污水调节池的建设改造、与污水厂联动运行的效果分析

污水调节池的建设改造、与污水厂联动运行的效果分析

王巍

（深圳市水务（集团）有限公司，深圳 518000）

摘要：随着深圳市水环境质量的持续改善，深圳的治水工作重点在巩固治水成效的基础上，向水资源、水生态、水环境协同治理、统筹推进转变。本文对深圳市鹿丹村初雨调节池的建设过程进行了剖析，从设计施工、功能调整、优化设计、运维改造、雨污协同、过渡衔接、与水质净化厂提标扩建期的运行调度联动、提标排放等角度入手，分析了各环节存在的问题，探索出相应的方法措施和建议，总结了有益效果，并进行了深入的思考总结。

关键词：初雨调节池；氧化沟；污泥接种；提标改造

1 前言

本文主要围绕本文对深圳市鹿丹村初雨调节池的建设改造过程进行了研究，同时总结了与污水厂的联动调试的设备调试经验和工艺控制关键参数，并提出了相应方案措施和思考建议，在污水处理设施雨污协同、综合利用及“跨界”联动上具有参考价值。

2 初雨调节池的设计建设、功能调整、优化设计

2.1 受纳水体变化

深圳市鹿丹村初雨调节池，原设计意图为解决布吉河流域初雨水的调节功能，后经市政府研究决定，为避免上游污水流入荔枝湖，并为滨河水质净化厂提标扩建期间分流部分污水处理能力，在原调节池的基础上分阶段增加配套相关污水处理工艺，确保深圳河断面水质稳定达标。

2.2 工艺路线调整、对接

鹿丹村调节池项目分地面、负一层、负二层建设，总容积为9万m3，设计处理能力为旱季6万m3/天，雨季9万m3/天。滨河水质净化厂处理规模30万吨/日。

鹿丹村调节池原工艺为：

粗、细格栅+旋流沉砂池+调节池+出水提升泵站（至现滨河厂）。

增加污水处理工艺后，与滨河厂形成工艺闭环（见图1），全流程工艺改为：

粗、细格栅（原调节池）+旋流沉砂池（原调节池）+三沟式氧化沟（新增工艺段）+出水提升泵站（原调节池）+砂滤池（接入现滨河厂）+紫外消毒池（接入现滨河厂），最终与滨河厂尾水混合后排入深圳河。

图1：工艺流程图

2.3 设施调整或新增

调节池部分池体的功能调整，设为三段式氧化沟工艺，具体如下：改造已建调节池，分为2个区。西南侧2.4万立方米池体为调节池1区，在已有粗细格栅的基础上增设潜水搅拌器，形成预处理区。东侧6.6万立方米池体为调节池2区，新增导流墙并安装潜水推流器、板条式曝气器，旱季加雨季三廊道改建形成三沟式氧化沟处理区。[1]

在滨河厂或调节池增设风机、曝气、加药、除臭、电气、自控系统，形成工艺闭环。

3 联动调试

项目调试分为清水联调、污水联调、污泥接种、联合试运行四个阶段。

本工艺控制的重点是活性污泥的接种与培养驯化，难点在于控制氨氮、总氮指标之间的平衡。

以滨河厂未经加药浓缩的剩余污泥作为污泥菌种来源，进行接种培养和驯化，调试阶段的出水均排放至滨河厂进水口，确保氧化沟不排放未达标的尾水。待氧化沟出水稳定达标3日以上时，放可切换氧化沟出水闸门，将尾水排至滨河厂深度处理设施进行处理。

总磷指标可以通过控制PAC加药量解决，SS指标也可以通过PAC加药和排剩余污泥的方式解决。根据化验数据，气水比控制在5比1的情况下，氨氮和总氮指标相对比较平衡，再加大气水比虽然可以增加氨氮和总氮指标的去除的效果，但不是最经济选择。

三沟式氧化沟运行周期设置的参数调整，不断调整曝气，观察预沉，测定菌落总数，系统处理效率稳定后进入循环工作状态，按时序轮换运行。期间由于氧化沟单沟时序和风量控制处于摸索及磨合阶段，出现氨氮及总氮出水指标的不稳定，通过调整曝气量，缩短单沟曝气时间，增加沉淀时间和出水时间，有效控制了氨氮及总氮问题。

调试过程中主要控制的参数如下：

（1）进水pH值

进水pH值控制在6.5～8.5之间，最优值介于7.0和7.5之间。

过量除磷药剂（PAFC）的投加会使pH剧烈下降，因此必须检查PAFC投加量的设定。若进水pH值小于5或者大于9，则应立刻停止进水，排查原因。

（2）进水有机物

试运行期间，为保证活性污泥能得到充足的营养，且不会对污泥造成过大的冲击，应保证进水BOD5/COD大于1/3， BOD5/N和BOD5/P分别大于4和20，以满足生物脱氮除磷工艺的要求，同时应避免进水中含有不利于微生物生长的有毒有害物质。如果进水BOD5太低，而N、P较高，导致BOD5/P太小，则需要考虑投加化学除磷药剂，以确保TP达标。

（3）污泥浓度（MLSS）

根据设计值，三沟式氧化沟的污泥浓度控制在3000-4000mg/L。如果进水BOD5较低，有机物不足，活性污泥MLVSS有可能达不到设计值。为提高硝化能力，需要提高MLSS浓度，使MLVSS接近设计值，具体根据试运行过程水质情况而定。

