铜川市某污水处理厂改扩建工程设计

宋 道

(陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710000)

随着铜川市的持续发展，城市的规模与人口逐渐壮大，城镇居民生活污水排放量也相应增大，铜川市现有污水厂的处理规模已不能满足不断增长的污水量，因此，扩建现行污水处理厂的处理规模是十分必要的。铜川市某污水处理厂规划总设计规模为12.0×104m3/d，分为三期实施，一期工程已建成规模为3.0×104m3/d，采用以厌氧池及氧化沟为主的处理工艺，出水水质达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准。

1 工程概况

1.1 一期概况

一期工程设计规模3.0×104m3/d，污水厂设有粗细格栅间、曝气沉砂池、厌氧池及氧化沟、沉淀池、接触池、污泥回流泵池、储泥池、污泥脱水机房等工艺构筑物，并设有自动控制中心与水质监测中心，2014年正式投入运营，并已在2015年完成提标改造，出水水质达到一级A标准。污水经处理达标后排入石川河流域。

1.2 二期工程设计规模

根据《铜川市城乡一体化建设规划(2012—2030)》以及《室外给水设计规范》确定铜川市某污水处理厂近期(2020年)设计规模为6.0×104m3/d，远期(2030年)设计规模为12.0×104m3/d。由于近期(2020年)规划中，一期已经建成规模为3.0×104m3/d的污水处理厂，因此确定二期工程设计规模为3.0×104m3/d。

1.3 二期工程设计水质

污水处理厂的进水水质是确定水处理工艺的关键依据[1]。根据对污水处理厂多年进水水质主要污染物监测数据分析，以及出水水质须满足一级A标准[1]。确定二期扩建工程设计进出水水质如表1所示。

表1 二期扩建工程设计进、出水水质 mg/L

2 设计方案

污水处理厂处理工艺方案的选择需要依据设计规模、进水水质特点、出水水质要求、污泥处置的方法以及当地的地理、经济状况等多种因素作出慎重考虑，选择出合理、切实可行的处理工艺方案[2]。污水处理厂二期改扩建工程一般要求对污水中氮、磷进行处理，而除磷脱氮工艺对进水中各污染物比值有严格要求[2]。对该项目做出综合比对，确定本项目生物处理单元采用倒置A/A/O工艺；为了强化脱氮效果，并为后期再生水及中水回用工程的建设创造有利条件，确定深度处理工艺采用深床反硝化滤池处理工艺；污泥最终采取卫生填埋的处置方式，污泥脱水采用框板高压双隔膜压滤机深度脱水工艺；消毒工艺选择速度快，效率高，占地面积小，并且不会生成副产物的紫外线消毒工艺[5]；生物除臭工艺效果显著，效率高，运行稳定，建设成本低，运行费用低，无需添加药剂，绿色环保，无二次污染[5]。因此，选择生物除臭工艺。

3 二期扩建工艺流程设计

二期扩建工程污水处理采取预处理+倒置A/A/O+反硝化深床滤池+紫外线消毒处理工艺。污泥处理处置使用重力浓缩+调理+框板高压双隔膜压滤机深度脱水工艺，处理过后的污泥外运并且进行卫生填埋。二期扩建工程的工艺流程图如图1所示。

3.1 污水处理系统

1)二期扩建工程水量增大，一期留下的污水提升泵房需要升级，在一期的基础上二期扩建工程增加3台(2用1备)离心式潜水污水泵，每台设计流量为907.2 m3/h。现有的细格栅已经不能满足设计要求，二期扩建工程设置2台(1用1备)细格栅，每日栅渣量W=3.003 m3/d，采用机械清渣方式。曝气沉砂池共设置2格，每小时所需总空气量为362.88 m3。两个构筑物合建在一起。

