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3 升级改造后工艺运行优化 随着北京市黑臭水体截污治理工程的开展，高碑店再生水厂水量较历史同期明显增加，2018年汛期高碑店再生水厂日均处理水量达102万m3/d，持续处于超负荷运行状态。随着高碑店再生水厂污水区升级改造工程的初步完成，为确保水质实时达标，主要从多点碳源优化投加、内外回流比优化控制、工艺配套设备设施优化等方面对该升级改造工艺进行运行优化分析，旨在提高出水水质保障度。 3.1 多点碳源配比优化 污水区升级改造完毕后，为了强化二级处理脱氮除磷，增设了多个碳源投加点，包括：旁通侧流（预缺氧池碳源）、乙酸钠（缺氧池外加碳源）及原初沉出水（缺氧池原水碳源）等。为优化提高脱氮效果，开展了多点碳源配比优化投加的正交试验确保水质稳定达标前提下，最大限度利用原水碳源，减少外加碳源投加量，并确定脱氮效果较优的多点碳源配比，具体3×3正交试验的相关因素与水平选取见表2。
在运行工况参数基本稳定前提下，通过连续3个月对上述3×3因素与水平开展生产性正交试验，探究各因素各水平下每种试验指标的二沉出水TN变化情况，利用正交试验极差分析法计算极差R，探究较优碳源配比，具体如表3所示。
通过对正交试验结果极差分析可知，在多点碳源投加对出水总氮影响因素中，乙酸钠投加量因素影响最大，原初沉出水闸开度影响次之，旁通侧流因素影响最小。升级改造多点碳源优化投加，较优配比为A1-B2-C2组合，即旁通流量800 m3/h（8%），原初沉出水闸开启5 cm（5%），乙酸钠投配率为30 mg/L，脱氮效果最佳。 3.2 内外回流比优化 高碑店再生水厂升级改造后污水区生物池停留时间仍较短，一期生物池HRT为11.3 h，缺氧段占比约25%，二期生物池HRT为9.8 h，缺氧段占比约17%。升级改造后增设内回流设施，并将好氧段末端5 m区域转换为消氧区。在进水水质稳定，其他工况条件不变情况下，加开内回流泵前后，二沉出水TN由23.4 mg/L降至14.8 mg/L，平均降幅约37%，TN变化趋势如图8所示。
高碑店再生水厂为保障生物池硝化反应完全，控制好氧段的溶解氧水平较高，实际末端DO控制在2~4 mg/L。为避免高DO的硝化液回流至缺氧段破坏反硝化环境，需对内回流比设定合理优化。理论上内回流比越大，脱氮效果越好，通过设定不同内回流比下生产试验得出，由于受实际反硝化能力的限制，内回流比为200%时，回流至缺氧池的硝氮不能被完全反硝化，将内回流比调整为100%时，一方面减少了硝化液回流携带的DO量对缺氧反硝化脱氮的影响，另一方面回流的硝氮量又满足实际反硝化脱氮需求，因此脱氮效果更好。不同内回流比下二沉出水TN情况如图9所示。
3.3 工艺配套设备设施优化 高碑店再生水厂污水区升级改造完毕后，实际运行管理中发现相关改造的设备设施存在一定问题：①改造后预缺氧池与厌氧池存在浮泥，外加碳源混合不均；②初沉池数量减少1/3，排泥能力不足易跑泥；③二沉池负荷加大易冒泥；④原供电设施配电容量不足，部分新增的内回流泵无法正常运行等问题。故升级改造工艺的配套设备设施存在进一步优化改进空间。 本项目根据现场实际及工艺需求，针对核心问题开展创新优化，主要包括：①优化生物池搅拌器：通过在厌氧池末端及曝气池进水渠加装浅层搅拌器，改善水力条件，促进外加碳源混合均匀，全面解决浮泥问题，有效改善池容；②更新初沉排泥系统：校核更新2组最不利点初沉排泥泵组，将流量由60 m3/h增至90 m3/h；排泥泵前后直径150 mm变径管线更换为200 mm直管线，减少堵塞；调整初沉排泥自控系统间歇时间，即保证浓度，又降低初沉泥位；③改造二沉池吸泥机：加大二沉池回流污泥虹吸量，促进外循环，降低二沉池泥位，减少超负荷运行时二沉跑泥对后续工艺的影响；④增设内回流临电保障工程：克服了改造后供电不足难题，通过跨区域引临时电解决内回流泵供电问题等。通过对升级改造配套设备设施存在问题梳理优化，系统性完善了升级改造工艺相关影响因素，为进一步提高升级改造的潜力与效果提供有力支撑。 4 结论 高碑店再生水厂升级改造项目创新性地将初沉池改造为预缺氧池及厌氧池，百万吨级自主创新工艺改造成果得以实现成功应用，与原升级改造MBBR填料工艺相比，提前3年完成改造，节约大量改造投资成本，高效地强化了生物脱氮除磷，使二沉出水TN稳定在20 mg/L以下，大幅降低再生水处理单元反硝化滤池碳源投加，再生水出水水质稳定达标。 升级改造完毕后持续开展工艺运行优化，全过程进行精细化运行调控，相关优化措施均列入日常工艺调控序列，系统性完善了升级改造工艺相关影响因素，最大程度发挥升级改造工艺的潜力和效果，为其在大型污水处理厂升级改造中进行推广复制提供实际案例支撑。 （编辑：小虫） |
