40 000 t污水处理厂升级改造工程设计

王 肖

(太原市泓源环境工程有限公司，山西 太原 030012)

40 000 t污水处理厂升级改造工程设计

王 肖

(太原市泓源环境工程有限公司，山西 太原 030012)

结合某污水厂处理设施实际情况，通过对进水水质特点的分析，采用“预处理+二级生化处理+深床滤池”的工艺方案，并对改造工艺的具体工艺流程及设计要点进行了系统分析，经实践表明该改造工艺切实可行，可供类似工程参考借鉴。

污水厂，水质，水量，改造工艺

1 工程概况

1)污水处理厂改造前水质、水量及实际运行情况。

污水处理厂改造前采用百乐克工艺，设计处理能力为4.0万m3/d，实际平均日进水量为3.0万m3/d左右，污水厂出水最终排入黄河流域。污水处理工艺采用预处理+二级生化处理(百乐克工艺)，污泥处理工艺采用带式浓缩脱水。

通过对2012年—2013年污水厂进出水质数据情况分析，污水处理厂进水中的COD,NH3-N进水浓度比原设计进水值高，BOD5,SS,TP浓度与原设计值相近。实际出水中各项指标均能达到当时的设计标准即《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准。

现有百乐克工艺存在以下问题：a.厌氧塘缺少搅拌设备及导流墙，造成实际运行中污泥沉积，水力运行不畅，形成短流，直接进入曝气池，导致工艺运行缺少了原有的厌氧处理；b.经计算，现状生物池容积偏小，停留时间不足；c.曝气池原有曝气装置60%以上损坏，目前曝气池中曝气不均匀，存在较多死区，且池中溶氧仪已经损坏，运行中无法监测池中的溶解氧；d.鼓风机损坏严重，原有的6台鼓风机只有3台能够运行，实际供风量只有160 m3/min，远达不到原设计要求；e.曝气池无混合液回流。以上五点原因导致现状出水水质COD,BOD,NH3-N指标偏高。

2)升级改造工程水质、水量及工艺确定。

在改造前污水厂实际运行进水水质和原设计进水水质的基础上，参考周边污水处理厂的设计水质，并考虑留有一定富裕量，确定升级改造工程实际进水水质主要指标见表1。

表1 污水厂改造工程进水水质 mg/L

根据国家环保部要求：城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊的应执行GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准表1中的一级A标准，为此须对污水厂进行升级改造。处理工艺采用“预处理+改良A2/O+深床滤池”。污水厂设计处理规模为4.0万m3/d。

2 进水水质特点分析

本工程污水处理厂进水水质BOD/COD≈0.46，属于易生物降解水质范畴。理论上将1 g NO3-N还原为N2需要碳源有机物(以BOD5表示)2.86 g。一般认为当BOD5/TN≥4，才可认为污水中碳源满足反硝化菌利用，本工程设计水质BOD5/TN≈3.4，碳源不充足。在污水厂实际运行中，应针对实际进水水质情况，向生物池中投加碳源，保证反硝化过程的充分进行。

一般认为有较好的磷去除率需BOD5/TP≥20。本工程进水BOD5为220 mg/L,TP为4 mg/L，BOD5/TP指标为55，满足生物除磷对碳源的要求。但根据污水处理厂实际出水总磷分析，单纯通过生物除磷难以达到总磷稳定低于0.5 mg/L的出水要求，需要通过投加化学药剂进行化学除磷。

3 工艺方案确定

采用“预处理+二级生化处理(改良型A2/O工艺改造)+深床滤池”的方案。

预处理保留并利用原有进水井、粗格栅间、污水泵房、细格栅间、沉砂池及初沉池；二级生化处理新建改良型A2/O的预缺氧池及厌氧池，改造原生化池为改良型A2/O的缺氧池及好氧池，保留并利用原有二沉池，改造配水系统；深度处理新建设备间、中间水池、深床滤池；消毒及出水新建接触消毒池、巴氏计量槽、在线监测间，保留并利用原有消毒间；污泥处理新建污泥回流池、污泥池，保留并利用原有污泥泵房、污泥脱水机房；并根据以上改造内容合理新增或更换相关设备等。改造后工艺流程见图1。

