鄭秋生，張 嵒，李樹超

(中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司 天津300452)

濱海高新區(qū)某10 000 m3/d污水處理廠工程設(shè)計及運(yùn)行

鄭秋生，張 嵒，李樹超

(中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司 天津300452)

為加快濱海高新區(qū)建設(shè)，改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，建設(shè)濱海高新區(qū)某10,000,m3/d污水處理廠。項目通過詳細(xì)的調(diào)研、論證、對比，確定采用預(yù)處理 A2O生化處理-深度處理-生態(tài)處理工藝，建成后利用接種方式培養(yǎng)活性污泥。自運(yùn)行以來，工藝處理后，出水COD 31.3～40.2,mg/L、BOD 8.1～8.4,mg/L、SS 8.2～8.6,mg/L、NH3-N 3.8～4.2,mg/L、TN 9.6～10.8,mg/L、TP 0.39～0.4,mg/L，運(yùn)行效果良好，穩(wěn)定性高，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

濱海高新區(qū) 污水處理廠 A2O生化處理 設(shè)計

0 引 言

依據(jù)天津市城市總體規(guī)劃、濱海新區(qū)發(fā)展規(guī)劃和濱海新區(qū)城市總體規(guī)劃提出的要求，加快建設(shè)濱海高新區(qū)。改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，吸引投資，保障高新區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。高新區(qū)某污水處理廠工程的建成對于滿足招商引資條件，改善和凈化城市環(huán)境以及合理利用水資源具有重要意義。濱海高新區(qū)某污水處理廠一期的建設(shè)規(guī)模為 10,000,m3/d，處理工藝采用預(yù)處理A2O生化處理-深度處理-生態(tài)處理，出水達(dá)到GB,18918—2002一級A標(biāo)準(zhǔn)。[1]

1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)及工藝流程

因濱海高新區(qū)定位較高，區(qū)內(nèi)主要引入高科技企業(yè)，工業(yè)廢水污染程度相對較低，而且隨著高效環(huán)保管理機(jī)制的實施，各企業(yè)排放的污水應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。區(qū)域內(nèi)其他用戶污染均歸屬生活污水，相對比較穩(wěn)定。同時，通過對國內(nèi)近千座城鎮(zhèn)污水處理廠及國內(nèi)部分開發(fā)區(qū)污水處理廠水質(zhì)的調(diào)研，確定該污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)，出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB 18918—2002一級A標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)出水具體值如表1所示。

表1 工程設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)Tab.1 The water quality of influent and effluent in the project

該項目采用預(yù)處理-A2O生化處理-深度處理-生態(tài)處理工藝，流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process flow chart

2 主要構(gòu)筑物設(shè)計

2.1 粗格柵渠

污水通過管道收集以重力流入污水處理廠。在進(jìn)水處設(shè)粗格柵，去除粗大雜質(zhì)。粗格柵間按 10,000,m3/d的規(guī)模建1座。內(nèi)設(shè)機(jī)械粗格柵 1臺，B＝0.8,m，b＝40,mm，P＝0.75,kW，安裝角度 75 °；人工粗格柵 1臺，B＝0.8,m，b＝40,mm。柵渣直接落入渣斗中，送到垃圾裝運(yùn)箱內(nèi)外運(yùn)。

2.2 提升泵房

提升泵房設(shè)計污水提升能力 10,000,m3/d。設(shè) 3臺大流量潛水排污泵用來提升污水進(jìn)入后續(xù)處理單元，其中1臺變頻，來水達(dá)到設(shè)計負(fù)荷時，運(yùn)行方式采用2用1備的工作方式，低于設(shè)計負(fù)荷時，設(shè)1臺小流量變頻潛污泵用于提升。其中大流量潛水排污泵qv＝350,m3/h，H＝15,m，P＝22,kW；小流量變頻潛污泵qv＝180,m3/h，H＝15,m，P＝11,kW。

2.3 細(xì)格柵渠

在原污水進(jìn)入生物處理系統(tǒng)之前，按 10,000,m3/d的規(guī)模設(shè)計鋼筋混凝土渠道兩條，渠道上設(shè)置 1臺機(jī)械除渣自動細(xì)格柵和1臺人工細(xì)格柵。機(jī)械細(xì)格柵B＝0.8,m，b＝5,mm，P＝0.75,kW，安裝角度 75 °；人工細(xì)格柵 B＝0.8,m，b＝5,mm。細(xì)格柵產(chǎn)生的柵渣通過無軸螺旋輸送壓榨機(jī)壓榨后送到垃圾裝運(yùn)箱內(nèi)外運(yùn)。

2.4 沉砂池

采用圓形旋流沉砂池，其功能是去除粒徑大于0.2,mm的砂粒，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備、防止管道堵塞和池體淤積。 共設(shè)1個沉砂池，處理能力為 10,000,m3/d。沉砂池單池直徑為2.44,m，水力表面負(fù)荷為 150,m3/(m2·h)，停留時間 30,s。每座沉砂池配備除砂泵 1臺。沉砂由管道輸送到螺旋式砂水分離器內(nèi)。除砂泵qv＝36,m3/h，砂水分離器qv＝36,m3/h。

