李興

（廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州 510062）

東江作為珠江三角洲東部地區(qū)及中國(guó)香港的重要飲用水源，水域環(huán)境敏感，其水體保護(hù)和污染防治工作受到高度重視。廣東省河源市江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園北區(qū)污水處理廠一期工程于2021年建成，該污水廠的出水水質(zhì)可達(dá)到“地表準(zhǔn)IV類(lèi)”標(biāo)準(zhǔn)，有效減輕污水對(duì)東江水系的影響，改善當(dāng)?shù)赝顿Y環(huán)境，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

1.工程概況

1.1 工程規(guī)模及排水特點(diǎn)

江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園北區(qū)污水處理廠總處理規(guī)模5萬(wàn)m3/d，規(guī)劃年限至2030年，其中一期工程處理規(guī)模1萬(wàn)m3/d。污水廠排水受納水體為東江水系柏埔河流域的禾坑水道，柏埔河流域執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）II類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，禾坑水道執(zhí)行III類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。污水廠排水特點(diǎn)包括：（1）禾坑水道的水量小，納污能力低；（2）污水廠排放口離柏埔河和東江距離較近；（3）柏埔河出口匯入東江下游為東江飲用水源保護(hù)區(qū)，水域環(huán)境敏感。

1.2 進(jìn)、出水水質(zhì)

根據(jù)江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園區(qū)排水現(xiàn)狀和未來(lái)工業(yè)企業(yè)分布和發(fā)展，本區(qū)的污水主要以生活污水為主，江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園區(qū)工業(yè)廢水因受納水體的原因而受到了嚴(yán)格限制，都是污染較輕易治理的廢水。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)要求，污水廠出水執(zhí)行“地表準(zhǔn)IV類(lèi)”標(biāo)準(zhǔn)：廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中規(guī)定的城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠第二時(shí)段一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（A 標(biāo)準(zhǔn)）及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）IV類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的最嚴(yán)值（其中氨氮、總氮執(zhí)行《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)）。具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

2.工藝設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

本工程的重點(diǎn)在于BOD5、SS及TP的去除，其去除率要求均超過(guò)90%。BOD5的去除主要是靠活性污泥微生物吸附與代謝作用，提高污泥濃度可有效提高BOD5的去除效率。SS的去除一般通過(guò)沉淀和過(guò)濾，提高沉淀表面負(fù)荷和減少過(guò)濾孔徑可有效提高SS的去除。TP的去除主要包括生物除磷和化學(xué)除磷。

對(duì)于出水執(zhí)行“地表準(zhǔn)IV類(lèi)”標(biāo)準(zhǔn)的污水廠，常用的工藝有“A2O+曝氣生物濾池+高效沉淀池+精密過(guò)濾”工藝[1]、“多級(jí)AO+高效沉淀池+反硝化深床濾池”工藝[2]、“Bardenpho+MBBR”工藝[3]、“A2O+MBR”工藝[4]等。本工程的難點(diǎn)在于一期工程用地面積有限，僅約12800m2。因此，選擇采用處理效率高、節(jié)省占地面積的“A2O+MBR”工藝。

“A2O+MBR”工藝的特點(diǎn)是利用膜的固液分離原理，取代常規(guī)的沉淀、過(guò)濾，在有效去SS的同時(shí)提高活性污泥濃度，延長(zhǎng)其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，提高有機(jī)物和氮的降解效率，并可協(xié)同利用生物和化學(xué)除磷方法高效去除總磷?！癆2O+MBR”一個(gè)構(gòu)筑物替代了傳統(tǒng)工藝的生化、二沉、混凝、過(guò)濾等多個(gè)構(gòu)筑物，大大減少了占地面積。

2.2 工藝流程

本工程工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程圖

2.3 構(gòu)筑物參數(shù)及設(shè)備配置

2.3.1 粗格柵及提升泵站

粗格柵及提升泵站合建1座構(gòu)筑物，土建規(guī)模按遠(yuǎn)期50000 m3/d。

粗格柵分3條渠道，一期配置鋼絲牽引式格柵除污機(jī)2臺(tái)（1用1備、格柵間隙20mm、柵寬1.6m、傾角75°）。提升泵站一期配置污水提升泵3臺(tái)（2用1備、流量330m3/h、揚(yáng)程15m、電機(jī)功率24kW）。

2.3.2 細(xì)格柵、旋流沉砂池及精細(xì)格柵

細(xì)格柵、旋流沉砂池及精細(xì)格柵合建1座構(gòu)筑物，土建規(guī)模按遠(yuǎn)期50000m3/d。

細(xì)格柵分3條渠道，一期配置內(nèi)進(jìn)流式網(wǎng)板細(xì)格柵1臺(tái)（格柵間隙5mm、柵寬1.8m），事故格柵1臺(tái)（格柵間隙10mm、柵寬1.8m）。旋流沉砂池分2格，一期配置旋流沉砂器1套（池內(nèi)徑3.65m）。精細(xì)格柵分3條渠道，一期配置內(nèi)進(jìn)流式網(wǎng)板細(xì)格柵2臺(tái)（1用1備、格柵間隙1mm、柵寬2m）。

