無錫市錫山區(qū)污水處理廠分廠提標(biāo)改造方案研究

吳曉波，雷文江，楊 光，譚云鵬

（華昕設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，江蘇 無錫 214072）

1 污水廠運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)狀污水處理廠概況

無錫市錫山區(qū)污水處理廠現(xiàn)處理規(guī)模6.0×104m3/d，污水處理采用厭氧水解池+A2O/A-MBR+臭氧接觸消毒工藝，污泥處理采用重力濃縮工藝結(jié)合離心脫水工藝[1-3]，第4 期出水水質(zhì)按照2002 版排放標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。4 期建設(shè)至今，污泥量增加了約50%，遠(yuǎn)超排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 現(xiàn)狀進(jìn)水水質(zhì)

第4 期建成至今，90%覆蓋率的實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)與4 期設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)對(duì)比如表1 所示。

表1 4 期90%涵蓋率實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)與原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)對(duì)比 單位：mg/L

由表1 可知，BOD（5有機(jī)物）和SS（懸浮物）值遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，TP（總磷）值過高，原因在于廠區(qū)污泥濃縮池池容較小，部分污泥由溢流管回流至進(jìn)水泵房。

2 提標(biāo)改造方案

2.1 提標(biāo)改造設(shè)計(jì)要求

根據(jù)無錫市錫東新城污水十三五專項(xiàng)規(guī)劃對(duì)各類規(guī)劃用地污水量指標(biāo)的分析取值，錫山區(qū)污水處理廠擬建分廠規(guī)模6.0×104m3/d，服務(wù)范圍21.8 km2，其中工業(yè)廢水約3.3×104m3/d，約占總進(jìn)水量的55%。本期工程在分廠處理能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行，不擴(kuò)容僅進(jìn)行提標(biāo)改造，分廠擴(kuò)建工程提標(biāo)改造將SS（懸浮物）、TP（總磷）、NH3-N（氨氮）、TN（總氮）作為本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)控制項(xiàng)目。

2.2 提標(biāo)改造設(shè)計(jì)水質(zhì)

隨著2018 版地標(biāo)排放限值的規(guī)定發(fā)布，對(duì)錫山區(qū)污水處理廠出水水質(zhì)提出了更高的要求，同時(shí)也為本期改造設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)提供了依據(jù)。本提標(biāo)改造工程出水水質(zhì)中的主要污染物指標(biāo)需滿足準(zhǔn)Ⅳ類水排放限值標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)與污染物去除率如表2所示。表中括號(hào)外數(shù)值為水溫大于12 ℃時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫不大于12 ℃時(shí)的控制指標(biāo)。

表2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)及污染物去除率

2.3 提標(biāo)改造工藝

2.3.1 預(yù)處理工藝方案

（1）應(yīng)急池及緩沖池：當(dāng)污水廠進(jìn)水受到?jīng)_擊時(shí)，應(yīng)急池及緩沖池可以有效緩解進(jìn)水水質(zhì)對(duì)后續(xù)生物處理單元的沖擊。

（2）中格柵及淺層氣浮池：實(shí)現(xiàn)油粒的分離，減輕后續(xù)工藝單體如生物處理和膜處理單元的負(fù)荷，同時(shí)減少顆粒對(duì)處理單體的危害，對(duì)SS 及TP 也有一定的去除效果。

2.3.2 深度處理工藝方案

（1）臭氧催化氧化池：由于部分溶解性有機(jī)物難以通過氧化降解，通過臭氧催化可以增加COD（化學(xué)需氧量）的可降解性，不僅能控制總量，同時(shí)可去除色度。

（2）硝化濾池及濾布濾池：硝化濾池用于去除SS、COD、BOD（生化需氧量），集生物氧化和截留懸浮固體于一體。

（3）反硝化濾池：為了保證不同季節(jié)環(huán)境下出水水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，可以選擇性地采用反硝化功能以充分與懸浮物接觸凝聚。在冬季隨著溫度的降低，反硝化會(huì)愈加不徹底，若只用物理方法難以達(dá)到TN 的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此需要通過外加碳源達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3 工藝流程

