城市污水处理厂提标改造设计研究

李倩

大连市市政公用事业服务中心 辽宁大连 116021

2015年4月12日，国务院发布了《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》（国发[2015]17号），处于环渤海流域的大连市某污水处理厂，改造前设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。按照水污染防治计划要求，在处理规模不变的情况下，需要对该污水处理厂进行升级改造，达到一级A排放标准。

1 大连市某污水处理厂现状及提标改造工艺选择

大连市某污水处理厂设计规模为12万m³/d，出水标准为一级B标准。处理工艺采用水解（酸化）沉淀池+DN生物滤池+CN曝气生物滤池工艺。

表1 污水处理厂进水水质

表2 污水厂进水各污染物配比表

该项目处理工艺的选择，从出水水质、占地面积、运行成本、总投资、运行管理等方面进行比选，最终确定与原污水处理工艺基本保持一致的DN生物滤池+CN生物滤池工艺处理方案，同时通过现状建构筑改造及新建构筑物，完成本次提标改造[1]。

2 现状主要建构筑物改造设计

2.1 水解沉淀池

由于本次提标改造对SS、TP去除率要求增高，同时新增DN池CN池反冲洗废水需在水解沉淀池沉淀，所以在不改变原有池型的基础上将斜管更换改为双层斜板以使水中浊度和悬浮物明显下降。改造选用PVC斜板双层布置，更换面积为1085m2。在增强水解沉淀池沉降能力的同时需对排泥系统进行改造，增强其排泥能力。水解沉淀池设计水量120000m3/h，计算水力停留时间t=3.0小时，水力负荷2.68m3/m2·h，水解沉淀池分为12格，其平面尺寸为10.5×8.6。池体总高度8.7m。斜板布置：斜板为间距100mm的PVC板，板长1.0m。

2.2 污泥脱水间

原污泥脱水间内设有3台离心脱水机及3台用于收集臭气的离心风机。在原有设备基础上，再增加一台离心脱水机与一台切割机，处理能力分别为Q=40m³/h，N=45kw和Q=40-70m³/h，N=3kw。污泥来自生化池去除BOD产生的剩余污泥和沉淀池去除SS产生的的污泥量，以及在絮凝池加的PAM及污泥脱水所用的PAM和除磷的聚合铝铁的药剂量。为使污泥易于脱水，在进脱水机前投加聚丙烯酰胺。药剂投加量为污泥干重的4‰，则需投加聚丙烯酰胺（PAM）干粉量为0.035t/d。

3 主要新建构筑物设计

3.1 生物滤池

考虑到现状污水厂进水水质和水厂运行状况通过计算需要在污水厂原有的基础上新增加DN反硝化生物滤池与CN曝气生物滤池数量，需新增加DN反硝化生物滤池6座，CN曝气生物滤池8座，另将原有系统内2座清水池改为CN曝气生物滤池。

（1）DN反硝化生物滤池。DN反硝化生物滤池按VDN:VCN=1:3计算，以反硝化负荷进行校核。DN反硝化负荷0.7kgNO3--N/m³·d，负荷满足0.8-4.0kgNO3--N/m³·d范围。

新增DN反硝化生物滤池面积726m2，采用6格，单格平面尺寸为11m×11m，滤料总体积2904m³。

①滤池高度包括：滤料层厚4.0m，配水室高1.5m，清水区高1.2m，承托层厚0.30m，滤板厚0.10m，超高0.50m，总高为7.6m。

②滤池配水系统的设计为选用长柄滤头配水方式，并兼气水反冲洗配水布气用。滤头布置按54个/m2设计，用污水专用大缝隙长柄滤头，缝隙宽为2.2mm。

③滤料设计选用高效挂膜陶粒滤料，直径4-6mm，滤料层厚4.0m；承托层厚300mm，由卵石级配，粒径30-50mm。

④滤池反冲洗：采用气水联合冲洗方式，水反冲洗强度20m³/（m²＊h），气冲强度为50m³/（m²＊h），一次反冲洗历时30min，其中气洗10min，水洗10min，气水联合洗10min。

