城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)

　　一、工程背景及概況

　　新興鎮(zhèn)位于四川天府新區(qū)成都直管區(qū)內(nèi)，鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)現(xiàn)涼水污水廠1座，處理規(guī)模1500m3/d，由于建設(shè)年代較早，排放標(biāo)準(zhǔn)僅為一級(jí)B標(biāo)，已較非常落后。同時(shí)，隨著新興工業(yè)園的建設(shè)如火如荼的進(jìn)行，大量投資的涌人及項(xiàng)目建成，現(xiàn)有污水廠已無(wú)法滿足新興鎮(zhèn)及新興工業(yè)園日益增長(zhǎng)的污水處理需求。為提高新興鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)的污水處理能力及效果，改善新興鎮(zhèn)周邊的水環(huán)境，新興污水處理一廠的建設(shè)是非常必要和迫切的。

　　新興污水處理一廠工程設(shè)計(jì)規(guī)模5000m3/d，服務(wù)范圍為新興場(chǎng)鎮(zhèn)及新興工業(yè)園，主要包括污水處理、污泥處理、尾水排放及其它附屬構(gòu)(建)筑物。

　　二、設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

　　2.1 污水進(jìn)水水質(zhì)

　　新興污水處理一廠主要接納新興場(chǎng)鎮(zhèn)的市政生活污水和新興工業(yè)園的工業(yè)污水，從新興工業(yè)園的規(guī)劃和招商引資情況來(lái)看，新興工業(yè)園的產(chǎn)業(yè)為智能(汽車)制造產(chǎn)業(yè)板塊及高端物流產(chǎn)業(yè)板塊，沒(méi)有污染嚴(yán)重的工業(yè)?？紤]到市政生活污水水質(zhì)和工業(yè)污水水質(zhì)差距較大，本工程結(jié)合生活污水和工業(yè)污水的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行加權(quán)平均，并參照國(guó)內(nèi)其他同類污水廠的進(jìn)水水質(zhì)，最終確定污水廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下表1。

　　2.2 處理后出水水質(zhì)

　　參照天府新區(qū)第一污水處理廠及天府新區(qū)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)并綜合考慮各水質(zhì)需求，新興污水處理一廠出水水質(zhì)按優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)―級(jí)A標(biāo)的類IV類水(總氮除外)水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行，詳見下表，出水水質(zhì)如下表2。

　　三、污水處理工藝方案

　　根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)指標(biāo)，污水廠的需重點(diǎn)處理項(xiàng)目為SS、NH4+-N、T-N和TP四項(xiàng)，重點(diǎn)處理項(xiàng)目的去除率見下表3。

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外城市污水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，活性污泥法處理城市污水是最經(jīng)濟(jì)有效的，但常規(guī)活性污泥工藝僅能有效地去除BOD5、CODcr和SS，而對(duì)氮和磷的去除有限，僅從剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率約為10―20%，磷的去除率約為12―19%，達(dá)不到本工程對(duì)氮和磷去除的要求。因此，必須采用污水除磷脫氮工藝。

　　根據(jù)確定的進(jìn)、出水水質(zhì)，以及污水廠工程重點(diǎn)去除污染物的特征，主要是氮、磷的去除決定了本工程所選擇的工藝必須是具有生物除磷、硝化和反硝化的工藝。在本工程設(shè)計(jì)中主要研究了具有生物除磷脫氮功能的強(qiáng)化A2/O+深床濾池工藝及MBR工藝，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，強(qiáng)化A2/O+深床濾池工藝在工程投資、運(yùn)行成本及管理維護(hù)難度上有明顯的優(yōu)勢(shì)，故本工程最終確定采用A2/O生化池+高密度沉淀池+反硝化濾池為主體的三級(jí)生化處理工藝，考慮到工業(yè)廢水可能含有部分難降解COD，本工程考慮在生化池前端設(shè)置水解池。污泥處理采用以旋轉(zhuǎn)擠壓脫水機(jī)為主的機(jī)械濃縮、脫水的污泥處理工藝。工藝流程框圖見圖1。

　　四、設(shè)計(jì)難點(diǎn)

　　本工程污水廠設(shè)計(jì)主要難點(diǎn)在于用地非常緊張，僅0.93ha，必須合理規(guī)劃廠區(qū)平面布置，以節(jié)省用地，結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，本工程考慮將部分構(gòu)筑物合建(疊建)，已保證污水廠構(gòu)筑物布置及交通、消防要求：

　　(1)合建(疊建)生化處理系統(tǒng)

　　為節(jié)省用地，本工程二沉池采用矩形二沉池，與水解池、生化池一體化合建，同時(shí)在生化池上部設(shè)置二層平臺(tái)，二層平臺(tái)中設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)房、變配電站、加藥間、除臭裝置等輔助設(shè)施，合建為一體化生化池，剖面示意見圖2。

　　(2)合建深床濾池及消毒接觸池

　　為節(jié)省用地，本工程在反硝化深床濾池下部出水渠道區(qū)域內(nèi)疊建消毒接觸池，剖面示意見圖3。

　　五、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

　　(1)粗格柵及污水提升泵房主要用于截留污水中較大的漂、懸浮物并提升至后續(xù)處理構(gòu)筑物。內(nèi)設(shè)鋼絲繩牽引格柵除污機(jī)及潛污泵。