4 工艺设计

4.1 污水处理系统

1)预处理阶段：保留并利用原有进水井、粗格栅间、污水泵房、细格栅间、沉砂池及初沉池，及其相应配套设备。

2)二级处理阶段：拆除原有厌氧塘(土池)，新建改良A/A/O池的预缺氧池、厌氧池两部分，合建1座，分2组运行；停留时间分别为0.5 h，2.0 h。通过明渠进行多点进水，且有R=100%的污泥回流至预缺氧池及厌氧池前端。池中安装潜水搅拌机，防止短流及污泥沉积。原组合池(曝气池+二沉池)改造如下：a.原悬挂链曝气池改造为缺氧池和好氧池两部分，停留时间分别为：6.6 h,10 h。原有进出水管、闸门均不变动，正常使用；原污泥回流渠增加隔断，分为混合液回流渠、污泥回流渠两部分使用；混合液回流通过回流泵输送至混合液回流渠(混合液回流比Ri=200%～250%)，污泥回流通过原排泥渠重力流输送至新建污泥回流池(污泥回流比R=100%)。缺氧区与好氧区隔墙上、下层分设过渣孔、过水孔；缺氧区内设低速推流搅拌机，将回流混合液与原水混合，防止积泥；好氧区曝气由悬浮链曝气器改造为管式曝气器。缺氧池中安装低速推流搅拌机，防止短流及污泥沉积。在缺氧池前端(厌氧池出水管上)投加碳源，碳源来自设备间碳源投加装置。b.二沉池采用平流式沉淀池，上设桁架式吸泥机。改造原配水系统，提高出水负荷要求。二沉池将原下端进水孔封堵，改为矩形堰上端进水；出水采用三角堰，L=156.18 m，最大时出水堰负荷2.09 L/(s·m)，平均时出水堰负荷1.48 L/(s·m)。好氧池标准状态下污水需氧量715.78 kg O2/h，标准状态下供气量284.04 m3/min。全段采用管式曝气器，共2 256套。每套由2根组合，单根性能参数：φ75×1 000 mm，开孔数17 400，通气量(4～12)m3/根，氧转移率大于30%，每根服务面积1.5 m2～2.5 m2。好氧池末端设混合液回流泵(带浮筒)，每套浮筒上设2台同型号水泵，共计6台，4用2备，Q=(630-900-1 080)m3/h，H=(10-8-6.5)m，N=30 kW。混合液回流比Ri=200%～250%。

3)深度处理阶段：新建中间水池、设备间、深床滤池。中间水池：池中设提升泵5台，4用1备。Q=(350-500-600)m3/h，H=(14-12.5-10)m，N=30 kW。对污水进行二次提升，以满足深度处理工艺的竖向需求，池内设低速推流搅拌机，防止积泥。设备间：用于放置深床滤池所需的反冲洗风机、碳源投加装置、PAC加药设备等。反冲洗风机3台，2用1备，Q=40 m3/min，P=68.6 kPa，N=75 kW。碳源投加装置2套，分别用于缺氧池、深床滤池的碳源投加。PAC加药设备2套，用于深床滤池。深床过滤是使污水通过由某种颗粒或可压缩滤料组成的滤床去除悬浮于污水中的颗粒物质，与传统过滤相比较，滤床更深，滤料粒径更大。在深床滤池工艺中，向水中投加药剂，一般投加PAC，FeCL3，Ca(OH)2等，投加量可以通过试验确定，混凝去除或降低的物质有：溶解性磷酸盐(TP)、悬浮物(SS)，同时也可去除生物处理流失出的生物絮体碎片、游离细菌等形成的COD。深床滤池：1座(5组)，有效滤料总体积：480 m3，总过滤面积：262.3 m2，单池过滤面积：52.46 m2。处理负荷：平均时：滤速6.35 m/h(5组滤池同时运行)，强制滤速7.94 m/h (4组滤池同时运行)；最大时：滤速8.96 m/h(5组滤池同时运行)，强制滤速11.20 m/h (4组滤池同时运行)。反冲洗水泵2台，1用1备。Q=790 m3/h，H=10 m，N=55 kW。放置于同深床滤池合建的清水池内。

