城市污水處理廠提標改造設計研究

李倩

大連市市政公用事業服務中心 遼寧大連 116021

2015年4月12日，國務院發布了《國務院關于印發水污染防治行動計劃的通知》（國發[2015]17號），處于環渤海流域的大連市某污水處理廠，改造前設計出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級B標準。按照水污染防治計劃要求，在處理規模不變的情況下，需要對該污水處理廠進行升級改造，達到一級A排放標準。

1 大連市某污水處理廠現狀及提標改造工藝選擇

大連市某污水處理廠設計規模為12萬m3/d，出水標準為一級B標準。處理工藝采用水解（酸化）沉淀池+DN生物濾池+CN曝氣生物濾池工藝。

表1 污水處理廠進水水質

表2 污水廠進水各污染物配比表

該項目處理工藝的選擇，從出水水質、占地面積、運行成本、總投資、運行管理等方面進行比選，最終確定與原污水處理工藝基本保持一致的DN生物濾池+CN生物濾池工藝處理方案，同時通過現狀建構筑改造及新建構筑物，完成本次提標改造[1]。

2 現狀主要建構筑物改造設計

2.1 水解沉淀池

由于本次提標改造對SS、TP去除率要求增高，同時新增DN池CN池反沖洗廢水需在水解沉淀池沉淀，所以在不改變原有池型的基礎上將斜管更換改為雙層斜板以使水中濁度和懸浮物明顯下降。改造選用PVC斜板雙層布置，更換面積為1085m2。在增強水解沉淀池沉降能力的同時需對排泥系統進行改造，增強其排泥能力。水解沉淀池設計水量120000m3/h，計算水力停留時間t=3.0小時，水力負荷2.68m3/m2·h，水解沉淀池分為12格，其平面尺寸為10.5×8.6。池體總高度8.7m。斜板布置：斜板為間距100mm的PVC板，板長1.0m。

2.2 污泥脫水間

原污泥脫水間內設有3臺離心脫水機及3臺用于收集臭氣的離心風機。在原有設備基礎上，再增加一臺離心脫水機與一臺切割機，處理能力分別為Q=40m3/h，N=45kw和Q=40-70m3/h，N=3kw。污泥來自生化池去除BOD產生的剩余污泥和沉淀池去除SS產生的的污泥量，以及在絮凝池加的PAM及污泥脫水所用的PAM和除磷的聚合鋁鐵的藥劑量。為使污泥易于脫水，在進脫水機前投加聚丙烯酰胺。藥劑投加量為污泥干重的4‰，則需投加聚丙烯酰胺（PAM）干粉量為0.035t/d。

3 主要新建構筑物設計

3.1 生物濾池

考慮到現狀污水廠進水水質和水廠運行狀況通過計算需要在污水廠原有的基礎上新增加DN反硝化生物濾池與CN曝氣生物濾池數量，需新增加DN反硝化生物濾池6座，CN曝氣生物濾池8座，另將原有系統內2座清水池改為CN曝氣生物濾池。

（1）DN反硝化生物濾池。DN反硝化生物濾池按VDN:VCN=1:3計算，以反硝化負荷進行校核。DN反硝化負荷0.7kgNO3--N/m3·d，負荷滿足0.8-4.0kgNO3--N/m3·d范圍。

新增DN反硝化生物濾池面積726m2，采用6格，單格平面尺寸為11m×11m，濾料總體積2904m3。

①濾池高度包括：濾料層厚4.0m，配水室高1.5m，清水區高1.2m，承托層厚0.30m，濾板厚0.10m，超高0.50m，總高為7.6m。

②濾池配水系統的設計為選用長柄濾頭配水方式，并兼氣水反沖洗配水布氣用。濾頭布置按54個/m2設計，用污水專用大縫隙長柄濾頭，縫隙寬為2.2mm。

③濾料設計選用高效掛膜陶粒濾料，直徑4-6mm，濾料層厚4.0m；承托層厚300mm，由卵石級配，粒徑30-50mm。

④濾池反沖洗：采用氣水聯合沖洗方式，水反沖洗強度20m3/（m2＊h），氣沖強度為50m3/（m2＊h），一次反沖洗歷時30min，其中氣洗10min，水洗10min，氣水聯合洗10min。

