并聯式一體化污水處理設備在普通高中的應用研究

王芙蓉，鄒宇林，劉翔，杜植院，盧宇鵬，祁海燕

（中鐵環境科技工程有限公司，湖南 長沙 410000）

云南省建水縣某普通高中為新建學校，規劃區域內無配套市政管網，生活污水和雨水收集方式為雨污分流，分別匯集就地處理。校區規劃較緊湊，校門口為地勢坡向方向，為地勢最低點，生活污水、雨水分別通過校區管網接至校門口附近。傳統式的生活污水處理站會產生噪聲和臭氣污染，該校生活污水采用一體化集成設備，主處理設備采用碳鋼防腐式的一體化設備，配套調節池、污泥池以及回用水池均采用玻璃鋼集成式罐體，整個污水處理系統除配套設備間地上安裝，均為地埋式安裝，曝氣風機為沉水式風機，系統設計有效的避免了噪聲和臭氣的污染。

1 生活污水處理工藝

1.1 生活污水處理水量

云南省建水縣某普通高中配套學位3000人，考慮教職工及教職工家屬，生活污水處理系統設計人數為3300人，根據當地類似項目調研和居民綜合生活用水定額要求，人均排水量設計值定為130L/人·天，總設計水量定為450m3/d。

1.2 生活污水處理水質

學校生活污水屬于綜合性生活污水，主要為廁所排水，還包括淋浴排水、盥洗排水、廚房排水、洗衣排水等。其中廚房水是指經過廚房排水隔油處理后進入化糞池后的出水；廁所排水是指經過化糞池處理后的排水。生活污水含一定量的氮、磷，水質波動大、可生化性強、不同時段的水質不同，廁所排放的污水水質較差。主要污染物為各種有機物、懸浮物、氨氮、總磷、大腸菌群等和其他無毒污染物，主要設計進水水質見表1。

表1 生活污水進水水質指標

出水水質需同時滿足《城市污水再生利用-城市雜用水》（GB/T 18920-2002 ）標準和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準，出水水質見表2。

表2 生活污水出水水質指標

1.3 生活污水處理工藝設計

該校生活污水采用“A2O+MBR”膜處理工藝，即“厭氧+缺氧+好氧+中空纖維過濾膜”工藝。根據進水水質指標計算得五日生化需氧量（BOD5）與總化學需氧量（CODcr）比為0.57～0.7，大于0.3；五日生化需氧量（BOD5）與總凱氏氮比為5～5.8，大于4；五日生化需氧量（BOD5）與總磷比為66.5～70，大于17；滿足生物脫氮除磷的條件，可采用A2O活性污泥法。中空纖維膜過濾工藝可有效降低單臺一體化污水處理設備的尺寸，降低排泥頻率，且出水穩定。

考慮該校為新建學校，前期學位不一定滿額且假期在校人數與非假期在校人數波動較大，設備配置時將2套225m3/d處理量的一體化設備并聯，等效單臺450m3/d處理量的設備。并聯式連接可靈活應對水量大幅波動的問題，單臺設備故障時，另一臺設備可確保污水處理的連續性，提高污水處理系統的可利用率，靈活的運行方式可有效降低運行電耗，降低運行成本。2臺并聯式污水處理設備電控系統集成于單套控制柜，共用一套PLC系統，運行維護方便。并聯設備共用調節池、污泥池以及回用水池，單臺設備工藝流程圖詳見圖1（虛線內為一體化生活污水處理設備）。

圖1 生活污水處理工藝流程圖

為避免中空纖維膜堵塞影響系統正常運行，需定期對纖維膜進行清洗，清洗分為清水洗和藥劑洗，由PLC系統自動啟動循環，反洗水來自清水池，清水池集成于一體化設備內，清洗藥劑、反洗泵以及系統配電柜均布置于配套設備間內，用于清洗中空纖維膜的藥劑NaClO同時也用于出水消毒，通過加藥泵分別輸送至纖維膜和清水池。

2 生活污水處理系統設計

2.1 總平面布置

該校生活污水處理系統布置于校園綠化草坪區域，調節池埋深根據校區總管網敷設末端埋深確定，管網內污水（經化糞池處理）自流進入調節池，調節池內污水通過動力提升泵提升至一體化污水處理設備，單套一體化污水處理設備配置2臺提升泵，1用1備，地面設備間內的抽吸泵將膜池內水抽吸至清水池，經消毒后自流進入回用水池，膜池內污泥通過污泥泵排至污泥池，污泥通過吸糞車定期外運。總平面布置圖見圖2。

圖2 生活污水處理總平面布置圖

2.2 生活污水處理系統設備參數

一體化污水處理設備、配套設備間以及玻璃鋼箱罐均為廠內制造組裝，整體式運輸至安裝現場，具備安裝方便，施工周期短的優點，系統主要設備參數見表3。

表3 生活污水處理系統主要設備參數

單套一體化污水處理設備均配置污水提升泵、混合液回流泵、污泥回流泵（與污泥排出泵共用）、沉水式曝氣風機（布置于清水池）、曝氣盤以及真空纖維膜組件等配件。

2.3 生活污水處理系統構筑物參數

該校生活污水處理系統除格柵渠外無其他構筑物池體，格柵渠尺寸為1.2m×0.7m×2.0m（L×W×H），格柵柵隙為3mm。一體化污水處理設備、玻璃鋼箱罐以及配套設備間承重基礎均為混泥土基礎，玻璃鋼箱罐安裝前需于基礎頂部覆蓋一層細砂，為避免地下水引起的地埋設備上浮，地埋一體化污水處理設備和玻璃鋼箱罐基礎頂部均預埋焊接件，用于設備抗浮配件的連接。

3 運行成本和處理效果分析

3.1 運行成本分析

運行費用包含電費、藥劑費以及人工費，生活污水處理系統（含2臺并聯一體化污水處理設備）用電量分析見表4。校園用電按居民生活用電標準計費，按照平均電價0.5元/kWh，系統運行時間按20h每天計算，系統每天處理水量450m3/d，噸水運行電費為326.8×0.5÷450=0.36元/噸。藥劑費包含纖維膜清洗藥劑費和出水消毒藥劑費約為0.23元/噸。污水處理站可通過PLC系統自動運行程序運行，需安排1人巡檢值班，工資按3000元/月估算，每月運行時間按30天核算，噸水人工費用3000÷（450×30）=0.22元/噸。噸水總運行費用約為0.81元/噸。

表4 生活污水處理系統用電量清單

3.2 處理效果分析

生活污水處理系統試運行后進出水驗收檢測指標見表5。

表5 生活污水處理系統進出水檢測結果 單位：mg/L

污水系統調試后，一體化生活污水處理設備運行穩定，檢測結果為2臺并聯設備全負荷運行時取樣測定，出水各項指標均滿足排放標準。進水總氮指標已超過設計進水指標上限值，氨氮、總磷進水指標已接近上限值，以上三項出水指標均達標，污水系統實際處理能力符合設計要求。

4 結語

（1）并聯式一體化污水處理設備能靈活應對系統水量波動問題，學校假期污水系統進水水量較小時，只需啟用1臺設備即可滿足處理要求，運行電耗較滿負荷運行時可降低約50%，2臺并聯設備可互為備用，單臺設備故障時，另一臺設備可確保污水系統正常運行，避免污水處理系統失效，提高污水處理系統可利用率。

（2）對于污水處理規模中等、水量波動較大的項目，并聯式一體化設備組合工藝具備推廣的意義。