任云
南京市市政设计研究院有限责任公司 江苏 南京 210008
摘要：沿河县污水处理二期工程设计总规模为2.4万m3/d，近期规模为1.4万m3/d。二期工程污水处理采用改良A2/O+高效沉淀池+接触消毒工艺，污泥处理采用机械浓缩+调理+板框压滤深度脱水工艺，将污泥含水率降至60%。建成后对保护乌江水质，保护长江三峡库区水环境质量具有重要的意义。
关键词：污水处理厂；改良A2/O工艺；机械浓缩；保护水环境
1.工程概况
1.1工程背景
沿河县污水处理一期工程设计规模为0.7万m3/d，主要收集城区生活污水，处理工艺为一体化氧化沟，出厂水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标，受纳水体乌江地表水。
随着沿河县城区建设力度不断加大，城区人口数量过快增长。同时，沿河县中心城区规划人口和规划建设用地均发生较大变化，预测污水量增多，且现有污水处理厂已达到85%负荷，预计1-2年污水处理厂将满负荷运行。根据修编后的县城总体规划预测，沿河县主城区2020年平均污水总量为2.1万m3/d，远期（2030年）中心城区平均污水总量为3.1万m3/d。拟在现有仓坝污水处理厂下游5公里处新建沿河县城污水处理二期工程，近期规模为1.4万m3/d，远期规模为2.4万m3/d。
1.2一期工程实际运行情况
沿河县城污水处理厂日均进水量为6000m3/d左右。实际进、出水水质如表1所示，出水水质能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18 918-2002）的一级B类标准。
1.3设计进 图1 污水分流管网系统布置图
2.污水分流管网系统布置方案
2.1分流污水量
根据污水量预测，需从一期污水处理厂分流至二期污水处理厂的污水量约2.0万m3/d，北部工业园区污水量约0.4万m3/d。
2.2污水管网布置方案
根据现场踏勘，一期污水处理厂至二期污水处理厂（复兴厂址）段地形为一条沿乌江的公路，公路与乌江之间为地形较为陡峭的斜坡地带，公路东侧为地形更为陡峭的山体。通过方案比较确定如下方案：
在现状一期污水处理厂西侧新建2万m3/d污水提升泵站，沿乌江右岸的公路敷设DN600球墨铸铁管将污水直接输送至二期污水处理厂细格栅进行处理；对于乌江北片区工业园区污水，经d400~d500重力管收集后在二期污水处理厂内新建0.4万m3/d一体化泵站，提升至细格栅进行处理。污水管网系统布置图如下。
3.污水处理工艺及流程
可研阶段通过技术经济比选，确定了污水处理工艺、污泥处理处置工艺、污水消毒方式以及除臭工艺[1]。流程图如下：
4.二期工程主要构筑物设计
4.1粗格栅及提升泵房
根据污水分流管网系统布置方案，在二期工程厂内设粗格栅及进水泵房1座，规模为0.4万m3/d，采用一体化提升设备。一体化设备尺寸为Φ=3.0m，深9m。设计流量Qmax=295m3/h，总变化系数Kz=1.77。主要设备有污水一体化泵站（D=3m，Q=220m/h，H=7.0m，N=1.1Kw）共3台、潜污泵（Q=300m3/h，H=17.0m）共2台，1用1备和d500粉碎型格栅（1台，成品）。
4.2细格栅及旋流沉沙池
本工程设计细格栅及旋流沉沙池1座，按远期规模2.4万m3/d设计，采用细格栅与沉沙池合建的形式。细格栅尺寸为12m×1.2m×1.9m，钢筋混凝土结构，共2座。设计单渠宽1200mm，最大过栅水头损失0.30m。主要设备有循环式齿耙清污机2台（B=1.1m，b=5mm，α=60°，N=1.5Kw）、配套无轴螺旋输送压榨机1套（B=260mm，L=5m，N=1.5Kw）以及每道格栅前、后设有渠道钢制闸门供检修和切换用。沉砂池共2座（2.43m×5.00m，Qmax=735m3/h）。主要设备有旋流沉砂池除砂机（XLCS-1000，N=3.7Kw）2套、罗茨鼓风机（Q=0.75m3/min，P=49KPa，N=1.5Kw）2台，1用1备以及螺旋式砂水分离器（L=6000mm，N=0.75Kw）2套，每池1套。
4.3改良A2/O生物池
