核電站一體化生活污水處理設(shè)施的設(shè)計

□齊建華 鄭偉青 韓晉英

一、工程概況

某濱海核電站，規(guī)劃建設(shè)6 臺百萬千瓦機組，分三期建設(shè)，每期建設(shè)2 臺1，000MW 壓水堆核電機組。每期設(shè)置生活污水處理站1 座，主要處理主廠區(qū)生活污水，包括核島各廠房和各區(qū)域生活污水、常規(guī)島各廠房生活污水、BOP 各廠房生活污水及地面沖洗污水。污水處理站位于廠區(qū)南側(cè)，CC跌落井旁，處理后的出水要求達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918 -2002)一級B 標準，達標后通過雨水管網(wǎng)排至CC 跌落井，最終排至大海。

二、設(shè)計水量及進出水水質(zhì)

(一)設(shè)計水量。根據(jù)業(yè)主提供的正常運行和大修期間的生產(chǎn)和工作人員預計人數(shù)估算，同時依據(jù)參考電站相關(guān)數(shù)據(jù)，確定每期工程生活污水處理站的設(shè)計規(guī)模為200m3/d，設(shè)計小時處理量為8.33m3/h;選用處理能力為5m3/h 生活污水處理設(shè)備2 套，24 小時運行。

(二)設(shè)計進、出水水質(zhì)。本工程污水處理站設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1。

表1 某核電站污水處理站設(shè)計進、出水水質(zhì)

三、工藝方案的確定

(一)工藝選擇。核電站生活污水處理系統(tǒng)具有如下特點:一是出水標準高:要達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B 標準，甚至達到回用的要求，具備脫氮除磷功能;二是使用壽命長:使用壽命一般至少40年;三是環(huán)境衛(wèi)生要求高:一般建在地下，地面進行景觀綠化或者用于它途;四是耐沖擊負荷:工藝靈活可靠，適應(yīng)水量、水質(zhì)的變化;五是自動化程度高。根據(jù)核電站的生活污水處理規(guī)模，屬于典型的小型污水處理范疇，小型污水處理工藝主要有活性污泥法、生物膜法、自然生物處理(人工濕地、穩(wěn)定塘等)，常見的工藝形式主要有接觸氧化法、曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器等［1～2］。核電站生活污水處理系統(tǒng)結(jié)合其特點，應(yīng)選擇工藝成熟、處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，占地少、產(chǎn)泥量小，運行管理和維護簡單，運行故障少，同時靈活可調(diào)的工藝。參考目前國內(nèi)已運行或建設(shè)中的核電站，其生活污水處理設(shè)施多采用A/O、A2/O 法、倒置A2/O 法等［3～4］，其處理的核心多為生物接觸氧化法。綜合分析，本工程最終采用缺氧/生物接觸氧化的一體化工藝。

圖1 某核電站模塊式一體化生活污水處理工藝流程

(二)工藝流程。本工程采用的模塊式一體化生活污水處理工藝流程見圖1，其中雙點劃框內(nèi)為一體化生活污水處理設(shè)備。廠區(qū)生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后進入污水處理站，污水首先經(jīng)格柵渠(與調(diào)節(jié)池合建)中自動機械格柵(有效寬度500mm，柵條間隙8mm)去除雜物后進入調(diào)節(jié)池，對進水水質(zhì)、水量進行均化和調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)池中設(shè)提升泵3 臺(2 用1備)，將調(diào)節(jié)池中的污水提升至后續(xù)污水處理裝置。污水處理裝置采用一體化模塊設(shè)計(1 用1 備，單套處理能力:5m3/h)，主要包括缺氧池、好氧接觸氧化池、沉淀池、消毒池、污泥池、硝化液回流裝置及污泥回流裝置等單元，整個處理裝置安裝在地下。本系統(tǒng)對磷有一定的去除效果，但為保障除磷效果，在沉淀池中仍增加了化學除磷，而后加氯消毒，出水達標排放。沉淀池產(chǎn)生的污泥經(jīng)氣提裝置定期排至污泥池，池內(nèi)上清液溢流至調(diào)節(jié)池，剩余污泥定期清運。整個工藝的核心處理單元為生物接觸氧化池，池內(nèi)裝半軟性組合填料，通過填料上生物膜中微生物的降解，污水中有機污染物得到去除。污水的氨氮在生物接觸氧化池通過硝化細菌實現(xiàn)硝化，通過硝化液回流，使NO2-、NO3-與進水中有機物混合在缺氧池中通過反硝化細菌降解，實現(xiàn)脫氮。

四、一體化設(shè)備的構(gòu)成及工藝特點

一體化埋地式生活污水處理設(shè)備平剖面構(gòu)成見圖2。在構(gòu)成上將缺氧池、生物接觸氧化池、沉淀池、污泥池、消毒池、污泥回流、硝化液回流設(shè)施等集中在一個設(shè)備內(nèi)，污泥回流和剩余污泥排出采用氣提裝置。根據(jù)水量大小及運行情況，可采用單個或多組并聯(lián)的布置形式，考慮檢修的需要一般采用多組并聯(lián)形式。整套一體化設(shè)備殼體可采用碳鋼、玻璃鋼，采用碳鋼時應(yīng)做噴砂防腐處理。該模塊式一體化地埋式污水處理設(shè)備具有如下工藝特點:一是工藝核心采用一體化設(shè)計，減少連接管道和閥門，設(shè)備緊湊，方便布置。二是整套設(shè)備可以埋在地下，占地小，地面可綠化，環(huán)境衛(wèi)生好。三是采用缺氧和好氧相結(jié)合的生物處理工藝，除可去除BOD 和COD 外，還具有脫氮功能。具有較高的容積負荷和處理效率、生物種類多，不易污泥膨脹，污泥生成量少，沉淀性好。四是靈活性高，能適應(yīng)水質(zhì)和水量的變化，即使間歇運行，處理效果依然良好。五是整套設(shè)備可在工廠預制，建設(shè)周期短，節(jié)省施工及安裝費用。運行操作簡單，管理方便。

圖2 某核電站一體化生活污水處理設(shè)備平剖面構(gòu)成圖

五、設(shè)計、建造及運行需要注意的問題

一是處理水量、水質(zhì)的波動將不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，施工前期、高峰期及運行期水量和水質(zhì)變化較大，這將不利于微生物的培養(yǎng)馴化和生物膜的形成。建議收集管網(wǎng)與處理站同時建成、同時啟用。當實際污水量過低時，可采用單組運行。二是處理設(shè)施的覆土厚度應(yīng)滿足管道敷設(shè)和景觀綠化等的要求。同時主要構(gòu)筑物應(yīng)規(guī)范要求設(shè)置必要的放空設(shè)施。為保證使用壽期內(nèi)能正常工作，機械格柵、潛水攪拌機等建議采用304L 不銹鋼材質(zhì)，一體化埋地處理設(shè)施及處理單元之間的管路等都必須采用可靠的防腐措施。

［1］王維斌，吳凡松.小型污水處理廠的設(shè)計［J］.中國給水排水，2002，18(3):57 ～60

［2］荊肇乾，呂錫武，林國鋒等.小型污水處理工藝及其應(yīng)用前景［J］.云南環(huán)境科學，2002，21(4):23 ～26

［3］石亮民.大亞灣核電站生活污水處理［J］.電力環(huán)境保護，1994，10(1):52 ～59

［4］安文斌，季獻華等.淺論桃花江AP1000 核電廠生活污水處理站工藝［J］.能源與節(jié)能，2013(4):41 ～43