井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程工藝設計

洪慶松

摘 要：井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程采用A/A/O生物脫氮除磷處理工藝，建設規模1.5萬m3/d，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級排放標準的B標準。本文介紹了該工程的工藝流程、進出水水質指標、主要構筑物的設計參數、主要構筑物的儀表設置以及工藝特點，可為相似工程提供了參考經驗。

關鍵詞：污水處理廠；生物脫氮除磷；二沉池；設計

1 工程概況

項目位于井岡山風景名勝區，井岡山風景名勝區是中國革命的搖籃，是國家重點風景名勝區，光輝的革命歷史與壯麗的山河交相輝映，構成井岡山得天獨厚的紅綠旅游文化。近年來，井岡山旅游持續開發，接待旅游人數不斷增長，現有井岡山劉家坪污水處理廠規模已無法滿足污水量增長的需要，為了保護井岡山風景名勝區的自然環境，使井岡山旅游保持可持續發展，必須對現有污水處理廠進行擴建。

井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程采用異地擴建方式，廠址位于劉家坪養豬場附近，用地面積2.17ha，擴建規模為1.5萬m3/d，服務范圍包括：茨坪、劉家坪、土嶺、梨坪、大井、小井。污水處理工藝采用A/A/O生物脫氮除磷處理工藝，曝氣方式采用鼓風曝氣，出水消毒方式采用紫外線消毒，處理后尾水排入小溪，最終流入黃坳河，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級排放標準的B標準。污泥處理采用帶式濃縮脫水一體機，污水廠污泥脫水后的污泥統一外運，由園林部門進行最終處置。

2 進出水水質及工藝流程

2.1 進出水水質

現有污水處理廠進水水質檢測指標為：CODcr=120mg/L，BOD5=50mg/L，SS=280mg/L，NH3-N=10mg/L，TP=4mg/L。由于服務范圍為山區地形，污水收集系統較為復雜，地下水滲漏量較大，上述水質指標基本反映了井岡山生活污水的水質情況，可以作為確定擴建工程進水水質的參考依據。

考慮到收集管網進一步完善后，污水處理廠進水指標將有所提高，因此可以參考江西省相似地區污水處理廠的進水水質確定。江西省相似地區污水處理廠的進水水質為：CODcr≤220mg/L，BOD5≤120mg/L，SS≤200mg/L，NH4-N≤25mg/L，TN≤35mg/L，TP≤3mg/L。

本污水處理廠尾水排至附近小溪，此小溪由井岡沖水庫流至黃坳河，水體未規劃使用功能，本水體非水源取水區，可按三類水體考慮。

根據尾水排放水體為三類水體，依據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中確定處理程度為一級標準中的B標準，同時預留今后將處理程度提高到一級標準中的A標準的處理構筑物。最終確定本污水處理廠進、出水水質指標見表1。

2.2 工藝流程

井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建工程采用A/A/O生物脫氮除磷處理工藝，尾水輔以化學除磷，污泥采用污泥濃縮脫水一體機處理，工藝流程圖如圖1：

3 主要構筑物及設計參數

3.1 細格柵及沉砂池

污水通過管道收集，重力自流至污水處理廠進行處理。細格柵用于截除污水中較小漂浮物，沉砂池用于去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無機砂粒與有機物分離開來，便于后續生化處理。

細格柵和沉砂池合建，分為2格。細格柵選用2臺循環式齒耙清污機，單臺設備：B=0.8m，b=5mm，α=60°，N=1.5kW。沉砂池選用2臺旋流沉砂器，單臺設備功率1.5kW。

同時配備無軸螺旋輸送機1套，槽寬260mm，N=1.5kW。螺旋輸送壓榨機1套，槽寬200mm，N=1.5kW。砂水分離器1臺，？準220，N=0.37kW。

氣提用鼓風機2臺（1用1備），單臺設備：風壓39.2kPa，風量2m3/min，功率2.2kW。

3.2 A/A/O生物反應池

生物反應池用于污水的生化處理，本工程設反應池1座，平面尺寸L×B=56m×32m，池深6.8m，有效總容積約9420m3，共分為2格，每格能獨立運行。每格反應池分為厭氧區、缺氧區和好氧區，厭氧區、缺氧區共設直徑1400mm的低速水下推進器12臺，每臺功率3kW；好氧區共設DN65的管式微孔曝器管480m。反應池主要設計參數如下：

（1）污泥負荷：0.06kgBOD5/（kgMLSS·d）；

（2）污泥濃度：4g/L；

（3）總污齡：17d；

（4）水力停留時間15h，其中厭氧區1.4h，缺氧區4.1h，好氧區9.5h；

（5）標準供氧量：3560kgO2/d；

（6）實際供氧量：5020kgO2/d；

（7）污泥產率：1.48kgMLSS/kgBOD5；

（8）干污泥量：2000kg/d。

3.3 二沉池

每格生物反應池配套1座二沉池。二沉池采用中進周出沉淀池，共2座，每座能獨立運行，池體直徑28m，池邊水深4.5m。二沉池表面負荷0.77m3/（m2·h），每個池子配置周邊傳動刮泥機1臺，單臺設備：？準28m，N=0.75×2kW。

