某市第二污水處理廠工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行分析

朱銘橋

（廈門路橋工程設(shè)計(jì)院有限公司，福建廈門 361006）

1 引言

某市第二污水處理廠占地面積3.73 hm2，位于城市現(xiàn)狀水系的下游，便于污水收集，利于尾水排放，對(duì)城市水資源影響較小。污水收集系統(tǒng)為分流制，片區(qū)污水以生活污水為主，污水處理廠規(guī)劃總規(guī)模5×104m3/d，一期實(shí)施規(guī)模2.5×104m3/d，服務(wù)面積14.95 hm2，規(guī)劃服務(wù)總?cè)丝?4 萬人。工程總投資約0.8 億元，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：總占地面積3.73 hm2，容積率0.29，綠化率35.67%，單位處理成本約1.32 元/m3，單位經(jīng)營成本約0.79 元/m3。

本工程采用融合多種工藝特點(diǎn)的 “多模式AAO+高密度沉淀+微過濾”處理工藝，提高污水處理廠應(yīng)對(duì)水質(zhì)及水量變化的能力，提升出水水質(zhì)；同時(shí)，優(yōu)化傳統(tǒng)手動(dòng)設(shè)備，采用電動(dòng)控制，增加遠(yuǎn)傳功能，為運(yùn)行管理提供方便。

2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

由于污水處理廠服務(wù)片區(qū)污水收集系統(tǒng)為分流制，地下水滲入量較小，參考該市其他污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)，并進(jìn)行污染負(fù)荷計(jì)算，確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《排放標(biāo)準(zhǔn)》）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)詳見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)及去除率

3 工藝流程

“多模式AAO+高密度沉淀+微過濾”處理工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

4 工程設(shè)計(jì)

4.1 粗格柵及提升泵房

粗格柵與進(jìn)水提升泵房合建，土建一次性建成，尺寸為17.5 m×12.2 m×11.35 m，設(shè)備按2 期安裝。配備2 臺(tái)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，格柵間隙15 mm，格柵寬1.2m，安裝傾角75°；配備3 臺(tái)潛污泵（2 用1 備），單泵參數(shù)：流量Q=750 m3/h，揚(yáng)程H=16 m，功率N=55 kW。

4.2 細(xì)格柵及曝氣沉砂池

采用合建形式，土建一次性建成，尺寸為20.7 m×6.6 m×5.0 m，一期設(shè)備按2.5×104m3/d 安裝。配置2 臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵，格柵間隙6 mm，格柵渠寬1.02 m，安裝傾角35°；曝氣沉砂池水力停留時(shí)間2.5 min，設(shè)計(jì)水平流速0.05 m/s，有效水深2.0 m，每立方米污水的曝氣量為0.2 m3。

4.3 多模式AAO生化池

AAO 池為全封閉池型，一期設(shè)計(jì)規(guī)模2.5×104m3/d，采用多模式AAO 生化池1 座，分2 格，結(jié)構(gòu)尺寸為54.8 m×44.1 m×8.5 m，設(shè)計(jì)有效水深7.0 m，總水力停留時(shí)間10.6 h，污泥濃度為4.0 g/L，污泥負(fù)荷為0.08 kg BOD5/（kg MLSS·d），污泥回流比50%～100%，混合液回流比100%～300%，氣水比4.3∶1。

主要設(shè)備有磁懸浮高速離心鼓風(fēng)機(jī)3 臺(tái)（2 用1 備），單臺(tái)Q=54.6 m3/min，P=90 kPa，N=100 kW；混合液回流泵6 臺(tái)（4 用2 備），單臺(tái)Q=120 L/s，H=1.5 m，N=7.5 kW。

4.4 二沉池

一期設(shè)計(jì)采用周進(jìn)周出輻流式二沉池2 座，單座直徑28 m，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷1.25 m3/（m2·h），池邊有效水深4.0 m，沉淀時(shí)間為3.2 h。

4.5 高密度沉淀池

高密度沉淀池共設(shè)1 座，尺寸為31.7 m×25.2 m×8.2 m，一期設(shè)備按2.5×104m3/d 配置；表面水力負(fù)荷10 m3/（m2·h），混合時(shí)間1.5 min，絮凝時(shí)間13 min。主要設(shè)備有潛水軸流泵3 臺(tái)（2 用1 備），單臺(tái)Q=720 m3/h，H=6 m，N=22 kW；污泥回流泵3 臺(tái)（2 用1 備），單臺(tái)Q=20～100 m3/h，H=6 m，N=15 kW。

4.6 微過濾

一期配置法捷斯R200Ⅲ型精密過濾器2 臺(tái)，單臺(tái)過濾能力Q=20 000 m3/d，尺寸3.9 m×1.7 m×2.2 m，過濾孔徑20 μm，抗沖擊負(fù)荷系數(shù)K=1.3，沖洗壓力P=0.6 MPa。

