核電站一體化生活污水處理設施的設計

□齊建華 鄭偉青 韓晉英

一、工程概況

某濱海核電站，規劃建設6 臺百萬千瓦機組，分三期建設，每期建設2 臺1，000MW 壓水堆核電機組。每期設置生活污水處理站1 座，主要處理主廠區生活污水，包括核島各廠房和各區域生活污水、常規島各廠房生活污水、BOP 各廠房生活污水及地面沖洗污水。污水處理站位于廠區南側，CC跌落井旁，處理后的出水要求達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918 -2002)一級B 標準，達標后通過雨水管網排至CC 跌落井，最終排至大海。

二、設計水量及進出水水質

(一)設計水量。根據業主提供的正常運行和大修期間的生產和工作人員預計人數估算，同時依據參考電站相關數據，確定每期工程生活污水處理站的設計規模為200m3/d，設計小時處理量為8.33m3/h;選用處理能力為5m3/h 生活污水處理設備2 套，24 小時運行。

(二)設計進、出水水質。本工程污水處理站設計進、出水水質見表1。

表1 某核電站污水處理站設計進、出水水質

三、工藝方案的確定

(一)工藝選擇。核電站生活污水處理系統具有如下特點:一是出水標準高:要達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B 標準，甚至達到回用的要求，具備脫氮除磷功能;二是使用壽命長:使用壽命一般至少40年;三是環境衛生要求高:一般建在地下，地面進行景觀綠化或者用于它途;四是耐沖擊負荷:工藝靈活可靠，適應水量、水質的變化;五是自動化程度高。根據核電站的生活污水處理規模，屬于典型的小型污水處理范疇，小型污水處理工藝主要有活性污泥法、生物膜法、自然生物處理(人工濕地、穩定塘等)，常見的工藝形式主要有接觸氧化法、曝氣生物濾池、膜生物反應器等［1～2］。核電站生活污水處理系統結合其特點，應選擇工藝成熟、處理效果好，出水水質穩定，占地少、產泥量小，運行管理和維護簡單，運行故障少，同時靈活可調的工藝。參考目前國內已運行或建設中的核電站，其生活污水處理設施多采用A/O、A2/O 法、倒置A2/O 法等［3～4］，其處理的核心多為生物接觸氧化法。綜合分析，本工程最終采用缺氧/生物接觸氧化的一體化工藝。

圖1 某核電站模塊式一體化生活污水處理工藝流程

(二)工藝流程。本工程采用的模塊式一體化生活污水處理工藝流程見圖1，其中雙點劃框內為一體化生活污水處理設備。廠區生活污水經管網收集后進入污水處理站，污水首先經格柵渠(與調節池合建)中自動機械格柵(有效寬度500mm，柵條間隙8mm)去除雜物后進入調節池，對進水水質、水量進行均化和調節，調節池中設提升泵3 臺(2 用1備)，將調節池中的污水提升至后續污水處理裝置。污水處理裝置采用一體化模塊設計(1 用1 備，單套處理能力:5m3/h)，主要包括缺氧池、好氧接觸氧化池、沉淀池、消毒池、污泥池、硝化液回流裝置及污泥回流裝置等單元，整個處理裝置安裝在地下。本系統對磷有一定的去除效果，但為保障除磷效果，在沉淀池中仍增加了化學除磷，而后加氯消毒，出水達標排放。沉淀池產生的污泥經氣提裝置定期排至污泥池，池內上清液溢流至調節池，剩余污泥定期清運。整個工藝的核心處理單元為生物接觸氧化池，池內裝半軟性組合填料，通過填料上生物膜中微生物的降解，污水中有機污染物得到去除。污水的氨氮在生物接觸氧化池通過硝化細菌實現硝化，通過硝化液回流，使NO2-、NO3-與進水中有機物混合在缺氧池中通過反硝化細菌降解，實現脫氮。

四、一體化設備的構成及工藝特點

一體化埋地式生活污水處理設備平剖面構成見圖2。在構成上將缺氧池、生物接觸氧化池、沉淀池、污泥池、消毒池、污泥回流、硝化液回流設施等集中在一個設備內，污泥回流和剩余污泥排出采用氣提裝置。根據水量大小及運行情況，可采用單個或多組并聯的布置形式，考慮檢修的需要一般采用多組并聯形式。整套一體化設備殼體可采用碳鋼、玻璃鋼，采用碳鋼時應做噴砂防腐處理。該模塊式一體化地埋式污水處理設備具有如下工藝特點:一是工藝核心采用一體化設計，減少連接管道和閥門，設備緊湊，方便布置。二是整套設備可以埋在地下，占地小，地面可綠化，環境衛生好。三是采用缺氧和好氧相結合的生物處理工藝，除可去除BOD 和COD 外，還具有脫氮功能。具有較高的容積負荷和處理效率、生物種類多，不易污泥膨脹，污泥生成量少，沉淀性好。四是靈活性高，能適應水質和水量的變化，即使間歇運行，處理效果依然良好。五是整套設備可在工廠預制，建設周期短，節省施工及安裝費用。運行操作簡單，管理方便。

圖2 某核電站一體化生活污水處理設備平剖面構成圖

五、設計、建造及運行需要注意的問題

一是處理水量、水質的波動將不利于系統的穩定運行，施工前期、高峰期及運行期水量和水質變化較大，這將不利于微生物的培養馴化和生物膜的形成。建議收集管網與處理站同時建成、同時啟用。當實際污水量過低時，可采用單組運行。二是處理設施的覆土厚度應滿足管道敷設和景觀綠化等的要求。同時主要構筑物應規范要求設置必要的放空設施。為保證使用壽期內能正常工作，機械格柵、潛水攪拌機等建議采用304L 不銹鋼材質，一體化埋地處理設施及處理單元之間的管路等都必須采用可靠的防腐措施。

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