小型立體污水處理站設計

何寶平

【摘 要】大連市旅順經濟開發區污水處理廠工程項目建設規模為3萬m3/d，分兩期實施，一期1.5萬m3/d，二期1.5萬m3/d。污水處理廠的近期處理工藝采用厭氧水解—卡魯賽爾氧化溝組合工藝。本文介紹了污水處理廠近期工程的主要構筑物的工藝設計與主要設備及實際運行效果。

【關鍵詞】污水處理廠;厭氧水解;卡魯賽爾氧化溝;工藝設計;運行效果

中圖分類號： G629.28文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）11-0041-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.019

【Abstract】The construction scale of the sewage treatment plant project of Dalian Lushun Economic Development Zone is 30，000 m3/d， which is implemented in two phases with the first phase being 15，000 m3/d and the second phase 15，000 m3/d. The current treatment process of the sewage treatment plant uses an anaerobic hydrolysis combined with Carrousel oxidation ditch process. This paper introduces the process design of the main structures and main equipment of the current sewage treatment plant and process performance.

【Key words】Sewage Treatment Plant; Anaerobic Hydrolysis; Carrousel Oxidation Ditch; Process Design; Process Performance

旅順經濟開發區成立于1992年。近年來，旅順開發區工業發展迅速，工業企業數量迅速增加，排放的工業廢水和生活污水量也隨之增長，對受納水體造成污染。因此，加快該區域排水設施的建設速度，實施旅順經濟開發區污水處理廠工程是完全必要和迫切的。這對緩解該區域的水污染、改善受納水體水質，促進旅順經濟的可持續發展和改善民生，將起到十分重要的作用。

通過現狀污水量分析預測及城市單位人口綜合用水量指標預測兩種方法，所計算的污水量基本吻合。確定污水排放總量為：近期1.5萬m3/d左右，遠期可達3萬m3/d左右。細格柵、旋流沉砂池、紫外線消毒、風機房、辦公樓土建按規模 3萬m3/d設計，二級處理部分分為兩期實施，按近期1.5萬m3/d設計。

1 設計進、出水水質

構成污水處理廠進水量的有：工業廢水、商業和公共事業污水、居民、職工生活污水、滲入管網系統的地下水及其他廢水等。目前該區域化工企業、機械加工企業多，工業企業目前為40家左右，水質復雜，其中工業廢水量約占排放污水總量的40%左右，該廢水中含有乙酸乙酯、丙烯酸甲酯、殺蟲劑、746防銹劑、十二烯基丁二酸、消泡劑、聚醚系列、切削液、石油類、乳化液和重金屬等。

根據《遼寧省污水綜合排放標準》（DB21/1627-2008）[1]，排入設置城鎮污水處理廠的排水管網系統的污水，應執行該標準的規定。同時，綜合考慮接管污水來源以及地下水滲入，并參考大連市其他污水處理廠進水水質，進行污染負荷計算，確定設計進水水質。出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）[2]一級A標準。污水經處理后可直接排放入海，也可用于灌溉、河流的補充水源等。設計進、出水水質見表1。

2 工藝流程

原污水中含有較大比例的工業廢水，且其中又有很多難降解有機物，為了確保出水達標，針對本污水廠要求的出水水質標準，經過工藝綜合比選論證，本工程采用厭氧水解——氧化溝工藝。污水廠的工藝流程見圖1。

3 工程設計

3.1 污水處理系統

3.1.1 細格柵間

與沉砂池合建，位于旋流沉砂池前的進水端。細格柵選用回轉式格柵除污機，土建按3萬m3/d規模設計。采用鋼筋混凝土直壁式平行渠道，設3條渠道，2用1備，回轉式機械細格柵寬1.2m，柵條間距5mm，N=2.2kW。備用渠道用作檢修時開啟，設置手動格柵1套，柵寬1.2m，柵條間距5mm。柵渣由螺旋輸送機輸送至壓榨機脫水后打包外運。

3.1.2 旋流沉砂池

旋流沉砂池按3萬m3/d規模設計，1座，L×W×H=11×8×3.5m。用于去除污水中0.2mm以上粒徑的砂粒，使無機砂粒從污水中分離出來，便于后續生化處理。旋流沉砂器2套，Q=1100m3/h，D×H=3.05m×3.5m，有效水深1.5m，N=1.1kw，最大水平流速取0.1m/s，水力停留時間60s。排砂量約0.45m3/d，含水率60%。刮砂設備和吸砂裝置按程序控制定時運轉，砂水分離器與吸砂裝置同步運轉。

3.1.3 厭氧水解池

原污水中含有工業廢水，且其中含有很多難降解有機物。為提高污水可生化性，設置了水解酸化池，保證好氧生物處理的正常進行[3]，同時，池中活性污泥具有吸附、生物絮凝和對SS的截留功能。為了提高去除COD、BOD5的效率，該池設計成泥渣循環型水解酸化反應池。

設計水量1.5萬m3/d，Kz=1.53，設厭氧水解池1座，分2格。水力停留時間T=4.2h，L×W×H=38×19.5×6.5，有效水深6m。內設攪拌提升裝置。有效水深6m，有效停留時間4h，池內設內循環提升攪拌機，每組1套，共2套，單機功率N=2.2kw。

3.1.4 卡魯賽爾2000型氧化溝

卡魯賽爾2000型氧化溝前端設置了厭氧區和缺氧區。該型氧化溝可同步進行脫氮除磷[4]。

卡魯賽爾氧化溝按一期設計，污泥負荷取0.065kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥濃度為3500mg/L，回流污泥濃度為8000～10000mg/l，污泥回流比50～100%，內回流比150～200%，各段停留時間A2：A1：O=1：l：4，設計尺寸為L×W×H=65×38×5.5m。

