蚌埠杨台子污水处理厂二期工程设计

刘昌俊，郝文胜

（东华工程科技股份有限公司，合肥230024）

蚌埠杨台子污水处理厂二期工程设计

刘昌俊，郝文胜

（东华工程科技股份有限公司，合肥230024）

蚌埠杨台子污水处理厂二期工程采用预处理－A2O微曝氧化沟－深床滤池－紫外线消毒组合工艺处理城市污水，采用机械浓缩脱水工艺处理污泥。工程运行结果表明，在进水ρ(CODCr)=231.0～321.0 mg/L，ρ(BOD5)= 85.0～142.0 mg/L，ρ(SS)=74.0～154.0 mg/L，ρ(NH3-N)=26.5～33.9 mg/L，ρ(TN)=28.9～35.6 mg/L，ρ(TP)=1.80～2.90 mg/L的情况下，出水水质指标达到或优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。介绍了工艺流程、主要处理构筑物工艺设计参数、设备性能参数，分析了工艺设计特点，简述了运行效果。

城市污水；改良型A2O微曝氧化沟；深床滤池；紫外线消毒；污泥处理

1 工程概况

蚌埠杨台子污水处理厂总建设规模为20万m3／d，分两期建设，一、二期工程均为10万m3／d，一期工程于2009年12月建成并投入运行，二期工程于2013年3月正式投入运行。污水处理厂服务范围包括蚌埠市青年街排水系统、交通路排水系统、龙子河排水系统等合流制排水系统及新城区分流制排水系统，服务面积为54.9 km2，服务人口47.2万。污水处理厂的进水以分流制城市污水为主，并混有部分合流制污水和工业废水；一、二期工程处理后的水质均要求达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准的要求。根据设计进、出水水质要求，二期工程的污水处理采用预处理－改良型A2O微曝氧化沟－混凝－反硝化深床过滤－紫外线消毒工艺，污泥处理采用机械浓缩脱水处理工艺。本工程设计改善了氧化沟的水力流态、污泥回流方式，节省了能耗，改善了除磷效果，降低了建设投资和运行成本。污水处理厂自投产运行至今，运行稳定，处理效果良好，达到设计要求。本文介绍了二期工程的设计和运行情况。

2 设计水量及水质

本污水处理厂二期工程建设总规模为10万m3／d，其设计进、出水水质如表1所示。

表1 设计进、出水水质Tab.1Design influent and effluent water quality

3 污水处理工艺

3.1 污水处理工艺选择

目前，国内外对城市污水的处理主要采用“预处理－生物处理－深度处理”组合工艺。城市污水处理中常用的生物处理工艺有氧化沟工艺（主要有Carrosel氧化沟、Orbal氧化沟、改良氧化沟）、SBR工艺（包括CASS、UNITANK、ICEAS等）、A2O工艺等。根据处理目的和要求，目前城市污水深度处理工艺一般采用混凝沉淀、过滤、臭氧氧化、反硝化滤池或其组合工艺。

（1）预处理部分。预处理包括粗细格栅、提升泵房和沉砂池，主要去除污水中的漂浮物、砂粒；预处理部分的沉砂池采用除油、除砂及有机物分离效果好的曝气沉砂池，以确保后续生化、深度处理构筑物的正常运行［1］。

（2）生物处理部分。从进、出水水质来看，所选生物处理工艺需具有脱碳、除磷和脱氮功能，满足该功能的生物处理工艺的类型多种多样，各具特点，其适用范围和边界条件也存在差异。改良型A2O微曝氧化沟工艺既保留了A2O工艺的池型构造形式，又创新地将鼓风曝气系统引入氧化沟工艺中，既确保了其技术指标，又优化了经济指标。其主要特点有：①氧化沟由具有相对独立的缺氧区、厌氧区及好氧区组成，功能分区明确、协调，除磷脱氮效果可靠［2］；②回流污泥分别回流至厌氧区和缺氧区，减少回流污泥中硝酸盐对厌氧区释磷的影响，保证了厌氧区的厌氧状态，最大程度地提高系统的生物除磷效果。③好氧区采用循环式流态，对水质、水量变化的适应能力强，耐冲击效果好。④通过特有的氧化沟构造形式设计，自动实现氧化沟好氧区至缺氧区的混合液内回流以满足反硝化的需要，节省能耗和运行费用。⑤好氧区采用鼓风曝气供氧系统，提高氧气利用率，降低能耗，减少占地面积及工程投资［3］。

