【工程案例】地方污水处理厂污水处理技术特点分析

1．1 设计进、出水水质根据揭阳市环境监测站检测资料以及《揭阳市区污水处理厂环境影响报告书》．进厂污水中生活污水约占70％．工业污水约占30％污水处理厂受纳水体为榕江北河．根据《广东省地表水环境功能区划(试行方案)》的规定，该水体的水质目标为Ⅲ类．出水水质执行GB 18918-2002(城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准，同时依据《揭阳市区污水处理厂环境影响报告书》确定污水处理厂出水水质污水处理厂设计进、出水水质主要指标见表1

1．1 设计进、出水水质
根据揭阳市环境监测站检测资料以及《揭阳市区污水处理厂环境影响报告书》．进厂污水中生活污水约占70％．工业污水约占30％污水处理厂受纳水体为榕江北河．根据《广东省地表水环境功能区划(试行方案)》的规定，该水体的水质目标为Ⅲ类．出水水质执行GB 18918-2002(城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准，同时依据《揭阳市区污水处理厂环境影响报告书》确定污水处理厂出水水质污水处理厂设计进、出水水质主要指标见表1

表1 设计进、出水水质主要指标

1．2 设计水量
污水处理厂近期设计规模为6万m3／d 由于污水厂服务范围内的榕城片区排水体制为截留式合流制(截流倍数n=1)，揭阳经济开发试验区排水体制为分流制．且揭阳经济开发试验区的污水量约为总污水量的1／5 因此．污水厂旱季平均时流量为2 500 m3／h．总变化系数为1-3．则旱季最大时流量为3 250 m3／h；根据污水中合流、分流水量所占比例计算．雨季最大时流量为4 500 m3／h 污水厂预处理构筑物及构筑物之间的连通管按雨季最大时流量设计：生化池按旱季平均时流量设计．供氧量按旱季最大时流量设计：二次沉淀池按旱季最大时流量设计．雨季最大时流量校核：接触消毒池按旱季最大时流量没计

通过分析污水处理厂进、出水水质指标可知，污水厂对氮和磷的去除率要求较高，同时考虑污水厂对将来进、出水水质、水量变化的适应性，在设计上应尽可能留有余地．主体工艺设计应采用具有脱氮、除磷功能的污水处理工艺。所有生物除磷脱氮工艺都包含厌氧、缺氧、好氧3个不同过程的交替循环城市污水厂的悬浮型活性污泥法污水处理工艺主要有3个系列[1-2]：①氧化沟系列；②A／O系列；③序批式反应器(SBR)系列。在按空间分割的连续流活性污泥法中．A2／O法和DE型氧化沟法较优越：在序批式活性污泥法中，CASS工艺较优越。由于进水的m(BOD5)／m(CODcr)比值为0．48，污水可生化性好，综合考虑处理效果、技术先进程度、运行稳定性、节能以及运行成本等多方面因素，并对详细的技术经济资料进行比较，确定该工程采用A2／O工艺。工艺流程见图1。

3．1 粗格栅及进水泵房
粗格栅间土建及设备按远期12万m3/d的规模一次建成．平面尺寸为15．O0 nl×5．20 m．格栅间深11．30m，设2台回转式格栅除污机．每台宽1.5m，安装角度75°，栅条间距20mm。

进水泵房土建按远期12万m3／d的规模一次建成．设备按近期6万m3/d的规模安装。进水泵房下部采用外径为25.00m的圆形结构，深13.70m；上部采用框架结构，平面尺寸为24.40m×10.00 m，高10.10m。为了适应水量的变化．泵房共设计5台立式污水泵．近期安装2台大泵(变频调速)和1台小泵。搭配使用．远期再安装2台大泵。其中大泵Q=2875～2500 m3／h，H=14.7～16.7m，N=160 kW；小泵Q=1300～1100 m3／h，H =14.7～l6.7m，N=90kW 旱季平均流量时运行1台大泵，旱季最大流量时运行1台大泵和1台小泵．雨季最大流量时运行2台大泵。

