蚌埠楊臺(tái)子污水處理廠二期工程設(shè)計(jì)

劉昌俊，郝文勝

（東華工程科技股份有限公司，合肥230024）

蚌埠楊臺(tái)子污水處理廠二期工程設(shè)計(jì)

劉昌俊，郝文勝

（東華工程科技股份有限公司，合肥230024）

蚌埠楊臺(tái)子污水處理廠二期工程采用預(yù)處理－A2O微曝氧化溝－深床濾池－紫外線消毒組合工藝處理城市污水，采用機(jī)械濃縮脫水工藝處理污泥。工程運(yùn)行結(jié)果表明，在進(jìn)水ρ(CODCr)=231.0～321.0 mg/L，ρ(BOD5)= 85.0～142.0 mg/L，ρ(SS)=74.0～154.0 mg/L，ρ(NH3-N)=26.5～33.9 mg/L，ρ(TN)=28.9～35.6 mg/L，ρ(TP)=1.80～2.90 mg/L的情況下，出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。介紹了工藝流程、主要處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)備性能參數(shù)，分析了工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了運(yùn)行效果。

城市污水；改良型A2O微曝氧化溝；深床濾池；紫外線消毒；污泥處理

1 工程概況

蚌埠楊臺(tái)子污水處理廠總建設(shè)規(guī)模為20萬(wàn)m3／d，分兩期建設(shè)，一、二期工程均為10萬(wàn)m3／d，一期工程于2009年12月建成并投入運(yùn)行，二期工程于2013年3月正式投入運(yùn)行。污水處理廠服務(wù)范圍包括蚌埠市青年街排水系統(tǒng)、交通路排水系統(tǒng)、龍子河排水系統(tǒng)等合流制排水系統(tǒng)及新城區(qū)分流制排水系統(tǒng)，服務(wù)面積為54.9 km2，服務(wù)人口47.2萬(wàn)。污水處理廠的進(jìn)水以分流制城市污水為主，并混有部分合流制污水和工業(yè)廢水；一、二期工程處理后的水質(zhì)均要求達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)要求，二期工程的污水處理采用預(yù)處理－改良型A2O微曝氧化溝－混凝－反硝化深床過(guò)濾－紫外線消毒工藝，污泥處理采用機(jī)械濃縮脫水處理工藝。本工程設(shè)計(jì)改善了氧化溝的水力流態(tài)、污泥回流方式，節(jié)省了能耗，改善了除磷效果，降低了建設(shè)投資和運(yùn)行成本。污水處理廠自投產(chǎn)運(yùn)行至今，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文介紹了二期工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行情況。

2 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

本污水處理廠二期工程建設(shè)總規(guī)模為10萬(wàn)m3／d，其設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)Tab.1Design influent and effluent water quality

3 污水處理工藝

3.1 污水處理工藝選擇

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)城市污水的處理主要采用“預(yù)處理－生物處理－深度處理”組合工藝。城市污水處理中常用的生物處理工藝有氧化溝工藝（主要有Carrosel氧化溝、Orbal氧化溝、改良氧化溝）、SBR工藝（包括CASS、UNITANK、ICEAS等）、A2O工藝等。根據(jù)處理目的和要求，目前城市污水深度處理工藝一般采用混凝沉淀、過(guò)濾、臭氧氧化、反硝化濾池或其組合工藝。

（1）預(yù)處理部分。預(yù)處理包括粗細(xì)格柵、提升泵房和沉砂池，主要去除污水中的漂浮物、砂粒；預(yù)處理部分的沉砂池采用除油、除砂及有機(jī)物分離效果好的曝氣沉砂池，以確保后續(xù)生化、深度處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行［1］。

（2）生物處理部分。從進(jìn)、出水水質(zhì)來(lái)看，所選生物處理工藝需具有脫碳、除磷和脫氮功能，滿足該功能的生物處理工藝的類型多種多樣，各具特點(diǎn)，其適用范圍和邊界條件也存在差異。改良型A2O微曝氧化溝工藝既保留了A2O工藝的池型構(gòu)造形式，又創(chuàng)新地將鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)引入氧化溝工藝中，既確保了其技術(shù)指標(biāo)，又優(yōu)化了經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。其主要特點(diǎn)有：①氧化溝由具有相對(duì)獨(dú)立的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)及好氧區(qū)組成，功能分區(qū)明確、協(xié)調(diào)，除磷脫氮效果可靠［2］；②回流污泥分別回流至厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，減少回流污泥中硝酸鹽對(duì)厭氧區(qū)釋磷的影響，保證了厭氧區(qū)的厭氧狀態(tài)，最大程度地提高系統(tǒng)的生物除磷效果。③好氧區(qū)采用循環(huán)式流態(tài)，對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，耐沖擊效果好。④通過(guò)特有的氧化溝構(gòu)造形式設(shè)計(jì)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)氧化溝好氧區(qū)至缺氧區(qū)的混合液內(nèi)回流以滿足反硝化的需要，節(jié)省能耗和運(yùn)行費(fèi)用。⑤好氧區(qū)采用鼓風(fēng)曝氣供氧系統(tǒng)，提高氧氣利用率，降低能耗，減少占地面積及工程投資［3］。

