油田前線生活基地小型生活污水處理廠工藝

鹿桂華 楊琦 彭少華 徐敏航 楊文剛

1中國地質(zhì)大學(xué)（北京）水資源與環(huán)境學(xué)院2中石化發(fā)展計(jì)劃部3中海油研究總院4中海油氣電集團(tuán)技術(shù)研究中心

油田前線生活基地小型生活污水處理廠工藝

鹿桂華1楊琦1彭少華2徐敏航3楊文剛4

1中國地質(zhì)大學(xué)（北京）水資源與環(huán)境學(xué)院2中石化發(fā)展計(jì)劃部3中海油研究總院4中海油氣電集團(tuán)技術(shù)研究中心

某油田前線生活基地占地面積18km2，居住人口約2萬，居民生活污水直接排入附近的河流，造成河水污染較嚴(yán)重。當(dāng)前應(yīng)用的主要處理工藝有SBR法，A/O（A2/O法）、一體化氧化溝等，而各種處理工藝都有其適用條件。SBR和一體化氧化溝處理工藝都是比較新型的生活污水處理工藝，投資及處理效果均較傳統(tǒng)的活性污泥法好，預(yù)處理及污泥處理工藝均較簡單。一體化氧化溝工藝處理每立方來水用電比SBR工藝少0.15kW·h，工程總投資估算少120萬元。經(jīng)綜合比較，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，該污水處理廠推薦采用一體化氧化溝處理工藝。

污水處理；SBR；一體化氧化溝工藝；生活污水；水質(zhì)

某油田前線生活基地占地面積18km2，居住人口約2萬，居民生活污水直接排入附近的河流，造成河水污染較嚴(yán)重，有機(jī)物和酚、汞、鉻離子、化學(xué)需氧量和生物需氧量等均超標(biāo)，嚴(yán)重影響河流沿線人們的正常生活和生產(chǎn)。為此，油田規(guī)劃在該地區(qū)建設(shè)1座生活污水處理廠，通過研究先進(jìn)合理、高效經(jīng)濟(jì)的生活污水處理工藝，以滿足污水處理和達(dá)標(biāo)排放的要求。

1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

1.1 生活污水量預(yù)測

由于該地區(qū)的生活污水沒有確切的統(tǒng)計(jì)資料，參考該地區(qū)規(guī)劃，預(yù)測居住人口到2015年約2.5萬，包括住宅、公共建筑、綠化、噴灑道路、飲食加工及部分小規(guī)模的生產(chǎn)用水，每人每日最高用水綜合指標(biāo)以400L計(jì)算，規(guī)劃用水量為1.0×104m3/d，依照“居住小區(qū)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（CECS57）”，確定污水廠處理規(guī)模為1.0×104m3/d，時(shí)變化系數(shù)取1.5。

1.2 生活污水水質(zhì)預(yù)測

參考監(jiān)測總站提供的該地區(qū)生活污水監(jiān)測資料，方案設(shè)計(jì)采用我國城市典型的生活污水主要指標(biāo)濃度的常值和低值的平均值，污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為：pH值8.2；懸浮物（SS）160mg/L；五日生化需氧量（BOD5）140mg/L；化學(xué)需氧量（COD）280mg/L；氨氮（NH3—N）35mg/L；磷酸鹽（以P計(jì)）4mg/L。

1.3 出水水質(zhì)指標(biāo)確定

污水處理廠處理后的水主要排入附近的河流，地方政府確定該河流水體功能為灌溉和景觀用水，依照“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838）”的規(guī)定，執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體出水水質(zhì)指標(biāo)為：pH值6～9；色度（稀釋倍數(shù)）≤80；懸浮物（SS）≤30mg/L；五日生化需氧量（BOD5）≤30mg/L；化學(xué)需氧量（COD）≤120mg/L；氨氮（NH3—N）≤25mg/L；磷酸鹽（以P計(jì)）≤1.0。

2 污水處理廠方案設(shè)計(jì)

2.1 處理工藝方案選擇

處理工藝選擇需綜合考慮來水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模、污水處置方式、當(dāng)?shù)貧鉁?、工程地質(zhì)、環(huán)境條件及經(jīng)濟(jì)狀況等多種因素。普通曝氣活性污泥法在國內(nèi)外采用最多，運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)也最成熟，工藝流程簡單，處理效果較好，但其抗沖擊負(fù)荷能力較差，工程造價(jià)較高，易出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮等問題，且不能除氮、磷等營養(yǎng)物，基本不適合小規(guī)模生活污水廠。

隨著工程實(shí)踐和技術(shù)改進(jìn)，近年來國內(nèi)外污水處理技術(shù)發(fā)展進(jìn)步很快，當(dāng)前應(yīng)用的主要處理工藝有SBR法，A/O（A2/O法）、一體化氧化溝等，而各種處理工藝都有其適用條件。結(jié)合調(diào)研并咨詢相關(guān)研究院所和大學(xué)的專家，主要對(duì)SBR法和一體化氧化溝處理工藝進(jìn)行研究和比選。

SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池具有集均化、初沉、生物降解、二沉等功能，無污泥回流系統(tǒng)。該法不設(shè)二次沉淀池，省去了污泥回流環(huán)節(jié)及其設(shè)備，工藝流程簡單，布置緊湊，占地節(jié)省，運(yùn)行方式靈活，除磷脫氮效果好，耐沖擊負(fù)荷，可避免污泥膨脹，處理效果穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)好，有除磷脫氮功能。但需特殊的潷水器，適用于中、小型污水廠。

