鼓浪嶼污水處理廠擴(kuò)建改造設(shè)計(jì)分析

劉自軒

廈門水務(wù)中環(huán)污水處理有限公司，福建 廈門 361000

0 引言

鼓浪嶼作為一座具有國際影響力的旅游島嶼，近幾年來污水工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展很快。但是，島上現(xiàn)有的污水收集率、污水處理率、處理設(shè)施利用率和污泥穩(wěn)定減量化率還較低。由于污水處理能力不足導(dǎo)致鼓浪嶼污水無法得到全部處理，對鼓浪嶼周邊海域仍有一定污染。因此必須加快污水處理及其配套工程的建設(shè)步伐。對島上污水處理系統(tǒng)的改擴(kuò)建，可以完善提高鼓浪嶼的污水收集率、污水處理率，從而進(jìn)一步提高整個(gè)地區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量，有利于保護(hù)和改善人民群眾的身體健康。

1 鼓浪嶼污水處理廠改造前運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 污水處理系統(tǒng)進(jìn)出水質(zhì)情況

2005 年，廈門水務(wù)集團(tuán)有限公司在鼓浪嶼上建設(shè)了黃家渡、匯景園和港仔后3 座污水處理站，同時(shí)配套建設(shè)了24 處污水截流點(diǎn)、4420m 長的配套管網(wǎng)。三座污水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模分別為黃家渡污水處理站2000m3/d，匯景園污水處理站800m3/d，港仔后污水處理站600m3/d。污水處理站出水水質(zhì)達(dá)到國標(biāo)一級A 標(biāo)準(zhǔn)，其中磷（TP）及氨氮（NH3-N）指標(biāo)執(zhí)行一級B 標(biāo)準(zhǔn)。

表1 污水處理站進(jìn)出水水質(zhì)表 mg/L

1.2 污水處理工藝情況

1.2.1 黃家渡處理站污水處理工藝

黃家渡處理站主體采用接觸氧化+過濾工藝，處理出水紫外消毒后直接排放。主要工藝流程示意如下：

圖1 黃家渡處理站工藝流程圖

污水經(jīng)過處理后，直接排入處理站北側(cè)道路下雨水箱涵，該雨水箱涵穿越延平路后直接由岸邊排放。低潮時(shí)可見明顯水流，高潮時(shí)排海管被潮水淹沒。

1.2.2 港仔后處理站污水處理工藝

港仔后處理站污水處理主體工藝采用膜生物反應(yīng)工藝，尾水紫外消毒后外排。

圖2 港仔后處理站工藝流程圖

污水經(jīng)過處理后，由一條DN300 尾水管道沿港后路向南鋪設(shè)至港仔后沙灘，約離岸邊30m 處設(shè)一座排放口，低潮時(shí)可見明顯水流，高潮時(shí)排海管被潮水淹沒。

1.2.3 匯景園處理站污水處理工藝

匯景園處理站污水處理站主體采用XUCE 池+過濾工藝，處理出水紫外消毒后直接排放。

圖3 匯景園處理站工藝流程圖

污水進(jìn)過處理后，排入西苑路雨水管，該雨水管沿西苑路穿越匯景園沙灘后在距岸邊約70m 處直接排海，低潮時(shí)可見明顯水流，高潮時(shí)排海管被潮水淹沒。

1.3 污水處理設(shè)施運(yùn)行情況

2017 年、2018 年黃家渡、港仔后、匯景園三座污水處理站，中匯景園處理站近兩年來均處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，多余水量無法進(jìn)入處理站；港仔后處理站原設(shè)計(jì)設(shè)備裝機(jī)規(guī)模600m3/d，由于來水含油量較大，膜通量下降較快，目前港仔后處理站一組MBR 膜組件已完全損壞，僅剩一組MBR 膜組件，且其膜通量僅能夠滿足200m3/d 的出水能力；黃家渡處理站原設(shè)計(jì)規(guī)模2000m3/d，目前由于設(shè)備老化嚴(yán)重，為保證出水達(dá)標(biāo)，實(shí)際處理水量僅1200m3/d。