（3）深度處理部分。由于本工程要求的出水水質(zhì)需達(dá)到GB 18918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求，常規(guī)或強(qiáng)化的二級(jí)生化處理工藝均不能或難以穩(wěn)定地達(dá)到此要求，必須通過(guò)深度處理進(jìn)一步去除二級(jí)生化處理不能完全去除的污染物，以最終滿足出水水質(zhì)要求［4］。綜合考慮本工程出水水質(zhì)及二級(jí)出水深度脫氮要求，采用混合反應(yīng)池－反硝化深床濾池工藝。反硝化深床濾池采用降流式重力濾池。反硝化深床濾池將生物脫氮過(guò)程及過(guò)濾功能合二為一，有較好的SS截留功能；可根據(jù)水質(zhì)情況，投加適量碳源后，利用濾床中反硝化細(xì)菌進(jìn)一步反硝化脫氮，運(yùn)行管理方便靈活，處理效果更穩(wěn)定［5－6］。

3.2 污水處理工藝流程

污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程Fig.1Process flow of wastewater treatment

由市政污水管網(wǎng)送來(lái)的污水首先經(jīng)過(guò)粗、細(xì)兩道格柵攔截SS后，再經(jīng)過(guò)沉砂池分離去除污水中的砂粒。經(jīng)上述預(yù)處理后的污水與回流污泥一起進(jìn)入A2O微曝氧化溝，在厭氧區(qū)進(jìn)行生物除磷并改善污水沉降性能；厭氧區(qū)出水至缺氧區(qū)，同時(shí)好氧區(qū)產(chǎn)生的硝酸鹽氮內(nèi)回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將硝酸鹽氮還原成氮?dú)庖莩觯_(dá)到脫氮目的；缺氧區(qū)自流進(jìn)入好氧區(qū)，好氧區(qū)內(nèi)設(shè)鼓風(fēng)曝氣，去除大部分有機(jī)污染物，并將進(jìn)水中的大部分NH3-N轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮［7］。氧化溝好氧區(qū)出水自流進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離后，上清液自流進(jìn)混合池中與藥劑快速混合。混合池出水至反硝化深床濾池，根據(jù)水中TN濃度，投加碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)而進(jìn)一步脫氮，同時(shí)去除SS、TP及少量的有機(jī)污染物。濾池出水經(jīng)紫外線消毒殺死污水中的病菌后達(dá)標(biāo)外排。

生化過(guò)程中產(chǎn)生的活性污泥直接送污泥濃縮脫水間，經(jīng)機(jī)械濃縮、脫水后形成含水率小于80%的泥餅，泥餅外運(yùn)處置。

4 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）粗格柵及提升泵站。土建部分一期工程已建，格柵間一期工程已安裝鋼絲繩格柵除污機(jī)2臺(tái)，本次增設(shè)1臺(tái)，格柵寬度為1.6 m，柵前水深為1.85 m，柵條間隙為20 mm，安裝角度為75°，過(guò)柵流速為0.6～0.9 m／s；泵站內(nèi)一期已設(shè)潛污泵4臺(tái)（3用1備），本次增設(shè)4臺(tái)，單臺(tái)水泵流量為1 946 m3／h，揚(yáng)程為0.18 MPa，功率為132 kW。

（2）細(xì)格柵及沉砂池。二期工程設(shè)板式格柵除污機(jī)2臺(tái)，格柵寬度為1.8m，柵前水深為1.40 m，柵條間隙為6 mm，安裝角度為35°，過(guò)柵流速為0.5～0.8 m／s。設(shè)曝氣沉砂池1座，分2格，單格平面尺寸為19.70 m×4.00 m，有效水深為2.50 m，停留時(shí)間為4 min，旋流速度約為0.3 m／s；設(shè)橋式吸砂機(jī)1臺(tái)，橋長(zhǎng)8.7 m，配套砂泵流量為25 m3／h，揚(yáng)程為0.05 MPa；羅茨風(fēng)機(jī)3臺(tái)（2用1備），單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為9.7 m3／min，風(fēng)壓為39.2 kPa；砂水分離器2臺(tái)，單臺(tái)處理能力為20～40 m3／h。

