北方某新型鄉鎮污水處理工程設計

姜永青

摘要：本文闡述了某污水處理工程的設計內容，文章對水質、水量的預測，處理工藝的比選進行論述，最終采用了“預處理+A/A/O+高效沉淀+活性砂過濾+消毒的處理工藝”，本文對該工程所采用的工藝進行了詳細描述，包括構筑物單體結構及尺寸、設備選型及參數，各個工藝單體的設計條件等。本文對北方污水處理廠，特別是鄉鎮、工業區污水廠的設計具有很好的參考價值。

關鍵詞：鄉鎮污水處理，流砂過濾，生活污水，污泥

1 工程概述

該鄉鎮位于山東省西南部，濟寧市域東部，是加工工業、倉儲物流和商貿、居住相結合的產業園區。

2 設計參數

本工程設計規模4萬m3/d，其中生活污水和工業污水各占50%，變化系數Kz=1.40。生活水進水水質根據定額并結合典型生活水水質進行確定，工業水水質通過調查管線沿途現有工礦企業[1]，并對兩者加權平均確定。本污水處理廠需執行《城鎮污水廠污染物排放標準》（GB18918）中的一級A標準。最終確定的設計進出水水質如表1所示。

3 工藝方案選擇

A/A/O生物除磷脫氮活性污泥法工藝不但能去除含碳有機污染物，還能在好氧區完成較徹底的硝化，在缺氧區內完成較徹底的反硝化，具有較高的生物脫氮功能[2]。并且投資節省，運行費用和維護難度較低，占地面積適中的特點，非常適合縣域和鄉鎮地區建設[3]。

結合“高效沉淀+活性砂過濾+消毒”的深度處理工藝，能在節省占地的同時，保證出水穩定達標。

4 工程設計

4.1 工藝流程

污水進入提升泵站前，由粗格柵將水中較大雜質去除，細格柵可以去除較小的懸浮固體物質，曝氣沉砂池可以將水中被有機物包裹的沙石去除，經過水解酸化后，可生化性得到提高，在A2/O ?生化池中，污水經過反復好氧、厭氧，有機物、總磷、總氮得到有效去除[4]，最后經過高密度沉淀池，進行絮凝沉淀反應，污水經高效沉淀池進一步去除污水中的懸浮物之后進入連續流沙濾池進一步過濾，而后污水進入消毒池，出水經巴氏計量槽計量最終排入受納水體，工藝流程簡圖如圖1所示。

二沉池的回流污泥部分回流至厭氧池，其余剩余污泥通過污泥回流泵站進入污泥儲池;污泥在儲池中混勻并加入污泥脫水藥劑后進入脫水機脫水，脫水后的污泥外運處置[5]。

4.2 工藝設計

4.2.1 粗格柵渠

主要功能為攔截污水中較大的懸浮物，防止水泵機組的堵塞。結構類型為地下鋼混直壁平行渠道，幾何尺寸為10.20m×2.60m×1.30m，渠數為2條，設計流量Qmax=2336.4m3/h，渠道寬度B=1000mm（2條），設置為回轉式格柵除污機，過柵流速（v）為0.70m/s，柵縫（b）為20mm，過柵損失（Δh）為200mm，數量為2臺

4.2.2 提升泵房

主要功能為提升污水滿足后續處理設施水利要求。結構類型為地下鋼混矩形結構，幾何尺寸為7.8m×7.3m×9.0m，池數為1座，設計流量（Qmax）為2336.4m3/h，集水容積（V）為120m3。設置污水提升泵：Q=1200m3/h，揚程H=15m，3臺。

4.2.3 細格柵渠

主要功能為進一步去除污水中細小懸浮物，降低生物處理負荷。結構類型為地上高架鋼混直壁平行渠道，幾何尺寸為11.20m×3.60m×1.30m，渠數為2條，渠道寬度（B）為1500mm。設置回轉式格柵除污機，過柵流速（v）為0.60m/s，柵縫（b）為5mm，柵前水深（h）為=800m，過柵損失（Δh）為200mm，數量為2套;無軸螺旋輸送壓榨機1套。

4.2.4 曝氣沉砂池

結構類型為地上直壁鋼混矩形結構幾何尺寸為15.85m×5.9 m×2.65m，池數為1座，分2格，停留時間（HRT）為5.0min，水平流速（v）為0.05m/s，池長（L）為15.0m，單格池寬（B）為2.60m，氣水比（q）為0.15：1。主要設備為：桁車式吸砂機1套;提砂泵，流量Q=22m3/h，揚程H=7m，設備套數為2套;砂水分離器，處理量Q=18～43 m3/h，分離率P=98%。設備數量為1套。

