華南地區(qū)某污水處理廠工程設計

余濤

1 工程概況

本污水處理廠的納污范圍內服務面積約65.2 km2。預測2010年污水量將達到 10.05萬 m3/d，2020年污水量將達到19.75萬m3/d，規(guī)劃用地面積約12.09 hm2。本污水處理廠近期設計規(guī)模為10萬m3/d(Kz=1.3)，雨季合流制污水占污水總量的70%，截流倍數1.0，雨季合流污水規(guī)模為18萬m3/d;遠期設計規(guī)模為20萬m3/d，雨季合流制污水占污水總量的30%，截流倍數1.0，雨季合流污水規(guī)模為30萬 m3/d。污水廠出水水質執(zhí)行GB 18918-2002城市污水處理廠污染物排放標準的一級A標準;大氣污染物排放執(zhí)行GB 18918-2002的二級標準;污泥直接濃縮脫水外運處置，含水率小于80%。污水廠總進水管道為φ2 000鋼筋混凝土管，出廠尾水排放管為φ1 800排入附近河流，作為河流的生態(tài)補水，尾水排放管長度約為1 100 m。

2 本工程污水處理特點與難點

本工程污水處理的特點和難點主要有:1)本工程出水排放標準較高，由于SS，BOD5，CODCr，TP等污染物均可通過三級深度處理去除，而化學加藥、過濾等三級處理手段對TN的去除是基本無效的，只有通過強化生物處理手段進行去除。2)有限碳源的合理分配問題，解決近期進水碳源可能較低的問題。3)近期雨季合流污水對污水廠水量水質的沖擊問題。4)雨季合流制污水SS值和含砂量較高的問題。以上問題是本工程技術路線重點考慮的技術問題。

3 工藝流程

本工程設計為了滿足進水水質的變化和雨季合流污水量的沖擊，推薦采用AAO污水處理工藝(見圖1)，該工藝具有水質水量變化及負荷沖擊適應性強、處理效果穩(wěn)定可靠、運行模式靈活等優(yōu)點。二級處理出水后采用三級深度處理(微絮凝過濾)和紫外線消毒+ClO2輔助消毒。污泥處理采用機械離心濃縮脫水一體機，除臭采用生物除臭工藝，對全廠有惡臭產生的構筑物進行加蓋除臭，最大限度降低污水廠的生產運行對周圍環(huán)境的影響。

4 各段主要構筑物工程設計及設計參數

4.1 預處理構筑物設計

預處理構筑物包括粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池，主要功能包括:

1)去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于20 mm的雜物，以保證潛水泵正常運行，將污水進行提升后，使污水籍重力依次流過處理構筑物，以保證污水廠正常運轉(粗格柵及進水泵房); 2)去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于6 mm的固體物，以保證生物處理及污泥處理系統(tǒng)正常運行，同時去除污水中比重大于2.65，粒徑不小于0.2 mm的砂粒，使無機砂粒與有機物分離開來，便于后續(xù)生物處理，兼帶除油撇渣功能(細格柵及曝氣沉砂池)。

設計參數:1)粗格柵及進水泵房。地下式鋼筋混凝土結構，格柵采用輕質加罩除臭;內凈尺寸:L×B=23 m×22.6 m，池深10.5 m。主要設備為:2臺鋼絲繩格柵除污機;單臺過柵流量: Qmax=1.04 m3/s。4臺潛污泵，單泵性能參數:流量:580 L/s，揚程:13.5 m，功率:125 kW。2)細格柵及曝氣沉砂池。鋼筋混凝土構筑物，內凈尺寸:L×B=16.8 m×10.8 m。停留時間:近期旱季污水停留時間:約5.8 min(高峰流量);近期雨季合流污水停留時間:約4.2 min。曝氣沉砂池共兩格，單格凈寬4.0 m，設計有效水深2.7 m，有效長度24 m。曝氣量按0.2 m3空氣/m3污水配置，在細格柵的架空渠道下設鼓風機房間，內設3臺羅茨風機(2用1備)，單機風量750 m3/h，風壓4.5 m，功率15 kW。

