雙層平流沉淀池在深圳市觀瀾一期水質(zhì)凈化廠的應(yīng)用

李吉星 鄧翠翠

（1、深圳市觀瀾污水處理有限公司，廣東 深圳518110 2、深圳建呈達(dá)工程造價咨詢有限公司，廣東 深圳518000）

1 概述

深圳市觀瀾一期水質(zhì)凈化廠位于龍華區(qū)觀瀾街道桂花街道，處理規(guī)模16 萬噸/日，占地面積4.59 萬平方米，采用半地下式形式，生反池及二沉池頂部加蓋建設(shè)面積1.9 萬平方的上蓋市政公園。2018 年6 月開工建設(shè)，2019 年11 月投入商業(yè)運營，建設(shè)周期17 個月。受用地條件（占地面積小且形狀不規(guī)則）限制，沉淀池采用占地面積較小的雙層平流沉淀池。全廠最終實際用地指標(biāo)為0.287m2/（m3.d），遠(yuǎn)低于《深圳市城市規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則2014》要求的深度處理污水處理廠用地規(guī)劃控制指標(biāo)0.725m2/（m3.d）。

2 工藝設(shè)計

2.1 設(shè)計進出水水質(zhì)（表1）

2.2 污水處理工藝

主處理工藝為三級A/O+雙層平流沉淀池+磁混凝沉淀池+紫外消毒渠。污水經(jīng)預(yù)處理及三級A/O 生化處理后，匯總至雙層平流沉淀池配水渠，配水渠將三級A/O 生化池出水平均分配至10 條雙層平流沉淀池渠道，每條渠道設(shè)配水區(qū)、儲泥區(qū)、上下層沉淀池區(qū)及出水區(qū)。單渠道的進水通過等寬的配水堰平均分配水量至上下層沉淀池，然后通過穿孔花墻布水，每條渠道設(shè)回流污泥泵一臺，生化池設(shè)計回流比100%，剩余混合液經(jīng)固液分離后上清液匯總至 出水渠，剩余污泥集中至集泥斗后經(jīng)剩余污泥泵排出處置。雙層平流沉淀池可采用集泥斗作為儲泥池，不另外設(shè)置儲泥池，節(jié)約用地，也可另外設(shè)置儲泥池，穩(wěn)定出泥濃度并對剩余污泥進行濃縮。

2.3 雙層平流沉淀池設(shè)計參數(shù)

設(shè)計處理規(guī)模16 萬噸/日，Kz=1.3。

沉淀池長寬比要求不小于4，機械排泥時池寬根據(jù)排泥設(shè)備確定，長深比不小于8，以8～12 為宜，池底縱坡要求（轉(zhuǎn)下頁）在機械排泥時不小于0.005，一般采用0.01～0.02，最大水平流速要求不超過5mm/s[1]。上下層渠道渠寬5.4m，下層渠長38.25m，深3.975m，長深比9.62，長寬比7.08，池底縱坡0.01，配水穿孔花墻開孔總面積占池斷面積8.8%。上層渠長41.7m，深4.225m，長深比9.87m，長寬比7.72，池底縱坡0.01，配水穿孔花墻開孔總面積占池斷面積7.4%。下層渠水平流速4.31mm/s，下層渠水平流速4.06mm/s。刮泥機行進速度0.61m/min。

表1 廠區(qū)設(shè)計進出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

上層沉淀池平均流量時表面負(fù)荷為1.01m3/（m2.h），峰值流量時表面負(fù)荷為1.31m3/（m2.h）；下層沉淀池平均流量時表面負(fù)荷為1.13m3/（m2.h），峰值流量時表面負(fù)荷為1.47m3/（m2.h）。

3 沉淀效果的影響因素

除表面負(fù)荷外，運行過程中的配水情況、混合液MLSS 值及SV30 值對雙層平流沉淀池沉淀效果也有較大的影響，調(diào)試運行過程中需注意控制運行參數(shù)[2]。

3.1 配水情況

生反池至二沉池采用渠道配水方式，因配水渠道較窄，且僅采用一級渠道配水，存在各渠道配水量不均勻的情況，需通過進水閘門調(diào)節(jié)各池進水水量。此外雙層平流沉淀池通過三角出水堰板出水，因沉體不均勻沉降及三角堰堰板水平不一致等原因，易導(dǎo)致沉淀池各區(qū)域出水水量不均，各區(qū)域上升流速不一致，池內(nèi)出現(xiàn)紊流，從而翻泥影響出水水質(zhì)。