2.5 初沉池

初沉池在去除懸浮物的同時，起到調(diào)節(jié)池的作用，在運(yùn)行中去除污水中部分懸浮物也能去除部分有機(jī)物。初沉池為D＝20,m，H＝6,m的圓形池體，處理能力10,000,m3/d。初沉池污泥通過刮泥機(jī)進(jìn)入污泥濃縮池。設(shè)計水力表面負(fù)荷2.5,m3/(m2·h)，有效水深2.5,m。

2.6 A2O池

A2O組合池是該工藝流程中關(guān)鍵的構(gòu)筑物，是脫氮除磷的主功能區(qū)。A2O組合池為B×L×H＝40,m×28,m×5.8,m，其中1格厭氧池(有效容積 420,m3)、1格缺氧池(有效容積2,020,m3)和2格好氧池(有效容積2,750,m3)，2格好氧池可在水量較少或檢修時退出1格。厭氧池、缺氧池和好氧池停留時間分別為1,h、4.9,h和6.6,h。厭氧池和缺氧池分別設(shè)置潛水推進(jìn)器 2 臺和 4 臺，防止污泥沉淀。污泥負(fù)荷0.113,kg,BOD5/(kg,MLSS·d)，污泥濃度 3,kg,MLSS/m3，污泥產(chǎn)率 0.788,kg,DS/kgBOD5。好氧池曝氣系統(tǒng)，為活性污泥微生物提供氧量，每池設(shè)有1臺回流污泥泵，把回流污泥從好氧池送到缺氧池，回流比約為 110%,。二沉池回流污泥回流至厭氧區(qū)，回流比約為 100%,，活性污泥中含有的過量磷在厭氧池中釋放。污水中的氨氮和有機(jī)氮在好氧池被硝化，通過回流至厭氧池、缺氧池被反硝化脫氮去除。

供氧系統(tǒng)采用空氣擴(kuò)散方式，采用可防止污泥堵塞的橡膠膜微孔曝氣系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移效率可以達(dá)到25%,～30%,。鼓風(fēng)機(jī)房采用3臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)(2用1備，1臺變頻)，每臺單機(jī)供氣量31.6,Nm3/m in，風(fēng)壓58.8,kPa，功率55,kW。根據(jù)生物池曝氣量的需求可通過調(diào)節(jié)葉片角度實現(xiàn)。

2.7 二沉池

活性污泥進(jìn)入二沉池中完成泥水分離，一部分污泥回流至厭氧池，剩余污泥進(jìn)入污泥儲池。設(shè)置圓形二沉池 1座，D＝30,m，H＝4,m，設(shè)計水力表面負(fù)荷 1,m3/(m2·h)(峰值流量時)，有效水深3,m。

池中設(shè)置周邊傳動刮吸泥機(jī)1臺，功率0.75,kW。

2.8 中間水池及提升泵房

為滿足后續(xù)處理流程穩(wěn)定的需要，設(shè)中間水池和提升泵房。中間水池 B×L×H＝10,m×8,m×4.3,m，有效停留時間0.5,h。設(shè)進(jìn)水提升泵3臺(2用1備)，qv＝350,m3/h，H＝10,m，P＝15,kW。

2.9 微絮凝砂濾池

為了進(jìn)一步去除污水中的懸浮物和 TP，在生化處理單元后設(shè)置深度處理單元，其中微絮凝砂濾池就是主要的單元之一。二沉池出水中加入 PAC在管道混合器中混合均勻，流入砂濾池。采用氣水反沖洗，通過 PLC控制進(jìn)水閥門、出水閥門、反沖洗進(jìn)水閥的切換，實現(xiàn)自動運(yùn)行。設(shè)計參數(shù)：濾速v＝6,m/h，濾料層高度 h＝1.0,m；反沖洗時，單獨(dú)氣洗強(qiáng)度17,L/(m2·S)，氣洗時間 2,m in，氣水聯(lián)合反洗時，水洗強(qiáng)度8,L/(m2·S)，氣洗強(qiáng)度 17,m3/(m2·h)，聯(lián)合反洗 4,m in，單獨(dú)水洗強(qiáng)度15,L/(m2·S)，水洗時間6,m in。

2.10 紫外消毒系統(tǒng)

為了降低水中細(xì)菌和病毒的含量，使出水生物學(xué)指標(biāo)合格，設(shè)置紫外消毒渠 1條。包含紫外消毒模塊4套，燈管數(shù)量32支，單支燈管功率320,W，燈管間距90,mm×90,mm。出水中沒有投加藥劑，不對后續(xù)的濕地處理系統(tǒng)帶來負(fù)面影響。

2.11 外排泵房

為確保出水達(dá)標(biāo)、不合格水回流，監(jiān)控外排水提升泵房出水，同時為砂濾池提供反沖洗用水。排水提升泵 3臺(2用1備，1臺變頻)，qv＝350,m3/h，H＝7,m，P＝11,kW。

