馮亞從 新疆市政建筑設(shè)計研究院有限公司

一、工程概況

輪臺縣拉依蘇污水處理廠位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣拉依蘇化工區(qū)8號路和西環(huán)路交界處以東86米處，主要服務(wù)于拉依蘇工業(yè)園區(qū)。污水處理廠一期建設(shè)規(guī)模為2.5萬m3/d，部分單體土建按7.5萬m3/d建設(shè)，設(shè)備分期配套安裝。污水處理廠占地為梯形，總占地面積為13.33公頃，其中一期占地為8.33公頃，二期和三期占地分別為2.5公頃。

二、進(jìn)、出水水質(zhì)

結(jié)合工業(yè)園區(qū)入駐企業(yè)實測進(jìn)水水質(zhì)和環(huán)評批復(fù)，確定本工程進(jìn)水水質(zhì)。根據(jù)《輪臺工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃（2014-2030）》及可行性研究報告環(huán)評批復(fù)，確定出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》中一級B標(biāo)準(zhǔn)。但是根據(jù)工業(yè)園區(qū)的實際情況，考慮再生水回用，故實際設(shè)計出水水質(zhì)較環(huán)評批復(fù)水質(zhì)高。

污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)

三、工藝流程

本工程選擇A/O工藝，該工藝污水處理效果穩(wěn)定，水質(zhì)水量抗沖擊能力強，且工藝成熟易于運行管理。深度處理采用MBR工藝，該工藝能截留生物反應(yīng)器內(nèi)幾乎所有的生物量，有利于培養(yǎng)截留適應(yīng)化工園區(qū)廢水中難降解、有毒有害物質(zhì)的活性污泥，使反應(yīng)系統(tǒng)保持較高的污泥濃度，抗沖擊負(fù)荷能力強，且經(jīng)MBR膜過濾的出水水質(zhì)好。為防止 MBR 池出水不達(dá)標(biāo)，增加臭氧催化氧化池對不達(dá)標(biāo)的污水進(jìn)行氧化處理，保證出水的達(dá)標(biāo)排放。

根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和后期運行情況調(diào)整工藝，當(dāng)生化效果較好時，可從二沉池超越MBR池直接進(jìn)入后續(xù)臭氧接觸池，或當(dāng)生化效果一般時，可從生化池超越二沉池進(jìn)入后續(xù)MBR池，在實際運行過程中根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

圖1 污水處理廠工藝流程圖

四、工程設(shè)計

（一）粗格柵間及提升泵房

污水重力進(jìn)入污水處理廠，為減小構(gòu)筑物整體埋深，進(jìn)水需設(shè)置提升泵站，泵站前設(shè)置粗格柵目的是去除污水中較大的懸浮物和漂浮物，以保證后續(xù)處理裝置的正常運行。粗格柵及提升泵房土建按照7.5萬m3/d規(guī)模建設(shè)，泵房集水池容積按三期最大一臺泵10min的流量計算，有效容積為225m3。構(gòu)筑物設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。

（二）污水緩沖池

由于工業(yè)廢水水量和水質(zhì)的不均勻性會給處理帶來很大的麻煩，使污水處理設(shè)施難以維持正常操作。因此，先將污水導(dǎo)入緩沖池進(jìn)行均和調(diào)節(jié)處理，為后續(xù)的水處理系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定和優(yōu)化的操作條件。污水緩沖池按7.5萬m3/d規(guī)模建設(shè)，平面尺寸為84.0m×60.0m×7.0m，平均有效水深6.45m。緩沖池平均分2組，池內(nèi)設(shè)置6套浮動式收油器將油收集至集油池，通過1臺污油提升泵收集至污油罐。構(gòu)筑物設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。

（三）細(xì)格柵間及曝氣沉砂池

本工程細(xì)格柵間和曝氣沉砂池合建，土建按照7.5萬m3/d規(guī)模建設(shè)，細(xì)格柵間設(shè)有4條渠道，3條機(jī)械格柵，1條人工事故格柵（備用）。格柵前后設(shè)置閘門以便檢修，柵渣通過螺旋輸送機(jī)排入柵渣箱，由PLC根據(jù)液位差或設(shè)定的時間間隔自動控制，亦可現(xiàn)場控制。

