（湖南省建筑設(shè)計院有限公司，湖南長沙 410000）

湖南省衡山縣污水處理廠作為該地區(qū)環(huán)境水域治理的重要組成部分，具有重要的影響。在整個項目的提標改造過程中，綜合各類情況后，采用了幾種新型的處理工藝，提高整個工程項目的質(zhì)量。

1 深度處理工藝和D型濾池介紹

本工程深度處理工藝選擇“高效沉淀+D型濾池”的組合工藝，主要用來去除水中的SS和TP，確保處理水出水達標排放。高效沉淀池主要通過絮凝沉淀作用進一步去除水中SS和TP，為過濾工藝增加一道預(yù)處理屏障；沉淀后增加過濾工藝保證最終出水SS滿足一級A標要求。

1.1 高效沉淀池相關(guān)介紹

高效沉淀池作為近些年革新后使用的一種新型沉淀池，采用的是泥渣循環(huán)和斜管沉淀的方法。其工藝機理為：對泥渣進行回流，將其與來源水流在絮凝區(qū)域糅合，將這些泥渣均勻攪散為許多細小的顆粒物。細小的顆粒物可以成為絮核，讓絮體的形成更加高效、更加緊密，使整個絮體在進入沉淀區(qū)域后，沉降速度能夠加快。保證在一定的水量情況下，可以盡量減少沉淀系統(tǒng)所需要的容量，提高處理質(zhì)量。高效沉淀池在我國許多污水處理廠的提標改建中被廣泛應(yīng)用，并取得了優(yōu)異的運行效果。

1.2 D型濾池相關(guān)介紹

1.2.1 D型濾池

D型濾池是近年來開發(fā)的一類重力式自適應(yīng)濾池。采用了國家專利計劃中的863纖維濾料，彗星式纖維濾料為整體的技術(shù)核心。使用高效汽水反沖洗、小阻力配水系統(tǒng)以及恒水位或變水位過濾方式。在過濾程序中，濾層的空隙度會逐漸沿著流水的朝向逐漸縮小，隨后其密度會緩緩加大，濾層中的空隙直徑逐漸變小，可以完成較好的深度過濾。當經(jīng)過長時間的使用后，濾層清潔再利用時，可以利用復(fù)合型的纖維過濾材料以及使用汽水混合的擦洗工藝，可逐漸將濾層的過濾性能恢復(fù)。D型濾池過濾精度高、截污容量大、濾料的使用壽命長，由于濾料層被上下兩層隔離在一個封閉的腔室中，不會出現(xiàn)“跑料”狀況，減少了每年增添過濾材料的成本，再加上很多的濾料自身有很強的抗腐蝕性，正常的使用時間都在10年以上，基本不需要停工維護。D型濾池可以分別采用手動與自動兩種操控方法，可以根據(jù)操作人員的不同需求改變，該濾池采用了先進的配水配氣系統(tǒng)，可以有效避免水流反沖洗時配水的不均衡。濾池可以使用鋼質(zhì)和混凝土兩種殼體，結(jié)構(gòu)上可以采用方形或圓形，可以根據(jù)具體情況選擇，節(jié)約投資費用[1]。

1.2.2 彗星式纖維濾料

彗星式纖維濾料是一種不對稱的形狀樣式，材料中被稱為“彗尾”的一邊是松散的纖維束，比重較大的另一邊是一個實心體，被稱為“彗核”[2]。這種濾料同時具備截污性強以及反沖洗效果明顯的優(yōu)點，這種結(jié)構(gòu)有利于分離水中固體懸浮物，過濾精度高，對出水質(zhì)量有明顯提高。

2 項目介紹

2.1 項目設(shè)計總體思路

衡山縣污水處理廠為衡山縣主要污水廠，服務(wù)范圍為老城區(qū)、黃花新區(qū)、工業(yè)園區(qū)，總面積為17 km2，服務(wù)人口為16萬人。提標改造的總體建設(shè)思路基本確立為：“現(xiàn)狀改造+深度處理”，污水經(jīng)二級常規(guī)處理后通過中間提升泵站進入由“高效沉淀池+D型濾池”組成的深度處理系統(tǒng)能夠進一步去除SS、TP等污染物，保證出廠尾水恒定保持一級A類規(guī)范。

2.2 項目施工地理概況

衡山縣污水處理廠位于湘江北岸縣城東部的琵琶洲，離市中心約2 km，緊靠湘江防洪堤。污水廠總面積33 671 m2，污水處理廠一期工程占地216 88 m2，二期工程建設(shè)用地約11 985 m2。廠區(qū)內(nèi)地勢較為平緩，地面標高在49～50 m。衡山縣城分為老城區(qū)、黃花新區(qū)、工業(yè)園區(qū)和開云新城。其中，老城為合流制排水系統(tǒng)，工業(yè)園區(qū)建有少量的排水管道，但尚未形成完善的排水系統(tǒng)，其他園區(qū)尚未建設(shè)排水管道。根據(jù)《衡山縣排水專項規(guī)劃》衡山縣城老城區(qū)近期保留截流式合流制排水制度，新建城區(qū)采用完全分流制，老城區(qū)遠期改為分流制。