⑤滤池过滤滤速为3.8m/h，强制滤速为4.2m/h。

⑥根据国内生物滤池反冲洗情况设置反冲洗周期为24h。

⑦本工程在进行生物反硝化阶段需要外加碳源。

⑧由于本次提标改造对TN的去除率要求提高，本次设计硝化液回流比由原有的100%提高至250%，即对DN池过水能力要求提高，所以本次设计将更换原有DN池内滤头，在滤头数量不变的基础上增加滤帽过水缝隙。

（2）CN曝气生物滤池。CN曝气生物滤池设计参数主要是BOD容积负荷、TN容积负荷、COD容积负荷、水力负荷和NH3-N容积负荷。

按BOD容 积 负 荷 计 算，取BOD容 积 负 荷2.0kgBOD/m³·d。

以NH3-N容积负荷和水力负荷进行校核，NH3-N容积负荷为0.37kg/m³·d。

CN曝气生物滤池面积1200m2，采用10格（含改造原有清水池），单格平面尺寸为12m×10m，滤料总体积4800m³。

①滤池高度包括：滤料层厚4.0m，配水室高1.5m，清水区高1.2m，承托层厚0.30m，滤板厚0.10m，超高0.50m，总高为7.6m。

②滤池配水系统的设计为选用长柄滤头配水方式，并兼气水反冲洗配水布气用。滤头布置按54个/m2设计，采用污水专用大缝隙长柄滤头，缝隙宽为2.2mm。

③滤料设计选用高效挂膜陶粒滤料，直接3-5mm，滤料层厚4.0m；承托层厚300mm，由卵石级配，粒径30-50mm。

④滤池反冲洗：采用气水联合冲洗方式，水反冲洗强度20m³/（m²＊h），气冲强度为50m³/（m²＊h），一次反冲洗历时30min，其中气洗10min，水洗10min，气水联合洗10min。

⑤单格滤池过滤滤速为1.8m/h，强制滤速为2.0m/h。

⑥根据国内生物滤池反冲洗情况设置反冲洗周期为48h。

⑦滤池曝气布气系统采用单孔膜曝气器的布气方式，曝气器供气量为0.3m³/h个。

3.2 高密度沉淀池

高密度沉淀池是“混合凝聚，絮凝反应、沉淀分离”三个单元的综合体，即把混合区、絮凝区、沉淀区在平面上呈一字型紧密串接成为一个有机的整体而成。设计规模12.0万m³/d，总变化系数1.2。

为了保证污水处理厂的后续工艺流程水位高度和处理后的尾水能够顺利排放需要对高密度沉淀池出水进行提升，提升泵池和高密度沉淀池进行合建，提升泵池平面尺寸为L×B=12×11m，池深为4.9m。有效水深为4.0m。高密度沉淀池池深8.5米[2]。

3.3 纤维转盘滤池

纤维转盘滤池具有独特的反冲洗特点，不需要气洗。纤维转盘安装在特别设计的混凝土滤池内，它的作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，使处理水SS达到一级A标准。

3.4 紫外线消毒系统

污水厂原有紫外线消毒安装在CN曝气生物滤池后面的清水池内，现在转盘滤池后增加二台紫外线消毒设备，紫外线消毒设备现场检测其杀菌效率高达99.9%，并且无二次污染，占地面积小，运行可靠。紫外线消毒设备放于清水池顶部，处理后的水通过溢流堰进行消毒后排放。

3.5 污泥浓缩间

污泥浓缩间平面尺寸为12m×28m，采用全地下式，进入污泥浓缩机的反冲洗废水污泥浓度在0.7%，经污泥浓缩机浓缩后流出浓度5%。

4 结语

该污水处理厂提标改造工程总投资14498万元，已于2017年11月8日完成工程建设，11月24日已全线通水调试。该项目提标改造后，运行稳定，项目出水相关指标均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。通过本项目的实施，对大连近海海域的环境治理起到非常显著的社会和环境效益。