姜永青

摘要：本文闡述了某污水處理工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容，文章對(duì)水質(zhì)、水量的預(yù)測(cè)，處理工藝的比選進(jìn)行論述，最終采用了“預(yù)處理+A/A/O+高效沉淀+活性砂過(guò)濾+消毒的處理工藝”，本文對(duì)該工程所采用的工藝進(jìn)行了詳細(xì)描述，包括構(gòu)筑物單體結(jié)構(gòu)及尺寸、設(shè)備選型及參數(shù)，各個(gè)工藝單體的設(shè)計(jì)條件等。本文對(duì)北方污水處理廠，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)污水廠的設(shè)計(jì)具有很好的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理，流砂過(guò)濾，生活污水，污泥

1 工程概述

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于山東省西南部，濟(jì)寧市域東部，是加工工業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)物流和商貿(mào)、居住相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程設(shè)計(jì)規(guī)模4萬(wàn)m3/d，其中生活污水和工業(yè)污水各占50%，變化系數(shù)Kz=1.40。生活水進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)定額并結(jié)合典型生活水水質(zhì)進(jìn)行確定，工業(yè)水水質(zhì)通過(guò)調(diào)查管線沿途現(xiàn)有工礦企業(yè)[1]，并對(duì)兩者加權(quán)平均確定。本污水處理廠需執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。最終確定的設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

3 工藝方案選擇

A/A/O生物除磷脫氮活性污泥法工藝不但能去除含碳有機(jī)污染物，還能在好氧區(qū)完成較徹底的硝化，在缺氧區(qū)內(nèi)完成較徹底的反硝化，具有較高的生物脫氮功能[2]。并且投資節(jié)省，運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)難度較低，占地面積適中的特點(diǎn)，非常適合縣域和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)[3]。

結(jié)合“高效沉淀+活性砂過(guò)濾+消毒”的深度處理工藝，能在節(jié)省占地的同時(shí)，保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

4 工程設(shè)計(jì)

4.1 工藝流程

污水進(jìn)入提升泵站前，由粗格柵將水中較大雜質(zhì)去除，細(xì)格柵可以去除較小的懸浮固體物質(zhì)，曝氣沉砂池可以將水中被有機(jī)物包裹的沙石去除，經(jīng)過(guò)水解酸化后，可生化性得到提高，在A2/O ?生化池中，污水經(jīng)過(guò)反復(fù)好氧、厭氧，有機(jī)物、總磷、總氮得到有效去除[4]，最后經(jīng)過(guò)高密度沉淀池，進(jìn)行絮凝沉淀反應(yīng)，污水經(jīng)高效沉淀池進(jìn)一步去除污水中的懸浮物之后進(jìn)入連續(xù)流沙濾池進(jìn)一步過(guò)濾，而后污水進(jìn)入消毒池，出水經(jīng)巴氏計(jì)量槽計(jì)量最終排入受納水體，工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

二沉池的回流污泥部分回流至厭氧池，其余剩余污泥通過(guò)污泥回流泵站進(jìn)入污泥儲(chǔ)池;污泥在儲(chǔ)池中混勻并加入污泥脫水藥劑后進(jìn)入脫水機(jī)脫水，脫水后的污泥外運(yùn)處置[5]。

4.2 工藝設(shè)計(jì)

4.2.1 粗格柵渠

主要功能為攔截污水中較大的懸浮物，防止水泵機(jī)組的堵塞。結(jié)構(gòu)類型為地下鋼混直壁平行渠道，幾何尺寸為10.20m×2.60m×1.30m，渠數(shù)為2條，設(shè)計(jì)流量Qmax=2336.4m3/h，渠道寬度B=1000mm（2條），設(shè)置為回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，過(guò)柵流速（v）為0.70m/s，柵縫（b）為20mm，過(guò)柵損失（Δh）為200mm，數(shù)量為2臺(tái)

