南京珠江污水處理廠提標及擴建工程設計

劉金利，羅 俊，劉 輝，姚 琦，陳曉安

(1. 中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢 430010；2. 南京金迪水務發(fā)展有限公司，南京 211800)

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南京珠江污水處理廠提標及擴建工程設計

劉金利1，羅 俊1，劉 輝2，姚 琦1，陳曉安1

(1. 中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢 430010；2. 南京金迪水務發(fā)展有限公司，南京 211800)

根據(jù)《南京市“十二五”環(huán)境保護規(guī)劃》和排水專項規(guī)劃要求，污水處理廠出水水質(zhì)由一級B標準提高至一級A標準；污水處理廠現(xiàn)有處理能力已不足，需進行二期擴建.通過調(diào)整一級處理設施、增設二期生化處理單元和深度處理設施等，污水處理廠設計規(guī)模達到8.0×104m3/d，出水水質(zhì)達到一級A標準.詳細介紹了提標及擴建工程方案及工程設計內(nèi)容，進行了總結(jié)分析.

提標；擴建；MSBR；一級A標準

南京市浦口區(qū)珠江污水處理廠設計規(guī)模8.0×104m3/d，其中一期4.0×104m3/d于2008年11月建成，2009年4月逐步投入試運行，采用CAST工藝，尾水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918- 2002)中的一級B標準后排入長江[1].

按照《南京市“十二五”環(huán)境保護規(guī)劃》要求，萬噸以上規(guī)模和太湖流域污水處理廠出水達到一級A排放標準[2].《南京市浦口區(qū)排水專項規(guī)劃修編》明確，珠江污水處理廠尾水排放至長江，執(zhí)行一級A標準[3].2013年3月，珠江污水處理廠實際進水量達到3.8×104m3/d，接近設計規(guī)模.因此，需要對污水處理廠進行提標和擴建，提標規(guī)模為8.0×104m3/d，擴建規(guī)模為4.0× 104m3/d.

1 工程概況

珠江污水處理廠一期工程已建成投產(chǎn)，規(guī)模為4.0×104m3/d，采用“旋流沉砂池+CAST反應池+紫外消毒渠”工藝，其一期工程工藝流程見圖1.

圖1 一期工程工藝流程圖

珠江污水處理廠2013年2、3月份的實際進水量分別為32 905 m3/d和38 009 m3/d，已接近飽和.其水質(zhì)情況見下表.

表1 一期工程進水、出水水質(zhì)表(mg/L)

注：a為2010年4月～2013年4月監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值b表示括號外數(shù)值為水溫>12 ℃時的控制指標，括號內(nèi)數(shù)值為水溫≤12 ℃時的控制指標

根據(jù)運行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，珠江污水處理廠實際進水水質(zhì)指標偏低，且指標波動較大；出水水質(zhì)指標SS、NH3—N、TP達標率較低.

2 工程方案

2.1 總體方案

污水處理廠進水水量已接近設計規(guī)模，為保證污水處理廠正常運行和收集的污水得到有效處理，需擴建污水處理廠，擴建規(guī)模為4.0× 104m3/d.

現(xiàn)狀污水處理廠出水尚未穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918- 2002)中的一級B標準，而根據(jù)規(guī)劃要求，污水處理廠出水要求達到一級A標準；由于一期工程正在運行，不能中斷，現(xiàn)階段對現(xiàn)狀生化池進行改造很困難；因此需增設深度處理設施以滿足新的出水水質(zhì)標準要求.

2.2 設計進、出水水質(zhì)

綜合考慮污水處理廠的現(xiàn)狀進水水質(zhì)、污水廠服務范圍內(nèi)的工業(yè)類型和南京市現(xiàn)狀污水處理廠(城北污水處理廠、江心洲污水處理廠、鐵北污水處理廠、城東污水處理廠和浦口橋北污水處理廠)的設計進水水質(zhì)，適當留有一定余地，確定本工程的進水水質(zhì)見表2.

根據(jù)規(guī)劃要求，本工程出水水質(zhì)執(zhí)行一級A標準，具體指標見表2.

