城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)分析

鄧耀棠

（中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司佛山分公司，廣東 佛山 528000）

某城鎮(zhèn)規(guī)模較小，現(xiàn)狀污水處理站（設(shè)計(jì)規(guī)模1 400 m3/d）只負(fù)責(zé)處理鎮(zhèn)區(qū)生活污水。鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃建設(shè)3 家工業(yè)企業(yè)，但其產(chǎn)生的廢水沒(méi)有處理設(shè)施，且現(xiàn)狀污水處理站周圍沒(méi)有擴(kuò)建的空間，因此急需新建一座污水處理廠滿足鎮(zhèn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。新建的城鎮(zhèn)污水處理廠近期設(shè)計(jì)規(guī)模為1 萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模為2 萬(wàn)m3/d。

1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

新建的城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水包括生活污水及工業(yè)廢水，85%的工業(yè)廢水是屠宰廢水。生活污水約占總污水量的30%，工業(yè)廢水約占總污水量的70%。污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有化學(xué)需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、動(dòng)植物油和pH[1-3]。其中，進(jìn)出水pH 均為6～9。

表1 污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)

2 工藝流程

經(jīng)進(jìn)出水水質(zhì)分析，本項(xiàng)目須采用具有生物脫氮除磷功能的污水處理工藝。因此，污水處理工藝流程應(yīng)包括預(yù)處理、生物處理和深度處理[4-5]，具體設(shè)計(jì)如圖1所示。下面分析主要構(gòu)筑物的工藝參數(shù)。

圖1 污水處理工藝流程

2.1 調(diào)節(jié)池、粗格柵與提升泵房

調(diào)節(jié)池、事故池與粗格柵間合建，調(diào)節(jié)池與事故池建在粗格柵間下部，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間為6 h，總有效池容為2 520 m3，池內(nèi)設(shè)置攪拌器。調(diào)節(jié)池尺寸為36.0 m×20.0 m×4.5 m（長(zhǎng)×寬×高），有效水深為3.5 m。事故池尺寸為60.0 m×20.0 m×4.5 m（長(zhǎng)× 寬× 高），有效水深為3.5 m。粗格柵間格柵寬度為1.0 m，格柵間內(nèi)設(shè)帶式輸送機(jī)、柵渣壓榨機(jī)各1 臺(tái)，格柵攔截的柵渣打包外運(yùn)進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理。污水提升泵房設(shè)計(jì)流量為500 m3/h，選用潛水排污泵3 臺(tái)（2 用1 備，變頻），單泵流量為300 m3/h，揚(yáng)程為15 m，電機(jī)功率為22 kW。

2.2 細(xì)格柵及曝氣沉砂池

細(xì)格柵間內(nèi)設(shè)自動(dòng)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)和柵渣螺旋輸送機(jī)。自動(dòng)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)配備2 臺(tái)，功率為1.5 kW。柵渣螺旋輸送機(jī)配備1 臺(tái)，功率為1.1 kW。曝氣沉砂池設(shè)計(jì)流量為0.07 m3/s，水力停留時(shí)間為180 s，水平流速為0.05 m/s，池長(zhǎng)為9 m，有效池容為12.6 m3，過(guò)水?dāng)嗝鏋?.4 m2，有效水深為1.0 m（總池高1.5 m），池寬為1.4 m，池?cái)?shù)為2 座。

2.3 生化池

生化池按近期設(shè)計(jì)流量500 m3/h設(shè)計(jì)。新建1座生化池，分2 個(gè)系列。生化池總有效容積為4 400 m3，其中，厭氧池為500 m3，缺氧池為1 150 m3，好氧池為2 750 m3。

2.4 二沉池

二沉池采用輻流式沉淀池，池內(nèi)安裝刮泥機(jī)。設(shè)計(jì)流量為500 m3/h，配備2 組，單池設(shè)計(jì)流量為250 m3/h。池深為4.5 m，有效水深為2.5 m，表面水力負(fù)荷為0.66 m3/（m2·h）。泵吸式刮泥機(jī)配備2 臺(tái)，回流污泥泵配備2 臺(tái)，污泥回流到厭氧區(qū)。剩余污泥產(chǎn)生量為228 m3/d（含水率99.2%），干重為1 820 kg/d。

