江西省上饒市江北污水處理廠改擴(kuò)建西遷工程設(shè)計(jì)

何帥 趙輝 程俊 沙振杰

摘要：江西省上饒市江北污水處理廠一期常超負(fù)荷運(yùn)行，出水時(shí)常不達(dá)標(biāo)，而排放標(biāo)準(zhǔn)又顯著提高，且周邊已無(wú)增加征地的余地，綜合考慮，需另選適宜廠址集中建設(shè)污水處理廠。經(jīng)多方面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選和設(shè)計(jì)優(yōu)化，污水處理采用簡(jiǎn)潔高效的“兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O循環(huán)流式生物池+高效沉淀+纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾”組合工藝，出水達(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)后就近排入信江。

關(guān)鍵詞：兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O循環(huán)流式生物池????高效沉淀???纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾???污水處理廠改擴(kuò)建西遷

中圖分類(lèi)號(hào)：X703???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Design?of?the?Reconstruction?and?Expansion?and?Westward?Migration?Project?of?Jiangbei?Sewage?Treatment?Plant?in?Shangrao，?Jiangxi?Province

HE?Shuai???ZHAO?Hui??CHENG?Jun???SHA?Zhenjie

（Central?&?Southern?China?Municipal?Engineering?Design?and?Research?Institute?Co.，?Ltd.，?Wuhan，?Hubei?Province，?430010?China）

Abstract：The?Phase?I?project?of?Jiangbei?Sewage?Treatment?Plant?in?Shangrao，?Jiangxi?Province?often?overloaded，?and?the?effluent?often?failed?to?meet?the?standard.?The?discharge?standard?has?been?significantly?improved，?and?there?is?no?room?for?additional?land?acquisition?in?the?surrounding?area.?Considering?comprehensively，?it?is?necessary?to?select?another?suitable?site?for?centralized?construction?of?sewage?treatment?plants.?By?various?technical?and?economic?comparison?and?selection?and?design?optimization，?the?sewage1?treatment?adopted?the?simple?and?efficient?"two-point?inlet?A2/O?biological?tank?+?high-efficiency?precipitation?+?fiber?rotary?filtration"?combined?process，?and?the?effluent?was?discharged?into?Xinjiang?nearby?after?it?reached?the?Class?A?standard?of?"Discharge?Standard?of?Pollutants?for?Municipal?Wastewater?Treatment?Plant"?（GB18918-2002）.

Key??Words：Two-point?inlet?A2/O?biological?tank;?High-efficiency?precipitation;?Fiber?rotary?filtration;?Reconstruction?and?expansion?and?westward?migration?of?Sewage?treatment?plant

1?項(xiàng)目背景

江西上饒市江北污水處理廠位于上饒縣旭日鎮(zhèn)旭日村，龍?zhí)洞髽蛳掠?.7?km，占地9.6?hm。2005年一期工程8萬(wàn)m3/d?竣工投產(chǎn)，尾水排放執(zhí)行《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)，排至信江。近年來(lái)，隨著信洲水利樞紐的興建，信江上游水位升高，流速下降，水體自凈能力下降，因而，現(xiàn)狀污水廠尾水需執(zhí)行《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)[1]。今年以來(lái)，江北污水處理廠的實(shí)際污水處理量達(dá)8.1萬(wàn)m3/d，已處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。隨著上饒市城區(qū)的快速發(fā)展，江北污水處理廠已處于中心城區(qū)，這有礙于把上饒市建設(shè)成為高品位的宜居園林城市的總體發(fā)展要求，并且由于出水標(biāo)準(zhǔn)的提高，預(yù)留用地已經(jīng)不能滿足擴(kuò)建及提質(zhì)的需要，其周邊又無(wú)增加征地的可能，需另選適宜廠址集中建設(shè)污水處理廠。