（3）深度处理部分。由于本工程要求的出水水质需达到GB 18918—2002中一级A标准的要求，常规或强化的二级生化处理工艺均不能或难以稳定地达到此要求，必须通过深度处理进一步去除二级生化处理不能完全去除的污染物，以最终满足出水水质要求［4］。综合考虑本工程出水水质及二级出水深度脱氮要求，采用混合反应池－反硝化深床滤池工艺。反硝化深床滤池采用降流式重力滤池。反硝化深床滤池将生物脱氮过程及过滤功能合二为一，有较好的SS截留功能；可根据水质情况，投加适量碳源后，利用滤床中反硝化细菌进一步反硝化脱氮，运行管理方便灵活，处理效果更稳定［5－6］。

3.2 污水处理工艺流程

污水处理工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程Fig.1Process flow of wastewater treatment

由市政污水管网送来的污水首先经过粗、细两道格柵拦截SS后，再经过沉砂池分离去除污水中的砂粒。经上述预处理后的污水与回流污泥一起进入A2O微曝氧化沟，在厌氧区进行生物除磷并改善污水沉降性能；厌氧区出水至缺氧区，同时好氧区产生的硝酸盐氮内回流至缺氧区进行反硝化反应，将硝酸盐氮还原成氮气逸出，达到脱氮目的；缺氧区自流进入好氧区，好氧区内设鼓风曝气，去除大部分有机污染物，并将进水中的大部分NH3-N转化成硝酸盐氮［7］。氧化沟好氧区出水自流进入二沉池进行固液分离后，上清液自流进混合池中与药剂快速混合。混合池出水至反硝化深床滤池，根据水中TN浓度，投加碳源进行反硝化反应而进一步脱氮，同时去除SS、TP及少量的有机污染物。滤池出水经紫外线消毒杀死污水中的病菌后达标外排。

生化过程中产生的活性污泥直接送污泥浓缩脱水间，经机械浓缩、脱水后形成含水率小于80%的泥饼，泥饼外运处置。

4 主要构筑物及设计参数

（1）粗格栅及提升泵站。土建部分一期工程已建，格栅间一期工程已安装钢丝绳格栅除污机2台，本次增设1台，格栅宽度为1.6 m，栅前水深为1.85 m，栅条间隙为20 mm，安装角度为75°，过栅流速为0.6～0.9 m／s；泵站内一期已设潜污泵4台（3用1备），本次增设4台，单台水泵流量为1 946 m3／h，扬程为0.18 MPa，功率为132 kW。

（2）细格栅及沉砂池。二期工程设板式格栅除污机2台，格栅宽度为1.8m，栅前水深为1.40 m，栅条间隙为6 mm，安装角度为35°，过栅流速为0.5～0.8 m／s。设曝气沉砂池1座，分2格，单格平面尺寸为19.70 m×4.00 m，有效水深为2.50 m，停留时间为4 min，旋流速度约为0.3 m／s；设桥式吸砂机1台，桥长8.7 m，配套砂泵流量为25 m3／h，扬程为0.05 MPa；罗茨风机3台（2用1备），单台风机风量为9.7 m3／min，风压为39.2 kPa；砂水分离器2台，单台处理能力为20～40 m3／h。