本工程设计改良A2/O生化反应池2座，设计规模1.40万m3/d，单座规模为0.70万m3/d，单池结构尺寸为32×24×6.60。主要设计参数：总水力停留时间HRT为14.01h（其中预缺氧区为0.5h、厌氧区为1.5h、缺氧区为3.51h、好氧区为8.50h），设计水温最低为12℃、最高为25℃，混合液浓度为4gMLSS/L，有效水深为6.0m，好氧污泥负荷为0.07kgBOD5/kgMLSS•d，污泥回流比为100%，混合液内回流比为100%～300%，污泥产率Ys为0.52kgDs/去除kgBOD5，总实际供气量为3796m3/h，气水比为6.5:1，污泥龄为17d。主要设备有高速潜水搅拌器（缺氧区，N=1.5Kw，D=400mm）2台，高速潜水搅拌器（厌氧区，N=4.0Kw，D=615mm）2套，低速推流器（缺氧区，N=4.0Kw，D=1200mm）6套，混合液内回流泵（Q=292m3/h，H=1.0m，N=1.5Kw）6台（4用2备），微孔曝气器（直径260mm，通气量3m3/h•只）1265只。
图2 污水处理厂二期工程工艺流程
4.4二沉池
本工程设计二沉池2座，单座设计规模0.7万m3/d，采用周进周出池型。主要设计参数：表面水力负荷为0.9m3/（m2•h），池径22m，有效水深4.0m，停留时间4.0h，安全超高0.30m。安装周边传动单管刮吸泥机（D=22m，N=0.75kw）1套。
4.5配水井及污泥回流泵房
本工程采用配水井与回流泵房合建，共1座，设计规模1.4万m3/d。圆形，池径为10m，回流污泥泵房有效水深5m，配水井及污泥回流泵房总高为7m。主要设备有潜污泵（回流污泥泵，Q=292m3/h，H=5m，N=18.5kw）3台，2用1备；潜污泵（剩余污泥泵，Q=30m3/h，H=10m，N=2.0kw）3台，2用1备；电动葫芦（G=1.0t，H=10m，N=1.5kw）1台。
4.6高效混凝池
高效沉淀池由机械混合池、机械反应池、斜管沉淀池组成。集混合、反应、沉淀功能于一体，具有去除COD、SS、磷等作用[2][3]。设计规模1.4万m3/d，1座2组，总平面尺寸为16.0×20.0×6.5m。混合反应池的反应时间为3.0min，速度梯度为800S-1，搅拌均匀度＞90%，平面尺寸为2.8×2.8×6.50m，有效水深6.0m；絮凝反应池2座，反应时间为15.0min，上升流速为0.9m/s，水回流比为10:1，单组池体尺寸为4.4×4.4×6.5m，有效水深为5.9m；沉淀池2座，沉淀段入口流速为0.010m/s，沉淀段的表面负荷Qave=8.0m3/m2•h，沉淀池清水区高度为0.70m，污泥回流比为5%，阴离子PAM投加量为1.0mg/L，投加浓度为0.3%，PAC投加量为60~90mg/L，单组池体尺寸为10×8.0×6.5m，有效水深为5.7m。主要设备有混合搅拌机（ф=1000，N=7.5Kw）1台，絮凝搅拌机（ф=1200，N=5.5Kw）2台，中心传动刮泥机（ф=8.0m，n=0.02~0.1rpm，N=0.75Kw）2台，污泥回流泵及剩余污泥泵（Q=15m3/h，H=20.0m，N=4Kw）6台，分别为2用1备；斜管填料V=77m3，斜长为1.2m，斜管内径80mm。
4.7接触消毒池
本工程设计接触消毒池1座，内分两组，设计规模2.4万m3/d。主要设计参数：设计流量Qave=1000m3/h，接触时间为30min，平面尺寸为16×9×4.5m，有效水深4.0m，内分两格。主要设备有中水回用泵（Q=70m³/h，H=6m，N=3.0Kw）2台，1用1备。
4.8巴氏计量槽
本工程共设计巴氏计量槽1座，设计规模1.4万m3/d.结构尺寸为13.5×1.3×2.0m。设计参数Qmax=1470m3/h，喉宽为0.50m，渠宽为1.3m，喉长为2.95m。主要设备为巴氏计量槽成套设备（B=0.50m，S316不锈钢）1套。
4.9鼓风机房及变电所
本工程设计鼓风机房和变电所各1座，鼓风机房土建按远期规模2.4万m3/d设计，设备按1.4万m3/d安装，为地上框架结构。结构尺寸为10.8×7.50×4.5m。主要设备为空气悬浮离心鼓风机风量为63m3/min，风压为68.8kw，功率为105kw，共2台，1用1备，远期增加一台。根据本次工程需要，新建变电所一座，设置在鼓风机旁，平面尺寸11×12m，高4.5m。
