朱曉超

(江蘇東華市政工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇南京 210019)

1 工程概況

1.1 工程背景

揚(yáng)中市城區(qū)目前已建成2 座污水廠，分別為沙家港污水廠和興隆污水廠。沙家港污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5 萬(wàn)m3/d，主要收集城區(qū)生活污水，采用CAST 工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)B 排放標(biāo)準(zhǔn);興隆污水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為5.0 萬(wàn)m3/d，一期工程建設(shè)規(guī)模為1.0 萬(wàn)m3/d，主要收集經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水，采用厭氧水解池+ SBR 池+ 虹吸濾池處理工藝，2009 年4 月開始試運(yùn)行，出水執(zhí)行一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)?！稉P(yáng)中市城鄉(xiāng)污水規(guī)劃(2012 ～2020 年)》確定將沙家港污水廠服務(wù)范圍內(nèi)的污水輸送至興隆污水廠進(jìn)行處理，對(duì)興隆污水廠進(jìn)行擴(kuò)建，擴(kuò)建后總規(guī)模達(dá)到5. 0 萬(wàn)m3/d，工藝流程如圖1所示。

1.2 實(shí)際運(yùn)行情況

兩座污水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)情況如表1 所示。興隆污水廠進(jìn)水中有機(jī)物濃度較高;氮磷濃度均較低，C、N、P 比例不平衡，這與污水廠進(jìn)水主要為工業(yè)廢水有關(guān)。沙家港污水廠主要收集生活污水，由于污水收集系統(tǒng)不完善、地下水滲入等原因，進(jìn)水中有機(jī)物濃度偏低，碳源不足導(dǎo)致反硝化脫氮效果不佳，實(shí)際運(yùn)行中需投加碳源。

1.3 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

揚(yáng)中市近幾年對(duì)污水處理系統(tǒng)工程投入較大，隨著污水收集系統(tǒng)的逐步改造，污水廠進(jìn)水污染物濃度會(huì)相應(yīng)提高。根據(jù)預(yù)測(cè)，生活污水和工業(yè)廢水比例為1.8 ∶1，且污水廠服務(wù)范圍內(nèi)企業(yè)均為一、二類企業(yè)，今后也不會(huì)引入化工產(chǎn)業(yè)和重污染企業(yè)，綜合以上諸多因素，可研階段確定污水廠進(jìn)水水質(zhì)如表2 所示。出水最終排入夾江，根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告出水必須達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 興隆污水廠一期工程工藝流程Fig.1 Process of Phase I Project of Xinglong Wastewater Treatment Plant

表1 2012 年1 ～8 月兩座污水廠平均進(jìn)水水質(zhì)Tab.1 Water Quality of Two Sewage Plant Average from January to August in 2012

表2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab.2 Design Water Quality of Influent and Effluent

2 處理工藝及流程

2.1 一期工程實(shí)際運(yùn)行存在問題

對(duì)興隆污水廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在如下幾個(gè)方面問題。

(1)SBR 區(qū)采用潷水器出水，出水SS 穩(wěn)定性相對(duì)較差。SBR 區(qū)未設(shè)置攪拌器，沉淀后的污泥容易在池底淤積，堵塞曝氣管，影響正常曝氣，也降低了曝氣管使用壽命，目前曝氣管已經(jīng)全部更換一次。沉積在池底的污泥容易成團(tuán)上浮，影響出水水質(zhì)。

(2)SBR 池出水經(jīng)提升后進(jìn)入虹吸濾池，在虹吸濾池前投加FeSO4·7H2O 絮凝劑，由于SBR 池原本出水SS 較高，工藝流程上又未設(shè)置絮凝沉淀池，導(dǎo)致虹吸濾池進(jìn)水SS 較高，且虹吸濾池沖洗水頭較小，沖洗強(qiáng)度受其余幾格濾池的過濾水量影響，沖洗效果不穩(wěn)定，諸多因素造成了濾池堵塞嚴(yán)重。由于未設(shè)計(jì)超越濾池的管道，目前濾池已拆卸濾料，僅起過水作用。

