典型小城鎮生活污水處理廠設計與分析

文_唐佳 航空工業成都飛機工業(集團)有限責任公司

1 項目概況

本項目近、遠期設計規模分別為4000m3/d和8000m3/d，項目總投資5978萬元，占地8800m2。該項目的服務對象為鄰近城鎮和工業園區，其污水來源以生活污水和部分工業廢水為主，具有良好的生化性。

2 設計參數確定

2.1 設計規模

污水處理廠收集范圍內2025年污水量為0.35萬m3/d，2035年污水量為0.73萬m3/d，因此近期建設規模為0.4萬m3/d，遠期建設規模0.8萬m3/d。

2.2 設計處理程度

根據工業用地面積比例估算工業污水量比例近期為12%，遠期為 20%。通過加權平均計算，得出混合污水水質。混合污水及涉及進出水水質見表1。

表1 混合污水及設計進水水質

3 污水處理方案論證與分析

3.1 可生化性分析

項目BOD5/CODcr=0.4，可生化性好。同時BOD5/TN=4，因此需考慮外加碳源裝置，根據進水總氮濃度情況，投加碳源。項目設計進水 BOD5/TP=33.3，在設計進水條件下，生物除磷效果可以保證。

3.2 污水處理工藝分析

項目的總體工藝流程包括預處理工段、二級生化處理工段及深度處理工段等。預處理工藝釆用“粗格柵+細格柵+事故調節池+旋流沉砂池”。二級生化處理通常采用CASS工藝、氧化溝工藝和AAO工藝，通過比選，確定采用AAO工藝。二級生物處理工藝比選見表2。

表2 二級生物處理工藝比選表

深度處理采用“高效沉淀池+活性砂濾池+臭氧催化高級氧化+次氯酸鈉消毒”的處理工藝，外部碳源投加采用安全性較高的乙酸鈉。其中，臭氧催化高級氧化技術與單一臭氧氧化技術相比，采用了高效的臭氧溶氣體系及高效的催化體系，可以提高臭氧的溶解率，降低臭氧的投入量，目前已應用多個大型污水處理廠改造中。

3.3 污泥處理工藝分析

目前，國內大部分的污泥脫水設備都是帶狀壓濾機、板框壓濾機、離心機等，這些設備可以將游離水、毛細水、吸附水等除去，但對細胞水的去除效果不明顯，因此污泥的含水率在70%～80%之間。

而高壓隔膜壓濾機在泵壓脫水完成后，利用隔膜壓濾法對脫水劑進行二次機械壓榨，使含水量約80%的泵壓脫水污泥經深度脫水達到40%～58%，故項目采用高壓隔膜壓濾機作為污泥脫水處理工藝。

4 污水處理工藝設計

4.1 工藝處理

該項目采用了“粗、細格柵+旋流沉沙池+AAO工藝+高密度沉淀+活性砂過濾+臭氧催化氧化反應池+接觸消毒”工藝。

4.2 污水處理構筑物

4.2.1 預處理及加藥間

粗細格柵按遠期設計，設計流量0.15m3/s，采用回轉式機械格柵除污機與無軸螺旋輸送壓榨機，除污機設2套，格柵寬500mm，柵前后水深分別為0.95m與0.75m，柵條間隙20mm；壓榨機設1套，與除污機一同由PLC進行自動控制。細格柵采用循環齒耙式細格柵與柵渣壓實設備，格柵寬500mm，柵前后水深分別為0.75m與0.45m，柵條間隙5mm；柵渣壓實設備配備φ260mm的螺旋壓榨機1臺，與細格柵配套使用。

調節池設計流量0.06m3/s，尺寸20.0m×25.6m，有效水深3.45m，調節池1座，調節時間7.2h，配備調節池潛水泵3臺(2用1備)，1臺變頻，單臺流量100m3/h。旋流沉砂裝置設2套，設計流量0.06m3/s，有效水深1m，直徑2.13m。

加藥間配套NaClO消毒系統，PAC、PAM 及乙酸鈉投加系統，分別設PAC儲罐、次氯酸鈉貯罐、乙酸鈉貯罐1套，直徑與高度均為2000mm和2600mm，并配計量泵2臺，均為1用1備。采用自動溶藥加藥器進行PAM的投加，其配制容量為500L/h。

4.2.2 AAO反應池及高密度沉淀池

AAO反應池設有1座2組，采用對稱布置，設計流量4800m3/d，詳細設計參數見表3。同時配備潛水攪拌器8套，內回流泵4臺（2用2備），流量為400m3/d，盤式曝氣器752只，單只2.6m3/h。

表3 AAO反應池設計參數

高密度池高效沉淀池設計流量0.06m3/s，設有2座，混凝池混合時間1.95min，尺寸1.3m×1.25m×2.0m；絮凝反應池絮凝時間18.75min，尺寸2.5m×2.5m×5.0m；高效沉淀池斜管表面負荷率8.45m/h，平面尺寸3.7 m×1.6m。

另外，還配備了2臺攪拌器、2臺絮凝攪拌器、2臺中心傳動濃縮刮泥機、3臺污泥回流泵和3臺污泥排出泵。

4.2.3 臭氧反應池及臭氧發生間

臭氧催化氧化反應池設計流量0.07m3/s，氧化時間90min，平面尺寸為15.0m×10.0m。配備了4套高效的臭氧溶解裝置、6套二次混合裝置、1個反回流槽，材料316 L；呼吸機6套，304不銹鋼材料；5套專用的臭氧催化氧化工藝專用泵（皆為變頻，4用1冷備），流量為60m3/d；均相催化反應器2臺，功率為0.96kW。

臭氧發生間采用框架結構，設有1座，尺寸為14.5m×12.3m。配備臭氧發生器2臺，臭氧制備量5kg/h；板換水泵機組、空壓機、冷干機和制氧機各2臺。

4.2.4 污泥濃縮池及污泥脫水機房

污泥濃縮池為半地上鋼砼結構，設有1座，濃縮時間15.2h 設計尺寸φ9.0m。

配有外緣驅動的濃縮式刮泥機，直徑9.0m，外緣速度2m/min。

污泥脫水機房設計污泥量為800kgDS/d，配備污泥調理池2座對污泥進行改性調理，平面尺寸2.5m×2.5m，有效水深4m。

5 結語

本工程采用“粗、細格柵+旋流沉沙池+ AAO工藝+高密度沉淀+活性砂過濾+臭氧催化氧化反應池+接觸消毒”的處理工藝，可以使得出水水質滿足要求，且能夠實現全面改善水環境質量,使河水變清和保護水環境目標。