高排放標準下多點進水AAO+反硝化砂濾池工程應用

摘 要：【目的】通過分析某污水處理廠提標擴建工程難點，提出三期提標擴建工藝路線，并對主要設計參數、試運行情況進行分析，以期為同類提標擴建工程提供借鑒和參考。【方法】通過摸排分析該廠運行難點及現況處理設施情況，分析該廠技術難點，確定采用多點進水AAO+反硝化連續砂濾池+紫外線消毒法，實現該廠三期工程的達標處理。【結果】經污水處理廠處理后水質能夠滿足《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中V類排放標準，其中出水總氮TN為12 mg/L。【結論】本工程采用“多點進水AAO+反硝化砂濾池”工藝，并對老化銹蝕設備進行更換。提標擴建后的處理工藝運行穩定，滿足出水水質要求。

關鍵詞：脫氮除磷；多點進水AAO；活性砂濾池；高排放標準

中圖分類號：X703 " " 文獻標志碼：A " "文章編號：1003-5168（2025）06-0083-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.06.015

Project Case of Multi-point Influent AAO+Denitrifying Sand Filter

Process under High Emission Standard

PENG Wei LIU Xuefeng

（BDG Water Design amp; Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100068， China）

Abstract： [Purposes] Through the analysis of the difficulties in the upgrading and expansion project of a sewage treatment plant， the three-stage upgrading and expansion process route is proposed， and the main design parameters and trial operation are analyzed to provide reference for similar upgrading and expansion projects. [Methods] By investigating and this paper analyzes the operational difficulties and current treatment facilities of the factory， analyzing the technical difficulties of the factory，and it is determined to adopt multi-point influent AAO+denitrification continuous sand filter+ultraviolet disinfection method to achieve the standard treatment of the third phase project of the factory. [Findings] After treatment by the sewage treatment plant， the water quality can meet Class V requirements in the Environmental Quality Standards for Surface Water （GB 3838—2002）， with a total nitrogen TN of 12 mg/L in the effluent. [Conclusions] This project adopts the process of \"multi-point influent AAO+denitrifying sand filter\" and replaces the aging and corroded equipment. The upgraded and expanded treatment process operates stably and meets the requirements for effluent quality.

Keywords： nitrogen and phosphorus removal; multi-point influent AAO; active sand filter; high emission standard

0 引言

某污水處理廠一期處理規模1.0萬m3/d，二期處理規模2.0萬m3/d，分別于2009年和2011年投入運行。一、二期工程均采用“A/A/O微曝氧化溝+紫外消毒”工藝，處理后的出水水質標準達到《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二時段一級標準及《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級B標準中的較嚴值。2019年經過提標，尾水采用活性砂濾池處理，出水水質標準達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中一級排放A標準及《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二時段一級標準中較嚴值。根據該區域發展需要及出水水質要求的提高，該污水處理廠需擴建三期工程，處理規模為2.0萬m3/d。

本研究通過對提標擴建工程難點進行分析，立足原有工藝單元的現狀，本著充分利舊、最大挖潛的原則，提出三期提標擴建工藝路線“多點進水AAO+反硝化連續砂濾池”，并對主要設計參數、試運行情況進行分析，以期為同類提標擴建工程提供借鑒和參考。

1 工程概況

該污水處理廠現有一期及二期總處理規模為3.0萬 m3/d，已無法滿足遠期處理水量要求。根據來水水量預測，需擴建三期工程，處理規模為2.0萬 m3/d，主體工藝采用“多點進水AAO+反硝化連續砂濾池”工藝，出水執行《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中V類排放標準，其中出水總氮TN按12 mg/L執行。出廠污泥含水率≤80%，污泥產量約為2.56 t/d（干重），脫水后污泥外運統一處理。進入該污水處理廠的污水主要為城市生活污水、部分已經處理達標的工業污水和少量滲濾液廢水，三者水量比例約為13∶10∶1。

2 設計進出水水質

該污水處理廠提標擴建工程是該市截污工程的終端處理設施，污水處理廠一期及二期實際進水水質遠低于原設計進水水質。參考廣東省部分污水處理廠進水水質標準，綜合考慮本工程設計進水水質見表1。

