A/O+填料工藝處理小城鎮(zhèn)生活污水工程

范慶豐，王 瑤，容 繼，戴偉明，韋真周（廣西冶金研究院，南寧 530023）

A/O+填料工藝處理小城鎮(zhèn)生活污水工程

范慶豐，王 瑤，容 繼，戴偉明，韋真周
（廣西冶金研究院，南寧 530023）

結(jié)合廣西某城鎮(zhèn)污水處理工程實例，簡要介紹了A/O+填料工藝。工程實踐表明，出水水質(zhì)完全滿足《城鎮(zhèn)生活污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，且出水水質(zhì)穩(wěn)定，耐沖擊負荷強，污染物去除率高，操作方便，污泥量小，運行費用低，值得類似小城鎮(zhèn)污水處理工程參考借鑒。

A/O+填料工藝；生活污水；小城鎮(zhèn)；工程實例

近年來，廣西城鎮(zhèn)污水處理迅猛發(fā)展，污水處理率明顯提高，但中小城鎮(zhèn)與農(nóng)村污水大多未配備相應的處理設施。中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村污水具有水質(zhì)水量波動大、規(guī)模小、季節(jié)性變化大的特點［1-2］。傳統(tǒng)的城市污水處理工藝，因存在系統(tǒng)耐沖擊負荷能力差、處理工藝復雜、運行管理不簡便、操作要求高、投資大、基建成本高、施工周期長等缺點而不適用于處理此類污水［3-4］。因此，采取切實可行的工藝和技術(shù)處理中小城鎮(zhèn)及農(nóng)村污水，已成為當今水污染防治領(lǐng)域探討的焦點之一。

針對中小城鎮(zhèn)污水的特點，所選的處理工藝應具有耐沖擊負荷強、造價低、占地小、施工簡單、管理方便的特點。因此，污水處理系統(tǒng)的集成化、一體化、裝備標準化必將是一種行之有效的解決方案。搪瓷拼裝A/O+填料污水處理裝置是一種高效的一體化污水處理裝置，經(jīng)幾十年的工程驗證，具有耐腐蝕性強、施工周期短、投資少、占地小、耐沖擊負荷強的特點，因而非常適合處理中小城鎮(zhèn)污水處理。本文以廣西某小城鎮(zhèn)采用的A/O+填料污水處理工藝為例，介紹了其工藝流程，為中小城鎮(zhèn)污水處理提供借鑒。

1　工程概況

廣西某小城鎮(zhèn)所排污水主要為生活污水，設計污水處理廠1座，近期處理水量為1500m3/d，遠期處理水量5000m3/d。排水體制采用雨、污分流制，污水經(jīng)處理后要求達到《城鎮(zhèn)生活污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。參考相鄰同等規(guī)模中小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)，確定進水水質(zhì)如表1。

表1　設計進水水質(zhì)

2　污水處理A/O工藝

2.1工藝流程

污水首先經(jīng)中格柵去除粗大懸浮物及漂浮物后自流進入調(diào)節(jié)池，在池內(nèi)進行均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)池出水經(jīng)提升泵提升至搪瓷拼裝一體化A/O污水處理設備內(nèi)的缺氧池。在缺氧條件下，附著于填料上的多種厭氧或兼性厭氧微生物利用自身代謝活動，分解污水中的有機物并轉(zhuǎn)化為無機物和少量細胞質(zhì)，而回流到厭氧池的回流液也進行反硝化，反硝化細菌將污水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣排出，從而去除污水中的氮。缺氧池出水進入一級好氧池，然后進入二級好氧池。在好氧池中，填料上滋生的大量硝化細菌，通過硝化作用將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，去除水體中的氨氮。二級好氧池內(nèi)末端設回流泵，回流硝化液至厭氧階段進行反硝化脫氮。同時，填料上的生物膜與污水廣泛接觸，在生物膜中微生物的新陳代謝功能作用下，污水中的有機物得以去除。好氧池出水設置過水口，污水通過過水口沉淀池中心管，在沉淀池內(nèi)通過重力作用進行泥水分離，沉淀池出水由出水堰進入紫外消毒渠，經(jīng)紫外消毒后，排放至自然水體。沉淀池污泥泵入污泥濃縮池，送至污泥脫水車間，脫水后外運填埋處理。工藝流程如圖1。