1.4 污水排水現(xiàn)狀

目前，鼓浪嶼全島共3 座污水處理站，32 處污水截流點(diǎn)。其中匯景園處理站常年處于滿符合運(yùn)行狀態(tài)，而黃家渡、港仔后處理站由于設(shè)備老化，處理能力已出現(xiàn)明顯下降。此外，三座處理站現(xiàn)狀排放口均屬于近岸排放，其中黃家渡、港仔后排放口已被廈門市列入不合理排放口清單，急需整改。

2 鼓浪嶼污水處理廠改造工藝方案

2.1 現(xiàn)有污水處理站擴(kuò)建規(guī)模

考慮到鼓浪嶼分流制改造周期較長，近期島內(nèi)新建內(nèi)厝澳污水處理站的可能性較小，故近期將各片區(qū)污水利用現(xiàn)有污水系統(tǒng)轉(zhuǎn)輸至現(xiàn)有三個(gè)污水處理站就地處理，尾水就地回用或就近低潮位下排放。現(xiàn)有池體改造空間較小，無法滿足擴(kuò)容需求，需要利用規(guī)劃預(yù)留用地新建污水處理站。則各處理站擴(kuò)容改造規(guī)模如下表所示。

表2 各處理站擴(kuò)建規(guī)模表 m3/d

2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)擬采用如下的設(shè)計(jì)取值方案進(jìn)行對比，有機(jī)物（CODCr、BOD5）、SS 及營養(yǎng)物（TN、NH3-N、TP）均采用全年90%的天數(shù)都不超過的值。則以近一年（2017～2018）的進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)，各進(jìn)水指標(biāo)分析如下：CODCr主要區(qū)間為67～554mg/L之間，全年90%的天數(shù)都不超過的值為325mg/L。BOD5主要區(qū)間為20～272mg/L之間，全年90%的天數(shù)都不超過的值為140mg/L。SS 主要區(qū)間為35～326mg/L 之間，全年90%的天數(shù)都不超過的值為170mg/L。TN主要區(qū)間為18～59mg/L之間，全年90%的天數(shù)都不超過的值為50mg/L。NH3-N 主要區(qū)間為12～50mg/L之間，全年90%的天數(shù)都不超過的值為40mg/L。TP主要區(qū)間為1.5～7mg/L之間，全年90%的天數(shù)都不超過的值為5.5mg/L。

可以看到，有機(jī)物及SS 指標(biāo)較原設(shè)計(jì)指標(biāo)略低，而營養(yǎng)物指標(biāo)均高于原有設(shè)計(jì)指標(biāo)。隨著鼓浪嶼污水系統(tǒng)整治及分流制系統(tǒng)的逐步完善，進(jìn)水水質(zhì)將趨于穩(wěn)定，故本次改造設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)按實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)適當(dāng)取值，確定處理站進(jìn)廠水質(zhì)，如表3 所示：

表3 鼓浪嶼污水改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) mg/L

2.3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

為保證鼓浪嶼風(fēng)景名勝旅游區(qū)周邊環(huán)境，同時(shí)響應(yīng)廈門市海洋與漁業(yè)局《廈門市海洋與漁業(yè)局關(guān)于近期我市污水處理廠尾水排海方案的報(bào)告》的要求，本次改造工程出水水質(zhì)擬執(zhí)行《廈門水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中A 級標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：

表4 鼓浪嶼污水改造工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì) mg/L

2.4 污水處理工藝

膜-生物反應(yīng)器（簡稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝。工藝流程如下：

作為近期發(fā)展的一種新型工藝，將膜置于生物反應(yīng)器內(nèi)其通過膜分離來取代二次沉淀池。該工藝對進(jìn)水水質(zhì)變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，對水量變化適應(yīng)性較弱，但占地較小，出水標(biāo)準(zhǔn)高。采用MBR 工藝部分出水指標(biāo)可優(yōu)于一級A 標(biāo)準(zhǔn)，活性污泥法生物處理，處理效果好，運(yùn)行較穩(wěn)定。

本工程設(shè)計(jì)規(guī)模較小，旱季、雨季水量變化大，為了處理設(shè)施的正常運(yùn)行，必須設(shè)置進(jìn)水調(diào)蓄池，在一定程度上彌補(bǔ)了MBR 工藝抗水量沖擊負(fù)荷能力差的缺點(diǎn)。因此推薦采用MBR處理工藝。