2?原污水處理廠的處理工藝及存在問(wèn)題

2.1?原污水處理廠的處理工藝

上饒市污水處理廠處理工藝采用氧化溝工藝（卡魯塞爾氧化溝），主要處理設(shè)施有粗格柵、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵、沉砂池、氧化溝、二沉池、脫水機(jī)房、儲(chǔ)泥池、尾水消毒系統(tǒng)等。

2.2?原污水處理廠存在的問(wèn)題

（1）隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水排放量也逐漸增加，原污水處理廠的污水處理規(guī)模不足，部分污水直排信江，對(duì)信江水環(huán)境造成了污染。

（2）隨著城市建設(shè)的發(fā)展，尤其是上饒市新一版總規(guī)的重新定位，信江河沿岸已被規(guī)劃為商住用地，致使原污水廠周邊無(wú)擴(kuò)建所需土地。

（3）污水處理廠的尾水排放需提高到《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)，現(xiàn)狀污水廠的排放標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足要求。

3??改擴(kuò)建西遷工程設(shè)計(jì)方案

3.1?設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及去除率

本工程污水處理廠總規(guī)模20萬(wàn)m3/d，一次建成，為了匹配水量及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)需要，分成兩組，一組規(guī)模12萬(wàn)m3/d，另一組規(guī)模8萬(wàn)m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及去除率見(jiàn)表1。

3.2?設(shè)計(jì)方案

（1）廠外污水提升泵站，該污水提升泵站規(guī)模與污水處理廠規(guī)模一致，設(shè)計(jì)總規(guī)模為20萬(wàn)m3/d。

（2）廠外污水收集主干管，污水干管沿現(xiàn)有濱江西路車(chē)行道敷設(shè)，采用頂管施工。污水干管管徑采用DN1800，管材采用F型鋼筋混凝土頂管，管道坡度為0.8‰，管道全線長(zhǎng)度2.54?km。

污水壓力管道起于污水提升泵房出水，終于新建污水廠紅線外，污水壓力管道管徑采用DN1500，管道全線長(zhǎng)度8.72?km，采用開(kāi)挖施工，管道平均埋設(shè)深度2.8?m。管材采用球墨鑄鐵污水管，過(guò)河及局部復(fù)雜路段采用鋼管。

該工程初設(shè)階段根據(jù)污水處理廠進(jìn)水及出水水質(zhì)要求，并結(jié)合擬建污水處理廠規(guī)模、用地條件、管理水平等因素綜合考慮，擬選兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝、JSBC工藝（可研推薦）進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而推薦該工程的最佳方案。

（1）兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝，兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O循環(huán)流式生物池，即在常規(guī)A2/O工藝的厭氧區(qū)前增加一個(gè)選擇區(qū)（預(yù)缺氧區(qū)），進(jìn)水分兩點(diǎn)，20%～50%進(jìn)水到選擇區(qū)，50%～80%進(jìn)水到厭氧區(qū)。部分污水和回流污泥進(jìn)入選擇區(qū)，停留時(shí)間為20～30?min，微生物利用進(jìn)水中有機(jī)物去除回流污泥中的硝態(tài)氮，消除硝態(tài)氮對(duì)厭氧池的不利影響，以保證厭氧池的穩(wěn)定性，提高除磷效率[2]。

（2）JSBC生化工藝，JSBC工藝是從日本引進(jìn)的污水生化處理新工藝，二沉池的回流污泥和經(jīng)過(guò)一級(jí)處理的污水進(jìn)入JSBC裝置（生物膜法裝置），在JSBC裝置中，通過(guò)附著在JSBC裝置載體表面上的Bacillus菌（芽孢桿菌屬）吸附和分解進(jìn)水中的有機(jī)物、氨氮和磷酸鹽。JSBC裝置對(duì)有機(jī)物的去除率一般可達(dá)到50%～70%。JSBC裝置自流入曝氣池，在曝氣池內(nèi)，通過(guò)對(duì)溶解氧等條件的控制，保證Bacillus菌處于優(yōu)勢(shì)地位，最大可能發(fā)揮其高效去除有機(jī)物、磷和氮的能力。曝氣池的出水自流入二沉池，在二沉池內(nèi)泥水進(jìn)行分離，上清液達(dá)標(biāo)排放[3]。