3 提標擴建工程技術路線

3.1 難點分析

3.1.1 提標擴建前運行情況分析。該污水處理廠一期及二期處理完整工藝為“預處理+A/A/O微曝氧化溝+活性砂濾池+紫外消毒”，其中預處理單元為一、二、三期共用。在該市推進黑臭水體整治工程前，雨、污水管錯接、混接、漏接情況嚴重，排至該污水處理廠的污水，實際水質及水量遠低于原設計進水水質標準。進入水廠的污水僅經過簡單處理后即可達標排放。但在該市實施控源截污工程、管線清檢修、完善管網工作后，進入該廠的進水水質與水量都有大幅度提高，同時出水執行《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中V類排放標準，其中出水TN按12 mg/L執行，導致該提標擴建工程污染物去除率要求較高。

3.1.2 提標擴建前難點分析。①黑臭水體整治工程后，現有工藝難以穩定達標。現有工藝雖可滿足原出水水質要求，但隨著該市黑臭水體工程整治的進行，排水管網逐步完善，污水量、污水濃度將有大幅度提高，導致進水五日溶解氧BOD5、化學需氧量CODcr、懸浮物SS、氨氮NH3-N、TN及總磷TP等指標將遠高于原實際進水水質。②出水水質標準大幅度提高，去除率要求提高。為改善地表水體環境功能，污水處理廠的出水水質標準不斷提高，本工程出水水質標準執行《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中V類排放標準，其中出水TN按12 mg/L執行。主要污染物的去除率都有了更高的要求。③設備設施老化嚴重。該污水處理廠預處理部分設備嚴重老化，在低水量低負荷條件下勉強可以達到去除標準，但當該廠滿負荷運行時，難以保證出水標準。④除臭未運行。該廠一期及二期工程雖設置除臭設施，但實際未運行。⑤用地緊張，無法新增占地。

3.2 提標擴建工程思路

本工程的技術難點在于提高對TN、TP、SS的去除能力，同時解決廠區用地緊張及出水提標的矛盾。污水水質各項控制指標重要性見表2。

本工程要求TP濃度小于0.5 mg/L，根據一期及二期工程2015—2017年實測數據發現，該廠TP出水不穩定，2017年TP出水濃度略低于0.5 mg/L，為0.46 mg/L。因此，TP為本次提標擴建工程重點處理指標，同理于SS及大腸桿菌。雖TN能滿足提標后水質要求，但考慮到管網完善后，進水TN不可避免將升高，結合分析提標前生物段設計參數，要滿足提標出水TN濃度低于12 mg/L的要求存在一定的難度，故TN為本次提標改造的重點處理指標。

從處理目標分析，本工程必須采用具有生物脫氮除磷功能的污水處理工藝，同時強化系統TN和TP的去除能力，才能夠大幅度削減CODcr、BOD5、SS及TN、NH3-N、TP等污染物濃度以達到出水指標的要求［4］。

3.3 提標擴建工程工藝流程

本工程污水處理廠進水水質BOD5/CODcr=0.6，屬于易生物降解范疇。BOD5/TP=37.5，可通過生物方法除磷。但雨季時進水BOD5僅為80 mg/L左右，容易出現碳源不足。根據以上分析，本工程污水處理廠在正常設計工況時，可以采用生物法對污水進行脫氮除磷處理。在實際工程中部分污染物，例如CODcr等的超標可能是由SS引起，且考慮到本項目排放標準高，應在生物處理基礎上增加深度處理措施以保證污水穩定達標排放。綜上，本次重點處理指標為SS、TP、TN、大腸桿菌。因此，本次提標擴建工程選用“多點進水AAO+反硝化連續砂濾池+紫外線消毒法”對污染物進行進一步去除。工藝流程如圖1所示。

3.4 工藝設計參數

本工程設計參數如圖2所示。

3.4.1 粗格柵及提升泵房。粗格柵間土建已按5萬m3/d規模建成，本工程僅增加1臺機械粗格柵，與一二期形成2用1備。同時一二三期粗格柵增加鋼化玻璃隔斷，更換一二期粗格柵密閉罩，新增三期粗格柵密閉罩。提升泵房土建已按5萬m3/d規模建成，本工程新增3臺720 m3/h潛污泵，揚程13 m，現場安裝2臺，庫備1臺。本工程新增潛污泵為變頻泵，以適應污水量的變化。

