乳山市生活污水處理廠升級改造及擴建工程簡介

張云霞，張 弘

（天津市市政工程設計研究院，天津市 300051）

1 工程概況

乳山市生活污水處理廠一期工程位于乳山市染整工業園內，于2001年12月建成開始試運行，2002年5月經環保部門驗收后正式投入運行，污水處理能力為2萬m3/d，設計主體工藝采用一體化氧化溝生化處理，具體工藝流程見圖1。乳山市污水處理廠一期工程的設計水質，見表1，出水執行國家《污水綜合排放標準》（GB8978-96）中二級標準。

圖1 乳山生活污水處理廠一期工程工藝流程圖

表1 進出水水質一覽表

乳山市污水處理廠升級改擴建完成后，總處理規模為4萬m3/d，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）規定的一級A標準，如表1所示，相應處理廠將采取生化和物化的措施[1，2]，進一步去除進水中 COD、BOD、SS、NH4+-N、TN和TP的濃度。

2 工藝設計

2.1 一期工程的存在的問題

（1）格柵間粗、細格柵年久失修，設備不起作用，柵渣分離不開，旋流沉砂池基本廢棄不用。

（2）出水設計標準采用國家《污水綜合排放標準》（GB8978-96）中二級標準，生化處理采用一體式氧化溝，所以在近一年的水質監測中發現，CODcr、BOD5、NH4+-N 部分能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準，但總氮是不能達標的。

2.2 升級改造的工藝流程

改擴建工程將充分利用原有工程設施降低工程投資，并最大限度減少對一期工程運營的影響。將一體式氧化溝的規模從2萬m3/d降至1.3萬m3/d（利用現狀，不做改造），同時新建2.7萬m3/d的AAO反應池、配水井及二沉池；另外，增加4萬m3/d的深度處理（混合絮凝池、V型砂濾池、接觸消毒池），工藝流程見圖2。

圖2 升級改造的工藝流程

2.2.1 兩級提升揚程的核算

粗格柵、進水泵房的進水水位3.65 m，曹城河的20 a一遇的洪水位是7.99 m原方案是維持進水泵房中提升泵的揚程不變（11 m），一體式氧化溝與AAO反應池液位一致；AAO反應池有效水深為6.0 m，而一體式氧化溝的有效水深為4.0 m，相應AAO的反應池的底板高為4.71 m，一體式氧化溝的底板高為6.41 m；穩定的地下水位為6.1 m；此時原一體式氧化溝采用重力抗浮即可滿足要求，而AAO反應池則需采取其他抗浮形式，相應費用將大大增加。

因此，調整方案，將進水泵房的提升泵，揚程變為13 m，使AAO、二沉池采用最經濟的重力抗浮形式，而將中間提升泵房的揚程降低，總能耗是不變的。

2.2.2 各單體的設計參數

（1）粗格柵及進水泵房（改造）

粗格柵間與進水泵房合建，分為2組。柵條間隙20 mm，柵前水深為0.95 m，過柵流速為0.7 m/s，渠寬800 mm，采用回轉式固液分離機2臺。進水泵房為矩形鋼筋混凝土結構，一期工程中進水泵房設置兩臺潛水泵：一臺潛水泵Q=800 m3/h，H=11 m，另一臺潛水泵 Q=400 m3/h，H=11m；二期工程將原有的潛水泵取消，增加4臺Q=800 m3/h、H=13.0 m潛水泵，共4臺泵（3用1備），其中一臺泵為變頻調速。

（2）細格柵、旋流沉砂池及配水井（改造）

根據水力高程及后續工藝單體抗浮的要求，將原細格柵和旋流沉砂池的液位提高1.5 m，將原構筑物進行改造并增加配水井。細格柵與旋流沉砂池分為2組，柵條間隙為3～4 mm，柵前水深0.88 m，過柵流速0.60 m/s，渠寬1 600 mm，采用回轉式固液分離機2臺。旋流沉砂池直徑3 650 mm。

沉砂池出水進入改造后的出水配水井，配水井出水可分3路，原出水DN1 000 mm出水管，作為超越管使用，安裝φ1 000 mm手電兩用鑄鐵閘門控制；另外增設兩臺雙吊點手動調節堰，其中一個調節堰（B=2 000 mm，調節高度 h=600 mm）對應DN900 mm的配水管道進入A/A/O反應池的進水配水井；另一個調節堰（B=1500mm，調節高度h=600mm）對應DN600 mm的配水管道與現狀一體式氧化溝的進水管道接順。

（3）一體式氧化溝（利用現狀）

已建兩組的一體式氧化溝的參數為，有效體積17 840 m3，其中厭氧區 550 m3，沉淀區 1 440 m3，則好氧區體積為15 850 m3。鑒于出水水質標準的提高，進行反算。參數取值如下：由于溝內沉淀器的特殊性[3]，溝內混合物濃度不宜太高，取值為2 800 mg/L；泥齡 16 d；污泥負荷 Fw0.070 kgBOD5/kgMLSS·d；總停留時間約為25 h，推算出一體式氧化溝的處理規模為1.3萬m3/d。

（4）AAO反應池（新建）

減去一體式氧化溝的處理規模，AAO反應池的處理規模為2.7萬m3/d，分為2組。

主要設計參數[4]：污泥濃度MLSS=4 000 mg/L；污泥負荷：Fw=0.091 kgBOD5/kgMLSS·d；理論總池容Va=18 020 m3，總停留時間HRT=15.2 h；泥齡：θ=12 d；最大供氣量為10 215 Nm3/h，氣水比7.8:1；總的污泥回流比50%～100%；污泥內回流比75%～150%（好氧池至缺氧池）。

