鹿桂華 楊琦 彭少華 徐敏航 楊文剛

1中國地質大學（北京）水資源與環(huán)境學院2中石化發(fā)展計劃部3中海油研究總院4中海油氣電集團技術研究中心

油田前線生活基地小型生活污水處理廠工藝

鹿桂華1楊琦1彭少華2徐敏航3楊文剛4

1中國地質大學（北京）水資源與環(huán)境學院2中石化發(fā)展計劃部3中海油研究總院4中海油氣電集團技術研究中心

某油田前線生活基地占地面積18km2，居住人口約2萬，居民生活污水直接排入附近的河流，造成河水污染較嚴重。當前應用的主要處理工藝有SBR法，A/O（A2/O法）、一體化氧化溝等，而各種處理工藝都有其適用條件。SBR和一體化氧化溝處理工藝都是比較新型的生活污水處理工藝，投資及處理效果均較傳統(tǒng)的活性污泥法好，預處理及污泥處理工藝均較簡單。一體化氧化溝工藝處理每立方來水用電比SBR工藝少0.15kW·h，工程總投資估算少120萬元。經(jīng)綜合比較，并結合當?shù)氐膶嶋H情況，該污水處理廠推薦采用一體化氧化溝處理工藝。

污水處理；SBR；一體化氧化溝工藝；生活污水；水質

某油田前線生活基地占地面積18km2，居住人口約2萬，居民生活污水直接排入附近的河流，造成河水污染較嚴重，有機物和酚、汞、鉻離子、化學需氧量和生物需氧量等均超標，嚴重影響河流沿線人們的正常生活和生產(chǎn)。為此，油田規(guī)劃在該地區(qū)建設1座生活污水處理廠，通過研究先進合理、高效經(jīng)濟的生活污水處理工藝，以滿足污水處理和達標排放的要求。

1 設計基礎數(shù)據(jù)

1.1 生活污水量預測

由于該地區(qū)的生活污水沒有確切的統(tǒng)計資料，參考該地區(qū)規(guī)劃，預測居住人口到2015年約2.5萬，包括住宅、公共建筑、綠化、噴灑道路、飲食加工及部分小規(guī)模的生產(chǎn)用水，每人每日最高用水綜合指標以400L計算，規(guī)劃用水量為1.0×104m3/d，依照“居住小區(qū)給水排水設計規(guī)范（CECS57）”，確定污水廠處理規(guī)模為1.0×104m3/d，時變化系數(shù)取1.5。

1.2 生活污水水質預測

參考監(jiān)測總站提供的該地區(qū)生活污水監(jiān)測資料，方案設計采用我國城市典型的生活污水主要指標濃度的常值和低值的平均值，污水處理廠設計進水水質指標為：pH值8.2；懸浮物（SS）160mg/L；五日生化需氧量（BOD5）140mg/L；化學需氧量（COD）280mg/L；氨氮（NH3—N）35mg/L；磷酸鹽（以P計）4mg/L。

1.3 出水水質指標確定

污水處理廠處理后的水主要排入附近的河流，地方政府確定該河流水體功能為灌溉和景觀用水，依照“地表水環(huán)境質量標準（GB3838）”的規(guī)定，執(zhí)行二級標準。具體出水水質指標為：pH值6～9；色度（稀釋倍數(shù)）≤80；懸浮物（SS）≤30mg/L；五日生化需氧量（BOD5）≤30mg/L；化學需氧量（COD）≤120mg/L；氨氮（NH3—N）≤25mg/L；磷酸鹽（以P計）≤1.0。

2 污水處理廠方案設計

2.1 處理工藝方案選擇

處理工藝選擇需綜合考慮來水水質、出水要求、污水廠規(guī)模、污水處置方式、當?shù)貧鉁?、工程地質、環(huán)境條件及經(jīng)濟狀況等多種因素。普通曝氣活性污泥法在國內外采用最多，運行管理經(jīng)驗也最成熟，工藝流程簡單，處理效果較好，但其抗沖擊負荷能力較差，工程造價較高，易出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮等問題，且不能除氮、磷等營養(yǎng)物，基本不適合小規(guī)模生活污水廠。

隨著工程實踐和技術改進，近年來國內外污水處理技術發(fā)展進步很快，當前應用的主要處理工藝有SBR法，A/O（A2/O法）、一體化氧化溝等，而各種處理工藝都有其適用條件。結合調研并咨詢相關研究院所和大學的專家，主要對SBR法和一體化氧化溝處理工藝進行研究和比選。

SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。SBR技術的核心是SBR反應池，該池具有集均化、初沉、生物降解、二沉等功能，無污泥回流系統(tǒng)。該法不設二次沉淀池，省去了污泥回流環(huán)節(jié)及其設備，工藝流程簡單，布置緊湊，占地節(jié)省，運行方式靈活，除磷脫氮效果好，耐沖擊負荷，可避免污泥膨脹，處理效果穩(wěn)定可靠，出水水質好，有除磷脫氮功能。但需特殊的潷水器，適用于中、小型污水廠。

