譚雅煥 TAN Ya-huan；查正林 ZHA Zheng-lin

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢 430000）

1 工程概況

根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)規(guī)劃，該地將采取保留現(xiàn)狀污水廠，根據(jù)未來(lái)污水量對(duì)現(xiàn)狀污水廠進(jìn)行擴(kuò)容。其中某鎮(zhèn)保留現(xiàn)狀污水處理廠0.3萬(wàn)m3/d，結(jié)合遠(yuǎn)近期污水量處理缺口，本工程新建污水處理廠工程規(guī)模確定為0.8萬(wàn)m3/d。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

本次設(shè)計(jì)根據(jù)某鎮(zhèn)現(xiàn)狀污水廠實(shí)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行頻率分析后匯總?cè)绫?。

表1 某鎮(zhèn)現(xiàn)狀污水廠實(shí)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)分析匯總表（2020年）

根據(jù)上述水質(zhì)報(bào)告可知：

①進(jìn)水氨氮及總氮比較穩(wěn)定，且部分時(shí)段已滿足一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)；

②進(jìn)水總磷、SS也比較穩(wěn)定；

③進(jìn)水COD很不穩(wěn)定，這可能是部分時(shí)段企業(yè)污水集中排放的緣故；

④根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠主要以生活污水為主，BOD5進(jìn)行過(guò)采樣檢測(cè)，結(jié)果基本在40左右，BOD/COD的比值基本在0.4~0.5，因此可生化性較好。

根據(jù)前述分析，該鎮(zhèn)現(xiàn)狀污水廠大部分時(shí)間實(shí)測(cè)水質(zhì)良好，且部分時(shí)段已滿足一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合實(shí)際情況分析，實(shí)測(cè)水質(zhì)跟目前管網(wǎng)混亂、建設(shè)不規(guī)范、排水方向不明確、滲漏率高等諸多問(wèn)題有關(guān)。目前該地各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均在進(jìn)行雨污分流改造工程，改造完成后，必定對(duì)污水廠進(jìn)水水質(zhì)造成較大影響。因此，該鎮(zhèn)現(xiàn)狀污水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)在設(shè)計(jì)原水進(jìn)水水質(zhì)時(shí)不具有充分代表性[1]。

通過(guò)多方查找資料并結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)水廠設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，得出本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表2。

表2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

2.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

新建污水廠尾水排放出水水質(zhì)執(zhí)行浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB33/2169-2018）中的表3標(biāo)準(zhǔn)，主要水質(zhì)指標(biāo)如表3。

表3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)表

3 主要構(gòu)筑物及參數(shù)設(shè)計(jì)

本工程新建一座規(guī)模為0.8萬(wàn)m3/d的污水處理廠，采用一級(jí)處理工藝+強(qiáng)化生物處理工藝+深度處理的組合處理工藝，工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

3.1 粗格柵及提升泵房

本工程進(jìn)水配水井、粗格柵與提升泵房合建1座，設(shè)計(jì)分2組運(yùn)行，每組分別設(shè)置1道回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)及粗格柵渠道，土建總尺寸為19.10×7.40m。設(shè)2臺(tái)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，2臺(tái)同時(shí)運(yùn)行。每臺(tái)格柵前設(shè)1臺(tái)B×H=500×500手電兩用閘門用作檢修和切換閘門。

進(jìn)水提升泵采用三臺(tái)提升泵，兩用一備，單臺(tái)參數(shù)：Q=270m3/h，H=13m，P=22kW。

3.2 細(xì)格柵及旋流沉砂池

本工程細(xì)格柵與旋流沉砂池合建，土建總尺寸為52.8×16.8m，高7.4~10.15m。

3.2.1 細(xì)格柵井

本工程設(shè)計(jì)細(xì)格柵井1座，分2組獨(dú)立運(yùn)行，每組分別設(shè)置細(xì)格柵渠道。設(shè)2臺(tái)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，2臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，柵條間隙：5mm，柵條寬10mm。