（3）微曝A2O氧化沟。2座，每座氧化沟平面尺寸为143.00 m×46.00 m，有效水深为6.00 m，由厌氧区、缺氧区和好氧区3部分组成，水力停留时间为17.5 h，其中厌氧区1.5 h，缺氧区4.0 h，好氧区12.0 h。设计污泥质量浓度为4 000 mg／L，污泥负荷为0.06 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），容积负荷为0.24 kg［BOD5］／（m3·d），反硝化负荷为0.026 kg［NOx－－N］／（kg［MLSS］·d），污泥回流比为50%～100%，混合液回流比为100%～400%，污泥龄约为19 d；设厌氧潜水搅拌器6台，电机功率为7.5 kW；缺氧潜水推进器8台，电机功率为5.3 kW；好氧潜水推进器20台，电机功率为5.3 kW；管式微孔曝气器2 500根，曝气量为12.0 m3／（m·h），氧利用率≥20%，控制溶解氧质量浓度为1.5～2.5 mg／L。

（4）二沉池。4座，采用中心进水周边出水辐流式沉淀池，直径为46.00 m，池边水深为4.50 m，表面负荷为0.82 m3／（m2·h），沉淀时间为4.0 h，出水采用环形双三角型出水堰；设周边传动全桥式刮泥机4台，功率为2×0.37 kW。

（5）混合池。2座，每座分3格，平面尺寸为3.00 m×3.00 m，有效水深为5.00 m，混合时间为180 s；设推进式搅拌器6台，电机功率为15 kW。

（6）反硝化深床滤池。1座，共8格，单格平面尺寸为22.76 m×3.65 m，最大滤速为8.4 m／h，滤层上最大水深为1.48 m，滤层厚度为1.83 m。采用气水反冲洗方式：先气洗5 min，空气冲洗强度为90 m3／（m2·h）；再气水同时冲洗15 min，空气冲洗强度为90 m3／（m2·h），水冲洗强度为15 m3／（m2· h）；最后水洗5 min，水冲洗强度为15 m3／（m2·h）；冲洗周期为24～36 h；气水分布块滤砖为成品滤砖，平面尺寸为560 mm×200 mm；滤料采用石英砂滤料，有效粒径为2～3 mm，不均匀系数为1.4；设冲洗罗茨风机3台，风量为62 m3／min，风压为68.6 kPa，功率为110 kW；冲洗水泵3台，流量为600 m3／h，扬程为0.10 MPa，功率为30 kW；碳源投加系统1套，包括碳源储罐1台，地上式，容积为25 m3，投加泵2台，流量为500 L／h，扬程为0.40 MPa，功率为4 kW。

（7）紫外线消毒渠。1座，分2条渠道，每条渠道平面尺寸为9.00 m×1.26 m；设紫外线灯管192支，紫外透光率（253.7 nm）≥65%，有效紫外剂量为25 mJ／cm2。

（8）污泥泵站。1座，平面尺寸为14.40 m× 6.50m；设回流污泥泵4台，流量为1390m3／h，扬程为0.05 MPa，功率为30 kW；剩余污泥泵2台，流量为120 m3／h，扬程为0.15 MPa，功率为9 kW。

（9）污泥浓缩脱水间。土建部分一期工程已建，一期已安装浓缩脱水机2台，本次增设浓缩脱水机2台，带宽2.5 m，单台处理能力为50～70 m3／h；冲洗水泵3台，流量为60 m3／h，扬程为0.70 MPa，功率为22 kW；PAM制备系统1套，生产能力为7 kg／h，加药泵3台，流量为200 L／h，扬程为0.30 MPa；空压机2台，风量为0.2 m3／min，风压为0.80 MPa。

（10）鼓风机房。土建部分一期工程已建，一期已安装单级高速离心鼓风机3台，本次增设单级高速离心鼓风机3台，风量为250 m3／min，风压为68.6 kPa，功率为380 kW；风机可通过调节进、出口导叶的角度来调整供气量。

（11）加药间。土建部分一期工程已建，一期已安装PAC加药装置1套；PAC药剂投加量为25～40 mg／L，配制质量分数为20%，投加量为5%～10%；本次增设PAC加药装置1套，制备能力为2 000 kg／d，隔膜计量泵3台，流量为500 L／h，扬程为0.50 MPa。

