鼓浪嶼污水處理廠擴建改造設計分析

劉自軒

廈門水務中環污水處理有限公司，福建 廈門 361000

0 引言

鼓浪嶼作為一座具有國際影響力的旅游島嶼，近幾年來污水工程基礎設施建設發展很快。但是，島上現有的污水收集率、污水處理率、處理設施利用率和污泥穩定減量化率還較低。由于污水處理能力不足導致鼓浪嶼污水無法得到全部處理，對鼓浪嶼周邊海域仍有一定污染。因此必須加快污水處理及其配套工程的建設步伐。對島上污水處理系統的改擴建，可以完善提高鼓浪嶼的污水收集率、污水處理率，從而進一步提高整個地區的水環境質量，有利于保護和改善人民群眾的身體健康。

1 鼓浪嶼污水處理廠改造前運行現狀

1.1 污水處理系統進出水質情況

2005 年，廈門水務集團有限公司在鼓浪嶼上建設了黃家渡、匯景園和港仔后3 座污水處理站，同時配套建設了24 處污水截流點、4420m 長的配套管網。三座污水處理站設計規模分別為黃家渡污水處理站2000m3/d，匯景園污水處理站800m3/d，港仔后污水處理站600m3/d。污水處理站出水水質達到國標一級A 標準，其中磷（TP）及氨氮（NH3-N）指標執行一級B 標準。

表1 污水處理站進出水水質表 mg/L

1.2 污水處理工藝情況

1.2.1 黃家渡處理站污水處理工藝

黃家渡處理站主體采用接觸氧化+過濾工藝，處理出水紫外消毒后直接排放。主要工藝流程示意如下：

圖1 黃家渡處理站工藝流程圖

污水經過處理后，直接排入處理站北側道路下雨水箱涵，該雨水箱涵穿越延平路后直接由岸邊排放。低潮時可見明顯水流，高潮時排海管被潮水淹沒。

1.2.2 港仔后處理站污水處理工藝

港仔后處理站污水處理主體工藝采用膜生物反應工藝，尾水紫外消毒后外排。

圖2 港仔后處理站工藝流程圖

污水經過處理后，由一條DN300 尾水管道沿港后路向南鋪設至港仔后沙灘，約離岸邊30m 處設一座排放口，低潮時可見明顯水流，高潮時排海管被潮水淹沒。

1.2.3 匯景園處理站污水處理工藝

匯景園處理站污水處理站主體采用XUCE 池+過濾工藝，處理出水紫外消毒后直接排放。

圖3 匯景園處理站工藝流程圖

污水進過處理后，排入西苑路雨水管，該雨水管沿西苑路穿越匯景園沙灘后在距岸邊約70m 處直接排海，低潮時可見明顯水流，高潮時排海管被潮水淹沒。

1.3 污水處理設施運行情況

2017 年、2018 年黃家渡、港仔后、匯景園三座污水處理站，中匯景園處理站近兩年來均處于滿負荷生產狀態，多余水量無法進入處理站；港仔后處理站原設計設備裝機規模600m3/d，由于來水含油量較大，膜通量下降較快，目前港仔后處理站一組MBR 膜組件已完全損壞，僅剩一組MBR 膜組件，且其膜通量僅能夠滿足200m3/d 的出水能力；黃家渡處理站原設計規模2000m3/d，目前由于設備老化嚴重，為保證出水達標，實際處理水量僅1200m3/d。

1.4 污水排水現狀

目前，鼓浪嶼全島共3 座污水處理站，32 處污水截流點。其中匯景園處理站常年處于滿符合運行狀態，而黃家渡、港仔后處理站由于設備老化，處理能力已出現明顯下降。此外，三座處理站現狀排放口均屬于近岸排放，其中黃家渡、港仔后排放口已被廈門市列入不合理排放口清單，急需整改。

2 鼓浪嶼污水處理廠改造工藝方案

2.1 現有污水處理站擴建規模

考慮到鼓浪嶼分流制改造周期較長，近期島內新建內厝澳污水處理站的可能性較小，故近期將各片區污水利用現有污水系統轉輸至現有三個污水處理站就地處理，尾水就地回用或就近低潮位下排放。現有池體改造空間較小，無法滿足擴容需求，需要利用規劃預留用地新建污水處理站。則各處理站擴容改造規模如下表所示。

表2 各處理站擴建規模表 m3/d

2.2 設計進水水質

進水水質擬采用如下的設計取值方案進行對比，有機物（CODCr、BOD5）、SS 及營養物（TN、NH3-N、TP）均采用全年90%的天數都不超過的值。則以近一年（2017～2018）的進水水質數據，各進水指標分析如下：CODCr主要區間為67～554mg/L之間，全年90%的天數都不超過的值為325mg/L。BOD5主要區間為20～272mg/L之間，全年90%的天數都不超過的值為140mg/L。SS 主要區間為35～326mg/L 之間，全年90%的天數都不超過的值為170mg/L。TN主要區間為18～59mg/L之間，全年90%的天數都不超過的值為50mg/L。NH3-N 主要區間為12～50mg/L之間，全年90%的天數都不超過的值為40mg/L。TP主要區間為1.5～7mg/L之間，全年90%的天數都不超過的值為5.5mg/L。

