云南驛集鎮污水處理廠設計方案

李佳佳，施永生，盧啟立，黎 君

(昆明理工大學土木工程學院，云南昆明 650500)

云南驛鎮位于祥云縣縣境南部，云南驛污水廠處理規模近期為0．6萬m3/d，遠期目標為0．8萬m3/d，占地面積為6．6畝。該污水處理廠及配套管網工程的總投資為2445．56萬元，其中污水處理廠總投資870．75萬元。

1 進、出水水質

云南驛污水處理廠的出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)中的“城鎮污水處理廠出水一級B標準”。具體設計進、出水水質如表1所示。

表1 設計進、出水水質Tab．1 Design Quality of Influent and Effluent

2 污水廠設計方案

2．1 工藝流程

(1)本污水處理廠進水主要為城市生活污水，進水 BOD5/CODCr=0．48，具有較好的可生化性［1，2］，宜采用生化處理方法去除。

(2)本污水處理廠進廠污水 BOD5/TN=4、BOD5/TP=28，由此可知本污水廠可以進行生物脫氮是可行的。但是進廠 BOD5/TP=28＜(33～100)，不能進行有效除磷。為了能夠達到城鎮污水處理廠排放標準一級B標，本工程在進行生物除磷后需進行化學除磷，以此達到排放標準要求。

(3)本工程應注意碳源的合理分配，在滿足生物除磷所需碳源的前提下，盡量加強反硝化，保證出水總氮要求。

本工程屬于集鎮污水處理，經過技術經濟綜合比選，最終推薦生物接觸氧化工藝為本工程實施方案。

本工程污水處理工藝采用生物接觸氧化工藝，污泥處理采用帶式濃縮脫水一體機工藝，二氧化氯消毒，具體工藝流程如圖1所示。

圖1 生物接觸氧化工藝流程Fig．1 Flow Chart of Biological Contact Oxidation

2．2 構筑物及設備工程設計方案

2 ．2 ．1 粗格柵及提升泵房

粗格柵與進水泵房合建，按遠期0．8萬m3/d一次建成［3］。粗格柵間設計成2條渠道，為地下式兩邊平行的直壁鋼筋混凝土結構，每條渠道內安裝1臺粗格柵。粗格柵的安裝角度為70°。柵渠尺寸為6．0m ×0．5m ×4．0m，柵條凈間距為50mm，設計流量Qmax=544m3/h。格柵可以定時根據格柵前后的水位差自動運行，粗格柵間上部安裝皮帶輸送器，皮帶輸送器能夠收集、傳送柵渣至渣桶。兩道粗格柵前后均設有電動閘門，以供格柵檢修時能關閉粗格柵的進水。

進水泵房設計為開放式水泵間，近期按旱季高峰流量(446m3/h)選型，遠期按旱季高峰流量(544m3/h)選型，近期安裝水泵3臺，遠期新增1臺，單個泵流量為230m3/h，泵揚程為15m。

2 ．2 ．2 細格柵及平流沉砂池

按污水廠遠期目標(0．8萬 m3/d)一次建成。設置2條渠道，每條渠道安裝1臺機械細格柵，細格柵的柵渣通過螺旋輸送機壓縮，擠壓出的水回到進水泵房。通過細格柵后，污水進入平流沉砂池。細格柵通過水位差或時間控制自動清渣。柵渠尺寸為9．0m ×0．6m ×1．5m，柵條凈間距為 5mm，柵前水深為0．4m，過柵流速為1．0m/s，設計流量 Qmax=690m3/h。

按遠期目標一次建成兩座沉砂池，每座沉砂池尺寸為 6．0m ×0．65m ×1．0m，沉砂池有效水深為0．6m，最小水力停留時間為40s，清除沉砂間隔時間為2d，設計流量Qmax=690m3/h。

2 ．2 ．3 接觸氧化池

考慮脫氮除磷需要，本工程采用分段式接觸氧化工藝，分為兩段缺氧—好氧，可以在去除BOD5的基礎上有效去除總氮和有機氮，而磷的去除則需要外加化學除磷措施。

按遠期目標一次建成兩座，每座池體尺寸為10．0m ×30．0m ×5．5m，其中缺氧區尺寸為10．0m ×8．0m ×5．5m，污泥負荷為0．08kg BOD5/kg MLSS·d，填料容積負荷為 0．27kg BOD5/(m3·d)，總水力停留時間為9．0h(缺氧2．4h，好氧 6．4h)，最大時需氣量670m3/h，氣水比為8∶1。

在接觸池前段(集水池)安裝污水回流泵，共3臺，兩大一小。其中大泵型號Q=400m3/h，揚程H=10m，P=15kW，小泵型號Q=300m3/h，揚程H=10m，P=12．5kW。近期運行一大一小，遠期運行兩臺大泵。生物接觸氧化池共設曝氣頭600個。