⑤濾池過濾濾速為3.8m/h，強制濾速為4.2m/h。

⑥根據國內生物濾池反沖洗情況設置反沖洗周期為24h。

⑦本工程在進行生物反硝化階段需要外加碳源。

⑧由于本次提標改造對TN的去除率要求提高，本次設計硝化液回流比由原有的100%提高至250%，即對DN池過水能力要求提高，所以本次設計將更換原有DN池內濾頭，在濾頭數量不變的基礎上增加濾帽過水縫隙。

（2）CN曝氣生物濾池。CN曝氣生物濾池設計參數主要是BOD容積負荷、TN容積負荷、COD容積負荷、水力負荷和NH3-N容積負荷。

按BOD容 積 負 荷 計 算，取BOD容 積 負 荷2.0kgBOD/m3·d。

以NH3-N容積負荷和水力負荷進行校核，NH3-N容積負荷為0.37kg/m3·d。

CN曝氣生物濾池面積1200m2，采用10格（含改造原有清水池），單格平面尺寸為12m×10m，濾料總體積4800m3。

①濾池高度包括：濾料層厚4.0m，配水室高1.5m，清水區高1.2m，承托層厚0.30m，濾板厚0.10m，超高0.50m，總高為7.6m。

②濾池配水系統的設計為選用長柄濾頭配水方式，并兼氣水反沖洗配水布氣用。濾頭布置按54個/m2設計，采用污水專用大縫隙長柄濾頭，縫隙寬為2.2mm。

③濾料設計選用高效掛膜陶粒濾料，直接3-5mm，濾料層厚4.0m；承托層厚300mm，由卵石級配，粒徑30-50mm。

④濾池反沖洗：采用氣水聯合沖洗方式，水反沖洗強度20m3/（m2＊h），氣沖強度為50m3/（m2＊h），一次反沖洗歷時30min，其中氣洗10min，水洗10min，氣水聯合洗10min。

⑤單格濾池過濾濾速為1.8m/h，強制濾速為2.0m/h。

⑥根據國內生物濾池反沖洗情況設置反沖洗周期為48h。

⑦濾池曝氣布氣系統采用單孔膜曝氣器的布氣方式，曝氣器供氣量為0.3m3/h個。

3.2 高密度沉淀池

高密度沉淀池是“混合凝聚，絮凝反應、沉淀分離”三個單元的綜合體，即把混合區、絮凝區、沉淀區在平面上呈一字型緊密串接成為一個有機的整體而成。設計規模12.0萬m3/d，總變化系數1.2。

為了保證污水處理廠的后續工藝流程水位高度和處理后的尾水能夠順利排放需要對高密度沉淀池出水進行提升，提升泵池和高密度沉淀池進行合建，提升泵池平面尺寸為L×B=12×11m，池深為4.9m。有效水深為4.0m。高密度沉淀池池深8.5米[2]。

3.3 纖維轉盤濾池

纖維轉盤濾池具有獨特的反沖洗特點，不需要氣洗。纖維轉盤安裝在特別設計的混凝土濾池內，它的作用在于去除污水中以懸浮狀態存在的各種雜質，提高污水處理廠出水水質，使處理水SS達到一級A標準。

3.4 紫外線消毒系統

污水廠原有紫外線消毒安裝在CN曝氣生物濾池后面的清水池內，現在轉盤濾池后增加二臺紫外線消毒設備，紫外線消毒設備現場檢測其殺菌效率高達99.9%，并且無二次污染，占地面積小，運行可靠。紫外線消毒設備放于清水池頂部，處理后的水通過溢流堰進行消毒后排放。

3.5 污泥濃縮間

污泥濃縮間平面尺寸為12m×28m，采用全地下式，進入污泥濃縮機的反沖洗廢水污泥濃度在0.7%，經污泥濃縮機濃縮后流出濃度5%。

4 結語

該污水處理廠提標改造工程總投資14498萬元，已于2017年11月8日完成工程建設，11月24日已全線通水調試。該項目提標改造后，運行穩定，項目出水相關指標均符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。通過本項目的實施，對大連近海海域的環境治理起到非常顯著的社會和環境效益。