(3)由于污水處理工藝對(duì)SS 的去除未達(dá)到預(yù)期效果，而排江泵房土建規(guī)模為5 萬(wàn)m3/d，集水池容積較大，導(dǎo)致懸浮物在集水池中繼續(xù)沉積，沉積物上浮，使出水中SS 不能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放且細(xì)菌學(xué)指標(biāo)易超標(biāo)。

2.2 處理工藝及流程確定

可研階段通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，二期工程推薦采用更為穩(wěn)定可靠的A/A/O 處理工藝。外加具備很強(qiáng)去除油污和浮渣能力的曝氣沉砂池，高效沉淀池+轉(zhuǎn)盤濾池深度處理工藝，紫外線消毒［1］。污泥采用深度脫水處理工藝。對(duì)主要構(gòu)筑物加蓋除臭，采用生物土壤除臭法。

一期工程進(jìn)水主要為工業(yè)廢水(含危險(xiǎn)廢物)，產(chǎn)泥存在危廢風(fēng)險(xiǎn)，若二期工程產(chǎn)泥按危廢處置，一、二期污水、污泥處理工藝流程需完全分開。一期工程污水仍進(jìn)入一期工程處理系統(tǒng)，將一期工程改良SBR 池改造利用，虹吸濾池改為轉(zhuǎn)盤濾池。工藝流程設(shè)計(jì)上，一、二期工程污水、污泥既可完全分開又可相互混合的運(yùn)行模式，具體如圖2 ～圖4 所示。

圖2 一、二期污水分開處理工藝流程圖Fig.2 Flow Chart of Separated Treatment Process of Xinglong Wastewater Treatment Plant

圖3 一、二期污水混合處理工藝流程圖Fig.3 Flow Chart of Mixed Treatment Process of Xinglong Wastewater Treatment Plant

圖4 一、二期污泥處理工藝流程圖Fig.4 Flow Chart of Process of Sludge Treatment

3 二期工程主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

3.1 細(xì)格柵及曝氣沉砂池

細(xì)格柵和曝氣沉砂池合建，規(guī)模為5.0 萬(wàn)m3/d，分2 組。細(xì)格柵平面尺寸為10.2 m ×4.6 m，曝氣沉砂池平面尺寸為16.3 m×8.5 m。設(shè)2 臺(tái)網(wǎng)板式細(xì)格柵，柵渠寬1.60 m，過水孔徑3 mm，配套中、高壓沖洗泵、輸渣溜槽和高排水型螺旋壓榨機(jī)。曝氣沉砂池水力停留時(shí)間(HRT)為3 min，安裝鏈板式刮砂機(jī)2 臺(tái)，寬1 000 mm，吸砂泵(Q =6 L /s、H =5.0 m、N=4.0 kW)3 臺(tái)，2 用1 備，砂水分離器1套，管式撇渣器2 只。細(xì)格柵間內(nèi)安裝羅茨鼓風(fēng)機(jī)(Q=12 m3/min、H =5.0 m、N =15 kW)2 臺(tái)，1 用1 備。

3.2 改良A/A/O 生化池

規(guī)模為4.0 萬(wàn)m3/d，分2 座，每座總平面尺寸為55.2 m×44.2 m，有效水深6.0 m。主要設(shè)計(jì)參數(shù):水溫為12 ℃，污泥濃度為3.5 g /L，污泥齡為15 d，污泥負(fù)荷為0.063 kg BOD5/kg MLSS·d，好氧混合液回流比為200% ～300%，污泥回流比為50%～100%;設(shè)計(jì)總HRT 為15.2 h(其中預(yù)兼氧區(qū)為0.7 h、厭氧區(qū)為1.5 h、缺氧區(qū)為4.5 h、好氧為8.5 h);氣水比為7.8 ∶1。

每座厭、缺氧池中安裝高速攪拌器1 臺(tái)，低速推流器6 臺(tái)，好氧池中安裝橡膠膜片式微孔曝氣器共3 624 只，內(nèi)回流污泥泵(Q =840 m3/h、H =1.2 m、N= 10 kW)3 臺(tái)。