3．2 细格栅及涡流沉砂池
细格栅、涡流沉砂池合建，近期设1组，设计规模为6万m3／d，远期再增建1组。采用转鼓式细格栅，设2套，每个格栅直径1.8m．过栅流速Vmax=0.75 m／s，栅条间隙b=5mm．栅前水深h=1.20m，安装角度0=35°．配用电机功率2.2kW。

涡流沉砂池设计表面负荷95m3／(m2·h)．采用封闭式，设置2座，每座直径5.5m，池深(砂斗以上部分)2.85m，砂斗直径1.5m，砂斗深度2.2m。每座池中间设有1台可调速的带中空轴的立式浆叶分离机和1个空气提砂器气源由2台鼓风机提供，单台风量2m3／min，风压55 kPa。

3．3 A2／0生化池
近期设1组2座A2/O生化池，每座设计规模为3万m3／d．远期再增建l组。每座A2/0生化池由选择池、厌氧池、缺氧池和好氧池组成。平面尺寸为68.40m×29.20m，总高度6.8m。每座选择池内设2台φ370 mm进口水下搅拌器．每台功率2.5 kW：每座厌氧池和缺氧池内各设2台φ2500mm进El水下搅拌器．每台功率4.3kW。好氧池曝气器采用进口管膜式微孔曝气器．每座好氧池设长1000mm的曝气器784个．长750mm的曝气器980个，曝气器出气量均为9m3／(m·h)，溶解氧的质量浓度控制在2.0 mg／L左右：每座好氧池还设3台混合液内回流泵(2用1备)。Q=1250 mVh．H=0.5m，N =7 kW 。

A2/0生化池污泥回流比：选择池约25％．缺氧池约75％；污泥负荷O.12 kg[BOD5]／(kg [MLSS]·d)；污泥浓度ρ(MLSS)=3.5 g／L；污泥龄13.0 d；最大供气总量12000 m3／h，气水体积比4：1：有效水深6.0m：A2/0生化池总停留时间约8．5 h．其中．选择池停留时间0．3 h．厌氧池停留时间1．2h，缺氧池停留时间1．5 h，好氧池停留时间5．5 h

3．4 鼓风机房
鼓风机房土建按远期12万mVd的规模一次建成，设备按近期6万mS／d的规模安装。鼓风机房平面尺寸为32.80m×11.50 m．主体部分高8．80m。近期选用3台进口高速单级离心鼓风机(2用1备)，每台鼓风机风量为6 600 m3／h．压差为7X10^4Pa，配套电机功率160kW。远期增加2台同型号鼓风机。
鼓风机的出风量可通过调节进口导流叶片角度进行自动调节，调节范围为45％——100％。

3．5 污泥泵房
污泥泵房与二次沉淀池配水井合建．近期设1座，设计规模为6万m3／d，远期再增建1座。平面尺寸为11.90 m×8.60 m，污泥泵房内设4台潜污泵用于污泥回流。Q=700 560 m3／h．H：5．5～8．0 m，轴功率18．5 kW；另设2台潜污泵用于排除剩余污泥，Q=23～34m3／h，H=10．0～7.0m,N=1.5kW。
回流污泥量根据A2／O生化池污泥浓度控制．并采用变频装置控制泵的流量剩余污泥泵与污泥浓缩脱水机协调运行。

3．6 二次沉淀池
近期设计流量Q=3 250 m3／h，校核流量Qmax=4500 m3／h。设计流量时表面负荷0．83 m3／(m2．h)．校核流量时表面负荷1．15 m3／(m2．h) 近期设1组2座二次沉淀池，采用中心进水、周边出水辐流式，池内径50 m，有效水深3．6 m，总高度4．4 m，采用平底设计沉淀池采用环形集水槽．双侧溢流
堰出水．设计堰上负荷为1．53 L／(s．m) 沉淀池内设1台周边传动的全桥式刮吸泥机．刮吸泥机由沉淀池与生化池协调连续运行．排泥与污泥泵房协调运转。

