受限空間生活污水處理工程實例

李 辰， 李廣宏， 潘 軍， 周 凱， 黃青飛

(安徽舜禹水務股份有限公司， 安徽 合肥 231131)

隨著《水污染防治行動計劃》的發布實施，我國對于水環境治理的步伐明顯加快，農村分散式污水的治理也受到更大的重視。針對農村、高速服務區、農家樂等污水管網難以敷設的區域，居民日常排放的生活污水難以接入市政管網，即使接入也需要很高的成本。因此，此類分散式污水的處理一般采取就近集中處理。目前，針對分散式污水的處理使用較多的是一體化污水處理設備，其具有投入成本低、施工簡單、移動性好、管理方便等優點，在農村區域被廣泛應用。

中水回用不僅有利于水的循環利用，也對生態環境改善和水資源的保護具有重要意義。對城市住宅小區、商場、企業等污廢水進行處理后回用，一方面符合國家對污水處理達標排放的要求，另一方面確保了水資源的有效利用，具有極好的經濟效益和環境效益。

對于某些特殊的污水處理站，由于土地規劃利用等原因，其選址具有空間限制性。因此，此類廠站的建設應根據選址特征科學布局，因地制宜地選擇污水處理建設方式。

1 項目概況

某商業區餐飲商鋪污、廢水采用分流制，公共衛生間的污、廢水采用合流制。餐飲商鋪的廢水經室外隔油池處理后接至室外排水管網，再經化糞池初級處理后進入污水處理站，最高日污水排放量為523.4 m3/d。根據建設要求，污水處理站選址為地下停車庫內，其出水作為中水回用于綠化灌溉。

2 設計水量與水質

該商業區最高日排放污水量為523.4 m3/d，平常狀態下污水排放量不足500 m3/d。工程設計處理規模為500 m3/d，并保留10%的設計余量。由于缺乏實測數據，參考類似工程的設計經驗確定進水水質，如表1所示。

表1 設計進水水質Tab.1 Design quality of influent

該項目建設場站出水主要用于商業區內綠化，其水質應符合《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T 18920—2002)相關要求，見表2。

表2 設計出水水質Tab.2 Design quality of effluent

3 工藝設計

3.1 設計思路

對于處理規模較小的水處理廠站，通常可以采用以下幾種結構形式：鋼筋混凝土結構、一體化設備[1-2]結構(碳鋼或玻璃鋼結構)以及二者結合使用。

3.1.1 鋼筋混凝土結構

鋼筋混凝土耐腐蝕、使用壽命長，處理構筑物大小不受限制，較大規模的水處理工程通常采用該結構。但是該結構也存在一些缺點：①建設周期長，工序復雜；②一旦成型很難變更，不利于遠期擴建；③建設過程中會對環境造成污染。

3.1.2 一體化設備結構

一體化設備結構一般采用碳鋼或玻璃鋼材質，可以根據工藝要求，將幾個處理單元高度集中到1臺設備中。這種方式只需要在現場進行簡單的地面硬化處理以及設備安裝，無需復雜的工序制作。一體化設備結構的移動性好，可進行多組拼接，并可根據近遠期規劃靈活運用，初期投資成本低。

3.1.3 二者結合使用

格柵調節池和生態濾池等單元一般采用鋼混結構，將生化處理單元、沉淀過濾等單元集中到一體化設備。

對于該中水回用項目，由于設在地下停車庫內，空間受限制，應盡量減少大型機械設備的進出，考慮采用模塊化設備的結構形式。格柵和調節池采用碳鋼防腐材質，生化單元、沉淀單元和深度凈化單元集于一體，設備主體采用碳鋼材質，消毒清水池采用不銹鋼水箱。

3.2 工藝選擇

該建設廠站進水為生活污水，基本無難降解有機物，具有較好的生化性。根據出水水質標準要求，BOD、氨氮和SS為主要控制指標。因此，采用生物處理+深度處理+消毒即可滿足出水標準，并在此基礎上進一步削減氮、磷。

根據廠站選址和出水要求，該中水處理項目應選擇一種高度集成、靈活多變、出水效果好、運行穩定、方便管理的污水處理技術。

3.2.1 生化單元

生化處理單元采用強化型AO配合應急加藥工藝，該強化型AO在傳統AAO的基礎上增加了后置缺氧和后置好氧區，屬于改良型A2/O工藝[3-4]，對COD和氮磷的去除均有較好的效果。根據生物處理效果配合化學加藥，能提高對SS和TP的去除率，保證整體出水達標。

