郭海鵬

(廣東聯(lián)泰環(huán)保股份有限公司，廣東 汕頭 515000)

1 工程概況

華南某污水處理廠總設(shè)計(jì)規(guī)模為10×104m3/d，分兩期實(shí)施，一期工程規(guī)模為5×104m3/d，工程總投資約1.9億元(不含征地費(fèi))，占地約60畝，于2017年建成投產(chǎn)。

2 工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 工藝流程

該廠采用“改良型A2/O生物池+高效沉淀池+轉(zhuǎn)盤過(guò)濾+紫外線消毒”工藝，配套全過(guò)程除臭設(shè)施，污泥經(jīng)生物瀝浸工藝處理后進(jìn)行板框壓濾見(jiàn)圖1。

2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

該廠出水執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)中的較嚴(yán)值。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Flow chart

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Table 1 Design influent quality and effluent quality

2.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.3.1 粗格柵和進(jìn)水泵房

粗格柵與進(jìn)水泵房合建，平面尺寸15.2 m×14.1 m。土建按遠(yuǎn)期10×104m3/d一次建成，設(shè)備按照5.0×104m3/d規(guī)模安裝。粗格柵為2臺(tái)鋼絲繩格柵除污機(jī)，每臺(tái)格柵寬1.5 m，安裝傾角75°，柵條間隙20 mm，柵前水深1.17 m。運(yùn)行方式可設(shè)根據(jù)液位差或周期性自動(dòng)運(yùn)行，也可設(shè)手動(dòng)運(yùn)行。進(jìn)水泵房安裝4臺(tái)潛水泵(3大1小)，大泵Q=1100 m3/h，H=16 m，N=90 kW，小泵Q=700 m3/h，H=16 m，N=55 kW，其中一臺(tái)大泵備用。

2.3.2 細(xì)格柵和曝氣沉砂池

細(xì)格柵和曝氣沉砂池合建，平面尺寸33.8 m×8.7 m。細(xì)格柵為2臺(tái)圓孔板階梯式細(xì)格柵，每臺(tái)細(xì)格柵寬1.5 m，安裝角度60°，柵條間隙6 mm，柵前水深1.3 m。柵渣經(jīng)高排水壓榨機(jī)脫水后外運(yùn)，運(yùn)行方式可設(shè)根據(jù)液位差或周期性自動(dòng)運(yùn)行，也可設(shè)手動(dòng)運(yùn)行。曝氣沉砂池水力停留時(shí)間3.2～4.6 min，設(shè)有1臺(tái)移動(dòng)橋式吸砂機(jī)和1臺(tái)砂水分離器，配備2臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)(一用一備)，風(fēng)量4 m3/min，風(fēng)壓49 kPa，功率15 kW。

2.3.3 改良型A2/O生物池

生物池2座，單池尺寸87.5 m×30.4 m×6.8 m，有效水深6 m，有效容積13861 m3，停留時(shí)間13.3 h；預(yù)缺氧區(qū)有效容積573 m3，HRT=0.55 h；厭氧區(qū)有效容積1832 m3，HRT=1.75 h；缺氧區(qū)和好氧區(qū)有效容積11456 m3，HRT=11 h；設(shè)計(jì)水溫15 ℃，污泥總泥齡12 d，污泥負(fù)荷0.09 kgBOD5/kgMLSS·d，污泥濃度(MLSS)3.5 g/L，最大氣量8959 m3/h，剩余污泥產(chǎn)量5600 kg/d。

單池預(yù)缺氧區(qū)潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，D=710 mm，N=3.6 kW；厭氧區(qū)水下攪拌器2臺(tái)D=730 mm，N=4.8 kW；缺氧區(qū)和好氧區(qū)水下推進(jìn)器6臺(tái)D=2300 mm，N=2.6 kW；微孔曝氣器設(shè)672套，單根曝氣管8 m3/m·h。

2.3.4 配水井和污泥泵房

二沉池配水井與污泥泵房合建，平面尺寸9.6 m×11.9 m。安裝4臺(tái)污泥泵(3用1備)，Q=700 m3/h，H=6～9 m，N=16 kW；剩余污泥泵2臺(tái)(1用1備)，單泵Q=50 m3/h，H=7～9 m，N=2.2 kW。

