邱娜 張杰 王舜和

1 工程概況

沙營污水處理廠位于東營市東西城區(qū)之間的勝利油田七分場(chǎng)水庫附近，負(fù)責(zé)市內(nèi)東、西城區(qū)范圍的污水處理任務(wù)。污水處理廠近期建設(shè)總規(guī)模為12萬m3/d，其中原處理規(guī)模6萬m3/d，采用的是兩段好氧式曝氣生物濾池工藝，本次工程新建規(guī)模 6萬 m3/d，并對(duì)原工藝進(jìn)行改造，增加反硝化處理能力。根據(jù)工程實(shí)際情況，結(jié)合原有處理工藝，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，污水處理采用水解沉淀池+前置反硝化曝氣生物濾池(BAF，余同)工藝，處理水排入廣利河，污泥處理采用濃縮脫水一體機(jī)。

表1 工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水主要指標(biāo)

2 沙營污水處理廠工程設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

本工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水主要指標(biāo)如表 1所示。

2.2 工藝流程

工程處理工藝流程圖見圖 1。

2.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3.1 預(yù)處理及提升泵房

本工程位于勝利油田，污水中若含有原油對(duì)后續(xù)處理構(gòu)筑物的影響很大，因此預(yù)處理選擇了粗細(xì)格柵+除油沉砂池工藝。主要設(shè)備如下:

回轉(zhuǎn)式粗格柵和階梯式細(xì)格柵各 3臺(tái)，2用 1備，帶寬均為1.5m，柵條間隙分別為15mm和6mm。除油沉砂池包括除油刮砂機(jī) 2臺(tái)，潛水曝氣機(jī) 12臺(tái)，在沉砂的同時(shí)去除污水中可能存在的油脂。

由于進(jìn)廠污水帶有一定的水頭，因此將提升泵房設(shè)在除油沉砂池后，共設(shè)計(jì) 2座，每座含潛水混流泵 3臺(tái)(2用 1備)，Q= 1 600m3/h，H=9.5m。

2.3.2 生物處理主體工藝

結(jié)合原有處理工藝，生物處理選擇了BAF工藝。根據(jù)使用目的的不同，兩段式BAF可以有多種組合:對(duì)于出水只要求硝化的情況，可以采用碳化池+硝化池的方式，對(duì)于要求反硝化的情況可采用反硝化池+碳/硝化池(前置反硝化)或碳/硝化池+反硝化池(后置反硝化)。由于本工程出水需要達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)總氮有較高要求，必須設(shè)置反硝化池。考慮到進(jìn)水碳源充足，若采用后置反硝化，需要投加大量的碳源，提高了運(yùn)行成本，因此新建工程采用了水解沉淀池+反硝化池+碳/硝化池的前置BAF工藝。對(duì)于原有的碳化池 +硝化池工藝，可以通過增加水解沉淀池和管路切改，改造成上述工藝。下面以新建工程(6萬m3/d)為例，介紹各單體主要設(shè)計(jì)參數(shù)。

1)水解沉淀池。水解沉淀池的設(shè)置目的主要有兩點(diǎn):去除大部分懸浮物，保證BAF穩(wěn)定運(yùn)行;通過水解沉淀作用，增強(qiáng)污水的可生化性，確保反硝化效果。水解沉淀池設(shè)計(jì)流量 5 000m3/h，停留時(shí)間3 h，設(shè)計(jì)上升流速取值約1.8m/h，有效面積2 780m2，新建、原有BAF前各設(shè)1座，每座8格，單格長(zhǎng)15.8m，寬11m。池底部設(shè)排泥斗，斗頂處布置布水管，水面處設(shè)集水槽，總高度 7m。排泥斗底部鋪設(shè)排泥管，通過開關(guān)閥門控制排泥。水解沉淀池的出水與曝氣生物濾池回流水混合后進(jìn)入后續(xù)工藝。

2)前置反硝化曝氣生物濾池。在前置反硝化流程中，BAF分為缺氧和好氧兩級(jí)，回流水中含有較多的硝酸鹽，首先進(jìn)入缺氧池(DN池)發(fā)生反硝化反應(yīng)，隨后進(jìn)入好氧池(C/N池)去除BOD和氨氮，處理水部分回流、部分進(jìn)入后續(xù)工藝。在這一系統(tǒng)里，主要設(shè)計(jì)參數(shù)有三個(gè):回流比，濾速和負(fù)荷。

將已完全硝化的出水回流至缺氧池去除硝酸鹽是常見的反硝化技術(shù)，但在BAF系統(tǒng)中，回流比不僅影響反硝化效果，還會(huì)影響硝化效果。相關(guān)研究指出[1]，對(duì)于一般的城市污水，回流比不宜超過100%～150%。本工程TN含量較高，回流比選擇100%～120%，回流水泵設(shè)置4臺(tái)，3用1備:Q=850m3/h，H=11m，1臺(tái)帶變頻控制。

同傳統(tǒng)活性污泥法不同，濾速是濾池設(shè)計(jì)中特有的設(shè)計(jì)參數(shù)。濾速的大小體現(xiàn)了工程經(jīng)濟(jì)和處理效果之間的平衡，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在保證處理效果的前提下，盡可能提高濾速，降低過濾面積，減少工程投資。根據(jù)以往研究成果及工程經(jīng)驗(yàn)[2-4]，本次設(shè)計(jì) DN池濾速控制在9m/h～11m/h(含回流水)，水力停留時(shí)間約25min，濾料高度4m，共設(shè)計(jì)8格濾池，單格面積70m2，平面尺寸10m× 7m。C/N池濾速控制在6m/h～8m/h(含回流水)，水力停留時(shí)間約30m in，濾料高度4m，共設(shè)計(jì)12格濾池，單格面積、平面尺寸同DN池。