表2 設計進水、出水水質(zhì)表(mg/L)

注：a表示括號外數(shù)值為水溫>12 ℃時的控制指標，括號內(nèi)數(shù)值為水溫≤12 ℃時的控制指標

2.3 一級處理方案

現(xiàn)狀沉砂池采用的是旋流沉砂池，根據(jù)運行效果，其處理能力不足，沉砂效果欠佳，大量泥砂被帶入CAST生化池，影響生化池的正常運行.

相比旋流沉砂池，曝氣沉砂池耐水量沖擊能力強[4]；污水處理廠服務范圍存在機械加工企業(yè)，進水含有少量油分，曝氣沉砂池除油效果較佳；故本次工程采用曝氣沉砂池.

2.4 二級生化處理方案

二級生化處理單元是污水處理廠的核心單元，其處理能力和運行效果直接影響出水水質(zhì).根據(jù)出水水質(zhì)要求，擴建工程須采用具有脫氮除磷功能的生化處理工藝.常用的脫氮除磷工藝有A2/O工藝系列、氧化溝工藝系列、SBR工藝系列、生物濾池系列和MBBR工藝等.

由于擴建工程用地有限，難以采用A2/O工藝系列和氧化溝工藝系列；考慮到建成后運行維護管理方便，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標，本次擴建工程沿用SBR系列工藝.通過對SBR系列ICEAS、CAST、UNITANK、MSBR工藝的技術(shù)經(jīng)濟比選，選用MSBR工藝.MSBR工藝結(jié)構(gòu)簡單緊湊，占地面積小，自動化程度高，污泥產(chǎn)率低，脫氮除磷效果好[5].本工程在傳統(tǒng)MSBR基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化調(diào)整.

2.5 深度處理方案

由于一期工程CAST生物池不能停產(chǎn)改造，為保證整個項目出水穩(wěn)定達標，本工程擬在深度處理單元對生化池出水強化脫氮處理，進一步去除BOD5、CODcr、NH3—N、TN等污染物.經(jīng)過方案比選，采用曝氣生物流化池工藝.

曝氣生物流化池后續(xù)的深度處理單元采用常規(guī)的混凝沉淀、過濾工藝，其形式為高效澄清池和轉(zhuǎn)盤濾池.同時在高效澄清池投加化學藥劑，采用化學除磷方法，確保出水TP穩(wěn)定達標.

本工程的工藝流程如圖2所示.

圖2 提標及擴建工程工藝流程圖

2.6 除臭方案

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918- 2002)的臭氣廠界質(zhì)量濃度值要求，本工程在粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池、污泥貯池、污泥脫水車間等處設置臭氣收集風管，收集臭氣后輸送到除臭設備.通過方案比選，除臭方案采用生物濾池除臭工藝.

3 工程設計

3.1 一期已建工程擴容

一期工程的粗格柵及進水泵房、紫外線消毒渠、出水泵房、鼓風機房、污泥脫水車間等構(gòu)筑物土建按8.0×104m3/d實施，設備按4.0×104m3/d安裝.本次工程對這些構(gòu)筑物的處理能力進行了復核，可以滿足設計要求.僅在上述構(gòu)筑物內(nèi)增加相應設備以達到二期規(guī)模要求.

3.2 提標及擴建工程設計

3.2.1 細格柵及曝氣沉砂池

處理規(guī)模為旱季8.0×104m3/d，雨季16.0×104m3/d.細格柵采用回轉(zhuǎn)式細格柵，柵條間隙6 mm，寬1.8 m；曝氣沉砂池水平流速0.1 m/s，最高時流量的停留時間為4.1 min，采用穿孔管曝氣，曝氣量為0.18 m3空氣/m3污水.

3.2.2 MSBR反應池

處理規(guī)模為4.0×104m3/d.MSBR反應池分為10個處理單元，有效水深6.0 m，水力停留時間為22.7h(平均時)，污泥質(zhì)量濃度3.5 g/L，污泥負荷為0.08 kgBOD5/(kgMLSS·d)，氣水比為6.8∶1.

3.2.3 提升泵房

提升CASS生化池及MSBR生化池出水至曝氣生物流化池.設計規(guī)模為8.0×104m3/d，設置6臺潛污泵，5用1備.

