南豐縣生活污水處理廠提標(biāo)改造擴(kuò)建工程

胡 浩

(南昌水業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330038)

1 工程概況

南豐縣位于江西省東部，是著名桔鄉(xiāng)，在行政管理上隸屬江西省撫州市，東靠黎川、福建建寧，南接廣昌，西連宜黃、寧都，北鄰南城。距撫州市區(qū)104km，距南昌市205km。南豐縣居旴江中上游，G206國道縱貫縣境，是贛東入閩及“閩三角”地區(qū)通往江西省會(huì)南昌的交通要道。近幾年隨著城市化進(jìn)程的高速發(fā)展，南豐縣環(huán)境污染也隨之加重，全縣范圍內(nèi)只有一座規(guī)模為2.0萬m3/d的污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀污水處理廠實(shí)際污水進(jìn)水量已超過2.0萬m3/d；但該污水處理廠已經(jīng)滯后于城市發(fā)展的規(guī)模和速度，這直接影響了南豐縣的投資環(huán)境和人們的生活環(huán)境，因此擴(kuò)建污水廠工程已經(jīng)迫不及待。

南豐縣生活污水處理廠提標(biāo)改造擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)規(guī)模4.0萬m3/d，包括4.0萬m3/d的提標(biāo)工程和2.0萬m3/d的擴(kuò)建改造工程。擴(kuò)建工藝采用氧化溝工藝，污水提標(biāo)工藝采用高效沉淀+連續(xù)砂濾，同時(shí)尾水改為次氯酸鈉消毒技術(shù)，使污水處理廠的出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的A標(biāo)準(zhǔn)(現(xiàn)狀為一級B標(biāo)準(zhǔn))，尾水經(jīng)富溪河排入旴江河并設(shè)置尾水回用系統(tǒng)。污泥采用疊螺機(jī)+低溫干化脫水工藝，處理后污泥含水率低于60%，污泥外運(yùn)衛(wèi)生填埋，根據(jù)實(shí)際條件允許，污泥亦可土地制肥利用，此技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理。

2 水資源

南豐縣水域面積約14.48萬畝，占土地總面積的5.06%。縣境內(nèi)河流屬長江流域撫河水系，旴江(撫河上游)為主要河流，由南向北縱貫縣域中部，流經(jīng)南豐縣長度54km；另有滄浪水、九劇水等 旴江一級支流16條和樟坊水等旴江二級支流6條，22條旴江支流總長約497km，河網(wǎng)密度為0.26km/km2。

縣城地表水主要為旴江，根據(jù)南豐縣雙田水文站提供的水文資料，旴江歷年最大流量為4 100m3/s(2002年)；最小流量12.6m3/s(2004年)；最高水位92.28m(黃海高程，2002年),最枯水位84.82m(黃海高程，2004年)。其水質(zhì)在洪水期有懸浮物，但無毒性微量元素，經(jīng)過常規(guī)水處理后可達(dá)到國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

南豐縣城區(qū)地下水豐富,主要是潛水,主要接收河水的補(bǔ)給，地下水與河水位密切聯(lián)系，河水高，地下水位也高。洪水期，河水漫過河漫灘，枯水期，河水位高于地下水位。

全縣多年平均地下水天然資源為162.33萬m3/d，年產(chǎn)水量約6億m3，主要有松散巖類裂隙孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水及基巖裂隙水3類，一般水質(zhì)均符合國家規(guī)定飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 城市給排水現(xiàn)狀

3.1 給水現(xiàn)狀

南豐縣城現(xiàn)有城北水廠及城東水廠2座自來水廠。城北水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬m3/d；實(shí)際最高日供水量為2.4萬m3/d，平均日供水量為1.7萬m3/d；城東水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為5.0萬m3/d，正在建設(shè)中，其取水水源為盱江河水源，采用4口大口井取水，并引用潭湖水庫的水作為備用水源。由于城東水廠還未投入運(yùn)行，隨著縣城經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)有城北水廠遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城區(qū)用水量要求。在夏季用水高峰時(shí)常出現(xiàn)用水危機(jī)，且現(xiàn)有的管網(wǎng)設(shè)施也遠(yuǎn)遠(yuǎn)適應(yīng)不了用戶需求，主要表現(xiàn)為：供水水壓偏低，工業(yè)用水主要是分散式自備水源，企業(yè)基建和運(yùn)行費(fèi)用很大，制約企業(yè)的發(fā)展；管網(wǎng)系統(tǒng)性和可靠性差，普及率偏低，供水管網(wǎng)以枝狀為主、且供水管線長、管徑偏小；供水設(shè)施落后，用地緊張，無發(fā)展余地。