3.4.2 細格柵及旋流沉砂池。細格柵間土建已按5萬m3/d規模建成，本工程將1臺平板格柵更換為轉鼓格柵，柵條間隙5 mm。同時一二三期細格柵增加鋼化玻璃隔斷，更換一二期細格柵密閉罩，新增三期細格柵密閉罩。旋流沉砂池已按5萬m3/d規模建成，本工程拆除現況一期旋流沉砂器進行更換，并對兩個旋流沉砂池更換密閉罩。

3.4.3 多點進水AAO生物池。①多點進水設計。生物池為新建單體，設計規模為2.0萬 m3/d。生物池采用多點進水AAO處理工藝。其進水井分別通過兩個600 mm×600 mm手電動閘門向生物池預缺氧區和缺氧區配水；通過B×H×L=1 000 mm×2 000 mm×14 500 mm進水渠道內的600 mm×600 mm手電動閘門向生物池厭氧區配水。生物池內分為8條廊道，按水流方向依次設置預缺氧區、厭氧區、缺氧區、好氧區、消氧區，各區之間設隔墻，以保持各區內相對穩定的生化反應環境及穩定的水流推流狀態，避免發生短流現象。生物池主要工藝設計參數見表3。②各區主要工藝設計參數。生物池總長82 m，寬度24.8 m，其中預缺氧區和第一厭氧區池體廊道寬度為5.1 m，第二厭氧區和缺氧區池體廊道寬度為6.8 m，好氧區池體廊道寬度為8 m。設計水深7.2 m。③內回流設計。為保證脫氮效果，在生物池消氧區內設置兩臺內回流泵，內回流比為100%～300%。內回流混合液通過兩根DN700管道回流至缺氧區的首端。

在進水井及缺氧區前段設置多點碳源投加，以應對雨季碳源不足的情況，保證生物脫氮效果。在

預缺氧區、厭氧區及缺氧區設置潛水攪拌器以防止污泥沉積；在好氧區布置橡膠膜微孔曝氣器以提供微生物生存繁殖所需的氧氣。生物池處理后的污水通過出水堰進入出水井，生物池出水堰長度為8 m，位于消氧區末端，出水通過出水堰后收集，進入生物池的出水井。生物池設尺寸為8 m×1.5 m的出水井，通過一根DN900生物池出水管，接入沉淀池。由于出水水質中對TP有較高要求，本工程中采用生物除磷，并輔以化學除磷，通過投加PAC去除TP，投加點位于出水井［5］。

3.4.4 二沉池及回流污泥泵房。二沉池為新建單體，設計規模為2.0萬 m3/d。回流污泥由排泥管道重力排入污泥回流泵房，經回流污泥泵提升后至生物池預缺氧區；剩余污泥經剩余污泥泵提升后至現況污泥儲池。

污泥泵房內設置2臺污泥回流泵，1用1備，流量834 m3/h，揚程為7.0 m；2臺剩余污泥泵，1用1備，流量45 m3/h，揚程為12.0 m。回流及剩余污泥泵均采用潛水泵。

3.4.5 反硝化連續砂濾池。活性砂濾池為新建單體，設計規模為2.0萬m3/d。設1座，分4格，采用單排布置，由進水泵房、進水渠、濾池、出水渠及濾池設備間組成。進水泵房位于中間，進水泵房上層為濾池設備間，東西兩側分別布置2格濾池。濾池進水系統設在濾池南側，出水系統設在濾池北側。中間提升泵房與活性砂濾池合建。沉淀池出水經管道送至活性砂濾池提升泵房，經3臺潛水軸流泵提升后進入砂濾進水渠，軸流泵2用1備，DN300出水管末端設拍門。進水泵房平面尺寸L×B×H=8.0 m×9.09 m×7.7 m，有效水深3.5 m。

