乳山市生活污水处理厂升级改造及扩建工程简介

张云霞，张 弘

（天津市市政工程设计研究院，天津市 300051）

1 工程概况

乳山市生活污水处理厂一期工程位于乳山市染整工业园内，于2001年12月建成开始试运行，2002年5月经环保部门验收后正式投入运行，污水处理能力为2万m3/d，设计主体工艺采用一体化氧化沟生化处理，具体工艺流程见图1。乳山市污水处理厂一期工程的设计水质，见表1，出水执行国家《污水综合排放标准》（GB8978-96）中二级标准。

图1 乳山生活污水处理厂一期工程工艺流程图

表1 进出水水质一览表

乳山市污水处理厂升级改扩建完成后，总处理规模为4万m3/d，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的一级A标准，如表1所示，相应处理厂将采取生化和物化的措施[1，2]，进一步去除进水中 COD、BOD、SS、NH4+-N、TN和TP的浓度。

2 工艺设计

2.1 一期工程的存在的问题

（1）格栅间粗、细格栅年久失修，设备不起作用，栅渣分离不开，旋流沉砂池基本废弃不用。

（2）出水设计标准采用国家《污水综合排放标准》（GB8978-96）中二级标准，生化处理采用一体式氧化沟，所以在近一年的水质监测中发现，CODcr、BOD5、NH4+-N 部分能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准，但总氮是不能达标的。

2.2 升级改造的工艺流程

改扩建工程将充分利用原有工程设施降低工程投资，并最大限度减少对一期工程运营的影响。将一体式氧化沟的规模从2万m3/d降至1.3万m3/d（利用现状，不做改造），同时新建2.7万m3/d的AAO反应池、配水井及二沉池；另外，增加4万m3/d的深度处理（混合絮凝池、V型砂滤池、接触消毒池），工艺流程见图2。

图2 升级改造的工艺流程

2.2.1 两级提升扬程的核算

粗格栅、进水泵房的进水水位3.65 m，曹城河的20 a一遇的洪水位是7.99 m原方案是维持进水泵房中提升泵的扬程不变（11 m），一体式氧化沟与AAO反应池液位一致；AAO反应池有效水深为6.0 m，而一体式氧化沟的有效水深为4.0 m，相应AAO的反应池的底板高为4.71 m，一体式氧化沟的底板高为6.41 m；稳定的地下水位为6.1 m；此时原一体式氧化沟采用重力抗浮即可满足要求，而AAO反应池则需采取其他抗浮形式，相应费用将大大增加。

因此，调整方案，将进水泵房的提升泵，扬程变为13 m，使AAO、二沉池采用最经济的重力抗浮形式，而将中间提升泵房的扬程降低，总能耗是不变的。

2.2.2 各单体的设计参数

（1）粗格栅及进水泵房（改造）

粗格栅间与进水泵房合建，分为2组。栅条间隙20 mm，栅前水深为0.95 m，过栅流速为0.7 m/s，渠宽800 mm，采用回转式固液分离机2台。进水泵房为矩形钢筋混凝土结构，一期工程中进水泵房设置两台潜水泵：一台潜水泵Q=800 m3/h，H=11 m，另一台潜水泵 Q=400 m3/h，H=11m；二期工程将原有的潜水泵取消，增加4台Q=800 m3/h、H=13.0 m潜水泵，共4台泵（3用1备），其中一台泵为变频调速。

（2）细格栅、旋流沉砂池及配水井（改造）

根据水力高程及后续工艺单体抗浮的要求，将原细格栅和旋流沉砂池的液位提高1.5 m，将原构筑物进行改造并增加配水井。细格栅与旋流沉砂池分为2组，栅条间隙为3～4 mm，栅前水深0.88 m，过栅流速0.60 m/s，渠宽1 600 mm，采用回转式固液分离机2台。旋流沉砂池直径3 650 mm。

沉砂池出水进入改造后的出水配水井，配水井出水可分3路，原出水DN1 000 mm出水管，作为超越管使用，安装φ1 000 mm手电两用铸铁闸门控制；另外增设两台双吊点手动调节堰，其中一个调节堰（B=2 000 mm，调节高度 h=600 mm）对应DN900 mm的配水管道进入A/A/O反应池的进水配水井；另一个调节堰（B=1500mm，调节高度h=600mm）对应DN600 mm的配水管道与现状一体式氧化沟的进水管道接顺。

（3）一体式氧化沟（利用现状）

已建两组的一体式氧化沟的参数为，有效体积17 840 m3，其中厌氧区 550 m3，沉淀区 1 440 m3，则好氧区体积为15 850 m3。鉴于出水水质标准的提高，进行反算。参数取值如下：由于沟内沉淀器的特殊性[3]，沟内混合物浓度不宜太高，取值为2 800 mg/L；泥龄 16 d；污泥负荷 Fw0.070 kgBOD5/kgMLSS·d；总停留时间约为25 h，推算出一体式氧化沟的处理规模为1.3万m3/d。

（4）AAO反应池（新建）

减去一体式氧化沟的处理规模，AAO反应池的处理规模为2.7万m3/d，分为2组。

主要设计参数[4]：污泥浓度MLSS=4 000 mg/L；污泥负荷：Fw=0.091 kgBOD5/kgMLSS·d；理论总池容Va=18 020 m3，总停留时间HRT=15.2 h；泥龄：θ=12 d；最大供气量为10 215 Nm3/h，气水比7.8:1；总的污泥回流比50%～100%；污泥内回流比75%～150%（好氧池至缺氧池）。

