地下式污水處理站在商務區污水處理及回用中的應用

文_劉陽 孫垂猛 劉玉田

1 水發規劃設計有限公司 2 濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司

某城市商務區商業服務設施用地約50m2，需配套建設污水處理設施，處理規模為6000m3/d，水質處理達到標準后回用，包括建筑衛生間沖廁用水、地下車庫沖洗用水、室外綠化、道路澆灑用水及河道景觀用水，要求工藝穩定可靠、環境質量標準高，污水處理設施對片區總體布局、景觀結構、環境影響降低到最低。

1 處理程度分析

根據現狀實測排水水質數據，確定進水水質及出水水質需滿足城市雜用水水質和觀賞性景觀用水（河道類）要求，剩余污泥采用低溫熱干化設備進行干化處理并將含水率將至65%以下外運至熱電廠摻混焚燒處理。污水處理程度詳見表1。

表1 處理程度分析表

2 建設形式的確定

由于污水處理站位置的特殊性，建設污水處理站首先要考慮臭氣污染和噪聲污染對商務區環境的影響，以及是否會降低附近土地的價值，同時考慮污水處理站與周邊環境的協調性和美觀性,消除對商務區景觀和環境的影響。考慮商務區土地資源的集約化利用，建設污水處理設施應考慮提高土地利用率。針對以上問題，通過比較地下式污水處理站和地上式污水處理站的優缺點，尋求一條既滿足工藝需要，又滿足土地利用、景觀、環境需求的污水處理途徑，詳見表2。

表2 污水處理站（站）形式優缺點比較

地下式污水站除了投資、運行費用高等缺點外，在占地面積、對環境影響、土地利用價值影響、使用壽命等方面具有良好優勢，考慮到地上式污水處理站（站）對商務區的商業、房地產業、服務業、景觀效果、土地利用價值的影響等，確定采用地下式污水處理站。

從比較中可以看出，采用地下結構形式投資雖然較高，但占地面積小，地面景觀效果好，噪音臭氣對周邊環境影響小，不會對周邊土地造成貶值影響。

按結構形式地下式污水處理站可分為單層加蓋、半地下雙層加蓋和全地下雙層加蓋式，具體特點比較見表3。考慮到商務區的土地價值及通風、除臭、消防、防洪排澇等問題，設計采用全地下雙層加蓋的結構形式建設地下式污水站。

表3 地下式結構形式特點對比表

3 處理工藝流程

污水處理主體工藝采用“AAO+MBR”工藝，污泥處理采用低溫熱干化工藝，流程圖詳見圖1。

圖1 污水處理工藝流程圖

4 處理工藝設計

污水處理站采用全地下雙層加蓋形式，各功能區合建于一座地下箱體內，總占地面積為0.48m2。根據來水及出水方向，預處理區位于箱體西側，生物處理及深度處理區位于箱體中側，接觸消毒池及消防水池位于箱體東側，出水計量及回用水池位于箱體北側，污泥脫水機房、加藥間、鼓風機房、變配電室、值班室、中控室位于箱體南側。箱體頂部為景觀綠化，與周邊整體景觀綠化協調統一，進入箱體地下坡道位于廠區西側，廠區北側設主出入口與市政道路連接。

4.1 粗、細格柵渠

主要包括進水井、粗格柵渠和細格柵渠。

粗格柵渠設置2條，是污水處理站內第一道處理工序，用于去除較大雜質，以保證污水提升泵房的正常運行，格柵渠道寬度600mm，格柵寬度300mm，柵條間隙20mm，格柵傾角α=75°，過柵流速0.7m/s。配套回轉式機械格柵除污機、螺旋輸送機等設備。

細格柵渠設置2條，進一步去除污水中的漂浮物及直徑大于5mm的雜物，保證后續處理構筑物的正常運行。格柵渠道寬度600mm，格柵寬度500mm，柵條間隙5mm，格柵傾角α=60°，過柵流速0.7m/s。配套回轉式機械格柵除污機、柵渣壓實機等設備。

4.2 調節池及提升泵房

調節池及提升泵房為地下式鋼筋混凝土矩形水池，作用是調節水量、提升污水，以便進行后續處理。設計有效容積V=1060m3，調節時間4.25h。配套可提升式不堵塞潛水污水泵及提升設備。

