湘西地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)的工程實(shí)例

【摘要】湖南西部地區(qū)某污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模20000m3/d。針對(duì)其水質(zhì)特點(diǎn)，使用預(yù)處理+A2/O+高效絮凝沉淀+精密過(guò)濾+紫外消毒的污水處理工藝。本項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果表明，出水COD、NH3-N、TN、TP、SS等指標(biāo)均滿(mǎn)足到 GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)。本工程直接運(yùn)行費(fèi)用為1.29元/m3。

【關(guān)鍵詞】城鎮(zhèn)污水廠(chǎng);AAO;高效絮凝沉淀;精密過(guò)濾器

Abstract：A sewage treatment plant with design scale of 20 000 m3/d in Western Hunan.According to the characteristics of sewage， the pretreatment+AAO+high-efficiency sedi-mentation+precise filtration rtreatment process were adopted.The actual operation results showed that， the concentrations of COD， NH3-N， total nitrogen and total phosphorous in the effluent water met the requirement of grade 1 level A in Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant.? The direct operation cost was about 1.29 yuan/m3.

Keywords： sewage treatment plant;AAO; efficiency sedi-mentation; precise filtration

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.158

1、工程概況

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的人口集中于城市生活，城鎮(zhèn)化使人民生活水平不斷提高的同時(shí)，也給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)更大的壓力[1]。據(jù)了解，我國(guó)2019年城鎮(zhèn)污水排放量已達(dá)到了608億噸/年，污水中含有大量的COD、氮、磷等污染物，排入水體將給水體環(huán)境造成極大的影響。為了切實(shí)改善人民生活環(huán)境，減少生態(tài)環(huán)境壓力，完善污水收集及處理設(shè)施建設(shè)十分重要。

本工程位于湖南省西部，所在縣區(qū)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，原有的污水處理廠(chǎng)已無(wú)法滿(mǎn)足該縣的污水處理需求。因此，需要新建一座20000m3/d污水處理廠(chǎng)，以滿(mǎn)足該地區(qū)污水處理需求。

2、進(jìn)出水水質(zhì)概況

本工程污水處理廠(chǎng)污水主要為縣城的生活污水，除此之外還收集新建的科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)的廢水。該產(chǎn)業(yè)園為發(fā)展電子信息等高新產(chǎn)業(yè)為主體，以光電通訊、電子信息、農(nóng)副產(chǎn)品加工信息物流等產(chǎn)業(yè)為主構(gòu)成的智慧型高新科技產(chǎn)業(yè)園，園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)廢水極少，主要以生活污水為主。依據(jù)該縣城正在運(yùn)行的第一污水處理廠(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合考慮，確定本工程污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)如下：CODcr（300mg/L）、BOD5（150mg/L）、SS（250mg/L）、NH3-N（30mg/L）、TP（5mg/L）、TN（40mg/L）、TDS（150mg/L）。

本工程污水處理廠(chǎng)尾水排入受納水體屬《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB83838-2002）中Ⅳ類(lèi)水質(zhì)水域，按照相關(guān)要求，污水處理廠(chǎng)排水指標(biāo)需達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

3、工藝流程論證及確定

根據(jù)污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，所選工藝除要求可以去除污水中有機(jī)物質(zhì)外，還應(yīng)具備有除磷脫氮的功能，同時(shí)需耦合深度處理進(jìn)一步去除污水中殘留的有機(jī)物質(zhì)、磷、懸浮物質(zhì)等污染物，以確保污水的達(dá)標(biāo)排放。因此，本工程污水廠(chǎng)的總體工藝流程包括：預(yù)處理單元、生化處理單元、深度處單元和污泥處理單元。具體污水處理工藝流程如下：預(yù)處理單元（粗細(xì)格柵+旋流沉砂池）+生化處理單元（A2/O）+深度處理單元（高效絮凝沉淀+精密過(guò)濾）+紫外消毒計(jì)量（出水排放一級(jí)A標(biāo)）。污泥處理單元：污泥脫水工藝如下：污泥濃縮+污泥調(diào)理+板框脫水（脫水至含水率60%）

