上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)

孫金鳳

摘要：上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司一二期已建規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，污水廠處理工藝采用多模式A/A/O+高效沉淀池工藝，出水執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。本工程對(duì)該污水廠現(xiàn)狀10萬(wàn)m3/d的污水處理規(guī)模進(jìn)行提標(biāo)改造，在深度處理區(qū)的高效沉淀池后新增濾布濾池，將出水提標(biāo)至一級(jí)A+標(biāo)準(zhǔn)（NH3-N、TP按地表Ⅳ類(lèi)水）。本文詳細(xì)介紹了該提標(biāo)改造工程的工藝流程、進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)及主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)及工藝特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；提標(biāo)改造；濾布濾池；工程設(shè)計(jì)

Shanghai Songjiang Jiangxi Water Environment Purification Co.， Ltd

Sun Jinfeng

Shanghai Songjiang Water Environment Purification Co.， Ltd. 201616

Abstract： The scale of the first phase of Shanghai Songjiang River Water Environment Purification Co.， Ltd. has been set at 100，000 m3 / d. The wastewater treatment process adopts a multi-model A / A / O + high-efficiency sedimentation tank process， and the effluent carries out Class I B standard. In this project， the sewage treatment plant in the status of 100，000 m3/d will be upgraded and the filter cloth filter pool will be added after the high-efficiency sedimentation tank in the advanced treatment area， and the effluent water will be raised to the first-level A + standard （NH3-N， TP according to surface iv water）. This paper describes in detail the process flow of the proposed upgrading project， the water quality indicators of the inbound and outbound water， and the design parameters and process characteristics of the main structures.

Key words： sewage treatment plant， upgrading of the standard， filter cloth filter， engineering design

1 工程概況

1.1 工程規(guī)模和建設(shè)內(nèi)容

上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司位于上海市松江區(qū)小昆山鎮(zhèn)，油墩港以西，規(guī)劃樂(lè)都路以北，污水廠遠(yuǎn)期總規(guī)模為34萬(wàn)m3/d，一二期工程已建成規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。服務(wù)范圍近期為松江新城（張家浜以北、沈涇塘以西區(qū)域）、佘山鎮(zhèn)、松江科技園區(qū)（含小昆山鎮(zhèn)）以及石胡蕩鎮(zhèn)（秀春塘以西區(qū)域），總服務(wù)面積約70.86km2；遠(yuǎn)期在近期的基礎(chǔ)上增加泗涇鎮(zhèn)（洞涇港以西區(qū)域）和洞涇鎮(zhèn)（洞涇港以西區(qū)域），總服務(wù)面積約226.4km2。

上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司一期規(guī)模為5萬(wàn)m3/d，位于東升港以東，用地面積6.46公頃；二期擴(kuò)建規(guī)模為5萬(wàn)m3/d，位于東升港以西，用地面積3.78公頃；現(xiàn)狀總規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。一、二期工程污水處理采用多模式A2/O鼓風(fēng)曝氣生物脫氮除磷工藝，污泥采用重力濃縮、機(jī)械板框脫水工藝。

本工程為對(duì)該污水廠現(xiàn)狀10萬(wàn)m3/d的污水處理規(guī)模進(jìn)行提標(biāo)改造，在二期工程執(zhí)行的出水水質(zhì)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提標(biāo)至一級(jí)A+標(biāo)準(zhǔn)（NH3-N、TP按地表Ⅳ類(lèi)水）。該工程將有效提高污水廠的出水水質(zhì)，更好的保護(hù)上海市水環(huán)境。工程于2016年11月份開(kāi)工建設(shè)，于2017年12月投入運(yùn)行。

1.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

（1）上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司二期擴(kuò)建已征地3.9hm2，雖預(yù)留了濾池用地，但已建構(gòu)筑物距離仍較近，地下管線密布，預(yù)留的可施工場(chǎng)地僅35m×35m，對(duì)污水深度處理工藝的選擇有一定的限制。

（2）為減少原二期工程的水力提升能耗，原處理工藝在高效沉淀池和出水泵房之間，預(yù)留的深度處理構(gòu)筑物水頭不大，為1.4m，對(duì)深度處理的工藝選擇也有一定的局限。