2.3.5 二沉池

二沉池2座，采用周進(jìn)周出輻流式沉淀池。單池D=42 m，H=4.3 m，有效水深3.5 m。最大設(shè)計(jì)流量2875 m3/h，表面負(fù)荷1.04 m3/(m2·h)。二沉池出水采用鋼筋混凝土環(huán)形集水槽，單側(cè)溢流堰出水。每座二沉池設(shè)1臺(tái)中心傳動(dòng)的半橋式刮吸泥機(jī)進(jìn)行排泥。

2.3.6 高效沉淀池

高效沉淀池共2座，平面尺寸26.9 m×29.8 m，每座分混合區(qū)、絮凝區(qū)和沉淀區(qū)?；旌蠀^(qū)混合時(shí)間1.4 min，有效容積33.3 m3，有效水深3.7 m，配備快速攪拌器1臺(tái)，D=1.8 m，N=7.5 kW；絮凝區(qū)反應(yīng)時(shí)間14 min，有效容積333 m3，有效水深6.8 m，設(shè)絮凝攪拌機(jī)4臺(tái)，D=1 m，N= 1.1 kW。沉淀池區(qū)配備刮泥機(jī)1臺(tái)，D=14 m，N=0.75 kW；污泥螺桿泵2臺(tái)，Q=65 m3/h，N=15 kW；PP材質(zhì)的斜管內(nèi)切圓直徑100 mm，安裝傾角60°，斜管斜長(zhǎng)1.0 m。

2.3.7 轉(zhuǎn)盤過(guò)濾和紫外消毒池

過(guò)濾和消毒池合建，平面尺寸19.6 m×13.2 m。過(guò)濾采用轉(zhuǎn)盤過(guò)濾器，共設(shè)4臺(tái)(3用1備)，為內(nèi)進(jìn)外出式，轉(zhuǎn)盤膜片采用304不銹鋼材質(zhì)。紫外消毒池設(shè)兩條消毒明渠，每條明渠安裝2個(gè)紫外燈模塊組，采用低壓高強(qiáng)燈管，紫外透光率>65%，配套水位控制溢流堰門。

2.3.8 加藥間

加藥間的功能主要是配制和投加化學(xué)除磷藥劑。除磷藥劑采用聚合氯化鋁(PAC)和陰離子聚丙烯酰胺(PAM)，PAC投加點(diǎn)分別為生物池出水口和高效沉淀池混合區(qū)，設(shè)計(jì)投加量為15 mg/L(固體，Al2O3有效含量30%)，配制溶液濃度為5%。PAM投加點(diǎn)分別為生物池出水口和高效沉淀池絮凝區(qū)，投加量為0.8 mg/L，配制溶液濃度為0.1%。

2.3.9 鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房按遠(yuǎn)期規(guī)模一次建成，設(shè)備按近期規(guī)模安裝。選用進(jìn)口空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2大1小)，大風(fēng)機(jī)(1用1備)為125 m3/min，風(fēng)壓0.7 bar，配套電機(jī)功率185 kW，小風(fēng)機(jī)為65 m3/min，風(fēng)壓0.7 bar，配套電機(jī)功率110 kW。

2.3.10 污泥脫水車間

該廠在板框壓濾脫水車間前端設(shè)置生物瀝浸池，剩余污泥經(jīng)濃縮池濃縮后進(jìn)入生物瀝浸池改性，再進(jìn)行板框壓濾脫水。生物瀝浸工藝的主要原理是微生物替代效應(yīng)和生物酸化效應(yīng)[1]。通過(guò)在瀝浸池中投加瀝浸菌種和復(fù)配營(yíng)養(yǎng)劑，培殖瀝浸微生物(主要是化能自養(yǎng)的嗜酸硫桿菌)成為優(yōu)勢(shì)菌種，替代原剩余污泥中的常規(guī)異養(yǎng)型微生物，實(shí)現(xiàn)對(duì)活性污泥的調(diào)理改性，使得污泥在板框壓濾階段無(wú)需添加絮凝劑或調(diào)理劑，即可脫水到含水率60%以下的泥餅。

污泥脫水車間按遠(yuǎn)期一次建成，設(shè)備按照近期規(guī)模安裝。污泥濃縮池1座，D=12 m，有效水深4.0 m，單臺(tái)濃縮刮泥機(jī)功率1.5 kW。生物瀝浸池1座，平面尺寸12.7 m×16.0 m，有效水深6.1 m。污泥脫水車間安裝高壓隔膜板框壓濾機(jī)1套，單臺(tái)過(guò)濾面積600 m2，配套液壓站、污泥進(jìn)料泵、壓榨泵、沖洗水泵、空壓機(jī)、螺旋輸送機(jī)、泥斗及配藥裝置等。