曝氣沉砂池分2組運行，設(shè)1臺橋式吸砂機(jī)將砂水混合物輸送至砂水分離器進(jìn)行分離，分離的水進(jìn)入廠區(qū)排水管道，干砂外運。

（四）初沉池

本工程初沉池采用中心進(jìn)水周邊出水方式，初沉池設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，分2座，每座規(guī)模為1.25萬m3/d。初沉池設(shè)計表面負(fù)荷為1.66m3/m2·h，沉淀時間為1.8h，池子內(nèi)直徑為20m，高度為3.5m，有效水深3.0m。構(gòu)筑物設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。

每座初沉池設(shè)置1臺周邊傳動全橋式吸泥機(jī)，吸泥機(jī)將池內(nèi)污泥由池邊逐漸刮至中心集泥坑，在靜水壓力作用下，通過排泥管將污泥輸送至污泥泵房。浮渣刮板將池邊與中心導(dǎo)流筒之間水面上浮渣全部刮向池邊，依靠刮渣耙和管式排渣斗的配合，將浮渣刮至管式排渣斗內(nèi)，由上清液自動沖洗排出池外。上清液通過三角齒形堰溢流進(jìn)入環(huán)形集水渠，再通過出水斗將上清液輸送至生化池。

（五）水解酸化及A/O池

初沉池出水先進(jìn)入水解酸化部分，水解酸化池分2組（中間池壁共壁），每組分3格，水解酸化池可去除部分污染物，并提高廢水可生化性；然后進(jìn)入生化池A段進(jìn)行反硝化，A段分2組（中間池壁共壁），每組1格；再進(jìn)入后續(xù)O段進(jìn)行硝化反應(yīng)，O段分2組（中間池壁共壁），每組4格。水解酸化池設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。

水解酸化及A/O池設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，平面尺寸為72.8×70.0m，高度7.45m，平均有效水深6.2m。生化池總有效容積27290m3，總停留時間26.2h，其中，水解酸化池有效容積10417m3，缺氧區(qū)有效容積3541m3，好氧區(qū)有效容積13333m3，污泥回流比100%，SS的轉(zhuǎn)換率0.5kgMLSS/kgSS，污泥凈產(chǎn)率系數(shù)0.70kgSS/kgBOD5，混合液懸浮固體濃度4.0kgMLSS/m3，好氧池溶解氧（DO）值2.0mg/L，碳的氧當(dāng)量系數(shù)1.47kgO2/kgBOD5，氨氮的氧當(dāng)量系數(shù)4.57kgO2/kgTAN，細(xì)胞的氧當(dāng)量系數(shù)1.47kgO2/kgCE。

（六）配水井及污泥泵池

二沉池配水井與污泥泵池合建，采用同心圓形式。水解酸化及A/O池出水進(jìn)入中圓，通過堰溢流至外圓，均勻分配水量然后進(jìn)入二沉池，二沉池產(chǎn)生的剩余污泥回流至內(nèi)圓，并投加聚合氯化鋁（PAC），然后通過污泥泵提升至污泥濃縮池，同時在內(nèi)圓內(nèi)設(shè)置回流污泥泵，將混合液回流至水解酸化及A/O池。其設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，剩余污泥量為2000m3/d，回流污泥量為100%Q。

（七）二沉池

二沉池采用周邊進(jìn)水周邊出水形式，設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，分2座，每座規(guī)模為1.25萬m3/d，設(shè)計表面負(fù)荷為1.06m3/m2·h，固體負(fù)荷為48.9kg/d·m2，出水堰負(fù)荷為2.2L/s·m，回流污泥濃度為3.0g/L，池子內(nèi)直徑為25m，高度為4.8m，有效水深4.1m。