2 工程方案論證

2.1 化學(xué)除磷工藝

根據(jù)現(xiàn)狀的出水統(tǒng)計(jì)報(bào)表，生物處理系統(tǒng)的TP的去除率較好。按出水水質(zhì)要求TP不大于0.3mg/L，可以采用后置投加的方式，即在生反池出水口設(shè)置加藥點(diǎn)，用后置投加工藝作為化學(xué)除磷的輔助措施。因此本工程除磷采用“以生物除磷為主、化學(xué)除磷為輔”的方式，其中化學(xué)除磷為后置投加。

2.2 生物脫氮工藝

一期生物反應(yīng)池厭、缺氧池的設(shè)計(jì)停留時(shí)間均為2.7小時(shí)，每組生反池中厭氧池為2格，缺氧池為2格。為確保一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的TN穩(wěn)定去除效果，需增加缺氧區(qū)停留時(shí)間，加長(zhǎng)現(xiàn)有的進(jìn)水渠道至第四格并安裝閘門(mén)，厭、缺氧停留時(shí)間可實(shí)現(xiàn)1：3，便于生反池的正置、倒置的多模式運(yùn)行和靈活控制；同時(shí)6臺(tái)內(nèi)回流泵使用至今已出現(xiàn)問(wèn)題，需要更換。

2.3 污水深度處理工藝

從本工程進(jìn)、出水水質(zhì)來(lái)看，并結(jié)合生物反應(yīng)系統(tǒng)的改造思路，在二級(jí)處理的過(guò)程中BOD5、TN、NH3-N、TP的去除要求已經(jīng)達(dá)到，故深度處理工藝的選擇主要去除SS等顆粒狀和膠體狀雜質(zhì)。選擇的工藝應(yīng)確保能充分利用原有建構(gòu)筑物，并且出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)便、低耗節(jié)能。

考慮到本工程二級(jí)處理出水水質(zhì)懸浮物含量已經(jīng)較低，因此提標(biāo)工程增設(shè)過(guò)濾工藝。過(guò)濾技術(shù)可以穩(wěn)定保證SS、TP達(dá)標(biāo)，可簡(jiǎn)化污水廠處理流程、降低投資費(fèi)用、減少運(yùn)行費(fèi)用。目前主流的過(guò)濾工藝可分為纖維濾池、深床濾池及濾布濾池。

（1）纖維束濾池以纖維束濾元為濾料，具有吸附截留SS和生物脫氮功能。濾池內(nèi)設(shè)有纖維密度調(diào)節(jié)裝置，濾池運(yùn)行時(shí)，水通過(guò)濾層產(chǎn)生阻力并向?yàn)V層加壓，使濾層孔隙率沿水流動(dòng)方向逐漸縮小，密度逐漸增大，相應(yīng)濾層空隙直徑逐漸減小，實(shí)現(xiàn)了理想的深層過(guò)濾。當(dāng)濾層需清洗時(shí)，纖維濾料在反洗水和氣的作用下使濾層“放松”，濾料回復(fù)自由，即可用水方便的進(jìn)行清洗[1]。

（2）深床濾池作為深度處理單元既可以作為二級(jí)生化脫氮除磷工藝的強(qiáng)化補(bǔ)充，也可以在進(jìn)水C/N不足、冬季水溫低、生化池容積受限等不利情況下，確保出水氮、磷含量達(dá)標(biāo)。深床濾池為下向流重力式濾池，有較高的去除懸浮物的效果。濾池運(yùn)行過(guò)程中二級(jí)處理出水中的微生物不斷地被截留或附著在濾料間隙或表面，為濾床提供大量的微生物菌群，其中含有大量反硝化過(guò)程所需兼性、異養(yǎng)菌群，為深床濾池進(jìn)行反硝化過(guò)程提供了微生物基礎(chǔ)，因此深床濾池具有運(yùn)行靈活、反硝化功能啟動(dòng)快的特點(diǎn)[2]。

（3）濾布濾池又稱(chēng)為濾布轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器，它與膜過(guò)濾一樣，都屬于表面過(guò)濾，它使液體通過(guò)一層隔膜（濾料）的機(jī)械篩濾，去除懸浮于液體中的顆粒物質(zhì)。每套濾布濾池一般包括濾盤(pán)、清洗裝置及排泥裝置。過(guò)濾期間，濾盤(pán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，有利于污泥的沉積。反沖洗期間，濾盤(pán)以1轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)。反沖洗泵利用中空管內(nèi)的濾后水沖洗濾布，并排除反沖洗水[3]。濾布濾池工藝具有處理效果好、出水穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行能耗低、承受高水力及懸浮物負(fù)荷能力強(qiáng)、全自動(dòng)運(yùn)行、操作及保養(yǎng)簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用低、土建費(fèi)用低及占地極小等優(yōu)點(diǎn)，目前在污水處理廠中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