3.4 消毒池

采用紫外線消毒池1座，當水流達到峰值流量、紫外線透過率為65%，且燈管達到壽命末期時的紫外C輻射劑量（253.7nm）不低于16mJ/cm2。設計安裝6個排架，每個排架設12支燈管，同時配套中央控制柜、整流器柜、空壓機等，設備總功率24kW。

3.5 污泥回流泵房及剩余污泥泵房

污泥回流泵房及剩余污泥泵房與生物反應池合建。混合液回流比按300%考慮，每格生物反應池選用3臺（2用1備）混合液回流泵，單泵參數：Q=500m3/h，H=1m，N=5.5kW。污泥回流比按100%考慮，共設4臺（3用1備）污泥回流泵，單泵參數：Q=200m3/h，H=7m，N=7.5kW。系統剩余污泥量為2000kg/d，換算成99.5%含水率濕污泥為400m3/d，共設2臺（1用1備）剩余污泥泵，單泵參數：Q=40m3/h，H=20m，N=5.5kW。

3.6 污泥濃縮脫水機房

污水處理過程中產生的剩余污泥采用污泥濃縮脫水一體機進行處理，以便后續的污泥運輸和最終處置。

剩余污泥經剩余污泥泵提升至儲泥池，儲泥池直徑6.0m，有效水深2.6m，內設LFJ-500型單層半高槳板攪拌機1臺，？準=5m，H=3.0m，N=0.75kW。

污泥濃縮脫水機房平面尺寸L×B=33m×11m，內設2臺帶式濃縮壓濾機，每臺帶寬1.5m，處理量40m3/h，功率為3.7kW+7.5kW。污泥進料采用螺桿泵，共2臺（1用1備），單泵參數：Q=40m3/h，H=20m，N=7.5kW。

污泥濃縮脫水前需投加混凝劑對污泥進行調理，混凝劑采用PAM，污泥加藥量為0.004kg/kg污泥。加藥采用螺桿泵，共設螺桿泵2臺（1用1備），單泵參數：Q=1100L/h，H=60m，N=2.2kW。

3.7 尾水出水井

污泥脫水機濾布沖洗泵房與尾水出水井合建。尾水出水井用于控制出水水位，保證電磁流量計內滿管流；濾布沖洗泵用于污泥脫水機濾布沖洗。共布置濾布沖洗泵（長軸深井泵）3臺（2用1備），單泵參數：Q=25m3/h，H=60m，N=7.5kW。

4 主要構筑物的儀表設置

4.1 細格柵及沉砂池

細格柵設2套液位差計，1套液位計，1套COD測定儀。

沉砂池出水槽設1套PH/T檢測儀，1套懸浮物濃度計，沉砂池出水管設1套電磁流量計。

4.2 生物反應池

每格生物反應池設1套MLSS濃度計，共2套。每格生物反應池設1套溶解氧濃度計，共2套。每格生物反應池設氧化還原電位分析儀2套，共4套。

污泥池設液位計1套，SS濃度計1套。

4.3 二沉池

每座二沉池設泥位計1套，共2套。

4.4 消毒池及出水井

出水總管設電磁流量計1套，出水井設懸浮物濃度計（SS）1套，PH（帶溫度計）1套，在線總氮/總磷/COD測定儀1套，氨氮測定儀1套。

5 工藝設計特點

5.1 A/A/O生物脫氮除磷處理工藝

A/A/O法即厭氧/缺氧/好氧活性污泥法。其構造是在A/O工藝的厭氧區之后、好氧區之前增設一個缺氧區，好氧區具有硝化功能，并使好氧區中的混合液回流至缺氧區進行反硝化，使之脫氮。污水在流經三個不同功能分區的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機物、氮和磷得到去除，達到同時進行生物除磷和生物除氮的目的。

在系統上，該工藝在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分離。由于厭氧、缺氧和好氧三個區嚴格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，脫氮除磷效果好。

5.2 化學除磷

污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標準范圍之內。

根據本工程的進出水水質指標，需采用除磷脫氮工藝，而本工程BOD5：P=30>17，BOD5：N=3.42≈3.5，基本滿足生物除磷脫氮的條件，因此本工程采用生物除磷脫氮工藝，即二級強化處理工藝。由于工程有較高的除磷要求，設計考慮設置化學除磷以提高除磷效果。

6 結束語

井岡山劉家坪污水處理廠擴容改建項目采用先進的AAO污水處理工藝，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級排放標準的B標準，建成后將對解決井岡山風景名勝區的水污染和水資源化利用發揮重要作用。

參考文獻

[1]GB50014-2006，室外排水設計規范[S].

[2]CECS149-2003，城市污水生物脫氮除磷處理設計規程[S].