張?jiān)葡?，?弘

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051）

1 工程概況

乳山市生活污水處理廠一期工程位于乳山市染整工業(yè)園內(nèi)，于2001年12月建成開始試運(yùn)行，2002年5月經(jīng)環(huán)保部門驗(yàn)收后正式投入運(yùn)行，污水處理能力為2萬m3/d，設(shè)計(jì)主體工藝采用一體化氧化溝生化處理，具體工藝流程見圖1。乳山市污水處理廠一期工程的設(shè)計(jì)水質(zhì)，見表1，出水執(zhí)行國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-96）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 乳山生活污水處理廠一期工程工藝流程圖

表1 進(jìn)出水水質(zhì)一覽表

乳山市污水處理廠升級(jí)改擴(kuò)建完成后，總處理規(guī)模為4萬m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）規(guī)定的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示，相應(yīng)處理廠將采取生化和物化的措施[1，2]，進(jìn)一步去除進(jìn)水中 COD、BOD、SS、NH4+-N、TN和TP的濃度。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 一期工程的存在的問題

（1）格柵間粗、細(xì)格柵年久失修，設(shè)備不起作用，柵渣分離不開，旋流沉砂池基本廢棄不用。

（2）出水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-96）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，生化處理采用一體式氧化溝，所以在近一年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，CODcr、BOD5、NH4+-N 部分能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，但總氮是不能達(dá)標(biāo)的。

2.2 升級(jí)改造的工藝流程

改擴(kuò)建工程將充分利用原有工程設(shè)施降低工程投資，并最大限度減少對(duì)一期工程運(yùn)營的影響。將一體式氧化溝的規(guī)模從2萬m3/d降至1.3萬m3/d（利用現(xiàn)狀，不做改造），同時(shí)新建2.7萬m3/d的AAO反應(yīng)池、配水井及二沉池；另外，增加4萬m3/d的深度處理（混合絮凝池、V型砂濾池、接觸消毒池），工藝流程見圖2。

圖2 升級(jí)改造的工藝流程

2.2.1 兩級(jí)提升揚(yáng)程的核算

粗格柵、進(jìn)水泵房的進(jìn)水水位3.65 m，曹城河的20 a一遇的洪水位是7.99 m原方案是維持進(jìn)水泵房中提升泵的揚(yáng)程不變（11 m），一體式氧化溝與AAO反應(yīng)池液位一致；AAO反應(yīng)池有效水深為6.0 m，而一體式氧化溝的有效水深為4.0 m，相應(yīng)AAO的反應(yīng)池的底板高為4.71 m，一體式氧化溝的底板高為6.41 m；穩(wěn)定的地下水位為6.1 m；此時(shí)原一體式氧化溝采用重力抗浮即可滿足要求，而AAO反應(yīng)池則需采取其他抗浮形式，相應(yīng)費(fèi)用將大大增加。

因此，調(diào)整方案，將進(jìn)水泵房的提升泵，揚(yáng)程變?yōu)?3 m，使AAO、二沉池采用最經(jīng)濟(jì)的重力抗浮形式，而將中間提升泵房的揚(yáng)程降低，總能耗是不變的。

2.2.2 各單體的設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）粗格柵及進(jìn)水泵房（改造）

粗格柵間與進(jìn)水泵房合建，分為2組。柵條間隙20 mm，柵前水深為0.95 m，過柵流速為0.7 m/s，渠寬800 mm，采用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)2臺(tái)。進(jìn)水泵房為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一期工程中進(jìn)水泵房設(shè)置兩臺(tái)潛水泵：一臺(tái)潛水泵Q=800 m3/h，H=11 m，另一臺(tái)潛水泵 Q=400 m3/h，H=11m；二期工程將原有的潛水泵取消，增加4臺(tái)Q=800 m3/h、H=13.0 m潛水泵，共4臺(tái)泵（3用1備），其中一臺(tái)泵為變頻調(diào)速。

（2）細(xì)格柵、旋流沉砂池及配水井（改造）

根據(jù)水力高程及后續(xù)工藝單體抗浮的要求，將原細(xì)格柵和旋流沉砂池的液位提高1.5 m，將原構(gòu)筑物進(jìn)行改造并增加配水井。細(xì)格柵與旋流沉砂池分為2組，柵條間隙為3～4 mm，柵前水深0.88 m，過柵流速0.60 m/s，渠寬1 600 mm，采用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)2臺(tái)。旋流沉砂池直徑3 650 mm。

