华南地区某污水处理厂工程设计

余涛

1 工程概况

本污水处理厂的纳污范围内服务面积约65.2 km2。预测2010年污水量将达到 10.05万 m3/d，2020年污水量将达到19.75万m3/d，规划用地面积约12.09 hm2。本污水处理厂近期设计规模为10万m3/d(Kz=1.3)，雨季合流制污水占污水总量的70%，截流倍数1.0，雨季合流污水规模为18万m3/d;远期设计规模为20万m3/d，雨季合流制污水占污水总量的30%，截流倍数1.0，雨季合流污水规模为30万 m3/d。污水厂出水水质执行GB 18918-2002城市污水处理厂污染物排放标准的一级A标准;大气污染物排放执行GB 18918-2002的二级标准;污泥直接浓缩脱水外运处置，含水率小于80%。污水厂总进水管道为φ2 000钢筋混凝土管，出厂尾水排放管为φ1 800排入附近河流，作为河流的生态补水，尾水排放管长度约为1 100 m。

2 本工程污水处理特点与难点

本工程污水处理的特点和难点主要有:1)本工程出水排放标准较高，由于SS，BOD5，CODCr，TP等污染物均可通过三级深度处理去除，而化学加药、过滤等三级处理手段对TN的去除是基本无效的，只有通过强化生物处理手段进行去除。2)有限碳源的合理分配问题，解决近期进水碳源可能较低的问题。3)近期雨季合流污水对污水厂水量水质的冲击问题。4)雨季合流制污水SS值和含砂量较高的问题。以上问题是本工程技术路线重点考虑的技术问题。

3 工艺流程

本工程设计为了满足进水水质的变化和雨季合流污水量的冲击，推荐采用AAO污水处理工艺(见图1)，该工艺具有水质水量变化及负荷冲击适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活等优点。二级处理出水后采用三级深度处理(微絮凝过滤)和紫外线消毒+ClO2辅助消毒。污泥处理采用机械离心浓缩脱水一体机，除臭采用生物除臭工艺，对全厂有恶臭产生的构筑物进行加盖除臭，最大限度降低污水厂的生产运行对周围环境的影响。

4 各段主要构筑物工程设计及设计参数

4.1 预处理构筑物设计

预处理构筑物包括粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池，主要功能包括:

1)去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于20 mm的杂物，以保证潜水泵正常运行，将污水进行提升后，使污水籍重力依次流过处理构筑物，以保证污水厂正常运转(粗格栅及进水泵房); 2)去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于6 mm的固体物，以保证生物处理及污泥处理系统正常运行，同时去除污水中比重大于2.65，粒径不小于0.2 mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生物处理，兼带除油撇渣功能(细格栅及曝气沉砂池)。

设计参数:1)粗格栅及进水泵房。地下式钢筋混凝土结构，格栅采用轻质加罩除臭;内净尺寸:L×B=23 m×22.6 m，池深10.5 m。主要设备为:2台钢丝绳格栅除污机;单台过栅流量: Qmax=1.04 m3/s。4台潜污泵，单泵性能参数:流量:580 L/s，扬程:13.5 m，功率:125 kW。2)细格栅及曝气沉砂池。钢筋混凝土构筑物，内净尺寸:L×B=16.8 m×10.8 m。停留时间:近期旱季污水停留时间:约5.8 min(高峰流量);近期雨季合流污水停留时间:约4.2 min。曝气沉砂池共两格，单格净宽4.0 m，设计有效水深2.7 m，有效长度24 m。曝气量按0.2 m3空气/m3污水配置，在细格栅的架空渠道下设鼓风机房间，内设3台罗茨风机(2用1备)，单机风量750 m3/h，风压4.5 m，功率15 kW。

4.2 水处理构筑物设计

水处理构筑物主要为A/A/O生物反应池，主要功能为在生物反应池中营造厌氧、缺氧、好氧环境，利用生物反应池中大量繁殖的活性污泥，降解水中污染物，以达到净化水质的目的。本构筑物也是本污水处理厂工程的核心部分。