4.2.5 水解酸化池

主要功能為利用兼性細菌分解水中的難降解有機物，酸化水解，將進水中難生物降解的有機大分子轉化為易于生物降解的小分子物質，提高廢水的可生化性。結構類型為鋼筋混凝土結構，幾何尺寸為80m×24m×7.50m（超高0.5m），數量為1 座，分12池，停留時間（HRTave）為8h，有效容積（V）為13440m3，溶解氧（DO）為0～0.5mg/L，污泥回流比（R）為50～80%。池內設置脈沖布水器。

4.2.6 A/A/O反應池

經過預處理后的污水進入反應池進水渠道，通過進水調節堰門流入不同反應格[2]。結構類型為半地下鋼混矩形結構，幾何尺寸為80m×30m×6.2m，停留時間（HRT）為7.5h，厭氧時間（HRT）為1.5h，缺氧時間（HRT）為6.0h，有效容積（V）為13200m3。好氧池幾何尺寸為80m×50m×6.2m，設計流量為（Qave）=1667m3/h，停留時間（HRT）為13h，有效容積（V）為22000m3，泥齡（θ）為13d，污泥濃度（MLSS）為3000mg/L，污泥負荷NV=0.08kgBOD/kgMLSS.d，出口DO≥2 mg/L。

A/A/O反應池內如下主要設備：中速潛水攪拌器（厭氧缺氧池），設備為轉速n為740r/min，直徑D為560mm，設備數量為9臺，倉庫備用1臺。曝氣系統類型為微氣泡曝氣器，空氣流量（q）為2～3m3/m·h，氧轉移效率（E）為16%～20%。設備數量為5600套。好氧混合液回流泵，設備類型為潛水葉輪泵，設備流量（Q）為930L/s，揚程（H）為1.0m，回流比（R）為1.5～4.0。設備數量為3臺?？諝鈶腋」娘L機，設備風量（Q）為190m3/min，風壓（ΔP）為67 kPa。設備數量為2臺（1用1備）

4.2.7 二沉池

主要功能為將生化池出水進行固液分離，污泥回流結構類型為鋼砼結構，幾何尺寸為D×H=?36.00m×4.50m，池數為2座，單座設計流量為Qmax為1667m3/h，設計表面負荷qmax=1.23m3/m2·h。設置中心傳動單管吸泥機，設備數量為2套。

4.2.8 污泥回流泵站

主要功能為二沉池污泥進入污泥回流泵站，回流污泥回流至厭氧池，剩余污泥送往污泥儲池。結構類型為半地下鋼混矩形結構，幾何尺寸為5.00m×6.00m×8.00m，池數為1座，總容積（V）為158m3。配套污泥回流泵3臺，剩余污泥泵2臺。

4.2.9 高效沉淀池

主要功能為機械混合、絮凝、澄清和高效混合于一體，去除二級處理后污水中的COD、P、SS等。利用絮凝劑的絮凝作用，沉淀去除水中懸浮物。消毒劑在高密度沉淀池前同絮凝劑加入。

高效沉淀池結構類型為地上鋼混矩形結構，分為機械絮凝池和斜管沉淀池。幾何尺寸為24.2m×19.1m×7m，池數為1座，分2池，混合池單池：設計水量Qmax=2336.4/2=1168m3/h，設計尺寸為2.8m×2.4m×3.5m，有效容積（V）為20m3。其中，機械絮凝池單池有效容積（V）為390m3，機械絮凝反應時間（t）為20min。設置絮凝攪拌機2臺。

斜管沉淀池單座2池，單池尺寸13m×8m×7m，單池有效容積（V）為630m3，表面負荷（qmax）為11.23m3/m2·h，qave為8.01m3/m2·h，鋼絲繩刮泥機2臺。斜管傾角（θ）為60°，長度（L）為1.0m，單格數量（S）為120m2，總計數量（S）為240m2。凸輪泵，流量（Q）為80m3/h，揚程（H）為30m。設備套數為6臺，四用二備。