　　(2)細(xì)格柵及旋流沉砂池

　　細(xì)格柵用于截留污水中較小的漂、懸浮物。旋流沉砂池用于去除污水中的砂粒，使無(wú)機(jī)砂粒與有機(jī)物分離開來(lái)，便于后續(xù)生物處理。設(shè)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)及旋流沉砂器。

　　(3)水解池

　　水解池內(nèi)分4格，與生化池合建。用于將污水中的非溶解態(tài)有機(jī)物截留并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物，一些難于生物降解大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)如有機(jī)酸等，從而使污水的可生化性和降解速度大幅度提高，以利于后續(xù)生物處理。水解池停留時(shí)間t=6h，脈沖上升流速11.11m/h。

　　(4)一體化生化池(含二沉池)

　　生化池內(nèi)分2格，與水解池合建，上層合建鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間等。用于污水中的有機(jī)物、氨氮、無(wú)機(jī)鹽類等污染物并進(jìn)行泥水分離。池型按厭氧區(qū)+缺氧區(qū)+好氧區(qū)+沉淀區(qū)布置?？侶RT(包括沉淀區(qū))26.6h，其中厭氧區(qū)停留時(shí)間1.6h，缺氧區(qū)停留時(shí)間4.5h，曝氣區(qū)停留時(shí)間13.5h，沉淀區(qū)表面負(fù)荷1.63m3/(m2?h)。污泥回流比100%，內(nèi)回流比700%，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)設(shè)攪拌器，沉淀區(qū)采用斜管沉淀。

　　(5)高密度沉淀池

　　用于去除CODc，、B0D5、SS、TP、TN，高密度沉淀池分為混合區(qū)、絮凝區(qū)及沉淀區(qū)，混合區(qū)停留時(shí)間2min，絮凝區(qū)停留時(shí)間15min，沉淀池最大表面負(fù)荷15m/h。主要設(shè)置攪拌機(jī)、刮泥機(jī)、排泥泵等設(shè)備。

　　(6)深床濾池(下部為接觸消毒池)

　　深床濾池用于進(jìn)一步去除水中色度、SS及BOD、COD、N、P等污染物，減少細(xì)菌數(shù)量。設(shè)計(jì)濾速6.0m/h，最大過(guò)濾水頭2.5m，濾池前設(shè)置混合攪拌器，混合時(shí)間65s，采用機(jī)械混合。濾池反沖洗周期36h，驅(qū)氮周期：4h，接觸消毒時(shí)間≥30min。

　　(7)加氯間

　　用于出水消毒，并維持中水管網(wǎng)余氯值。消毒劑采用次氯酸鈉液體，原液濃度為10%。投加量為10~20mg/L，投加有效濃度6%。

　　(8)鼓風(fēng)機(jī)房

　　鼓風(fēng)機(jī)房與變配電站合建，置于生化單元二層。用于輸送空氣分別至一體化A2/O生化池，提供微生物降解有機(jī)物所需的氧氣。鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置螺桿式鼓風(fēng)機(jī)，氣水比6.33:1，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍45~100%，風(fēng)壓0.70bar。配過(guò)濾器、消音器、出口止回閥、防震器和機(jī)組固定件、消音罩、機(jī)旁控制柜和主控制柜等。

　　(9)加藥及碳源投加間

　　用于污水處理廠輔助化學(xué)除磷及補(bǔ)充碳源。

　　除磷藥劑采用液體堿式氯化鋁(Al2O3含量10%)，原液投加。投加點(diǎn)位于高密度沉淀池混合區(qū)進(jìn)水前端，單點(diǎn)投藥量10?40mg/L。碳源藥劑采用乙酸鈉原液，投加量5.7mg/mgNO3-N，原液濃度20%。

　　(10)污泥濃縮脫水機(jī)房

　　主要包括污泥輸送系統(tǒng)、污泥濃縮、脫水系統(tǒng)、絮凝劑投加系統(tǒng)等。對(duì)含水率較高的剩余污泥進(jìn)行濃縮脫水，脫水后污泥送至污泥堆棚，最后外運(yùn)。脫水機(jī)進(jìn)泥含水率99.2~99.4%，絮凝劑采用PAM，投加量0.003~0.005t/tDS。

　　脫水機(jī)房由進(jìn)泥螺桿泵、旋轉(zhuǎn)擠壓式過(guò)濾機(jī)、螺旋輸送機(jī)、絮凝劑投加系統(tǒng)等組成，污泥經(jīng)過(guò)濃縮、脫水后，含水率由99.2%降至80%以下。

　　六、小結(jié)

　　本工程結(jié)合污水廠進(jìn)、出水水質(zhì)采用了目前主流的強(qiáng)化A2O+反硝化深床濾池三級(jí)處理工藝，并結(jié)合用地情況將部分構(gòu)筑物疊建以節(jié)省用地。項(xiàng)目建成后將大幅改善新興鎮(zhèn)及其周邊的水環(huán)境質(zhì)量水環(huán)境，對(duì)岷江水系成都段水質(zhì)提高也有積極正面的影響。(來(lái)源：中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司)