圖1　污水處理A/O工藝流程

2.2主要構(gòu)筑物與設備

1）格柵井與調(diào)節(jié)池合建1座，地下式，鋼砼結(jié)構(gòu)。格柵井尺寸1.5×18.0×6.5（m），一邊與調(diào)節(jié)池合建，合建尺寸18.0×18.0×6.5（m）。采用回轉(zhuǎn)式機械粗格柵1臺，柵條間隙10mm，平板閘門0.8×0.8（m），配手動啟閉裝置。調(diào)節(jié)池有效容積972m3，停留時間4.7h，潛污泵直接安裝于調(diào)節(jié)池，并配備潛水攪拌機。

2）搪瓷拼裝A/O+填料污水處理裝置1座，半地上式，搪瓷結(jié)構(gòu)。平面尺寸18×4（m）。主體由內(nèi)、外兩座組合搪瓷拼裝罐構(gòu)成，其中內(nèi)罐為缺氧單元，外罐分區(qū)為好氧單元、沉淀單元、污泥濃縮單元，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　搪瓷拼裝A/O+填料污水處理裝置平面圖

3）紫外消毒渠1座，半地下式，鋼砼結(jié)構(gòu)。土建按遠期工程規(guī)模一次建成，設備按近期安裝，工藝平面尺寸為9.01×3.2（m）。

4）污泥脫水間1座，鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為8.64× 10.44×4.2（m），化學除磷加藥裝置1套，溶藥裝置1套，泥藥混合器1套。設置1臺板框壓濾機，過濾面積40m2，配套安裝1臺污泥進料泵。

3　主要處理單元

3.1格柵及調(diào)節(jié)池

格柵井與調(diào)節(jié)池合建，污水經(jīng)中格柵截留較大的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，如塑料制品、碎皮、毛發(fā)等，減輕處理壓力。格柵采用機械清渣，柵渣量約0.23m3/d。污水經(jīng)格柵后自流進入調(diào)節(jié)池，水力停留時間為4.7h，在池內(nèi)進行均質(zhì)、均量的調(diào)節(jié)。

3.2搪瓷拼裝A/O+填料污水處理裝置

該裝置的主體結(jié)構(gòu)為內(nèi)外兩層搪瓷拼裝罐體，設備內(nèi)集成生活污水處理的各單元，主要由缺氧單元、好氧單元、沉淀單元、污泥濃縮單元構(gòu)成。缺氧單元，停留時間4h，硝態(tài)氮負荷0.04kgNO3-N/kgMLSS·d；好氧單元，停留時間8h，BOD容積負荷0.24kgBOD5/m3·d，好氧單元分區(qū)，一級占60%，二級占40%；沉淀單元，表面水力負荷1m3/m2·h，停留時間2h；污泥濃縮單元，固體通量8kg/m2·d，停留時間24h，有效水深4m。

進入一體化設備的污水，首先在缺氧單元內(nèi)進行初步生物降解和反硝化。缺氧單元內(nèi)投加有EAO填料，池體下部安裝1臺潛水攪拌機進行攪拌，使污水和填料上的微生物進行充分接觸。缺氧單元出水進入一級好氧單元，然后再進入二級好氧單元。通過風機向兩級好氧單元內(nèi)通入空氣，由好氧單元底部布設的微孔曝氣管釋放出微小氣泡，以滿足好氧菌對氧氣的需求。好氧單元內(nèi)投加EAO填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分以絮狀懸浮生長于水中。這些微生物利用自身的新陳代謝作用，去除污水中的有機物。好氧池的出水口接入除磷投加管，通過化學除磷去除污水中的總磷。好氧單元的出水設置過水口，流入沉淀單元中心管，通過重力沉降作用進行泥水分離，沉淀單元采用豎流式沉淀，布設中心沉淀管、出水堰和污泥斗。污水經(jīng)沉淀后上行至出水堰，污泥下沉進入污泥斗。當污泥較多時，由池外污泥泵從泥斗中抽入污泥濃縮池，送至污泥脫水車間。

