輪臺縣拉依蘇污水處理廠工藝設計總結

馮亞從 新疆市政建筑設計研究院有限公司

一、工程概況

輪臺縣拉依蘇污水處理廠位于新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣拉依蘇化工區8號路和西環路交界處以東86米處，主要服務于拉依蘇工業園區。污水處理廠一期建設規模為2.5萬m3/d，部分單體土建按7.5萬m3/d建設，設備分期配套安裝。污水處理廠占地為梯形，總占地面積為13.33公頃，其中一期占地為8.33公頃，二期和三期占地分別為2.5公頃。

二、進、出水水質

結合工業園區入駐企業實測進水水質和環評批復，確定本工程進水水質。根據《輪臺工業園區總體規劃（2014-2030）》及可行性研究報告環評批復，確定出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》中一級B標準。但是根據工業園區的實際情況，考慮再生水回用，故實際設計出水水質較環評批復水質高。

污水處理廠進、出水水質

三、工藝流程

本工程選擇A/O工藝，該工藝污水處理效果穩定，水質水量抗沖擊能力強，且工藝成熟易于運行管理。深度處理采用MBR工藝，該工藝能截留生物反應器內幾乎所有的生物量，有利于培養截留適應化工園區廢水中難降解、有毒有害物質的活性污泥，使反應系統保持較高的污泥濃度，抗沖擊負荷能力強，且經MBR膜過濾的出水水質好。為防止 MBR 池出水不達標，增加臭氧催化氧化池對不達標的污水進行氧化處理，保證出水的達標排放。

根據進水水質和后期運行情況調整工藝，當生化效果較好時，可從二沉池超越MBR池直接進入后續臭氧接觸池，或當生化效果一般時，可從生化池超越二沉池進入后續MBR池，在實際運行過程中根據實測數據進行調整。

圖1 污水處理廠工藝流程圖

四、工程設計

（一）粗格柵間及提升泵房

污水重力進入污水處理廠，為減小構筑物整體埋深，進水需設置提升泵站，泵站前設置粗格柵目的是去除污水中較大的懸浮物和漂浮物，以保證后續處理裝置的正常運行。粗格柵及提升泵房土建按照7.5萬m3/d規模建設，泵房集水池容積按三期最大一臺泵10min的流量計算，有效容積為225m3。構筑物設置臭氣收集系統。

（二）污水緩沖池

由于工業廢水水量和水質的不均勻性會給處理帶來很大的麻煩，使污水處理設施難以維持正常操作。因此，先將污水導入緩沖池進行均和調節處理，為后續的水處理系統提供一個穩定和優化的操作條件。污水緩沖池按7.5萬m3/d規模建設，平面尺寸為84.0m×60.0m×7.0m，平均有效水深6.45m。緩沖池平均分2組，池內設置6套浮動式收油器將油收集至集油池，通過1臺污油提升泵收集至污油罐。構筑物設置臭氣收集系統。

（三）細格柵間及曝氣沉砂池

本工程細格柵間和曝氣沉砂池合建，土建按照7.5萬m3/d規模建設，細格柵間設有4條渠道，3條機械格柵，1條人工事故格柵（備用）。格柵前后設置閘門以便檢修，柵渣通過螺旋輸送機排入柵渣箱，由PLC根據液位差或設定的時間間隔自動控制，亦可現場控制。

曝氣沉砂池分2組運行，設1臺橋式吸砂機將砂水混合物輸送至砂水分離器進行分離，分離的水進入廠區排水管道，干砂外運。

（四）初沉池

本工程初沉池采用中心進水周邊出水方式，初沉池設計規模為2.5萬m3/d，分2座，每座規模為1.25萬m3/d。初沉池設計表面負荷為1.66m3/m2·h，沉淀時間為1.8h，池子內直徑為20m，高度為3.5m，有效水深3.0m。構筑物設置臭氣收集系統。

每座初沉池設置1臺周邊傳動全橋式吸泥機，吸泥機將池內污泥由池邊逐漸刮至中心集泥坑，在靜水壓力作用下，通過排泥管將污泥輸送至污泥泵房。浮渣刮板將池邊與中心導流筒之間水面上浮渣全部刮向池邊，依靠刮渣耙和管式排渣斗的配合，將浮渣刮至管式排渣斗內，由上清液自動沖洗排出池外。上清液通過三角齒形堰溢流進入環形集水渠，再通過出水斗將上清液輸送至生化池。