4.2.10 連續流砂濾池

功能為為了進一步提高處理后污水的達標率，還需進行深度處理，連續流砂濾池將會進一步去除水中的SS，保證出水水質達標。

流砂過濾器單臺過濾面積（S）為10.0m2，型號為DS3600B-AD，設備套數為18套，配套空壓機（含儲氣罐、過濾器）流量（Q）為6.4m3/min，最大工作壓力為（P）為7.5bar，設備數量為2 套（一用一備）。

4.2.11 接觸消毒池

本設計采用二氧化氯消毒，最大投加量為6.0mg/L。加氯間中制備污水消毒所需要的二氧化氯，并通過水射器的抽吸使二氧化氯與水混合形成一定濃度的二氧化氯溶液，并投加到接觸消毒池中。設計巴氏計量槽1座，可以滿足出水計量需要，尾水通過排放管排入廠外排水管道。

結構類型為鋼砼結構，幾何尺寸為20.00m×8.00m×5.80m（超高0.5m），池數為1座，分2格，設計流量（Qave）為1667m3/h，停留時間為30min。

4.2.12 污泥儲池

主要功能為作為生化池剩余污泥及絮凝沉淀池污泥的濃縮場所。結構類型為半地上鋼混矩形結構，幾何尺寸為9m×9m×4.70m，池數為1座。設置中速潛水攪拌器（厭氧缺氧池），設備轉速（n）為960r/min，直徑（D）為280mm，設備數量為1臺。

4.2.13 污泥脫水機房

主要功能為污泥脫水并裝卸外運。結構類型為地上框架結構單層廠房，幾何尺寸為29.50m×16.00m×5.10m，數量為1座。

脫水機房內設置的主要設備如下。污泥脫水機：設備類型為一體化帶式濃縮脫水機，干污泥總量（W）為6560KgDs/d，濕污泥總量（V）為656m3/d，進泥含水率（ρ1）為99～99.2%，出泥含水率（ρ2）為75～80%，工作時間（T）為16h，濾帶有效寬度（B）為2000mm，單機處理量（W）為20～40m3/h，設備數量為1臺。污泥投配泵：設備類型為偏心螺桿泵，設備流量（Q）為40m3/h，壓力（P）為0.4MPa。設備數量為3臺（2用1備）。沖洗水泵：類型為管道離心泵，設備流量（Q）為24m3/h，揚程（H）為60m。設備數量為2臺（一用一備）。污泥輸送機：設備類型為水平無軸螺旋輸送機，設備長度（L）為9.5m，螺旋外徑（R）為420mm。設備數量為1套（隨帶機配套）。PAM加藥系統：絮凝劑（PAM）的投加量約為干污泥重的3‰，設備類型為自動PAM制備裝置，設備制備能力2000L/h。設備數量為1套。

4.2.14 加氯加藥間

二氧化氯發生器設備流量Q為15kg/h，投加量為6mg/L。PAM加藥裝置，設備類型為一體化加藥裝置，配置溶液濃度為1～3‰，投藥能力為2～10kg/h。

5 結論

多模式A/A/O處理工藝結合深度處理可以應用于鄉鎮工業園區污水處理工程，出水能夠達標排放，并且該工藝投資適中，運行穩定[6] ?。本工程的建設能夠有效的收集周邊鄉鎮居民和工業污水進行處理，大大減少對周圍環境的污染，能夠有效改善周圍環境，實現可持續發展。

參考文獻

[1] 張滔，黃顯懷，唐玉朝，等.某工業園區污水廠的工藝診斷及水質優化研究[J].工業用水與廢水，2021（2）：34-38.

[2] 肖飛，董文明，王維紅.基于響應面法優化污水廠脫氮工藝研究[J].廣西師范大學學報：自然科學版，2021（5）： 210-221.

[3] 鄭琬琳，史彥偉，高放，等.改良AAO工藝間歇曝氣對微生物群落特征及運行效果影響[J].給水排水，2021，57（5）：34-39，44.

[4] 韋政，楊燕梅，翁蕊，等.高排放標準下我國城鎮污水廠A2/O工藝升級改造研究進展[J]. 華東師范大學學報：自然科學版，2021（4）：55-63.

[5] 趙旭遠，張露，冒小丹，等.堆存污泥深度脫水及其干化泥餅焚燒特性研究[J].環境科學研究，2021（4）：1015-1022.

[6] 錢林，薛哲驊，王首都.城市污水廠一級A排放標準提標改造工藝設計[J].凈水技術，2020（4）：39-44.