2.3.3 A2O+MBR

A2O+MBR及設(shè)備間合建一座構(gòu)筑物生化池1座，設(shè)計(jì)規(guī)模10000m3/d。

A2O生化池有效水深5.25m，總有效容積5250m3（厭氧池750m3、缺氧池1500m3、好氧池3000m3），總停留時(shí)間12.6h（厭氧池1.8h、缺氧池3.6h、好氧池7.2h），污泥負(fù)荷0.104kgBOD5/kgMLSS·d，污泥濃度6000mg/L～8000mg/L，污泥齡16d，好氧池曝氣量41.7m3/min，缺氧至厭氧混合液回流比100%，好氧至缺氧混合液回流比200%。配置潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)（厭氧區(qū)4臺(tái)，電機(jī)功率1.7kW，缺氧區(qū)4臺(tái)，功率3.0kW），缺氧池混合液回流泵2臺(tái)（2用，流量210m3/h、揚(yáng)程0.5m、電機(jī)功率1.1kW），好氧池混合液回流泵2臺(tái)（2用，流量420m3/h、揚(yáng)程0.5m、電機(jī)功率2.5kW），好氧池曝氣風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1用1備，風(fēng)量41.7Nm3/min、壓力58.8kPa、電機(jī)功率75kW），好氧池微孔管式曝氣器432套（規(guī)格67mm×1000mm，通量5.79m3/h·根）。

MBR膜池分2格，有效水深3.6m，總有效容積600m3，總停留時(shí)間1.44h，膜吹掃曝氣量63.8m3/min，膜池至好氧污泥回流比500%。配置PVDF中空纖維帶襯膜組器12套（單套膜面積2100m2，截留孔徑0.1μm，平均膜通量18.9L/m2·h），產(chǎn)水泵3臺(tái)（2用1備、流量335m3/h、揚(yáng)程12m、電機(jī)功率15kW），在線清洗泵2臺(tái)（1用1備，流量156m3/h、揚(yáng)程12m、電機(jī)功率7.5kW），污泥回流泵3臺(tái)（2用1備、流量1050m3/h、揚(yáng)程1.5m、電機(jī)功率4.5kW），剩余污泥泵2臺(tái)（1用1備、流量35m3/h、揚(yáng)程15m、吸程5m、電機(jī)功率4.0kW），膜吹掃曝氣風(fēng)機(jī)（1用1備，風(fēng)量63.8Nm3/min、壓力43.2kPa、電機(jī)功率75kW）。

2.3.4 紫外消毒池

紫外消毒池1座，土建規(guī)模按遠(yuǎn)期50000m3/d。一期配置紫外線消毒系統(tǒng)1套（48支320W紫外燈管、紫外線劑量20mj/cm2、電機(jī)功率23kW）。

2.4 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）流程簡(jiǎn)單、處理構(gòu)筑物少。污水處理構(gòu)筑物只有4個(gè)，相比常用的“生化處理+深度處理”工藝構(gòu)筑物數(shù)量較少、基建投資少、施工難度小、布局緊湊、運(yùn)維管理方便。

（2）占地面積小。污水處理構(gòu)筑物總占地面積僅2566m2，充分節(jié)省用地面積。

（3）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。A2O+MBR的污泥濃度達(dá)到6000mg/L～8000mg/L，相比傳統(tǒng)生化工藝的污泥濃度較高，能夠較好地應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)。

（4）脫氮除磷效果好。采用膜池至好氧、好氧至缺氧、缺氧至厭氧三級(jí)回流，使好氧-厭氧、好氧-缺氧環(huán)境充分交替，結(jié)合MBR生物相豐富的特點(diǎn)，生物脫氮除磷效率高[5]。同時(shí)利用MBR的截留功能，在好氧池末端至膜池處輔以化學(xué)除磷手段，確保出水TP穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3. 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園北區(qū)污水處理廠一期工程總投資為6991.46萬(wàn)元，平均單位運(yùn)行費(fèi)用為1.425元/m3污水，單位電耗0.78kW·h/m3污水。

4.運(yùn)行效果

江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園北區(qū)污水處理廠一期工程目前處于試運(yùn)行階段，表2為2021年試運(yùn)行6個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明，該工程運(yùn)行情況良好，BOD5、SS、NH3-N及TP去除效果顯著，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

表2 運(yùn)行進(jìn)、出水?dāng)?shù)據(jù)分析

5. 結(jié)語(yǔ)

江東新區(qū)產(chǎn)業(yè)園北區(qū)污水處理廠一期工程采用“A2O+MBR”工藝，工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、脫氮除磷效果好，污水廠的出水水質(zhì)可達(dá)到“地表準(zhǔn)IV類(lèi)”標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于敏感水域地區(qū)的污水處理廠設(shè)計(jì)具有借鑒意義。