垂直迷流宮（VFL）工藝在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠中的應(yīng)用

馬雪林，王語(yǔ)萌，盧揚(yáng)，張春紅，匡聰，歐宇鎏

（北控水務(wù)集團(tuán)有限公司，中部大區(qū)，湖南長(zhǎng)沙410000）

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目背景

瀏陽(yáng)某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠處理對(duì)象主要為居民生活用水，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)期處理總規(guī)模為0.2×104m3/d，其中一期規(guī)模為0.1×104m3/d，污水處理廠主要采用VFL（垂直迷流宮）工藝。出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)(表1)

表1 污水處理廠處理設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)（單位：mg/L）

1.3 工藝流程

VFL 工藝原理：VFL 是一種新型高效的生物處理裝置。反應(yīng)器內(nèi)置豎向?qū)Я靼澹瑢⒎磻?yīng)器分隔成幾個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，每個(gè)反應(yīng)室都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的上下流式污泥床系統(tǒng)，其中的污泥以顆粒化形式或絮狀形式存在。水流由導(dǎo)流板引導(dǎo)上下折流前進(jìn)，逐個(gè)通過(guò)反應(yīng)室內(nèi)的污泥床層，進(jìn)水中的底物與微生物充分接觸而得以降解去除。

處理工藝流程：進(jìn)水→粗格柵及進(jìn)水提升泵井→細(xì)格柵及旋流沉砂池→VFL 組合生化池（厭氧區(qū)→缺氧區(qū)→好氧區(qū)→沉淀區(qū)→轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾器→消毒池）→巴氏計(jì)量槽→達(dá)標(biāo)排放。

2 工藝參數(shù)

2.1 粗格柵及進(jìn)水提升泵井

粗格柵及進(jìn)水提升泵井設(shè)1 座，其中粗格柵渠分2 組。土建設(shè)計(jì)規(guī)模為2000m3/d，設(shè)備安裝規(guī)模為1000m3/d，Kz=2.1。

粗格柵渠寬0.6m，設(shè)計(jì)柵前水深3.25m，格柵機(jī)柵間隙10mm。

主要設(shè)備：

①提升泵

Q=85m3/h，N=7.5kW，H= 15m，2臺(tái)，1用1備；

②循環(huán)耙齒粗格柵

B=600mm，柵條間隙10mm，N= 0.55kW，1臺(tái)。

2.2 細(xì)格柵及旋流沉砂池

細(xì)格柵及旋流沉砂池1 座。土建及設(shè)備安裝規(guī)模均為2000m3/d，Kz=2.1。

細(xì)格柵渠寬0.62m， 設(shè)計(jì)柵前有效水深0.65m，格柵機(jī)柵間隙3mm。

旋流沉砂池直徑D =1.83m， 流速v =0.15 ～0.73m/s，最大流量時(shí)水力停留時(shí)間為42s，最大流量時(shí)表面負(fù)荷61m3/m2·h。

主要設(shè)備：

①回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)

B=620mm，柵條間隙3mm，安裝角度68°，N=0.55kW，1 臺(tái)。

②旋流沉沙器

D= 1.83m，N=0.75kW，不銹鋼，1 套。

③排砂泵

Q= 8m3/h，H=15m，N=2.2kW，2 臺(tái)，1 用1 備。

④螺旋式砂水分離器

Q=18～43m3/h，N=0.37kW，1 臺(tái)。

2.3 VFL 組合生物池

VFL 組合生物池設(shè)1 座分2 組，土建設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)備安裝規(guī)模為均1000m3/d。

VFL 組合池設(shè)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、沉淀區(qū)、轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾間、清水池（加消毒劑）。

生化池污泥濃度4000mg/L， 污泥負(fù)荷0.05kgMLSS/kgBOD.d （按設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)校核），沉淀區(qū)平均流量時(shí)表面負(fù)荷0.51m3/m2·h。

主要設(shè)備：

①轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾器

Q= 22L/s，N=0.3kW，1臺(tái)。

②污泥泵

Q= 10m3/h，H=10m，N=0.75kW，1臺(tái)。

③池頂分氣缸

DN200×1520mm，SUS304，2套。

④儀表

ORP儀2臺(tái)。

2.4 曝氣鼓風(fēng)系統(tǒng)

鼓風(fēng)機(jī)房土建按2000m3/d 一次建成，設(shè)備按1000m3/d 安裝。近期設(shè)2臺(tái)風(fēng)機(jī)，遠(yuǎn)期增加2臺(tái)。

主要設(shè)備：

①鼓風(fēng)機(jī)

Q= 5m3/min，P=5m，N=11kW，2臺(tái)，1用1備。

2.5 加藥系統(tǒng)

加藥系統(tǒng)土建按2000m3/d 一次建成，設(shè)備按1000m3/d 安裝。主要投加藥劑為：鐵鹽和次氯酸鈉消毒劑。藥劑投加量應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)小試確定，并及時(shí)根據(jù)污水廠進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。

主要設(shè)備：

①鐵鹽投加系統(tǒng)

PE 加藥桶1 個(gè)，1000L；計(jì)量泵Q=2.3L/h，N=0.05kW，3臺(tái)，2用1備。

②消毒劑投加系統(tǒng)

PE 加藥桶1個(gè)，1000L；計(jì)量泵Q=10L/h，N=0.05kW，2臺(tái)，1用1備。

3 實(shí)際運(yùn)行效果

分析該污水處理廠2020年12 月份實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)，如表2所示。

根據(jù)表2 可知：該污水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)濃度較低、水質(zhì)波動(dòng)范圍較大，屬于比較典型的南方城鎮(zhèn)生活污水。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，VFL 出水均值：CODcr 29mg/L、BOD513mg/L、NH3-N 3mg/L、TN 11mg/L、TP 0.3mg/L，出水各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)標(biāo)一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，該工藝在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程中應(yīng)用效果較好。

表2 污水廠進(jìn)出水水質(zhì)分析

4 運(yùn)行成本分析

該污水廠2020年全年直接運(yùn)行成本為0.66元/t 水（不含人工費(fèi)、管理費(fèi)、利潤(rùn)、稅金），其中包含：電費(fèi)0.2645 元/t 水，藥劑費(fèi)0.0542 元/t 水，污泥運(yùn)輸費(fèi)0.0324 元/t 水，化驗(yàn)費(fèi)0.0155 元/t 水，大修及日常維護(hù)維修費(fèi)0.2934 元/t 水。

該廠電耗為0.2256kWh/t 水，約為常規(guī)A2O工藝噸水電耗的70%左右，主要原因在于VFL 工藝特有的池體結(jié)構(gòu)，厭氧區(qū)缺氧區(qū)不需要攪拌器及推流器設(shè)備，混合液回流和污泥回流均采用氣提回流，后臺(tái)自動(dòng)控制回流量，跟傳統(tǒng)的水泵回流相比，可以節(jié)約30%能耗。

5 結(jié)論

1） 實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，該污水處理廠應(yīng)用VFL 工藝后各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2）該工藝具有集成化程度高；分多組并聯(lián)運(yùn)行，抗水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷強(qiáng)；工藝設(shè)備少、運(yùn)行管理較簡(jiǎn)單，便于水廠標(biāo)準(zhǔn)化管理。

3）該工藝直接運(yùn)行成本0.66 元/t 水。

4）本文從設(shè)計(jì)及生產(chǎn)運(yùn)行的角度總結(jié)了VFL工藝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，獲取了較為珍貴的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)同類型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。