某市第二污水处理厂工程设计及运行分析

朱铭桥

（厦门路桥工程设计院有限公司，福建厦门 361006）

1 引言

某市第二污水处理厂占地面积3.73 hm2，位于城市现状水系的下游，便于污水收集，利于尾水排放，对城市水资源影响较小。污水收集系统为分流制，片区污水以生活污水为主，污水处理厂规划总规模5×104m3/d，一期实施规模2.5×104m3/d，服务面积14.95 hm2，规划服务总人口14 万人。工程总投资约0.8 亿元，主要技术经济指标：总占地面积3.73 hm2，容积率0.29，绿化率35.67%，单位处理成本约1.32 元/m3，单位经营成本约0.79 元/m3。

本工程采用融合多种工艺特点的 “多模式AAO+高密度沉淀+微过滤”处理工艺，提高污水处理厂应对水质及水量变化的能力，提升出水水质；同时，优化传统手动设备，采用电动控制，增加远传功能，为运行管理提供方便。

2 设计进、出水水质

由于污水处理厂服务片区污水收集系统为分流制，地下水渗入量较小，参考该市其他污水处理厂进水水质，并进行污染负荷计算，确定设计进水水质。设计出水水质执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》（以下简称《排放标准》）一级A 标准。设计进、出水水质详见表1。

表1 设计进、出水水质及去除率

3 工艺流程

“多模式AAO+高密度沉淀+微过滤”处理工艺流程如图1 所示。

图1 工艺流程图

4 工程设计

4.1 粗格栅及提升泵房

粗格栅与进水提升泵房合建，土建一次性建成，尺寸为17.5 m×12.2 m×11.35 m，设备按2 期安装。配备2 台回转式格栅除污机，格栅间隙15 mm，格栅宽1.2m，安装倾角75°；配备3 台潜污泵（2 用1 备），单泵参数：流量Q=750 m3/h，扬程H=16 m，功率N=55 kW。

4.2 细格栅及曝气沉砂池

采用合建形式，土建一次性建成，尺寸为20.7 m×6.6 m×5.0 m，一期设备按2.5×104m3/d 安装。配置2 台转鼓式细格栅，格栅间隙6 mm，格栅渠宽1.02 m，安装倾角35°；曝气沉砂池水力停留时间2.5 min，设计水平流速0.05 m/s，有效水深2.0 m，每立方米污水的曝气量为0.2 m3。

4.3 多模式AAO生化池

AAO 池为全封闭池型，一期设计规模2.5×104m3/d，采用多模式AAO 生化池1 座，分2 格，结构尺寸为54.8 m×44.1 m×8.5 m，设计有效水深7.0 m，总水力停留时间10.6 h，污泥浓度为4.0 g/L，污泥负荷为0.08 kg BOD5/（kg MLSS·d），污泥回流比50%～100%，混合液回流比100%～300%，气水比4.3∶1。

主要设备有磁悬浮高速离心鼓风机3 台（2 用1 备），单台Q=54.6 m3/min，P=90 kPa，N=100 kW；混合液回流泵6 台（4 用2 备），单台Q=120 L/s，H=1.5 m，N=7.5 kW。

4.4 二沉池

一期设计采用周进周出辐流式二沉池2 座，单座直径28 m，设计表面负荷1.25 m3/（m2·h），池边有效水深4.0 m，沉淀时间为3.2 h。

4.5 高密度沉淀池

高密度沉淀池共设1 座，尺寸为31.7 m×25.2 m×8.2 m，一期设备按2.5×104m3/d 配置；表面水力负荷10 m3/（m2·h），混合时间1.5 min，絮凝时间13 min。主要设备有潜水轴流泵3 台（2 用1 备），单台Q=720 m3/h，H=6 m，N=22 kW；污泥回流泵3 台（2 用1 备），单台Q=20～100 m3/h，H=6 m，N=15 kW。

4.6 微过滤

一期配置法捷斯R200Ⅲ型精密过滤器2 台，单台过滤能力Q=20 000 m3/d，尺寸3.9 m×1.7 m×2.2 m，过滤孔径20 μm，抗冲击负荷系数K=1.3，冲洗压力P=0.6 MPa。

