改良A2/O+深度处理工艺在云贵高原某污水处理厂二期工程中的应用

饶政柱

摘要：云贵高原某污水处理厂位于云南昆明，海拔近2000m，服务于云南昆明某开发区，收集和处理开发区内工业废水和生活污水，一期建成规模为3万吨每天，本次扩建4万m3/d，建成后总处理规模7万m3/d。本次二期工程采用预处理+改良A2/O+二沉池+高密度沉淀池+V型滤池+接触消毒工艺，设计出水水质标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的规定的一级A标准。本工程自建成以来，克服高原因素，能穩定达标，且全部指标在95%保证率下，均能稳定优于一级A。

关键词：高海拔、污水厂、改良A2/O、一级A

1工程背景

污水处理厂是城市重要的基础设施，与城市环境和居民生活密切相关。云贵高原某污水处理厂位于云南昆明，服务于云南昆明某开发区，收集和处理开发区内工业废水和生活污水。随着城市经济的不断发展，开发区内企业的不断入住与发展，生活污水和工业废水产生量日益增长;同时，污水处理厂服务范围内污水收集管网日益完善，大量直排水体的污水有效收集进入污水处理厂内，其现状处理能力已远远不能满足发展的需要，因此亟需启动该污水处理厂的扩建工程，以应对城市发展的需要，用以支持、推动城市的可持续发展，改善城市的基础设施，提升城市的整体形象。

该水厂位于云贵高原，海拔近2000m。由高海拔引起的低溶解氧、大温差、强紫外线极易影响污水处理厂的运行状况[1]。因此，在污水厂设计过程中，要综合考虑当地气候、海拔等条件，结合水质、水量特点，选择稳定可靠、先进实用，耐冲击负荷，高效、节能、紧凑，投资省、管理方便、运行灵活的处理工艺，合理设计基本参数，为污水厂的建设和运行创造良好的条件。本文从实际工程出发，分析了云南高原某水厂运行工艺，提出了高海拔下污水厂设计参数，以期为同类型污水厂新、扩建工艺的选择与设计提供借鉴。

2 污水处理厂现状

2.1 进水水质分析

城市污水处理厂改扩建项目的进水水质是工程设计的基本参数，合理确定该参数对保障污水厂处理效果、节能降耗具有重要意义[2]。污水处理厂设计进水水质的确定，通常根据现状污水水质实测资料、国内同类型城市污水进水水质以及城市今后的发展状况等诸多因素进行综合考虑，该污水处理厂一期工程已经运行多年，根据现有水质数据及统筹考虑城市污水厂服务区域今后的发展状况确定。该污水处理厂二期工程建设进水水质如表1-1所示：

设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的规定的一级A标准。

2.2 污水处理工艺分析

城市污水厂一级 A 排放标准应先对其现状进出水水质进行分析，并结合水质提标要求，确定目标去除污染物，以便在后续工艺设计中予以重点考虑[3]。污水中的主要污染指标为BOD5、CODCr、SS、N、P等。根据前文所确定的进出水水质，可计算各种污染物的去除率。如下表2-1所示：

从进出水水质去除率表中可以看出，几种污染物出水水质要求都很严格，仅靠二级处理不能满足出水水质要求，需进行深度处理。本工程污水处理主体工艺采用预处理+改良A2/O池二级生化处理工艺+高效沉淀池+V型滤池+次氯酸钠消毒，污泥处理工艺采用带式浓缩脱水一体脱水工艺，具体工艺流程见下图2-1。

3工程设计

本工程设计时考虑实际情况，即高海拔，设计海拔：2000m。

3.1细格栅及曝气沉砂池

该污水处理二期工程采用曝气沉砂池，细格栅及曝气沉砂池合建在一起，设计规模4万m3/d，Kz=1.34。

3.1.1 细格栅

细格栅平面尺寸为12.95×4.70m，高度为2.15m。共设2道循环式齿耙清污机，每道格栅宽1.5m，栅条间隙 5mm，栅前水深 1.1m。细格栅可人工启动、定时启动或根据格栅前后水位差自动运行。格栅每天拦截的栅渣量约 4.8m3 /d，栅渣含水率约 80%，栅渣用螺旋输送机输送至栅渣压榨机，栅渣经压榨后外运。