2.3.11 除臭系統(tǒng)

該廠采用全過(guò)程除臭工藝，將含有組合生物填料的培養(yǎng)箱安裝于生物池缺氧區(qū)，輔以一定量的曝氣，活性污泥混合液在經(jīng)過(guò)培養(yǎng)箱的過(guò)程中，污泥混合液中的除臭微生物在生物填料選擇性強(qiáng)化作用下生長(zhǎng)和增殖，并對(duì)水中的致臭污染物產(chǎn)生吸附、凝聚和生物降解等作用，另將一定量的剩余污泥回流至污水廠進(jìn)水端，同步去除進(jìn)水中致臭污染物，從而實(shí)現(xiàn)惡臭的全流程控制[2-3]。

該廠全過(guò)程除臭系統(tǒng)包括微生物培養(yǎng)箱和配套供氣管路，設(shè)置20臺(tái)微生物培養(yǎng)箱，規(guī)格為Φ1200 mm×2000 mm，培養(yǎng)箱總供氣量約140 m3/h。除臭污泥回流系統(tǒng)將回流污泥按進(jìn)水量的2%～6%回流至預(yù)處理段，可對(duì)粗格柵、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵和曝氣沉砂池等工段進(jìn)行除臭。

3 運(yùn)行效果

3.1 水質(zhì)凈化效果

圖2 COD和BOD5變化曲線Fig.2 Variation curve of COD and BOD5

圖3 總氮和氨氮變化曲線Fig.3 Variation curve of TN and NH3-N

圖4 SS變化曲線Fig.4 Variation curve of SS

圖5 總磷變化曲線Fig.5 Variation curve of TP

該廠由于廠外配套管網(wǎng)的不完善，進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大，通過(guò)調(diào)整處理水量、優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，保證了出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)近兩年的運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，COD平均去除率達(dá)86%，BOD5平均去除率達(dá)90%，總氮平均去除率達(dá)70%，氨氮平均去除率達(dá)98%，SS平均去除率達(dá)95%，總磷平均去除率達(dá)84%，體現(xiàn)了良好的運(yùn)行狀態(tài)，也表明該廠具備較好的抗沖擊性和工藝調(diào)控靈活性。

3.2 污泥處理效果

該廠的剩余污泥經(jīng)生物瀝浸工藝處理后，脫水泥餅含水率可達(dá)55%左右。瀝浸處理過(guò)程的酸性環(huán)境，可殺滅污泥中的寄生蟲(chóng)、蟲(chóng)卵和病菌等，并且由于沒(méi)有投加石灰等無(wú)機(jī)調(diào)理劑，污泥基本沒(méi)有增量，節(jié)約了一定的污泥外運(yùn)成本，且污泥熱值幾乎沒(méi)有損耗，保留了后續(xù)資源化利用的潛力，可用于園林綠化有機(jī)肥料或腐殖土的生產(chǎn)[4-5]。

3.3 除臭效果

該廠采用全過(guò)程除臭工藝對(duì)全廠臭氣污染源進(jìn)行控制，經(jīng)第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)廠界廢氣排放情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表3，表明廠界廢氣控制指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在重點(diǎn)致臭工段如預(yù)處理段和污泥脫水車間，感官上均無(wú)明顯臭味，除臭效果良好。

表3 廠界廢氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)Fig.3 Exhaust monitoring data of factory bound

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)該廠采用“改良型A2/O生物池+高效沉淀池+轉(zhuǎn)盤過(guò)濾+紫外線消毒”工藝，投產(chǎn)至今系統(tǒng)運(yùn)行工況良好，抗負(fù)荷沖擊性較強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

(2)全過(guò)程除臭工藝的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程同步抑制臭氣的產(chǎn)生，無(wú)需加蓋集氣處理即可達(dá)到良好的除臭效果。

(3)采用生物瀝浸工藝對(duì)剩余污泥進(jìn)行預(yù)處理，脫水工段無(wú)需再添加任何藥劑即可獲得含水率60%以下的泥餅，并且在不改變污泥性狀和增加污泥產(chǎn)量的前提下保留了有機(jī)質(zhì)，一定程度上節(jié)約了污泥運(yùn)輸成本，也為后續(xù)污泥資源化利用提供更多可能性。

(4)水、氣、固廢等各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮了良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。