4.2.2 提升泵房

主要功能為提升污水滿足后續(xù)處理設(shè)施水利要求。結(jié)構(gòu)類型為地下鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為7.8m×7.3m×9.0m，池?cái)?shù)為1座，設(shè)計(jì)流量（Qmax）為2336.4m3/h，集水容積（V）為120m3。設(shè)置污水提升泵：Q=1200m3/h，揚(yáng)程H=15m，3臺(tái)。

4.2.3 細(xì)格柵渠

主要功能為進(jìn)一步去除污水中細(xì)小懸浮物，降低生物處理負(fù)荷。結(jié)構(gòu)類型為地上高架鋼混直壁平行渠道，幾何尺寸為11.20m×3.60m×1.30m，渠數(shù)為2條，渠道寬度（B）為1500mm。設(shè)置回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，過(guò)柵流速（v）為0.60m/s，柵縫（b）為5mm，柵前水深（h）為=800m，過(guò)柵損失（Δh）為200mm，數(shù)量為2套;無(wú)軸螺旋輸送壓榨機(jī)1套。

4.2.4 曝氣沉砂池

結(jié)構(gòu)類型為地上直壁鋼混矩形結(jié)構(gòu)幾何尺寸為15.85m×5.9 m×2.65m，池?cái)?shù)為1座，分2格，停留時(shí)間（HRT）為5.0min，水平流速（v）為0.05m/s，池長(zhǎng)（L）為15.0m，單格池寬（B）為2.60m，氣水比（q）為0.15：1。主要設(shè)備為：桁車式吸砂機(jī)1套;提砂泵，流量Q=22m3/h，揚(yáng)程H=7m，設(shè)備套數(shù)為2套;砂水分離器，處理量Q=18～43 m3/h，分離率P=98%。設(shè)備數(shù)量為1套。

4.2.5 水解酸化池

主要功能為利用兼性細(xì)菌分解水中的難降解有機(jī)物，酸化水解，將進(jìn)水中難生物降解的有機(jī)大分子轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性。結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為80m×24m×7.50m（超高0.5m），數(shù)量為1 座，分12池，停留時(shí)間（HRTave）為8h，有效容積（V）為13440m3，溶解氧（DO）為0～0.5mg/L，污泥回流比（R）為50～80%。池內(nèi)設(shè)置脈沖布水器。

4.2.6 A/A/O反應(yīng)池

經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的污水進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)水渠道，通過(guò)進(jìn)水調(diào)節(jié)堰門流入不同反應(yīng)格[2]。結(jié)構(gòu)類型為半地下鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為80m×30m×6.2m，停留時(shí)間（HRT）為7.5h，厭氧時(shí)間（HRT）為1.5h，缺氧時(shí)間（HRT）為6.0h，有效容積（V）為13200m3。好氧池幾何尺寸為80m×50m×6.2m，設(shè)計(jì)流量為（Qave）=1667m3/h，停留時(shí)間（HRT）為13h，有效容積（V）為22000m3，泥齡（θ）為13d，污泥濃度（MLSS）為3000mg/L，污泥負(fù)荷NV=0.08kgBOD/kgMLSS.d，出口DO≥2 mg/L。

A/A/O反應(yīng)池內(nèi)如下主要設(shè)備：中速潛水?dāng)嚢杵鳎▍捬跞毖醭兀?，設(shè)備為轉(zhuǎn)速n為740r/min，直徑D為560mm，設(shè)備數(shù)量為9臺(tái)，倉(cāng)庫(kù)備用1臺(tái)。曝氣系統(tǒng)類型為微氣泡曝氣器，空氣流量（q）為2～3m3/m·h，氧轉(zhuǎn)移效率（E）為16%～20%。設(shè)備數(shù)量為5600套。好氧混合液回流泵，設(shè)備類型為潛水葉輪泵，設(shè)備流量（Q）為930L/s，揚(yáng)程（H）為1.0m，回流比（R）為1.5～4.0。設(shè)備數(shù)量為3臺(tái)。空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)，設(shè)備風(fēng)量（Q）為190m3/min，風(fēng)壓（ΔP）為67 kPa。設(shè)備數(shù)量為2臺(tái)（1用1備）