污水進(jìn)入污水處理廠(chǎng)后，先經(jīng)過(guò)粗、細(xì)格柵及旋流沉砂池的預(yù)處理，去除水體中的垃圾及大顆粒固體懸浮物。隨后污水進(jìn)入A2/O池，A2/O工藝是一種兼具脫氮、除磷及消耗有機(jī)污染物功能的污水處理工藝，污水在聚磷菌、硝化細(xì)菌、異養(yǎng)菌的作用下，去除掉污水中碳、氮、磷等污染物質(zhì)[2]。A2/O池的出水，以泥水混合液的形式進(jìn)入二沉池，在二沉池中進(jìn)行泥水分離，分離后的污水進(jìn)入隨后的處理單元中，二沉池一部分污泥回流至A2/O池中，另一部分排入污泥濃縮池;二沉池的出水進(jìn)入高效絮凝沉淀池，在投加的絮凝劑和助凝劑的作用下，使污水中剩余的無(wú)機(jī)磷、SS及少量有機(jī)物質(zhì)以沉淀的形式被截留下來(lái)，這些沉淀物排入污泥濃縮池[3];隨后其出水在精密過(guò)濾器的作用下，去除掉剩余的少量懸浮物質(zhì);最后，經(jīng)紫外消毒計(jì)量后達(dá)標(biāo)排放。

在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)濃縮處理后排入污泥調(diào)理池，在三氯化鐵及石灰的調(diào)理后，通過(guò)板框壓濾機(jī)對(duì)其進(jìn)行壓榨處理后制成含水率低于60%的泥餅。

4、主要污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

（1）粗格柵井1座，設(shè)計(jì)規(guī)模2萬(wàn)m3/d，分兩格。其主要功能為去除污水中較粗大的漂浮物（如樹(shù)葉、雜草、木塊、廢塑料等），保護(hù)水泵的正常工作。柵條間隙b=20mm;格柵安裝傾角：75°;

（2）細(xì)格柵1座，設(shè)計(jì)規(guī)模2.0萬(wàn)m3/d，分兩組，兩組并聯(lián)運(yùn)行。其主要功能為攔截污水中較小漂浮物。其主要設(shè)備配置為回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)：安裝傾角a=75°，柵條間隙為b=10mm，渠寬800mm。

（3）旋流沉砂池，設(shè)計(jì)規(guī)模2.0萬(wàn)m3/d，1座，分2組，功能為去除水中密度較大的無(wú)極顆粒污染物，如泥砂、煤渣等。其結(jié)構(gòu)類(lèi)型為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：旋流沉砂區(qū)體積V=4.76m，水力停留時(shí)間為30s，表面負(fù)荷為150m3/m2·h，沉積砂兩天一次定時(shí)氣提抽送至砂水分離器。

（4）A2/O池設(shè)計(jì)規(guī)模2.0萬(wàn)m3/d，1座，分2組。主要作用為：污水在流經(jīng)三個(gè)不同功能分區(qū)的過(guò)程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去除，達(dá)到同時(shí)進(jìn)行生物除磷和生物除氮目的[4]。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：缺氧池和好氧池設(shè)計(jì)混合液懸浮固體濃度（MLSS）=4000mg/L;泥齡14d;污泥回流比R=100%;混合液回流比R=300%;厭氧池停留時(shí)間t=1.7h;缺氧池停留時(shí)間t=3.9h;好氧池停留時(shí)間t=10.0h。

（5）二沉池，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬(wàn)m3/d，尺寸為直徑φ=25m，有效水深H=4.00m，2座，進(jìn)水方式為周進(jìn)周出。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：?jiǎn)纬刈畲笤O(shè)計(jì)流量為1241.7/2=620.85m3/h;最大時(shí)水力表面負(fù)荷1.26m3/（m2.h）;平均時(shí)水力表面負(fù)荷0.85m3/（m2·h）。（下轉(zhuǎn)194頁(yè)）