濾池單格面積36.58 m2，單格長度7.39 m，單格寬度4.95 m，濾池深6.30 m。

3.4.6 紫外消毒渠。紫外消毒渠為新建單體，設計規模為2.0萬m3/d，設1座。污水經活性砂濾池后進入紫外消毒渠進行消毒處理，達到設計出水水質標準后進入出水井，排放至水體。

紫外消毒渠整體平面凈尺寸為長11.00 m，寬3.30 m。進水井和出水井凈尺寸均為L×B×H=1.5 m×3.3 m×4.3 m。

3.4.7 出水池。新建出水池內安裝1臺自用水泵，流量60.9 m3/h，揚程31 m，用于廠區回用水，含細格柵沖洗、乙酸鈉加藥裝置沖洗等。

3.4.8 鼓風機房。鼓風機房為新建單體，土建及設備規模按2.0萬 m3/d，鼓風機房與變配電室合建，設計鼓風機房凈尺寸L×W×H=9.35 m×8.2 m×5.0 m。鼓風機采用離心鼓風機，單臺風機的風量90 m3/min、風壓9.0 m，安裝2臺，1用1備。

3.4.9 脫水機房。剩余污泥采用污泥濃縮脫水一體機，脫水后污泥含水率≤80%，脫水后污泥外運統一處理。脫水機房為現況建筑，本工程對一期脫水機及其配套設備及檢修平臺等予以拆除，更換新的濃縮脫水一體機。本工程干泥量2.56 t/d，濕污泥量320 m3/d。增加污泥處理設備1套，包括濃縮脫水一體機、沖洗泵、空壓機等。增加污泥進料泵1臺，與一二期共用進泥出泥管道。

本工程需拆除現況一期二期化學除磷加藥裝置，進行升級。增加加藥螺桿泵1臺，與一二期加藥泵形成2用1備。設化學除磷投加泵5臺，3用2備。

3.4.10 加藥裝置。本工程采用乙酸鈉作為外加碳源，以加強系統的脫氮效果。乙酸鈉由泵送至生物池缺氧區，根據運行需要選擇投加。乙酸鈉加藥裝置建于三期生物池北側，現況污泥脫水機房南側。占地長5.5 m，寬3.2 m。

尾水通過紫外消毒后排放至自然水體，考慮將來部分尾水可以回用于綠地補水、生產用水及生活設施中水，設計增加次氯酸鈉消毒裝置，根據運行需要選擇投加。次氯酸鈉加藥裝置建于一二期活性砂濾池東側，三期紫外線消毒池西側。占地長5.5 m，寬3.8 m。

3.4.11 除臭設計。為便于臭氣的收集，提升預處理區域的景觀效果，將一二三期粗格柵和細格柵，增加鋼化玻璃隔斷。更換一二期粗、細格柵及旋流沉砂池密閉罩，新增三期粗格柵密閉罩。三期工程對生物池采用生態除臭系統。在設計時通過增加池頂的混凝土梁，滿足生態花箱嵌入的條件。對一二期生物池池頂進行改造，增加混凝土梁，用以懸掛植物花箱，利用生態除臭的同時滿足該污水處理廠景觀提升的要求。

4 處理效果

提標擴建工程于2021年3月竣工通水，4月至9月為試運行階段。試運行期間，通過合理調控運行參數，出水污染物濃度滿足本工程出水標準，水質穩定達標（見表4、表5）。

5 結論

①本研究以某污水處理廠提標擴建工程為例，采用“多點進水AAO+反硝化連續砂濾池”工藝，出水水質執行《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中V類排放標準，其中出水TN按12 mg/L執行。

②確定工藝路線前，應對實際進出水水質情況、上游來水管線、現況處理構筑物的運行情況、工藝參數及設備運行工況等進行全面評估與分析，統籌考慮確定工藝路線，并應充分挖掘現有設備設施的最大潛力。

③本工程采用多點進水AAO工藝，對于水量水質波動范圍較大的污水，具有較強的抗沖擊性能。通過閘門開度的調節，針對不同用來水采取不同處理工藝，增強工藝的適應能力，使運行調控更加靈活。

④對于出水要求較高、占地面積有限的改擴建工程，在一定程度上通過加大生物池池深的方式以保證生物池具有足夠的停留時間是可行的。

參考文獻：

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