（3）微曝A2O氧化溝。2座，每座氧化溝平面尺寸為143.00 m×46.00 m，有效水深為6.00 m，由厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)3部分組成，水力停留時(shí)間為17.5 h，其中厭氧區(qū)1.5 h，缺氧區(qū)4.0 h，好氧區(qū)12.0 h。設(shè)計(jì)污泥質(zhì)量濃度為4 000 mg／L，污泥負(fù)荷為0.06 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），容積負(fù)荷為0.24 kg［BOD5］／（m3·d），反硝化負(fù)荷為0.026 kg［NOx－－N］／（kg［MLSS］·d），污泥回流比為50%～100%，混合液回流比為100%～400%，污泥齡約為19 d；設(shè)厭氧潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，電機(jī)功率為7.5 kW；缺氧潛水推進(jìn)器8臺(tái)，電機(jī)功率為5.3 kW；好氧潛水推進(jìn)器20臺(tái)，電機(jī)功率為5.3 kW；管式微孔曝氣器2 500根，曝氣量為12.0 m3／（m·h），氧利用率≥20%，控制溶解氧質(zhì)量濃度為1.5～2.5 mg／L。

（4）二沉池。4座，采用中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池，直徑為46.00 m，池邊水深為4.50 m，表面負(fù)荷為0.82 m3／（m2·h），沉淀時(shí)間為4.0 h，出水采用環(huán)形雙三角型出水堰；設(shè)周邊傳動(dòng)全橋式刮泥機(jī)4臺(tái)，功率為2×0.37 kW。

（5）混合池。2座，每座分3格，平面尺寸為3.00 m×3.00 m，有效水深為5.00 m，混合時(shí)間為180 s；設(shè)推進(jìn)式攪拌器6臺(tái)，電機(jī)功率為15 kW。

（6）反硝化深床濾池。1座，共8格，單格平面尺寸為22.76 m×3.65 m，最大濾速為8.4 m／h，濾層上最大水深為1.48 m，濾層厚度為1.83 m。采用氣水反沖洗方式：先氣洗5 min，空氣沖洗強(qiáng)度為90 m3／（m2·h）；再氣水同時(shí)沖洗15 min，空氣沖洗強(qiáng)度為90 m3／（m2·h），水沖洗強(qiáng)度為15 m3／（m2· h）；最后水洗5 min，水沖洗強(qiáng)度為15 m3／（m2·h）；沖洗周期為24～36 h；氣水分布?jí)K濾磚為成品濾磚，平面尺寸為560 mm×200 mm；濾料采用石英砂濾料，有效粒徑為2～3 mm，不均勻系數(shù)為1.4；設(shè)沖洗羅茨風(fēng)機(jī)3臺(tái)，風(fēng)量為62 m3／min，風(fēng)壓為68.6 kPa，功率為110 kW；沖洗水泵3臺(tái)，流量為600 m3／h，揚(yáng)程為0.10 MPa，功率為30 kW；碳源投加系統(tǒng)1套，包括碳源儲(chǔ)罐1臺(tái)，地上式，容積為25 m3，投加泵2臺(tái)，流量為500 L／h，揚(yáng)程為0.40 MPa，功率為4 kW。

（7）紫外線消毒渠。1座，分2條渠道，每條渠道平面尺寸為9.00 m×1.26 m；設(shè)紫外線燈管192支，紫外透光率（253.7 nm）≥65%，有效紫外劑量為25 mJ／cm2。

（8）污泥泵站。1座，平面尺寸為14.40 m× 6.50m；設(shè)回流污泥泵4臺(tái)，流量為1390m3／h，揚(yáng)程為0.05 MPa，功率為30 kW；剩余污泥泵2臺(tái)，流量為120 m3／h，揚(yáng)程為0.15 MPa，功率為9 kW。

（9）污泥濃縮脫水間。土建部分一期工程已建，一期已安裝濃縮脫水機(jī)2臺(tái)，本次增設(shè)濃縮脫水機(jī)2臺(tái)，帶寬2.5 m，單臺(tái)處理能力為50～70 m3／h；沖洗水泵3臺(tái)，流量為60 m3／h，揚(yáng)程為0.70 MPa，功率為22 kW；PAM制備系統(tǒng)1套，生產(chǎn)能力為7 kg／h，加藥泵3臺(tái)，流量為200 L／h，揚(yáng)程為0.30 MPa；空壓機(jī)2臺(tái)，風(fēng)量為0.2 m3／min，風(fēng)壓為0.80 MPa。