3．7 接触消毒池
考虑污水处理厂的场地布置．接触消毒池按远期12万m3／d的规模一次建成．近期设计流量为3 250 m3／h。接触消毒时间为1．0 h：远期设计流量为6 500 m3／h．接触消毒时间为0．5 h 平面尺寸为32．50 m×27．25 m．水深4．50 m，总高度4．90 m采用封闭式设计．池内设置2台潜污泵．将消毒处理后的尾水送至厂区，用于洗车、冲刷道路以及绿化灌溉和污泥浓缩脱水机的滤带冲洗。

3．8 加氯间
加氯间土建工程按远期12万m3／d的规模一次建成．设备按近期6万m3／d的规模安装平面尺寸为21．90m×11．34 m 采用液氯消毒．设计流量为3 250 m3／h．平均投加量为7 mg／L．近期选用2台真空式加氯机，Q=20 kg／h，l用1备，远期再增设1台，加氯问与氯库分开，氯库面积为130m2。

3．9 污泥浓缩脱水车间
剩余污泥量1 100 m3／d．含水率99．3％．停留时间3O min 剩余污泥的干重7800 kg／d．需浓缩脱水污泥量1100 m3／d(含水率99．3％)．浓缩脱水后污泥量30m3／d(含水率75％～80％)，絮凝剂(聚丙烯酰胺)投加量3～4 kg/t。

污泥浓缩脱水车间土建按远期12万m3／d的规模一次建成，设备按近期6万m3／d的规模安装．平面尺寸为3O．40 m×16．15m 设贮泥池1座．每座平面尺寸为3.50 m×3.50 m，高2.90 in．池内设1台搅拌器，功率为3.0 kW。近期选用一体化带式浓缩脱水机2台，单机脱水能力50m3／h．带宽B=2.0m。

4．1 优化的A2／O生化池工艺设计
由于原污水中生活污水量占70％．因此水量、水质不易产生突变．冲击负荷不会很大。考虑脱氮除磷的技术要求．同时为减少设备配置．节约运行成本．采用鼓风曝气改良型A2／0技术．好氧池采。用推流式池型

(1)A2／0工艺中由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐会对厌氧区产生不利影响．为了解决此问题．保证除磷和硝化效果．在厌氧池进水端分格设选择池．并采用回流污泥分段回流的设计．选择池和缺氧池的进水采用调节堰控制污泥回流比来自二沉池约25％的回流污泥和100％的进水进入选择池．停留时间约为20 min．在此区域内混合液的基质浓度很高．局部提高了F／M．在选择池内造成一种强化吸附作用．从而有利于聚磷菌对基质的摄取．提高除磷效果。

(2)厌、缺氧池内共有3 h污水量容积的完全混合型流态．能耐受一定的冲击负荷。

(3)好氧池为推流式，由微气泡上托活性污泥．不设水下搅拌器，可降低运行能耗。

(4)基于大、中气泡曝气氧利用率低、电耗高，微孔曝气易堵塞，维修、更换麻烦等因素，采用进口管膜式曝气管管膜式曝气管采用高质量的合成橡胶薄膜材料，具有强度大、弹性好、氧利用率高、电耗低、浮力小、不堵塞、不产生污水倒灌、易安装和维修等特点。

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2014年10月14日 16:55:11

2楼

4．2 不设初沉池
初沉池为生化处理系统前的预处理构筑物之一。原污水中的污染物在初沉池中去除率较高的依次为SS、BOD 和CODo，这将使m(BOD )／re(N)和m(BOD )／m(P)比值下降，且停留时间越长，比值下降越多。系统的脱氮除磷效果也越差[3]。该工程设计进水为低浓度污水。对脱氮除磷效果要求较高．原污水中有机物(碳源)的减少不利于污水的脱氮除磷．因此不设初沉池。污水由沉砂池直接进入反应池．使活性污泥系统边界条件发生变化，不仅提高了活性污泥浓度，改善了污泥沉降性能，增强了系统的适应能力．而且强化了整个系统的脱氮能力．保证了系统有效除磷。

