RPIR快速生化污水处理技术在厂（站）扩容/原位提标中的应用
来源：中国水网
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对于污水处理厂的改造，经常会碰到这类问题：处理规模增大，需要增容或者出水标准提高，需要新增工艺单元；对于新建污水处理厂，处理规模已定，但建设用地面积不够。与此同时，污水处理厂的投资方也要考虑工艺方案的经济效益。此时是否有合适的工艺方案？
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RPIR工艺是由深圳市清研环境科技有限公司研发的一项快速生化污水处理技术，历经15年的发展和完善，该技术已创新性地发展成为标准化、模块化的装备与组件（RPIR模块），具有投资省，占地少，成本低，管理简，出水优等特点，在市政污水处理和溢流污染处理等领域实现了规模化应用。
2019年8月2日，在由深圳清华大学研究院主办、深圳市清研环境科技有限公司承办，深圳市环境保护产业协会、中国水网、深圳市深水水务咨询有限公司、深圳市广汇源环境水务有限公司等单位协办的“新型高效水处理技术论坛”中，清研环境副总经理刘旭做了“RPIR快速生化污水处理技术在厂（站）扩容/原位提标中的应用”的主题演讲，涉及在现有污水处理设施上如何通过改造应用RPIR技术，新建大型污水处理厂如何应用RPIR技术，RPIR技术原理和应用价值等内容。
清研环境副总经理刘旭
本文根据嘉宾发言内容整理而成，未经本人审阅。
一
RPIR工艺可以做哪些厂（站）原位提标
截至目前，清研环境RPIR工艺可以做如下厂（站）的原位提标：
1、SBR工艺：包括ICEAS工艺、CASS工艺、CAST工艺、SBR等；
2、A2/O工艺：传统活性污泥法、A/O工艺、A2/O工艺等；
3、氧化沟工艺：底曝的氧化沟，部分表曝的氧化沟（需要校核氧化沟尺寸及池型，因为需要结合RPIR模块的尺寸考虑如何安装以及处理效率）；
4、MBR工艺：因为MBR本身只是过滤的作用，去除污染物靠活性污泥，但是需要校核设计参数。
二
RPIR工艺在原位提标中的设计思路及特点
以SBR工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺为例，RPIR工艺进行原位提标的设计思路和特点如下所示：
其中， RPIR工艺能够反应与分离一体化，取消二沉池，从而节省占地效果明显。此外，取消二沉池的同时，相关的设备和附属的用电设备也可以省去，节省了投资成本和运行费用。
图：RPIR工艺针对SBR工艺的原位提标
图：RPIR工艺针对A2/O工艺的原位提标
图：RPIR工艺针对氧化沟工艺的原位提标
三
RPIR工艺的技术特点和应用案例
（一）RPIR工艺的技术特点
A2/RPIR工艺实质上利用RPIR对A2/O工艺进行改造，为什么选择要用A/O-RPIR进行原位提标改造（新建）？A2/RPIR工艺有哪些特点？以下通过对比UCT工艺进行说明。
UCT（University of Cape town）工艺是南非开普敦大学提出的一种脱氮除磷工艺，是一种改进的A2/O工艺，此工艺中，厌氧池进行磷的释放和氨化，缺氧池进行反硝化脱氮，好氧池用来去除BOD、吸收磷以及硝化。UCT工艺将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的NOx-N 在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液部分再回流至厌氧段。由于缺氧池的反硝化作用使得缺氧混合液回流带入厌氧池的硝酸盐浓度很低，污泥回流中有一定浓度的硝酸盐，但其回流至缺氧池而非厌氧池，这样就避免了NOx-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，使厌氧池的功能得到充分发挥，既提高了磷的去除率，又对脱氮没有影响。
在脱氮方面，UCT优于A2/O工艺；在除磷方面，某些研究表明UCT缺氧+好氧吸磷量比A2/O工艺高22%-35%。但是UCT有三道回流，运行成本较高，工艺复杂性较大。如下图所示：
基于此，既能达到UCT工艺的高功能，同时又避免UCT工艺缺点的A2/RPIR工艺方案如下图所示：
A2/RPIR工艺具有如下特点：
（1）取消了二沉池；
（2）RPIR段可控制污泥浓度；
（3）①段回流100%，②段回流200%-300%；
（4）①段回流避免了NOx-N对PAOs/DPB的影响，有助于生物除磷；
（5）结合深度处理，达准IV类。
对于RPIR而言，后续单元可以配置深度处理单元即可达到更高的水处理标准，可以采用的深度处理工艺包括普通快滤池、高效沉淀池、磁混凝沉淀等。如下图所示：
（二）应用案例
1、项目背景
深圳固戍污水处理厂一期氧化沟24万m³/d ，出水一级B，正本清源后，发现有12万m³/d 污水溢流，如何解决？
2、设计思路
清研环境作为本项目的参与方，提出了工艺方案如下：
（1）氧化沟挖潜，增加处理量4万m³/d，出水水质仍然执行一级B标准；
（2）在厂区有限面积内新建8万m³/d处理设施，出水水质执行一级A标准（相当于提标扩容）。考虑到未来二期的建设，该新建处理设施应具有降量后进一步提标的能力，即减量至6万m³/d，出水水质执行准地表Ⅳ标准（TN<10mg/L）。
3、工艺流程
工艺流程包括粗格栅到细格栅、沉砂、RPIR，后面接了深床滤池单元，然后再消毒后达标排放。如下所示：
4、占地分析
本项目的主要制约因素之一是用地紧张。清研环境RPIR工艺节省了二沉池，天然具备节省占地的优势。
5、出水水质
项目投产后运行情况良好，出水主要水质指标稳定达到设计标准。
（1）COD和BOD5指标情况
平均进水COD，旱季：590mg/L；雨季：409mg/L；B/C，旱季：0.23，雨季：0.33；平均出水COD：22mg/L（<30），平均出水BOD5：5mg/L（<6）。
具体如下图所示：
（2）氨氮指标和总氮指标
平均进水NH3-N，旱季：33.5mg/L；雨季：24.6mg/L；平均出水NH3-N：0.74mg/L（<1.5）。
平均进水TN，旱季：46.8 mg/L，雨季：37.7 mg/L；平均出水TN ，旱季：9.9 mg/L，雨季：7.8 mg/L。（<10）。
具体如下图所示：
（3）总氮指标
平均进水TP，旱季：11.6mg/L，雨季：5.6mg/L；结合化学除磷，平均出水TP：0.28mg/L（<0.3）。具体如下图所示：
（四）RPIR工艺特点总体说明
根据前文说明，RPIR工艺具有如下显著特点：
1、类似于UCT（改良），取消二沉池，脱氮除磷性能优于A2/O工艺；
2、原位提标改造/新建，占地少、投资省、降低运行成本；
3、装备化，大大缩短工期；
4、高标准出水（一级A以上、准IV类出水等）。
每
日
箴
言
——狄更斯
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