3.2 排水現(xiàn)狀

3.2.1 污水處理廠現(xiàn)狀

南豐縣城現(xiàn)有兩座污水處理廠，一座為工業(yè)污水處理廠，一座為生活污水處理廠。工業(yè)污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為1.0萬m3/d，生活污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬m3/d。南豐縣生活污水處理廠位于南豐縣富溪村荷葉洲村小組，采用粗格柵及污水提升泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、改良型氧化溝、二沉池、紫外消毒處理工藝，污泥脫水采用履帶式壓濾機(jī)脫水。 粗格柵及污水提升泵房土建按4.0萬m3/d設(shè)計(jì)，設(shè)備按照2.0萬m3/d配置，細(xì)格柵及旋流沉砂池、改良型氧化溝、二沉池、紫外消毒池土建及設(shè)備均按2.0萬m3/d設(shè)計(jì)。旱季平均流量為2萬m3/d，833.3m3/h，總變化系數(shù)1.49，最大時(shí)流量為1 242m3/h； 合流截污倍數(shù)n=1，合流設(shè)計(jì)流量為1 666.6m3/h。

3.2.2 現(xiàn)狀污水處理廠出水分析

目前，現(xiàn)狀污水處理廠及擬擴(kuò)建的二級處理工藝均采用改良型氧化溝工藝，設(shè)有厭氧、缺氧段，具有生物脫氮除磷功能，實(shí)際出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中一B類標(biāo)準(zhǔn)的要求，但不能穩(wěn)定滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中一A級標(biāo)準(zhǔn)的要求，如表1所示。

表1 污水處理廠2018年10月進(jìn)出水水質(zhì)與設(shè)計(jì)進(jìn)出出水匯總表

上述數(shù)據(jù)表明，城市污水經(jīng)過二級處理后，雖然大部分懸浮物和有機(jī)物被去除，但仍會(huì)有難以生物降解有機(jī)物、氮和磷的化合物、未能沉淀的固體顆粒、致病微生物以及無機(jī)鹽等污染物質(zhì)。且由于實(shí)際進(jìn)水與設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)相差較大，如實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到了設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，則實(shí)際出水水質(zhì)將難以達(dá)到一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了達(dá)到更高的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，必須進(jìn)行深度處理(即提標(biāo)處理或三級處理)，二級處理廢水中的殘余污染物經(jīng)過再處理，以去除難降解有機(jī)物、可溶性無機(jī)營養(yǎng)物(氮、磷)和懸浮物固體。

4 提標(biāo)改造處理工藝

污水處理廠處理工藝的選擇直接關(guān)系到出水水質(zhì)指標(biāo)能否滿足處理要求及其穩(wěn)定性，運(yùn)行管理是否方便可靠，以及建設(shè)成本、運(yùn)行成本、占地面積和能耗的多少。因此，合理選擇處理工藝是污水處理廠建設(shè)成功的關(guān)鍵。污水經(jīng)過二級處理后，通常污水中剩余的一些污染物質(zhì)還未達(dá)到出水一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，還需進(jìn)行深度處理。污水深度處理工藝是為了獲得比傳統(tǒng)二級處理更好的水質(zhì)而采取的處理工藝。深度處理工藝的選址應(yīng)根據(jù)二級污水處理工藝、進(jìn)水水質(zhì)、出水要求、氣象環(huán)境條件及技術(shù)管理水平、工程地質(zhì)等因素綜合考慮后確定。

4.1 處理工藝選擇原則

根據(jù)設(shè)計(jì)的進(jìn)出口水質(zhì)，選擇合適的處理工藝，以降低處理成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，保證安全可靠的出水。

污水處理廠二級處理出水作為深度處理水源再處理。根據(jù)出水水質(zhì)要求，處理工藝流程有不同的處理工藝。處理的對象和目標(biāo)如下。

(1)去除處理水中殘留的懸浮物，脫色脫臭，進(jìn)一步澄清水。

(2)進(jìn)一步降低TOC、BOD5、COD等指標(biāo)，進(jìn)一步穩(wěn)定水質(zhì)。

(3)脫氮除磷，消除可能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的因素。

(4)消毒和殺菌以去除水中有毒有害物質(zhì)。

4.2 推薦的工藝流程

根據(jù)污水處理廠進(jìn)出口水質(zhì)要求，本工程必須采用具有除磷、硝化、反硝化功能的二級生物處理工藝。一般情況下，污水處理廠的工藝流程包括一級處理段、二級生物處理段、深度處理段、污水消毒段和污泥處理段。