3.2.2 旋流沉砂池

旋流沉砂池可以有效去除污水中粒徑大于0.1~0.3mm的砂粒，保護(hù)后續(xù)水處理設(shè)備，防止管道淤塞，減少污泥中的砂粒。本工程旋流沉砂池設(shè)置2格，同時(shí)運(yùn)行2格，單格直徑為D=2.13m，有效水深為H=0.8m，最大處理量為Q=180m3/h。旋流沉砂池配套立式槳葉分離機(jī)n=12-20rpm，N=1.1kW。經(jīng)槳葉分離機(jī)沉砂進(jìn)入砂水分離器處理，分離后的干砂外運(yùn)。

3.3 A2/O-AO生化池

A2/O-AO生化池利用厭氧、缺氧和好氧區(qū)的不同功能，以氧化氨氮為主，進(jìn)行生物脫氮除磷，同時(shí)去除COD、BOD5[3]。本工程A2/O-AO生化池設(shè)置1座分2格運(yùn)行，平面尺寸40.9×27.2m，池深7.2m。

設(shè)計(jì)在每格2#缺氧區(qū)內(nèi)和1#缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)2臺(tái)雙曲面立式攪拌器，在每格厭氧池內(nèi)設(shè)2臺(tái)潛水推進(jìn)器。在1#好氧池與1#缺氧池之間安裝混合液回流泵，以控制調(diào)節(jié)內(nèi)回流比，混合液回流比取300%，每格設(shè)2臺(tái)，單臺(tái)Q=250m3/h，H=0.8m，N=1.5kW。

生化池運(yùn)行時(shí)要去厭氧池、缺氧池推進(jìn)器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使污泥處于懸浮狀態(tài)。并且，好氧池溶解氧通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，控制在2.0mg/L左右。

3.4 二沉池

二沉池實(shí)現(xiàn)混合液固液分離，確保污水廠出水SS和BOD5等達(dá)到所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。本工程設(shè)計(jì)采用兩座中間進(jìn)水、周邊出水輻流式沉淀池，每座池內(nèi)徑16.0m，池邊水深3.50m，超高0.6m，總高度為4.1m。每座二沉池內(nèi)設(shè)1臺(tái)周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)，φ16m，P=0.75kW，成品配套工作橋、導(dǎo)流筒等。利用池內(nèi)水位將泥排至排泥管內(nèi)，采用D325×8鋼管將污泥排入配水排泥井內(nèi)。

本工程設(shè)計(jì)二沉池出水采用環(huán)形集水槽，雙側(cè)溢流堰出水，最大堰上負(fù)荷為1.63L/s.m。配水排泥井尺寸φ7.6m，分為二圈，內(nèi)圈配水，外圈排泥。二沉池的沉淀污泥排入配水排泥井外圈，然后由剩余污泥泵排至污泥濃縮池配泥井，回流污泥泵排至生化池。

3.5 深度處理中間提升泵房

本工程設(shè)計(jì)1座出水提升泵房，平面尺寸為7.2m×3.2m。泵房?jī)?nèi)共設(shè)置3臺(tái)泵位，2用1備，出水泵采用潛污泵，單臺(tái)水泵參數(shù)為：Q=270m3/h，揚(yáng)程H=7.0m，功率N=11kW。

3.6 磁混凝高效沉淀池與精密過(guò)濾器

3.6.1 磁混凝高效沉淀池

磁混凝高效沉淀池可通過(guò)加藥進(jìn)行絮凝沉淀，進(jìn)一步去除污水中的BOD5、COD、TN、TP等污染物負(fù)荷。本工程設(shè)計(jì)1座磁混凝高效沉淀池，分2組獨(dú)立運(yùn)行。其中，混凝池、加載池和沉淀池設(shè)計(jì)停留時(shí)間分別為2.67min、2.62min、3.10min。沉淀池中，斜管區(qū)平均時(shí)表面負(fù)荷11.78m3/（m2·h），最大時(shí)表面負(fù)荷19.08m3/（m2·h）。

單組高效澄清池設(shè)計(jì)尺寸為：

混凝池：L×B×H=1.6m×1.6m×3.09m，有效高度2.895m；

加載池：L×B×H=1.6m×1.6m×3.09m，有效高度2.835m；

絮凝池：L×B×H=2.0m×2.0m×3.09m，有效高度2.835m；

沉淀池：斜管區(qū)尺寸L×B=3.88m×2.9m。

3.6.2 精密過(guò)濾器

本工程設(shè)置一體化設(shè)備精密過(guò)濾器2臺(tái)，獨(dú)立運(yùn)行，過(guò)濾器基礎(chǔ)平面尺寸6.6m×6.0m。單臺(tái)精密過(guò)濾器濾筒直徑1.3m，長(zhǎng)度1.3m，最大流量時(shí)濾速159.3m/h。過(guò)濾器清洗采用濾后水沖洗，每臺(tái)過(guò)濾器配置1臺(tái)反沖泵，P=2.2kW。

