華南某污水處理廠工程設計與運行效果

郭海鵬

(廣東聯泰環保股份有限公司，廣東 汕頭 515000)

1 工程概況

華南某污水處理廠總設計規模為10×104m3/d，分兩期實施，一期工程規模為5×104m3/d，工程總投資約1.9億元(不含征地費)，占地約60畝，于2017年建成投產。

2 工藝流程及設計參數

2.1 工藝流程

該廠采用“改良型A2/O生物池+高效沉淀池+轉盤過濾+紫外線消毒”工藝，配套全過程除臭設施，污泥經生物瀝浸工藝處理后進行板框壓濾見圖1。

2.2 設計進出水水質

該廠出水執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準和國家標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準中的較嚴值。設計進出水水質見表1。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Flow chart

表1 設計進出水水質Table 1 Design influent quality and effluent quality

2.3 主要構筑物及設備

2.3.1 粗格柵和進水泵房

粗格柵與進水泵房合建，平面尺寸15.2 m×14.1 m。土建按遠期10×104m3/d一次建成，設備按照5.0×104m3/d規模安裝。粗格柵為2臺鋼絲繩格柵除污機，每臺格柵寬1.5 m，安裝傾角75°，柵條間隙20 mm，柵前水深1.17 m。運行方式可設根據液位差或周期性自動運行，也可設手動運行。進水泵房安裝4臺潛水泵(3大1小)，大泵Q=1100 m3/h，H=16 m，N=90 kW，小泵Q=700 m3/h，H=16 m，N=55 kW，其中一臺大泵備用。

2.3.2 細格柵和曝氣沉砂池

細格柵和曝氣沉砂池合建，平面尺寸33.8 m×8.7 m。細格柵為2臺圓孔板階梯式細格柵，每臺細格柵寬1.5 m，安裝角度60°，柵條間隙6 mm，柵前水深1.3 m。柵渣經高排水壓榨機脫水后外運，運行方式可設根據液位差或周期性自動運行，也可設手動運行。曝氣沉砂池水力停留時間3.2～4.6 min，設有1臺移動橋式吸砂機和1臺砂水分離器，配備2臺羅茨鼓風機(一用一備)，風量4 m3/min，風壓49 kPa，功率15 kW。

2.3.3 改良型A2/O生物池

生物池2座，單池尺寸87.5 m×30.4 m×6.8 m，有效水深6 m，有效容積13861 m3，停留時間13.3 h；預缺氧區有效容積573 m3，HRT=0.55 h；厭氧區有效容積1832 m3，HRT=1.75 h；缺氧區和好氧區有效容積11456 m3，HRT=11 h；設計水溫15 ℃，污泥總泥齡12 d，污泥負荷0.09 kgBOD5/kgMLSS·d，污泥濃度(MLSS)3.5 g/L，最大氣量8959 m3/h，剩余污泥產量5600 kg/d。

單池預缺氧區潛水攪拌器1臺，D=710 mm，N=3.6 kW；厭氧區水下攪拌器2臺D=730 mm，N=4.8 kW；缺氧區和好氧區水下推進器6臺D=2300 mm，N=2.6 kW；微孔曝氣器設672套，單根曝氣管8 m3/m·h。

2.3.4 配水井和污泥泵房

二沉池配水井與污泥泵房合建，平面尺寸9.6 m×11.9 m。安裝4臺污泥泵(3用1備)，Q=700 m3/h，H=6～9 m，N=16 kW；剩余污泥泵2臺(1用1備)，單泵Q=50 m3/h，H=7～9 m，N=2.2 kW。

2.3.5 二沉池

二沉池2座，采用周進周出輻流式沉淀池。單池D=42 m，H=4.3 m，有效水深3.5 m。最大設計流量2875 m3/h，表面負荷1.04 m3/(m2·h)。二沉池出水采用鋼筋混凝土環形集水槽，單側溢流堰出水。每座二沉池設1臺中心傳動的半橋式刮吸泥機進行排泥。

2.3.6 高效沉淀池

高效沉淀池共2座，平面尺寸26.9 m×29.8 m，每座分混合區、絮凝區和沉淀區。混合區混合時間1.4 min，有效容積33.3 m3，有效水深3.7 m，配備快速攪拌器1臺，D=1.8 m，N=7.5 kW；絮凝區反應時間14 min，有效容積333 m3，有效水深6.8 m，設絮凝攪拌機4臺，D=1 m，N= 1.1 kW。沉淀池區配備刮泥機1臺，D=14 m，N=0.75 kW；污泥螺桿泵2臺，Q=65 m3/h，N=15 kW；PP材質的斜管內切圓直徑100 mm，安裝傾角60°，斜管斜長1.0 m。

2.3.7 轉盤過濾和紫外消毒池

過濾和消毒池合建，平面尺寸19.6 m×13.2 m。過濾采用轉盤過濾器，共設4臺(3用1備)，為內進外出式，轉盤膜片采用304不銹鋼材質。紫外消毒池設兩條消毒明渠，每條明渠安裝2個紫外燈模塊組，采用低壓高強燈管，紫外透光率>65%，配套水位控制溢流堰門。