根據(jù)上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)，做出技術(shù)比較，如表2所示。

從表2中的比較可以看出，兩個(gè)方案各有優(yōu)劣。兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝在國(guó)內(nèi)外污水處理中應(yīng)用都比較廣泛，技術(shù)成熟、工藝穩(wěn)定；JSBC工藝屬于新型的處理工藝，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，大部分使用在中小型污水處理廠。在技術(shù)上，兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，充氧效率高，占地較?。籎SBC工藝需氧量小，能耗較低，但設(shè)備較多，需要外加營(yíng)養(yǎng)劑促進(jìn)微生物生長(zhǎng)和繁殖，另外JSBC工藝的二沉池出水波動(dòng)較大，不易控制SS達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。綜合比較，兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝出水水質(zhì)好，耐沖擊負(fù)荷，占地面積較小，能耗較低，因此本項(xiàng)目生物處理工藝方案推薦采用兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝[4]。

4?主要構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)

4.1?曝氣沉砂池

曝氣沉砂池平面尺寸28.70?m×12.9?m，深6.9?m，有效水深3.2?m，分兩道，每道寬4.8?m。配1臺(tái)移動(dòng)橋式吸砂機(jī)排砂，吸砂機(jī)采用氣提泵吸砂，功率為2.9?kW。

4.2兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O循環(huán)流式生物池

設(shè)兩組（4座）循環(huán)流式生物池。其中一組生物池的單池平面尺寸104.45?m×47.90?m，深6.9?m，有效水深6.0?m；另一組生物池的單池平面尺寸97.16?m×32.91?m，深6.9?m，有效水深6.0?m。為了確保除磷效果，在厭氧池前段設(shè)一選擇區(qū)，停留時(shí)間為0.4?h。進(jìn)水和回流污泥由閥門(mén)調(diào)節(jié)流量后，均勻進(jìn)入每座生物池內(nèi)。每座池共分選擇區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)四區(qū)，水力停留時(shí)間分別為0.4h、1.5h?、2.5h?、7h[5]。

4.3?二沉池

每組采用4座周邊進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池，共用一座配水排泥井。單池內(nèi)徑45.0?m，深4.85?m，有效水深3.4?m。沉淀池出水采用環(huán)形集水槽，雙側(cè)溢流堰出水，最大堰上負(fù)荷為1.48?L/s·m。

4.4?污泥泵房

污泥泵房平面尺寸9.0?m×26.7?m。污泥泵房?jī)?nèi)設(shè)回流泵6臺(tái)，3大3小，3臺(tái)大泵對(duì)應(yīng)一組生物池，3臺(tái)小泵對(duì)應(yīng)二組生物池，剩余污泥泵3臺(tái)（2用1備）。

4.5?二次提升泵房

二次提升泵房平面尺寸24.0?m×10.0?m。泵房?jī)?nèi)設(shè)潛污泵5臺(tái)，單臺(tái)Q=2?170?m3/h，H=5.6?m，N=60?kW，其中2臺(tái)變頻[6]。

4.6?高效沉淀池

設(shè)高效沉淀池1座，平面尺寸：99.36?m×31.78?m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。每座池內(nèi)混合區(qū)設(shè)一臺(tái)攪拌器，直徑Φ2300N=30kW；絮凝區(qū)設(shè)一臺(tái)攪拌器，直徑Φ3500N=18.5?kW，為了保證絮凝效果，絮凝區(qū)攪拌器外設(shè)有Φ3600導(dǎo)流筒。

4.7?纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池

設(shè)纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池1座，總平面尺寸：29.0?m×14.9?m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。每座池設(shè)Φ3000濾布轉(zhuǎn)盤(pán)一個(gè)，反沖洗水泵4臺(tái)，單臺(tái)Q=50?m3/h，H=7?m，N=2.2?kW。