二沉池采用中心傳動單管吸泥機(jī)，并通過投加FeCl3進(jìn)行除磷。通過對進(jìn)水水質(zhì)及前段處理單元的水質(zhì)檢測，設(shè)計了對二沉池的超越。

（八）MBR膜池及設(shè)備間

膜池設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，膜區(qū)總共由6組獨立控制產(chǎn)水單元組成，便于其中一套檢修時，其余數(shù)5套可以正常工作。膜組件浸沒在膜分離池的混合液中，在產(chǎn)水泵產(chǎn)生的負(fù)壓條件下，生化處理過的清水透過膜匯集到集水管，實現(xiàn)泥水分離。被截留的活性污泥經(jīng)過污泥回流泵回流到生化區(qū)，剩余污泥由泵提升至去污泥脫水系統(tǒng)。

混合液懸浮物固體（MLSS）平均濃度為8000mg/L，污泥負(fù)荷為0.12kgBOD5/（kgMLSS·d），混合液揮發(fā)性懸浮物固體平均濃度為4.8g/L，膜生物池進(jìn)水生化需氧量為60mg/L，出水生化需氧量為20mg/L。

（九）臭氧接觸氧化池

臭氧接觸氧化是在臭氧催化氧化作用下去除水中有機(jī)物的一種深度處理，設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，停留時間為60min，臭氧投加指標(biāo)1mgCOD/4mgO3。

臭氧接觸池上設(shè)置尾氣破壞器設(shè)備間，臭氧投加量設(shè)備按40kg/h選型，每臺20kg/h，3臺（2用1備）。

（十）清水池

清水池與臭氧接觸池共壁合建，清水池容積一般按日需水量的10～20%考慮，本工程按照日處理水量的12%計，其設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d。

（十一）回用水泵房

根據(jù)項目區(qū)地形及出水用途，污水處理廠出水水位與項目區(qū)最高點高差約為34.5米，沿程及局部水頭損失4m，泵站揚程為42m。泵房土建按7.5萬m3/d規(guī)模建設(shè)，設(shè)備按一期2.5萬m3/d安裝。

巴氏計量槽與泵站吸水池合建，清水池出水進(jìn)入巴氏計量槽然后通過閘門進(jìn)入吸水池，離心泵從吸水池中直接吸水，泵站吸水池采用全地下式，泵房采用半地下式。

（十二）臭氧設(shè)備間

臭氧設(shè)備間設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，設(shè)有3套臭氧發(fā)生器同時工作，互為軟備用，當(dāng)一臺故障時，運行剩余2臺發(fā)生器，額定濃度150mg/L。臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量根據(jù)中控提供的水流量信號來確定，并由事先設(shè)定的水中余臭氧濃度濃度進(jìn)行反饋控制，投加劑量可有由操作人員根據(jù)水質(zhì)更改設(shè)定值。

臭氧發(fā)生器以氧氣為氣源，露點-65℃，臭氧發(fā)生器的冷卻水采用閉式循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水溫度最高不超過36℃。

（十三）配泥井

配泥井設(shè)置在污泥濃縮池前，用于儲存調(diào)配初沉池和污泥泵池產(chǎn)生的剩余污泥，設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d。

（十四）污泥濃縮池

污泥濃縮池中通過投加聚丙烯酰胺（PAM）對污泥進(jìn)行濃縮，降低含水率在一定程度上減少污泥體積，其設(shè)計規(guī)模為2.5萬m3/d，分2座，每座規(guī)模為1.25萬m3/d，污泥固體負(fù)荷為30kg/m2·d，停留時間為13.2h，池內(nèi)直徑為14.0m。構(gòu)筑物設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。

（十五）污泥調(diào)理池

污泥調(diào)理池設(shè)計規(guī)模為7.5萬m3/d，平均分兩格。不同階段通過停留時間進(jìn)行調(diào)整，一期停留時間為18h，二期為9h，三期為6h。構(gòu)筑物設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。調(diào)理池中投加三氯化鐵和石灰進(jìn)行除磷，并破壞污泥膠體的穩(wěn)定性保證污泥的脫水效果。

