宿州市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理改造工程方案

劉君，向偉，余晗，朱春游，岳中秋

（湖南航天凱天水務(wù)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410100）

經(jīng)調(diào)查，某鎮(zhèn)區(qū)人口約12 300 人，遠(yuǎn)期（2030年）規(guī)劃人口18 000 人，下轄17 個(gè)行政村。對(duì)因收水管網(wǎng)鋪設(shè)不到位、設(shè)施不完善、未按規(guī)范運(yùn)行、出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、無(wú)專(zhuān)業(yè)管理人員、無(wú)長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)機(jī)制等問(wèn)題進(jìn)行整治整改，達(dá)標(biāo)運(yùn)行。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位因地制宜，分類(lèi)施治，適度超前，統(tǒng)籌考慮就近處理的污水治理方式。完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水管網(wǎng)，對(duì)可納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府駐地污水收集管網(wǎng)的村莊，有限考慮將村莊生活污水納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)，統(tǒng)一處理。

1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀

1.1 管網(wǎng)分布情況及問(wèn)題

中心鎮(zhèn)區(qū)污水管網(wǎng)為合流制，管網(wǎng)總長(zhǎng)約4.7 km，管徑d 600～d 1000，設(shè)計(jì)埋深1.3～3.5 m?，F(xiàn)狀管網(wǎng)主要分布于花生市場(chǎng)路、永湖路、永大路、南北街道，中心鎮(zhèn)區(qū)設(shè)有1 座小學(xué)，無(wú)中學(xué)、醫(yī)院及大中型企業(yè)、工廠。入戶(hù)接管情況不理想，除花生市場(chǎng)路入戶(hù)占比達(dá)到60%外，其余地點(diǎn)入戶(hù)占比均少于30%。這是當(dāng)前鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠進(jìn)水量均不超過(guò)設(shè)計(jì)水量60%，進(jìn)水量不足的主要原因。

管道現(xiàn)狀主要存在問(wèn)題：（1）部分住戶(hù)未進(jìn)行戶(hù)廁改廁，居民污水就地下滲或直排，未接入污水管。（2）永湖路：主管道無(wú)住戶(hù)污水流入，管道缺乏必要的維護(hù)管理，有堵塞情況。（3）南北街道永富路：存在下游管道標(biāo)高高于上游標(biāo)高情況，管道堵塞嚴(yán)重，缺乏必要的疏通養(yǎng)護(hù)，入戶(hù)管覆蓋率不高，主管無(wú)法收集污水。（4）永富路：下游標(biāo)高高于上游標(biāo)高，坡向與設(shè)計(jì)坡向相反，檢查井內(nèi)垃圾堵塞，坡度較小，造成流速較小，井內(nèi)淤積。（5）南北街道公共廁所污水未接入污水主管道。

1.2 污水處理站現(xiàn)狀及問(wèn)題

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水站（圖1）2016年建設(shè)，設(shè)計(jì)規(guī)模100 t/d，設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)，但無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)的要求，場(chǎng)站進(jìn)出水扣無(wú)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，管網(wǎng)覆蓋率和入戶(hù)支管接入率低，未達(dá)到現(xiàn)有廠站處理規(guī)模，且前期設(shè)計(jì)規(guī)模與全覆蓋污水處理區(qū)域產(chǎn)生的污水量不匹配。

圖1 污水處理場(chǎng)站現(xiàn)狀平面布置圖

2 整改工藝方案

2.1 進(jìn)出水情況

本項(xiàng)目處理污水主要為農(nóng)村生活污水，農(nóng)村生活污水綜合排放后的具體水質(zhì)情況宜根據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)果確定，結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查水質(zhì)情況，確定本項(xiàng)目進(jìn)出水 水質(zhì)參數(shù)（見(jiàn)表1）[1]。

表1 進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)

2.2 工藝設(shè)備的選擇

2.2.1 水量確定

鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地人口為12 300 人，按照人均最高日用水量80 L/d 計(jì)算，污水收集系統(tǒng)全覆蓋后，理論日污水收集量約678 m3/d 考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況以及預(yù)留一定的發(fā)展空間，污水站規(guī)模取700 m3/d。

2.2.2 廠址的選擇

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)沒(méi)有完善有效的污水收集系統(tǒng)，隨著污水排放量日益增加，未經(jīng)收集處理的污水嚴(yán)重污染環(huán)境，直接影響人民群眾的身體健康及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展?？紤]聚居區(qū)自然地勢(shì)和現(xiàn)狀道路，充分利用地形地勢(shì)，順坡排水；從保護(hù)水體環(huán)境角度出發(fā)，采用分流制建設(shè)污水管道系統(tǒng)。

現(xiàn)污水處理站容量不足，且現(xiàn)場(chǎng)站無(wú)擴(kuò)容空間，結(jié)合總體規(guī)劃，在鎮(zhèn)區(qū)北部另選廠址，根據(jù)新建污水站位置，并結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)的地形、地勢(shì)，增設(shè)污水管網(wǎng)，并將之前建設(shè)的污水管道納入新建污水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污水收集全覆蓋，并確保鎮(zhèn)區(qū)全部污水最終匯入新建污水處理站。新建700 m3/d 污水站一座，占地面積1 050 m2，現(xiàn)污水站設(shè)備移至他用。

