1、颍上县城污水处理厂二期工程工艺设计摘要：颍上县城污水处理厂一期工程已满负荷运行，拟建污水处理厂二期工程，并且增加污水深度处理单元，以满足一级 A 标准的水质要求。二期工程设计采用 Orbal 氧化沟生化处理工艺和活性砂滤池深度处理工艺。详述了工艺流程选择和深度处理构筑物的设计参数。 关键词:污水处理厂；Orbal 氧化沟；活性砂滤池； Abstract: The first stage project in YingShang county wastewater treatment plant has already operated at full load. So the second s
2、tage project is proposed to build and the wastewater advanced treatment unit is added to meet the one-class A permitted criteria. Orbal oxidation ditch biological treatment process and active sand filter advanced treatment process are used in the design of second stage project. The design parameters
3、 of advanced treatment unit and the selection of the process were described in detail. Key words: sewage treatment plant; Orbal oxidation ditch; active sand filter 中图分类号:R123.3 文献标识码：A 1、工程概述 颍上县城污水处理厂工程设计总规模 4 万 m3/d，其中一期规模 2 万m3/d 于 2008 年投入运行，至 2012 年底平均日进水已经达到 1.8 万 m3/d规模。一期工程采用 Orbal 氧化沟工艺，污泥处
4、理采用机械浓缩脱水工艺，出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 B 标准，尾水排入颍河。厂址位于颍河乡下元村境内。污水处理厂二期工程主要为建设 2 万 m3/d 的处理单元，并增加 4 万 m3/d 污水深度处理单元。待二期工程竣工投入运营后，该污水厂全部出水将执行（GB18918-2002）一级 A 排放标准。 2、现状污水厂工艺及运行情况分析 2.1 现状处理厂处理工艺流程 现状污水处理工艺流程如图 1 所示。 图 1 一期工程污水处理工艺流程图 2.2 现状污水处理厂进、出水水质 针对现有污水工程现场勘查，根据业主提供的污水处理运行的有效数据，现状污水
5、处理厂进、出水水质详见表 1。 表 12011.072012.06 污水处理厂进出水水质一览表 时间 COD（mg/l） NH3-N（mg/l） 进水 出水 进水 出水 2011.07 200 30.6 32 5.63 2011.08 183 31.3 29 4.78 2011.09 191 28.9 35 6.61 2011.10 211 29.4 33 5.59 2011.11 224 26.5 32 5.45 2011.12 241 22 32 4.40 2012.01 203.6 28.7 33.2 5.4 2012.02 214.4 29.2 31.2 5.44 2012.03 23
6、0.9 28 32.4 5.46 2012.04 239.5 28.1 32 4.50 2012.05 227.1 29.6 34.2 6.61 2012.06 208.4 28.6 31.1 6.6 平均 214.5 28.4 32.3 5.5 从表 1 可以看出进水 COD 均没有超过设计值，出水 COD 均小于50mg/L，进水 NH3-N 均超出设计值，出水 NH3-N 均在 5mg/L 左右。为此从整个工艺运行情况来看，核心工艺 Orbal 氧化沟工艺技术成熟、功能稳定可靠，具有较强的抗水质、水量冲击能力，保障出水满足一级 B 标准1。 2.3 现有工程存在的问题 现有污水处理系统主
