污水處理廠擴建工程的工藝選擇研究

摘要：污水處理廠是城市水系統的關鍵環節，其規模受社會生產、居民生活和經濟發展速度等因素影響。結合現狀污水處理廠的污水處理流程與效果、未來污水處理需求，設計擴建工程的污水處理工藝，并對主要環節采用的關鍵技術進行說明。研究成果可以為后續污水處理工藝的選擇提供借鑒。

關鍵詞：污水處理廠；擴建工程；工藝選擇；厭氧-缺氧-好氧（A2/O）；生物反應池

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）01-0-03

Study on Process Selection for Sewage Treatment Plant Expansion Project

Abstract： Sewage treatment plants are a critical component of urban water systems， and their scale is influenced by factors such as social production， residents’ livelihoods and economic development speed. Based on the current sewage treatment process and effectiveness of the sewage treatment plant， as well as future sewage treatment needs， the sewage treatment process for the expansion project has been designed， and the key technologies adopted in the main links have been explained. The research results can provide reference for the selection of subsequent sewage treatment processes.

Keywords： sewage treatment plant; expansion project; process selection; Anaerobic-Anoxic-Oxic （A2/O）; biological reaction tank

隨著社會經濟的發展和人民生活的改善，城市生活及生產產生的污水給污水處理廠帶來較大的壓力。同時，隨著科學技術的發展，污水處理工藝不斷革新。基于微生物處理技術的污水處理工藝優勢明顯，應用十分廣泛[1]。以泉州市東海污水處理廠為例，結合現狀污水處理工藝和后續處理需求，分析擴建工程采用的污水處理工藝和主要環節采用的關鍵技術，為后續污水處理工藝的選擇提供借鑒。

1 污水處理廠運行現狀

泉州市東海污水處理廠規劃規模為5萬m3/d，現狀規模為2.5萬m3/d，場地建設用地面積約為6萬m2，服務面積為30.8 km2，服務人口為30萬人。現狀污水處理工藝為改良型氧化溝工藝（生物處理），污泥處理工藝為污泥濃縮池+帶式壓濾機工藝，除臭工程采用加蓋除臭單元設計，其處理工藝為生物滴濾池法，出水執行《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅳ類水質標準，進出水水質如表1所示。主要水質評價指標有五日生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand after 5 days，BOD5）、化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，CODCr）、懸浮物（Suspended Substance，SS）、氨氮（NH3-N）、總氮（Total Nitrogen，TN）和總磷（Total Phosphorus，TP）。

東海污水處理廠現狀工藝流程如圖1所示。粗格柵及進水泵房為圓形沉井式施工泵房，內部分隔，形成進水粗格柵間和進水泵房，采用潛水排污泵；細格柵及旋流沉砂池有2座，每座內徑為3.65 m。生物池一座內設厭氧區、缺氧區和好氧區，厭氧區設置2臺潛水攪拌機，缺氧區和好氧區設置潛水推流器，共計7臺，好氧區設置底部曝氣頭。高效沉淀池設置1座，用于去除污水中較易沉積的SS、BOD5和TP，同時有效去除污水中的浮渣。反硝化深床濾池設置1座，分成4格，過濾介質為石英砂。反沖洗清水池、廢水池及泵房各有1座，以滿足單格濾池反沖洗及廢水排放的需要。

經統計，現狀污水處理廠進出水的各指標累計頻率如圖2所示。現狀污水處理廠出水水質較好，全面達到Ⅳ類地表水標準，所有指標達標率均為100%。目前，污水處理廠運行效果較為穩定，運行能耗合理，工藝構筑物基本滿足排放標準要求。該污水處理廠實際進水量基本滿負荷，為1.3～3.3萬m3/d，進水量超負荷運行天數約占全年的25%，而進廠污水量仍快速增長，說明污水增長速度已經嚴重超過設計負荷量。此外，隨著經濟的發展，城市居民對生活環境的要求越來越高，后續污水處理廠負荷量仍會增長。因此，開展污水處理廠擴建工程已經刻不容緩。