沉砂池出水進(jìn)入改造后的出水配水井，配水井出水可分3路，原出水DN1 000 mm出水管，作為超越管使用，安裝φ1 000 mm手電兩用鑄鐵閘門控制；另外增設(shè)兩臺(tái)雙吊點(diǎn)手動(dòng)調(diào)節(jié)堰，其中一個(gè)調(diào)節(jié)堰（B=2 000 mm，調(diào)節(jié)高度 h=600 mm）對(duì)應(yīng)DN900 mm的配水管道進(jìn)入A/A/O反應(yīng)池的進(jìn)水配水井；另一個(gè)調(diào)節(jié)堰（B=1500mm，調(diào)節(jié)高度h=600mm）對(duì)應(yīng)DN600 mm的配水管道與現(xiàn)狀一體式氧化溝的進(jìn)水管道接順。

（3）一體式氧化溝（利用現(xiàn)狀）

已建兩組的一體式氧化溝的參數(shù)為，有效體積17 840 m3，其中厭氧區(qū) 550 m3，沉淀區(qū) 1 440 m3，則好氧區(qū)體積為15 850 m3。鑒于出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，進(jìn)行反算。參數(shù)取值如下：由于溝內(nèi)沉淀器的特殊性[3]，溝內(nèi)混合物濃度不宜太高，取值為2 800 mg/L；泥齡 16 d；污泥負(fù)荷 Fw0.070 kgBOD5/kgMLSS·d；總停留時(shí)間約為25 h，推算出一體式氧化溝的處理規(guī)模為1.3萬m3/d。

（4）AAO反應(yīng)池（新建）

減去一體式氧化溝的處理規(guī)模，AAO反應(yīng)池的處理規(guī)模為2.7萬m3/d，分為2組。

主要設(shè)計(jì)參數(shù)[4]：污泥濃度MLSS=4 000 mg/L；污泥負(fù)荷：Fw=0.091 kgBOD5/kgMLSS·d；理論總池容Va=18 020 m3，總停留時(shí)間HRT=15.2 h；泥齡：θ=12 d；最大供氣量為10 215 Nm3/h，氣水比7.8:1；總的污泥回流比50%～100%；污泥內(nèi)回流比75%～150%（好氧池至缺氧池）。

主要設(shè)備：每個(gè)生化池采用2臺(tái)潛水內(nèi)回流泵，二期改擴(kuò)建工程共設(shè)4臺(tái)（每個(gè)池2臺(tái)），內(nèi)回流污泥通過潛水內(nèi)回流泵提升后由好氧區(qū)進(jìn)入缺氧區(qū)或厭氧區(qū)，每池污泥內(nèi)回流比均可按R=75%或150%調(diào)整，單臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)Q=325 m3/h，H=4.0 m，功率7.5 kW；每池有缺氧區(qū)5格、厭氧區(qū)2格，每池共7格，每格內(nèi)設(shè)立式環(huán)流攪拌機(jī)1臺(tái)，攪拌機(jī)機(jī)械功率5.5 kW，33 rpm,GRP攪拌圓盤φ2 500 mm，二期改擴(kuò)建工程2池共設(shè)14臺(tái)立式環(huán)流攪拌機(jī)（每池7臺(tái)）。

（5）二沉池（新建）

全廠共設(shè)1座周邊進(jìn)水周邊出水輻流式二次沉淀池。二沉池按單池流量Q=1 587 m3/h流量設(shè)計(jì)，表面負(fù)荷1.15 m3/m2·h，沉淀時(shí)間3 h。池直徑ф42 m，有效水深3.45 m，池邊水深4.5 m。

（6）鼓風(fēng)機(jī)房（新建）

鼓風(fēng)機(jī)房平面尺寸為L(zhǎng)×B×H=19.25 m×9.5 m×8 m。AAO反應(yīng)池的有效水深為6.0 m，供氣量為10 215 Nm3/h，相應(yīng)在鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)置羅茨鼓風(fēng)機(jī)4臺(tái)（3用1備），單臺(tái)風(fēng)量56.7 N·m3/min風(fēng)壓73.5 kPa，功率110 kW。

（7）回流污泥泵房（新建）

設(shè)半地下式矩形構(gòu)筑物1座，污泥回流比50%～100%，設(shè)回流污泥泵5臺(tái)（4用1冷備）單臺(tái)參數(shù)：Q=380 m3/h、H=5 m、N=11 kW,設(shè)剩余污泥泵2臺(tái)（1用 1備），單臺(tái)參數(shù)：Q=140 m3/h、H=10 m、N=7.5 kW。

（8）中間提升泵房（新建）

設(shè)計(jì)水量為4.0萬m3/d，平面尺寸為8.0 m×6.0 m，深為6.0 m。設(shè)潛水泵4臺(tái)（3用1備），單臺(tái)參數(shù)：流量 Q=800 m3/h、H=4m、N=22 kW。