2 ．2 ．4 鼓風機房

土建按每座污水廠遠期0．8萬m3/d規模設計。鼓風機房安裝2臺羅茨風機，1用1備。鼓風機房內裝有1臺起重機用于設備的吊裝和檢修。鼓風機房尺寸為8．0m ×6．0m ×6．0m。

2 ．2 ．5 絮凝沉淀一體化

采用絮凝沉淀一體化設備處理。污水經過接觸氧化池處理后，當水質磷排放達標時，一體化設備不需要加藥，污水在此只起到沉淀作用，當處理后的污水中磷含量超標時，可以運行一體化加藥設備進行絮凝劑投加，從而更有效地進行泥水分離，達到除磷的目的。外形尺寸為 9．65m ×7．15m ×5．15m。

2 ．2 ．6 接觸池(集水池)

回流泵回流污水池與接觸池合建，本設計采用二氧化氯消毒，接觸時間應≥30min。本設計按照30min設計，經過計算可知接觸池平面尺寸為4．0m ×9．0m × 5．0m，集水池尺寸為 2．0m ×4．0m ×5．0m。

2 ．2 ．7 二氧化氯消毒間

土建、設備均按遠期目標(0．8萬m3/d)一次建設安裝。濃度約31%的鹽酸與濃度33%的氯酸鈉溶液以等流量泵送入二氧化氯發生器內反應生成純度約70%的二氧化氯。二氧化氯溶液再通過水射器投加到處理后水中，平面尺寸為8．4m×6．0m。

2 ．2 ．8 貯泥池及濃縮脫水車間

貯泥池根據遠期污泥量設置2座，按遠期目標一次建成［4］。從二次沉淀池出來的剩余污泥進入貯泥池后，貯泥池調節剩余污泥泵和濃縮脫水機的時差，以便于運行和管理。剩余污泥泵先將污泥送入貯泥池，然后污泥進料泵再將其送入濃縮脫水機。為保證貯泥池的正常工作，貯泥池設2臺水下攪拌器，防止污泥沉淀，池中裝有液位計。平面尺寸為4．0m ×4．0m，遠期剩余污泥量為 40m3/d，污泥含水率99．2%，貯泥時間為8h。

貯泥池的污泥含水量約99．2%(99．0% ～99．5%)，污泥和絮凝劑混合后送入機械濃縮脫水機進行濃縮脫水處理，直到含水量降至80%，形成泥餅。平面尺寸為9．6m×6．0m，工作時間為16h，絮凝劑(PAM)投加＜5g/kg DS。

3 總平面布置

按照不同的功能分區將整個廠區分為辦公區、預處理區、污水處理區和污泥處理區。污水廠總平面布置圖如圖2所示。

圖2 污水廠總平面布置圖Fig．2 General Arrangement Plan of Wastewater Treatment Plant

將辦公區布置在廠區西南側，處于常年主導風向的上風處。布置有綜合樓、門衛室、停車場等，配以草坪，保證了辦公區優美的環境，給人一種心曠神怡的感覺。

進廠污水管位于污水廠的東側，尾水排入廠區北邊的人工湖。按照工藝流程將預處理區布置在廠區東北角，污水處理區布置于中部位置，由東向西依次布置粗格柵、提升泵房、細格柵及平流沉砂池;由北向南依次布置了生物反應池、接觸消毒池、巴氏計量槽等，使得工藝流程順暢，布置緊湊。鼓風機房靠近生物反應池并位于其西側，節約空氣管線路，配電室與鼓風機房合建，靠近主要用電負荷構建筑物。

考慮到該地區常年主導風向為西南風，將儲泥池及污泥濃縮脫水機房放在東南角，遠離辦公區，并且在旁邊種植有效的除臭植物，可有效減輕污泥脫水機房對廠區的臭氣污染。

構筑物之間距離需要考慮鋪設管渠的位置、運輸管理的需要和施工設備安裝、維修的要求，因此采用5～10m。廠區道路主干道寬4m。

4 結語

考慮到集鎮污水進水BOD較低，且規模較小，水量水質變化較大，本工程采用生物接觸氧化工藝。盡管生物接觸氧化工藝后續需要進行絮凝沉淀，但使工程安全、簡單、可靠。該工藝具有對水質、水量有較強的適應性，耐沖擊負荷力強;容積負荷高、占地面積小;剩余污泥穩定，污泥量少，污泥沉降性能好;對雨季低濃度合流污水能夠取得較好的效果;對自控要求不高，運行管理簡單、方便等優點，且出水指標均達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B標。

［1］周克釗，周枚．城市污水處理廠設計進水水質確定和出水水質評價［J］．給水排水，2006，32(9):26-3．

［2］何曉莉．山西潞城小型城市污水處理廠設計［J］．中國給水排水，2005，21(3):60-62．

［3］崔玉川，劉振江，張紹怡，等．城市污水廠處理設施設計計算［M］．北京:化學工業出版社，2004．

［4］陶俊杰．城市污水處理技術及工程實例［M］第2版．北京:化學工業出版社，2005．