本工程采用膜式不堵塞型微孔曝氣頭，曝氣頭數量3000個，設置潛水葉片式快速推進器4臺，D=320mm，N=2.2KW，轉速750r/min;慢速推進器8臺，4用4備，D=1400mm，N=4kW，轉速64r/min。羅茨鼓風機3臺，2用1備。風量40m3/min，風壓6m，功率55kW。

3.1.5 二沉池

設計水量按15000m3/d設計，Kz=1.53，表面負荷0.85m3/（m2·h），沉淀時間3.5h，設計尺寸Φ27×6.5m，2座，普通輻流式，出水采用環形集水槽，雙側溢流堰出水，最大堰上負荷為1.48L/（s·m）。配套設備有2套全橋周邊傳動刮泥機，設備直徑27m，功率3.0kw，周邊線速度2m/min。設2臺排泥泵，1用1備，流量300m3/h，揚程8m，功率11kW。

3.1.6 單閥濾池

通過濾料的過濾，截留廢水中殘留的懸浮物及其它污染物，提高水的透明度，保證出水的水質。單閥濾池可以自動反沖洗和過濾，操作簡單，處理穩定。如果出水總磷大于0.5mg/L，可以在濾池進水處加入PAC等除磷藥劑進行化學除磷，使藥劑與水在濾池的上部空間進行微絮凝，依靠濾料過濾反應后產生的絮體，達到化學除磷的目的。反沖洗用水由濾池上部水箱提供;反沖洗時間由排水單閥開閉控制。

設計水量按15000m3/d設計，過濾速度5m/h，過濾面積125m2;設計尺寸L×W×H=25.9×5.6×5.0m，分為6格，濾料層厚1m，濾料粒徑1～2mm。

3.1.7 紫外線消毒

目前，國內很多污水處理廠紫外線消毒方式[5-6]。紫外線消毒槽按3萬m3/d規模設計。功能是殺滅尾水中可能含有的細菌和病菌。紫外線消毒槽共采用2條渠道，近期一條工作。紫外線消毒模塊數量為1組，共3塊。紫外線燈管42支，共l5KW。設計渠長10.0m，渠寬2m，渠深2.0m。

3.1.8 反沖洗集水池

用于收集濾池反沖洗出水，并泵送至氧化溝進行處理。反沖洗強度為15L/（m2·s），沖洗時間5min，設計尺寸為L×W×H=8.2×5×5m，反沖洗水提升泵為無堵塞離心泵，臺灣水泵制造有限公司制造，流量為200m3/h，揚程11m，2臺，1用1備。

3.1.9 清水池

收集尾水。其中40%回用，其他自流排海。設計尺寸為L×W×H=16.8×5.0×5.0m。一期回用水泵2臺，1用1備，采用無堵塞離心泵，臺灣水泵制造有限公司制造，流量300m3/h，揚程28m。

3.1.10 中水回用

本工程敷設輸水管道2條，管道采用球墨鑄鐵管。管網輸水能力為6000m3/d，管道長度為8750m。

3.2 污泥處理系統

3.2.1 污泥濃縮池

設計尺寸為D×H=Φ16×6.5m，1座，鋼砼結構。濃縮池中的污泥經過厭氧消化后補充到水解池，上清液因含有磷，須投加化學藥劑進行化學除磷，除磷后的上清液再打入水解池。

3.2.2 離心濃縮脫水一體機

臥式螺旋卸料沉降離心機1套，混合液處理量20～30m3/h，轉鼓直徑×長度為φ550×1600mm，轉鼓轉速2600r/min，最大分離因素2400g。

本工程產生的污泥量少，根據目前大連市的情況、政策、經濟等多方面的考慮，采取送至夏家河污泥處理廠進行集中處理的方式。

3.3 臭氣處理系統

本工程采用生物濾池法處理臭氣。

4 實際運行效果

處理水量

運行效果

如圖2所示為本污水廠2017年上半年處理水量，數據顯示本污水處理廠進水總量基本達到設計規模，生活污水進水與工業廢水進水量比例約為7：3。

圖3為污水廠實際運行數據。由圖可見，該污水廠出水水質均能達到規定的排放標準，但進水水質波動較大，可能原因是個別企業間歇違法排污。

5 結語

（1）針對本污水廠要求的出水水質標準，經過工藝比選論證，近期工程采用厭氧水解—卡魯賽爾氧化溝組合工藝，并有化學強化除磷的預案。

（2）目前，污水處理廠進水量基本達到設計規模，運行也較為穩定。但是，由于個別企業的間歇違法排污，造成進水水質動較大，增加了運行管理的難度。但出水水質均能達到《城鎮污水處理污染物排放標準》（GB18918—2002）一級B標準。

【參考文獻】

[1]DB21/1627-2008 遼寧省污水綜合排放標準[S].

[2]GB18918-2002 城鎮污水處理廠污染物排放標準[S].

[3]Wu C， Zhou Y， Wang P， Guo S. Improving hydrolysis acidification by limited aeration in the pretreatment of petrochemical wastewater [J].Bioresourse Technology， 2015， 194： 256-262.

[4]張磊.改良型Carrousel氧化溝工藝運行優化研究[D].邯鄲：河北工程大學，2015.

[5]劉淑琳，唐玉霖.城市污水處理廠紫外線消毒常見問題控制及發展趨勢[J].中國給水排水，2017，33（22）：24-28.

[6]李亞楠.通化市污水處理廠提標擴建工程設計[D].長春：吉林大學，2017.作者簡介：劉恒明（1968.10—），男，漢族，遼寧鐵嶺人，碩士，副教授，教研室主任。主要從事水處理工程方面的教學、科研與工程設計工作。先后發表論文10余篇。