分散式BAF污水处理站改造案例及若干思考

分散式污水处理站的大部分出水作为河道景观的补充水源，同时缓解污水管网能力不足的压力。济南市政府建设管理的14座分散式污水处理站中，有4座主体工艺采用“水解酸化+曝气生物滤池(BAF)”。本文以其中某BAF分散式污水处理站改造为例，浅谈几点思考。

一、项目背景

本文所探讨的某BAF污水处理站于2007年建成并投入运行，主体工艺采用降流式BIOCARBONE型BAF，至今已运行10余年。进水为市政干管截留的污水，原设计建设型式采用全地下式，构筑物、设备、管廊等均建于地下，管理用房及加药储药间建于地上，主体处理工艺采用“水解酸化+两级BAF”。

原设计处理后出水水质达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。提标改造后水质标准执行济南市海绵城市水质排放标准。原设计进、出水水质及改造后出水水质见下表。

 

二、存在的问题

近1年来通过该污水处理站水质监测数据发现：出水TN、TP浓度严重超标，其余指标均能达到一级A标准。主要存在工艺缺陷、运营管理不到位和设备管道破损几方面的问题。

1.工艺问题

(1)受进水管标高及重力流形式限制，调节池有效水深较浅，池容利用率低，停留时间短。

(2)进水CODcr值不稳定且高，需要水解酸化降解，但水解酸化池停留时间短，池容偏小。

(3)该污水处理站采用前置反硝化工艺，根据近1年的进水水质计算BOD5/CODcr和BOD5/TN，发现污水可生化性较好，但水质基本呈现为碳源不足，原工艺缺少外加碳源。

2.运营管理问题

运营管理问题主要包括：布水布气均匀性差;反冲洗不及时且强度不足;水解酸化池布水及排泥系统堵塞严重;曝气生物滤池滤料板结、流失严重。此外还存在设备管道老化破损问题。

3.改造难点分析

通过现场踏勘调查，分析原设计图和水质水量，污水处理站改造存在以下困难：场地狭小且距离居民楼非常近，由于建设规划手续无法办理，无法增加新的处理单元;建设资金受总额限制;后期运营管理成本要求低。

三、提标改造设计

改造后的工艺流程：

 

1.加强预处理

水解酸化反应器良好运行的重要条件之一是保障污泥与废水充分接触。为了布水均匀与克服死区，重点改进水解酸化池布水装置，将原设计穿孔管布水改为点对点布水，增设点对点布水器及活性填料。改造后的水解酸化池布水均匀性大大提高，池内基本无死水区。此外，BAF对进水SS要求比较高，通常进水SS不影响曝气生物滤池去除效果。但进水SS过高对生物滤池的生物活性会有影响，使曝气生物滤池去除溶解性BOD的效果有所下降。通过改进水解酸化排泥系统加强其沉淀效果，提高SS去除率。

2.强化生化处理

(1)有效控制曝气。调整曝气管道开孔孔径、布置形式并加强监控，达到曝气更均匀充分。及时监控每个滤池曝气管道的风量，有效防止曝气不均或布气系统堵塞。当生物膜颜色变化、生物膜脱落不均匀时，通过调整改善曝气强度。

(2)补充碳源。由于对反硝化碳源有要求，需要计算可生物降解COD，确定碳源是否充足，必要时可外加碳源，优化设计增设外加碳源装置。根据进水水质在线监测数据，当进水碳源不足时，及时补充碳源，确保反硝化碳源充足。

3.加强运营管理

(1)提高布气均匀性。BAF采用滤头布水，布水布气均匀性要求高。曝气风量控制通过调节空气阀门、调节风机转数、调节风机总管的压力等措施使供气均匀。及时监控每个滤池曝气管道的风量，防止曝气不均匀或布气系统堵塞。合理控制曝气，保证曝气均匀，提供生化反应所需的足够氧气，使滤池中的滤料表面均匀挂膜。

(2)合理控制反冲洗。曝气生物滤池反冲洗效果对出水水质、运行周期影响很大。若反冲洗不充分，滤池运行周期会大大缩短;若反冲洗过量，微生物数量不足，生化处理效能下降，出水水质变差。当滤池处理效率降低，进、出水水质异常，滤料大面积堵塞时及时进行反冲洗调整，如频率、强度、曝气量等。反冲洗周期应根据出水水质、滤料层的水力损失、出水浊度综合确定，由自动化程序进行控制。

(3)根据出水水质要求及进水水质情况调节硝化率及相应的有机负荷。

四、问题思考

与大型集中式污水厂相比，分散式污水处理站场地狭小、建设资金短缺，运营成本低，处理效果不尽如人意，同时存在几个突出问题值得思考。

(1)分散式污水处理站初衷是处理小区生活污水，但进水管是从城市管网拦截，水质水量受收纳区域影响，波动大、稳定性差。部分管道存在雨污合流，含砂量偏高，建设初期省略沉砂池，格栅相对于大型厂减少一级。这势必导致预处理不充分，进水ss浓度高、含砂量大，影响BAF生化反应效果。

(2)各级处理单元停留时间短。过于理想化的进水水质导致各级处理单元反应不充分，在进水水质变差时无法保证出水水质稳定达标。

(3)在线监测和水质化验分析不足。仅在总进、出水口设置满足环保局要求的在线监测，需要时临时委托进、出水口水质化验，水质指标均为瞬时值，代表性不强。此外，缺少各单元进、出水数据，无法准确判断独立单元工艺运营中出现的问题，解决问题全凭经验判断，信服力差。

(4)BAF硝化反硝化效果较好、占地省。通过实际运营管理发现，当进水TN浓度高时，回流比不能小于200%，从工艺末端向前倒推至第一级DN池，通过水质确定反冲洗时间，按照从后向前的顺序逐级进行反冲洗，反冲洗时要保证足够强度。及时有效的反冲洗是保证BAF正常运转的关键环节。

五、结语

为使分散式BAF污水处理设施达到更好的处理效果，从设计到运营管理方面给出以下建议。

(1)分散式污水处理站建在小区管网接入市政管网前，且餐饮类含油废水隔油处理后接入。

(2)加强预处理段工艺单元。通过预处理使BAF进水SS控制在40-50 mg/L，GB 50014-2006《室外排水设计规范》(2016年版)规定进水悬浮固体浓度≤60mg/L。

(3)加大水解酸化池容设计。鉴于目前城市管网的复杂性，增加生活污水设计的水解酸化池的停留时间，且增设水解酸化池设计沉泥斗，使泥水分离效果佳。

(4)加强精细化设计环节和内容。通过精细化设计提高现场自动化管理水平，进而可有效实现反冲洗、调节回流比和投加碳源、曝气量，使曝气生物滤池达到最佳处理效果。

(5)加大MBR系统在分散式污水处理中的使用。随着膜技术的成熟和膜的大规模生产，MBR在分散式中水回用系统中应用越来越普遍。