城市污水处理厂工艺设计研究

城市污水处理厂工艺设计研究

蔡憬

深圳市水务规划设计院有限公司广东深圳518001

摘要：在城市污水处理厂建设中，污水处理工艺的设计是其中的关键环节，直接关系到城市污水处理厂的功能及效益。本文结合某城市污水处理厂实例，对该污水处理厂的工艺设计进行了详细的介绍，分析了该工艺的特点及运行效果，旨在为其他城市污水处理厂的工艺设计提供参考。

关键词：污水处理厂；处理工艺；设计

0引言

随着我国社会经济的快速发展，城市建设取得了极大的进步，而城市污水处理厂作为城市基础设施中的重要组成部分，其工程建设也越来越受重视。城市污水处理厂的建设，对改善城市环境，提高人民的生活质量水平以及促进城市建设的发展具有十分重要的意义。而工艺设计作为城市污水处理厂建设中的重要内容之一，对其展开研究十分必要。

1工程概况

某污水处理厂设计规模为25000m3/d，工程占地面积为1.6×104m2，处理对象工业废水占10%，其余为生活污水。生活污水主要来源于服务区居住区、宾馆、学校、机关等，主要污染物为C0Dcr、BOD5、SS、氨氮、总磷等。污水处理厂配套管网为雨污合流制。2014年初，污水处理设施竣工并调试运行。出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准后排入水体。

2设计水质

设计进出水水质如表1所示。

3工艺设计

废水处理工艺流程如图1所示:主体工艺采用多模式AA0工艺。

3.1污水处理系统

(1)粗格栅渠。地下钢混直壁平行渠道、2条、回转式粗格栅2套、皮带栅渣输送机1套、镶铜铸铁闸门4套。该单元除去水中的悬浮物。

(2)提升泵站。钢筋混凝土结构、1座、L×B=8m×7.7m。设提升泵5台、其中1台变频，并设液位计实现水泵的自动控制。该单元提升污水满足后续处理单元的水力要求。

(3)细格栅渠。高架钢混直壁平行渠道、2条、回转式细格栅2套、无轴螺旋栅渣输送机1套、不锈钢渠道闸门4套。该单元除去水中的悬浮物。

(4)旋流沉砂池。圆形钢筋混凝土结构、1座分2组，单池直径为3.05m。设罗茨鼓风机2套，1用1备；旋流沉砂器2套、不锈钢螺旋砂水分离器1套、各类渠道闸门共6套。该单元通过旋流作用去除无机砂粒，保证后续处理流程的正常运行，减少后续处理构筑物发生砂砾沉积。AA0生化池。含厌氧池、缺氧池、好氧池及污泥回流井。

(5)厌氧池。钢筋混凝土结构、2座、单池有效容积为1042m3、有效水深H=6m、HRT=2h；设潜水搅拌器4套，单池2套。该单元降解有机物，同时微生物释磷，以利于后续好氧段磷的去除。

(6)缺氧池。钢筋混凝土结构、2座、单池有效容积为1563m3；有效水深为6m，HRT=3h，反硝化负荷为0.05kgN03-N/kgMLSS•d。设潜水搅拌器6套，单池3套。该单元在缺氧环境下进行反硝化反应，去除总氮；同时降解有机物。

(7)好氧池。钢筋混凝土结构、2座；单池有效容积为1980m3；有效水深为6m，HRT=15.3h；硝化液回流比为100%～300%，污泥回流比为100%～150%；污泥质量浓度为3.5～4g/L，脱碳负荷为0.08kgBOD/kgMLSS•d，硝化负荷为0.013kgNH3-N/kgMLSS•d。设管式曝气器为1708m、内回流低扬程泵3台。该单元降解有机污染物，可生化有机物降解彻底，完成硝化反应。

(8)污泥回流井。钢筋混凝土结构、1座，有效容积为117m3；设污泥回流泵3台，剩余污泥泵2台；该单元回流污泥至生化池厌氧段和排放剩余污泥。

(9)二沉池。钢混圆形周进周出辐流式沉淀池、2座，直径为26m；表面负荷q=1.0m3/(m2•h)。设半桥式中心传动单管吸泥机2套。该单元进行泥水分离，上清液外排。

(10)絮凝沉淀池。钢筋混凝土结构，2座，絮凝反应区单座分3格，HRT=20min；斜板沉淀区上升流速v=2.6m/h，设反应搅拌器2套，框式搅拌器4套，斜板填料为400m3，安装倾角为60°，间距为100mm、材质PE；往复式液压控制底部刮泥机2套，电动排泥阀8套，排泥泵2套。该单元投加絮凝剂，进行固液分离，兼顾化学除磷。

(11)活性砂滤池。钢筋混凝土结构，1座，过滤面积为72m2，过滤速度为1.24m/h，设24套过滤器，滤床形式移动床，运行方式:重力流，水流方向上向流，反冲洗方式连续压缩空气提升反洗；空气压缩机2套，1用1备；空气储罐1台。该单元截留污水中含有的悬浮物，降低出水SS、进一步降低浊度、色度等，提高出水水质，满足水质要求。

(12)紫外线消毒渠。半地下式钢筋混凝土结构，1座，设紫外线消毒设备1套，空气压缩机1套，渠道闸门2套。该单元利用紫外线杀灭水中细菌和微生物等，提高出水安全性。

(13)巴氏计量槽，钢筋混凝土结构，1座，该单元计量出水。

(14)加药间。框架结构、1座，尺寸L×B=12m×8.1m。絮凝剂、PAM投加系统各1套、电动葫芦1台。

(15)鼓风机房。框架结构、1座，尺寸L×B=17.7m×10m。鼓风机3台，2用1备。采用单级离心鼓风机，其参数Q=86m3/min、H=68.6kPa、功率W=160kW；电动单梁悬挂起重机1套。