4.10储泥池
储泥池的功能作为污泥脱水机房储泥池，内设搅拌器，以获得均匀的污泥浓度，确保脱水机的正常运行。安装一套高速潜水搅拌器（N=1.5Kw，D=400mm），有效容积为153m3，池径为7m，有效水深为4.0m，停留时间4h。
4.11污泥脱水机房
本工程产生的污泥由两部分组成，第一部分为二沉池产生的污泥，第二部分为高效沉淀池产生的污泥。经计算，近期剩余污泥干重3.08t/d；远期剩余污泥干重4.93t/d。需浓缩脱水含水率99.6%污泥量近期770m3/d，远期1232m3/d。脱水后含水率60%污泥量近期7.7m3/d，远期12.32m3/d。本工程设置污泥脱水机房1座，平面尺寸35×15.8m，高11.4m。主要设备参数：带式浓缩机1台，远期增加1台，带宽1.0m（N=1.5KW）；缩机机泥泵1台，变频，Q=30m3/h，N=5.5kw，H=20m。污泥进料螺杆泵1台，Q=25m3/h，H=80m，N=11kw。压榨泵1台，变频，Q=8m3/h，H=160m，N=7.5kw。板框压滤机1台，过滤面积200m，N=13kw。压滤机清洗泵1台，Q=24m3/h，H=200m，N=22kw。机下无轴螺旋输送、机汇总无轴螺旋输送机和倾斜无轴螺旋输送机各1台。调理系统各一套。
4.12综合工房
本工程设置综合工房1座，包括二氧化氯投加间及加药间。平面尺寸为25m×9.0m，高5.50m。主要包括PAM投加系统、PAC投加系统和二氧化氯投加系统。PAM投加系统主要设备有一体化自动溶液制备装置（GTF-1500/180，N=0.37+3×0.75kW）1套；。PAC投加系统主要设备有单螺杆计量泵（输送PAC，Q=170L/h，H=70m，N=0.55Kw）2台，1用1备。二氧化氯投加系统主要设备有高效复合ClO2发生器，有效氯产量m=0～1000g/h，N=5Kw，2台，1用1备；氯酸钠储罐1个，有效容积V=5m3，Φ×H=1840×2300；盐酸储罐1个，有效容积V=10m3，Φ×H=2250×3080。
4.13除臭工艺设计
按照方便集中处理的原则，将相邻的粗格栅井、进水泵房、细格栅渠、旋流沉砂池等预处理设施以及生化池中的厌氧池(段)所产臭气集中收集并送入除臭设备中除臭，臭气处理量5000m3/h。主要设备为NFBU-L-5000型一体化生物除臭装置1台，运行总功率6.25Kw。
5.设计特点
（1）针对城区人口的增加和规划建设用地的调整，提出了在异地新建二期工程的方案，并通过在一期工程厂区内新建污水分流泵站，将分流污水直接通过压力输送至二期细格栅中，减小了二期厂区内泵站的埋深，节约了投资。（2）针对环保部门对出水水质的高要求，二期工程通过比选后采用更为稳定可靠的改良A2/O处理工艺，为了使TP和SS稳定达标，二期工程采用高效混凝沉淀工艺。
6.结语
沿河县城污水处理二期工程总投资为10177.2万元，其中污水处理厂投资4618.2万元，厂外配套管网投资5559万元。建成后，污水处理厂总规模为为2.4万m3/d，近期为1.4万m3/d，污水处理厂主要出水水质指标达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准，脱水后污泥含水率小于60%。对保护乌江水质，保护长江三峡库区水环境质量具有重要的意义。
参考文献
[1]朱晓超.兴隆污水处理厂二期扩建工程设计方案[J].净水技术,2015, 34(2):90-94.
[2]张勇,杨檬,程祯,王宇峰.改良型A2/O生物池在某污水处理厂工程设计中的应用[J].水处理技术,2016,42(11):133-136.
[3]张自杰.排水工程（第4版）[M].北京：中国建筑工业出版社,2000.
论文作者:任云
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/15
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