可以看到，有機物及SS 指標較原設計指標略低，而營養物指標均高于原有設計指標。隨著鼓浪嶼污水系統整治及分流制系統的逐步完善，進水水質將趨于穩定，故本次改造設計進水指標按實際進水水質數據適當取值，確定處理站進廠水質，如表3 所示：

表3 鼓浪嶼污水改造工程設計進水水質 mg/L

2.3 設計出水水質

為保證鼓浪嶼風景名勝旅游區周邊環境，同時響應廈門市海洋與漁業局《廈門市海洋與漁業局關于近期我市污水處理廠尾水排海方案的報告》的要求，本次改造工程出水水質擬執行《廈門水污染物排放標準》中A 級標準，具體如下：

表4 鼓浪嶼污水改造工程設計出水水質 mg/L

2.4 污水處理工藝

膜-生物反應器（簡稱MBR）是一種將膜分離技術與傳統污水生物處理工藝有機結合的新型高效污水處理與回用工藝。工藝流程如下：

作為近期發展的一種新型工藝，將膜置于生物反應器內其通過膜分離來取代二次沉淀池。該工藝對進水水質變化的適應性較強，對水量變化適應性較弱，但占地較小，出水標準高。采用MBR 工藝部分出水指標可優于一級A 標準，活性污泥法生物處理，處理效果好，運行較穩定。

本工程設計規模較小，旱季、雨季水量變化大，為了處理設施的正常運行，必須設置進水調蓄池，在一定程度上彌補了MBR 工藝抗水量沖擊負荷能力差的缺點。因此推薦采用MBR處理工藝。

2.5 污泥處理工藝

圖4 MBR 工藝流程圖

本工程污泥處理目標是降低污泥含水率，減少污泥體積，并為進一步處置創造條件。工程采用污泥濃縮脫水方案，工藝流程：剩余污泥→儲泥池→污泥濃縮、脫水一體機脫水→外運。采用疊螺濃縮脫水一體機，疊螺脫水機分離效率高，對污泥的絮凝要求比帶機低，所以藥耗低，運行費用低；運行噪音小，且回收率和脫水效果好。污泥脫水至75%～80%后泥餅通過鼓浪嶼垃圾碼頭外運根據相關政策焚燒處理。

2.6 除臭工藝

污水處理廠在污水污泥處理過程中，必然會產生大量的惡臭氣體—異味，這些臭味主要是由有機物腐敗產生的氣體造成。本工程用于臭氣處理的方法是離子法，通過高壓脈沖技術電暈放電，在常溫常壓下使氧分子很快分離為生態原子氧（O）、純凈離子氧、羥基自由基（*OH）、單線態氧（1O2）和帶正、負電荷的離子氧和離子氧群。臭氣分子與離子氧群混合，離子氧群將致臭污染物降解成二氧化碳和水以及其它小分子，經過凈化后的空氣通過通風管道高空排放到大氣中。

3 鼓浪嶼污水處理系統改擴建工程建設形式

本次改擴建用地均位于現狀處理站周邊，需要布置下土建5500m3/d、4100m3/d、2000m3/d（黃家渡、匯景園、港仔后）的污水處理設施，鼓浪嶼島內用地積極緊張，現狀處理站周邊密布現狀建筑，可利用的用地極為有限，工程確實客觀有集約化布置的需求。

此外，鼓浪嶼污水處理系統改造位于鼓浪嶼島內建成區，周邊分布現狀居民區、景點及歷史文物，因此工程要盡可能節省用地，做到污水廠建設與城市綠地景觀、周邊環境、景觀、居民小區相協調統一，加蓋除臭，頂板以上覆土綠化，使污水廠成為和周圍環境和諧統一的污水廠。因此本工程污水處理廠的建設采用半地下式單層加蓋形式。

4 改造結果分析

浪嶼污水處理系統改擴建工程是解決島上污水的必要舉措，主要工程內容是對黃家渡、匯景園、港仔后處理站擴容改造，配套尾水排海管。改擴建后，污水處理站的各項指標均符合《廈門水污染物排放標準》中A 級標準。各處理站進出水質如下表所示。

從表中可看出，原有污水處理系統改擴建后，污水處理能力大大提高，出水水質與進水水質相比，CODCr、BOD5、SS、NH3-N 等各項指標大大改善，水質得到了提高，出水水質達到了設計標準，污水處理后能持續穩定達標。

表5 處理站進出水水質表 mg/L

5 結語

鼓浪嶼污水處理系統通過實地調研及各類方案對比論證，對現有污水處理站擴建，就地處理解決，采用MBR 污水處理工藝、疊螺濃縮脫水一體機污泥脫水處理工藝，選用離子法除臭工藝處理所收集的臭氣等方式，改善了原有水質，滿足了島上污水處理需求。