（10）鼓風(fēng)機(jī)房。土建部分一期工程已建，一期已安裝單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，本次增設(shè)單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，風(fēng)量為250 m3／min，風(fēng)壓為68.6 kPa，功率為380 kW；風(fēng)機(jī)可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)、出口導(dǎo)葉的角度來(lái)調(diào)整供氣量。

（11）加藥間。土建部分一期工程已建，一期已安裝PAC加藥裝置1套；PAC藥劑投加量為25～40 mg／L，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，投加量為5%～10%；本次增設(shè)PAC加藥裝置1套，制備能力為2 000 kg／d，隔膜計(jì)量泵3臺(tái)，流量為500 L／h，揚(yáng)程為0.50 MPa。

5 調(diào)試運(yùn)行效果

污水處理廠自2013年3月運(yùn)行以來(lái)，進(jìn)水量為17～22萬(wàn)m3／d（包括一期工程水量）。運(yùn)行期間，氧化溝污泥質(zhì)量濃度控制在3 500～4 800 mg／L，氧化溝厭氧區(qū)溶解氧的質(zhì)量濃度小于0.2 mg／L，缺氧區(qū)溶解氧的質(zhì)量濃度小于0.5 mg／L，好氧區(qū)溶解氧的質(zhì)量濃度為1.0～1.5 mg／L，生化系統(tǒng)活性污泥絮體大小、顏色、氣味及沉降等性狀正常；污泥濃縮脫水機(jī)進(jìn)泥含水率為99.0%～99.3%，脫水后污泥含水率小于80%。污水處理廠2015年7月至2016年3月運(yùn)行效果如表2所示。

從表2可見(jiàn)，氧化溝工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)到要求。從投產(chǎn)運(yùn)行至今，電耗為0.25～0.28 kW·h／m3，PAC藥劑消耗為15～25 g／m3。

表2 污水處理運(yùn)行效果Tab.2Wastewater treatment effect

6 結(jié)語(yǔ)

（1）采用A2O微曝氧化溝二級(jí)生化工藝處理城市生活污水是可行的，該工藝充分發(fā)揮微孔曝氣A2O工藝高效生物脫氮、除磷和氧化溝工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，生物除碳、脫氮效果良好，滿足工程需要，達(dá)到了預(yù)期的效果。

（2）深床濾池作為深度處理工藝用于城市生活污水的處理，具有良好的去除SS、化學(xué)除磷效果，在碳源充足情況下，也具備一定的反硝化脫氮能力，可推廣應(yīng)用于城市污水的深度處理。

［1］林榮忱.污廢水處理設(shè)施運(yùn)行管理［M］.北京：北京出版社，2006.

［2］區(qū)岳州，胡勇有.氧化溝污水處理技術(shù)及工程實(shí)例［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［3］陳珺，王洪臣.城鎮(zhèn)污水處理及再生利用工藝分析與評(píng)價(jià)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

［4］陳崗，劉榮瓊，錢福國(guó).Fenton－A2O工藝在制藥工藝廢水深度處理中的應(yīng)用［J］.工業(yè)用水與廢水，2015，46（6）：46－49.

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Design example of second-phase project of Bengbu Yangtaizi sewage treatment plant

LIU Chang-jun，HAO Wen-sheng
（East China Engineering Science and Technology Co.,Ltd.,Hefei 230024,China）

In the second-phase project of Bengbu Yangtaizi sewage treatment plant,municipal sewage was treated by pretreatment-A2O micro aeration oxidation ditch-deep bed filter-ultraviolet disinfection combined process,and sludge was treated by mechanical concentrated dehydration process.The operation results of the project showed that,when the mass concentrations of CODCr,BOD5,SS,NH3-N TN and TP in the influent water were 231.0-321.0,85.0-142.0,74.0-154.0,26.5-33.9,28.9-35.6 and 1.80-2.90 mg/L respectively,the effluent water quality reached or superior to the requirement of level A grade 1 in GB 18918—2002 Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant.The process flow,design parameters of main structures,and performance parameters of equipments were introduced;besides,the design characteristics of the process were analyzed with the operation effect described briefly.

municipal sewage;improved A2O micro aeration oxidation ditch;deep-bed filter;ultraviolet light disinfection;sludge treatment

X703.1；X505

B

1009－2455（2016）06－0071－04

劉昌俊（1964－），男，安徽無(wú)為人，高級(jí)工程師，大學(xué)本科，主要從事市政、環(huán)保工程設(shè)計(jì)及咨詢工作，（電子信箱）liuchangjun＠chinaecec.com。

2016-10-11（修回稿）