2.3 項目總體現(xiàn)狀分析

（1）現(xiàn)狀用地。衡山縣污水處理廠提標改造工程維持總規(guī)模不變，即新建深度處理4.0 萬m3/d?？紤]到項目無法新增用地，為確保施工期間對現(xiàn)有廠區(qū)運行影響最小，方案應(yīng)充分利用現(xiàn)有用地，所以用地情況較為緊張。（2）現(xiàn)狀處理流程。在我國現(xiàn)階段的污水處理過程，基本為粗格柵間、提升泵站→細格柵、旋流沉砂池→改良型氧化溝→二沉池→二氧化氯消毒池→清涼港→湘江。一期工程污泥處理采用帶式濃縮脫水一體機，二期工程采用板框壓濾深度脫水；污泥脫水小于60%后外運至衡山縣垃圾中轉(zhuǎn)站最終送至衡陽市垃圾填埋場或焚燒廠統(tǒng)一處置。（3）現(xiàn)狀水量。根據(jù)衡山縣污水處理廠2017年運營報表，現(xiàn)狀污水廠2017年1～12月，平均日處理水量約2.3 萬m3/d，最高可達3.5 萬m3/d，已接近滿負荷。（4）現(xiàn)運行狀況。污水處理廠一期、二期工程運行良好，出水水質(zhì)基本能穩(wěn)定達到一級B排放，常規(guī)處理具備脫氮達到A標的能力。據(jù)環(huán)保部新出臺的對水類的一級A類標準劃分，須對衡山縣污水廠進行提標改造，確保出水各項指標能穩(wěn)定達到一級A標。

3 D型濾池在衡山污水處理廠提標改造工程的應(yīng)用實例

3.1 “彗星式”材料應(yīng)用

彗星式纖維濾料作為近些年廣泛使用的新型過濾材料，其高精度過濾效果以及水處理方面有較好的前景。由于這種材料是一種不對稱的形狀樣式，結(jié)合了纖維濾料截污性好與顆粒濾料反沖洗效果好的特性，使用時截污量平均，規(guī)避了流水阻斷的狀況。同時這種結(jié)構(gòu)有利于水中固體懸浮物的分離，過濾精度高，提高了出水質(zhì)量。

在D型濾池中，利用此過濾材料所形成的濾床空隙率，可以較好貼近濾料的結(jié)構(gòu)。在濾床的橫截面上，空隙率分布平均，會保證過濾時所形成的水流與通道的大小基本保持一致，可保證截污量均勻，避免水流堵塞的問題。該濾床的縱截面空隙率散布是由上而下依次減小，空隙率沿著濾床縱截面呈現(xiàn)出上大下小的梯次分布，這種結(jié)構(gòu)比較利于將水中固體懸浮物有效的過濾。過程中彗核較大的質(zhì)量，可以將纖維絲束壓實緊密。由于彗核體積較小，對過濾斷面空隙分布的均勻沒有較大影響，使濾床的截污效果提升。在反沖洗時，彗核和彗尾的比重差異會讓彗尾的纖維隨著水流的沖擊迅速散開并產(chǎn)生擺動，通過疊加的作用力可以讓附在纖維束表層的顆粒懸浮物掉落，達到提升濾料洗凈度的作用[3]。彗星式纖維濾料如圖1所示。

圖1 彗星式纖維濾料

3.2 濾速大

D型濾池的各項參數(shù)：正常濾速：12.5 m/h（最大時濾速17.63 m/h）；強制濾速（1格反沖洗）：15.63 m/h（最大時15.63×1.41=22.04 m/h）；彗星式纖維濾池技術(shù)規(guī)程：最大正常濾速16～20，強制濾速21～27。從整體數(shù)據(jù)來看，D型濾池相比V型濾池6 m/h的濾速，節(jié)省約50%用地[4]。

3.3 采用濾磚配水

目前，國內(nèi)較為普遍的濾池底層配水裝置為：利用鋼筋混凝土搭設(shè)承重柱，再安裝濾板和濾頭，每塊濾板需要固定144個濾頭，呈水平安裝，與整個濾池池面的水平誤差不能大于2 mm，其承重量不得小于500 kg/m2。由于施工程序較為復(fù)雜，對安裝工人的技術(shù)要求較高，一般難以達到設(shè)計要求的精度；由于底部用了混凝土梁、柱架空，整體加大了濾池高度，導致施工時間被加長[5]。

濾磚作為布水系統(tǒng)中的新型材料，可以做到上層布水，下層輸水，再加上濾磚自身的平衡性，不用再進行二次加固，安裝方便、堅固耐用，有較強抗腐蝕性、效果穩(wěn)定、節(jié)約了大量的材料，減少了建設(shè)成本[6]。濾磚如圖2所示。

圖2 濾池中采用的濾磚

3.4 鋼質(zhì)V型槽

濾池V型槽，常采用現(xiàn)澆混凝土，其制模煩瑣，難以保證V型槽出水孔大小及整體水平。本工程創(chuàng)新采用成品V型槽，施工快捷，出水均勻。

4 結(jié)語

衡山縣污水處理廠提標改造工程創(chuàng)新采用高濾速、濾磚配水、鋼制V型槽的“D型濾池”，其具有占地小、施工便捷的特點，為污水處理廠提標改造，緩解用地緊張、工期緊張的情況，穩(wěn)定達到SS去除的目標，具有參考價值。