长安新区污水处理厂（下称“长安厂”）位于东莞市长安镇乌沙社区，是茅洲河流域污染综合整治的一项重要基础设施，于2017年11月23日正式投产，设计处理规模20万吨/日，主体工艺采用改良AAO工艺，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准、广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）的第二时段一级标准两者中的较严值。为更好地改善茅洲河流域水质状况和周边居民的生活环境，根据市生态环境相关部门要求，2018年底起长安厂出水排放标准提高至《茅洲河流域水污染物排放标准》（DB44/2130-2018）。
长安厂现行标准中对出水氨氮浓度有较为严苛的规定，大幅超出了厂区生化系统原设计处理能力。长安厂原采用的管式曝气器长期超负荷运转，随着时间推移曝气效率逐渐下降，已成为了制约长安厂水量、水质提升的痛点，也间接导致厂区能耗、药耗长期居高不下，不利于长安厂的可持续发展。
为突破长安厂运行困局，滨海湾片区分公司全面分析长安厂运行现状，重点挖掘生化系统改造潜力，最终制定了以曝气系统改造为核心，改善生化池曝气效率，提质增效的工作方案。
下面让我们一起具体来了解吧！
争分夺秒，如期完成改造
去年年初，改造工作已如火如荼地展开，有条不紊地关进水、断设备、停供气、开放空，清淤队、吸污车、设备设施及安全物资陆续调配到位。厂区采取廊道分区、逐个清理、同步施工策略，池体清淤与旧管拆卸同时运作，曝气立管、支管、冷凝水管及曝气盘安装调平、吹扫试气协同施工，极大加快了施工改造的进度。
（图1 长安新区厂曝气器改造前后变化）
改造后，曝气效果大幅改善，区域曝气更加均匀，总管压力下降约10%，效率明显提升，这为厂区水量提升提供了良好的保障。
精细调控，降低能耗
曝气器的改造为厂区水量提升创造了良好条件，但如何摸索出配套的鼓风机运行控制模式亦成为了亟待解决的问题之一。曝气器改造完成后，运行人员对于风量的调整过于粗犷，导致末端DO值过高，不仅造成电耗偏高，还影响生化系统的反硝化功能。
为平衡水量、风量及水质三者关系，降低曝气系统能耗，厂区重新摸索控制模式。运行人员结合进水氨氮浓度、水力停留时间及生化池出水氨氮浓度动态调整鼓风机风量和空气阀开度，详细制定水质、水量控制表，在出水达标前提下尽可能降低曝气能耗。2021年曝气系统改造后长安新区厂平均吨水曝气电耗较2020年同比下降16.22%。
（图2长安新区厂2021年能耗变化曲线）
药剂小试，工艺优化
能耗的降低进一步推动药耗的改善，只有研究出合适的加药方式及加药量，才能全面实现提质增效的目标。长安厂投产以来，为确保出水水质稳定达标，于生化池出水及综合池进水投加PAC，导致PAC耗率偏高。
为降低药剂成本，厂区对全工艺段进行磷赋存形态分析，结果表明生化池出水总磷中磷酸盐占比较低，同时伴有高悬浮物。
针对生化池出水水质特点，厂区分别对PAC、PAM阳离子、PAM阴离子三种药剂进行小试，研究药剂单独投加和混合投加下总磷和悬浮物的去除效果，最终采取PAC+PAM阴离子混合投加方式。该投药方式不仅有效改善沉降性，降低上清液SS浓度，提高了TP去除率，降低了PAC药剂耗，而且有助于降低后端深度处理段PAM阴离子药剂投加量，整体药剂投加成本明显降低。2021年加药方式优化后PAC耗率下降明显，其中2021年5至12月PAC平均耗率较2020年降低41.55%。
（图3长安新区厂2020-2021年PAC耗率变化）
小 结
2021年，长安厂通过曝气器升级改造和精细化的工艺调整措施，取得了水量水质全面提升、处理成本整体下降的良好效果。处理水量方面，2021年处理水量较2020年及2019年分别提升28.95%和 29.02%；2021年较2020年污染物削减量COD增加了6032吨、氨氮增加了711.02吨、总磷增加了137.12吨、总氮增加了618.76吨；处理成本方面，2021年吨水药剂成本较2020年降低31.63%，吨水电力成本较2020年降低10.81%，实现经济效益与生态效益双赢。
（图4长安新区厂2019-2021年处理水量变化）
供稿：净水公司滨海湾片区分公司
编辑：净水公司办公室
