唐静
湖北建科国际工程有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：随着我国社会经济的快速发展，城镇化进程不断加快，社会生产与生活产生的污水量不断增加。城镇污水处理问题越来越受到政府和相关部门的高度重视，污水处理厂应用的处理工艺技术不断完善。目前从工程实践中可以看出，STCC工艺具有良好的运行效果，处理后的出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，可以达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准。本文对STCC工艺污水处理厂的设计经验进行探析，旨在提升污水处理厂污水处理质量。
关键词：STCC工艺；污水处理；设计经验
保护自然环境是我国社会全面发展的基本要求，也是我国现代化建设的重要保障。当前我国部分城市经济发展过程中水处理现状与经济发展之间的矛盾逐步显现，对污水处理厂提出了更多发展要求。由于污水水质自身存在较大差异，所以需要结合水质采取相应处理工艺，满足污水特点才能有效提升治理成效。
一、STCC工艺基本概述
STCC工艺是一种新型的多种介质填料的曝气生物滤池，是在消化吸收BAF 技术工艺和日本自然循环方式水处理技术基础上研发的专利技术。ST代表standard（标准），第一个C代表combination（组合），第二个C代表carbon（碳），STCC意即“标准化组合的、以碳系材料生物滤池为核心的污水处理及深度净化技术”。
STCC技术将生物接触氧化和过滤结合在一起，是一种新型的采用多种介质填料的曝气生物滤池，能深度净化污水。STCC采用具有自净功能的“不饱和炭”、“脱氮材料”和“除磷材料”等多种介质的填料组成复合填料床，有利于微生物挂膜生长，使悬浮生长的微生物与附着生长的微生物共存，同时通过特殊的曝气系统在填料床中形成好氧、缺氧和厌氧交替的环境，同时利用生物聚磷作用和除磷材料的化学除磷作用脱氮除磷，能达到很高的脱氮除磷效率，处理后的出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）一级A标准，可以达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅳ类标准。[1]
二、STCC工艺污水处理流程
STCC工艺污水处理流程主要由厌氧池、缺氧池、好氧池、混合反应池、斜管沉淀池、污泥池、脱氮池、微曝气滤池等8段组合而成。各段的功能如下：
（1）厌氧池
该池内置厌氧填料，利用其水解酸化能力强化分解高分子有机物，有效地使污水中大量难分解有机物降解为低分子物质，并能有效去除部分磷。其中厌氧池中独特的折流式结构保证了污水与填料的充分接触，最大限度地发挥了填料的作用，同时也提高了对突发性水质变化的应变能力，尤其是对生产废水的应变能力，为后续接触氧化池的碳氧化和硝化提供了有力的保障。厌氧池正常运行保持厌氧状态，定期气提污泥，并进行反冲，防止填料堵塞 [2]。
（2）缺氧池
该池内置弹性填料，生化池混和液回流至此。在缺氧状态下，利用池内反硝化细菌对总氮进行反硝化去除，减轻后端氮的负荷。缺氧池正常运行时保持缺氧状态，定期气提污泥，并进行反冲，防止填料堵塞。
（3）好氧池
好氧池具有较好的去除氨氮和有机物的效果，且耐冲击负荷，污泥产生率低，运行灵活。在好氧条件下，填料上附着的好氧微生物膜厚度的增加，环境中氧浓度的差异，微生物膜逐渐转变为外层的好氧性膜、中层的兼氧性和内层的厌氧性膜。此时，气态代谢产物会不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着力，自然老化的生物膜脱落，被新生的生物膜替代。好氧池正常运行时保持好氧状态，定期气提污泥。
（4）混合反应池
在水质水量不稳定或发生突变时，通过投加化学药品达到净化污水的目的。将设备间内溶解的絮凝剂抽至此池中，定量滴加，并定期气提污泥。
（5）斜管沉淀池
出水中的生物污泥，在斜管沉淀池分离沉淀，同时通过投加药剂，磷也被部分絮凝沉淀，随污泥一起抽出而去除。斜管沉淀池定期气提污泥，防止斜管堵塞。
（6）脱氮池
脱氮池中充填有炭系有机物，石灰石。炭系有机物的C/N比很大，微生物易从环境中吸取自身需要的氮成分从而达到去除氮的目的。总氮在此池得到高度的去除。脱氮池正常运行保持缺氧状态，定期气提污泥，并进行反冲，防止填料堵塞。
（7）微曝气滤池
在微曝气滤池内填充有不饱和炭和钙体系材料。不饱和炭具有特殊的结构和有机营养成分，能使微生物和原生动物和谐有序地大量繁殖，同时也有利于原生动物的生长活动，形成良好的生物链群，长期消化和分解水中的有机物质，使水质净化澄清。此池中BOD5、COD、NH3-N、LAS等污染成分得到较为彻底地去除；铁、锰等元素也作为微生物生长的必需元素，部分被微生物吸收。微曝气滤池正常运行时保持好氧状态，定期气提污泥。
（8）污泥池
该池收集储存STCC池内的污泥，内置污泥泵将污泥抽提至污泥脱水系统，浮筒泵将上层上清液排出到污水管网。
三、主要构筑物工艺设计
本文拟结合某镇5000m3/d的STCC工艺污水处理厂进行主要构筑物工艺设计。
1、设计进、出水水质
镇区主要收集得是生活污水，尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。主要设计进、出水水质见表1。
表1 污水处理厂进水水质指标（单位：mg/L）
3、主要构筑物工程设计
3.1粗格栅及进水提升泵房