3.2.2 深度處理

在斜管沉淀后采用浸沒式MF膜工藝作為深度處理單元[4]，對水中SS和COD均有較好的去除效果。

3.2.3 消毒工藝

次氯酸鈉的腐蝕性較小且配置簡單，采用次氯酸鈉消毒能保證出水總余氯滿足標準要求。

3.3 工藝流程

根據處理規模和出水要求，以設計思路為指導并結合現場工況條件，對該項目的工藝流程進行優化，得出如圖1所示的工藝路線。

圖1 污水廠站工藝流程Fig.1 Process flow chart of the wastewater treatment station

污水經管網收集后通過格柵攔截較大的漂浮、懸浮物質，再進入調節池對水質進行均質、均量處理。生化單元包括兩個缺氧段，第一段利用原水中的有機物作為碳源，與第一好氧池中回流的硝化液進行反硝化反應。經過首段處理，脫氮除磷已基本完成，但是對TN的去除尚不完全。緊接著污水進入第二段AO反應區，進行二級脫氮，后置好氧區用于去除殘留的有機物，保證出水COD。最終出水經加氯消毒后，達到回用標準，輸送至儲存水池。

系統污泥通過斜管沉淀池底部的穿孔排泥管定期排至化糞池，排空管接至地下泵房集水坑，通過集水坑進入化糞池或排水管網。

4 中水處理站設計參數

4.1 格柵調節池

格柵調節池采用一體式結構，格柵渠中設置人工格柵，用于去除污水中粒徑較大的物質(例如紙巾、塑料等)，保證后續水泵的正常工作。

格柵渠尺寸為1.0 m×2.5 m×3 m，鋼制結構，1座。對污水進行均質均量調節，且具有預沉池的部分效果，HRT=2.5 h。

調節池尺寸為5.6 m×2.5 m×3 m，鋼制結構，據現場情況可拆分，1座。

4.2 生化處理單元

該單元主要由多重高效生物處理區、高效澄清區、精密度過濾區、排空排泥裝置等組成，在污水處理系統內完成有機物的降解和氮磷等營養性物質的去除，并強化除臭、除色等深度處理。生化處理單元中的各個功能區可模塊化拆分。

該單元尺寸為8.0 m×3.0 ×3.0 m，鋼制結構，模塊化設備，5臺，單臺規模為100 m3/d。

4.3 接觸消毒池/儲存水池

尺寸為4.2 m×2.5 m×3.0 m，鋼制結構，1座。主要作為中水回用的臨時儲備及加氯消毒處理，HRT=1.5 h。

5 運行效果與分析

污水處理廠站建成后已運行半年多，在此期間廠站一直保持良好運行，各類出水指標見表3。

表3 進出水水質Tab.3 Quality of influent and effluent mg·L-1

由表3可知，出水指標雖有波動，但整體都能達到設計標準。其中出水TP波動較大，主要原因在于未定時排泥。當進水TP較高時，僅通過生物法難以達標，可通過絮凝沉淀化學除磷法去除。實踐證明，該方法高效實用，但產生的剩余污泥較多，需要及時處理。SS和CODCr均保持在較低水平，這與采用浸沒式微濾膜有關，由于此浸沒式膜池處于末端，因此膜污染相對較小。根據工程經驗，當膜池運行一段時間后，膜污染造成污水通量下降，可采取氣洗、水洗或離線藥洗等手段恢復膜池的處理效率。

6 結論

① 針對受限空間污水處理站的建設，污水處理設備或構筑物可采取模塊化裝置，以“積木”的方式進行現場組裝，能實現結構和功能的模塊化，有效解決施工難、運輸難、吊裝難等問題。

② 利用“格柵調節池+A2/O+A/O+沉淀池+浸沒式微濾”的工藝路線，可有效提高對污水的脫氮除磷效果，其中浸沒式微濾膜對SS具有較高的去除率。工藝整體出水可達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T 18920—2002)的標準。

③ 目前，對于污水管網難以敷設的區域，例如農村、高速服務區、農家樂等，模塊化一體化污水處理設備具有較廣泛的應用，它具有施工簡單、運輸方便、靈活多變、處理效果好、管理方便等優點。對于某些特殊污水廠站的建設，可根據現場條件和出水要求，實現污水處理設備結構和功能的模塊化，具有較高的應用價值和推廣價值。