根據(jù)前文工藝論述，本次無錫市錫山區(qū)污水處理廠分廠提標(biāo)改造工程工藝流程如圖1 所示，經(jīng)過單體處理后通過生態(tài)濕地進(jìn)一步凈化后排放。

圖1 無錫市錫山區(qū)污水處理廠分廠提標(biāo)改造工藝流程圖

3 工藝設(shè)計(jì)

3.1 應(yīng)急池及緩沖池

在廠區(qū)東側(cè)再生水處理用地新建應(yīng)急池及緩沖池1 座，采用全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)規(guī)模為6.0×104m3/d，設(shè)計(jì)流量為2 500 m3/h。應(yīng)急池尺寸為37.7 m×28.0 m，水力停留時(shí)間為3.1 h；緩沖池尺寸為28.0 m×22.0 m，水力停留時(shí)間為1.39 h。

3.2 中格柵及淺層氣浮池

在廠區(qū)東北側(cè)臨近細(xì)格柵及曝氣沉砂池新建中格柵及淺層氣浮池，主要設(shè)備有3 臺(tái)內(nèi)進(jìn)流網(wǎng)板細(xì)格柵，孔徑5 mm，單套過水流速為0.8 m/s，配有沖洗高壓水泵、高排水型螺旋壓榨機(jī)、穩(wěn)壓罐裝置。淺層氣浮池配4 套直徑14 m 主機(jī)，配套5 臺(tái)回流水泵（Q=160 m3/h，H=60 m，N=45 kW）、2 臺(tái)浮渣輸送泵（Q=60 m3/h，P≤0.3 MPa，N=15 kW）、2 臺(tái)變頻攪拌機(jī)（Q=60 m3/h，25 r/min，N=5.5 kW）、2 臺(tái)液體混凝劑加藥泵（Q=2.5 m3/h，H=20 m，N=1.1 kW）；1 座PAM 自動(dòng)溶藥裝置（Q=5 m3/h，N=3.6 kW）為4 臺(tái)氣浮共用，接受PLC（可編程邏輯控制器）遠(yuǎn)程控制。

3.3 一體化MBR（膜生物反應(yīng)器）池

原設(shè)計(jì)12 列膜池廊道，每列設(shè)有8 個(gè)膜箱的位置，每列預(yù)留1～2 個(gè)膜箱，共78 個(gè)膜箱。現(xiàn)根據(jù)目前設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)將膜箱調(diào)整為96 個(gè)膜箱，即新增18個(gè)膜箱。膜池所需空氣量為700 m3/min，主要設(shè)備包括2 臺(tái)剩余污泥泵（Q=150 m3/h，H=20 m，N=7.5 kW）。

3.4 中間提升泵房

根據(jù)提標(biāo)改造的整體工藝路線，一體化MBR 出水需經(jīng)過二次提升進(jìn)入下一構(gòu)筑物，需新建1 座中間提升泵房，平面尺寸12 m×10 m，設(shè)計(jì)流量為2 500 m3/h。主要設(shè)備包括3 臺(tái)（2 用1 備）變頻潛水排污泵（Q=1 700 m3/h，H=7 m，N=75 kW）。

3.5 臭氧催化氧化池及釋放池

新建臭氧催化氧化池及釋放池1 座，平面尺寸為39.9 m×37.6 m；主要設(shè)備包括4 套臭氧尾氣分解設(shè)備（Q=420 m3/h，N=1.5 kW）、2 臺(tái)余氯取樣泵（Q=0.026 m3/h，H=40 m，N=1.5 kW）。

3.6 硝化濾池及濾布濾池

硝化濾池平面尺寸為31.7 m×21.8 m，濾布濾池平面尺寸為15.6 m×11.8 m，均為地上單層框架結(jié)構(gòu)及半地下水池。主要設(shè)備包括1 臺(tái)潛污泵（Q=7 m3/h，H=7 m，N=1.1 kW）、2 臺(tái)空壓機(jī)（Q=1 m3/h，P=0.8 MPa，H=7.5 m，N=7.5 kW）、3 臺(tái)潛水排污泵（Q=1 700 m3/h，H=7.0 m，N=75 kW）、3 臺(tái)反洗泵（Q=50 m3/h，H=7.0 m，N=1.0 kW）。