3.7 接觸消毒池

在污水處理過(guò)程中，水中的致病微生物會(huì)粘附在懸浮的固體顆粒上，通過(guò)沉淀等過(guò)程，能去除一部分，若最終處理水未經(jīng)消毒而排放，會(huì)引起衛(wèi)生問(wèn)題。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的規(guī)定，污水處理廠出水必須進(jìn)行消毒處理。次氯酸鈉消毒價(jià)格便宜，技術(shù)成熟，應(yīng)用較多，有后續(xù)消毒作用。本工程中次氯酸鈉投加系統(tǒng)設(shè)計(jì)在加藥間內(nèi)，從加藥間接出加藥管至接觸消毒池進(jìn)水管上方，確?；旌闲Ч?。

本工程設(shè)計(jì)消毒接觸池1座，分2格獨(dú)立運(yùn)行，平面尺寸為17.2m×7.8m，池深設(shè)計(jì)為H=3.0m，有效水深設(shè)計(jì)為3.0m，停留時(shí)間為30min。

3.8 泥處理構(gòu)筑物

3.8.1 濃縮池

本工程設(shè)計(jì)采用重力濃縮池2座，單座直徑為6m，有效水深5.1m。每座設(shè)懸掛式中心傳動(dòng)濃縮機(jī)1臺(tái)，直徑φ6m，功率0.6kW。本工程采用A2/O-AO生化池處理工藝，剩余污泥較少，設(shè)計(jì)總干污泥量為1.5t/d。通過(guò)計(jì)算，濃縮池固體負(fù)荷為26.5kg/m2.d，濃縮時(shí)間t=18h。經(jīng)濃縮后的污泥含水率約為96~98%。

3.8.2 污泥貯泥池

污泥貯泥池通過(guò)儲(chǔ)存一定量污泥，保證濃縮脫水裝置正常運(yùn)行。

本工程設(shè)計(jì)貯泥池為矩形，平面尺寸6.9m×3.6m，池深3.3m。均化池內(nèi)設(shè)折槳式攪拌機(jī)，φ700、功率3.0kW。

3.8.3 污泥脫水機(jī)房

本工程中，污泥干重1.5T/d、含水率98%、污泥體積約75m3/d，脫水后污泥量含水率要小于60%。本工程污泥脫水系統(tǒng)作為整套系統(tǒng)供應(yīng)，包括超高壓壓榨機(jī)、污泥調(diào)理罐、污泥進(jìn)料泵、鐵鹽投加系統(tǒng)、絮凝劑制備投加系統(tǒng)、螺旋輸送機(jī)、水平皮帶輸送機(jī)。本工程設(shè)計(jì)安裝2臺(tái)板框壓濾機(jī)，單臺(tái)板框機(jī)過(guò)濾面積40m2、N=16kW，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間12h，分2班運(yùn)行。脫水后的污泥通過(guò)水平皮帶輸送機(jī)和雙螺旋輸送機(jī)輸送至污泥料倉(cāng)，裝車后外運(yùn)。其中，污泥料倉(cāng)設(shè)計(jì)有效容積為20m3。

為了安裝、維護(hù)需要，還設(shè)有電動(dòng)起重機(jī)，并設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)改善環(huán)境。壓榨車間布置進(jìn)泥泵2臺(tái)，單泵性能參數(shù)Q=14m3/h，H=0.3MPa，P=4kW；手動(dòng)濾布清洗機(jī)1臺(tái)，Q=40L/min，P=3.0kW，帶加長(zhǎng)槍頭以及配套手動(dòng)清洗水箱。