4.7 接觸消毒池

采用次氯酸鈉消毒，接觸消毒池為全地埋式，土建一次性建成，尺寸為40.4 m×8.7 m×6.2 m，有效水深5.3 m，有效接觸時(shí)間35 min。

4.8 脫水機(jī)房

設(shè)計(jì)剩余污泥濃度8.0 g/L，污泥含水率97%，干泥量為1 750 kg/d，脫水后污泥含水率80%。脫水機(jī)房為框架結(jié)構(gòu)，土建一次性建成，尺寸為34.8 m×10.0 m×6.9 m，一期配備2 臺(tái)帶式脫水機(jī)，單臺(tái)Q=15～30 m3/h，N=4.5 kW。

5 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

5.1 自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理方便

各類堰門、渠道閘門等設(shè)備均采用電動(dòng)控制，并設(shè)置信號(hào)傳輸功能，由全廠控制平臺(tái)統(tǒng)一控制；同時(shí)，在曝氣沉砂池、生化池、二沉池、高密度沉淀池等主要處理單元設(shè)置了在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀；出水單元內(nèi)設(shè)置pH 儀、多參數(shù)水質(zhì)分析儀（CODCr、SS），TP、TN 分析儀等；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各單元水質(zhì)情況，調(diào)節(jié)加藥量、回流量、曝氣量等，優(yōu)化運(yùn)行管理手段。

5.2 采用深水型多模式AAO工藝

本工程采用的AAO 生化處理工藝，是在傳統(tǒng)AAO 工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良；常規(guī)AAO 池有效水深在4.0～5.5 m，本設(shè)計(jì)有效水深7.0 m，屬于深水型反應(yīng)池，池內(nèi)每個(gè)單元內(nèi)設(shè)置高效推流器，保證水流的穩(wěn)定性及水質(zhì)的均勻性。

多模式AAO 采用總進(jìn)水分配渠，在缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、好氧區(qū)分別設(shè)置電動(dòng)進(jìn)水調(diào)節(jié)堰門，同時(shí)在池型內(nèi)部設(shè)置混合液回流電動(dòng)閘門，可有效調(diào)節(jié)混合液回流量。在實(shí)際運(yùn)行過程中，多模式AAO 可通過堰門及閘門改變池型，實(shí)現(xiàn)各種功能的切換；通過多點(diǎn)進(jìn)水、調(diào)節(jié)混合液回流量，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)AAO、倒置AAO、改良AAO 等多種運(yùn)行模式，在去除有機(jī)物的同時(shí)能高效實(shí)現(xiàn)脫氮除磷，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便。國內(nèi)學(xué)者的研究也證實(shí)了這一特點(diǎn)[1-3]。

5.3 采用微過濾技術(shù)

微過濾技術(shù)是近年來應(yīng)用越來越廣泛的深度處理技術(shù)，與傳統(tǒng)濾布濾池相比，精密過濾器無須大型土建結(jié)構(gòu)，可安裝在設(shè)備間，節(jié)省了大量的空間；同時(shí)，設(shè)備配備自動(dòng)反沖洗系統(tǒng)，反沖洗、過濾互不影響，可連續(xù)運(yùn)行，反沖洗水可取自過濾后水，自用水量僅為0.3%左右，遠(yuǎn)低于其他類型過濾的反沖洗用水量。

6 運(yùn)行情況分析

該污水廠2021 年1～12 月平均進(jìn)水、出水水質(zhì)見表2。由2021 年全年水質(zhì)表可以得出以下結(jié)論。

表2 2021 年平均進(jìn)、出水水質(zhì)表

1）除CODCr、BOD5外，SS、氨氮、TN 及TP 進(jìn)水均存在超過設(shè)計(jì)值現(xiàn)象，反映出進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大；但出水水質(zhì)均能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，說明該處理工藝耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定。

2）分析各污染物的去除率，CODCr在90.7%～96.6%，BOD5在98.2%～99.1%，SS 在94.7%～98.4%，氨氮在98.7%～99.7%，TN在56.5%～81.7%，TP 在90.4%～97.1%；除TN 外，其他指標(biāo)的去除率均在90%以上，反映出該處理工藝的高效性。

3）應(yīng)用本工藝處理生活污水，CODCr、BOD5、氨氮及TP 均可穩(wěn)定達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但TN 與Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相差較大；若想進(jìn)一步提升TN 去除率，后續(xù)需增加深度脫氮工藝。

第二污水處理廠建成投產(chǎn)2 年多以來，運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)水質(zhì)，完全達(dá)到《排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語

1）采用多模式AAO 生化處理工藝處理城鎮(zhèn)污水，對(duì)CODCr、BOD5、SS、氨氮、TN 及TP 均有較好的去除效果，后續(xù)采用高密度沉淀+微過濾工藝可進(jìn)一步提升出水水質(zhì)，穩(wěn)定達(dá)到《排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，部分指標(biāo)可穩(wěn)定達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2）微過濾技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)型強(qiáng)、運(yùn)行可靠的污水深度處理方法，本設(shè)計(jì)采用的精密過濾器屬于較為先進(jìn)的處理設(shè)備，達(dá)到了節(jié)約費(fèi)用、降低能耗的目的，在實(shí)際運(yùn)行過程中取得了非常好的效果。