3.3紫外線消毒渠

污水經(jīng)生化處理后，水質(zhì)已明顯改善，但污水中的有害細菌仍未消除，且存在量絕對值巨大，直接排放，易危害人體健康，因此需進行消毒處理。該工程采用紫外線消毒，紫外線劑量20mJ/m2，低壓高強燈管10根，單根輸出功率320W。

4　工程運行效果

工程竣工后，進入試運行階段，接種污泥，曝氣24h，每天換1/4池容污水2次，監(jiān)測并保持池中的DO在2～3mg/L，10天后，填料上開始掛膜，厚約0.5mm，逐漸增加負荷，25天后填料上的生物膜厚度約2mm，連續(xù)進水直至到達設計要求。連續(xù)運行后，對出水進行了多次監(jiān)測，結(jié)果表明，出水水質(zhì)達到了《城鎮(zhèn)生活污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，見表2。

表2　出水水質(zhì)與排放標準

5　環(huán)境效益及技術(shù)經(jīng)濟分析

該工程總投資2800.56萬元（遠期，含14.345km管網(wǎng)），穩(wěn)定運行后，減排CODCr124.28t/a，SS90.08t/a，NH3-N15.71 t/a，TP1.25 t/a，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益良好。日常運行費用主要包括動力費、藥劑費、人工費、管道維護費等。該處理廠共7人，年工資及福利費為14萬元，人工費用為0.26元/m3；電費10.76萬元/a，動力費為0.20元/m3；藥劑費2.19萬元/a，即0.04元/m3；網(wǎng)養(yǎng)護維修、清掏費用每年按0.5萬元/km計算，管道共14.345km長，養(yǎng)護費用7.17萬元/a，即0.13元/m3；其他費用按前幾項費用的10%計算，共4.81萬元/a，即0.09元/m3。總運行費用為0.72元/m3。

6　工藝技術(shù)特點

1）耐沖擊負荷能力強，間歇運行條件下，仍能夠保持良好的處理效果。2）操作簡單、運行方便，無污泥膨脹現(xiàn)象，無濾池蠅產(chǎn)生。3）污泥量少，顆粒較大，易于沉淀。4）占地面積小，基建投資小，施工周期短，污染物去除率高，運行費用低。

但該工藝也存在著一些局限性：維修不便，設備出現(xiàn)故障后，檢修與更換不方便；只適用于廢水量較小的項目；環(huán)境適應性較弱，需防洪防凍，北方需做保溫處理。

7　結(jié)論

采用A/O+填料工藝處理小城鎮(zhèn)生活污水，運行結(jié)果表明，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)生活污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，且出水水質(zhì)穩(wěn)定，耐沖擊負荷強，污染物去除率高，操作方便，污泥量小，運行費用低（0.72元/m3），具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。該工藝不僅適合處理小城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活污水，也適應于處理淀粉、制藥、餐廚、啤酒、養(yǎng)殖等廢水，具有推廣價值。

［1］ 袁駿，郭琴，徐浩昌.水解—好氧工藝處理生活污水［J］.環(huán)境工程，2005，23（1）：22.

［2］ 李先寧，呂錫武，孔海南，等.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與示范工程研究［J］.中國水利，2006（17）：19-22.

［3］ 郭強，傅敏，蔣貞貞.一體式膜生物反應器處理生活污水的研究［J］.環(huán)境科學與技術(shù)，2009，32（10）：137-140.

［4］ 孟令春，孫其美.生物接觸氧化處理生活污水［J］.工業(yè)水處理，2000，20（11）：42- 43.

Domestic Sewage Project in Small-sized Towns Treated by A/O + Filling Technology

FAN Qing-feng， WANG Yao， RONG Ji， DAI Wei-ming， WEI Zhen-zhou

X703.1

A

1006-5377（2016）08-0057-03