粗格栅的主要功能是截除污水中较大的漂浮物。粗格栅间分二格，一用一备，单格设计流量为365m3/h（总变化系数KZ=1.74），采用回转式格栅除污机，过栅流速0.6m/s，栅条间隙20mm，栅前水深0.70m，格栅安装倾角750。根据格栅前后水位差或按时间周期自动控制清渣，也可机旁手动控制清渣。
进水提升泵房内安装3台潜污泵，两用一备，单泵流量Q=182.5m3/h，扬程H=15m，配套电机功率P=15kW。
3.2细格栅及旋流沉砂池
细格栅的主要功能是截除污水中较小的漂浮物。细格栅间分二格，单格设计流量为182.5m3/h，采用回转式格栅除污机，过栅流速0.6m/s，栅条间隙5mm，栅前水深0.70m，格栅安装倾角750。
旋流沉砂池的主要功能是去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。旋流沉砂池与细格栅间合建。旋流沉砂池分二格，单格设计流量为182.5m3/h，水力停留时间60s，水力表面负荷150 m3/ m2.h。
3.3 STCC生物反应池
设碳系载体生物滤池一座，分二组，每组池体规模为2500m3/d，每座处理规模为5000m3/d。
STCC生物反应池为污水厂核心构筑物，完成有机物、悬浮物及氮磷等污染物的去除。
厌氧池：填料停留时间1.0h，设计流量208.3m3/h（下同），厌氧填料体积210m3，组数n=2，填料高度3.5m，单组池宽6m，池长5m。
缺氧池：填料停留时间2.0h，厌氧填料体积416.7m3，组数n=2，填料高度3.5m，单组池宽6m，池长10m，池长方向分2格，每格长度5m。为了保证脱氮效率，设置混合液回流比200%。
好氧池：BOD5容积负荷0.45kgBOD5/m3.d，此段进水BOD5浓度120mg/L，设计出水BOD5浓度30mg/L，填料体积1000m3，组数n=2，填料高度3.5m，单组池宽6m，池长24m，池长方向分3格，每格长度8m。好氧池气水比为6：1，需氧量为20.83m3/min，风压为63.7kPa。
混合反应池：水力停留时间40min，有效水深4.65m，组数n=2，单组池宽6m，单组有效容积69.4m3，单组池长2.5m。
斜管沉淀池：设计表面负荷2m3/m2.h，组数n=2，单组池宽6m，配水槽宽0.8m，斜管池宽度4.9m，单组池长12m。
脱氮池：设计容积负荷0.085 kgTN/m3.d，填料体积176.5 m3，组数n=2，填料高度2.2m，单组池宽6m，池长6m。
微曝气滤池：设计容积负荷0.28 kgBOD5/m3.d，填料体积57.2 m3，组数n=2，填料高度2.2m，单组池宽6m，池长14m。设计曝气强度0.1m3/m2.min，需氧量为37.63m3/min，风压为63.7kPa。
污泥池：STCC综合反应池的污泥总量由有机污泥和无机污泥组成，剩余污泥总干重为248.5kg/d，含水率为99%。污泥池内设潜水排污泵2台，Q=10m3 /h，H=14m，P=1.1kW；浮桶泵2台，Q=15m3 /h，H=4m，P =2.2kW。
3.4 紫外线消毒池
设紫外线消毒池一座，在短时间内杀灭水中的细菌、病毒及其他微生物，以保证最终出水中粪大肠菌群数达标。选取用UV3000B系统，一个UV灯组，4个模块，每个模块7跟灯管。
3.5 污泥脱水机房
污泥脱水机房的功能是将污泥通过脱水机进一步脱水，降低含水率，以减少污泥体积，便于污泥储存、运输及综合利用。
剩余污泥总量248.5kgDS/d，浓缩脱水前污泥含水率99.0%，污泥体积24.85m3/d。脱水后污泥含水率≤80%，污泥体积1.24m3/d。需要配置脱水机、螺杆泵、絮凝剂投配装置等。
四、污水处理厂STCC工艺应用特点分析
污水处理厂采用STCC工艺占地面积小，工艺流程为自然流动式，不需要多级提升泵站，全程采用淹没式折回曝气生物滤池结构，延长了填料与污水的接触时间，因此大大缩小了设施占地面积。将天然木炭与高分子化合物进行结合加工能够生成不饱和炭性填料，此类材料自身具有良好硬度，不容易受到外界作用力而发生破碎性，与微生物之间具有良好相容性。通过长期实践验证，化合物在木炭上能够生成薄膜，建立菌群，使得污水净化效率全面提升，再加上生物食物链长，高级生物对低级生物的摄食作用，所以有机菌泥不断被消耗、聚集，大大减少了污泥量。但是此项工艺技术所采用的材料价格较高，工程投资较高。此外，此项工艺需要选用相应的脱氮材料，除磷材料需要结合实际要求进行适量添加。
结语：
总而言之，污水处理厂需要结合自身发展情况选取相应的污水处理工艺，对污水总量以及变化情况进行统计，掌握水质基本变化。在应用STCC污水处理技术时，需要对各项处理环节进行设计，拟定针对性应对措施，对污水处理工艺进行适度调整，选取适应的填料以及技术工艺，确保污水处理效率得到有效提升。
参考文献：
[1]李铭，刘金利.武汉黄陵污水处理厂脱氮处理工艺选择[J].城市建设理论研究（电子版），2012（4）.
[2]吴志高，石亚军，邹惠君等.STCC工艺污水处理厂的设计经验[J].中国给水排水，2012，28（20）：66-68.
[3]赵清民，曹荣华.小城镇污水处理的现状及其工艺比较[J].长江大学学报（自科版），2016，13（22）：29-32.
作者简介：
唐静，1984.12，女，湖北武汉人，本科学历，湖北建科国际工程有限公司，工程师，研究方向：市政污水处理设计。
论文作者:唐静
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/29
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