預(yù)兼氧段、厭氧段、缺氧段設(shè)鋼筋混凝土頂板，在構(gòu)筑物池頂以下抽氣除臭，好氧段采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)上部建筑，整個(gè)房間內(nèi)密封抽氣除臭。

3.3 二沉池

二沉池采用中心進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池，2 座，每座處理規(guī)模均為2.0 萬(wàn)m3/d。直徑為40 m。表面負(fù)荷為0. 93 m3/m2·h(最高日最大時(shí))，0.66 m3/m2·h(最高日平均時(shí))。安裝周邊傳動(dòng)吸泥機(jī)(全橋)2 臺(tái)，N=2.2 kW。

3.4 污泥回流泵房

規(guī)模為4.0 萬(wàn)m3/d，1 座，圓形，直徑為10 m。安裝外回流污泥泵(Q = 840 m3/h、H = 6 m、N =22 kW)3 臺(tái)，2 用1 備，將回流污泥送至生化池;剩余污泥泵(Q=50 m3/h、H=8 m、N=2.2 kW)2 臺(tái)，1用1 備，將剩余污泥送至污泥濃縮池。安裝潛水?dāng)嚢杵? 臺(tái)。

3.5 深度處理組合池

規(guī)模為5.0 萬(wàn)m3/d，1 座，包括高效沉淀池、濾布濾池、紫外線消毒渠和加藥間，總平面尺寸為46.6 m× 27.2 m。

(1)高效沉淀池

平面尺寸為27.2 m ×22.7 m，分2 組，中間設(shè)置管廊，沉淀池直徑為11 m，水深為6.60 m。主要設(shè)計(jì)參數(shù):機(jī)械混合時(shí)間為2.4 min，絮凝反應(yīng)時(shí)間為14.1 min，分離區(qū)表面負(fù)荷為8.6 m3/m2·h。

安裝混合攪拌機(jī)(N =15 kW)2 臺(tái)，可調(diào)速;絮凝攪拌機(jī)(N=2.2 kW)2 臺(tái)，可調(diào)速;中心傳動(dòng)濃縮機(jī)(N =0. 75 kW)2 臺(tái)?；亓魑勰嗉笆Ｓ辔勰啾?Q= 50 m3/h、H =0.2 MPa、N =11 kW)6 臺(tái)，4 用2 備。

(2)轉(zhuǎn)盤濾池

平面尺寸為16 m ×8. 5 m;安裝轉(zhuǎn)盤過濾器(Qmax=970 m3/h、N =0.5 kW)3 套;反沖泵(N =5.5 kW)6 臺(tái)。

(3)紫外線消毒渠

平面尺寸為16 m ×4.2 m，渠道寬度為2.0 m，安裝1 套紫外消毒設(shè)備。TSS 最大值為20 mg/L，紫外透光率在253.7 nm 處＞65%，出水糞大腸菌群＜1 000 個(gè)/L。安裝潛水泵(Q =35 m3/h、H =45 m、N= 7.5 kW)3 臺(tái)(中水回用)，2 用1 備，穩(wěn)壓隔膜罐1 套。

(4)加藥間

平面尺寸為27. 4 m × 9. 6 m?；炷齽┎捎肞AC，藥劑最大投加量為40 mg /L;助凝劑采用PAM，藥劑最大投加量為4 mg/L。PAC 投加點(diǎn)為高效沉淀池混合段(或生化池出水口)以及新脫水機(jī)房，PAM 投加點(diǎn)為高效沉淀池絮凝段。

絮凝劑加藥泵一(Q =315 L /h、H =0.5 MPa、N= 0.55 kW)3 套，2 用1 備，帶變頻，用于高效沉淀池。絮凝劑加藥泵二(Q =656 L /h、H =0.5 MPa、N= 0.75 kW)2 套，1 用1 備，帶變頻，用于脫水機(jī)房。助凝劑加藥泵(Q=400 L /h、H =0.3 MPa、N =0.75 kW)3 套，2 用1 備，帶變頻。助凝劑制備裝置1 套。液下提升泵(Q = 10 m3/h、H = 15 m、N =5.5 kW)2 套。溶液攪拌機(jī)(D = 1 500 mm、N =1.1 kW)2 套。