2 污水處理工藝

2.1 污水處理總體方案

擴建工程規模為2.5萬m3/d，選用的污水處理工藝流程如圖3所示。擴建后的污水處理方案核心為厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，A2/O）生物反應池。A2/O工藝方案技術先進，運行費用低，處理效果好，占地面積小，但設備控制要求較高。該方案有效容積大，耐污水沖擊負荷更好，動力效率更優，除臭設計簡單，適用于該污水處理廠。該污水處理工藝成型后，進入污水處理廠的污水首先經過粗格柵及進水泵房提升至預處理設施進行預處理，其次直接進入A2/O生物反應池，經生物處理后進入二沉池進行泥水分離，出水進入深度處理單元，最后進入消毒池進行消毒處理，尾水外排到海域。二沉池排出的污泥送至污泥泵房進行二次處理，泥水分離，分離的污水回流至A2/O生物反應池進一步處理，淤泥進一步濃縮脫水處理。該工藝的預處理設施包括細格柵及旋流沉砂池，用于去除水中的懸浮物、漂浮物和砂粒，以保證后續構筑物的正常運行。A2/O生物反應池由厭氧區、缺氧區及好氧區組成，污水經厭氧區流入缺氧區，再進入好氧區，好氧區與缺氧區間設置回流設施，強化TN的去除能力。

2.2 處理工藝關鍵技術分析

本工程中，污水處理工藝的關鍵技術包括A2/O生物反應池、深度處理工程以及污水除臭技術。污水與回流污泥進入厭氧池，聚磷菌利用溶解性的BOD5大量增殖，然后進入缺氧池。在缺氧池中，反硝化菌以污水中的BOD5為碳源，將好氧池內回流的硝酸鹽還原為N2釋放。好氧池中占優勢的菌種聚磷菌利用氧化BOD5提供的能量吸磷合成聚磷酸鹽，并隨污泥排走，從而將磷去除[2]。A2/O工藝是最簡單的同步脫氮除磷工藝，總水力停留時間少于同類工藝，在厭氧、缺氧與好氧的交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，不會產生污泥膨脹，有利于二沉池的泥水分離，污泥磷含量高。A2/O工藝一般采用鼓風曝氣，其充氧效率高于表曝，A2/O工藝脫氮效果受混合液內回流比的影響，一般認為，內回流比為300%～500%時，脫氮效率最佳[3]。

深度處理工藝設計的核心是實現TN、TP、NH3-N和SS的穩定達標，本工程采用二級生物處理+高效沉淀+反硝化濾池脫氮工藝。二沉池出水先進入提升泵房，滿足后續深度處理工藝單元的水頭要求。提升后，首先進入進水分配井，確保2組深度處理裝置實現進水的均勻分配。配水后進入高密度沉淀池，在反應區內投加聚合氯化鋁作為混凝劑，同時作為除磷劑，投加聚丙烯酰胺作為絮凝劑，強化絮凝，進行化學除磷和絮凝反應，出水進入澄清區，進行沉淀分離，使TP濃度達標，SS濃度一般為8～12 mg/L。

污水處理廠排放的臭氣濃度應滿足《惡臭污染物排放標準》（GB 14554—1993）的二級標準，具體指標要求如表2所示。其中，作為無量綱，臭氣濃度限值為20。在滿足該標準的前提下，污水處理廠采用充填塔式生物濾池除臭法，該法不但適用于各種濃度和規模的臭氣處理，而且占地小、投資省、運行成本低，日常運行操作簡單易行，除臭效果穩定[4]。

3 結論

污水處理廠擴建過程中，污水處理方案的選擇對于擴建質量、全生命周期成本投入以及后期運行質量等方面具有重要的影響。該污水處理廠擴建工程采用以A2/O生物反應池為核心的污水處理工藝，通過二級生物處理+高效沉淀+反硝化濾池工藝進行脫氮，TN、TP、NH3-N和SS實現穩定達標，為后續污水處理廠的工藝選擇提供參考。

參考文獻

1 賈洪柏，許 超，楊云成，等.填料-厭氧-好氧消化+復合酶工藝對城市污水處理及污泥減量的效能[J].凈水技術，2024（10）：99-105.

2 戴 雅，謝新敏.膜生物工藝優化及其在煤礦廢水零排放中的應用[J].能源與節能，2024（10）：135-137.

3 從天祥，竇賢龍，李 清，等.皖南山區農村污水運行狀況及水質分析：以池州市貴池區為例[J].廣州化工，2024（19）：133-135.

4 賀 達.城鎮污水處理工藝選擇研究：以湘潭市XX污水廠為例[J].價值工程，2024（27）：88-90.