4.3 旋流沉砂池

旋流沉砂池作用是去除進水中比重大于2.65、粒徑大于0.2mm的砂粒，保證后續處理構筑物的正常運行，避免砂粒沉積在構筑物中，同時防止砂粒對設備的磨損，延長設備使用壽命。設計表面負荷90m3/(m2·h)，設計停留時間40s，旋流沉砂池直徑2.13m。配套旋流沉砂一體化設備、砂水分離器和羅茨鼓風機等設備。

4.4 膜格柵渠

膜格柵渠設置2條，膜格柵采用內流式非金屬孔板格柵，去除絲狀纖維等物質，防止其纏繞在膜絲上造成膜絲的損壞。膜格柵渠渠寬1.2m，膜格柵間隙為1mm，網板寬1600mm。配套內進流網板膜格柵、螺旋壓榨機和中壓沖洗水泵等設備。

4.5 AAO反應池

AAO反應池設置1座分2組，對稱布置，包括選擇區、厭氧區、缺氧區和好氧區三部分，具有生物降解、脫氮、除磷等功能，是污水處理站的核心構筑物。主要設計參數詳見表4，配套潛水攪拌器、回流水泵、曝氣器等設備。

表4 AAO反應池設計參數一覽表

4.6 MBR膜池及設備間

浸沒式膜塊放在單獨的膜池中，膜塊浸沒在混合液中，在滲透（出水）泵產生的負壓條件下，水穿過膜而完成過濾處理。膜池取代了二沉池懸浮物與液體分離和過濾深度處理的功能。設計MBR膜組件數量20個, 平均流量下膜通量0.5m3/m2·h，膜池回流比400%。配套膜組件、自吸式離心泵、CIP清洗泵、剩余污泥泵等設備。

4.7 接觸消毒池

在接觸消毒池中投加次氯酸鈉消毒，設計停留時間30min。

4.8 出水計量渠

為了對污水處理站出水進行計量，設置了出水計量渠，配套巴氏計量槽。

4.9 消防水池及消防泵房

設置消防水池1座，提供消防水源，配套室內消火栓給水泵、室內消火栓穩壓設備等設備。

4.10 回用水池及泵房

存儲中水并輸送至再生水利用管網，泵房位于AAO生化池上部檢修層內。配套回用水泵等設備。

4.11 污泥脫水機房及加藥間

污泥進入污泥干化車間，經脫水機脫水至80%后采用污泥低溫熱干化系統將污泥含水率降至65%，外運進行最終處置，設計剩余污泥量700kgDS/d，剩余含水率99.2%，濕污泥量87.5m3/d。配套疊螺式脫水機、低溫污泥烘干機等設備。

4.12 鼓風機房

鼓風機房為生物反應池、膜池提供氧氣，保證生物處理系統正常運行。為方便鼓風機的安裝和維修，在鼓風機房內安裝1套電動葫蘆。空壓系統放置于鼓風機房內。配套用于AAO反應池的空氣懸浮鼓風機和用于MBR膜池空氣懸浮鼓風機等設備。

4.13 排澇水池

排澇水池作用是排除排進入地下箱體的雨洪水，配套排澇水泵等設備。

4.14 除臭系統

采用生物除臭濾池，設備放置于調節池檢修層，利用生物方法為廠區主要產生臭味的構建筑物除臭。配套生物除臭濾池設備。

4.15 值班室、中控室及變配電室等建筑

中控室、值班室、變配電室、消防控制室、衛生間、出水監測間及樓梯間等建筑合建于地下箱體內，占地面積368m2。

5 能耗及經濟分析

5.1 能耗分析

全廠裝機功率637.6kW，計算有功功率318.2kW，計算視在功率340.1kVA。年耗電量123.88萬kWh，年用水量306.6m3，年耗柴油量為1.5t，年綜合能耗為154.48tce。

5.2 經濟分析

項目總投資月8650萬元，第一部分工程費7300萬元，單位經營成本2.46元／m3水，單位處理總成本3.99元／m3水。

6 結語

商務區生活污水處理規模6000m3/d，采用全地下雙層加蓋污水處理站。

主體工藝采用“AAO+MBR”工藝，污泥處理采用低溫熱干化工藝，處理后建筑衛生間沖廁用水、地下車庫沖洗用水、室外綠化、道路澆灑用水及河道景觀用水，含水率將至65%以下外運至熱電廠摻混焚燒處理。