某区污水处理厂改扩建工程设计方案

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摘要：基于大连市某区污水处理厂的现状，结合城市建设发展而引起的污水量的增多，对该污水厂进行提标改造。主要包括现状一期工程的提标改造和二期新建污水处理工程。通过对污水厂的各个处理构筑物精细合理的计算设计后确保出水达到相应标准后排放。

关键词：污水处理；提标改造；生化处理

引言

大连市某新区污水处理厂一期工程于2008年投产，日处理能力4万m3/d，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。自投产运行以来，处理效果运行稳定良好。随着国家环保要求的提高，以及开发区周边人口和企业数量的不断增长，污水量不断增长。在目前水质和水量不能满足现状及未来发展要求的情况下，只有将该污水厂进行提标改造并扩建，以解决现状问题。

1污水厂现状

污水厂一期工程规模4万m3/d，生化系统为悬挂链倒置A2O工艺，处理工艺：粗格栅—提升泵房—细格栅间—旋流沉砂池—悬挂链倒置A2O—接触消毒池—北大河。目前该水厂一期工程处理效果运行稳定，由于目前出水执行GB18918-2002中一级B标准，导致水质未达标，因此，对一期工程需进行提标改造，增加深度处理工程以保证出水达到一级A标准。

2设计进出水水质及处理工艺

2.1设计进水水质

根据该污水处理厂实际监测数据，同时结合周边已运行的污水处理厂的进水水质情况，考虑老城区污水管网分流制的逐步实施，进水水质基于以上几种原因导致其不断的恶化，鉴于此，二期工程的进水水质指标确定CODcr：500mg/L，BOD5:200mg/L，SS:300mg/L，NH3-N:30mg/L，TP:5mg/L，TN:50mg/L，pH:6~9。

2.2设计出水水质

污水厂一期提标改造和二期工程统一出水水质指标，均需达到一级A标准，具体为：CODcr≤50mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤5mg/L，TP≤0.5mg/L，pH=6~9。

3一期提标改造工程设计

该污水厂一期提标改造工程方案为改造一期生化池和将原有闲置的一期接触池改造为中途提升泵站。考虑到原有生化池加深度处理工艺处理污水后存在不能达标排放的风险，导致收纳水体污染，因此对一期生化池采用适当的措施改造以保证污水在生化和深度处理工艺后经消毒后能达标排放。结合大量的工程实践经验，在保证原有生化池池容的情况下，通过添加生物调料增强硝化和反硝化的处理效果达到处理效果。在生化池内通过添加特定数量的生物膜悬浮载体填料，则其内外必然因其环境而生长某些厌氧菌、兼氧菌和好氧菌。其中厌氧菌和兼氧菌生长在填料内部，好氧菌生长在填料外部[1]。每一个填料被作为微型反应器，污水与生长在载体填料上的生物膜在曝气或者搅拌机的搅拌作用下紧密频繁接触[2]。生物膜的更新以及其活性的强化与系统传质效率的增高同时进行，进而导致悬浮载体填料与原活性污泥构成复合式生态系统，生化池总的生物量由于附着在生物填料上的生物膜而增加[3]。生化池的处理效果在活性污泥和悬浮载体填料表面生物膜的共同作用下提高，为深度处理创造有利条件。改造思路：优先保证缺氧反硝化池容，以投加填料方式补充好氧区不足部分；改造基本可不动土建，实现立体扩容或提标。改造内容：将原有倒置AAO工艺改为AO工艺。（1）原有缺氧池保持不变，为5000m3。（2）原有厌氧池改为缺氧池，搅拌器利旧；故缺氧池容积达到10000m3。（3）原有好氧池部分改为好氧MBBR池，向池内投加悬浮填料，对曝气系统进行改造，出水口处设置拦截筛网。（4）增加内回流泵。（5）悬浮填料填充量20%，总用量700m3。（6）有效水深为4.5m，总回流比为270%，气量为13383m3/h，好氧区有效生物膜面积为4.03×105m2。（2）将一期闲置的接触池改造为中途提升泵站，用于将一期生化池污水送至二期絮凝池前统一进行深度处理，选用3台污水提升泵站（2用1备），参数为Q=1000m3/h，H=6m，N=30kW。

4二期工程设计

本工程总体设计原则：将二期工程和一期深度处理工程合并到一个单体进行设计，将二期二级处理后的水和一期二级处理后的水统一处理达到排放标准。因此本工程污水处理一、二级处理构筑物处理规模为6.0万m3/d，深度处理构筑物处理规模为10.0万m3/d。

4.1处理工艺

处理工艺为预处理工艺、二级生化处理工艺和深度处理工艺组成，预处理工艺主要为粗细格栅及曝气沉砂池，二级生化处理工艺为改良A2/O工艺，深度处理工艺为机械反应网格絮凝+斜管沉淀+翻板滤池。最终污水经过紫外线消毒后排入北大河。其中除深度处理间规模为10万m3/d外，其它构筑物规模均为6万m3/d。

4.2预处理系统工程设计

将粗格栅、提升泵站、细格栅、曝气沉砂池合建。（1）粗格栅及提升泵房3台旋转粗格栅清污机，b=20mm，B=1300m。配套设置移动式垃圾小车负责栅渣的外运。污水提升泵房内水泵5台（4用1备）（Q=840m3/h，H=16m，N=75Kw）。（2）细格栅及曝气沉砂池3台转股式格栅清污机，栅距2mm，1台配套无轴螺旋输送机。曝气沉砂池停留时间8.0min，并设置桁车泵吸式吸砂机1台，吸砂泵2台，罗茨鼓风机2台，砂水分离器1台。