3.2.4 曝氣生物流化池

處理規(guī)模為8.0×104m3/d.有效水深6.0 m，水力停留時間3.2 h(平均時)，采用穿孔管曝氣，氣水比為3.4∶1.

3.2.5 高效澄清池

處理規(guī)模為8.0×104m3/d.投加PAC、PAM進行混凝沉淀反應.混合時間90 s，絮凝反應時間15 min，澄清區(qū)上升流速10 m/h(平均時).

3.2.6 轉(zhuǎn)盤濾池

處理規(guī)模為8.0×104m3/d.濾盤直徑3 m，過濾網(wǎng)孔孔徑≤10 μm，最大流量時濾速8.7 m/h.

3.2.7 加藥間

投加PAC至高效澄清池.設計規(guī)模為8.0×104m3/d，投加量為20 mg/L，設置3臺計量泵，2用1備.

3.2.8 鼓風機房(供曝氣生物流化池)

采用羅茨鼓風機，設置3臺，2用1備，主要為曝氣生物流化池供氣.

4 運行情況

珠江污水處理廠提標及擴建工程于2013年7月份啟動，2015年8月份試運行.出水水質(zhì)穩(wěn)定達到一級A標準.

2016年1月～7月污水廠進水水量約為4.4×104～7.8×104m3/d，其水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表3.

表3 2016年1月-7月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)表(mg/L)

實際運行表明，該工藝運行效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標.

5 結(jié) 語

1)珠江污水處理廠通過提標及擴建工程，總規(guī)模達到8.0×104m3/d，出水水質(zhì)達到一級A排放標準.

2)運行數(shù)據(jù)表明，進水水質(zhì)污染物質(zhì)量濃度仍然偏低，原因可能是合流管網(wǎng)較多、管網(wǎng)混接情況較多或地下水滲漏較嚴重，下一步建議排查廠外管網(wǎng)，核實原因.對于污水廠碳源存在不足的情況，建議增設一套碳源投加裝置.

3)建議在污水廠處理水量低峰月段，對CAST池進行改造，優(yōu)化運行模式，進一步提升出水水質(zhì).

[1] 朱 寅. 珠江污水處理廠CAST工藝分析[J]. 機電信息, 2012(15): 106-107.

[2] 南京市人民政府. 南京市“十二五”環(huán)境保護規(guī)劃[Z]. 南京: 南京市人民政府, 2011.

[3] 泛華建設集團有限公司. 南京市浦口區(qū)排水規(guī)劃修編(江浦片區(qū))[Z]. 南京: 南京市人民政府, 2013.

[4] 李 濤. 沉砂池的設計及不同池型的選擇[J]. 中國給水排水, 2001, 17(9): 37-45.

[5] 任 潔, 顧國維. MSBR系統(tǒng)的特點及其除磷脫氮的機理分析[J]. 給水排水, 2002, 28(1): 22-24.

Design of upgrading and extension construction project in Nanjing Zhujiang wastewater treatment plant

LIU Jin-li1, LUO Jun1, LIU Hui2, YAO Qi1, CHEN Xiao-an1

(1. Central and Southern China Municipal Engineering Design & Research Institute Co. Ltd, Wuhan 430010, China; 2. Nanjing Jin Di Water Development Co. Ltd, Nanjing 211800, China)

According to “The 12th Five Year Plan For Environmental Protection In Nanjing”and special planning of drainage, the effluent quality had to be improved from the first class B criteria to the first class A criteria. The extension construction of the wastewater treatment plant needed to be done as it was lack in treatment capacity. After the adjustment of the primary treatment facility、adding biochemical treatment unit for the second stage and the advanced treatment facilities, the treatment capacity of the wastewater treatment plant was increased to 8.0×104m3/d, and the effluent quality was up to the standard. The content of the upgrading and extension construction project are introduced, and the summary and analysis of the project are provided.

upgrading; extension construction; MSBR; first class A criteria

2016-09-26.

劉金利(1986-)，男，碩士，工程師，研究方向：給水排水設計.

X703

A

1672-0946(2017)03-0292-04