4.8?紫外線消毒池

設(shè)紫外線消毒池1座，平面尺寸B×L=6.88×11.10（m），設(shè)備分期安裝。

4.9?污泥濃縮、脫水車(chē)間

土建按20萬(wàn)m3/d一次建成，設(shè)備中板框脫水機(jī)主體部分一次到位，其余設(shè)備可分期安裝。濃縮脫水車(chē)間1座，車(chē)間外配套設(shè)有儲(chǔ)泥池1個(gè)，平面尺寸B×L=8.6×19.9（m）。濃縮機(jī)4臺(tái)，單臺(tái)處理能力60?m3/h，每天運(yùn)行16?h。脫水機(jī)采用隔膜式板框壓濾機(jī)4臺(tái)，單臺(tái)過(guò)濾面積400?m2。

4.10?構(gòu)筑物設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）生物處理采用兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O循環(huán)流式生物池，實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷，兩點(diǎn)進(jìn)水，消除硝態(tài)氮對(duì)厭氧池的不利影響，提高除磷效率。同時(shí)，采用循環(huán)流式池型，將傳統(tǒng)氧化溝的循環(huán)流形式應(yīng)用到A2/O生物池中，增強(qiáng)生物池的抗沖擊負(fù)荷能力[7]。

（2）深度處理工藝采用高效沉淀池+纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池。此工藝為應(yīng)用成熟的生活污水深度處理工藝，具有占地省，運(yùn)營(yíng)管理方便的特點(diǎn)，該次設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行案例的經(jīng)驗(yàn)反饋，在高效沉淀池斜管沉淀區(qū)采用加蓋處理，避免了由于陽(yáng)光照射，斜管區(qū)滋生藻類(lèi)造成斜管堵塞的缺陷，大大減輕了后期運(yùn)行維護(hù)工作量。

（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中率先采用荷載概念設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)造性的對(duì)污泥濃縮脫水車(chē)間濾板堆放區(qū)、濾板臨時(shí)檢修區(qū)及設(shè)備檢修區(qū)等較大活荷載區(qū)域進(jìn)行功能區(qū)域劃分，將較大活荷載限制在較小的局部范圍，再對(duì)不同功能區(qū)的梁、板進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，既保證結(jié)構(gòu)使用安全、工藝運(yùn)營(yíng)順暢又最大程度節(jié)省投資[8]。

5??結(jié)論

（1）該工程設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)20萬(wàn)m3/d，采用簡(jiǎn)潔高效的“兩點(diǎn)進(jìn)水A2/O循環(huán)流式生物池+高效沉淀+纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾”組合工藝，出水優(yōu)于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，效果穩(wěn)定，易于管理，且單位水量電耗約為0.263?kW·h/m3，技術(shù)經(jīng)濟(jì)處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

（2）廠外污水通過(guò)長(zhǎng)達(dá)11.26?km，直徑達(dá)DN1500（8.72km）～DN1800（2.54km）mm的長(zhǎng)距離大型球墨鑄鐵壓力管道直接送入污水廠，濱江敷設(shè)，沿線地形復(fù)雜，國(guó)內(nèi)較為少見(jiàn)。

（3）2014年設(shè)計(jì)時(shí)率先在國(guó)內(nèi)20萬(wàn)m3/d規(guī)模的大型污水處理廠中應(yīng)用高效低耗的高壓雙隔膜板框壓濾污泥脫水工藝。

（4）荷載概念設(shè)計(jì)對(duì)工程投資和結(jié)構(gòu)使用安全具有較強(qiáng)指導(dǎo)性和實(shí)用性，針對(duì)大型污水處理廠污泥脫水車(chē)間二層樓面活荷載種類(lèi)繁多（如設(shè)備重量、檢修荷載及人員荷載等）、荷載大小不同且相差懸殊、樓層面積較大等難點(diǎn)，該工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中率先采用荷載概念設(shè)計(jì)理念，既保證結(jié)構(gòu)使用安全、工藝運(yùn)營(yíng)順暢又最大程度節(jié)省投資。

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