宿州市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理改造工程方案

劉君，向偉，余晗，朱春游，岳中秋

（湖南航天凱天水務有限公司，湖南 長沙 410100）

經(jīng)調(diào)查，某鎮(zhèn)區(qū)人口約12 300 人，遠期（2030年）規(guī)劃人口18 000 人，下轄17 個行政村。對因收水管網(wǎng)鋪設不到位、設施不完善、未按規(guī)范運行、出水水質(zhì)不達標、無專業(yè)管理人員、無長效運營機制等問題進行整治整改，達標運行。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位因地制宜，分類施治，適度超前，統(tǒng)籌考慮就近處理的污水治理方式。完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水管網(wǎng)，對可納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府駐地污水收集管網(wǎng)的村莊，有限考慮將村莊生活污水納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)，統(tǒng)一處理。

1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀

1.1 管網(wǎng)分布情況及問題

中心鎮(zhèn)區(qū)污水管網(wǎng)為合流制，管網(wǎng)總長約4.7 km，管徑d 600～d 1000，設計埋深1.3～3.5 m。現(xiàn)狀管網(wǎng)主要分布于花生市場路、永湖路、永大路、南北街道，中心鎮(zhèn)區(qū)設有1 座小學，無中學、醫(yī)院及大中型企業(yè)、工廠。入戶接管情況不理想，除花生市場路入戶占比達到60%外，其余地點入戶占比均少于30%。這是當前鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠進水量均不超過設計水量60%，進水量不足的主要原因。

管道現(xiàn)狀主要存在問題：（1）部分住戶未進行戶廁改廁，居民污水就地下滲或直排，未接入污水管。（2）永湖路：主管道無住戶污水流入，管道缺乏必要的維護管理，有堵塞情況。（3）南北街道永富路：存在下游管道標高高于上游標高情況，管道堵塞嚴重，缺乏必要的疏通養(yǎng)護，入戶管覆蓋率不高，主管無法收集污水。（4）永富路：下游標高高于上游標高，坡向與設計坡向相反，檢查井內(nèi)垃圾堵塞，坡度較小，造成流速較小，井內(nèi)淤積。（5）南北街道公共廁所污水未接入污水主管道。

1.2 污水處理站現(xiàn)狀及問題

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水站（圖1）2016年建設，設計規(guī)模100 t/d，設計出水標準為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級B 標準，但無法滿足當前《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準的要求，場站進出水扣無在線監(jiān)測設備，管網(wǎng)覆蓋率和入戶支管接入率低，未達到現(xiàn)有廠站處理規(guī)模，且前期設計規(guī)模與全覆蓋污水處理區(qū)域產(chǎn)生的污水量不匹配。

圖1 污水處理場站現(xiàn)狀平面布置圖

2 整改工藝方案

2.1 進出水情況

本項目處理污水主要為農(nóng)村生活污水，農(nóng)村生活污水綜合排放后的具體水質(zhì)情況宜根據(jù)實地調(diào)查結果確定，結合項目現(xiàn)場調(diào)查水質(zhì)情況，確定本項目進出水 水質(zhì)參數(shù)（見表1）[1]。

表1 進出水水質(zhì)參數(shù)

2.2 工藝設備的選擇

2.2.1 水量確定

鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地人口為12 300 人，按照人均最高日用水量80 L/d 計算，污水收集系統(tǒng)全覆蓋后，理論日污水收集量約678 m3/d 考慮當?shù)貙嶋H情況以及預留一定的發(fā)展空間，污水站規(guī)模取700 m3/d。

2.2.2 廠址的選擇

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)沒有完善有效的污水收集系統(tǒng)，隨著污水排放量日益增加，未經(jīng)收集處理的污水嚴重污染環(huán)境，直接影響人民群眾的身體健康及社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。考慮聚居區(qū)自然地勢和現(xiàn)狀道路，充分利用地形地勢，順坡排水；從保護水體環(huán)境角度出發(fā)，采用分流制建設污水管道系統(tǒng)。

現(xiàn)污水處理站容量不足，且現(xiàn)場站無擴容空間，結合總體規(guī)劃，在鎮(zhèn)區(qū)北部另選廠址，根據(jù)新建污水站位置，并結合鎮(zhèn)區(qū)的地形、地勢，增設污水管網(wǎng)，并將之前建設的污水管道納入新建污水系統(tǒng)，實現(xiàn)污水收集全覆蓋，并確保鎮(zhèn)區(qū)全部污水最終匯入新建污水處理站。新建700 m3/d 污水站一座，占地面積1 050 m2，現(xiàn)污水站設備移至他用。