2)二期扩建工程生化反应池共分为2个系列，每个系列好氧池的设计污泥龄为：θco=10.12 d；生化反应池总容积为：V总=10 624 m3，总水力停留时间为：t总=16.99 h；其中厌氧池容积为：Vp=1 280 m3，厌氧池水力停留时间为：tp=2.05 h；缺氧池容积为：Vn=2 048 m3，缺氧池水力停留时间为：tn=3.27 h；好氧池容积为：Vo=7 296 m3，好氧池水力停留时间为：to=11.67 h。二期工程剩余污泥量为：ΔX=461.25 m3/d；需氧量为：Os=10 517.66 kgO2/d，换算成标准状态下的需氧量为：Os=18 569.56 kgO2/d，换算成标准状态下的供气量为：Gs=13 816.64 m3/h。

3)二期扩建工程二沉池设置2座周进周出的辐流式沉淀池，每座设计流量Q=906.25 m3/h，表面负荷q=0.85 m3/(m2·h)，有效水深h=3.7 m，水力停留时间t=4.24 h。

5)紫外线消毒池分为2个系列，每个系列尺寸为：L×B×H=9.88 m×0.33 m×1.29 m，每个系列设计流量为21 750 m3，选取UV300PLUS紫外消毒设备,两个UV灯组，每个灯组3个模块。每个模块的长度为2.46 m，两个灯组之间间距为1.0 m，渠道出水设堰调节。调节堰与灯组间距为1.5 m，则渠道总长度为9.88 m。

3.2 曝气系统

二期扩建工程新建鼓风机房1座，不但能为A/A/O生化反应池提供充足的溶解氧浓度以保证生化反应的正常进行，而且还可以保证反硝化深床滤池反冲洗时具有足够的供气源。为A/A/O生化反应池设置3台(2用1备)磁悬浮鼓风机，具体参数为：单机风量为：Q=68 m3/min，出口升压为：H=7.5 m H2O，N=120 kW；反硝化深床滤池反冲洗设置2台鼓风设备，选用GM35型单级高速离心鼓风机。风机房尺寸：L×B×H=8 m×4.5 m×6.5 m。

3.3 污泥处理系统

1)二期扩建工程新建污泥浓缩池1座。设计流量Q=461.25 m3/d；剩余污泥含水率99.2%；浓缩后污泥含水率97.0%；工艺尺寸D×H=φ12.0×5.50 m，设计有效水深H1=3.0 m。设悬挂式中心驱动浓缩机1套，功率为0.75 kW。

2)为保证压滤后的污泥含水率降低至60%以下，污泥脱水浓缩设备选取箱式隔膜压滤机，处理后的污泥含水率在55%左右。设备有转鼓浓缩机2台(1用1备)，主要性能参数为：Q=84 m3/h，N=1.8 kW；框板高压双隔膜压滤机2台(1用1备)，主要性能参数为：过滤面积72 m2，N=9.1 kW；自动泡药机1套，主要性能参数为：药量为600 L/h，N=1.1 kW；PAM加药计量泵2台(1用1备)，主要性能参数为：加药量为600 L/h～1 200 L/h，N=1.8 kW；污泥螺杆泵2台(1用1备)，主要性能参数为：Q=84 m3/h，N=22 kW；污泥螺杆泵3台(2用1备)，主要性能参数为：Q=20 m3/h，N=18 kW；螺杆式空气压缩机2台(1用1备)，主要性能参数为Q=1.8 m3/min，N=26 kW，P=1.9 MPa；石灰粉自动加药计量系统1套，功率为N=6.6 kW。

4 工程效益

污水厂二期扩建工程建设投产后，污水通过污水厂的处理，将大大减少排入漆水河与沮河的污染物，恢复了石川河水系的良好水环境，提高了铜川市人民的生活环境质量，提升了水的利用效率，有利于水资源的二次开发利用与生态水资源的保护，大幅度改善了铜川市的生态环境、旅游环境与投资环境，为铜川市经济快速平稳的发展起到了保障作用。

5 结语

铜川市某污水处理厂二期扩建工程采用预处理+倒置A/A/O+反硝化深床滤池+紫外线消毒处理工艺，能够大大改善污水处理效果，提升了水的利用效率，有利于水资源的二次开发利用与生态水资源的保护，是治理铜川市水污染问题，改善铜川市水环境质量，节约保护水资源，促进铜川市经济快速平稳发展的重要措施之一。