4.7 接触消毒池

采用次氯酸钠消毒，接触消毒池为全地埋式，土建一次性建成，尺寸为40.4 m×8.7 m×6.2 m，有效水深5.3 m，有效接触时间35 min。

4.8 脱水机房

设计剩余污泥浓度8.0 g/L，污泥含水率97%，干泥量为1 750 kg/d，脱水后污泥含水率80%。脱水机房为框架结构，土建一次性建成，尺寸为34.8 m×10.0 m×6.9 m，一期配备2 台带式脱水机，单台Q=15～30 m3/h，N=4.5 kW。

5 设计特点

5.1 自动化程度高，运行管理方便

各类堰门、渠道闸门等设备均采用电动控制，并设置信号传输功能，由全厂控制平台统一控制；同时，在曝气沉砂池、生化池、二沉池、高密度沉淀池等主要处理单元设置了在线水质监测仪；出水单元内设置pH 仪、多参数水质分析仪（CODCr、SS），TP、TN 分析仪等；实时监测各单元水质情况，调节加药量、回流量、曝气量等，优化运行管理手段。

5.2 采用深水型多模式AAO工艺

本工程采用的AAO 生化处理工艺，是在传统AAO 工艺的基础上进行改良；常规AAO 池有效水深在4.0～5.5 m，本设计有效水深7.0 m，属于深水型反应池，池内每个单元内设置高效推流器，保证水流的稳定性及水质的均匀性。

多模式AAO 采用总进水分配渠，在缺氧区、厌氧区、好氧区分别设置电动进水调节堰门，同时在池型内部设置混合液回流电动闸门，可有效调节混合液回流量。在实际运行过程中，多模式AAO 可通过堰门及闸门改变池型，实现各种功能的切换；通过多点进水、调节混合液回流量，可实现传统AAO、倒置AAO、改良AAO 等多种运行模式，在去除有机物的同时能高效实现脱氮除磷，耐冲击负荷强，运行稳定，管理方便。国内学者的研究也证实了这一特点[1-3]。

5.3 采用微过滤技术

微过滤技术是近年来应用越来越广泛的深度处理技术，与传统滤布滤池相比，精密过滤器无须大型土建结构，可安装在设备间，节省了大量的空间；同时，设备配备自动反冲洗系统，反冲洗、过滤互不影响，可连续运行，反冲洗水可取自过滤后水，自用水量仅为0.3%左右，远低于其他类型过滤的反冲洗用水量。

6 运行情况分析

该污水厂2021 年1～12 月平均进水、出水水质见表2。由2021 年全年水质表可以得出以下结论。

表2 2021 年平均进、出水水质表

1）除CODCr、BOD5外，SS、氨氮、TN 及TP 进水均存在超过设计值现象，反映出进水水质波动较大；但出水水质均能稳定达到排放标准，说明该处理工艺耐冲击负荷能力强、处理效果稳定。

2）分析各污染物的去除率，CODCr在90.7%～96.6%，BOD5在98.2%～99.1%，SS 在94.7%～98.4%，氨氮在98.7%～99.7%，TN在56.5%～81.7%，TP 在90.4%～97.1%；除TN 外，其他指标的去除率均在90%以上，反映出该处理工艺的高效性。

3）应用本工艺处理生活污水，CODCr、BOD5、氨氮及TP 均可稳定达到Ⅳ类水质标准，但TN 与Ⅳ类水质标准相差较大；若想进一步提升TN 去除率，后续需增加深度脱氮工艺。

第二污水处理厂建成投产2 年多以来，运行稳定，出水水质优于设计水质，完全达到《排放标准》一级A 标准。

7 结语

1）采用多模式AAO 生化处理工艺处理城镇污水，对CODCr、BOD5、SS、氨氮、TN 及TP 均有较好的去除效果，后续采用高密度沉淀+微过滤工艺可进一步提升出水水质，稳定达到《排放标准》一级A 标准，部分指标可稳定达到Ⅳ类水质标准。

2）微过滤技术是一种经济型强、运行可靠的污水深度处理方法，本设计采用的精密过滤器属于较为先进的处理设备，达到了节约费用、降低能耗的目的，在实际运行过程中取得了非常好的效果。