2.2.3 工藝的確定

因出水標(biāo)準(zhǔn)和場(chǎng)地的限定，本項(xiàng)目主要采用自主研發(fā)的多級(jí)缺氧、MBBR、MBR 聯(lián)合工藝技術(shù)，形成KTMBR 污水處理一體化設(shè)備，將活性污泥法和生物接觸氧化通過(guò)生物填料有機(jī)結(jié)合，配合化學(xué)除磷及MBR膜來(lái)徹底解決出水氮、磷不能達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。出水可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。污水處理工藝流程如圖2所示。

圖2 一體化設(shè)備工藝流程

具體工藝流程說(shuō)明：生活污水經(jīng)收集管網(wǎng)排入污水格柵調(diào)節(jié)池，池內(nèi)安裝格柵，除去大顆粒的雜物。經(jīng)格柵處理后的污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)充分調(diào)節(jié)穩(wěn)定水質(zhì)后，經(jīng)提升泵提升至KTMBR 一體化污水設(shè)備中，在設(shè)備內(nèi)污水依次經(jīng)過(guò)多級(jí)缺氧區(qū)和MBR 膜池，污水中污染因子被微生物充分降解或與水分離，并通過(guò)在膜池前端加入除磷劑進(jìn)一步除去污水中的磷，MBR 膜組件出水經(jīng)過(guò)紫外消毒設(shè)備后達(dá)標(biāo)排放。污泥定期自動(dòng)外排至污泥池，污泥池污泥采用吸糞車(chē)定期外運(yùn)處理或用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。整套處理工藝設(shè)有應(yīng)急系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)污水不達(dá)標(biāo)時(shí)，污水通過(guò)管道排放至調(diào)節(jié)池重新處理，以確保污水達(dá)標(biāo)后排放。

以KTMBR 工藝為主的一體化設(shè)備在實(shí)現(xiàn)污水處理的同時(shí)，因設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，極大地提高了水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)污泥的大幅度減量，剩余活性污泥大大降低，有助于緩解剩余污泥處置難題。

2.2.4 現(xiàn)進(jìn)出水情況

本工程進(jìn)水主要來(lái)源于餐廚、洗滌和沖廁等幾個(gè)方面，設(shè)計(jì)處理水量為700 m3/d，工程現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示；在項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)水量為550～660 m3/d，進(jìn)水水質(zhì)和設(shè)計(jì)水質(zhì)存在一定差異，進(jìn)水COD 為250.6～350.0 mg/L、NH3-N 濃度為25.25～38.7 mg/L、TN濃度為26.82～41.06 mg/L、TP 濃度為2.1～5.75 mg/L、SS 濃度為128～272 mg/L，水質(zhì)波動(dòng)較大。除TP 需要投加除磷劑進(jìn)行化學(xué)除磷外，COD、NH3-N、TN 和SS 均可通過(guò)生物膜和膜過(guò)濾（物理+化學(xué)法）去除，出水能穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，處理運(yùn)行成本均價(jià)為1.2 m3/d。

圖3 項(xiàng)目工程現(xiàn)場(chǎng)

2.2.5 一體化設(shè)備優(yōu)勢(shì)

與現(xiàn)有市政污水處理廠及其他一體化污水處理設(shè)備相比，KTMBR 一體化污水處理裝置具有以下獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

a.模塊化組裝，可根據(jù)實(shí)際水量調(diào)節(jié)設(shè)備大?。?/p>

b.建設(shè)選點(diǎn)可集中也可分散，大大減少污水主管網(wǎng)及中間泵站的建設(shè)，大幅度降低基建投資；

c.一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，污水站土建工程量少，投資少；

d.全自動(dòng)化設(shè)計(jì)，維護(hù)管理技術(shù)低，員工人數(shù)少，勞動(dòng)強(qiáng)度低；

e.抗負(fù)荷能力強(qiáng)，能耗低；

f.采用KTMBR 復(fù)合式工藝，脫氮除磷效率高，出水中N、P 指標(biāo)穩(wěn)定正常；

g.采用智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程控制進(jìn)出水時(shí)間、進(jìn)水量和進(jìn)出水水質(zhì)情況；

h.專(zhuān)業(yè)化外觀設(shè)計(jì)，與周?chē)h(huán)境相融合。

3 結(jié)論

3.1 宿州市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理改造工程在現(xiàn)污水站處理容量不足，場(chǎng)站無(wú)擴(kuò)容空間的條件下，對(duì)老系統(tǒng)的100 m3/d 污水處理裝備進(jìn)行拆除，整改已有的工藝技術(shù)方案和新建污水處理場(chǎng)站，處理水量可達(dá)700 m3/d。3.2 對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水，基于KTMBR 工藝設(shè)計(jì)的污水處理一體化設(shè)備，結(jié)合缺氧、MBBR 和MBR 工藝+化學(xué)除磷，脫氮除磷效果好；滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 KTMBR 污水處理一體化設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單、占地面積小、耐沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可適用于以聯(lián)戶(hù)、小集中等收集模式的農(nóng)村和園區(qū)生活污水的處理，設(shè)備已穩(wěn)定運(yùn)行2年。