城镇污水处理厂工艺设计

　　一、工程背景及概况

　　新兴镇位于四川天府新区成都直管区内，镇区内现凉水污水厂1座，处理规模1500m3/d，由于建设年代较早，排放标准仅为一级B标，已较非常落后。同时，随着新兴工业园的建设如火如荼的进行，大量投资的涌人及项目建成，现有污水厂已无法满足新兴镇及新兴工业园日益增长的污水处理需求。为提高新兴镇区域内的污水处理能力及效果，改善新兴镇周边的水环境，新兴污水处理一厂的建设是非常必要和迫切的。

　　新兴污水处理一厂工程设计规模5000m3/d，服务范围为新兴场镇及新兴工业园，主要包括污水处理、污泥处理、尾水排放及其它附属构(建)筑物。

　　二、设计进出水水质

　　2.1 污水进水水质

　　新兴污水处理一厂主要接纳新兴场镇的市政生活污水和新兴工业园的工业污水，从新兴工业园的规划和招商引资情况来看，新兴工业园的产业为智能(汽车)制造产业板块及高端物流产业板块，没有污染严重的工业。考虑到市政生活污水水质和工业污水水质差距较大，本工程结合生活污水和工业污水的进水水质进行加权平均，并参照国内其他同类污水厂的进水水质，最终确定污水厂设计进水水质如下表1。

　　2.2 处理后出水水质

　　参照天府新区第一污水处理厂及天府新区规划标准并综合考虑各水质需求，新兴污水处理一厂出水水质按优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)―级A标的类IV类水(总氮除外)水质指标执行，详见下表，出水水质如下表2。

　　三、污水处理工艺方案

　　根据进水水质和出水水质指标，污水厂的需重点处理项目为SS、NH4+-N、T-N和TP四项，重点处理项目的去除率见下表3。

　　根据国内外城市污水处理厂运转经验，活性污泥法处理城市污水是最经济有效的，但常规活性污泥工艺仅能有效地去除BOD5、CODcr和SS，而对氮和磷的去除有限，仅从剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率约为10―20%，磷的去除率约为12―19%，达不到本工程对氮和磷去除的要求。因此，必须采用污水除磷脱氮工艺。

　　根据确定的进、出水水质，以及污水厂工程重点去除污染物的特征，主要是氮、磷的去除决定了本工程所选择的工艺必须是具有生物除磷、硝化和反硝化的工艺。在本工程设计中主要研究了具有生物除磷脱氮功能的强化A2/O+深床滤池工艺及MBR工艺，通过技术经济比较，强化A2/O+深床滤池工艺在工程投资、运行成本及管理维护难度上有明显的优势，故本工程最终确定采用A2/O生化池+高密度沉淀池+反硝化滤池为主体的三级生化处理工艺，考虑到工业废水可能含有部分难降解COD，本工程考虑在生化池前端设置水解池。污泥处理采用以旋转挤压脱水机为主的机械浓缩、脱水的污泥处理工艺。工艺流程框图见图1。

　　四、设计难点

　　本工程污水厂设计主要难点在于用地非常紧张，仅0.93ha，必须合理规划厂区平面布置，以节省用地，结合场地实际情况，本工程考虑将部分构筑物合建(叠建)，已保证污水厂构筑物布置及交通、消防要求：

　　(1)合建(叠建)生化处理系统

　　为节省用地，本工程二沉池采用矩形二沉池，与水解池、生化池一体化合建，同时在生化池上部设置二层平台，二层平台中设置鼓风机房、变配电站、加药间、除臭装置等辅助设施，合建为一体化生化池，剖面示意见图2。

　　(2)合建深床滤池及消毒接触池

　　为节省用地，本工程在反硝化深床滤池下部出水渠道区域内叠建消毒接触池，剖面示意见图3。

　　五、主要构筑物设计

　　(1)粗格栅及污水提升泵房主要用于截留污水中较大的漂、悬浮物并提升至后续处理构筑物。内设钢丝绳牵引格栅除污机及潜污泵。

　　(2)细格栅及旋流沉砂池

　　细格栅用于截留污水中较小的漂、悬浮物。旋流沉砂池用于去除污水中的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生物处理。设回转式格栅除污机及旋流沉砂器。