2.2.3 工藝的確定

因出水標準和場地的限定，本項目主要采用自主研發(fā)的多級缺氧、MBBR、MBR 聯(lián)合工藝技術，形成KTMBR 污水處理一體化設備，將活性污泥法和生物接觸氧化通過生物填料有機結合，配合化學除磷及MBR膜來徹底解決出水氮、磷不能達標等問題。出水可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準。污水處理工藝流程如圖2所示。

圖2 一體化設備工藝流程

具體工藝流程說明：生活污水經(jīng)收集管網(wǎng)排入污水格柵調(diào)節(jié)池，池內(nèi)安裝格柵，除去大顆粒的雜物。經(jīng)格柵處理后的污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)充分調(diào)節(jié)穩(wěn)定水質(zhì)后，經(jīng)提升泵提升至KTMBR 一體化污水設備中，在設備內(nèi)污水依次經(jīng)過多級缺氧區(qū)和MBR 膜池，污水中污染因子被微生物充分降解或與水分離，并通過在膜池前端加入除磷劑進一步除去污水中的磷，MBR 膜組件出水經(jīng)過紫外消毒設備后達標排放。污泥定期自動外排至污泥池，污泥池污泥采用吸糞車定期外運處理或用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。整套處理工藝設有應急系統(tǒng)，當出現(xiàn)污水不達標時，污水通過管道排放至調(diào)節(jié)池重新處理，以確保污水達標后排放。

以KTMBR 工藝為主的一體化設備在實現(xiàn)污水處理的同時，因設備內(nèi)部結構的特點，極大地提高了水力停留時間和污泥停留時間，實現(xiàn)了有機污泥的大幅度減量，剩余活性污泥大大降低，有助于緩解剩余污泥處置難題。

2.2.4 現(xiàn)進出水情況

本工程進水主要來源于餐廚、洗滌和沖廁等幾個方面，設計處理水量為700 m3/d，工程現(xiàn)場如圖3所示；在項目實際運行過程中，進水量為550～660 m3/d，進水水質(zhì)和設計水質(zhì)存在一定差異，進水COD 為250.6～350.0 mg/L、NH3-N 濃度為25.25～38.7 mg/L、TN濃度為26.82～41.06 mg/L、TP 濃度為2.1～5.75 mg/L、SS 濃度為128～272 mg/L，水質(zhì)波動較大。除TP 需要投加除磷劑進行化學除磷外，COD、NH3-N、TN 和SS 均可通過生物膜和膜過濾（物理+化學法）去除，出水能穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準，處理運行成本均價為1.2 m3/d。

圖3 項目工程現(xiàn)場

2.2.5 一體化設備優(yōu)勢

與現(xiàn)有市政污水處理廠及其他一體化污水處理設備相比，KTMBR 一體化污水處理裝置具有以下獨特優(yōu)勢。

a.模塊化組裝，可根據(jù)實際水量調(diào)節(jié)設備大小；

b.建設選點可集中也可分散，大大減少污水主管網(wǎng)及中間泵站的建設，大幅度降低基建投資；

c.一體化結構設計，污水站土建工程量少，投資少；

d.全自動化設計，維護管理技術低，員工人數(shù)少，勞動強度低；

e.抗負荷能力強，能耗低；

f.采用KTMBR 復合式工藝，脫氮除磷效率高，出水中N、P 指標穩(wěn)定正常；

g.采用智慧運營系統(tǒng)，可遠程控制進出水時間、進水量和進出水水質(zhì)情況；

h.專業(yè)化外觀設計，與周圍環(huán)境相融合。

3 結論

3.1 宿州市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理改造工程在現(xiàn)污水站處理容量不足，場站無擴容空間的條件下，對老系統(tǒng)的100 m3/d 污水處理裝備進行拆除，整改已有的工藝技術方案和新建污水處理場站，處理水量可達700 m3/d。3.2 對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水，基于KTMBR 工藝設計的污水處理一體化設備，結合缺氧、MBBR 和MBR 工藝+化學除磷，脫氮除磷效果好；滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準。

3.3 KTMBR 污水處理一體化設備具有操作簡單、占地面積小、耐沖擊能力強等優(yōu)點，可適用于以聯(lián)戶、小集中等收集模式的農(nóng)村和園區(qū)生活污水的處理，設備已穩(wěn)定運行2年。