一體化氧化溝是在普通氧化溝的基礎上將曝氣凈化與固液分離合并形成集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體的新型反應器。一體化氧化溝工藝的主要特點包括：工藝流程短，構筑物和設備少，不設初沉池、調節(jié)池和單獨的二沉池，污泥自動回流，投資省，能耗低，占地省，管理方便；處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD5和SS的去除率均在95%以上，COD的去除率也在85%以上，并且硝化和脫氮作用明顯；產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥不需消化，性質穩(wěn)定，易脫水，不會帶來二次污染；造價低，建造快，設備事故率低，運行管理費用少；固液分離效率比一般的二沉池高，池容小，能使整個系統(tǒng)在較大的流量和濃度范圍內穩(wěn)定運行；污泥回流及時，減少了污泥膨脹的可能，適用于大、中、小型污水處理廠。

2.2 主要生產(chǎn)構筑物及設備初步設計

2.2.1 SBR工藝

（1）進水閘門井及格柵井。閘門井1.25m× 1.50m×4.60m，安裝可調楔式鋃銅鑄鐵閘門和手搖式啟閉機，以控制進水和事故超越；選用回轉式格柵2臺。

（2）集水池及污水泵房。設計流量0.174m3/s，集水池與污水泵房合建。選用可提升式無堵塞型潛污泵3臺，設置檢修手動啟吊和配電控制裝置。

（3）沉砂池。設計旋流式沉砂池2個，設計流量0.174m3/s，池子直徑2.13m，高2.7m。

（4）SBR反應池。設計流量0.116m3/s，BOD5容積負荷0.3kg/kgMLVSS·d，反應池4座，潷水器4臺，水下攪拌器8臺。

（5）鼓風機房。設單級高速離心風機2臺（1用1備），空氣流量40m3/min。

（6）輻流式污泥濃縮池。設計污泥量1100kg/d，固體通量30kg/m2·d的濃縮池1座，安裝柵耙式刮泥機。

（7）出水泵房。設計流量0.174m3/s，集水池與泵房合建（泵池6.0m×4.2m×4.2m），選用可提升式不堵塞式潛污泵3臺（2用1備）。

2.2.2 一體化氧化溝處理工藝

（1）細格柵渠。設計水量0.174m3/s，柵前水深為0.4m。細格柵渠寬1m，分2格，選用回轉式格柵除污機2臺。

（2）沉砂池。設計水量0.174m3/s，采用旋流沉砂池2座。選用旋流沉砂池吸砂機2臺，鼓風機2臺。沉砂池的沉砂通過鼓風機空氣提升到砂水分離器進行砂水分離

（3）一體化氧化溝。設計1座一體化氧化溝，水量0.174m3/s，有效容積為8032m3，其中厭氧池的有效容積為630m3，水力停留時間為1.5h，缺氧區(qū)有效容積為410m3，水力停留時間為1.0h。主溝里混合液濃度MLSS為4000mg/L，水力負荷為1.58m3/m2·h。厭氧池設2臺低速潛水推流器，缺氧池設1臺低速潛水推流器。主溝內設長轉刷曝氣機3臺，充氧效率為8.22kg/h·m，在側溝設有4臺高速潛水攪拌機，并在側溝內設有沉降分離組件及1臺行車式刮沫機。一體化氧化溝采用鋸齒三角堰進入集水槽，再通過電機回轉堰門出水排入集水池；同時根據(jù)MLSS測定結果，當MLSS＞4000mg/L時，打開排泥閥將側溝里的污泥排到集泥池。

（4）尾水排放。一體化氧化溝處理后的凈化水外排，需設集水池和提升泵房。集水池容積150m3，與提升泵房合建。

（5）污泥濃縮池。設2座污泥濃縮池，采用重力間歇式濃縮池，日處理污泥量為126m3。

（6）污泥脫水間及鼓風機房。鼓風機房與污泥脫水間合建，污泥脫水間采用帶式壓濾機2臺，處理污泥量為1.5～3.0m3/h，泥餅含水率為70%～78%。

3 結論

（1）SBR和一體化氧化溝處理工藝都是比較新型的生活污水處理工藝，投資及處理效果均較傳統(tǒng)的活性污泥法好，預處理及污泥處理均較簡單。不設初沉池，只設置一級格柵、沉砂池。生物處理可以減少污泥排放量，簡化污泥濃縮脫水工藝。剩余污泥不需厭氧消化，只經(jīng)濃縮、自然干化后運出廠外，再做農肥或填埋。

（2）一體化氧化溝工藝處理每立方來水用電比SBR工藝少0.15kW·h，工程總投資估算少120萬元。經(jīng)綜合比較，并結合當?shù)氐膶嶋H情況，該污水處理廠推薦采用一體化氧化溝處理工藝。

（3）通過建設處理廠對生活污水進行處理，不但可以減少對環(huán)境污染，還可以改善油地關系，提供一個潔凈的生活空間。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.010