南方乡镇生活污水一体化设备处理工程设计典型实例

易亚杰，李 鹏

（湖南中集环境投资有限公司，湖南 长沙 410002）

一体化设备拥有诸如占地面积小、投资省、施工速度快周期短、建设安全等优点，结合先进网络技术、自动控制装置实现自动调节、无人值守等功能，本项目采用“A2O（含MBBR）+沉淀+过滤+消毒”工艺，达标排放。

1 设计内容

1.1 设计水质、水量及排放标准

设计总规模为400 m3/d，最终受纳水体为镇区附近排水渠，其水质目标要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级标准A标准。本工程设计进、出水水质如表1。

表1 设计进出水水质

1.2 处理工艺选择

以乡镇居民生活污水处理达标排放为目标进行设计。本项目针对南方乡镇生活污水具有污染程度低，且生物需氧量BOD5与化学需氧量质量CODCr比，即m（B）/m（C）一般大于0.5，具有生物降解性能好的优点[1]，因此本着经济节能、环保可持续发展的项目要求，综合考虑社会效益[2]等方面，项目最终采用了“组合池+一体化设备”为主体的工艺组合模式，其中，组合池包括进水粗格栅、细格栅、调节池等预处理土建池体，而一体化设备则包含了A2O/MBBR+沉淀+过滤+消毒等基本处理单元。

A2O一体化设备具有技术成熟、工艺处理效果好，出水水质稳定、运行维护简单、占地面积少等主要优点外，而且具有一定抗冲击负荷的能力，可做到连续进水，自动控制系统简单，自动化程度高，因此在本项目应用，可保证处理乡镇生活污水能长期稳定达标。

1.3 污水处理流程

镇区居民生活污水雨污分流后，通过新建管网进入镇区污水厂流经粗格栅、细格栅、调节池预处理后，通过提升泵提升至一体化设备内，进入生化阶段，该阶段包含了厌氧池、缺氧池、好氧池（含MBBR）等，与后续三级处理的砂滤池、消毒池合并形成成套定制产品。

生活污水在厌氧池释磷，在缺氧池与好氧池回流液进行反硝化脱氮作用，污水脱氮后流至好氧池，好氧池通过底部安装的ABS材质的微孔曝气盘供氧，池内装填体积比为25%的悬浮填料，密度接近于水，使得污水通过A2O（含MBBR）生化主体工艺后，COD5下降90%以上，其中悬浮填料作为微生物载体，内生长大量高活性生物膜，降解水中CODCr、BOD5、氨氮等污染因子，适用于进水浓度较低的南方乡镇生活污水。

生化段出水沉淀后进入砂滤池，进一步的降低SS，最后通过一体化设备内置的紫外消毒设备，稳定达标排放。其中产生的剩余污泥通过移动式污泥脱水车外运集中处理，污泥干化处理[2]，含水率可低于60%，定期外运至垃圾填埋场填埋。工艺流程图如下页图1所示。

图1 工艺流程图

1.4 主要建构筑物

1.4.1 组合池

组合池包含了进水粗格栅、细格栅、调节池、污泥池，粗格栅、细格栅用于去除体积较大且不溶解的污染物，调节池的停留时间为4 h，内置污水提升泵、污水搅拌装置、沉砂设备。污泥池用于储存生化段的剩余污泥，污泥停留时间为10 d。

1.4.1.1 格栅参数

粗格栅设计过栅流速v=0.4 m/s；栅前水深h=1.0 m。

格栅井平面尺寸：B×L×H=0.8 m×2.45 m×5.05 m，B×L×H=0.8 m×2.10 m×4.75 m，2组，与调节池合建（B为宽度，L长度，H深度）。

粗格栅（1台）：B=800 mm，b=20 mm，H=5.05 m，θ=75°，N=1.1 kW（b为格栅间距，θ为安装角度，N为格栅功率）。

细格栅（1台）：B=800 mm，b=5 mm，H=5.05 m，θ=75°，N=1.1 kW。

圆闸门（2台）：DN400，配手电两用启闭装置。

1.4.1.2 调节池

调节池平面尺寸：B×L=7.5 m×13.0 m。

调节池有效水深：2.1 m。

潜污泵：Q=15 m3/h，H=13 m，N=2.2 kW，2台（二用一备），配自耦装置（Q为流量）。

潜水搅拌机：Ф260 mm，n=960 r/min，N=1.5 kW，2台，配导杆。

1.4.2 一体化设备

一体化设备一共2台，每台尺寸13.7 m×2.9 m×2.9 m。一体化设备，碳钢结构，外部防腐处理，附属设备、管材、填料、滤料均成套供应。一体化设备的生化停留时间8 h，其中厌氧池停留时间1 h，缺氧池2 h，好氧池5 h，设置斜板沉淀区，停留时间为2 h，表面负荷0.63 m3/（m2·h），设置砂滤池为过滤速度低，低于4 m/h，为慢滤池。

一体化设备内部还包含了鼓风机、硝化液回流汽提装置、反洗水箱、反洗水泵、斜板等设备。

1.4.3 自动控制遵循可靠性、灵活性、实时性原则，设置在线检测仪表满足工艺流程控制及处理厂管理的需要。

1.4.3.1 组合池

1）检测。厂区污水泵站站前和站后水位、格栅前后水位差、进水SS值、进水pH值、进水流量。

2）控制。预处理构筑物中的污水提升泵站近期共设2台泵运行工况为一用一备运行，平均负荷时2台运行；格栅前后水位差达到20 cm时，自动或手动开启格栅机和皮带传输机，水位差降到10 cm时，自动或手动停机；沉砂池设除砂机搅拌沉砂，沉积砂定时由砂泵抽送至砂水分离器进行砂水分离，工作时间20 min可调。进水SS值、进水pH值、进水流量等在线测量值通过PLC现场控制站采集传送到中控室，系统进行分析指导设定、调整工艺设备的运行工况。

1.4.3.2 一体化设备

DO值检测（DO值检测仪1套），检测溶氧，进而控制曝气器的运行。液位水平检测（超声波液位计1套），检测液位高度。剩余污泥检测（剩余污泥流量计1套），检测剩余污泥流量。

1.4.4 附属建构筑物

附属建筑物包括综合管理用房，包含控制室、修理间、备品用房、在线监测用房等，构筑物包含厂内道路、围墙、大门、路灯照明等。

2 运行与维护

项目处理成本主要为人力成本及电费等，由于自动化程度高，可实现无人值守，因此运营的成本主要由电费、滤料再生费、保养费组成，吨水成本仅0.45元。其中吨水耗电量0.5 kWh，约0.3元/t。

3 结语

针对南方乡镇生活污水的特点，采用“A2O/MBBR+沉淀+过滤+消毒”基本工艺，稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级标准A标准。处理工艺成熟、占地面积小、运营费用低、维修管理方便，因此特别适合在小规模乡镇污水厂推广。