4.3改良AA/O综合生化池

生化池分污泥调节区，厌氧区，缺氧区和好氧区。进水为多点进水，其中曝气沉砂池出水25%进入A2/O生化池的污泥调节区，在污泥调节区和二沉池回流污泥进行混合。曝气沉砂池出水75%汇入到厌氧区，内回流泵设置在好氧池尾端，200%水量直接进入缺氧区，外回流水量通过平流二沉池行车吸泥机吸泥泵提升，通过渠道进入反硝化污泥区，好氧池处理水量通过渠道进入平流二沉池[4]。主要设计参数：AA/O池2座，设计泥龄为19d，污泥负荷达到0.070KgBOD5/m3•d，容积负荷是0.37KgBOD5/m3•d，厌氧缺氧调节区有效水深为5.8米，停留时间为2.0h，缺氧区有效统计9280m3，停留时间为3.1h，缺氧好氧调节区停留时间为12.4h。最大供气量330m3/min。膜片式微孔曝气器被应用做为生化池曝气器，生化池内曝气采用鼓风机供给，鼓风机设置在综合处理池设备间内。平流二沉池：沉淀时间4.0h，表面负荷1.0m3/m2•h，回流污泥浓度6.0~8.0g/L，有效水深5.0m。机械混合、网格絮凝池：设计规模10，0000m3/d，共两组，采用机械搅拌混合，每组设置一格机械搅拌混合池，絮凝采用网格絮凝池，设计混合时间120s，采用两组网格絮凝池，设计絮凝时间20min。斜管沉淀池：规模10.0万m3/d，总共两座，清水区内上升流速：v=0.6mm/s；斜管安装角度：a=60°，结构系数：e=1.03。沉淀池集水系统采用不锈钢集水槽。机械排泥后污泥被排入污泥缓冲池。翻板滤池：规模10万m3/d，设计滤速6.86m/h，强制滤速7.62m/h，滤池以双排形式布置，共有10个过滤单元，单个过滤单元面积为74.48m2。滤床采用双层过滤材料设计，上部过滤材料为火山岩过滤材料，下层为石英砂。承托层采用粗粒径石英砂。紫外线接触池：紫外线消毒槽采用两组渠道，主要参数：悬浮物含量TSS低于10mg/L（最大值），紫外穿透率：60%（最小值）。消毒指标：粪大肠杆菌数1000个/L（30天几何平均值）。鼓风机间：鼓风机设置在AA/O综合处理池的设备间。加药间：加药间与综合处理池合建，絮凝剂采用聚合铝铁，平均投加量58mg/l，投加浓度4%。助凝剂采用PAM，投加浓度问3‰。由于进水COD浓度有所波动，需投加碳源投加剂应对此种变化，本工程使用碳源投加剂是醋酸钠。

4.4污泥脱水间

规模按6.0万m3/d设计。采用离心浓缩脱水机对污泥进行浓缩。该污水厂干泥量9.04t/d，则每日产泥量为1808m3（含水率为99.5%），脱水机台数为3台，单台参数为Q=40m3/h，N=55Kw。污泥脱水后外运处置。

4.5除臭滤池

除臭滤池平面尺寸13.5m×10m×2.8m，需要除臭的单元为粗格栅、细格栅、改良AA/O生化池，共设置4台臭气收集风机（1台备用）置于除臭风机设备间。

4.6工艺特点

（1）将二、三级处理工艺、鼓风反冲洗等设备及加药系统采用合建的方式，基本采用渠道连接各个单元处理构筑物，该工艺具有流程通畅，路线简捷，节省能耗，减少占地等特点，内外回流及投药消毒系统都在一个单体进行，处理效果稳定，能够达到预期处理标准。（2）该处理工艺总图布置紧凑，布局合理，占地面积比分散布置减少30％，同时减小了环境的污染及降低厂区噪音，厂区生态环境良好，同时提高了工作人员的工作效率，加强了污水处理厂的一体化管理，减少了厂内管道的敷设，方便污水处理厂的统一管理和维护。（3）本工程根据构筑物结构特点将AAO池、二沉池、机械混合网格絮凝池、斜管沉淀池以及翻板滤池以及紫外线消毒接触池合建、这样既节省了土建又节省了水力高程，降低了工程投资成本及运营成本，体现出节能减排的特点。

结语

（1）一期升级改造工程总投资为11951.78万元。其中工程投资为10489.11万元；单位处理成本为1.946元，单位经营成本为1.316元。二期新建工程总投资为20694.04万元，其中工程投资为17321.54万元；单位处理成本为1.924元，单位经营成本为1.213元。（2）该污水厂的污水处理工艺设计方案，保证一期提标改造工程以及二期新建工程出水达标排放，减轻收纳水体污染情况。污水厂建成投产运行后，污染物的排放量将得到有效削减，对区域水环境的改善做出贡献。

参考文献

[1]方土,周家中,吴迪,等.长三角地区某污水处理厂准Ⅳ类水提标改造分析[J].中国给水排水,2018,34(17):94-99.

[2]孟涛,刘杰,杨超,等.MBBR工艺用于青岛李村河污水处理厂升级改造[J].中国给水排水,2013，29（2）：59-61.

作者：周康 单位：中国市政工程东北设计研究总院有限公司