4.2 水處理構筑物設計

水處理構筑物主要為A/A/O生物反應池，主要功能為在生物反應池中營造厭氧、缺氧、好氧環(huán)境，利用生物反應池中大量繁殖的活性污泥，降解水中污染物，以達到凈化水質的目的。本構筑物也是本污水處理廠工程的核心部分。

設計參數:1)生物反應池。內凈尺寸:L×B×H=100 m× 88.8 m×7.0 m。設計參數:設計流量:10萬m3/d，最低水溫:15℃，最高水溫:25℃，系統(tǒng)設計泥齡:13 d，污泥負荷:0.07 kgBOD5/ (kgMLSS·d)，容積負荷:0.245 kgBOD5/(m3·d)，MLSS:3.5 g/L，MLVSS:2.45 g/L，污泥生成系數:1.1 kgMLSS/(kgBOD5·d)，有效水深:7.0 m，總水力停留時間:13.46 h，高峰時供氣量: 24 167 m3/h，氣水比:5.80∶1，剩余污泥量:15.4 t/d。2)二沉池。周進周出二沉池:直徑38m，共4座。單池流量:Qmax=1 354m3/h，最大表面負荷(雨季):qmax=1.38 m3/(m2·h)，最大表面負荷(旱季):qmax=1.19 m3/(m2·h)，平均表面負荷(旱季):qav= 0.92 m3/(m2·h)，池邊有效水深:4.0 m，設計流量停留時間: 3.4 hr，平均流量停留時間:4.4 hr。

4.3 深度處理構筑物設計

深度處理構筑物包括自動反沖洗濾池、紫外線消毒渠，其主要功能為:1)通過過濾進一步去除二沉池出水中的污染物質，確保污水處理廠的出水達標。2)殺滅細菌，使細菌指標達到國家排放標準。

設計參數:1)自動反沖洗濾池。濾池單元數:1座，每座分4條廊道;設計規(guī)模:5 417 m3/h(旱季高峰);單池濾池單元面積: 169.4 m2;單池結構尺寸:34.77 m×4.9 m×1.5 m;設計濾速: 8.0 m/h(高峰)，9.23 m/h(雨天)。2)紫外線消毒渠。內凈尺寸:L×B=13.0 m×5.54 m;Qmax=5 417 m3/h;BOD5:10 mg/L; SS:10 mg/L;進水糞大腸菌群數106個/L～107個/L;出水糞大腸菌群數小于103個/L。

4.4 污泥處理構筑物設計

污泥處理構筑物主要包括污泥濃縮池、污泥濃縮脫水機房及料倉，主要功能為:1)儲存一定量污泥，保證脫水裝置穩(wěn)定運行，撇除污泥內游離水，縮小污泥體積。2)降低污泥含水率，減少污泥體積，幫助污泥固化并外運。

設計參數:1)污泥濃縮池。2座直徑8 m圓池，進泥量: 16.8 TDs/d(旱季)，20.2 TDs/d(雨季);進泥含水率:99.3%;進泥體積:2 400 m3/d(旱季)，2 880 m3/d(雨季);出泥含水率: 98.5%;出泥體積:1 120 m3/d(旱季)，1 344 m3/d(雨季);停留時間:3.5 h(旱季)，2.9 h(雨季)。2)污泥濃縮脫水機房及料倉。構筑物外尺寸:30 m×15.2 m，層高11.7 m。污泥量:16.8 TDs/d (旱季)，20.2 TDs/d(雨季);進泥含水率:98.5%;進泥體積: 1 120 m3/d(旱季)，1 344 m3/d(雨季);出泥含固率:≥20%;出泥體積:84 m3/d(旱季)，101 m3/d(雨季)。

5 結語

本污水處理廠工程是一座較大規(guī)模的污水處理廠，所采用的工藝必須是成熟、可靠的，同時也要考慮工藝的先進性、運行的穩(wěn)定性、調整的多樣性和出水的安全性。推薦的AAO系列處理工藝可衍生出多種運行模式，如改良AAO可強化除磷，倒置AAO處理工藝可強化脫氮效果，每個工藝均各有特點，適用于不同的環(huán)境和工況。

［1］ 丁海燕，李圣發(fā).姜堰市城區(qū)污水處理廠的設計與運行［J］.山西建筑，2010，36(7):172-173.