前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的黃河流域污水處理廠準Ⅳ標準工程設計，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
[摘要]黃河流域某污水處理廠近期設計規模為3萬m3/d，污水處理工藝采用改良AAO+磁混凝沉淀池(預留活性炭投加)+轉筒精密濾池，具有占地少、投資省、調配靈活、運行穩定可靠的特點，運行期間出水各項指標可穩定達準Ⅳ類水標準。本工程總投資為12204萬元，其中建安費為8549萬元，直接運行成本為0.86元/m3。
[關鍵詞]污水處理廠；改良AAO；加碳磁混凝；準IV類；再生水
1工程概況
隨著城市建設的迅速發展和農村“廁所革命”的不斷推進，縣城伊河以東新建城區(簡稱“河東城區”)污水排放量也快速增加。河東城區僅建有1座工業污水處理廠，設規模2萬m3/d，收水范圍有限，且已滿負荷運行。未經處理的生產生活污水直接排入伊河，對城區及下游地區水體環境和生態環境造成了破壞，同時嚴重限制了地區經濟社會的可持續發展。根據縣域總體規劃，在河東城區新建污水處理廠1座，近期服務面積18.1km2，遠期服務面積33.6km2，主要處理近15萬人和50多家企事業單位的生產生活廢水。其中工業廢水占比約25%，以耐火材料、精工磨具、鋁業廢水等機械加工企業為主。本工程近期設計規模3萬m3/d，遠期設計規模6萬m3/d，尾水排至伊河。本工程的建設將大大增強地區污水處理能力，改善地區水環境質量，促進可持續發展。
2設計進出水水質
新建污水處理廠進水以市政生活污水為主，另含耐火材料、精工磨具、鋁業等廢水，其水質特點同現狀城區污水處理廠一致。城區污水處理廠實際進水水質分析，如表1所示。本工程設計進水水質參照現狀城區污水處理廠實測水質，按90%概率取值，其中CODCr為320mg/L，BOD5為140mg/L，SS為180mg/L，氨氮為35mg/L，TN為45mg/L，TP為4.5mg/L。根據《洛陽市城市管理局關于污水處理廠出水水質提標情況調查摸底的通知》，本工程出水CODcr、氨氮、TP等三項指標執行《地表水環境質量標準(GB3838-2002)》中IV類標準，BOD5、SS、TN等其它指標執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》中一級A標準。本工程設計進、出水水質，具體如表2所示。
3工藝方案
3.1工藝設計方案
針對本工程進水水質特征，確立了“先功能定位，后單元比選；先內部碳源，后外加碳源；先生物除磷，后化學除磷”的總體技術原則。在此基礎上，采用預處理+二級生物處理＋深度處理的工藝路線，比選確定工藝方案。(1)預處理階段采用粗格柵+提升泵房+細格柵+旋流沉砂池工藝；(2)二級生物處理階段采用改良AAO＋二沉池工藝；(3)深度處理階段采用磁混凝沉淀池(預留活性炭投加)+轉筒精密濾池工藝；(4)出水采用紫外消毒，并預留應急次氯酸鈉投加；(5)本工程污泥脫水采用儲泥池+帶式濃縮脫水一體機方案，將污泥含水率降至80%以下，外運處置。
3.2工藝流程
本工程污水處理工藝采用改良AAO+二沉池+磁混凝沉淀池(預留活性炭投加)+轉筒精密濾池，污泥處理采用儲泥池+帶式濃縮脫水機，具體如圖1所示。
3.3工藝特點分析
3.3.1生化系統
生化池采用改良AAO池型[1]。在厭氧池前端設置預缺氧池，在加強生物脫氮功能的同時，促進厭氧池的厭氧釋磷，提高生物除磷去除率。采用多點進水方式，根據實際運行工況靈活調配厭氧段缺氧段進水比例，合理分配進水碳源，使反硝化作用和系統除磷效果同時能夠得到有效保證。當反應池容積相同時，串聯的反應池能比單一的完全混合反應池提供更高的處理效率，提供更大的處理容量。本工程好氧池中前段采用串聯循環溝道，強化生化池處理效能。好氧池末端采用廊道式，生化池末端設置脫氣區，混合液回流泵設置在脫氣區，配套風機采用磁懸浮風機，大小搭配[2]，可根據實際運行工況精準調配氣水比和控制好氧池末端溶解氧，減少混合液回流中溶解氧對缺氧池中的反硝化影響，強化生物脫氮功能。
3.3.2深度處理系統