3.7 反硝化濾池

新建1 座反硝化濾池以進(jìn)一步去除出水中的硝態(tài)氮，平面尺寸為41.8 m×19.3 m，分為4 格，單格過濾面積為60 m2，平均濾速為5.2 m/h，濾池?fù)p失約為2～2.5 m。配有1 套反沖洗系統(tǒng)，采用氣水反沖洗模式進(jìn)行反沖洗，反沖洗強(qiáng)度為氣洗92 m/h、水洗15 m/h，濾池濾料采用石英砂，厚度為1.83 m。主要設(shè)備包括1 臺(tái)槳葉式進(jìn)水?dāng)嚢杵鳎∟=3.0 kW）、1 臺(tái)潛污泵（Q=7 m3/h，H=7.0 m，N=1.1 kW）、1 套一體化藥劑投加設(shè)備、1 臺(tái)5.0 m3儲(chǔ)罐與2 臺(tái)加藥泵（Q=300 L/h，H=20 m，N=0.55 kW）。

3.8 反洗機(jī)房及配電間

新建反洗機(jī)房及配電間1 座，平面尺寸為31.0 m×11.0 m；配套設(shè)備有3 臺(tái)螺桿鼓風(fēng)機(jī)（Q=50.0 m3/min，H=6.5 m，N=90 kW）用于臭氧池反沖，3 臺(tái)螺桿鼓風(fēng)機(jī)（Q=25.0 m3/min，H=8 m，N=90 kW）用于反硝化濾池反沖。

3.9 臭氧輔助車間

新建臭氧輔助車間，平面尺寸為34.2 m×8.5 m；主要設(shè)備包括4 臺(tái)257 kW 的臭氧發(fā)生器、4 臺(tái)循環(huán)水泵（Q=35.0 m3/min，H=30.0 m，N=7.5 kW）。

3.10 液氧站

新建液氧站1 座，為臭氧發(fā)生器提供氧源。平面尺寸為8.4 m×5.0 m。設(shè)備包括1 臺(tái)25 kW 的充裝電源箱與1 臺(tái)50 m3的液氧儲(chǔ)罐。

3.11 濃縮池

新建濃縮池1 座，直徑為18 m，配有1 套中心傳動(dòng)濃縮機(jī)與1 套框式攪拌機(jī)。

3.12 開泥池

新建開泥池1 座，作為培菌池使用，補(bǔ)充生化池微生物。平面尺寸為10.3 m×6.8 m；主要設(shè)備包括1套立式攪拌機(jī)、2 臺(tái)潛水排污泵（Q=200 m3/h，H=12 m，N=11 kW）。

3.13 污泥脫水機(jī)房

改造現(xiàn)有污泥脫水機(jī)房，新增設(shè)備包括3 臺(tái)帶式壓濾脫水機(jī)、3 臺(tái)污泥泵（Q=15.0～60 m3/h，N=5.5 kW）、3 臺(tái)沖洗泵（Q=22 m3/h，H=66 m，N=7.5 kW）、3 臺(tái)空壓機(jī)，并配有一體化溶解加藥裝置、加藥泵與動(dòng)態(tài)混合器。

3.14 鼓風(fēng)機(jī)房

原分廠設(shè)計(jì)安裝8 臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，現(xiàn)因進(jìn)水負(fù)荷變化，需增加曝氣量，生物池曝氣需新增2 臺(tái)離心風(fēng)機(jī)（Q=7 800 m3/h，H=75 kPa，N=220 kW）；膜池擦洗曝氣需新增1 臺(tái)離心風(fēng)機(jī)（Q=9 900 m3/h，H=42 kPa，N=230 kW）。

4 運(yùn)行效果

本次提標(biāo)改造于2019 年9 月建成運(yùn)行，年度平均進(jìn)水、出水水質(zhì)如表3 所示，平均水質(zhì)滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

表3 近3 年進(jìn)出水水質(zhì) 單位：mg/L

5 結(jié)語

本項(xiàng)目自2019 年9 月30 日建成以來，不僅對(duì)改善該地區(qū)環(huán)境質(zhì)量具有積極作用，更為該地區(qū)水污染治理和水環(huán)境綜合整治工程起到了示范作用。在保障城市供水、改善居民生活質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為日后的類似項(xiàng)目改造提供了參考。