（五）水解酸化及A/O池

初沉池出水先進入水解酸化部分，水解酸化池分2組（中間池壁共壁），每組分3格，水解酸化池可去除部分污染物，并提高廢水可生化性；然后進入生化池A段進行反硝化，A段分2組（中間池壁共壁），每組1格；再進入后續O段進行硝化反應，O段分2組（中間池壁共壁），每組4格。水解酸化池設置臭氣收集系統。

水解酸化及A/O池設計規模為2.5萬m3/d，平面尺寸為72.8×70.0m，高度7.45m，平均有效水深6.2m。生化池總有效容積27290m3，總停留時間26.2h，其中，水解酸化池有效容積10417m3，缺氧區有效容積3541m3，好氧區有效容積13333m3，污泥回流比100%，SS的轉換率0.5kgMLSS/kgSS，污泥凈產率系數0.70kgSS/kgBOD5，混合液懸浮固體濃度4.0kgMLSS/m3，好氧池溶解氧（DO）值2.0mg/L，碳的氧當量系數1.47kgO2/kgBOD5，氨氮的氧當量系數4.57kgO2/kgTAN，細胞的氧當量系數1.47kgO2/kgCE。

（六）配水井及污泥泵池

二沉池配水井與污泥泵池合建，采用同心圓形式。水解酸化及A/O池出水進入中圓，通過堰溢流至外圓，均勻分配水量然后進入二沉池，二沉池產生的剩余污泥回流至內圓，并投加聚合氯化鋁（PAC），然后通過污泥泵提升至污泥濃縮池，同時在內圓內設置回流污泥泵，將混合液回流至水解酸化及A/O池。其設計規模為2.5萬m3/d，剩余污泥量為2000m3/d，回流污泥量為100%Q。

（七）二沉池

二沉池采用周邊進水周邊出水形式，設計規模為2.5萬m3/d，分2座，每座規模為1.25萬m3/d，設計表面負荷為1.06m3/m2·h，固體負荷為48.9kg/d·m2，出水堰負荷為2.2L/s·m，回流污泥濃度為3.0g/L，池子內直徑為25m，高度為4.8m，有效水深4.1m。

二沉池采用中心傳動單管吸泥機，并通過投加FeCl3進行除磷。通過對進水水質及前段處理單元的水質檢測，設計了對二沉池的超越。

（八）MBR膜池及設備間

膜池設計規模為2.5萬m3/d，膜區總共由6組獨立控制產水單元組成，便于其中一套檢修時，其余數5套可以正常工作。膜組件浸沒在膜分離池的混合液中，在產水泵產生的負壓條件下，生化處理過的清水透過膜匯集到集水管，實現泥水分離。被截留的活性污泥經過污泥回流泵回流到生化區，剩余污泥由泵提升至去污泥脫水系統。

混合液懸浮物固體（MLSS）平均濃度為8000mg/L，污泥負荷為0.12kgBOD5/（kgMLSS·d），混合液揮發性懸浮物固體平均濃度為4.8g/L，膜生物池進水生化需氧量為60mg/L，出水生化需氧量為20mg/L。

（九）臭氧接觸氧化池

臭氧接觸氧化是在臭氧催化氧化作用下去除水中有機物的一種深度處理，設計規模為2.5萬m3/d，停留時間為60min，臭氧投加指標1mgCOD/4mgO3。

臭氧接觸池上設置尾氣破壞器設備間，臭氧投加量設備按40kg/h選型，每臺20kg/h，3臺（2用1備）。

（十）清水池

清水池與臭氧接觸池共壁合建，清水池容積一般按日需水量的10～20%考慮，本工程按照日處理水量的12%計，其設計規模為2.5萬m3/d。

（十一）回用水泵房

根據項目區地形及出水用途，污水處理廠出水水位與項目區最高點高差約為34.5米，沿程及局部水頭損失4m，泵站揚程為42m。泵房土建按7.5萬m3/d規模建設，設備按一期2.5萬m3/d安裝。

巴氏計量槽與泵站吸水池合建，清水池出水進入巴氏計量槽然后通過閘門進入吸水池，離心泵從吸水池中直接吸水，泵站吸水池采用全地下式，泵房采用半地下式。

（十二）臭氧設備間

臭氧設備間設計規模為2.5萬m3/d，設有3套臭氧發生器同時工作，互為軟備用，當一臺故障時，運行剩余2臺發生器，額定濃度150mg/L。臭氧發生器的產量根據中控提供的水流量信號來確定，并由事先設定的水中余臭氧濃度濃度進行反饋控制，投加劑量可有由操作人員根據水質更改設定值。