（上接192頁(yè)）

（6）高效沉淀池，設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬(wàn)m3/d設(shè)計(jì)，分兩組對(duì)稱(chēng)布置。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：混合區(qū)停留時(shí)間約110S、絮凝區(qū)停留時(shí)間約9min、澄清區(qū)水力停留時(shí)間為41min，斜管區(qū)實(shí)際上升流速：11m/h;

（7）精密過(guò)濾器，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬(wàn)m3/d。主要功能為過(guò)濾水中污染物質(zhì)，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：?jiǎn)谓M設(shè)計(jì)流量：Q=20000m3/d;濾筒直徑1300mm， 濾網(wǎng)過(guò)濾精度10～1000μm。

（8）紫外消毒-計(jì)量渠，1座，分2組，共兩條渠道，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬(wàn)m3/d。其主要功能為殺死廢水中的細(xì)菌、病毒和其他病原微生物細(xì)胞。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)為設(shè)計(jì)流量：Q=833.2m3/h，每根燈管功率320W，8根燈管為一模塊，共需要8個(gè)模塊。

5、污水的處理效果

本污水廠(chǎng)于2020年10月建成投產(chǎn)，現(xiàn)已步入試運(yùn)營(yíng)階段，目前運(yùn)行情況良好，污水處理廠(chǎng)投產(chǎn)半年來(lái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)如下表所示：

表1 污水處理廠(chǎng)運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)污水廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)半年的數(shù)據(jù)分析， COD、氨氮、TN、TP等污染物質(zhì)濃度均控制在一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。其中除TN去除率為60%左右外，其余污染物指標(biāo)去除率均在80%以上，具有較高的去除效率。

6、運(yùn)行成本分析

本污水處理廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用主要包括電費(fèi)、人工費(fèi)、藥劑投加費(fèi)、設(shè)備檢修費(fèi)、污泥處理費(fèi)等，根據(jù)運(yùn)行情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)分析，本污水廠(chǎng)的年運(yùn)行費(fèi)用為941.79萬(wàn)元人民幣，單位經(jīng)營(yíng)成本為1.29元/噸。具體運(yùn)行費(fèi)用如下表所示：

表2.污水運(yùn)營(yíng)費(fèi)用統(tǒng)計(jì)表

7、結(jié)論與建議

（1）本工程使用預(yù)處理+A2/O+高效絮凝沉淀+精密過(guò)濾器+紫外消毒的處理工藝對(duì)湘西地區(qū)某縣城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行處理，建成后污水廠(chǎng)的運(yùn)行結(jié)果表明，該污水廠(chǎng)運(yùn)行情況良好，出水水質(zhì)滿(mǎn)足到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

（2）本工程污水廠(chǎng)處理運(yùn)行費(fèi)用估算為941.74萬(wàn)元每年，噸水運(yùn)行費(fèi)用為1.29元/噸。

（3）污水廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)中部分時(shí)段會(huì)因進(jìn)水C/N比較低，而投加yasuc碳源以滿(mǎn)足反硝化運(yùn)行要求，增加了運(yùn)行成本。建議在今后的設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)中逐步探索低C/N條件下的污水脫氮處理工藝，以減小污水處理廠(chǎng)的運(yùn)行成本，并提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]許光遠(yuǎn)，解東.典型小城鎮(zhèn)污水處理的進(jìn)水水質(zhì)特征分析[J].工業(yè)用水與廢水，2019，50（1）：48-50.

[2]張中和.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)：第5冊(cè)[S].2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]劉麗，姚雨，肖江.改良AAO/高效沉淀/精密過(guò)濾工藝用于污水廠(chǎng)提標(biāo)擴(kuò)建[J].中國(guó)給水排水，2020，36（20）：156-159+166.

[4]王曉蓮，彭永臻，A2/O法污水生物脫氮除磷處理技術(shù)應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介：

段洋（1987.06-），男，大專(zhuān)，工程師，湖南益陽(yáng)，漢，從事工作：給排水設(shè)計(jì)。