2.12 濕地

污水處理人工濕地采用潛流＋表面流濕地系統(tǒng)。潛流濕地面積 1.5公頃；表面流濕地面積 8.5公頃；植物配置：蘆葦、菖蒲、香蒲、水蔥、石曹蒲、水竹、草蘆等。

2.13 污泥處理系統(tǒng)

為有效處理污泥，設(shè)置污泥濃縮池1座(圓形池，D＝4,m，H＝3,m)，污泥儲池1座(矩形池，B×L×H＝3,m×3,m×5,m)，污泥脫水機(jī)房1座。

初沉池產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池，重力濃縮；上清液進(jìn)入 A2O生化處理系統(tǒng)，補(bǔ)充碳源。污水生物處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的剩余污泥由設(shè)在二沉池中的剩余污泥泵抽送至污泥儲池。為了防止污泥在儲池中的厭氧狀態(tài)下釋放磷，采用空氣管曝氣和機(jī)械濃縮。污泥處理系統(tǒng)包括了1臺帶式濃縮壓濾機(jī)，帶寬2,m，單機(jī)功率6,kW。脫水后污泥含水率不超過85%,。污泥系統(tǒng)的脫出水回流至進(jìn)水泵房，重新進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。

3 調(diào)試及運(yùn)行情況

工程建造完成后，在各個構(gòu)筑物及設(shè)施預(yù)驗收通過，各項流程已進(jìn)行聯(lián)動試車，自控系統(tǒng)正常情況下開始進(jìn)行 A2O處理工藝的試運(yùn)行，通過接種悶曝→間歇進(jìn)水→連續(xù)進(jìn)水培養(yǎng)與馴化→穩(wěn)定運(yùn)行等幾個階段的培養(yǎng)建立起了基本穩(wěn)定的A2O生化處理＋微絮凝過濾工藝流程。[2-3]

自調(diào)試正常運(yùn)行通水后運(yùn)行穩(wěn)定正常。2014年4月份上、中、下旬的平均進(jìn)出水水質(zhì)如表 2所示。出水水質(zhì)達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

表2 2014年4月份上、中、下旬平均進(jìn)出水水質(zhì)Tab.2 The average effluent quality in different periods in April, 2014

4 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

工程占地 2.21,hm2，單位污水運(yùn)營成本 1.64 元/m3。建成后每年可減少 BOD污染 621,t、COD污染 1,278,t、SS污染694,t、總氮污染109,t、總磷污染16,t。

5 結(jié) 語

濱海高新區(qū)某 10,000,m3/d污水處理廠項目經(jīng)前期調(diào)研、對比，明確了進(jìn)水量和進(jìn)水水質(zhì)情況，確定了采用預(yù)處理 A2O生化處理-深度處理-生態(tài)處理工藝流程。經(jīng)長時間的運(yùn)行，表明該處理工藝處理效果滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。該處理工藝技術(shù)成熟、運(yùn)行管理方便、效果穩(wěn)定良好、運(yùn)營成本經(jīng)濟(jì)，可作為后續(xù)高新區(qū)污水處理廠建設(shè)的參考，可為全面建設(shè)宜居生態(tài)型新城區(qū)貢獻(xiàn)價值?！?/p>

［1］ 國家環(huán)境保護(hù)總局. 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 18918—2002[S]. 北京：中國環(huán)境出版社.

［2］ 李樹超. 中海油天津濱海高新區(qū)污水處理廠工藝調(diào)試及試運(yùn)行[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保，2013(8)：13-14.

［3］ 張靈靈. 我國中小城市污水處理工藝調(diào)試方法研究[J]. 技術(shù)與市場，2012(2)：42-44.

Design and Running of a 10,000,m3/d W astewater Treatment Plant in Tianjin Binhai Hi-tech Industrial Development Area

ZHENG Qiusheng，ZHANG Yan，LI Shuchao
(CNOOC EnerTech-Safety & Environmental Protection Co.，Tianjin 300452，China)

In order to speed up the construction of Tianjin Binhai Hi-tech Industrial Development Area and improve the regional water ecological environment，it is decided to build a 10,000,m3/d Wastewater Treatment Plant．Through detailed research and comparison，the process of pretreatment-A2O biochem ical treatment-advanced treatment-ecological treatment process was selected．When the construction was completed，inoculation methods were adopted to produce activated sludge．Since the operation，the effect has been proved stable and reliable，and effluent factors of treated water reached：COD 31.3—40.2,mg/L，BOD 8.1—8.4,mg/L，SS 8.2—8.6,mg/L，NH3—N 3.8—4.2,mg/L，TN 9.6—10.8,mg/L and TP 0.39—0.4,mg/L．The effluent quality meets the first class A criteria of Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant(GB,18918—2002).

Tianjin Binhai Hi-tech Industrial Development A rea；wastewater treatment plant；A2O biochem ical treatment；design

X703.1

：A

：1006-8945(2015)10-0090-03

2015-09-05