珠海市规划设计研究院 广东珠海 519000
摘要：本文结合工程实例，详细阐述了城市污水处理厂改良型AAO工艺的设计方案，重点介绍了其工艺设计中的各构筑物设计规划内容，并通过实际运行结果表明，该污水处理厂出水水质能稳定达到一级A排放标准，处理效果明显，以供相关人员参考借鉴。
关键词：城市污水处理厂；AAO工艺设计；运行实施
当下污水处理系统正不断完善，因此污水处理厂的处理工艺技术也必须面向更高的层面。在污水处理中，通过改良型AAO工艺对污水处理厂进行设计施工，运用更加高效稳定的污水处理系统对城市污水进行排放前处理，实践证明其运行效果明显，排放水质稳定达到排放标准，具有极大的环境以及经济效益，值得提倡运用。
1 设计进、出水水质
进水水质预测需综合分析污水处理厂污水来源及水质的变化趋势，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准，出水排入河。
一期工程的设计进、出水水质如表1。
3 主要构筑物设计
3.1 粗格栅及进水泵房
粗格栅间与进水泵房合建，土建按4.5×104m3/d设计。2条粗格栅渠道，安装回转式格栅除污机2台，格栅宽度为1.00m，栅缝为20mm，格栅倾角为75°，用于拦截直径较大的漂浮悬浮物质，设计过栅流速为0.75m/s，过栅水头损失为0.30m。栅渣由1台无轴螺旋输送机输送至栅渣压榨机挤压脱水后，与厂区污泥泥饼一起外运处理。
进水泵房内设置4台水泵位置，一期工程设备安装规模为3.0×104m3/d，安装3台潜水排污泵（2用1备），其中1台水泵变频控制，适应不同的水量条件。二期工程在预留泵位上新增1台同型号水泵，3用1备。
3.2 细格栅及沉砂池
粗格栅池与沉砂池合建，设计规模为4.5×104m3/d设计，设备全部安装。2条细格栅渠道，每条渠道设两级细格栅，以有效去除悬浮物质，降低后续水解酸化池的负荷；第一级格栅采用回转式细格栅，栅缝为5mm，第二级格栅采用转鼓式细格栅，栅缝为3mm。两级格栅的栅渣各采用1台无轴螺旋输送机输送，经沿细格栅池外墙设置的落渣管落至地面垃圾筒，外运处理。
沉砂采用旋流沉砂池2座，为圆形钢混构筑物，单池直径为3.05m，深度为3.65m，用于去除原水中密度＞2.65g/cm3、粒径＞0.2mm的无机砂粒。池内配套安装旋流沉砂搅拌装置、提砂泵、砂水分离器等设备。
3.3 水解酸化池
水解酸化池设计规模为3.0×104m3/d，设计采用泥法水解酸化工艺，这种工艺由升流式厌氧污泥床反应器（UASB）演变而来，它集生物降解、物理沉降和吸附于一体，污水缓慢穿过水解酸化池底部的泥层，合理的设计将反应控制在水解、酸化阶段，污水中的颗粒和胶体污染物得到有效截留和吸附，并在产酸菌等微生物作用下得到分解和降解，同时对大肠杆菌和蛔虫卵也有显著的去除作用。主要设计参数：设计规模为3.0×104m3/d，总平面尺寸为40.0m×35.0m，中间为管廊，有效水深为5.50m，平均流量时停留时间为5.40h，最大流量时停留时间为3.72h，平均流量时上升流速为1.01m/h，最大流量时上升流速为1.48m/h。
3.4 组合式C－AAO生化沉淀池
3.4.1 池体布局
组合式C－AAO生化沉淀池以改良型AAO工艺的生化池与辐流式二沉池合建为基础，将缺氧池、厌氧池、好氧池、二沉池、硝化液回流、污泥回流、剩余污泥排放等系统组合为一体，形成组合式生化沉淀池，兼顾多种功能。该工艺具有占地面积小、投资省、能耗低、原水适应能力强、运行管理方便的突出优点。
池体平面图如图2所示。
组合式C－AAO生化沉淀池的设计规模为3.0×104m3/d，两组对称布置，单组建设规模为1.5×104m3/d，能够实现半边运行，以满足设备检修更换需求。
3.4.2 改良型AAO工艺