主要技术参数：

设计流量：Qmax= 2233.3m3 /h

过栅流速：0.8m/s

栅条间隙：5mm

3.1.2 曝气沉砂池

该污水处理厂沉砂池设一座。平面尺寸为 13.30×8.10m，池深5.25m。沉砂经桥式排砂机提升后，进入砂水分离器，分离后的干砂外运，剩余污水流入厂区进水泵房。罗茨风机及曝气管通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果稳定。

主要技术参数：

水平流速：0.03m/s

最大流量时停留时间：5min

曝气量：0.2m3空气/ m3污水

细格栅及曝气沉砂池主要配备设备：循环式齿耙清污机、螺旋输送压榨机、罗茨鼓风机、砂水分离器等。

3.2改良A2O池及污泥回流泵房

本工程共设改良A2/O生化池1座，设计规模4.0万m3/d，Kz=1.34。污泥回流泵房1座，设计规模4.0万m3/d，与生化池合建。

3.2.1 改良A2O池

改良A2/O反应池分为预缺氧区（预选择区）、厌氧区、缺氧区、好氧区，以达到强化生物除磷脱氮的效果。

总尺寸L×B×H=61.30×60.35×7.20

总有效容积：V =20662m3

预缺氧区有效容积：V1=833.3 m3

预缺氧区停留时间：t1 = 0.5h

厌氧区有效容积：V2 =2500m3

厌氧区停留时间：t2 = 1.5h

缺氧区有效容积：V3 =5000m3

缺氧区停留时间：t3 =3.0h

好氧区有效容积：V4=12328.4m3

好氧区停留时间：t4 =7.4h

总停留时间：t总= 12.4h

有效水深：5.6m

混合液浓度：3.5 g MLSS /L

污泥负荷：0.16 kg BOD5 / kgMLSS·d

气水比：6 ：1

污泥龄：10d

3.2.2 污泥回流泵房

回流泵房内设剩余污泥泵和混合液回流泵，将剩余污泥提升至污泥池，混合液回流至生化池。总尺寸L×B×H=9.20m×5.70m×7.20m

主要配備设备：高速潜水搅拌器、低速潜水推流器薄盘式微孔曝气器、污泥回流泵、剩余污泥泵、消化液回流泵等。

3.3 二沉池及配水井

3.3.1 配水井

配水井采用圆形水池，直径5.2m，生化池出水经配水井配水后，均匀分配至2座二沉池。

3.3.2 二沉池

二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。

该污水处理二期工程二沉池设计规模4.0万m3/d，共2座，每座处理规模2.0万m3/d ，采用周进周出式幅流式沉淀池，池径34m，其中：

水力负荷：1.08m3/m2·h;

最大水力负荷：1.45m3/m2·h

有效水深：4.5m

二沉池及配水井主要配备的设备：中心传动单管吸泥机、电闸门、出水三角堰等。

3.4 高效沉淀池及中间提升泵房

该污水处理二期工程高效沉淀池与中间提升泵站合建在一起。其中高效沉淀池设计规模4万m3/d，Kz=1.34。中间提升泵站设计规模7万m3/d，Kz=1.34，同时为一、二期工程服务。

3.4.1 高效沉淀池

高效沉淀池是一种利用物理/化学处理和特殊的絮凝和沉淀体系，达到快速沉淀的污水处理工艺。该工艺将快速混合、絮凝反应、沉淀分离进行综合，其核心是利用池中聚集的泥渣，通过池外回流与水中的颗粒进行相互接触、吸附，加速颗粒絮凝，促进杂质颗粒的快速分离，并结合斜管，加速沉淀过程，实现高效的固液分离。