4)消毒及出水：新建接触消毒池、巴氏计量槽、在线监测间，保留并利用原有消毒间。

接触消毒池：通过投加二氧化氯来进行消毒，保证30 min的消毒接触时间。巴氏计量槽：水位可测范围0.05 m～0.75 m，流量可测范围为12.5 L/s～850 L/s。消毒间：增加复合式二氧化氯发生器3套，2用1备，单台有效氯产率10 kg/h。

4.2 污泥处理系统

新建污泥回流池、污泥池，保留并利用原有污泥泵房、污泥剩余泵、污泥脱水机房。污泥回流池:收集二沉池污泥，满足污泥回流泵及剩余污泥泵连续运行的要求。池内设低速推流搅拌机，防止积泥。污泥回流泵3台，2用1备，Q=(630-900-1 080)m3/h，H=(10-8-6.5)m，N=30 kW,污泥回流比:R=100%。剩余污泥泵2台，1用1备，Q=23-30-40 m3/h，H=(15-10-7)m，N=2.2 kW。污泥池:根据污泥脱水系统工作运行周期，并结合初沉池、二沉池运行排泥方式，污泥池应有不小于每天8 h的剩余污泥量加初沉池污泥量的有效储泥容积，即405 m3，原有的储泥池最大有效容积250 m3，不能满足工艺运行要求，须拆除原有储泥池，并在原有位置新建1座450 m3污泥池，对初沉池、二沉池、污泥脱水系统运行进行调蓄。污泥脱水机房：更换原有设备，采用3台环碟式污泥脱水机(2用1备)，进行连续工作。每台环碟式污泥脱水机处理绝干污泥量为300 kg/h，每天16 h运行。脱水后含水率小于80%。

5 工程投资

升级改造工程投资为4 793.76万元，其中，工程费用为4 020.59万元，二类费用426.32万元，预备费266.81万元，铺底流动资金80.04万元。

6 结语

40 000 t污水处理厂升级改造采用“预处理+改良A2/O+深床滤池”工艺后，运行稳定，效果良好，对COD，NH3-N，TN的去除率分别为90%,89%,77%，出水水质达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准表1中的一级A标准。改造工艺切实可行，为类似污水厂升级改造提供了借鉴。

[1] 崔玉川，刘振江，张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算[M].第2版.北京：化学工业出版社，2003.

[2] 崔玉川，杨崇豪，张东伟.城市污水回用深度处理设施设计计算[M].北京：化学工业出版社，2003.

[3] 尤会春.改良A2/O工艺用于大连开发区污水二厂提标改造[J].中国给水排水,2014(12):145-147.

The upgrading and reconstruction engineering design of 40 000 tons sewage treatment plant

Wang Xiao

(TaiyuanHongyuanEnvironmentalEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030012,China)

Combining with the actual situation of a sewage treatment facilities, through the analysis on influent water quality characteristics, used the process scheme of “pretreatment + secondary biochemical treatment + deep bed filter”, and analyzed systematically the specific process and design main points of transformation process, through the practice showed that the transformation process was feasible, could be used in other similar project for reference.

sewage treatment plant, water quality, water quantity, transformation process

2015-01-15

王 肖(1983- ),女,助理工程师

1009-6825(2015)09-0124-03

X703

A