改良型AAO工艺将缺氧池置于厌氧池之前，来自二沉池的回流污泥、0～100%的进水和100%～300%的硝化液回流进入缺氧阶段，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氮，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。生化池进水采用堰门调节，30%～50%来水进入缺氧区，70%～50%来水进入厌氧区，两点进水的方式，使得缺氧段污泥浓度较好氧段高出近50%，分段进水系统比常规法具有较多的污泥储量和较长的污泥龄，从而增加了处理能力；单位池容的反硝化速率明显提高，反硝化作用能够得到有效保证。在不同进水水质、不同季节情况下，根据生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧和厌氧段的进水比例，反硝化作用能够得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证。
3.4.3 生化池设计
设计最低水温为10℃，污泥龄为17.14d，混合液污泥浓度为3.80g/L，污泥总产率系数为0.56kgMLVSS/kgBOD5，污泥负荷为0.068kgBOD5/（kgMLSS•d），好氧池容为11800m3，缺氧池容为6600m3，厌氧池容为2250m3，总池容为20650m3，水力停留时间为16.52h。设计需氧量为10105.88kg/d，折合空气量为162.22m3/min。缺氧区潜水推进器4台，单台功率为11.0kW，厌氧区潜水搅拌器4台，单台功率为3.0kW，好氧区曝气方式采用盘式微孔曝气器，合计5610个，单个曝气器服务面积为0.36m2。
3.4.4 二沉池设计
出水水质要求较高，选择具有大容量、高负荷、高稳定性特点的周边进水、周边出水二沉池，数量2座，直径为33.0m，最大流量时表面负荷qmax=1.06m3/（m2•h），平均流量时表面负荷为0.73m3/（m2•h），沉淀时间为3.59h，池边水深为4.80m，其中有效水深为3.80m，缓冲层高度为1.0m，超高1.00m，总高度为5.80m。
设备采用中心传动单管吸泥机，具有迅速吸泥、高浓度污泥、吸泥平稳、结构简单、日常维护量小等特点。
3.4.5 污泥回流及排放系统设计
硝化液回流、污泥回流、剩余污泥排放系统设置于长方形改良型AAO生化池与圆形二沉池合建形成的“三角形区域”内（如图2所示）。硝化液回流采用水平穿墙泵6台，单台流量为650m3/h，扬程为10kPa，功率为4.0kW；污泥回流采用潜水排污泵6台，单台流量为310m3/h，扬程为35kPa，功率为7.5kW；剩余污泥排放采用潜水排污泵3台（2用1备），单台流量为30m3/h，扬程为150kPa，功率为4.0kW。
3.5 混凝沉淀池
混凝沉淀池设计规模为3.0×104m3/d，尺寸为36.85m×9.40m×4.2m。机械絮凝池2组，对称布置，采用三级絮凝沉淀，共6格沉淀区，每格平面尺寸为4.50m×4.50m，有效水深为4.20m，水力停留时间为24.50min。上向流斜管沉淀池2组，对称布置，每组平面尺寸为20.10m×4.50m，表面负荷为6.90m3/（m2•h），斜管倾角为60°，有效水深为4.10m，其中清水区为0.90m，斜管高度为0.90m，缓冲层为1.20m，排泥区为1.00m。
3.6 过滤消毒池
过滤方式采用纤维转盘滤池，保证出水SS达标，消毒方式采用紫外线消毒，保证出水的微生物学达标，过滤池与消毒池合建，设计规模为3.0×104m3/d。
纤维转盘滤池2组，直径为3.0m，单组盘片数量12片，旋转驱动功率为0.75kW。进水SS≤20mg/L，出水SS≤10mg/L，滤速≤15m3/（h•m2），水头损失为0.6m，反冲洗水泵每池配5台，共10台，单台流量为50m3/h，扬程为70kPa，功率为2.2kW，冲洗频率约3～5次/h。
紫外线消毒渠道1组，安装1套紫外线消毒设备，功率约25kW。
3.7 出水井
过滤消毒池出水设计独立的出水井一座，平面尺寸为2.50m×3.00m，内部采用蓝色瓷砖饰面，中间设置不锈钢出水堰板，处理后尾水排入运河，运河水位较低时，出水井内形成“瀑布状”的出水效果，观赏性较好。同时，出水井也作为地方环保部门出水监测系统的监测点，方便取水。