3.6 鼓風(fēng)機(jī)房

利用一期工程鼓風(fēng)機(jī)房，安裝3 臺(tái)離心鼓風(fēng)機(jī)(Q=108 m3/min、H =7.5 m、N =185 kW)，2 用1備，新建鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)廊道。

3.7 新建污泥處理系統(tǒng)

二期工程產(chǎn)生的污泥進(jìn)入新建污泥處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)規(guī)模為5.0 萬(wàn)m3/d，包括污泥濃縮間、儲(chǔ)泥池、調(diào)理池、脫水機(jī)房，利用現(xiàn)狀儲(chǔ)泥池、濃縮間、調(diào)理池和脫水機(jī)房合建。

(1)污泥濃縮間

平面尺寸為9.3 m×6.4 m，安裝螺壓式濃縮機(jī)2 臺(tái)，1 用1 備，處理量為400 ～600 kg DS/h;沖洗水泵(Q=12.5 m3/h、H=50 m、N=5.5 kW)2 臺(tái)，1 用1 備;在濃縮機(jī)前設(shè)置PAM 和PAC 投藥點(diǎn)，安裝PAM 自動(dòng)加藥裝置1 套，制備量為2 m3/h。濃縮機(jī)出泥排至儲(chǔ)泥池，含固率5%左右。

(2)儲(chǔ)泥池

利用現(xiàn)狀儲(chǔ)泥池，有效容積為87 m3，安裝框式攪拌機(jī)1 臺(tái)，直徑為3 500 mm，N 為1.1 kW。儲(chǔ)泥池出泥通過離心泵輸送至調(diào)理池，安裝2 臺(tái)離心泵(Q=150 m3/h、H=12 m、N=11 kW)，1 用1 備。

(3)調(diào)理池

平面尺寸為8.9 m×4.6 m，1 座，分2 格，每格平面尺寸為4.0 m×4.0 m，有效水深為4.0 m，安裝三層三槳式攪拌機(jī)，直徑為1 500 mm，N 為18.5 kW;設(shè)置PAC、PAM 和石灰投藥點(diǎn)，安裝石灰加藥裝置1 套，料倉(cāng)有效容積為30 m3。

(4)脫水機(jī)房

平面尺寸為24.5 m ×12.5 m，1 座，分上下2層，上層布置板框壓濾機(jī)和控制室，下層布置配套設(shè)備。安裝板框壓濾機(jī)2 臺(tái)，進(jìn)泥含水率為95% ～97%，出泥含水率為≤60%，污泥處理量為5 t 干泥/d;配套安裝低壓污泥進(jìn)料泵(Q = 80 m3/h、P ≥0.6 MPa、N=30 kW)2 臺(tái)，1 用1 備，均變頻;保壓螺桿泵(Q=25 m3/h、P≥1.2 MPa、N=18.5 kW)2 臺(tái)，1 用1 備，均變頻;隔膜壓榨泵(Q =16 m3/h、H =189 m、N=15 kW)2 臺(tái)，1 用1 備，均變頻;濾布沖洗泵(Q=16 m3/h、H=400 m、N=18.5 kW)2 臺(tái)，1 用1 備;壓榨儲(chǔ)水箱1 只，容積為10 m3;清洗水罐1只，容積為5 m3;空壓機(jī)(Q =3. 0 m3/min、Pmax=1.05 MPa、N=22 kW)2 臺(tái)，1 用1 備;冷干機(jī)1 臺(tái);儲(chǔ)氣罐2 只，容積分別為1 和10 m3;雙螺旋輸送機(jī)2 只;水平和傾斜螺旋輸送機(jī)各1 只;自動(dòng)卸料污泥料倉(cāng)1 只，有效容積為50 m3。