4.2.7 二沉池

主要功能為將生化池出水進(jìn)行固液分離，污泥回流結(jié)構(gòu)類型為鋼砼結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為D×H=?36.00m×4.50m，池?cái)?shù)為2座，單座設(shè)計(jì)流量為Qmax為1667m3/h，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷qmax=1.23m3/m2·h。設(shè)置中心傳動(dòng)單管吸泥機(jī)，設(shè)備數(shù)量為2套。

4.2.8 污泥回流泵站

主要功能為二沉池污泥進(jìn)入污泥回流泵站，回流污泥回流至厭氧池，剩余污泥送往污泥儲(chǔ)池。結(jié)構(gòu)類型為半地下鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為5.00m×6.00m×8.00m，池?cái)?shù)為1座，總?cè)莘e（V）為158m3。配套污泥回流泵3臺(tái)，剩余污泥泵2臺(tái)。

4.2.9 高效沉淀池

主要功能為機(jī)械混合、絮凝、澄清和高效混合于一體，去除二級(jí)處理后污水中的COD、P、SS等。利用絮凝劑的絮凝作用，沉淀去除水中懸浮物。消毒劑在高密度沉淀池前同絮凝劑加入。

高效沉淀池結(jié)構(gòu)類型為地上鋼混矩形結(jié)構(gòu)，分為機(jī)械絮凝池和斜管沉淀池。幾何尺寸為24.2m×19.1m×7m，池?cái)?shù)為1座，分2池，混合池單池：設(shè)計(jì)水量Qmax=2336.4/2=1168m3/h，設(shè)計(jì)尺寸為2.8m×2.4m×3.5m，有效容積（V）為20m3。其中，機(jī)械絮凝池單池有效容積（V）為390m3，機(jī)械絮凝反應(yīng)時(shí)間（t）為20min。設(shè)置絮凝攪拌機(jī)2臺(tái)。

斜管沉淀池單座2池，單池尺寸13m×8m×7m，單池有效容積（V）為630m3，表面負(fù)荷（qmax）為11.23m3/m2·h，qave為8.01m3/m2·h，鋼絲繩刮泥機(jī)2臺(tái)。斜管傾角（θ）為60°，長(zhǎng)度（L）為1.0m，單格數(shù)量（S）為120m2，總計(jì)數(shù)量（S）為240m2。凸輪泵，流量（Q）為80m3/h，揚(yáng)程（H）為30m。設(shè)備套數(shù)為6臺(tái)，四用二備。

4.2.10 連續(xù)流砂濾池

功能為為了進(jìn)一步提高處理后污水的達(dá)標(biāo)率，還需進(jìn)行深度處理，連續(xù)流砂濾池將會(huì)進(jìn)一步去除水中的SS，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

流砂過(guò)濾器單臺(tái)過(guò)濾面積（S）為10.0m2，型號(hào)為DS3600B-AD，設(shè)備套數(shù)為18套，配套空壓機(jī)（含儲(chǔ)氣罐、過(guò)濾器）流量（Q）為6.4m3/min，最大工作壓力為（P）為7.5bar，設(shè)備數(shù)量為2 套（一用一備）。

4.2.11 接觸消毒池

本設(shè)計(jì)采用二氧化氯消毒，最大投加量為6.0mg/L。加氯間中制備污水消毒所需要的二氧化氯，并通過(guò)水射器的抽吸使二氧化氯與水混合形成一定濃度的二氧化氯溶液，并投加到接觸消毒池中。設(shè)計(jì)巴氏計(jì)量槽1座，可以滿足出水計(jì)量需要，尾水通過(guò)排放管排入廠外排水管道。

結(jié)構(gòu)類型為鋼砼結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為20.00m×8.00m×5.80m（超高0.5m），池?cái)?shù)為1座，分2格，設(shè)計(jì)流量（Qave）為1667m3/h，停留時(shí)間為30min。

