無錫市錫山區污水處理廠分廠提標改造方案研究

吳曉波，雷文江，楊 光，譚云鵬

（華昕設計集團有限公司，江蘇 無錫 214072）

1 污水廠運行現狀

1.1 現狀污水處理廠概況

無錫市錫山區污水處理廠現處理規模6.0×104m3/d，污水處理采用厭氧水解池+A2O/A-MBR+臭氧接觸消毒工藝，污泥處理采用重力濃縮工藝結合離心脫水工藝[1-3]，第4 期出水水質按照2002 版排放標準中一級A 標準執行。4 期建設至今，污泥量增加了約50%，遠超排放標準。

1.2 現狀進水水質

第4 期建成至今，90%覆蓋率的實際進水水質與4 期設計進水水質對比如表1 所示。

表1 4 期90%涵蓋率實際進水水質與原設計進水水質對比 單位：mg/L

由表1 可知，BOD（5有機物）和SS（懸浮物）值遠超設計值，TP（總磷）值過高，原因在于廠區污泥濃縮池池容較小，部分污泥由溢流管回流至進水泵房。

2 提標改造方案

2.1 提標改造設計要求

根據無錫市錫東新城污水十三五專項規劃對各類規劃用地污水量指標的分析取值，錫山區污水處理廠擬建分廠規模6.0×104m3/d，服務范圍21.8 km2，其中工業廢水約3.3×104m3/d，約占總進水量的55%。本期工程在分廠處理能力的基礎上進行，不擴容僅進行提標改造，分廠擴建工程提標改造將SS（懸浮物）、TP（總磷）、NH3-N（氨氮）、TN（總氮）作為本次設計重點控制項目。

2.2 提標改造設計水質

隨著2018 版地標排放限值的規定發布，對錫山區污水處理廠出水水質提出了更高的要求，同時也為本期改造設計進水水質提供了依據。本提標改造工程出水水質中的主要污染物指標需滿足準Ⅳ類水排放限值標準，設計進、出水水質與污染物去除率如表2所示。表中括號外數值為水溫大于12 ℃時的控制指標，括號內數值為水溫不大于12 ℃時的控制指標。

表2 設計進、出水水質及污染物去除率

2.3 提標改造工藝

2.3.1 預處理工藝方案

（1）應急池及緩沖池：當污水廠進水受到沖擊時，應急池及緩沖池可以有效緩解進水水質對后續生物處理單元的沖擊。

（2）中格柵及淺層氣浮池：實現油粒的分離，減輕后續工藝單體如生物處理和膜處理單元的負荷，同時減少顆粒對處理單體的危害，對SS 及TP 也有一定的去除效果。

2.3.2 深度處理工藝方案

（1）臭氧催化氧化池：由于部分溶解性有機物難以通過氧化降解，通過臭氧催化可以增加COD（化學需氧量）的可降解性，不僅能控制總量，同時可去除色度。

（2）硝化濾池及濾布濾池：硝化濾池用于去除SS、COD、BOD（生化需氧量），集生物氧化和截留懸浮固體于一體。

（3）反硝化濾池：為了保證不同季節環境下出水水質符合標準，可以選擇性地采用反硝化功能以充分與懸浮物接觸凝聚。在冬季隨著溫度的降低，反硝化會愈加不徹底，若只用物理方法難以達到TN 的排放標準，因此需要通過外加碳源達到標準。

2.3.3 工藝流程

根據前文工藝論述，本次無錫市錫山區污水處理廠分廠提標改造工程工藝流程如圖1 所示，經過單體處理后通過生態濕地進一步凈化后排放。

圖1 無錫市錫山區污水處理廠分廠提標改造工藝流程圖

3 工藝設計

3.1 應急池及緩沖池

在廠區東側再生水處理用地新建應急池及緩沖池1 座，采用全地下式鋼筋混凝土結構，設計規模為6.0×104m3/d，設計流量為2 500 m3/h。應急池尺寸為37.7 m×28.0 m，水力停留時間為3.1 h；緩沖池尺寸為28.0 m×22.0 m，水力停留時間為1.39 h。

3.2 中格柵及淺層氣浮池

在廠區東北側臨近細格柵及曝氣沉砂池新建中格柵及淺層氣浮池，主要設備有3 臺內進流網板細格柵，孔徑5 mm，單套過水流速為0.8 m/s，配有沖洗高壓水泵、高排水型螺旋壓榨機、穩壓罐裝置。淺層氣浮池配4 套直徑14 m 主機，配套5 臺回流水泵（Q=160 m3/h，H=60 m，N=45 kW）、2 臺浮渣輸送泵（Q=60 m3/h，P≤0.3 MPa，N=15 kW）、2 臺變頻攪拌機（Q=60 m3/h，25 r/min，N=5.5 kW）、2 臺液體混凝劑加藥泵（Q=2.5 m3/h，H=20 m，N=1.1 kW）；1 座PAM 自動溶藥裝置（Q=5 m3/h，N=3.6 kW）為4 臺氣浮共用，接受PLC（可編程邏輯控制器）遠程控制。