（4）污泥沉降性（SV30和SVI）

正常数值：污泥沉降比（SV30）：10～50%，污泥体积指数（SVI）：≤120 mL/g MLSS。污泥体积指数的增加可能是因污泥浓度的增加造成的，这种情况下，应加大污泥排泥量来降低污泥浓度。

（5）溶解氧（DO）

生化系统必须维持微生物好氧代谢活动所需要的氧，此外，为了使污水和污泥充分混合，也必须有足够的曝气。

氧化沟曝气阶段的溶解氧可控制在2～4mg/L，以保证活性污泥微生物良好的代谢活动，并且应按曝气阶段出水末端来控制，以防止沉淀阶段活性污泥处于缺氧状态。

氧化沟缺氧阶段及厌氧阶段的溶解氧应分别控制在0.5mg/L（ORP<-100mv）和0.2mg/L（ORP<-250mv）以下，以促进这两区（段）厌氧菌、聚磷菌及反硝化菌的成长。 氧化沟好氧阶段DO数值太高时，可以通过减小曝气量来简单调整。数值太低可能由于下列几个原因：

①如污泥浓度偏高导致的耗氧量太高，应降低污泥浓度；

②有机负荷（BOD5/COD）或氮负荷偏高导致的耗氧量太高，应降低负荷；

③曝气膜的堵塞（碳酸钙的沉淀），根据曝气膜的保养手册来处理，一般采用酸洗。

（6）剩余污泥排放量

根据出水NH3-N、TN、SS和MLSS浓度确定剩余污泥排放量，在确保出水NH3-N、TN、SS达标的前提下调整MLSS浓度，从而确定剩余污泥排放量，同时应定期核算泥龄，将泥龄控制在兼顾脱氮除磷的范围内。[2]

（7）除磷药剂投药比

如果进水BOD5太低，TP较高，单独靠生物除磷无法使出水TP达标，则需要投加化学除磷药剂，一般可选用液体PAFC，投加量为30～80mg/L。

4 运维改造、优化提升

（1）地下负层污水预处理工艺的重力流改造

预处理段工艺位于负层，一要有效利用重力流污水，避免多次提升，二要降低泥砂提升高程，降低风机能耗。项目的实践经验认为：负层采用土建结构钟式沉砂池，对细粒砂的去处效率不高，进入后续的生化池造成泥砂淤积[3]，贮砂斗易板结，停机检修有一定困难。由于需要兼顾廊道进排水设计，砂水提升高度较大，选用的中压风机，需配装循环水冷系统，不易维护。改用钢结构撬装式沉砂和分离设施以便检修，能有效减小沉砂和分离设施的高程差，充分利用重力流，降低风机能耗。

（2）曝气系统优化提升

使用精确曝气系统，采用前馈+反馈+生物处理模块联动技术，以活性污泥模型为基础，根据污水厂历史运行数据和在线仪表检测到的水质水量、风机参数的变化，通过内置的智能化控制系统计算实时需氧量，再通过控制系统控制鼓风机、阀门的开度，动态调整供应气量，使其气水比接近理论气水比，做到按需供气。再结合曝气池中实际溶解氧、水温、MLSS及水压等指标反馈，动态调节空气流量分配和鼓风机风量。

5 分析与结论

5.1 工程效果评价

鹿丹村调节池经清水联调、污水联调、污泥接种、联合试运行至稳定运行，历经4个阶段。其中连续污泥培养及调试期为43天，鹿丹村调节池出水经滨河水质净化厂深度处理后，出水水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准（TN除外），项目实现稳定达标排放。

5.2 雨污协同、过渡衔接、与水质净化厂提标扩建期的运行调度联动

鹿丹村调节池与红岭箱涵挂接，用于调蓄片区初雨，滨河污水厂改造期间，使用鹿丹村调节池作为部分工艺替代，承担过渡作用，改为受纳片区市政污水，污水性质和水质水量都发生了较大变化，为做好新厂的建设进度统筹和调节池的负荷管控，对排水泵站的污水调度也提出了新的要求。关于水量分配，通过数据建模分析，确定调度方案。

关于受纳水质变化，根据数据监测结果，认为市政污水的泥砂量远低于初雨泥砂量，原调节池沉砂系统可以正常使用。后期如再次挂接箱涵，受纳初雨，会带来较大冲击负荷，须在预处理段增设沉淀池问题，以保证出水水质。

关于调节池工艺段与滨河厂里现有污水三级处理设施和污泥浓缩脱水设施如何做好有机衔接，一是增设缓冲池合理设置配水，避免水质泥质大幅变化造成冲击负荷。二是通过生产平台做好统筹调度，根据厂区工艺流程数字模型，实时统计水质、泥质变化曲线，核算工艺的削减率，根据数据分析和模拟结果，研判来水和出水预期指标，为生产调度提供决策依据。该平台数据多端同步，实时向运管人员移动终端推送水质情况和预警信息。

初雨调节池增加污水处理工艺段的实践尝试证明，污水处理构筑物综合利用、科学管理下的“跨界”联动运行是可行的。

参考文献

[1]深圳市布吉河（特区内）水环境综合整治工程第二阶段鹿丹村调节池优化提升设计变更报告.

[2]余鸿婷, 李敏. 反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制及其在废水处理中的应用[J]. 微生物学报,2015,55(3): 264-272.

[3]刘大伟. 污水处理厂旋流沉砂系统除砂性能保障技术研究[D]. 重庆大学.

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