设计参数:1)生物反应池。内净尺寸:L×B×H=100 m× 88.8 m×7.0 m。设计参数:设计流量:10万m3/d，最低水温:15℃，最高水温:25℃，系统设计泥龄:13 d，污泥负荷:0.07 kgBOD5/ (kgMLSS·d)，容积负荷:0.245 kgBOD5/(m3·d)，MLSS:3.5 g/L，MLVSS:2.45 g/L，污泥生成系数:1.1 kgMLSS/(kgBOD5·d)，有效水深:7.0 m，总水力停留时间:13.46 h，高峰时供气量: 24 167 m3/h，气水比:5.80∶1，剩余污泥量:15.4 t/d。2)二沉池。周进周出二沉池:直径38m，共4座。单池流量:Qmax=1 354m3/h，最大表面负荷(雨季):qmax=1.38 m3/(m2·h)，最大表面负荷(旱季):qmax=1.19 m3/(m2·h)，平均表面负荷(旱季):qav= 0.92 m3/(m2·h)，池边有效水深:4.0 m，设计流量停留时间: 3.4 hr，平均流量停留时间:4.4 hr。

4.3 深度处理构筑物设计

深度处理构筑物包括自动反冲洗滤池、紫外线消毒渠，其主要功能为:1)通过过滤进一步去除二沉池出水中的污染物质，确保污水处理厂的出水达标。2)杀灭细菌，使细菌指标达到国家排放标准。

设计参数:1)自动反冲洗滤池。滤池单元数:1座，每座分4条廊道;设计规模:5 417 m3/h(旱季高峰);单池滤池单元面积: 169.4 m2;单池结构尺寸:34.77 m×4.9 m×1.5 m;设计滤速: 8.0 m/h(高峰)，9.23 m/h(雨天)。2)紫外线消毒渠。内净尺寸:L×B=13.0 m×5.54 m;Qmax=5 417 m3/h;BOD5:10 mg/L; SS:10 mg/L;进水粪大肠菌群数106个/L～107个/L;出水粪大肠菌群数小于103个/L。

4.4 污泥处理构筑物设计

污泥处理构筑物主要包括污泥浓缩池、污泥浓缩脱水机房及料仓，主要功能为:1)储存一定量污泥，保证脱水装置稳定运行，撇除污泥内游离水，缩小污泥体积。2)降低污泥含水率，减少污泥体积，帮助污泥固化并外运。

设计参数:1)污泥浓缩池。2座直径8 m圆池，进泥量: 16.8 TDs/d(旱季)，20.2 TDs/d(雨季);进泥含水率:99.3%;进泥体积:2 400 m3/d(旱季)，2 880 m3/d(雨季);出泥含水率: 98.5%;出泥体积:1 120 m3/d(旱季)，1 344 m3/d(雨季);停留时间:3.5 h(旱季)，2.9 h(雨季)。2)污泥浓缩脱水机房及料仓。构筑物外尺寸:30 m×15.2 m，层高11.7 m。污泥量:16.8 TDs/d (旱季)，20.2 TDs/d(雨季);进泥含水率:98.5%;进泥体积: 1 120 m3/d(旱季)，1 344 m3/d(雨季);出泥含固率:≥20%;出泥体积:84 m3/d(旱季)，101 m3/d(雨季)。

5 结语

本污水处理厂工程是一座较大规模的污水处理厂，所采用的工艺必须是成熟、可靠的，同时也要考虑工艺的先进性、运行的稳定性、调整的多样性和出水的安全性。推荐的AAO系列处理工艺可衍生出多种运行模式，如改良AAO可强化除磷，倒置AAO处理工艺可强化脱氮效果，每个工艺均各有特点，适用于不同的环境和工况。

［1］ 丁海燕，李圣发.姜堰市城区污水处理厂的设计与运行［J］.山西建筑，2010，36(7):172-173.