一體化氧化溝是在普通氧化溝的基礎(chǔ)上將曝氣凈化與固液分離合并形成集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體的新型反應(yīng)器。一體化氧化溝工藝的主要特點(diǎn)包括：工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨(dú)的二沉池，污泥自動(dòng)回流，投資省，能耗低，占地省，管理方便；處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD5和SS的去除率均在95%以上，COD的去除率也在85%以上，并且硝化和脫氮作用明顯；產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥不需消化，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會(huì)帶來二次污染；造價(jià)低，建造快，設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理費(fèi)用少；固液分離效率比一般的二沉池高，池容小，能使整個(gè)系統(tǒng)在較大的流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行；污泥回流及時(shí)，減少了污泥膨脹的可能，適用于大、中、小型污水處理廠。

2.2 主要生產(chǎn)構(gòu)筑物及設(shè)備初步設(shè)計(jì)

2.2.1 SBR工藝

（1）進(jìn)水閘門井及格柵井。閘門井1.25m× 1.50m×4.60m，安裝可調(diào)楔式鋃銅鑄鐵閘門和手搖式啟閉機(jī)，以控制進(jìn)水和事故超越；選用回轉(zhuǎn)式格柵2臺(tái)。

（2）集水池及污水泵房。設(shè)計(jì)流量0.174m3/s，集水池與污水泵房合建。選用可提升式無堵塞型潛污泵3臺(tái)，設(shè)置檢修手動(dòng)啟吊和配電控制裝置。

（3）沉砂池。設(shè)計(jì)旋流式沉砂池2個(gè)，設(shè)計(jì)流量0.174m3/s，池子直徑2.13m，高2.7m。

（4）SBR反應(yīng)池。設(shè)計(jì)流量0.116m3/s，BOD5容積負(fù)荷0.3kg/kgMLVSS·d，反應(yīng)池4座，潷水器4臺(tái)，水下攪拌器8臺(tái)。

（5）鼓風(fēng)機(jī)房。設(shè)單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1用1備），空氣流量40m3/min。

（6）輻流式污泥濃縮池。設(shè)計(jì)污泥量1100kg/d，固體通量30kg/m2·d的濃縮池1座，安裝柵耙式刮泥機(jī)。

（7）出水泵房。設(shè)計(jì)流量0.174m3/s，集水池與泵房合建（泵池6.0m×4.2m×4.2m），選用可提升式不堵塞式潛污泵3臺(tái)（2用1備）。

2.2.2 一體化氧化溝處理工藝

（1）細(xì)格柵渠。設(shè)計(jì)水量0.174m3/s，柵前水深為0.4m。細(xì)格柵渠寬1m，分2格，選用回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)2臺(tái)。

（2）沉砂池。設(shè)計(jì)水量0.174m3/s，采用旋流沉砂池2座。選用旋流沉砂池吸砂機(jī)2臺(tái)，鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)。沉砂池的沉砂通過鼓風(fēng)機(jī)空氣提升到砂水分離器進(jìn)行砂水分離

（3）一體化氧化溝。設(shè)計(jì)1座一體化氧化溝，水量0.174m3/s，有效容積為8032m3，其中厭氧池的有效容積為630m3，水力停留時(shí)間為1.5h，缺氧區(qū)有效容積為410m3，水力停留時(shí)間為1.0h。主溝里混合液濃度MLSS為4000mg/L，水力負(fù)荷為1.58m3/m2·h。厭氧池設(shè)2臺(tái)低速潛水推流器，缺氧池設(shè)1臺(tái)低速潛水推流器。主溝內(nèi)設(shè)長轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)3臺(tái)，充氧效率為8.22kg/h·m，在側(cè)溝設(shè)有4臺(tái)高速潛水?dāng)嚢铏C(jī)，并在側(cè)溝內(nèi)設(shè)有沉降分離組件及1臺(tái)行車式刮沫機(jī)。一體化氧化溝采用鋸齒三角堰進(jìn)入集水槽，再通過電機(jī)回轉(zhuǎn)堰門出水排入集水池；同時(shí)根據(jù)MLSS測定結(jié)果，當(dāng)MLSS＞4000mg/L時(shí)，打開排泥閥將側(cè)溝里的污泥排到集泥池。

（4）尾水排放。一體化氧化溝處理后的凈化水外排，需設(shè)集水池和提升泵房。集水池容積150m3，與提升泵房合建。

（5）污泥濃縮池。設(shè)2座污泥濃縮池，采用重力間歇式濃縮池，日處理污泥量為126m3。

（6）污泥脫水間及鼓風(fēng)機(jī)房。鼓風(fēng)機(jī)房與污泥脫水間合建，污泥脫水間采用帶式壓濾機(jī)2臺(tái)，處理污泥量為1.5～3.0m3/h，泥餅含水率為70%～78%。

3 結(jié)論

（1）SBR和一體化氧化溝處理工藝都是比較新型的生活污水處理工藝，投資及處理效果均較傳統(tǒng)的活性污泥法好，預(yù)處理及污泥處理均較簡單。不設(shè)初沉池，只設(shè)置一級(jí)格柵、沉砂池。生物處理可以減少污泥排放量，簡化污泥濃縮脫水工藝。剩余污泥不需厭氧消化，只經(jīng)濃縮、自然干化后運(yùn)出廠外，再做農(nóng)肥或填埋。

（2）一體化氧化溝工藝處理每立方來水用電比SBR工藝少0.15kW·h，工程總投資估算少120萬元。經(jīng)綜合比較，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，該污水處理廠推薦采用一體化氧化溝處理工藝。

（3）通過建設(shè)處理廠對(duì)生活污水進(jìn)行處理，不但可以減少對(duì)環(huán)境污染，還可以改善油地關(guān)系，提供一個(gè)潔凈的生活空間。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.010