某市第一污水处理厂升级改造工程设计

朱来英

摘要：介绍了某市第一污水处理厂升级改造工程的工艺流程和建构物设计。工程设计中充分考虑利用原有工程场地，新建多段多级AO池，与原有A2O工艺、中负荷系统工艺并行处理污水，处理量为4万吨/天，原有A2O工艺、中负荷工艺的处理负荷均由原本的6万吨/天，降低为4万吨/天，大幅度提高污水处理厂的净化能力。最终升级改造后的污水厂出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。

关键词：污水处理厂；升级改造；工程设计；多段多级AO池；

Abstract：Itwasintroducedtheprocessflowandthedesignofconstruction，thatbelongedtotheupgradingandreconstructionprojectofWWTPNo.1Incity.ThisengineeringdesignfullyconsideredtoconstructthenewperiodofmultistageAOtankandendsedimentationtankusingoriginalengineeringsite,whichtreatedsewageparallelingtheoriginalprocessingofanaerobictankandDEoxidationditch.Thenewtechnology’ssewagequantitywas40000tonsoneday,andtheoriginaltechnology’s,reducedfrom150000tonsonedayto110000tonsoneday,ItgreatlyimprovedtheabilityofthepurificationoftheWWTP.Aftertheupgradingandretrofitting，theeffluentcanmeetthefirstlevelAcriteriaspecifiedintheDischargeStandardofPollutantsforMunicipalWastewaterTreatmentPlant(GB18918－2002)．

Keywords：WWTP；upgradingandreconstruction；engineeringdesign；periodofmultistageAOtank

某市第一污水处理厂始建于1956年，最初为一级处理，处理能力为4×104m3/d。经过1963年和1979年两次扩建后，处理能力达到12×104m3/d，并由一级处理提高到二级生物处理，采用传统活性污泥法。1999年引进丹麦克鲁格公司工艺技术对该污水厂再次进行改造，本次改造将二级处理的12×104m3/d分为两部分，其中6×104m3/d进入中负荷系统处理，另外6×104m3/d采用A2O系统处理。2012年某市环保部门要求某市第一污水处理厂出水水质必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准，因此邓家村污水处理厂决定对其两套水处理系统再次进行升级改造，改造后采用多段多级AO处理工艺，强化污水处理能力。

本厂升级改造项目只提高出水水质，处理规模仍为12×104m3/d。旨在使污水处理厂出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A排放标准。本次升级改造项目充分挖潜污水处理厂现有构（建）筑物的处理能力，最大程度的利用或改造现有处理构筑物，提高污水处理工艺生物脱氮除磷及有效去除SS的能力。

1原有污水厂基本情况

1.1原有工艺流程

本工程原有污水处理采用“A2O与中负荷工艺并行处理城市污水，污泥处理采用“重力浓缩＋机械脱水”工艺。污泥经重力浓缩后，直接脱水外运处置。如图1所示。

Fig1.Theoriginalengineeringprocessflow

1.2原有污水厂存在的问题

污水厂改造前存在以下问题:①出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准，尤其是SS、TN和TP指标不能满足一级A标准；②原有大部分自动化构筑物的噪声、恶臭如氨气、硫化氢和臭气排放对厂内和厂区边界环境造成不利影响。③格栅、各类机房、分水井、调节池等工艺、机械设备存在老化现象，缺少维护。④现状实际进水水质劣于设计值，各构筑物超负荷运行。

2设计规模及水质

2.1设计规模

本次升级改造工程设计规模为12×104m3/d（升级改造后处理规模未变更）。只为使污水处理厂出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A排放标准。

2设计水质

根据某市第一污水处理厂的运行经验和污水厂2008年—2012年运行数据的分析，该厂的污水进水水温≥12℃，pH=6～9；污水处理厂出水水质严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。确定了升级改造工程的进、出水水质(见表1)。

3升级改造内容及工艺流程

改造项目充分利用原有构（建）筑物，保留曝气沉砂池、生物池配水井、终沉池配水井、终沉池、回流及剩余污泥泵房、变电所等；对原有A2O生物池、中负荷生物池、鼓风机房、消化池、脱水机房、进水分流井、粗格栅间、细格栅间、污泥浓缩池进行改造；新建1个多段多级AO池、微絮凝滤池、化学除磷池、紫外消毒渠。在环保工程方面，采用CYYF全过程除臭，绿化面积6060平方米。

升级改造后，新建多段多级AO池工艺，与原有中负荷工艺并行处理污水，处理量为4万吨/天，原有中负荷系统和A2O工艺的处理负荷均由6万吨/天降低为4万吨/天。最终确定的改造工艺流程如图2所示。

Fig.2Flowchartofupgradingandreconstructionproject

新建及改造工艺段的主体构筑物是多段多级AO反应池，它具有如下优点：①池内污泥浓度高：进水分多段流入池内，剩余污泥回流进入生物池前端厌氧区，由此形成污泥浓度从高到底的梯度，整体池内平均污泥的浓度交高，而污泥负荷低，这使得硝化菌和反硝化菌、聚磷菌都处于良好生长环境，促进除磷脱氮能力；②本工艺将碳源充分利用：进水分多段进入厌氧区和缺氧区，可以将污水中的碳源利用程度最大化，保证反硝化反应、释磷反应充分进行；③理想的抗冲击负荷能力：由于进水是多段进入池内，且池内平均污泥浓度较高，池内微生物可以应对水质、水量的变化，保证稳定的处理效果；④工程投资省、运行费用低：根据相关研究，反应池容积较一般工艺缩小20%左右，使得同等条件下，反应池容积小，可以节省投资，而池内各段好氧区的污水经硝化后直接流入相邻缺氧区，不同于A2/O工艺中需要内回流及搅拌，所以设备的运行费和维护费可明显降低。