深度處理系統采用磁混凝沉淀池(預留活性炭投加)+轉筒精密濾池組合工藝。磁混凝沉淀池負荷高、占地小、運行穩定，可有效保證出水TP達標。磁混凝沉淀池前段設置活性炭投加池[3]，通過應急投加粉末活性炭，可有效保證出水CODCr達標。設置轉筒精密濾池超越管，根據實際運行工況超越轉筒精密濾池，節省電耗，降低成本。
4主要建構筑物設計
本工程粗格柵及提升泵房、加藥間、脫水機房、鼓風機房、轉筒精密過濾器等建構筑物土建規模按遠期實施，設備按近期安裝，預處理、生化系統和深度處理系統等構筑物土建和設備均按近期規模實施，具體如表3所示。
4.1預處理系統
4.1.1粗格柵及提升泵房
本工程新建粗格柵及提升泵房1座，土建規模6萬m3/d，設備規模3萬m3/d，平面尺寸為13.9m×15.3m，鋼砼結構，采用放坡開挖施工。主要設備有：(1)粗格柵采用三索式格柵除污機，柵隙20mm，數量2套，渠寬1.3m，渠深6.25m；(2)提升泵采用潛水離心泵，大小泵搭配，2大2小，各設1臺變頻，可實現不同進水流量下的高效運行。其中大泵參數為Q=900m3/h，H=12m，N=45kW，小泵參數為Q=440m3/h，H=12m，N=30kW。
4.1.2細格柵及旋流沉砂池
設計規模3萬m3/d，1座2格，平面尺寸為17.6m×15.5m，鋼砼結構。主要設備有：(1)細格柵采用回轉式細格柵，柵隙5mm，數量2套，渠寬1.2m；(2)旋流沉砂池池徑3.05m，數量2格。
4.2生化系統
4.2.1改良AAO池
設計規模3萬m3/d，1座2格，單格平面尺寸為37.5m×64.1m，有效水深6.0m，鋼砼結構。厭氧池前端設置預缺氧池，促進厭氧池充分釋磷，提高生物除磷效率。進水采用多點方式，根據實際運行工況調配厭氧段缺氧段進水比例，合理分配進水碳源。好氧池中前段采用串聯循環溝道、末端采用廊道式，可強化生化池處理效能，精準控制好氧池末端溶解氧。生化池末端設置脫氣區，混合液回流泵設置在脫氣區，可減少混合液回流中溶解氧對缺氧池中的反硝化影響[4]。生化池總水力停留時間(HRT)21.1h，其中預缺氧池HRT0.4h、厭氧池HRT1.8h、缺氧池HRT6.0h、好氧池HRT12.5h、脫氣池HRT0.4h。生化池總污泥負荷為0.05kgBOD5/(kgMLSS•d)，混合液回流比為300%，污泥回流比為100%，污泥濃度為3500mg/L。主要設備有：(1)預缺氧安裝立軸攪拌器2臺，N=1.5kW；厭氧區安裝低速潛水推進器4臺，N=3.0kW；缺氧區安裝低速潛水推進器8臺，N=5.5kW；好氧區安裝低速潛水推進器8臺，N=7.5kW；脫氣區安裝高速潛水攪拌器2臺，N=1.5kW；(2)脫氣區安裝內回流泵7臺，6用1庫備，Q=625m3/h，H=1.0m，N=5.5kW；(3)好氧區安裝盤式微孔曝氣器，3.5m3/(h•個)，2210個；(4)磁懸浮風機：數量3臺，1小2大，大風機參數為Q=120Nm3/min，H=7.2m，N=220kW；小風機參數為Q=65Nm3/min，H=7.2m，N=105kW。
4.2.2二沉池
設計規模3萬m3/d，1座2組，池徑35m，有效水深3.5m，鋼砼結構。峰值表面負荷為0.92m3/(m2•h)。主要設備有：周邊傳動吸泥機，數量2套，N=0.75kW。
4.2.3污泥泵房
設計規模3萬m3/d，平面尺寸為8.0m×7.1m，鋼砼結構。主要設備有：(1)混合液回流泵3臺，2用1備，其中1臺為變頻，Q=650m3/h，H=4.5m，N=15kW；(2)剩余污泥泵2臺，1用1備，Q=50m3/h，H=4.5m，N=2.2kW。
4.2.4鼓風機房
新建鼓風機房1座，土建按6萬m3/d，設備按3萬m3/d。主要設備有：磁懸浮風機，大小風機搭配，1大2小，大風機參數為Q=120Nm3/min，H=7.2m，N=220kW，小風機參數為Q=65Nm3/min，H=7.2m，N=105kW。
4.3深度處理系統
4.3.1磁混凝沉淀池