3.8 對(duì)一期工程改造

SBR 池SBR 區(qū)安裝高速攪拌器2 臺(tái)，提高混合效果，也防止污泥沉積。現(xiàn)狀虹吸濾池改為轉(zhuǎn)盤濾池，規(guī)模為1.0 萬(wàn)m3/d。若一、二期污水合并處理，一期SBR 池出水接入二期高效沉淀池+轉(zhuǎn)盤濾池深度處理工段;若一、二期污水分開處理，一期SBR池出水接入改造后的轉(zhuǎn)盤濾池處理，保證出水SS 達(dá)標(biāo)排放。

3.9 生物土壤除臭系統(tǒng)

生物土壤除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)如表3 所示。吸氣量的大小可根據(jù)是否進(jìn)入，按2 ～8 次/h 換氣量計(jì)算。其中除臭系統(tǒng)(二)、除臭系統(tǒng)(三)布置在生化池鋼筋混凝土頂板上，其余結(jié)合廠內(nèi)綠地布置。

表3 生物土壤除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)一覽表Tab.3 Biological Soil Deodorization System

4 工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(1)針對(duì)一期工程存在問題，二期選用合適工藝

一期工程SBR 池沒有穩(wěn)定有效運(yùn)行，二期工程通過比選后采用更為穩(wěn)定可靠的A /A /O 處理工藝，為了使TP 和SS 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，二期工程采用高效沉淀池+轉(zhuǎn)盤濾池深度處理工藝。

(2)運(yùn)行模式靈活多樣

一期工程進(jìn)水主要為工業(yè)廢水，存在危廢風(fēng)險(xiǎn)，在工藝流程設(shè)計(jì)上，一、二期工程污水、污泥可完全分開處理，一期工程產(chǎn)泥單獨(dú)處置。另一方面，一期工程進(jìn)水以工業(yè)廢水為主，有機(jī)物濃度偏高、氮磷濃度偏低，二期工程進(jìn)水以生活污水為主，有機(jī)物濃度偏低、氮磷濃度偏高，污水相混合后C、N、P 達(dá)到合適的比例，將提高污水處理效率。因此，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管，在不存在危廢風(fēng)險(xiǎn)的情況下，一、二期工程污水、污泥可相互混合處理。

(3)采用較先進(jìn)工藝、設(shè)備

采用網(wǎng)板式細(xì)格柵，對(duì)柵渣、纖維等物質(zhì)截留效率高，有利于后續(xù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)。因廠內(nèi)用地有限，無法建設(shè)重力濃縮池，設(shè)計(jì)采用機(jī)械濃縮機(jī)和后續(xù)調(diào)理池、高壓板框壓濾機(jī)組合使用，在濃縮機(jī)前設(shè)置PAM 和PAC 投藥點(diǎn)，在調(diào)理池設(shè)置PAC、PAM 和石灰投藥點(diǎn)，在試運(yùn)行中摸索出合適的投加量。采用生物土壤除臭，在去除臭氣的同時(shí)，土壤濾池表面種植草坪與廠區(qū)綠化結(jié)合，美化廠區(qū)環(huán)境。

(4)節(jié)約化布置

用于污水深度處理的高效沉淀池、濾布濾池、紫外線消毒渠和加藥間合建，二期工程污泥處理的濃縮間、調(diào)理池和脫水機(jī)房合建，節(jié)約化布置，節(jié)省占地，降低造價(jià)。

5 結(jié)語(yǔ)

興隆污水廠二期工程總投資約1.50 億元，除了達(dá)到擴(kuò)建4.0 萬(wàn)m3/d 目的外，其污水預(yù)處理、深度處理及污泥處理、除臭按照5.0 萬(wàn)m3/d 規(guī)模設(shè)計(jì)，對(duì)一期工程進(jìn)行了整合利用，污水、污泥處理方案靈活多樣，可供同類城市污水廠改造時(shí)參考借鑒。

［1］鄭興燦，尚魏.城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的工藝流程分析與建議［J］.給水排水，2009，35(5):24-28.