3.3 一體化MBR（膜生物反應器）池

原設計12 列膜池廊道，每列設有8 個膜箱的位置，每列預留1～2 個膜箱，共78 個膜箱。現根據目前設計進出水水質將膜箱調整為96 個膜箱，即新增18個膜箱。膜池所需空氣量為700 m3/min，主要設備包括2 臺剩余污泥泵（Q=150 m3/h，H=20 m，N=7.5 kW）。

3.4 中間提升泵房

根據提標改造的整體工藝路線，一體化MBR 出水需經過二次提升進入下一構筑物，需新建1 座中間提升泵房，平面尺寸12 m×10 m，設計流量為2 500 m3/h。主要設備包括3 臺（2 用1 備）變頻潛水排污泵（Q=1 700 m3/h，H=7 m，N=75 kW）。

3.5 臭氧催化氧化池及釋放池

新建臭氧催化氧化池及釋放池1 座，平面尺寸為39.9 m×37.6 m；主要設備包括4 套臭氧尾氣分解設備（Q=420 m3/h，N=1.5 kW）、2 臺余氯取樣泵（Q=0.026 m3/h，H=40 m，N=1.5 kW）。

3.6 硝化濾池及濾布濾池

硝化濾池平面尺寸為31.7 m×21.8 m，濾布濾池平面尺寸為15.6 m×11.8 m，均為地上單層框架結構及半地下水池。主要設備包括1 臺潛污泵（Q=7 m3/h，H=7 m，N=1.1 kW）、2 臺空壓機（Q=1 m3/h，P=0.8 MPa，H=7.5 m，N=7.5 kW）、3 臺潛水排污泵（Q=1 700 m3/h，H=7.0 m，N=75 kW）、3 臺反洗泵（Q=50 m3/h，H=7.0 m，N=1.0 kW）。

3.7 反硝化濾池

新建1 座反硝化濾池以進一步去除出水中的硝態氮，平面尺寸為41.8 m×19.3 m，分為4 格，單格過濾面積為60 m2，平均濾速為5.2 m/h，濾池損失約為2～2.5 m。配有1 套反沖洗系統，采用氣水反沖洗模式進行反沖洗，反沖洗強度為氣洗92 m/h、水洗15 m/h，濾池濾料采用石英砂，厚度為1.83 m。主要設備包括1 臺槳葉式進水攪拌器（N=3.0 kW）、1 臺潛污泵（Q=7 m3/h，H=7.0 m，N=1.1 kW）、1 套一體化藥劑投加設備、1 臺5.0 m3儲罐與2 臺加藥泵（Q=300 L/h，H=20 m，N=0.55 kW）。

3.8 反洗機房及配電間

新建反洗機房及配電間1 座，平面尺寸為31.0 m×11.0 m；配套設備有3 臺螺桿鼓風機（Q=50.0 m3/min，H=6.5 m，N=90 kW）用于臭氧池反沖，3 臺螺桿鼓風機（Q=25.0 m3/min，H=8 m，N=90 kW）用于反硝化濾池反沖。

3.9 臭氧輔助車間

新建臭氧輔助車間，平面尺寸為34.2 m×8.5 m；主要設備包括4 臺257 kW 的臭氧發生器、4 臺循環水泵（Q=35.0 m3/min，H=30.0 m，N=7.5 kW）。

3.10 液氧站

新建液氧站1 座，為臭氧發生器提供氧源。平面尺寸為8.4 m×5.0 m。設備包括1 臺25 kW 的充裝電源箱與1 臺50 m3的液氧儲罐。

3.11 濃縮池

新建濃縮池1 座，直徑為18 m，配有1 套中心傳動濃縮機與1 套框式攪拌機。

3.12 開泥池

新建開泥池1 座，作為培菌池使用，補充生化池微生物。平面尺寸為10.3 m×6.8 m；主要設備包括1套立式攪拌機、2 臺潛水排污泵（Q=200 m3/h，H=12 m，N=11 kW）。

3.13 污泥脫水機房

改造現有污泥脫水機房，新增設備包括3 臺帶式壓濾脫水機、3 臺污泥泵（Q=15.0～60 m3/h，N=5.5 kW）、3 臺沖洗泵（Q=22 m3/h，H=66 m，N=7.5 kW）、3 臺空壓機，并配有一體化溶解加藥裝置、加藥泵與動態混合器。

3.14 鼓風機房

原分廠設計安裝8 臺鼓風機，現因進水負荷變化，需增加曝氣量，生物池曝氣需新增2 臺離心風機（Q=7 800 m3/h，H=75 kPa，N=220 kW）；膜池擦洗曝氣需新增1 臺離心風機（Q=9 900 m3/h，H=42 kPa，N=230 kW）。

4 運行效果

本次提標改造于2019 年9 月建成運行，年度平均進水、出水水質如表3 所示，平均水質滿足一級A標準。

表3 近3 年進出水水質 單位：mg/L

5 結語

本項目自2019 年9 月30 日建成以來，不僅對改善該地區環境質量具有積極作用，更為該地區水污染治理和水環境綜合整治工程起到了示范作用。在保障城市供水、改善居民生活質量的基礎上，為日后的類似項目改造提供了參考。