采用纖維濾池，所有設(shè)備材料均可國(guó)產(chǎn)化。過(guò)濾水頭較大，達(dá)2.5～3.0m，需設(shè)提升泵房。采用氣、水反沖洗，要開(kāi)啟或關(guān)閉的閥門(mén)較多，人工操作比較復(fù)雜，工作強(qiáng)度較大。

深床濾池方案，具有普通砂濾的特點(diǎn)，可以滿足一級(jí)A或更高的出水標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行靈活。可同時(shí)去除SS和TP，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，處理效果好。但是由于本廠預(yù)留用地有限，需要額外占用綠化隔離帶，且水力高程需再增加提升泵，與本工程的契合程度較差。

若采用濾布濾池，濾池占地面積少，水深淺，過(guò)濾水頭小，綜合投資較低。且轉(zhuǎn)盤(pán)濾布濾池連續(xù)工作，間歇排泥，自控化程度高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，能耗少，年運(yùn)行費(fèi)用低。只是濾布?jí)勖^短，需要定期更換。本工程深度處理主要以去除SS為主，考慮到本工程實(shí)際情況，為便于施工，節(jié)約能耗，污水深度處理采用濾布濾池工藝。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)水量

上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)水量為：已建規(guī)模10萬(wàn)m3/d，總變化系數(shù)Kz=1.3。

3.2 設(shè)計(jì)水質(zhì)

本工程在主體工藝不變的前提下，進(jìn)行提標(biāo)改造，上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：CODcr≤350mg/l，BOD5≤150mg/l，SS≤250mg/l，NH3-N≤30mg/l，TN≤40mg/l，TP≤4.5mg/l。

上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司尾水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其中NH3-N、TP執(zhí)行地表Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，主要指標(biāo)為：CODcr≤50 mg/l，BOD5≤10mg/l，SS≤10 mg/l，TN≤15mg/l，NH3-N≤1.5mg/l（水溫≤12℃時(shí)，NH3-N≤3 mg/l），TP≤0.3mg/l，糞大腸菌群數(shù)≤103個(gè)/l。

3.3 工藝流程和工程內(nèi)容

松江西部水環(huán)境凈化有限公司提標(biāo)改造工程各處理環(huán)節(jié)采用的主要工程方案有：

1.預(yù)處理（現(xiàn)有）：采用細(xì)格柵+曝氣沉砂池

2.二級(jí)生物處理（現(xiàn)有）：采用多模式A2/O鼓風(fēng)曝氣生物脫氮除磷工藝

3.二沉池（現(xiàn)有）：采用中心進(jìn)周邊出原形沉淀池

3.深度處理（現(xiàn)有+新增））：高效沉淀池（現(xiàn)有）+濾布過(guò)濾（新增）工藝

4.消毒工藝（現(xiàn)有）：次氯酸鈉加氯接觸工藝

5.污泥處理工藝（現(xiàn)有）：采用重力濃縮、機(jī)械板框脫水工藝

松西污水處理廠升級(jí)改造工程工藝流程如下圖所示。

圖3工藝流程圖

3.4 總平面設(shè)計(jì)

根據(jù)地形及原上海松江西部水環(huán)境凈化有限公司平面布置，綜合工藝流程要求，二期工程建設(shè)時(shí)，在新征用地北側(cè)的高效沉淀池和出口泵房之間，預(yù)留了濾池建設(shè)用地，本次提標(biāo)工程的濾池即使用該用地。

圖1 污水廠總平面布置圖

3.5 水力高程設(shè)計(jì)

本工程采用公司現(xiàn)狀地面標(biāo)高作為設(shè)計(jì)地面標(biāo)高，現(xiàn)狀地面標(biāo)高約為3.8m（吳淞高程）。

新增的濾布濾池水力高程介于高效沉淀池出水和出水泵房進(jìn)水之間，預(yù)留的水頭損失滿足濾池要求。

圖2 提標(biāo)改造工程水力高程圖

3.6 污水深度處理工藝設(shè)計(jì)