一級處理段包含粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵、沉砂池等。

二級生物處理段包括改良型氧化溝、二沉池，是生物處理工藝的主要構(gòu)筑物。二級生物處理段主要功能是降解BOD，并且完成除磷脫氮的生物過程，經(jīng)過二沉池的沉淀作用來去除大部分懸浮物。

深度處理段包括混凝沉淀過濾池，是保證污水出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的處置設(shè)施。

污水消毒段包括消毒接觸池。由于污水中含有大量細(xì)菌及病毒，消毒的目的是為了保證公共衛(wèi)生安全，防止傳染性疾病傳播，避免引發(fā)公共衛(wèi)生事件。

污泥處理段包括污泥泵房、污泥脫水機(jī)房。污泥處理的主要目的是為了減少污泥體積，以便后續(xù)處理。

4.3 污水處理廠工程方案設(shè)計(jì)

污水處理工藝流程，污水處理廠工藝流程圖1所示。

圖1 污水處理廠工藝流程圖

南豐縣生活污水處理廠將現(xiàn)有2.0萬m3/d處理規(guī)模擴(kuò)建為4.0萬m3/d，擴(kuò)建2.0萬m3/d，提標(biāo)改造工程規(guī)模為4.0萬m3/d，總變化系數(shù)1.42。擴(kuò)建工程最大時(shí)流量為1 183.3m3/h，提標(biāo)工程最大時(shí)流量為2 366.7m3/h，合流截污倍數(shù)n=1，則合流設(shè)計(jì)流量為3 333.3m3/h。

4.4 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本工程在二級處理時(shí)已采用改良型氧化溝工藝進(jìn)行生物脫氮處理。改良型卡魯塞爾氧化溝設(shè)置專門的反硝化脫氮區(qū)，在出水段與反硝化區(qū)之間設(shè)置一條內(nèi)部回流通道，在不顯著增加設(shè)備與土建投資，不額外增加動(dòng)力提升設(shè)備的情況下，很容易達(dá)到400%或更高的回流比和90%以上的總氮脫氧效果。

該工藝不僅充分利用了生物反硝化的工藝資源，而且有助于抑制絲狀菌等不利菌群的生長，增強(qiáng)生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及適用性。通過設(shè)置內(nèi)部回流通道，實(shí)現(xiàn)了去除其他營養(yǎng)物質(zhì)，簡化了工藝流程。在內(nèi)部回流通道設(shè)置控制閥門，可以控制混合液中的回流流量，以達(dá)到最佳的反硝化和脫氮效果。

本工程設(shè)計(jì)TN的去除率為57.1%、氨氮去除率為80%，故按照改良型卡魯塞爾氧化溝最理想的運(yùn)行效果，經(jīng)過二級生物處理后，可以保證TN、氨氮的達(dá)標(biāo)排放。BOD5/TN≥2.86才能進(jìn)行反硝化脫氮，本工程TN為35mg/l，BOD5/TN=3.4，常規(guī)的生物處理工藝基本能夠滿足要求，但要保證穩(wěn)定的出水水質(zhì)，在到水質(zhì)不穩(wěn)定、碳氮比較低時(shí)，需要添加碳源，以滿足脫氮對碳源的要求。故本工程采用二級強(qiáng)化處理，在改良型卡魯塞爾氧化溝的缺氧區(qū)預(yù)留碳源投加設(shè)備。

5 結(jié) 論

(1)項(xiàng)目建成后有利于城市建設(shè)和人民群眾的生活質(zhì)量的提高，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展的重要條件。完善南豐縣城的污水處理系統(tǒng)，提高全縣土地使用率，保障人民的身體建康，使環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)同步發(fā)展。

(2)建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模：擴(kuò)建現(xiàn)有城區(qū)生活污水處理廠，配套實(shí)施深度處理設(shè)施。擴(kuò)建規(guī)模為2.0萬m3/d，深度處理設(shè)施規(guī)模為4.0萬m3/d，工程新增征地面積32.5畝。