2.5 污泥處理工藝

圖4 MBR 工藝流程圖

本工程污泥處理目標(biāo)是降低污泥含水率，減少污泥體積，并為進(jìn)一步處置創(chuàng)造條件。工程采用污泥濃縮脫水方案，工藝流程：剩余污泥→儲泥池→污泥濃縮、脫水一體機(jī)脫水→外運(yùn)。采用疊螺濃縮脫水一體機(jī)，疊螺脫水機(jī)分離效率高，對污泥的絮凝要求比帶機(jī)低，所以藥耗低，運(yùn)行費(fèi)用低；運(yùn)行噪音小，且回收率和脫水效果好。污泥脫水至75%～80%后泥餅通過鼓浪嶼垃圾碼頭外運(yùn)根據(jù)相關(guān)政策焚燒處理。

2.6 除臭工藝

污水處理廠在污水污泥處理過程中，必然會(huì)產(chǎn)生大量的惡臭氣體—異味，這些臭味主要是由有機(jī)物腐敗產(chǎn)生的氣體造成。本工程用于臭氣處理的方法是離子法，通過高壓脈沖技術(shù)電暈放電，在常溫常壓下使氧分子很快分離為生態(tài)原子氧（O）、純凈離子氧、羥基自由基（*OH）、單線態(tài)氧（1O2）和帶正、負(fù)電荷的離子氧和離子氧群。臭氣分子與離子氧群混合，離子氧群將致臭污染物降解成二氧化碳和水以及其它小分子，經(jīng)過凈化后的空氣通過通風(fēng)管道高空排放到大氣中。

3 鼓浪嶼污水處理系統(tǒng)改擴(kuò)建工程建設(shè)形式

本次改擴(kuò)建用地均位于現(xiàn)狀處理站周邊，需要布置下土建5500m3/d、4100m3/d、2000m3/d（黃家渡、匯景園、港仔后）的污水處理設(shè)施，鼓浪嶼島內(nèi)用地積極緊張，現(xiàn)狀處理站周邊密布現(xiàn)狀建筑，可利用的用地極為有限，工程確實(shí)客觀有集約化布置的需求。

此外，鼓浪嶼污水處理系統(tǒng)改造位于鼓浪嶼島內(nèi)建成區(qū)，周邊分布現(xiàn)狀居民區(qū)、景點(diǎn)及歷史文物，因此工程要盡可能節(jié)省用地，做到污水廠建設(shè)與城市綠地景觀、周邊環(huán)境、景觀、居民小區(qū)相協(xié)調(diào)統(tǒng)一，加蓋除臭，頂板以上覆土綠化，使污水廠成為和周圍環(huán)境和諧統(tǒng)一的污水廠。因此本工程污水處理廠的建設(shè)采用半地下式單層加蓋形式。

4 改造結(jié)果分析

浪嶼污水處理系統(tǒng)改擴(kuò)建工程是解決島上污水的必要舉措，主要工程內(nèi)容是對黃家渡、匯景園、港仔后處理站擴(kuò)容改造，配套尾水排海管。改擴(kuò)建后，污水處理站的各項(xiàng)指標(biāo)均符合《廈門水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中A 級標(biāo)準(zhǔn)。各處理站進(jìn)出水質(zhì)如下表所示。

從表中可看出，原有污水處理系統(tǒng)改擴(kuò)建后，污水處理能力大大提高，出水水質(zhì)與進(jìn)水水質(zhì)相比，CODCr、BOD5、SS、NH3-N 等各項(xiàng)指標(biāo)大大改善，水質(zhì)得到了提高，出水水質(zhì)達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，污水處理后能持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

表5 處理站進(jìn)出水水質(zhì)表 mg/L

5 結(jié)語

鼓浪嶼污水處理系統(tǒng)通過實(shí)地調(diào)研及各類方案對比論證，對現(xiàn)有污水處理站擴(kuò)建，就地處理解決，采用MBR 污水處理工藝、疊螺濃縮脫水一體機(jī)污泥脫水處理工藝，選用離子法除臭工藝處理所收集的臭氣等方式，改善了原有水質(zhì)，滿足了島上污水處理需求。