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节能型多模式强化脱氮工艺助力污水厂提质增效—深圳市南山污水厂提标改造总结2019.10中国市政工程中南设计研究总院有限公司污水厂现状概况总体目录总结及思考政策背景工程运行效果1245提标改造设计3政策背景12015.04.162017.10.122018.12.30中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水污染防治法自2018年1月1日起施行。水污染防治应当坚持预防为主、防治结合、综合治理的原则，优先保护饮用水水源，严格控制工业污染、城镇生活污染，防治农业面源污染，积极推进生态治理工程建设，预防、控制和减少水环境污染和生态破坏。03重点流域水污染防治规划（2016-2020年）规划将《水十条》水质目标分解到各流域，明确了各流域污染防治重点方向和京津冀区域、长江经济带水环境保护重点，第一次形成覆盖全国范围的重点流域水污染防治规划。02“水十条”2015年4月16日，国务院正式发布《水污染防治行动计划》。“水十条”将实施最严格的源头保护和生态修复制度，主要内容包括全面控制污染物排放，着力节约保护水资源，全力保障水生态安全，充分发挥市场机制作用，明确和落实各方责任。012018.01.01《深圳市治水提质工作计划（2015-2020）》《计划》明确了流域统筹、系统治理等治水十策，提出完善排水管网、提高雨污分流率的“织网”行动等十大行动，力争用8年时间，全面改善深圳水生态环境质量，让碧水和蓝天共同成为深圳亮丽的城市名片。04政策背景1污水厂污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准基本控制项目一级A标准一级B标准化学需氧量（COD）5060生化需氧量（BOD5）1020悬浮物（SS）1020动植物油13石油类13阴离子表面活性剂0.51总氮（以N计）1520氨氮（以N计）5（8）8（15）总磷（以P计）0.51色度（稀释倍数）3030PH值6～96～9粪大肠菌群数/（个/L）103104北京地方标准上海地方标准基本控制项目一级A标准一级B标准一级标准二级标准化学需氧量（COD）15505060生化需氧量（BOD5）5151020悬浮物（SS）10302030总氮（以N计）15201015氨氮（以N计）251.55总磷（以P计）0.10.50.30.5浙江省标准太湖地区标准基本控制项目现状污水厂新建污水厂一、二级保护区三级保护区化学需氧量（COD）40304050生化需氧量（BOD5）10101010悬浮物（SS）10101010总氮（以N计）12101012氨氮（以N计）21.535总磷（以P计）0.30.30.30.5深圳市地方标准基本控制项目A标准B标准化学需氧量（COD）2030生化需氧量（BOD5）46悬浮物（SS）68动植物油0.10.5石油类0.050.5阴离子表面活性剂0.20.3总氮（以N计）810氨氮（以N计）1.01.5总磷（以P计）0.20.3色度（稀释倍数）1015PH值6～96～9粪大肠菌群数/（个/L）103103总体目录总结及思考项目背景工程运行效果1245提标改造设计3污水厂现状概况污水厂现状概况2南山污水厂位于深圳市前海合作区内，南山污水厂服务面积约为103km2，涵盖福田区、南山区、前海等区域，对保障深圳河（湾）、后海及前海水环境意义重大。南山污水厂污水厂现状概况2南山污水厂总规模73.6万m3/d，其中初雨水处理规模17.6万m3/d，生化处理系统规模56万m3/d，采用MUCT工艺，出水水质一级B。除中水就近区域回用外，处理后的尾水排入珠江口。污水厂现状概况2处理工艺流程污水厂现状概况2年份20112012201320142011-2014平均值（万m3/d）55.856.157.462.257.8最大值（万m3/d）65.068.069.078.978.990%累计频率水量（万m3/d）62.962.362.275.963.8南山污水厂实际处理量污水厂现状概况2南山污水厂进水水质分析19101020304050607080901000100200300400500600累计百分率(%)进水BOD(mg/L)460010203040506070809010002004006008001000累计百分率(%)进水COD(mg/L)64201020304050607080901000400800120016002000累计百分率(%)进水SS(mg/L)35.90204060801000102030405060累计百分率(%)进水NH3-N(mg/L)45.4010203040506070809010001020304050607080累计百分率(%)进水TN(mg/L)5.7010203040506070809010002468101214161820累计百分率(%)进水TP(mg/L)设计进水水质分析表单位：mg/L水质项目SSBOD5CODcrTP氨氮总氮进水浓度进水浓度进水浓度进水浓度进水浓度进水浓度90%保证率6421914605.735.945.4平均值3791363274.528.537.5出水水质分析表单位：mg/L水质项目SSBOD5CODcrTP氨氮总氮出水标准2020601.5820平均值9.62.3200.40.6712.9690%保证率出水16.03.028.00.81.716.7一级A合格率67.8%100%100%75.2%99.93%74.8%总体目录总结及思考项目背景工程运行效果12453提标改造设计污水厂现状概况提标改造设计3设计进出水水质及可生化性分析污染物进水浓度（mg/L）出水浓度(mg/L)去除率（%）BOD5190≤10≥94.7COD460≤40≥91.3SS380≤10≥97.4TN47≤15≥68.1NH3-N36≤5≥86.1TP5.7≤0.4≥93.0优于一级A0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