7、要存在的问题如下： 1.颍上县位于淮河流域，根据国家相关要求，现状一期工程出水仅能达到一级 B 排放标准，不能满足目前污水厂尾水排放要求。 2.随着近几年县城的快速发展，城市建设用地很快就要超出污水厂一期工程的服务范围，城市污水量势必超过 2 万 m3/d 的一期设计规模。 3.针对现有一期工程，核心工艺 Orbal 氧化沟进行核算和运行情况分析，污泥负荷 Fw=0.0879kgBOD5/KgMLSSd，总水力停留时间t=12.29h，氧化沟总有效容积 10244m3，混合液浓度 4000mg/L。该设计指标基本符合室外排水设计规范 （GB50014-2006）中关于缺氧好氧法生物脱氮工艺的指
8、标，但由于一期工程缺少厌氧段，故其除磷效果不佳。4.本工程污泥最终处置方式考虑卫生填埋，由于对进行填埋处置的城镇污水处理厂污泥的含水率要求脱水至 60以下，现状一期污泥采用带式浓缩脱水一体机无法达到这一指标。 5.经对现场实际勘察，现状厂区预留二期用地偏小，一期预留用地时，未考虑深度处理用地，造成厂区二期及深度处理布局紧张。 3、二期工程工艺设计 3.1 工艺选择 二期工程设计延续一期工艺，采用 Orbal 氧化沟工艺为颍上县污水处理厂二期工程的处理工艺，同时在二期工程的实施中计划对一期工程的氧化沟工艺进行改造，增加厌氧设施，确保整个厂区处理能力相一致。深度处理工艺考虑运行稳定，并能保证出水连
9、续稳定的达标的混凝、沉淀、过滤工艺。混凝沉淀选择机械反应、斜管沉淀池2。过滤选择占地小，可不间断的连续运行，冲洗水量小的活性砂滤池3。 3.2 工艺流程 二期工程污水处理工艺流程如图 2 所示。 图 2 二期工程污水处理工艺流程图 3.3 设计进出水水质 根据县城污水处理规划及实测数据分析，确定污水处理厂进水水质。同时为符合国家对淮河流域水污染治理的相关政策要求，根据国家关于加大淮河流域污染治理力度的要求，提出淮河流域城镇污水处理现执行城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 A 标准。主要污染物除去除率见表 2。 表 2 主要污染物除去除率表 项目 BOD5 (mg/L
10、) CODcr (mg/L) SS (mg/L) NH3-N (mg/L) TP (mg/L) TN (mg/L) 进水水质 180 360 220 35 4 40 出水水质 10 50 10 5 0.5 15 去除率（%） 94.4 86.1 95.45 85.7 87.5 62.5 3.4 主要构筑物工艺设计 3.4.1 粗格栅及提升泵房 粗格栅与提升泵房为合建构筑物。粗格栅功能为拦截污水中较大悬浮物，确保进水泵房及后续处理工段的正常运行。提升泵房功能为将进厂的污水提升至厂内处理构筑物。粗格栅土建、设备均已按二期建设，本次无需改扩建。提升泵房土建已按二期建设，设计在一期基础上增设规格为 Q
11、=620m3/h，H=13m，N=45kW 的潜污泵 2 台。 3.4.2 细格栅及旋流沉砂池 细格栅及沉砂池为合建构筑物。细格栅主要去除污水中较小漂浮物，并拦截直径大于 6mm 的固体物，以保证生物处理及污泥处理系统正常运行。旋流沉砂池去除污水中粒径较大的无机砂粒，以保证后续处理流程的正常运行，减少后续处理构筑物发生沉积。细格栅及旋流沉砂池土建、设备均已按二期建设，本次无需改扩建。 3.4.3 厌氧池 厌氧池主要功能为改善污泥的沉降性能，有效抑制活性污泥膨胀，同时又为除磷提供先行释放的场所。设计 2 座厌氧池，一座为一期工程改造增加，一座为二期工程新建。厌氧池设计流量：Q=231L/S，水力
12、停留时间：t=1.60h，设计水深：H=5.0m。单池平面尺寸 LXB=40.7mX7.2m，每池安装中高速搅拌机 3 台。运行方式：池内高速搅拌机连续运转，使污泥处于悬浮状态。 3.4.4 Orbal 氧化沟 Orbal 氧化沟土建、设备按 2 万 m3/d 规模一次建设。设计 1 做氧化沟，主要功能是利用厌氧、缺氧和好氧区的不同功能，进行生物脱氮除磷，同时去除 BOD5。 氧化沟设计流量：Q=231L/S，污泥负荷：FW=0.104 kgBOD5/KgMLSSd，悬浮固体浓度：MLSS=4000mg/L，泥龄：td=16d，标准需氧量 436kgO2/h，水力停留时间：t=13.8h，水深
13、：H=4.4m，单池有效容积：V=11489m3，单池平面尺寸 LXB=66.92mX44.75m。 氧化沟内设置直径 1.4m 转碟曝气机 8 组，其中 4 组规格为 42 片37KW（L=7m+5.6m） ，另 4 组规格为 36 片 30KW（L=7.6m） 。单碟片充氧能力 1.4kgO2/hds，设计转速 50rpm，淹没水深 900mm，控制方式为根据氧化沟中溶解氧，由 PLC 自动控制开停并显示工作状态，同时设现场手动控制开停。同时沟内安装直径 2100mm，N=4kW 低速水下推进器 4 台，堰长 5.0m，可调范围 0500mm 的可调旋转出水堰 1 台。 3.4.5 二沉池