3.2污泥处理系统

(1)污泥浓缩池。钢筋混凝土结构，1座，尺寸为φ15m×4.5m。设中心传动污泥浓缩机1台，该单元浓缩污泥，提高污泥含固率。

(2)污泥脱水机房1座，框架结构，尺寸L×B=33.9m×12.0m。设隔膜板框脱水机2台、低压螺杆泵3台，高压螺杆泵3台，压榨螺杆泵2台，冲洗水泵1套，空气压缩系统1套、框式搅拌器1台、加药系统1套。根据污泥的不同性质，分为两套独立的污泥处理系统，仅共用滤布冲洗系统。

污泥板框压滤机:滤板尺寸为1250mm×1250mm，过滤面积为200m2，滤室数量78个，腔室深度为35mm，泥饼含水率≤60%，滤室总容积为3.5m3，带自动移板装置，紧急停车拉索。压滤机排出的滤液自流人集水池。

3.3臭气处理系统

(1)预处理除臭系统。主要处理粗格栅渠、提升泵站、细格栅渠和旋流沉砂池的臭气，换气次数为5次/h，换气量为2200m3/h。设计洗涤塔1座，引风机1套。该单元用以处理预处理系统的臭气。

(2)污泥脱水系统除臭系统。主要处理脱水机房和污泥浓缩池的臭气。换气次数为5次/h，换气量为6300m3/h。设计洗涤塔1座，引风机1套。该单元用以处理污泥脱水系统的臭气。

4工艺特点

该工程操作灵活可靠、自控水平高，运行稳定可靠，管理方便，具体特点如下:

(1)生化池采用多模式AAO工艺，运行稳定，灵活可靠。多模式AAO工艺通过反应池前段设置的多个缺氧池和厌氧池的组合，通过进水渠、混合液回流渠的多点进水、多点混合液回流控制，调整反应池的运行模式，使运行模式可按“传统AAO”、“改良AAO”、“倒置AA•”、“AO(厌氧好氧)”、“AO(缺氧好氧）”等多种工艺模式运行。适应水质水量的变化，在提高处理效果基础上，保证工艺可靠性和脱氮除磷效果。

(2)二沉池采用圆形周边进水周边出水沉淀池，表面负荷高，节省工程占地。

(3)絮凝沉淀池采用斜板沉淀池，设计负荷高，节省工程占地，运行稳定。

(4)活性砂过滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，24h连续工作，不需停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，水头损失小，没有水力分布不均和初滤液等问题；滤料清洁及时，可保证高质、稳定的出水效果，无周期性水质波动现象。不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门；一次性投资低，维护简便，运行费用低，易于扩建，占地面积紧凑。

(5)采用板框脱水机，污泥脱水后含水率低于60%，污泥体积大大减少，便于处置，降低污泥处置成本。

5运行结果

目前实际进入污水处理厂的废水主要为生活污水和少量工业废水，由于市政管网是雨污合流制，夏季降水较多，汛期时，污水厂进水量约25000m3/d，其他季节降水量少，污水厂进水量约20000m3/d。污水处理厂2015年1月～12月的运行数据如图2、图3所示。由图2、图3可知稳定运行后，进水水质C0Dcr≤200mg/L，氨氮≤25mg/L，出水C0Dcr平均浓度为36.4mg/L，氨氮平均浓度为1.63mg/L，C0D平均去除率为79.7%，氨氮平均去除率为91%。其他指标均能满足污水处理厂标准。

在雨量充沛的季节，因为雨水径流在短时间就能将地面冲刷得较干净，污染成分复杂的水量相对较小，降雨后期由于水量累积就使得污水中污染物浓度相对较小，大量雨水的进人对污水起到一定的稀释作用，同时受地下水渗透的影响，造成污水处理厂进水量大、污染物浓度低，从而对污水厂的正常运行产生了一定的影响。通过调整风机的运行及曝气方式，降低生化池污泥浓度，提高污泥负荷等措施，来维持系统的运行，处理出水效果很好。

6设计经验

(1)在运行过程中发现絮凝沉淀池污泥泵流量较小，自动控制排泥时排出的是清水，需要人工启闭排泥阀来实现污泥的排放。通过更换大流量泵，增加排泥时的液位差，实现顺利排泥。

(2)活性砂滤池受絮凝沉淀池投加药剂的影响，部分滤池单元滤料有板结的现象。通过调节气提气量，能够解决轻度板结；同时在砂滤单元洗砂器附近増设临时升降气冲管，直接插人到洗砂器底部某位置，为后续板结气冲松砂洗砂服务。

7结语

综上所述，城市污水处理厂的建设是城市建设中的重要工程之一，而工艺设计作为其中的重要组成部分，对城市污水处理厂的经济效益、出水效果以及操作管理具有十分重要的影响。因此，要合理设计城市污水处理厂的处理工艺，确保资源的合理分配，提高城市污水处理厂的经济效益、社会效益及环境效益，促进环境友好型社会的建设。

参考文献

[1]付国楷,喻晓琴,张春玲,张智,陆磊.三峡库区城市污水处理厂工艺特征分析[J].环境工程学报.2014(10)

[2]李国炜,陈燕波.重庆市九曲河污水处理厂工艺设计及运行[J].给水排水.2014(10)