主要設備：每個生化池采用2臺潛水內回流泵，二期改擴建工程共設4臺（每個池2臺），內回流污泥通過潛水內回流泵提升后由好氧區進入缺氧區或厭氧區，每池污泥內回流比均可按R=75%或150%調整，單臺設計參數Q=325 m3/h，H=4.0 m，功率7.5 kW；每池有缺氧區5格、厭氧區2格，每池共7格，每格內設立式環流攪拌機1臺，攪拌機機械功率5.5 kW，33 rpm,GRP攪拌圓盤φ2 500 mm，二期改擴建工程2池共設14臺立式環流攪拌機（每池7臺）。

（5）二沉池（新建）

全廠共設1座周邊進水周邊出水輻流式二次沉淀池。二沉池按單池流量Q=1 587 m3/h流量設計，表面負荷1.15 m3/m2·h，沉淀時間3 h。池直徑ф42 m，有效水深3.45 m，池邊水深4.5 m。

（6）鼓風機房（新建）

鼓風機房平面尺寸為L×B×H=19.25 m×9.5 m×8 m。AAO反應池的有效水深為6.0 m，供氣量為10 215 Nm3/h，相應在鼓風機房設置羅茨鼓風機4臺（3用1備），單臺風量56.7 N·m3/min風壓73.5 kPa，功率110 kW。

（7）回流污泥泵房（新建）

設半地下式矩形構筑物1座，污泥回流比50%～100%，設回流污泥泵5臺（4用1冷備）單臺參數：Q=380 m3/h、H=5 m、N=11 kW,設剩余污泥泵2臺（1用 1備），單臺參數：Q=140 m3/h、H=10 m、N=7.5 kW。

（8）中間提升泵房（新建）

設計水量為4.0萬m3/d，平面尺寸為8.0 m×6.0 m，深為6.0 m。設潛水泵4臺（3用1備），單臺參數：流量 Q=800 m3/h、H=4m、N=22 kW。

（9）混合絮凝池（新建）

設計水量為4.0萬m3/d，分為兩組，混凝池的停留時間2.16 min，絮凝池的停留時間18 min。

（10）V型砂濾池（新建）

設V型砂濾池1座，中央管廊設上部建筑，一端為設備車間，設計水量為4.0萬m3/d，正常濾速6.99 m/h，反沖洗水沖強度 16 m3/m2·h，反沖洗氣沖強度 50 m3/m2·h，表面掃洗強度 6.62 m3/m2·h。分為4組，單池過濾面積 84 m2，采用石英砂濾料。

（11）砂濾池操作間（新建）

砂濾池操作間包括鼓風機房、反沖洗水泵房，位于濾池的端部，鼓風機房內設鼓風機3臺，2用1備，操作間內設有控制室。鼓風機房下層設有反沖洗水調蓄池，平面尺寸：10.0 m×9.1 m，水深2.1 m。

主要設備：反沖洗水泵3臺（2用1備），單臺參數：Q=670 m3/h、H=8 m、N=22 kW;反沖洗羅茨風機3臺（2用1備），風量2 100 m3/h，風壓40.0 kPa，功率45 kW。

（12）加氯間（新建）

加氯間內共設置3臺二氧化氯發生器，2用1備，每臺能力：Q=10 kg/h，功率：N=5 kW，可滿足最大污水處理流量時8.5 mg/L的加氯量或污水處理平均流量時12 mg/L的加氯量

（13）接觸消毒池（新建）

加氯消毒的接觸時間為0.5 h。平面尺寸：22.05 m×22.0 m，水深為3.75 m，分為2格。

（14）儲泥池（利用現狀）

原污泥均質池直徑8 m，有效水深2.6 m，體積為130 m3，經核算4萬m3/d規模 的干污泥量為8.876 t，折合為99.2%含水率的體積為1 110 m3；脫水機房設置了兩套帶式濃縮脫水機（1.5 m和2.5 m帶寬）和對應的兩臺污泥螺桿泵（44 m3/h和70 m3/h），工作時間為12 h；核算之后污泥均質池的停留時間約為3 h，池容基本能滿足要求。

（15）污泥脫水機房（利用現狀）

現狀配有1臺帶式濃縮脫水機，每套處理能力為44 m3/h，功率為 4.3 kW，另外配有1臺進泥螺桿泵、1臺沖洗泵、1臺加藥泵和1套溶藥裝置等。脫水污泥由輸送帶送至脫水機房外，由車外運。

此次升級改造工程增加1臺帶式濃縮脫水機，處理能力為62.5 m3/h，同時配套增設1臺進泥螺桿泵70 m3/h、1臺沖洗泵 25 m3/h、1臺加藥泵0.2～1.5 m3/h。

3 結論

（1）從環境效益考慮，堅持減少污水處理廠斷水不處理的時間，對一體式氧化溝沒有采取具體的改造方案，僅降低處理規模，其余規模用脫氮除磷效果較好的AAO反應池來進行生化處理。

（2）結合水力流程與抗浮形式的比選，將細格柵、沉砂池的水位提高，AAO反應池與二沉池等采用經濟可行的重力抗浮形式，優化水力流程，使工程改造經濟合理、技術可行。

（3）本工程采用的二級處理和深度處理的工藝，可為類似污水處理工程的改造提供參考。

[1]王阿華.城鎮污水處理廠提標改造的若干問題探討[J].中國給水排水,2010,26(2):19-22.

[2]楊殿海,宋擁好,譚巧國.低碳源、低能耗型改良A2／O工藝的脫氮除磷研究[J].中國給水排水,2006,22(23):18-21.

[3]汪昆平,鄧榮森,李偉民,等.氧化溝脫氮除磷強化途徑[J].重慶大學學報,2006,28(6):79-83.

[4]周雹,周丹.A2/O除磷脫氮工藝設計計算（下）[J].給水排水,2003,29(4):15-18.