溶解性的細(xì)小固態(tài)物質(zhì)會相互粘結(jié)，壓縮微顆粒表面雙電層的一系列電化學(xué)過程，進(jìn)行交聯(lián)、網(wǎng)捕、吸附等的物理化學(xué)過程，與污水中的可絮凝物質(zhì)聚集成更大的絮體，使沉淀物顆粒體積有所增大，導(dǎo)致穩(wěn)定的膠體脫穩(wěn)，再通過固液分離從而達(dá)到化學(xué)除磷的目的。
高效沉淀池主要是通過投加助凝劑(PAC)和絮凝劑(PAM陰離子)，經(jīng)過快混池、絮凝沉淀反應(yīng)池、高效沉淀濃縮池、撇渣管、污泥回流及污泥排放系統(tǒng)等，使處理藥劑與水中的污染物充分混合、反應(yīng)，并經(jīng)斜板沉淀后去除水體中的污染物。通過調(diào)整PAC和PAM的投加比例和污泥回流量等參數(shù)控制，能很好的控制高效沉淀池的運(yùn)行效果。
ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)除磷一體機(jī)的助凝和混凝部分與高效沉淀池類似，主要區(qū)別在于懸浮物的去除方式。該項(xiàng)目所采用的是氣浮法，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附氣泡后，形成密度小于水的絮體而上浮到水面，形成浮渣層被刮除，從而實(shí)現(xiàn)固液或者液液分離的過程。氣浮除磷主要目的在于加強(qiáng)磷的去除，對有機(jī)物、細(xì)菌及微污染物也有較好的去處效果。
佛堂污水廠總磷經(jīng)過AAO池生化除磷+高效沉淀池+ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)處理后，出水總磷在0.2mg/L以下，符合《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。
為進(jìn)一步研究ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)對總磷的去除效果，經(jīng)過對ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)除磷一體機(jī)深入調(diào)整，佛堂污水廠進(jìn)入ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)的進(jìn)水總磷濃度雖然有所波動，但系統(tǒng)出水總磷可穩(wěn)定在0.1mg/L以下，達(dá)到《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。
3.4CODCr
佛堂污水廠進(jìn)水條件較為復(fù)雜，工業(yè)廢水中含有較多溶解性難降解的CODCr，佛堂污水廠采用活性焦吸附作為去除CODCr的深度處理工藝。佛堂污水廠進(jìn)水經(jīng)過水解酸化池+AAO池生化處理后，二沉池出水CODCr在40~60mg/L，經(jīng)高效沉淀池+反硝化深床濾池處理后，出水CODCr一般在30~50mg/L，再通過ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)進(jìn)行吸附處理，出水CODCr能穩(wěn)定在20mg/L以下，其中ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)對CODCr的去除效果十分明顯。
3.5色度
佛堂污水廠進(jìn)水中印染、電鍍廢水較多，出水顏色呈淡黃色，感官較差，其中的色度多為不可生物降解或者難于降解的物質(zhì)佛堂污水廠。佛堂污水廠出水經(jīng)ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)處理后，色度有明顯去除效果，出水基本呈無色透明狀。
3.6總氮
佛堂污水廠進(jìn)水成分復(fù)雜，工業(yè)廢水比重高，并含有部分垃圾滲濾液，進(jìn)水碳源不足，總氮的去除一直是佛堂污水廠運(yùn)行的一個難點(diǎn)。佛堂污水廠總氮去除主要通過AAO池脫氮除磷系統(tǒng)和反硝化深床濾池進(jìn)行。在AAO池的工藝運(yùn)行中，因去除氨氮的需要，AAO池整體溶解氧控制偏高，同時，進(jìn)水碳源不足，導(dǎo)致總氮去除率偏低。佛堂污水廠通過在AAO池缺氧池和反硝化深床濾池分別投加50%乙酸作為補(bǔ)充碳源，達(dá)到去除總氮的目的。目前出水總氮尚無法達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水(TN≤1.0mg/L)標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)不同的進(jìn)水濃度、溫度、工藝運(yùn)行參數(shù)和碳源投加量等因素，出水總氮可控制在10mg/L以下。
3.7重金屬
佛堂運(yùn)營部污水處理廠經(jīng)AAO池生化處理以及高效沉淀池、反硝化深床濾池和ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)處理后，出水重金屬指標(biāo)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。
表3佛堂污水廠出水部分重金屬情況表(單位：mg/L)
3.8佛堂污水廠8月份進(jìn)、出水水質(zhì)情況
佛堂污水廠8月份進(jìn)、出水(出水為ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目出水)情況如表4所示。
表4佛堂污水廠8月份進(jìn)、出水水質(zhì)情況
4技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析
ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目作為佛堂污水廠水質(zhì)提升的重要組成部分，對CODCr、色度、總磷和重金屬等污染物去除效果十分顯著，該項(xiàng)目噸水處理費(fèi)用約0.52元/t。
表5ACCA活性焦多級吸附再生技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用
污水處理廠執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)的排放水質(zhì)仍低于功能區(qū)水質(zhì)，是導(dǎo)致水環(huán)境質(zhì)量得不到改善和水質(zhì)惡化的原因之一，而執(zhí)行功能區(qū)相應(yīng)的地表水準(zhǔn)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，可以為受納水體提供優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)充水源，對恢復(fù)和改善水環(huán)境具有重要意義;佛堂污水廠執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的出水可作為高品質(zhì)再生水應(yīng)用于多個領(lǐng)域，無需另建中水處理設(shè)施，按目前噸水處理成本(不含人工和折舊費(fèi))1.36元，與同一地區(qū)自來水相比，佛堂污水廠的出水作為再生水具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。綜上所述，述，佛堂污水廠執(zhí)行地表水準(zhǔn)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)一步改善當(dāng)?shù)睾拥郎鷳B(tài)水體，提高水資源利用率，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面上可行，具有良好的環(huán)境效益和社會效益。
5結(jié)論
(1)佛堂污水廠通過AAO池工藝參數(shù)的調(diào)整，氨氮可控制在1mg/L以下，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水。
(2)佛堂污水廠通過AAO池生化工藝參數(shù)調(diào)整，再配套高效沉淀池、反硝化深床濾池和ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)等物化處理設(shè)施，出水總磷控制在0.2mg/L以下，CODCr控制在20mg/L以下，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)對CODCr的去除效果十分明顯。
(3)通過ACCA活性焦多級吸附系統(tǒng)，可明顯降低出水色度，出水基本呈無色透明狀。
(4)根據(jù)佛堂污水廠現(xiàn)有的工藝調(diào)控手段，出水總氮尚無法達(dá)到地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)不同的進(jìn)水條件、水溫、碳源投加量和工藝參數(shù)調(diào)整等，出水總氮可控制在10mg/L以下。
(5)佛堂污水廠通過工藝調(diào)控、高效沉淀池和反硝化深床濾池等提標(biāo)改造工程、ACCA活性焦多級吸附再生試驗(yàn)項(xiàng)目等深入探索，出水主要指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，為城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)提升至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)Ⅲ類水提供了現(xiàn)實(shí)可行的案例。