3.8 鼓风机房
鼓风机房土建设计规模为4.5×104m3/d，平面尺寸为20.00m×9.00m，设计5台鼓风机位置，一期工程安装罗茨鼓风机3台（2用1备），单台风量为81m3/min，风压为58.8kPa，功率为132kW；预留两台鼓风机位置，供二期工程使用。
3.9 污泥浓缩池
污泥浓缩池污泥由三部分组成：二沉池剩余污泥量为448.89m3/d，含水率为99.20%；水解酸化池剩余污泥为144.50m3/d，含水率为99.00%；混凝沉淀池排泥为205.35m3/d，含水率为99.20%；设计总污泥量为798.74m3/d，平均含水率为99.16%，折合绝干污泥量为6.68tDS/d。
污泥浓缩池直径为15.0m，有效水深为4.0m，污泥固体负荷为37.80kg/（m2•d），设计停留时间为21.23h。设计浓缩后污泥含水率为98%，浓缩污泥量为333.95m3/d。污泥浓缩池内安装桨板式中心传动污泥浓缩机一台，功率为3.7kW。
3.10 污泥脱水机房
污泥脱水机房土建设计规模为4.5×104m3/d，平面尺寸为34.00m×15.00m，设计3台污泥脱水机位置，一期工程安装带式污泥脱水机2台，预留1台机位供二期工程，带宽为2.0m，单机处理能力为20～40m3/h，污泥脱水机配套设置污泥螺杆泵2台、冲洗水泵2台。设计脱水前污泥含水率为98.5%，脱水后污泥含水率为80%；脱水机运行时间为6～8h/d。
絮凝药剂采用高分子聚丙烯酰胺（PAM），加药量按干泥量的0.4%考虑，采用全自动絮凝剂制备、投加设备，数量1套，配药能力3～5kgPAM/h，药剂浓度为0.1%～0.5%。
污泥脱水机房旁设污泥斗，有效容积为30m3，2台污泥脱水机的污泥汇集至1台水平螺旋输送机，再经倾斜螺旋输送机提升进入污泥斗，由污泥斗底部的电动刀闸阀控制，重力落入运泥卡车中，泥饼外运，经堆肥处理实现无害化处置。
3.11 中水回用
工程出水水质较好，带式污泥脱水机的滤带冲洗全部采用处理后尾水。厂区内设置中水回用系统，在脱水机房内设置隔膜式气压罐一套，有效容积为1.36m3，设计压力等级为1.0MPa，水源来自出水井，中水管网覆盖全厂，场内绿化浇灌、生产车间地面冲洗、道路冲洗、车辆及设备清洗等全部采用处理后的尾水，节约了厂区自来水消耗量。
4 运行效果
污水处理厂2013年日常监测的具体运行数据（月平均值）。根据监测结果，出水各项水质指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级A标准，出水水质稳定。
5 设计特点
（1）预处理系统的水解酸化池采用泥法工艺运行，污泥浓度能达到20g/L，集生物降解、物理沉降和吸附于一体，污水中的颗粒和胶体污染被截留吸附后降解，对于提高污水的可生化性效果明显。
（2）二级生化处理采用“组合式C－AAO生化沉淀池”：以改良型AAO工艺的生化池与二沉池为基础，整合硝化液回流、污泥回流、剩余污泥排放等辅助功能于一体，该池型具有占地面积小、投资省、能耗低、原水适应能力强、运行管理方便的突出优点。
（3）三级处理采用“混凝沉淀+转盘滤池”工艺，有效保证出水的各项指标，设备简单可靠，运行效果好。
6 结语
总之，改良型AAO工艺由于其良好稳定的污水处理能力，十分适用于城市污水的处理。且从实际情况来看，该工艺设计对今后污水处理厂的提高排放标准有很强的适应性，应在污水处理系统中应用发展。
参考文献：
[1]陈景玲、沈连峰、徐道金、王谦.改良型A/A/O工艺在污水处理中的应用分析[J].河南科学.2009（10）
[2]鄢卫东.广州市炭步镇污水处理厂多模式AAO工艺的设计与运行[J].中国给水排水.2012（20）
论文作者:韩飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：污泥论文; 格栅论文; 污水处理论文; 工艺论文; 水质论文; 生化论文; 水井论文; 《基层建设》2017年4期论文;