14、 二沉池主要功能为泥水分离，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥回流到生物处理段，采用周边进水、周边出水辐流式沉淀池。由于场地限制，设计 1 座二沉池。设计流量 Q=833m3/h，设计表面负荷q=1.037/m2h，沉淀时间 4.1h，直径 D=32m，池边水深 H=4.1m。池内安装直径 32m 中心传动单管吸泥机 1 台，控制方式为连续运行，由 PLC 显示工作状态并根据污泥浓度自动排泥，同时设现场手动控制开停。 3.4.6 中间泵房 中间提升泵房用以将污水处理提升至后续深度处理构筑物，以满足整个污水厂竖向水力流程的要求。设计为矩形泵房 1 座，平面尺寸LXB=12.0mX9.0mm。泵
15、房内安装规格为 Q=417m3/h，H=6m，N=15kW 的潜污泵 5 台（四用一备） 。运行方式为根据中间水池内水位计自动控制。 3.4.7 混凝反应沉淀池 提升泵房提升的污水首先进入机械反应池，机械反应池和沉淀池为合建式构筑物。功能为泥水分离，混合液澄清。设计为 1 座 2 格，可单独运行。单格设计流量 Q=833m3/h，混凝单元安装混合搅拌机 2 台，反应搅拌机 6 台，沉淀单元采用斜板沉淀池，斜板安装倾角 60 度，上升流速2.32.5mm/s。沉淀池排泥采用多斗式重力排泥。 3.4.8 活性砂过滤池 活性砂滤池为连续过滤的砂滤设备，即不需要将砂滤器停止运行就可以清洗砂床。滤池主要
16、设备为反硝化生物活性砂滤器：48 套，单个滤器过滤面积:5.5m2，有效过滤面积 264m2，水力负荷：6.3m3/m2/h，清洗水流量(连续)：110m3/h。 3.4.9 紫外消毒池 紫外消毒池主要功能为对污水进行消毒。紫外消毒池土建已按二期建设，设计仅增加紫外模块组。 3.4.10 污泥脱水机房 污泥脱水机房主要功能为将污水处理过程中产生的剩余污泥进行浓缩、脱水，降低含水率，便于污泥运输和处置。由于一期工程的浓缩脱水机房没有扩建的空间，本次设计重新建设污泥脱水机房，设计采用板框压滤机作为污泥脱水设备。 3.5 总图设计 在满足工艺流程合理的前提下，一、二期合理结合，力求布局紧凑、管线短捷
17、、顺畅，并节省占地，各功能分区应明确，利于生产，各生产建、构筑物联系直接、短捷、避免交叉，尽可能使布置集中、紧凑，并能满足各建、构筑物的施工，设备安装和埋设各类管道以及养护管理的要求。 整个厂区总占地约 3.09 公顷,其中一期工程占地约 1.9 公顷，二期占地约 1.19 公顷。该处为地势平坦，地面高程土方平衡后在 25.00 米左右。整个厂区分为厂前区、生产区。 厂前区即为生产管理和辅助生活区，设在厂区东南部，紧临南面的道路，进出工厂方便，具有良好的外部环境。 生产区根据工艺流线布置，污水处理厂进水自厂区西侧的污水干管，出水排放至厂区的排涝站附近，厂区布置紧凑，流程顺畅。厂区北部设置总变配
18、电室及配电分室，该室靠近进水泵站及细格栅、氧化沟等用电大户。污泥处理部分集中在厂的中部，为减少对环境的影响，远离厂前区，并在厂区西侧开设次入口，避免了生产运输对厂前区的干扰及污染。4、结论 本工程生化处理采用了成熟可靠地 Orbal 氧化沟工艺，深度处理采用国际先进的“活性砂连续过滤滤池” 。耐高浓度、高流量冲击负荷，缓冲稀释能力强，有机物去除效率高。具有良好的去除碳质 BOD5 及硝化脱氮功能，亦有很好的除磷功能。运行管理方便，节约能耗。出水稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）的一级 A 标准。 该工程的实施可有效减少排至颖河及城市其他水体的污染物量，其中 CODcr 削减量为：2336 吨/年、BOD5 削减量为：1241 吨/年、SS 削减量为：1533 吨/年。 参考文献 1陈慧禾，刘天顺，邬素艳. 某城镇污水厂奥贝尔氧化沟工艺的设计与运行J. 中国给水排水.2012. 28(10). 48-50. 2谢丽，赵昭，郝文胜. 舒城县污水处理厂设计及运行J. 工业用水与废水. 2010. 41(4). 80-82. 3梅从明，魏思宇，刘峰. 活性砂滤池在污水处理厂提标改造中的应用J. 环境科技. 2009. 22(4). 45-47.