本工程濾布濾池具體方案：

（1）設(shè)計(jì)水量

Q=10萬(wàn)m3/d，Kz=1.3，最大時(shí)處理水量5417m3/h；

（2）設(shè)計(jì)水質(zhì)及水溫

本次深度處理工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如下：

去除TN/TP和SS時(shí)進(jìn)、出水水質(zhì)：（單位：mg/l）

設(shè)計(jì)最低水溫為12℃

（3）工程設(shè)計(jì)

按10萬(wàn)m3/d規(guī)模，并考慮變化系數(shù)。

土建平面尺寸：30.3m×13.3m，濾布濾池共6組，每組尺寸8.0m×2.6m。

規(guī)格：濾盤(pán)直徑2.0m，有效過(guò)濾面積540m2，濾布網(wǎng)孔直徑5微米。

設(shè)計(jì)濾速：平均流量≤7.7m3/h·m2，高峰流量≤10.0m3/h·m2。

濾池全部水頭損失0.85m。

圖4 濾布濾池平面圖

（4）主要設(shè)備：

A.濾布過(guò)濾器：

數(shù) 量： 6套

參 數(shù)：?jiǎn)翁走^(guò)濾面積≥90m2，濾布網(wǎng)孔直徑5微米

功 率：0.79kw

B.反洗泵：

數(shù) 量：6臺(tái)

參 數(shù)：Q=59m3/h，H=10m

功 率：5.5kw

3.7 其他改造

因新建了深度處理構(gòu)筑物，本廠相關(guān)設(shè)施也需要配套改造，具體包括：

1）一期二沉池（共2座）的出水槽損壞，已影響出水效果，本次同步改造；

2）一期細(xì)格柵旋流沉砂池，使用至今已出現(xiàn)池內(nèi)壁與污水接觸的鋼砼結(jié)構(gòu)表面腐蝕嚴(yán)重，嚴(yán)重影響水池結(jié)構(gòu)的正常使用。為保證污水廠正常生產(chǎn)，延長(zhǎng)池體的結(jié)構(gòu)壽命，擬在本階段工程中對(duì)細(xì)格柵池體內(nèi)池壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)。包括內(nèi)壁鑿毛清洗、植筋、附加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)、注入專(zhuān)用聚合物細(xì)石砼、防水防腐料涂裝等。同時(shí)2臺(tái)立式槳葉式分離機(jī)設(shè)備老化，予以更換。

3）一期工程的有些設(shè)備已無(wú)法使用，需要更換，包括一期進(jìn)水泵房的4臺(tái)電動(dòng)閥門(mén)，一期生反池的電動(dòng)渠道閘門(mén)等。

4）除臭系統(tǒng)：需要按《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB31/982-2016）》執(zhí)行。因此本次提標(biāo)改造擬在已建的生物除臭設(shè)備上，增加活性炭吸附裝置，強(qiáng)化尾氣的排放濃度控制。

5）中控室配套改造，增加深度處理相關(guān)硬件和軟件；

6）為便于車(chē)輛進(jìn)出，進(jìn)廠道路由現(xiàn)狀的土路面改為瀝青路面；

7）總平面管線、綠化、道路、及電氣、儀控等相應(yīng)改造。

5 結(jié)語(yǔ)

1、松江西部水環(huán)境凈化有限公司提標(biāo)改造工程是在現(xiàn)狀一、二期10萬(wàn)m3/d的基礎(chǔ)上進(jìn)行出水水質(zhì)的整體提標(biāo)，出水達(dá)到一級(jí)A+標(biāo)準(zhǔn)（NH3-N、TP指標(biāo)按地表Ⅳ類(lèi)水）。

2、對(duì)TP采用“生物除磷為主，化學(xué)除磷為輔”的方式；對(duì)TN采用延長(zhǎng)厭缺氧區(qū)的停留時(shí)間，確保出水達(dá)到本次提標(biāo)改造的目標(biāo)。

3、結(jié)合本工程用地有限等因素，在污水處理廠深度處理區(qū)新建濾布濾池一座，保證出水SS達(dá)標(biāo)。

4、本工程已竣工通水，目前運(yùn)行情況良好。

參考文獻(xiàn)：

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