3.2 MLSS 與SV30 變化對雙層平流沉淀池出水水質(zhì)的影響

該雙層平流沉淀池設(shè)計進水MLSS 為3.5～5g/L，深圳水廠實際運行中，為強化脫氮效果，沉淀池進水MLSS 一般超過5g/L，部分水廠沉淀池進水MLSS 濃度超過10g/L。隨著MLSS 升高或降低，混合液SV30 相應(yīng)變化，具體變化趨勢見下圖。

圖MLSS-SV30 變化趨勢圖

因剩余污泥處置受限，生化反應(yīng)池MLSS 逐步升高，SV30相應(yīng)升高，SV30 與MLSS 變化趨勢可知，SV30 與MLSS 不完全呈正比。上圖中，SV30 在持續(xù)上升或持續(xù)下降過程中，變化速率大于MLSS，主要原因是剩余污泥無法及時外排時，SV30 不僅隨著MLSS 上升而上升，同時因生化反應(yīng)池污泥泥齡逐漸上升，污泥的沉降性能也會變差。當(dāng)剩余污泥得到及時處置時，生化反應(yīng)池中MLSS 下降的同時，活性污泥也得到更新，污泥的沉降性能隨之改善。

圖 雙層平流沉淀池進水SV30 與出水TP 關(guān)系圖

根據(jù)上圖，雙層平流沉淀池在高固體負(fù)荷情況下仍然有一定處理效果，但其主要考核指標(biāo)TP 較難達(dá)到一級A 標(biāo)準(zhǔn)，且出水TP 值與進水SV30 值相關(guān)性較弱。雙層平流沉淀池TP 去除效果不佳的原因主要是前端三級A/O 工藝主要保證脫氮效果，不設(shè)厭氧池，進水中的TP 未被充分吸納至污泥中。而出水TP值與進水SV30 值相關(guān)性較弱的原因是，雙層平流沉淀池主要可以去除經(jīng)聚磷菌轉(zhuǎn)化為不溶性固體沉淀物部分的磷，在允許范圍內(nèi)，該部分磷均可隨著污泥的沉淀池及排除而去除，而對于未轉(zhuǎn)化為不溶性固體沉淀物的溶解磷，仍需要末端磁混凝沉淀池予以處理。

根據(jù)水廠實際運行情況，當(dāng)生物反應(yīng)池出水SV30 超過40%時，雙層平流沉淀池?zé)o法保證滿負(fù)荷運行，需適當(dāng)減少處理水量，保證污泥沉降效果，否則易產(chǎn)生翻泥現(xiàn)象，翻泥將會導(dǎo)致大量懸浮物流失至深度處理工藝。且進水量不宜發(fā)生劇烈波動，因雙層平流沉淀池配水系統(tǒng)相對復(fù)雜，上下層池體在集泥斗處連通，進水水量劇烈變化易導(dǎo)致紊流，進而產(chǎn)生翻泥現(xiàn)象[3]。故在水廠運行過程中，應(yīng)注意保證系統(tǒng)排泥順暢及進水水量的穩(wěn)定，如系統(tǒng)排泥不暢將導(dǎo)致MLSS 偏高，污泥活性及沉降性能下降，進而導(dǎo)致處理規(guī)模下降。

4 結(jié)論

雙層平流沉淀池具有占地面積小、投資小、施工周期短的優(yōu)點，配置集泥斗的情況下，無需另行設(shè)置儲泥池，剩余污泥可由集泥斗直接外排。且在允許的SV30 范圍內(nèi)，雙層平流沉淀池出水受SV30 變化的影響較小，但雙層平流沉淀池布置因配水系統(tǒng)相對復(fù)雜，抗沖擊負(fù)荷能力一般，且施工難度較大。雙層平流沉淀池的處理效果主要受設(shè)計情況及進水（濃度及組分）的影響，設(shè)備數(shù)量少，功耗低，運行維護工作較為簡單。尤其在用地緊張的地區(qū)，雙層平流沉淀池具有較大的優(yōu)勢。