臭氧發生器以氧氣為氣源，露點-65℃，臭氧發生器的冷卻水采用閉式循環系統，冷卻水溫度最高不超過36℃。

（十三）配泥井

配泥井設置在污泥濃縮池前，用于儲存調配初沉池和污泥泵池產生的剩余污泥，設計規模為2.5萬m3/d。

（十四）污泥濃縮池

污泥濃縮池中通過投加聚丙烯酰胺（PAM）對污泥進行濃縮，降低含水率在一定程度上減少污泥體積，其設計規模為2.5萬m3/d，分2座，每座規模為1.25萬m3/d，污泥固體負荷為30kg/m2·d，停留時間為13.2h，池內直徑為14.0m。構筑物設置臭氣收集系統。

（十五）污泥調理池

污泥調理池設計規模為7.5萬m3/d，平均分兩格。不同階段通過停留時間進行調整，一期停留時間為18h，二期為9h，三期為6h。構筑物設置臭氣收集系統。調理池中投加三氯化鐵和石灰進行除磷，并破壞污泥膠體的穩定性保證污泥的脫水效果。

CaO料倉按7d儲備量計，投加量0.8t/d，密度1.5t/m3，CaO采用干式投加。袋式除塵器規格為≤5μm，過濾容積為20m3，N=0.55kW；螺旋輸送機規格為Q=3m3/h ，L=9.5m，螺距150mm。FeCl3投加量為污泥干重的 8%，投加濃度 30%。

（十六）污泥脫水機房

污泥脫水機房土建設計規模為7.5m3/d設計，設備按一期2.5萬m3/d安裝，污泥干重為9.44t/d，含水率為93%，污泥體積為134.86m3/d，壓濾機運行周期4～4.5h，每天循環4次，總運行時間16～18h，壓濾后濾餅含固率40%，污泥濾餅密度1：1.1，壓濾后的污泥濾餅厚度約為22mm（根據設備而異）。構筑物設置臭氣收集系統。

脫水機房內同時設置FeCl3和PAM置備及投加系統，FeCl3投加至二沉池和污泥調理池，PAM投加至污泥濃縮池，加藥量為1mg/L ，投加濃度為0.2%。脫水機采用廂式自動隔膜壓濾機，2臺（1用1備），規格為過濾面積300m2，N=16kW，輔助配套設備有：高、低壓進料螺桿泵、壓榨離心泵、洗布離心泵、帶式輸送機以及空氣反吹系統等。

（十七）加氯加藥間

本工程加藥加氯間合建，土建設計規模為7.5m3/d設計，設備按一期2.5萬m3/d安裝。為保證出水余氯要求，本設計通過采用投加次氯酸鈉實現，投加點設在清水池內。出水自由性余氯控制在0.5毫克/升，在管網末梢控制在0.05～0.1毫克/升。絮凝劑采用聚合氯化鋁( PAC)，投加至二沉池配水井。磷酸二氫鈉投加至水解酸化及A/O生物池，調整水中PH值，增加污水的可生化性。

為保證加氯間工作人員安全，設置軸流風機，保證每小時換氣12次。次氯酸鈉投加量為2mg/L，配套次氯酸鈉投藥計量泵；PAC加藥量為30mg/L，溶液濃度為10%，配套PAC全自動溶藥制備裝置；配套磷酸二氫鈉一體化投加設備。

（十八）鼓風機房

鼓風機房土建設計規模為7.5m3/d設計，設備按一期2.5萬m3/d安裝。本工程鼓風機分別為MBR膜池和A/O生物池提供膜沖洗和曝氣所需空氣，均采用高速離心鼓風機。

（十九）除臭設備間

本工程對臭氣進行統一收集處理，臭氣濃度和惡臭污染物濃度須滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）表4中二級標準限值和《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）表2排放限值要求后，由15米高排氣筒排放。

廠區內進行除臭的主要構筑物有粗格柵間、細格柵間、緩沖池、水解酸化池、生物池的厭氧區、污泥濃縮池、污泥調理池、污泥脫水機房，換氣次數為2～12次/h計算，采用離子+光催化凈化裝置1套，并配套離心風機、化學洗滌裝置、循環水泵和加藥泵等。

五、結語

本工程總投資1.85億元，平均單位污水處理經營成本為1.95元/m3，本工程建成后將填補拉依蘇化工區污水處理系統的空白，能有效改善周邊投資環境，保障居民的生活健康，提高居民的生活質量，有效的提高污水的利用率，具有顯著的經濟效益，環境效益和社會效益。