CaO料倉按7d儲備量計，投加量0.8t/d，密度1.5t/m3，CaO采用干式投加。袋式除塵器規(guī)格為≤5μm，過濾容積為20m3，N=0.55kW；螺旋輸送機(jī)規(guī)格為Q=3m3/h ，L=9.5m，螺距150mm。FeCl3投加量為污泥干重的 8%，投加濃度 30%。

（十六）污泥脫水機(jī)房

污泥脫水機(jī)房土建設(shè)計規(guī)模為7.5m3/d設(shè)計，設(shè)備按一期2.5萬m3/d安裝，污泥干重為9.44t/d，含水率為93%，污泥體積為134.86m3/d，壓濾機(jī)運行周期4～4.5h，每天循環(huán)4次，總運行時間16～18h，壓濾后濾餅含固率40%，污泥濾餅密度1：1.1，壓濾后的污泥濾餅厚度約為22mm（根據(jù)設(shè)備而異）。構(gòu)筑物設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)。

脫水機(jī)房內(nèi)同時設(shè)置FeCl3和PAM置備及投加系統(tǒng)，F(xiàn)eCl3投加至二沉池和污泥調(diào)理池，PAM投加至污泥濃縮池，加藥量為1mg/L ，投加濃度為0.2%。脫水機(jī)采用廂式自動隔膜壓濾機(jī)，2臺（1用1備），規(guī)格為過濾面積300m2，N=16kW，輔助配套設(shè)備有：高、低壓進(jìn)料螺桿泵、壓榨離心泵、洗布離心泵、帶式輸送機(jī)以及空氣反吹系統(tǒng)等。

（十七）加氯加藥間

本工程加藥加氯間合建，土建設(shè)計規(guī)模為7.5m3/d設(shè)計，設(shè)備按一期2.5萬m3/d安裝。為保證出水余氯要求，本設(shè)計通過采用投加次氯酸鈉實現(xiàn)，投加點設(shè)在清水池內(nèi)。出水自由性余氯控制在0.5毫克/升，在管網(wǎng)末梢控制在0.05～0.1毫克/升。絮凝劑采用聚合氯化鋁( PAC)，投加至二沉池配水井。磷酸二氫鈉投加至水解酸化及A/O生物池，調(diào)整水中PH值，增加污水的可生化性。

為保證加氯間工作人員安全，設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，保證每小時換氣12次。次氯酸鈉投加量為2mg/L，配套次氯酸鈉投藥計量泵；PAC加藥量為30mg/L，溶液濃度為10%，配套PAC全自動溶藥制備裝置；配套磷酸二氫鈉一體化投加設(shè)備。

（十八）鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房土建設(shè)計規(guī)模為7.5m3/d設(shè)計，設(shè)備按一期2.5萬m3/d安裝。本工程鼓風(fēng)機(jī)分別為MBR膜池和A/O生物池提供膜沖洗和曝氣所需空氣，均采用高速離心鼓風(fēng)機(jī)。

（十九）除臭設(shè)備間

本工程對臭氣進(jìn)行統(tǒng)一收集處理，臭氣濃度和惡臭污染物濃度須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）表4中二級標(biāo)準(zhǔn)限值和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）表2排放限值要求后，由15米高排氣筒排放。

廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行除臭的主要構(gòu)筑物有粗格柵間、細(xì)格柵間、緩沖池、水解酸化池、生物池的厭氧區(qū)、污泥濃縮池、污泥調(diào)理池、污泥脫水機(jī)房，換氣次數(shù)為2～12次/h計算，采用離子+光催化凈化裝置1套，并配套離心風(fēng)機(jī)、化學(xué)洗滌裝置、循環(huán)水泵和加藥泵等。

五、結(jié)語

本工程總投資1.85億元，平均單位污水處理經(jīng)營成本為1.95元/m3，本工程建成后將填補拉依蘇化工區(qū)污水處理系統(tǒng)的空白，能有效改善周邊投資環(huán)境，保障居民的生活健康，提高居民的生活質(zhì)量，有效的提高污水的利用率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)境效益和社會效益。