改造设计

①进水分流井(改造)：更换闸门，规格DN1500，材质铸铁镶铜，1套；

②截砖井(改造)：更换格栅，型号B=1500mm，b=80mm，不锈钢材质，1台，起重设备规格T=1tH=5mN=1.7kw，1台；

③粗格栅间（改造）:更换背耙式格栅除污机2台，规格B=1500mm，b=15mm，N=1.5kW；

④细格栅间（改造）：更换6台回转式细格栅，规格为尺寸B=1.05m，b=5mm，N=1.1kW；

⑤多段多级AO池1（原有中负荷生物池改造）：增加橡胶膜片盘式曝气器3000套；DN300型电动调节闸阀，4个；DN300、DN600型型手动闸阀，各4个；生物导流板均为HIPS材质，规格L×B=9700×4700mm，18块；规格L×B=9300×4700mm，18块；规格L×B=5000×4700mm，3块；规格L×B=4600×4700mm，3块；规格L×B=9000×4800mm，4块；

⑥多段多级AO池2（原A2O生物池改造）：增加橡胶膜片盘式曝气器6600套；DN400、DN350D、N300型电动调节闸阀，各4个；DN250型电动调节闸阀2个、DN250型手动蝶阀4个，DN300手动闸阀4个；生物导流板均为HIPS材质，规格L×B=2900×4600mm，20块；规格L×B=2900×5100mm，6块；规格6100×5100mm，4块；规格L×B=1450×5100mm，6块；规格4100×5100mm，2块；规格L×B=6000×4500mm，56块；

⑦多段多级AO池3（新建）：数量1座，65×30×5.6m（单池），分2池；配有盘式微孔曝气器，规格Φ=260mm，Q=2~3m3/h•个，数量4800个；电动闸阀规格DN400，6个，配水使用；手动蝶阀规格DN150，18个，配水使用；电动调节蝶阀规格DN300，6个，配气使用；生物导流板规格8000×4700mm，68个；

⑧微絮凝滤池（新建）：1座，51.3×3.3×4m（混合絮凝）51.3×18.7×4.0m（滤池），混合絮凝池与滤池合建，配有双曲面搅拌机，规格P=2.2kWΦ1000mm，1台；悬浮滤料规格d=0.8-1.2mm，EPS材质，总表面积404立方米；滤头规格Φ25，28224个；电动蝶阀型号分别为B×H=800×400m;N=1.1kW/DN600/N300，数量分别为24/12/12;

⑨紫外消毒渠（新建）：1座，尺寸13.5×3.04×3.0m，配有紫外线消毒系统1套，灯管144根，N=46kW；插板闸B×H=1200×1200mm，3个；潜水推流泵规格Q=2500m3/h，H=1.3m，N=18.5kW，2台；

⑩污泥浓缩池（改造）：浓缩机规格D=15m，N=0.75KW,2台；

⑾污泥均质池（原消化池改造）：配有DN50穿孔曝气管，S304材质，总长50m；DN50蝶阀，1个；

⑿脱水机房（新建）：带式脱水机，规格B=2000mm，Q=20m3/h

N=3.5kW，1台；污泥切割机规格Q＝45m3/h，N=3.0kW，1台；污泥螺杆泵规格Q=4m3/h，L=8.0m，N=4.5kW，1台；絮凝剂制备装置规格N=4kW，1台；加药螺杆泵Q=0.6～1.5m/h，H＝30m，N=1.0kW3，1用1备；空压机规格Q=0.3m3/min，P=0.7Mpa，N=3KW；

⒀化学除磷池（新建）：尺寸12.75×7.0×4.0m，配有双曲面搅拌机，规格D=1000mm，N=2.2kW，2台；蜂窝斜管填料规格Φ＝80mm，L=1.0m，PP材质，总表面积68m2;污泥泵台，规格Q＝5.0m3/h，H=10m，N=1.5kW；出水槽尺寸B×H=200×300mm，S304材质，总长72m；

⒁鼓风机房（新建）：单级高速离心鼓风机1台，规格Q=200m3/min△P=60kPa

P=280KW；

⒂除臭装置（CYYF）：培养箱尺寸O×H=1200mm×2000mm，覆盖全程工艺总数60台

5主要经济指标

本工程建设总投资约8530万元，单方水增加总成本0.263元/m3，资金由建设单位自筹解决。

通过现金流量表计算，得主要指标汇总如下表

由上表可以看出，某市第一污水处理厂自升级改造后，调试运行以来，各项指标稳定运行并优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准，尤其是SS、总磷指标要远优于预期目标。可见，经过升级改造后，原有和新建主体构筑物的污水处理负荷减小，加之对构筑物设备的修建和改造，最终使城市污水处理厂的处理能力得到显著提高。

参考文献：

[1]周雹.活性污泥工艺简明原理及设计计算[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.

[2]张自杰.排水工程(第4版)[M].北京:中国建筑工业出版社，2000.