02011/1/12011/5/312011/10/282012/3/262012/8/232013/1/202013/6/192013/11/162014/4/152014/9/122015/2/92015/7/9日期BOD/COD均值0.420.300.010.020.030.040.050.060.070.080.02011/1/12011/5/312011/10/282012/3/262012/8/232013/1/202013/6/192013/11/162014/4/152014/9/122015/2/92015/7/9日期BOD/TP均值31.3317.00✓BOD5/CODcr=0.42，可生化性较好；✓BOD5/TN=3.61,生物脱氮碳源充足，可采用生物脱氮处理工艺；✓BOD5/TP=31.33，可生物除磷。提标改造设计3提标改造整体思路TNTP、SS增加混凝、沉淀单元改造生化池，强化脱氮功能预处理生物池改造二沉池提升混凝沉淀紫外消毒提标改造出水优于一级A标准，总规模为80.6万m3/d，其中15万m3/d规模作为再生水水源，剩余污水进行深海排放。提标改造设计3提标改造工艺流程提标改造设计3生化池改造南山污水处理厂生化池现状评估项目原设计根据实际进水水质核算备注设计最低水温15℃15℃设计污泥浓度3.5~4.0g/L3.8g/L（4.5g/L）厌氧区停留时间1.7h1.7h（1.7h）缺氧区停留时间3.6h4.2h（3.5h）缺氧区停留时间不足好氧区停留时间9.4h8.0h（6.8h）好氧区停留时间有富余总停留时间14.7h13.9h（12h）总停留时间有富余气水比7.8:16.5:1曝气能力有富余提标改造设计3生化池改造✓增设机动缺氧区，并增设进水点；✓引入曝气缺氧的设计理念：在缺氧曝气区，既发生硝化/反硝化，同时也能发生短程反硝化；✓增设污泥再生池，能在不提高混合液浓度的前提下，达到延长泥龄的目的。机动缺氧区曝气缺氧区曝气缺氧区曝气缺氧区污泥再生池提标改造设计3生化池改造MUCT工艺提标改造设计3生化池改造后置缺氧区二级AO工艺提标改造设计3生化池改造后置缺氧区曝气缺氧区曝气缺氧区曝气缺氧区污泥再生池节能型强化脱氮工艺提标改造设计3生化池改造污泥再生池机动缺氧区机动缺氧区污泥流动方向污水流动方向提标改造设计3生化池改造MUCT生物池改造设计参数一览表项目名称设计参数备注设计流量560,000m3/d生化反应池总容积338233m3污泥再生池停留时间0.85缺氧区3.6机动缺氧池停留时间1.88缺氧曝气+好氧池停留时间7.52总停留时间14.7h设计水温15℃泥龄15d产泥系数Y0.91生物处理单元MLSS4300mg/L污泥负荷0.073kgBOD5/kgMLSS.d污泥一级回流比50~100%污泥二级回流比105%混合液回流比100~300%最大气水比7.8:1利用现状鼓风机提标改造设计3中间提升泵房弥补现状二沉池至紫外线消毒池之间增设高效澄清池产生的水头损失中间提升泵房项目名称设计参数备注设计规模设计80.6万m3/d总变化系数Kz=1.3设计流量8.44m3/s轴流泵10台8用2备，变频水泵流量1.06m3/s水泵扬程3.0m平面尺寸：长×宽×高34.40×21.90×14.10m预处理生物池改造二沉池提升消毒池混凝沉淀为降低丝状藻类对后续工艺的影响，在进水渠道设置一套格栅进行拦截。拦截格栅提标改造设计3高效澄清池名称设计参数设计规模56万m3/d混凝池格数6格单池尺寸4.2m×4.2m×8.6m（有效水深7.3m）有效停留时间1.84minPAC最大投加量115mg/l（混凝池）絮凝池格数6格单池尺寸7.0x7.0x8.6m（有效水深7.3m）有效停留时间5.05min微砂最大投加量2.0mg/lPAM最大投加量1.0mg/l沉淀池格数6格沉淀池直径14m总水深5.7m上升流速29.3m3/m2h斜管长度、间距1m，80mm（60°）提标改造设计3紫外消毒池改造现状介绍：1、设计标准一级B出水；2、共计672根；3、紫外剂量小于20mJ/cm2存在的问题：1、藻类偏多；2、前池太短；3、进水流量不均；4、灯管损坏严重。提标改造设计3紫外消毒池改造远期预留水渠近期四廊道新建紫外消毒池前池增设前池一座近期设四个廊道远期增设二个廊道紫外剂量约28mJ/cm2总体目录总结及思考项目背景工程运行效果1245提标改造设计3污水厂现状概况工程运行效果4COD平均值18.7达标率100%BOD平均值2.18达标率100%SS平均值5.25达标率100%TN平均值5.42达标率100%去除率提高15%氨氮平均值0.39达标率100%总磷平均值0.16达标率100%工程运行效果42018年节能型多模式强化脱氮工艺的曝气电耗平均值为121k.h/km3；2017年同期MUCT工艺的曝气电耗平均值为146kw.h/km3；较2017年度下降17.1%，曝气能耗大幅削减。日期BODmg/LCODmg/LSSmg/LTPmg/LNH3-Nmg/LTNmg/L2018年5~8月组合工艺5月2.418.760.080.365.126月2.420.150.130.485.057月2.11750.120.585.528月214.650.250.485.25平均2.2317.605.250.150.475.242017年5~8月MUCT工艺5月2.52760.370.3211.516月2.423.260.430.1211.167月2.324.550.260.1610.838月2.230.750.220.2311.44平均2.3526.355.500.320.2111.242017年、2018年5~8月实际出水水质总体目录项目背景1245提标改造设计3污水厂现状概况总结及思考工程运行效果总结5成果经验：1、节能型多模式强化脱氮工艺在工程中得到实际应用，其适用于高排放标准污水厂建设以及相应的提标改造工程；2、节能型多模式强化脱氮工艺同传统A2/O工艺相比，曝气能耗大幅削减；3、加砂高密度沉淀池对SS、总磷有着较好的去