井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程工藝設計

洪慶松

摘 要：井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程采用A/A/O生物脫氮除磷處理工藝，建設規(guī)模1.5萬m3/d，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級排放標準的B標準。本文介紹了該工程的工藝流程、進出水水質(zhì)指標、主要構筑物的設計參數(shù)、主要構筑物的儀表設置以及工藝特點，可為相似工程提供了參考經(jīng)驗。

關鍵詞：污水處理廠；生物脫氮除磷；二沉池；設計

1 工程概況

項目位于井岡山風景名勝區(qū)，井岡山風景名勝區(qū)是中國革命的搖籃，是國家重點風景名勝區(qū)，光輝的革命歷史與壯麗的山河交相輝映，構成井岡山得天獨厚的紅綠旅游文化。近年來，井岡山旅游持續(xù)開發(fā)，接待旅游人數(shù)不斷增長，現(xiàn)有井岡山劉家坪污水處理廠規(guī)模已無法滿足污水量增長的需要，為了保護井岡山風景名勝區(qū)的自然環(huán)境，使井岡山旅游保持可持續(xù)發(fā)展，必須對現(xiàn)有污水處理廠進行擴建。

井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程采用異地擴建方式，廠址位于劉家坪養(yǎng)豬場附近，用地面積2.17ha，擴建規(guī)模為1.5萬m3/d，服務范圍包括：茨坪、劉家坪、土嶺、梨坪、大井、小井。污水處理工藝采用A/A/O生物脫氮除磷處理工藝，曝氣方式采用鼓風曝氣，出水消毒方式采用紫外線消毒，處理后尾水排入小溪，最終流入黃坳河，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級排放標準的B標準。污泥處理采用帶式濃縮脫水一體機，污水廠污泥脫水后的污泥統(tǒng)一外運，由園林部門進行最終處置。

2 進出水水質(zhì)及工藝流程

2.1 進出水水質(zhì)

現(xiàn)有污水處理廠進水水質(zhì)檢測指標為：CODcr=120mg/L，BOD5=50mg/L，SS=280mg/L，NH3-N=10mg/L，TP=4mg/L。由于服務范圍為山區(qū)地形，污水收集系統(tǒng)較為復雜，地下水滲漏量較大，上述水質(zhì)指標基本反映了井岡山生活污水的水質(zhì)情況，可以作為確定擴建工程進水水質(zhì)的參考依據(jù)。

考慮到收集管網(wǎng)進一步完善后，污水處理廠進水指標將有所提高，因此可以參考江西省相似地區(qū)污水處理廠的進水水質(zhì)確定。江西省相似地區(qū)污水處理廠的進水水質(zhì)為：CODcr≤220mg/L，BOD5≤120mg/L，SS≤200mg/L，NH4-N≤25mg/L，TN≤35mg/L，TP≤3mg/L。

本污水處理廠尾水排至附近小溪，此小溪由井岡沖水庫流至黃坳河，水體未規(guī)劃使用功能，本水體非水源取水區(qū)，可按三類水體考慮。

根據(jù)尾水排放水體為三類水體，依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中確定處理程度為一級標準中的B標準，同時預留今后將處理程度提高到一級標準中的A標準的處理構筑物。最終確定本污水處理廠進、出水水質(zhì)指標見表1。

2.2 工藝流程

井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程采用A/A/O生物脫氮除磷處理工藝，尾水輔以化學除磷，污泥采用污泥濃縮脫水一體機處理，工藝流程圖如圖1：

3 主要構筑物及設計參數(shù)

3.1 細格柵及沉砂池

污水通過管道收集，重力自流至污水處理廠進行處理。細格柵用于截除污水中較小漂浮物，沉砂池用于去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無機砂粒與有機物分離開來，便于后續(xù)生化處理。

細格柵和沉砂池合建，分為2格。細格柵選用2臺循環(huán)式齒耙清污機，單臺設備：B=0.8m，b=5mm，α=60°，N=1.5kW。沉砂池選用2臺旋流沉砂器，單臺設備功率1.5kW。

同時配備無軸螺旋輸送機1套，槽寬260mm，N=1.5kW。螺旋輸送壓榨機1套，槽寬200mm，N=1.5kW。砂水分離器1臺，？準220，N=0.37kW。

氣提用鼓風機2臺（1用1備），單臺設備：風壓39.2kPa，風量2m3/min，功率2.2kW。

3.2 A/A/O生物反應池

生物反應池用于污水的生化處理，本工程設反應池1座，平面尺寸L×B=56m×32m，池深6.8m，有效總?cè)莘e約9420m3，共分為2格，每格能獨立運行。每格反應池分為厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)共設直徑1400mm的低速水下推進器12臺，每臺功率3kW；好氧區(qū)共設DN65的管式微孔曝器管480m。反應池主要設計參數(shù)如下：

（1）污泥負荷：0.06kgBOD5/（kgMLSS·d）；

（2）污泥濃度：4g/L；

（3）總污齡：17d；

（4）水力停留時間15h，其中厭氧區(qū)1.4h，缺氧區(qū)4.1h，好氧區(qū)9.5h；

（5）標準供氧量：3560kgO2/d；

（6）實際供氧量：5020kgO2/d；

（7）污泥產(chǎn)率：1.48kgMLSS/kgBOD5；

（8）干污泥量：2000kg/d。

3.3 二沉池

每格生物反應池配套1座二沉池。二沉池采用中進周出沉淀池，共2座，每座能獨立運行，池體直徑28m，池邊水深4.5m。二沉池表面負荷0.77m3/（m2·h），每個池子配置周邊傳動刮泥機1臺，單臺設備：？準28m，N=0.75×2kW。