高效混凝沉淀池的作用是进一步去除污水中的SS和TP。高效混凝沉淀池由混合池、絮凝池及沉淀池组成，混合池中投加PAC，絮凝池投加PAM。

高效沉淀池总尺寸LxBxH=29.20x20.55x7.00m，其中包含2座混合池、2座絮凝池、2座沉淀池、1座泵坑。

（1）混合反应池容积（单座）;V=42m3

平面尺寸：LxBxH=2.65x2.65x7.00m

有效水深：H=6.0m

停留时间：t=3min

（2）絮凝反应池（单座）：V=208m3

单组池体尺寸：LxBxH=5.95m×5.95x7.0m

有效水深：H=5.9m

停留时间：t=15min

（3）沉淀池（单座）

单组池体尺寸：LxBxH=11.7m×11.7x7.0m

有效水深：H=5.6m

沉淀池上升流速：v=2.5mm/s

（4）泵坑尺寸LxBxH=9.40x6.45x7.00m

主要设计参数：

混合时间：2.24 min

絮凝时间：15 min

平均时斜管沉淀区表面负荷：9 m3⁄（（m2∙h） ）

PAC（10%溶液）投加量：30 mg/L

PAM（0.1%溶液）投加量：1 mg/L

2、中间提升泵站

高效沉淀池出水汇至中间提升泵站，井提升后至V型滤池进行处理。总尺寸LxBxH=18.50x7.00x9.75m。

高效沉淀池及中间提升泵房主要设备包括：混合池搅拌机、絮凝池搅拌机、刮泥机、污泥回流离心泵、剩余污泥离心泵、潜污泵、电动葫芦等。

3.5 V型滤池

V型滤池是一种快滤池，进水为V型槽，采用气水反冲洗。V型滤池的主要特点是：可采用较粗较厚滤层以增加过滤周期，由于反冲时滤层不膨胀，故整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象，即所谓“均质滤料”，使滤层含污能力提高。

该污水处理工程滤料采用均质石英砂，有效直径0.95mm，滤料层厚度1.25m，承托层采用砾石，粒径2～4mm，厚度50mm。

滤池分三个阶段进行反冲洗，分别为气冲，气水反冲，水冲。反冲洗全过程都进行表面扫洗。

滤池双侧对称布置，中间为共管廊，平面尺寸38.3m×31.3m，分8格，单格过滤面积60.76m2，两组中间设置管廊，管廊宽度8.4m，滤池池深4.6m。

主要技术参数：

过滤面积：486m2

滤池格数：8格

单格过滤面积：60.76m2

设计滤速：6m/h

反洗滤速：6.9m/h

气洗强度及时间：15L/s.m2，3min

气、水共同冲洗强度及时间：气洗强度15L/s.m2、水洗强度3L/s.m2，4min

水冲强度及时间：6L/s.m2 ，5min

表面扫洗强度及时间：1.8L/s.m2 ，12min

主要配备设备：闸门、蝶阀、电池阀、电动葫芦、潜水泵、滤料、承托层砾石、滤板等。

3.6 接触消毒池与巴氏计量槽

1、接触消毒池

该工程设置接触消毒池一座，总规模7.0万m3/d，内设导流墙，平面尺寸27.8m×18.9m，有效水深3.9m，超高0.85m。其中接触时间30min。

2、巴氏计量槽

该工程设置巴氏计量槽一座，总规模7.0万m3/d，平面尺寸27.8m×2.68m，有效水深1.29m，超高1.15m。巴氏计量槽喉宽1000mm。

接触氧化池及巴氏计量槽主要配备的设备包括：潜水泵、隔膜式气压给水设备、巴氏计量槽、电动葫芦等。

4工程运行效果分析

云贵高原某污水厂自建成投入运营以来，运行效果良好，各项污染物出水稳定，出水达到GB18918的一级A标准。对本工程主要污染指标进行整理和分析，结果显示出水水质稳定达到甚至优于设计GB18918的一级A标准。具体数据如下：

由上表可见，该污水处理厂自运营以来可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的一级A标准，且大部分指标均优于一级A标准。

5结论

1、云贵高原某设计海拔2000m，服务于云南昆明某开发区，收集和处理开发区内工业废水和生活污水，采用预处理+改良A2/O+深度处理工艺，设计出水水质标准执行一级A标准;

2、本工程自建成以来，克服高原因素，能稳定达标，且全部指标在95%保证率下，均能稳定优于一级A。

参考文献

[1]陈相宇，郝凯越，苏东，宗永臣.A～2/O法处理高海拔地区污水的特性研究[J].水处理技术，2018，v.44;No.313（02）：93-96.

[2]罗本福，杨曦.污水厂改扩建项目设计进水水质的确定[J].中国给水排水，2013，29（09）：117-119+124.

[3]钱林，薛哲骅，王首都.城市污水厂一级A排放标准提标改造工艺设计[J].净水技术，2020，v.39;No.218（04）：39-44.

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