2.5 深度處理車間

深度處理車間由磁分離澄清池、纖維轉(zhuǎn)盤濾池、加藥間、水質(zhì)分析間及鼓風(fēng)機(jī)房等組成，平面尺寸為52.0 m×18.6 m。污水經(jīng)二級(jí)處理后通過(guò)重力流進(jìn)入磁分離澄清池。澄清池分為2 個(gè)系列，整個(gè)池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量為500 m3/h，包括反應(yīng)池及沉淀池。纖維轉(zhuǎn)盤濾池設(shè)置2座，設(shè)計(jì)流量為500 m3/h，濾盤直徑為2.0 m，每組設(shè)計(jì)6 片，平均過(guò)濾速度不大于10 m/h，最大過(guò)濾速度不大于15 m/h。采用次氯酸鈉消毒，次氯酸鈉投加量按10 mg/L 計(jì)，每天投加量為100 kg。次氯酸鈉發(fā)生器配備2 臺(tái)，一用一備。次氯酸鈉制成液的存儲(chǔ)裝置配備1 套。變頻式隔膜防腐計(jì)量泵配備2 臺(tái)，一用一備，流量為380 L/h，壓力為0.4 MPa。鼓風(fēng)機(jī)房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與深度處理車間合建。鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)3 臺(tái)懸浮鼓風(fēng)機(jī)，向好氧池供氧。

2.6 污泥儲(chǔ)存池

從二沉池、深度處理車間排出的污泥進(jìn)入污泥儲(chǔ)存池，設(shè)計(jì)含水率99.2%的濕污泥產(chǎn)生量為196.5 m3/d。污泥儲(chǔ)存池尺寸為6.6 m×3.6 m×4.0 m（長(zhǎng)×寬×高）。池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2 臺(tái)，葉輪直徑為320 mm，功率為2.2 kW。

2.7 污泥脫水機(jī)房

污泥脫水機(jī)房平面尺寸為36.0 m×13.8 m，內(nèi)設(shè)污泥棚、污泥脫水間和除臭間。設(shè)備按近期規(guī)模5 000 m3/d 安裝，每天工作時(shí)間為8 h。遠(yuǎn)期不再建污泥脫水機(jī)房，不增加設(shè)備，只是將污泥脫水機(jī)每天工作時(shí)間調(diào)整為16 h。

3 污水處理廠的節(jié)能減排措施

在污水處理廠中，最常見(jiàn)的損耗為能源損耗及水資源損耗。因此，實(shí)施節(jié)能減排措施，可以有效幫助污水處理廠降低能源消耗，提高水資源利用率，減少運(yùn)營(yíng)成本。

3.1 節(jié)能措施

一是安裝高效設(shè)備。采用高效設(shè)備替換老舊設(shè)備，可以在降低能源消耗的同時(shí)提高污水處理效率。二是優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式。污水處理設(shè)備應(yīng)按照最佳參數(shù)運(yùn)行，以減少能源浪費(fèi)。定期檢查和維護(hù)設(shè)備，確保其有效運(yùn)行。三是完善處理流程。對(duì)污水處理流程進(jìn)行優(yōu)化，以減少能源消耗。例如，合理調(diào)整曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間和強(qiáng)度，減少能源浪費(fèi)。四是使用可再生能源。污水處理廠可安裝太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備，將太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源作為能源來(lái)源，以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。五是加強(qiáng)能源監(jiān)測(cè)和管理。安裝能源計(jì)量設(shè)備，定期監(jiān)測(cè)能源消耗并進(jìn)行能源管理。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，識(shí)別潛在的節(jié)能機(jī)會(huì)，采取相應(yīng)的措施來(lái)減少能源浪費(fèi)。

3.2 減排措施

一是循環(huán)利用水資源。污水處理后可作為沖洗水、灌溉水或景觀水等進(jìn)行循環(huán)利用。污水處理后進(jìn)行回收利用，可以降低對(duì)清潔水的需求量，并減少能源消耗。二是優(yōu)化處理工藝。優(yōu)化處理工藝，可以提高水資源利用效率。采用先進(jìn)的生物處理技術(shù)、膜分離技術(shù)等，可以減少?gòu)U水產(chǎn)生量，降低原水需求。三是加強(qiáng)泄漏檢測(cè)和修復(fù)。定期檢查管道、閥門和設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決漏水問(wèn)題，減少水資源浪費(fèi)。四是落實(shí)水資源管理與監(jiān)測(cè)。建立水資源管理制度，加強(qiáng)對(duì)水資源使用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析。通過(guò)精確監(jiān)控，找出潛在的水資源浪費(fèi)點(diǎn)，并采取相應(yīng)改進(jìn)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)考慮工藝選擇、設(shè)備選型和結(jié)構(gòu)布局等，以提高運(yùn)行效率，確保項(xiàng)目環(huán)境友好。同時(shí)，要因地制宜，采取節(jié)能減排措施，減少能源消耗，提高水資源利用率，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。