主要设备：每个生化池采用2台潜水内回流泵，二期改扩建工程共设4台（每个池2台），内回流污泥通过潜水内回流泵提升后由好氧区进入缺氧区或厌氧区，每池污泥内回流比均可按R=75%或150%调整，单台设计参数Q=325 m3/h，H=4.0 m，功率7.5 kW；每池有缺氧区5格、厌氧区2格，每池共7格，每格内设立式环流搅拌机1台，搅拌机机械功率5.5 kW，33 rpm,GRP搅拌圆盘φ2 500 mm，二期改扩建工程2池共设14台立式环流搅拌机（每池7台）。

（5）二沉池（新建）

全厂共设1座周边进水周边出水辐流式二次沉淀池。二沉池按单池流量Q=1 587 m3/h流量设计，表面负荷1.15 m3/m2·h，沉淀时间3 h。池直径ф42 m，有效水深3.45 m，池边水深4.5 m。

（6）鼓风机房（新建）

鼓风机房平面尺寸为L×B×H=19.25 m×9.5 m×8 m。AAO反应池的有效水深为6.0 m，供气量为10 215 Nm3/h，相应在鼓风机房设置罗茨鼓风机4台（3用1备），单台风量56.7 N·m3/min风压73.5 kPa，功率110 kW。

（7）回流污泥泵房（新建）

设半地下式矩形构筑物1座，污泥回流比50%～100%，设回流污泥泵5台（4用1冷备）单台参数：Q=380 m3/h、H=5 m、N=11 kW,设剩余污泥泵2台（1用 1备），单台参数：Q=140 m3/h、H=10 m、N=7.5 kW。

（8）中间提升泵房（新建）

设计水量为4.0万m3/d，平面尺寸为8.0 m×6.0 m，深为6.0 m。设潜水泵4台（3用1备），单台参数：流量 Q=800 m3/h、H=4m、N=22 kW。

（9）混合絮凝池（新建）

设计水量为4.0万m3/d，分为两组，混凝池的停留时间2.16 min，絮凝池的停留时间18 min。

（10）V型砂滤池（新建）

设V型砂滤池1座，中央管廊设上部建筑，一端为设备车间，设计水量为4.0万m3/d，正常滤速6.99 m/h，反冲洗水冲强度 16 m3/m2·h，反冲洗气冲强度 50 m3/m2·h，表面扫洗强度 6.62 m3/m2·h。分为4组，单池过滤面积 84 m2，采用石英砂滤料。

（11）砂滤池操作间（新建）

砂滤池操作间包括鼓风机房、反冲洗水泵房，位于滤池的端部，鼓风机房内设鼓风机3台，2用1备，操作间内设有控制室。鼓风机房下层设有反冲洗水调蓄池，平面尺寸：10.0 m×9.1 m，水深2.1 m。

主要设备：反冲洗水泵3台（2用1备），单台参数：Q=670 m3/h、H=8 m、N=22 kW;反冲洗罗茨风机3台（2用1备），风量2 100 m3/h，风压40.0 kPa，功率45 kW。

（12）加氯间（新建）

加氯间内共设置3台二氧化氯发生器，2用1备，每台能力：Q=10 kg/h，功率：N=5 kW，可满足最大污水处理流量时8.5 mg/L的加氯量或污水处理平均流量时12 mg/L的加氯量

（13）接触消毒池（新建）

加氯消毒的接触时间为0.5 h。平面尺寸：22.05 m×22.0 m，水深为3.75 m，分为2格。

（14）储泥池（利用现状）

原污泥均质池直径8 m，有效水深2.6 m，体积为130 m3，经核算4万m3/d规模 的干污泥量为8.876 t，折合为99.2%含水率的体积为1 110 m3；脱水机房设置了两套带式浓缩脱水机（1.5 m和2.5 m带宽）和对应的两台污泥螺杆泵（44 m3/h和70 m3/h），工作时间为12 h；核算之后污泥均质池的停留时间约为3 h，池容基本能满足要求。

（15）污泥脱水机房（利用现状）

现状配有1台带式浓缩脱水机，每套处理能力为44 m3/h，功率为 4.3 kW，另外配有1台进泥螺杆泵、1台冲洗泵、1台加药泵和1套溶药装置等。脱水污泥由输送带送至脱水机房外，由车外运。

此次升级改造工程增加1台带式浓缩脱水机，处理能力为62.5 m3/h，同时配套增设1台进泥螺杆泵70 m3/h、1台冲洗泵 25 m3/h、1台加药泵0.2～1.5 m3/h。

3 结论

（1）从环境效益考虑，坚持减少污水处理厂断水不处理的时间，对一体式氧化沟没有采取具体的改造方案，仅降低处理规模，其余规模用脱氮除磷效果较好的AAO反应池来进行生化处理。

（2）结合水力流程与抗浮形式的比选，将细格栅、沉砂池的水位提高，AAO反应池与二沉池等采用经济可行的重力抗浮形式，优化水力流程，使工程改造经济合理、技术可行。

（3）本工程采用的二级处理和深度处理的工艺，可为类似污水处理工程的改造提供参考。

[1]王阿华.城镇污水处理厂提标改造的若干问题探讨[J].中国给水排水,2010,26(2):19-22.

[2]杨殿海,宋拥好,谭巧国.低碳源、低能耗型改良A2／O工艺的脱氮除磷研究[J].中国给水排水,2006,22(23):18-21.

[3]汪昆平,邓荣森,李伟民,等.氧化沟脱氮除磷强化途径[J].重庆大学学报,2006,28(6):79-83.

[4]周雹,周丹.A2/O除磷脱氮工艺设计计算（下）[J].给水排水,2003,29(4):15-18.