設計規模3萬m3/d，1座分2格，平面尺寸為22.2m×18.2m，鋼砼結構。磁混凝沉淀池前端設置活性炭混合池，應急投加粉末活性炭，有效保證出水CODCr達標[5]?；钚蕴炕旌铣豀RT15.2min，混凝池HRT2.8min，磁混池HRT2.8min，絮凝池HRT4.5min，沉淀池平均負荷12.08m3/(m2•h)，污泥回流比5%。活性炭采用濕式投加，磁粉采用人工干式投加，同時每格池單設磁粉回收系統1套，處理量30m3/h。污泥泵采用渣漿泵。剩余污泥通過高剪機打散磁粉污泥混合絮體，再通過水力旋流器初步分離磁粉和污泥，最后經過磁分離器將磁粉從污泥中分離出來返回混凝池，經過磁粉回收后的剩余污泥進入污泥脫水系統進一步處理。污泥回流泵前設置截污剪碎格柵機。主要設備有：(1)粉末活性炭投加裝置，數量1套，規模30m3/h，料倉容積30m3；(2)活性炭投加池攪拌機，數量2臺，葉輪直徑1500mm，N=5.5kW；混凝攪拌機，數量2臺，葉輪直徑850mm，N=3.0kW；磁混凝攪拌機，葉輪直徑850mm，N=3.0kW，變頻；絮凝攪拌機，葉輪直徑1800mm，N=4.0kW，變頻；(3)中心傳動刮泥機，數量2套，直徑8.5m，N=0.37kW；(4)回流污泥泵，數量4臺，2用2備，采用渣漿泵，Q=30m3/h，H=10m，N=4kW；(5)剩余污泥泵，數量2臺，Q=15m3/h，H=10m，N=3kW；(6)磁粉投加器，數量2套，投加量1~100kg/h，N=1.5kW；(7)磁粉分離裝置，數量2套，處理能力10~30m3/h，N=1.5kW。
4.3.2轉筒精密過濾器
新建轉筒精密過濾器1座分3格，土建規模按6萬m3/d，設備按3萬m3/d。主要設備有：(1)轉筒精密過濾器，數量2套，直徑1300mm，長度4010mm；(2)反沖洗泵，數量2套，Q=3.75m3/h，H=60m，N=5kW。
4.3.3加藥間
新建加藥間1座，土建按遠期規模6萬m3/d，設備按近期規模3萬m3/d。主要設備有：(1)碳源投加裝置1套，投加量12.5m3/h，配套有碳源儲罐、調節罐、卸料泵、輸送泵、機械式隔膜計量泵等；(2)PAC投加裝置1套，投加量12.5m3/h，配套有PAC儲罐、調節罐、卸料泵、輸送泵、機械式隔膜計量泵等；(3)PAM投加裝置1套，投加量1200L/h，配套有PAM制備投加系統、加藥螺桿泵等；(4)應急加氯裝置1套，投加量0~50L/h，配套有次氯酸鈉儲罐、卸料泵、機械式隔膜計量泵等。
4.4污泥處理系統
4.4.1貯泥池
新建貯泥池1座，平面尺寸為5m×5m。主要設備有：潛水攪拌器，數量1套，N=1.5kW。
4.4.2脫水機房
新建脫水機房1座，土建按遠期規模6萬m3/d，設備按近期規模3萬m3/d。近期污泥產量為6.28tDS/d。主要設備有：(1)帶式濃縮脫水一體機，數量2臺，1用1備，帶寬2m，處理能力170~420kgDS/h，工作時間16h；(2)陽離子PAM投加裝置1套，Q=1000L/h；(3)進泥螺桿泵：數量2臺，Q=50m3/h，H=30m，N=7.5kW；(4)反沖洗泵：數量2臺，Q=20m3/h，H=55m，N=5.5kW。
5設計創新點
5.1污水處理工藝
本項目主要從CODCr、BOD5、SS、氨氮、TN、TP等指標污染因子的去除出發，同時結合縣域現有污水處理廠設計運行情況，通過方案比選進行合理工藝設計，采用改良AAO+磁混凝沉淀池(預留活性炭投加)+轉筒精密過濾紫外消毒→達標排放處理工藝，保證了碳、氮、磷污染物及懸浮物的去除，可使出水穩定達標，節約用地，減少工程造價。
5.2出水再利用
黃河流域水資源較為匱乏，本工程出水執行準IV類標準，可滿足部分工業、綠化、河湖景觀、市政雜用和農灌等方面用水需求。出水作為再生水利用，既可以有效緩解水資源緊張問題，也可以減少污染物的排放量，降低黃河流域水體環境污染。
6投資及運行成本分析
本工程總投資為12204萬元，其中工程費用為8549萬元，工程其它費用為2386萬元。根據工藝方案和實際運行情況，本工程直接運行成本為0.86元/m3(含電費、藥劑費、水費及人工費等)。
7結論
本工程近期設計規模3萬m3/d，污水處理工藝采用改良AAO+磁混凝沉淀池(預留活性炭投加)+轉筒精密濾池，投資省，運行穩定可靠且可靈活調配，出水各項指標可穩定達準Ⅳ類水標準，同時尾水可以作為再生水加以利用。本工程的實施，削減了污染物排放總量，改善了當地水環境質量，有效緩解了當地水資源緊張問題，同時也為國內同類項目提供了參考。
作者：侯亞紅 周靈俊 馮力 吳鵬 單位：北控水務集團有限公司