2.3.8 加藥間

加藥間的功能主要是配制和投加化學除磷藥劑。除磷藥劑采用聚合氯化鋁(PAC)和陰離子聚丙烯酰胺(PAM)，PAC投加點分別為生物池出水口和高效沉淀池混合區，設計投加量為15 mg/L(固體，Al2O3有效含量30%)，配制溶液濃度為5%。PAM投加點分別為生物池出水口和高效沉淀池絮凝區，投加量為0.8 mg/L，配制溶液濃度為0.1%。

2.3.9 鼓風機房

鼓風機房按遠期規模一次建成，設備按近期規模安裝。選用進口空氣懸浮鼓風機3臺(2大1小)，大風機(1用1備)為125 m3/min，風壓0.7 bar，配套電機功率185 kW，小風機為65 m3/min，風壓0.7 bar，配套電機功率110 kW。

2.3.10 污泥脫水車間

該廠在板框壓濾脫水車間前端設置生物瀝浸池，剩余污泥經濃縮池濃縮后進入生物瀝浸池改性，再進行板框壓濾脫水。生物瀝浸工藝的主要原理是微生物替代效應和生物酸化效應[1]。通過在瀝浸池中投加瀝浸菌種和復配營養劑，培殖瀝浸微生物(主要是化能自養的嗜酸硫桿菌)成為優勢菌種，替代原剩余污泥中的常規異養型微生物，實現對活性污泥的調理改性，使得污泥在板框壓濾階段無需添加絮凝劑或調理劑，即可脫水到含水率60%以下的泥餅。

污泥脫水車間按遠期一次建成，設備按照近期規模安裝。污泥濃縮池1座，D=12 m，有效水深4.0 m，單臺濃縮刮泥機功率1.5 kW。生物瀝浸池1座，平面尺寸12.7 m×16.0 m，有效水深6.1 m。污泥脫水車間安裝高壓隔膜板框壓濾機1套，單臺過濾面積600 m2，配套液壓站、污泥進料泵、壓榨泵、沖洗水泵、空壓機、螺旋輸送機、泥斗及配藥裝置等。

2.3.11 除臭系統

該廠采用全過程除臭工藝，將含有組合生物填料的培養箱安裝于生物池缺氧區，輔以一定量的曝氣，活性污泥混合液在經過培養箱的過程中，污泥混合液中的除臭微生物在生物填料選擇性強化作用下生長和增殖，并對水中的致臭污染物產生吸附、凝聚和生物降解等作用，另將一定量的剩余污泥回流至污水廠進水端，同步去除進水中致臭污染物，從而實現惡臭的全流程控制[2-3]。

該廠全過程除臭系統包括微生物培養箱和配套供氣管路，設置20臺微生物培養箱，規格為Φ1200 mm×2000 mm，培養箱總供氣量約140 m3/h。除臭污泥回流系統將回流污泥按進水量的2%～6%回流至預處理段，可對粗格柵、進水泵房、細格柵和曝氣沉砂池等工段進行除臭。

3 運行效果

3.1 水質凈化效果

圖2 COD和BOD5變化曲線Fig.2 Variation curve of COD and BOD5

圖3 總氮和氨氮變化曲線Fig.3 Variation curve of TN and NH3-N

圖4 SS變化曲線Fig.4 Variation curve of SS

圖5 總磷變化曲線Fig.5 Variation curve of TP

該廠由于廠外配套管網的不完善，進水水質波動較大，通過調整處理水量、優化運行參數，保證了出水穩定達標排放。根據近兩年的運行監測數據可知，COD平均去除率達86%，BOD5平均去除率達90%，總氮平均去除率達70%，氨氮平均去除率達98%，SS平均去除率達95%，總磷平均去除率達84%，體現了良好的運行狀態，也表明該廠具備較好的抗沖擊性和工藝調控靈活性。

3.2 污泥處理效果

該廠的剩余污泥經生物瀝浸工藝處理后，脫水泥餅含水率可達55%左右。瀝浸處理過程的酸性環境，可殺滅污泥中的寄生蟲、蟲卵和病菌等，并且由于沒有投加石灰等無機調理劑，污泥基本沒有增量，節約了一定的污泥外運成本，且污泥熱值幾乎沒有損耗，保留了后續資源化利用的潛力，可用于園林綠化有機肥料或腐殖土的生產[4-5]。

3.3 除臭效果

該廠采用全過程除臭工藝對全廠臭氣污染源進行控制，經第三方監測機構對廠界廢氣排放情況進行監測，結果見表3，表明廠界廢氣控制指標符合國家標準。在重點致臭工段如預處理段和污泥脫水車間，感官上均無明顯臭味，除臭效果良好。

表3 廠界廢氣監測數據Fig.3 Exhaust monitoring data of factory bound

4 結 語

(1)該廠采用“改良型A2/O生物池+高效沉淀池+轉盤過濾+紫外線消毒”工藝，投產至今系統運行工況良好，抗負荷沖擊性較強，出水水質穩定達標。

(2)全過程除臭工藝的應用可實現污水處理過程同步抑制臭氣的產生，無需加蓋集氣處理即可達到良好的除臭效果。

(3)采用生物瀝浸工藝對剩余污泥進行預處理，脫水工段無需再添加任何藥劑即可獲得含水率60%以下的泥餅，并且在不改變污泥性狀和增加污泥產量的前提下保留了有機質，一定程度上節約了污泥運輸成本，也為后續污泥資源化利用提供更多可能性。

(4)水、氣、固廢等各項指標均符合國家標準，該廠的正常運轉發揮了良好的環境效益、社會效益和經濟效益。