4．3 设置涡流沉砂池
在沉砂池的设计中．一方面要考虑保证后续脱氮除磷的厌氧、缺氧状态，同时保持碳氮、碳磷质量比，另一方面亦要统筹考虑占地、工程投资和运行费用等诸多因素．因此。工程采用比氏涡流沉砂池[4-5] 涡流沉砂池的进水是以切线方向进入，再通过位于水池中心的叶轮慢速搅拌．形成平面的旋流．砂粒与水的密度不同．在旋流状况下得到分离．由于完全利用水力和机械搅拌形成旋流．无曝气设施．故能保证进入后续处理的污水处于厌氧或缺氧状态。

4．4 强化悬浮物去除效果
由于该厂进水浓度较低．不设初沉池，为降低二沉池SS负荷．需要选择一种固液分离效率高和SS去除率高的细格栅。因此设计时采用水损小、SS去除率高的转鼓式细格栅。此外．为了降低出水中的SS浓度．工程中采取适当的强化措施．例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能．采用较小的二次沉淀池表面负荷C ，采用较低的出水堰负荷．充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。

4．5 节能措施
采用技术先进且成熟熟的污水处理工艺．微孔曝气，氧利用率提高到23％．充氧动力效率高。鼓风机采用离心式涡轮鼓风机．可根据好氧池中溶解氧浓度的变化自动调节导向叶片角度．从而改变出风量大小．在保证处理效率的前提下．使供气量最小，降低能耗。水泵采用高效立式污水泵，效率高（达80％以上)，能耗较低，节省占地空间。污泥处理采用带式浓缩脱水一体机。简化工艺、电耗低、药耗低，减少了投资和运行成本。全厂采用技术先进的微机测控管理系统．各种设备均可根据污水水质、流量等参数自动调节运转台数和运行时间，可使整个污水处理系统在最经济状态下运行．使运行费用最低。

通过采取上述节能措施．水泵效率提高．曝气充氧动力效率提高．能耗大大下降污水处理厂单位水量耗电量为0.221 kW.h／m3．低于国家标准0.28 kW ·h／m3。

揭阳市区污水处理厂自2009年10月投入运行以来．处理效果良好，出水水质稳定。从运行数据可以看出．各项指标均达到GB 18918-2002中的一级B标准，实际出水水质见表2。
表2.png

工程近期总投资约1．07亿元．单位水量投资1785元／m3．用地指标0．5675 m2／m 。年运行费用0．275元／m3．单位水量电耗0．221 kW·h／m3．去除单位BOD5电耗1．8 kW·h／kg[BOD5]，单位聚丙烯酰胺用量3．0 kg／m3

广东省揭阳市区污水处理厂工艺设计是在全面分析了该地区自然环境、城镇污水水质特性以及实地考察了其它类似污水处理厂的运行情况和管理经验的基础上经反复研究确定的设计过程中全面考虑了A2/O处理工艺的技术特点、经济效益和节能等因素．该工艺经济实用．运行期间出水水质稳定．适合在广东地区推广应用。

案例中依据的规范资料：
[1]赵书华，姬红．小城镇污水处理工艺选择[J]．北方环境，2011，23(2)：56—60．
[2]张华伟，陈文华，刘贤斌．重庆市唐家沱污水处理厂三期扩建工程工艺设计[J]．给水排水，2011，37(3)：38—41．
[3]赵欣萍，刘继先，王姬芳，等．无锡市芦村污水处理厂升级改造工程设计总结[J]．中国给水排水，2010，26(12)：36—38．
[4]董以广，任向锋．深圳市滨河污水处理厂改造工程[J]．中国给水排水，2011，27(2)：82—86．
[5]耿震，沈文华，李大成，等．高淳污水处理厂二期工程工艺设计[J]．中国给水排水，2010，26(16)：32—35．
[6]夏能宏．朱家桥污水处理厂采取的节能措施[J]．工业用水与废水．2001，32(4)：29—30．