4 廠區(qū)平面布置

廠區(qū)構(gòu)筑物按工藝流程布置預(yù)處理區(qū)、二級(jí)處理區(qū)、深度處理區(qū)、污泥處理區(qū)及廠前辦公區(qū)。

預(yù)處理區(qū)布置在廠區(qū)東南角，預(yù)處理內(nèi)布置有粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池等。二級(jí)處理區(qū)布置在廠區(qū)中部，包含有生化池、二沉池。深度處理區(qū)布置在廠區(qū)北部，根據(jù)深度處理工藝流程分別布置中間提升泵房、磁混凝高效沉淀池、精密過(guò)濾器、接觸消毒池。污泥處理區(qū)布置在整個(gè)廠區(qū)的南角，根據(jù)流程布置貯泥池、污泥濃縮池、污泥脫水機(jī)房，同時(shí)在污泥脫水機(jī)房西側(cè)設(shè)置除臭裝置。生活辦公區(qū)布置在廠區(qū)的北角，主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，主要設(shè)置輔助生產(chǎn)用房一座。（圖2）

圖2 廠區(qū)功能分區(qū)圖

5 工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

5.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)確定方法

通過(guò)分析該鎮(zhèn)區(qū)實(shí)測(cè)水質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)該污水水質(zhì)情況異常地好。結(jié)合該鎮(zhèn)區(qū)目前管網(wǎng)混亂、建設(shè)不規(guī)范、排水方向不明確、滲漏率高等問(wèn)題，分析認(rèn)為現(xiàn)狀污水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)在設(shè)計(jì)原水進(jìn)水水質(zhì)時(shí)不具有充分代表性。而且，目前該地各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均在進(jìn)行雨污分流改造工程，改造完成后，必定對(duì)污水廠進(jìn)水水質(zhì)造成較大影響。因此，本工程通過(guò)多方調(diào)研，查得周邊某鎮(zhèn)區(qū)應(yīng)急處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)如表4所示[2]。結(jié)合該應(yīng)急設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)與浙江省類似鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水為主的污水廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，得出本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表2所示。

表4 現(xiàn)狀某污水廠應(yīng)急處理設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

5.2 適應(yīng)水質(zhì)特征的水處理工藝

本工程BOD5/CODCr=0.30，污水可生化，可以采用生化處理工藝。本工程進(jìn)水BOD5/TN=3.33，基本可以進(jìn)行有效脫氮，進(jìn)行生物脫氮時(shí)，部分時(shí)間不可避免地存在碳源不足的問(wèn)題，本工程通過(guò)投加乙酸鈉補(bǔ)充碳源。另外，本工程進(jìn)水BOD5/TP=30，可以采用生物除磷工藝。

綜上所述，考慮到本工程進(jìn)水屬可生化污水，而出水水質(zhì)要求高，尤其是CODcr要求達(dá)到30mg/L以下，僅采用常規(guī)污水處理工藝難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，結(jié)合浙江省內(nèi)污水工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)需采用一級(jí)處理工藝+強(qiáng)化生物處理工藝+深度處理的組合處理工藝，以保證出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

結(jié)合設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)，本工程對(duì)COD、BOD5、TN、TP等指標(biāo)的去除率要求較高，因此采用具有強(qiáng)化脫氮效果的兩級(jí)A2/O工藝。兩級(jí)A2/O工藝是根據(jù)進(jìn)入生物處理系統(tǒng)污水的C/N比較低，而對(duì)污水的脫氮要求較高的特點(diǎn)提出的。該工藝應(yīng)用后置反硝化理論，并吸收傳統(tǒng)脫氮除磷工藝多點(diǎn)進(jìn)水的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)而成，如圖3。

圖3 兩級(jí)A2/O工藝簡(jiǎn)圖

6 結(jié)語(yǔ)

在“五水”共治的背景下，全市建設(shè)了一大批排水設(shè)施，但山地地區(qū)鄉(xiāng)集鎮(zhèn)區(qū)和部分農(nóng)村排水設(shè)施仍然缺乏。為滿足未來(lái)發(fā)展需求，該地污水采取保留現(xiàn)狀污水廠，新建污水廠以滿足未來(lái)發(fā)展需求，這是城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容。本工程新建污水廠采用一級(jí)處理工藝+強(qiáng)化生物處理工藝+深度處理的組合處理工藝，工藝貫徹節(jié)能降耗的原則，選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的成熟工藝。尾水排放出水水質(zhì)執(zhí)行浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB33/2169-2018），提高河、湖的水體質(zhì)量，有效改善水環(huán)境，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。