（9）混合絮凝池（新建）

設(shè)計(jì)水量為4.0萬m3/d，分為兩組，混凝池的停留時(shí)間2.16 min，絮凝池的停留時(shí)間18 min。

（10）V型砂濾池（新建）

設(shè)V型砂濾池1座，中央管廊設(shè)上部建筑，一端為設(shè)備車間，設(shè)計(jì)水量為4.0萬m3/d，正常濾速6.99 m/h，反沖洗水沖強(qiáng)度 16 m3/m2·h，反沖洗氣沖強(qiáng)度 50 m3/m2·h，表面掃洗強(qiáng)度 6.62 m3/m2·h。分為4組，單池過濾面積 84 m2，采用石英砂濾料。

（11）砂濾池操作間（新建）

砂濾池操作間包括鼓風(fēng)機(jī)房、反沖洗水泵房，位于濾池的端部，鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，2用1備，操作間內(nèi)設(shè)有控制室。鼓風(fēng)機(jī)房下層設(shè)有反沖洗水調(diào)蓄池，平面尺寸：10.0 m×9.1 m，水深2.1 m。

主要設(shè)備：反沖洗水泵3臺(tái)（2用1備），單臺(tái)參數(shù)：Q=670 m3/h、H=8 m、N=22 kW;反沖洗羅茨風(fēng)機(jī)3臺(tái)（2用1備），風(fēng)量2 100 m3/h，風(fēng)壓40.0 kPa，功率45 kW。

（12）加氯間（新建）

加氯間內(nèi)共設(shè)置3臺(tái)二氧化氯發(fā)生器，2用1備，每臺(tái)能力：Q=10 kg/h，功率：N=5 kW，可滿足最大污水處理流量時(shí)8.5 mg/L的加氯量或污水處理平均流量時(shí)12 mg/L的加氯量

（13）接觸消毒池（新建）

加氯消毒的接觸時(shí)間為0.5 h。平面尺寸：22.05 m×22.0 m，水深為3.75 m，分為2格。

（14）儲(chǔ)泥池（利用現(xiàn)狀）

原污泥均質(zhì)池直徑8 m，有效水深2.6 m，體積為130 m3，經(jīng)核算4萬m3/d規(guī)模 的干污泥量為8.876 t，折合為99.2%含水率的體積為1 110 m3；脫水機(jī)房設(shè)置了兩套帶式濃縮脫水機(jī)（1.5 m和2.5 m帶寬）和對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)污泥螺桿泵（44 m3/h和70 m3/h），工作時(shí)間為12 h；核算之后污泥均質(zhì)池的停留時(shí)間約為3 h，池容基本能滿足要求。

（15）污泥脫水機(jī)房（利用現(xiàn)狀）

現(xiàn)狀配有1臺(tái)帶式濃縮脫水機(jī)，每套處理能力為44 m3/h，功率為 4.3 kW，另外配有1臺(tái)進(jìn)泥螺桿泵、1臺(tái)沖洗泵、1臺(tái)加藥泵和1套溶藥裝置等。脫水污泥由輸送帶送至脫水機(jī)房外，由車外運(yùn)。

此次升級(jí)改造工程增加1臺(tái)帶式濃縮脫水機(jī)，處理能力為62.5 m3/h，同時(shí)配套增設(shè)1臺(tái)進(jìn)泥螺桿泵70 m3/h、1臺(tái)沖洗泵 25 m3/h、1臺(tái)加藥泵0.2～1.5 m3/h。

3 結(jié)論

（1）從環(huán)境效益考慮，堅(jiān)持減少污水處理廠斷水不處理的時(shí)間，對(duì)一體式氧化溝沒有采取具體的改造方案，僅降低處理規(guī)模，其余規(guī)模用脫氮除磷效果較好的AAO反應(yīng)池來進(jìn)行生化處理。

（2）結(jié)合水力流程與抗浮形式的比選，將細(xì)格柵、沉砂池的水位提高，AAO反應(yīng)池與二沉池等采用經(jīng)濟(jì)可行的重力抗浮形式，優(yōu)化水力流程，使工程改造經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行。

（3）本工程采用的二級(jí)處理和深度處理的工藝，可為類似污水處理工程的改造提供參考。

[1]王阿華.城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的若干問題探討[J].中國給水排水,2010,26(2):19-22.

[2]楊殿海,宋擁好,譚巧國.低碳源、低能耗型改良A2／O工藝的脫氮除磷研究[J].中國給水排水,2006,22(23):18-21.

[3]汪昆平,鄧榮森,李偉民,等.氧化溝脫氮除磷強(qiáng)化途徑[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(6):79-83.

[4]周雹,周丹.A2/O除磷脫氮工藝設(shè)計(jì)計(jì)算（下）[J].給水排水,2003,29(4):15-18.