4.2.12 污泥儲(chǔ)池

主要功能為作為生化池剩余污泥及絮凝沉淀池污泥的濃縮場(chǎng)所。結(jié)構(gòu)類型為半地上鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為9m×9m×4.70m，池?cái)?shù)為1座。設(shè)置中速潛水?dāng)嚢杵鳎▍捬跞毖醭兀O(shè)備轉(zhuǎn)速（n）為960r/min，直徑（D）為280mm，設(shè)備數(shù)量為1臺(tái)。

4.2.13 污泥脫水機(jī)房

主要功能為污泥脫水并裝卸外運(yùn)。結(jié)構(gòu)類型為地上框架結(jié)構(gòu)單層廠房，幾何尺寸為29.50m×16.00m×5.10m，數(shù)量為1座。

脫水機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置的主要設(shè)備如下。污泥脫水機(jī)：設(shè)備類型為一體化帶式濃縮脫水機(jī)，干污泥總量（W）為6560KgDs/d，濕污泥總量（V）為656m3/d，進(jìn)泥含水率（ρ1）為99～99.2%，出泥含水率（ρ2）為75～80%，工作時(shí)間（T）為16h，濾帶有效寬度（B）為2000mm，單機(jī)處理量（W）為20～40m3/h，設(shè)備數(shù)量為1臺(tái)。污泥投配泵：設(shè)備類型為偏心螺桿泵，設(shè)備流量（Q）為40m3/h，壓力（P）為0.4MPa。設(shè)備數(shù)量為3臺(tái)（2用1備）。沖洗水泵：類型為管道離心泵，設(shè)備流量（Q）為24m3/h，揚(yáng)程（H）為60m。設(shè)備數(shù)量為2臺(tái)（一用一備）。污泥輸送機(jī)：設(shè)備類型為水平無(wú)軸螺旋輸送機(jī)，設(shè)備長(zhǎng)度（L）為9.5m，螺旋外徑（R）為420mm。設(shè)備數(shù)量為1套（隨帶機(jī)配套）。PAM加藥系統(tǒng)：絮凝劑（PAM）的投加量約為干污泥重的3‰，設(shè)備類型為自動(dòng)PAM制備裝置，設(shè)備制備能力2000L/h。設(shè)備數(shù)量為1套。

4.2.14 加氯加藥間

二氧化氯發(fā)生器設(shè)備流量Q為15kg/h，投加量為6mg/L。PAM加藥裝置，設(shè)備類型為一體化加藥裝置，配置溶液濃度為1～3‰，投藥能力為2～10kg/h。

5 結(jié)論

多模式A/A/O處理工藝結(jié)合深度處理可以應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)污水處理工程，出水能夠達(dá)標(biāo)排放，并且該工藝投資適中，運(yùn)行穩(wěn)定[6] ?。本工程的建設(shè)能夠有效的收集周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民和工業(yè)污水進(jìn)行處理，大大減少對(duì)周圍環(huán)境的污染，能夠有效改善周圍環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?zhí)希S顯懷，唐玉朝，等.某工業(yè)園區(qū)污水廠的工藝診斷及水質(zhì)優(yōu)化研究[J].工業(yè)用水與廢水，2021（2）：34-38.

[2] 肖飛，董文明，王維紅.基于響應(yīng)面法優(yōu)化污水廠脫氮工藝研究[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2021（5）： 210-221.

[3] 鄭琬琳，史彥偉，高放，等.改良AAO工藝間歇曝氣對(duì)微生物群落特征及運(yùn)行效果影響[J].給水排水，2021，57（5）：34-39，44.

[4] 韋政，楊燕梅，翁蕊，等.高排放標(biāo)準(zhǔn)下我國(guó)城鎮(zhèn)污水廠A2/O工藝升級(jí)改造研究進(jìn)展[J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2021（4）：55-63.

[5] 趙旭遠(yuǎn)，張露，冒小丹，等.堆存污泥深度脫水及其干化泥餅焚燒特性研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2021（4）：1015-1022.

[6] 錢林，薛哲驊，王首都.城市污水廠一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)[J].凈水技術(shù)，2020（4）：39-44.