　　(3)水解池

　　水解池内分4格，与生化池合建。用于将污水中的非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物，一些难于生物降解大分子物质被转化为易于降解的小分子物质如有机酸等，从而使污水的可生化性和降解速度大幅度提高，以利于后续生物处理。水解池停留时间t=6h，脉冲上升流速11.11m/h。

　　(4)一体化生化池(含二沉池)

　　生化池内分2格，与水解池合建，上层合建鼓风机房、加药间等。用于污水中的有机物、氨氮、无机盐类等污染物并进行泥水分离。池型按厌氧区+缺氧区+好氧区+沉淀区布置。总HRT(包括沉淀区)26.6h，其中厌氧区停留时间1.6h，缺氧区停留时间4.5h，曝气区停留时间13.5h，沉淀区表面负荷1.63m3/(m2?h)。污泥回流比100%，内回流比700%，厌氧区、缺氧区设搅拌器，沉淀区采用斜管沉淀。

　　(5)高密度沉淀池

　　用于去除CODc，、B0D5、SS、TP、TN，高密度沉淀池分为混合区、絮凝区及沉淀区，混合区停留时间2min，絮凝区停留时间15min，沉淀池最大表面负荷15m/h。主要设置搅拌机、刮泥机、排泥泵等设备。

　　(6)深床滤池(下部为接触消毒池)

　　深床滤池用于进一步去除水中色度、SS及BOD、COD、N、P等污染物，减少细菌数量。设计滤速6.0m/h，最大过滤水头2.5m，滤池前设置混合搅拌器，混合时间65s，采用机械混合。滤池反冲洗周期36h，驱氮周期：4h，接触消毒时间≥30min。

　　(7)加氯间

　　用于出水消毒，并维持中水管网余氯值。消毒剂采用次氯酸钠液体，原液浓度为10%。投加量为10~20mg/L，投加有效浓度6%。

　　(8)鼓风机房

　　鼓风机房与变配电站合建，置于生化单元二层。用于输送空气分别至一体化A2/O生化池，提供微生物降解有机物所需的氧气。鼓风机房内设置螺杆式鼓风机，气水比6.33:1，风量调节范围45~100%，风压0.70bar。配过滤器、消音器、出口止回阀、防震器和机组固定件、消音罩、机旁控制柜和主控制柜等。

　　(9)加药及碳源投加间

　　用于污水处理厂辅助化学除磷及补充碳源。

　　除磷药剂采用液体碱式氯化铝(Al2O3含量10%)，原液投加。投加点位于高密度沉淀池混合区进水前端，单点投药量10?40mg/L。碳源药剂采用乙酸钠原液，投加量5.7mg/mgNO3-N，原液浓度20%。

　　(10)污泥浓缩脱水机房

　　主要包括污泥输送系统、污泥浓缩、脱水系统、絮凝剂投加系统等。对含水率较高的剩余污泥进行浓缩脱水，脱水后污泥送至污泥堆棚，最后外运。脱水机进泥含水率99.2~99.4%，絮凝剂采用PAM，投加量0.003~0.005t/tDS。

　　脱水机房由进泥螺杆泵、旋转挤压式过滤机、螺旋输送机、絮凝剂投加系统等组成，污泥经过浓缩、脱水后，含水率由99.2%降至80%以下。

　　六、小结

　　本工程结合污水厂进、出水水质采用了目前主流的强化A2O+反硝化深床滤池三级处理工艺，并结合用地情况将部分构筑物叠建以节省用地。项目建成后将大幅改善新兴镇及其周边的水环境质量水环境，对岷江水系成都段水质提高也有积极正面的影响。(来源：中国市政工程西南设计研究总院有限公司)