BAF工藝通常采用容積負(fù)荷，表征 1 d中單位體積濾料對(duì)污染物的去除能力，在本工程里主要對(duì)已確定的工藝參數(shù)進(jìn)行校核。在前置反硝化工藝中，為了降低回流液的影響，負(fù)荷宜采用低值。經(jīng)計(jì)算，DN池反硝化負(fù)荷為0.5 kg NO3-N/m3濾料?d， C/N池硝化負(fù)荷0.6 kg NH3-N/m3濾料?d，BOD5負(fù)荷0.7 kg BOD5/m3濾料?d，符合設(shè)計(jì)要求[2]。

本工程BAF共分4個(gè)系列，每個(gè)系列包括2個(gè)DN池、3個(gè)C/N池。每?jī)蓚€(gè)系列之間共用一個(gè)管廊，管廊長(zhǎng) 8m，內(nèi)設(shè)布水、出水廊道，放空管、反沖洗管、曝氣管以及曝氣鼓風(fēng)機(jī)等。每池設(shè)長(zhǎng)柄濾頭36個(gè)/m2，C/N池還設(shè)有BAF專用曝氣器40個(gè)/m2，每個(gè)C/N池配備 1臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量 12.4 m3/min，風(fēng)壓0.07MPa。濾料采用輕質(zhì)陶粒，粒徑DN池為3mm～6mm，C/N池為2mm～3mm。

濾池反沖洗采用過濾時(shí)間和過濾壓力等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，通常DN池反沖洗周期為24 h～36 h，C/N池為48 h～72 h。反沖洗過程包括降水、氣洗、氣水聯(lián)合、水洗等步驟，每次沖洗 35m in，反沖洗氣強(qiáng)度為14 L/m2?s，設(shè)3臺(tái)反沖洗風(fēng)機(jī)，2用 1備，風(fēng)量29.5m3/min，風(fēng)壓0.07MPa，反沖洗水強(qiáng)度5 L/m2?s，設(shè)3臺(tái)反沖洗水泵，2用1備，Q=600m3/h，H=14 m。沖洗水量每次為420m3，經(jīng)收集后送入反沖洗廢水池，池內(nèi)設(shè) 2臺(tái)潛水排污泵，負(fù)責(zé)將反沖洗水送入水解沉淀池前端，水泵性能為Q=350 m3/h，H=14m。

2.3.3 接觸消毒池

采用液氯消毒工藝對(duì)尾水進(jìn)行處理，接觸池設(shè)計(jì)規(guī)模為12萬m3/d，停留時(shí)間30min，有效水深5.0m。

2.3.4 加氯加藥間

為節(jié)約占地面積，設(shè)計(jì)將加氯間同加藥間合建。加氯設(shè)計(jì)采用液氯工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模為12萬m3/d，最大投加量10mg/L。設(shè)真空加氯機(jī) 3臺(tái)，2用 1備，制備能力 40 kg/h。設(shè)液氯蒸發(fā)器 2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)蒸發(fā)量 120 kg/h。氯瓶為噸級(jí)氯瓶，貯氯量為 15 d加氯量。加氯管接入接觸消毒池。

除磷藥劑選擇液體硫酸鋁，按和磷摩爾比 2∶1投加，最大加藥量80mg/L，加藥點(diǎn)位于沉砂池末端。

2.3.5 污泥濃縮脫水機(jī)房

近期配備帶寬 2.5m帶式濃縮脫水一體機(jī) 3套，2用 1備，處理能力 70m3/h，處理后的污泥外運(yùn)填埋處置。

3 結(jié)語

1)沙營污水處理廠近期規(guī)模12萬m3/d，新建 6萬m3/d，為了更好的結(jié)合現(xiàn)狀處理工藝，設(shè)計(jì)采用了前置反硝化BAF工藝。

2)考慮到污水廠位于勝利油田，污水中可能帶有油脂，預(yù)處理采用了除油沉砂工藝。

3)BAF前處理采用水解沉淀工藝，既可以去除大部分懸浮物，保證BAF穩(wěn)定運(yùn)行，又可以借助水解酸化作用，改進(jìn)污水的可生化性。

4)生物處理采用前置反硝化BAF工藝，回流比在 100%～120%;DN池濾速控制在9m/h～11m/h，反硝化負(fù)荷為0.5 kg NO3-N/m3濾料?d;C/N池濾速控制在6m/h～8m/h，硝化負(fù)荷0.6 kg NH3-N/m3濾料?d，BOD5負(fù)荷0.7 kg BOD5/m3濾料?d。

5)加氯采用液氯，除磷藥劑選擇液體硫酸鋁。

6)廠內(nèi)設(shè)有超越管路，便于污水處理廠的調(diào)試、檢修和運(yùn)行管理。

[1] Ren-Jie Chiou，Chaio-Fuei Ouyang.The effect of recycle ratio on nitrogen removal in the combined pre-denitrification/nitrification biofilter system[J].Chem Technol Biotechnol，2001 (76):559-564.

[2] 王舜和，郭淑琴.不同功能曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].給水排水，2008，34(11):47-51.

[3] 易 彪，陶 濤，朱 鵬.曝氣生物濾池處理城市污水的工程應(yīng)用[J].中國給水排水，2007，23(20):60-62.

[4] 喬曉時(shí)，許云閎，全 燮.BIOFOR曝氣生物濾池用于城市污水處理[J].中國給水排水，2004(20):83-85.