5 调试运行效果

污水处理厂自2013年3月运行以来，进水量为17～22万m3／d（包括一期工程水量）。运行期间，氧化沟污泥质量浓度控制在3 500～4 800 mg／L，氧化沟厌氧区溶解氧的质量浓度小于0.2 mg／L，缺氧区溶解氧的质量浓度小于0.5 mg／L，好氧区溶解氧的质量浓度为1.0～1.5 mg／L，生化系统活性污泥絮体大小、颜色、气味及沉降等性状正常；污泥浓缩脱水机进泥含水率为99.0%～99.3%，脱水后污泥含水率小于80%。污水处理厂2015年7月至2016年3月运行效果如表2所示。

从表2可见，氧化沟工艺运行稳定，出水水质达到要求。从投产运行至今，电耗为0.25～0.28 kW·h／m3，PAC药剂消耗为15～25 g／m3。

表2 污水处理运行效果Tab.2Wastewater treatment effect

6 结语

（1）采用A2O微曝氧化沟二级生化工艺处理城市生活污水是可行的，该工艺充分发挥微孔曝气A2O工艺高效生物脱氮、除磷和氧化沟工艺抗冲击负荷能力强的特点，生物除碳、脱氮效果良好，满足工程需要，达到了预期的效果。

（2）深床滤池作为深度处理工艺用于城市生活污水的处理，具有良好的去除SS、化学除磷效果，在碳源充足情况下，也具备一定的反硝化脱氮能力，可推广应用于城市污水的深度处理。

［1］林荣忱.污废水处理设施运行管理［M］.北京：北京出版社，2006.

［2］区岳州，胡勇有.氧化沟污水处理技术及工程实例［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［3］陈珺，王洪臣.城镇污水处理及再生利用工艺分析与评价［M］.北京：中国建筑工业出版社，2010.

［4］陈岗，刘荣琼，钱福国.Fenton－A2O工艺在制药工艺废水深度处理中的应用［J］.工业用水与废水，2015，46（6）：46－49.

［5］何伶俊，汪勇，黄皓，等.江苏太湖流域污水处理厂一级A提标改造技术总结［J］.中国给水排水，2011，27（10）：33－39.

［6］王庆，丁原红，任洪强，等.采用深床滤池对东港污水厂出水深度脱氮处理［J］.工业水处理，2014，34（11）：66-68.

［7］王琳，汪炎.精细化工园区综合废水治理工程实例［J］.工业用水与废水，2014，45（3）：68－70.

Design example of second-phase project of Bengbu Yangtaizi sewage treatment plant

LIU Chang-jun，HAO Wen-sheng
（East China Engineering Science and Technology Co.,Ltd.,Hefei 230024,China）

In the second-phase project of Bengbu Yangtaizi sewage treatment plant,municipal sewage was treated by pretreatment-A2O micro aeration oxidation ditch-deep bed filter-ultraviolet disinfection combined process,and sludge was treated by mechanical concentrated dehydration process.The operation results of the project showed that,when the mass concentrations of CODCr,BOD5,SS,NH3-N TN and TP in the influent water were 231.0-321.0,85.0-142.0,74.0-154.0,26.5-33.9,28.9-35.6 and 1.80-2.90 mg/L respectively,the effluent water quality reached or superior to the requirement of level A grade 1 in GB 18918—2002 Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant.The process flow,design parameters of main structures,and performance parameters of equipments were introduced;besides,the design characteristics of the process were analyzed with the operation effect described briefly.

municipal sewage;improved A2O micro aeration oxidation ditch;deep-bed filter;ultraviolet light disinfection;sludge treatment

X703.1；X505

B

1009－2455（2016）06－0071－04

刘昌俊（1964－），男，安徽无为人，高级工程师，大学本科，主要从事市政、环保工程设计及咨询工作，（电子信箱）liuchangjun＠chinaecec.com。

2016-10-11（修回稿）