3.4 消毒池

采用紫外線消毒池1座，當水流達到峰值流量、紫外線透過率為65%，且燈管達到壽命末期時的紫外C輻射劑量（253.7nm）不低于16mJ/cm2。設計安裝6個排架，每個排架設12支燈管，同時配套中央控制柜、整流器柜、空壓機等，設備總功率24kW。

3.5 污泥回流泵房及剩余污泥泵房

污泥回流泵房及剩余污泥泵房與生物反應池合建。混合液回流比按300%考慮，每格生物反應池選用3臺（2用1備）混合液回流泵，單泵參數(shù)：Q=500m3/h，H=1m，N=5.5kW。污泥回流比按100%考慮，共設4臺（3用1備）污泥回流泵，單泵參數(shù)：Q=200m3/h，H=7m，N=7.5kW。系統(tǒng)剩余污泥量為2000kg/d，換算成99.5%含水率濕污泥為400m3/d，共設2臺（1用1備）剩余污泥泵，單泵參數(shù)：Q=40m3/h，H=20m，N=5.5kW。

3.6 污泥濃縮脫水機房

污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥采用污泥濃縮脫水一體機進行處理，以便后續(xù)的污泥運輸和最終處置。

剩余污泥經(jīng)剩余污泥泵提升至儲泥池，儲泥池直徑6.0m，有效水深2.6m，內(nèi)設LFJ-500型單層半高槳板攪拌機1臺，？準=5m，H=3.0m，N=0.75kW。

污泥濃縮脫水機房平面尺寸L×B=33m×11m，內(nèi)設2臺帶式濃縮壓濾機，每臺帶寬1.5m，處理量40m3/h，功率為3.7kW+7.5kW。污泥進料采用螺桿泵，共2臺（1用1備），單泵參數(shù)：Q=40m3/h，H=20m，N=7.5kW。

污泥濃縮脫水前需投加混凝劑對污泥進行調(diào)理，混凝劑采用PAM，污泥加藥量為0.004kg/kg污泥。加藥采用螺桿泵，共設螺桿泵2臺（1用1備），單泵參數(shù)：Q=1100L/h，H=60m，N=2.2kW。

3.7 尾水出水井

污泥脫水機濾布沖洗泵房與尾水出水井合建。尾水出水井用于控制出水水位，保證電磁流量計內(nèi)滿管流；濾布沖洗泵用于污泥脫水機濾布沖洗。共布置濾布沖洗泵（長軸深井泵）3臺（2用1備），單泵參數(shù)：Q=25m3/h，H=60m，N=7.5kW。

4 主要構筑物的儀表設置

4.1 細格柵及沉砂池

細格柵設2套液位差計，1套液位計，1套COD測定儀。

沉砂池出水槽設1套PH/T檢測儀，1套懸浮物濃度計，沉砂池出水管設1套電磁流量計。

4.2 生物反應池

每格生物反應池設1套MLSS濃度計，共2套。每格生物反應池設1套溶解氧濃度計，共2套。每格生物反應池設氧化還原電位分析儀2套，共4套。

污泥池設液位計1套，SS濃度計1套。

4.3 二沉池

每座二沉池設泥位計1套，共2套。

4.4 消毒池及出水井

出水總管設電磁流量計1套，出水井設懸浮物濃度計（SS）1套，PH（帶溫度計）1套，在線總氮/總磷/COD測定儀1套，氨氮測定儀1套。

5 工藝設計特點

5.1 A/A/O生物脫氮除磷處理工藝

A/A/O法即厭氧/缺氧/好氧活性污泥法。其構造是在A/O工藝的厭氧區(qū)之后、好氧區(qū)之前增設一個缺氧區(qū)，好氧區(qū)具有硝化功能，并使好氧區(qū)中的混合液回流至缺氧區(qū)進行反硝化，使之脫氮。污水在流經(jīng)三個不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機物、氮和磷得到去除，達到同時進行生物除磷和生物除氮的目的。

在系統(tǒng)上，該工藝在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分離。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)嚴格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，脫氮除磷效果好。

5.2 化學除磷

污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標準范圍之內(nèi)。

根據(jù)本工程的進出水水質(zhì)指標，需采用除磷脫氮工藝，而本工程BOD5：P=30>17，BOD5：N=3.42≈3.5，基本滿足生物除磷脫氮的條件，因此本工程采用生物除磷脫氮工藝，即二級強化處理工藝。由于工程有較高的除磷要求，設計考慮設置化學除磷以提高除磷效果。

6 結束語

井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建項目采用先進的AAO污水處理工藝，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級排放標準的B標準，建成后將對解決井岡山風景名勝區(qū)的水污染和水資源化利用發(fā)揮重要作用。

參考文獻

[1]GB50014-2006，室外排水設計規(guī)范[S].

[2]CECS149-2003，城市污水生物脫氮除磷處理設計規(guī)程[S].