搜索
书书书Ａ２／Ｏ工艺在污水处理厂一级Ａ提标改造中的应用沈晓铃１， 李大成１， 孔建明２， 蒋新伟２（１．无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡２１４０７２；２．惠山水处理有限公司，江苏无锡２１４１７４） 摘 要： 无锡市惠山污水处理厂三期工程设计规模为２．５×１０４ｍ３／ｄ，采用一体化Ａ２／Ｏ－深床反硝化滤池工艺，尾水采用紫外消毒工艺，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）的一级Ａ标准。介绍了该工程的概况、工艺流程、设计参数，总结分析了工艺设计的技术特点和要求。 关键词： 一体化Ａ２／Ｏ工艺； 一级Ａ标准； 工艺设计中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１０００－４６０２（２０１１）０８－００４４－０４ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡ２ＯＰｒｏｃｅｓｓｔｏＵｐｇｒａｄｉｎｇａｎｄＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＷＷＴＰｆｏｒＦｉｒｓｔＬｅｖｅｌＡＣｒｉｔｅｒｉａＳＨＥＮＸｉａｏｌｉｎｇ１， ＬＩＤａｃｈｅｎｇ１， ＫＯＮＧＪｉａｎｍｉｎｇ２， ＪＩＡＮＧＸｉｎｗｅｉ２（１．ＷｕｘｉＭｕｎｉｃｉｐａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｘｉ２１４０７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｕｉｓｈａｎＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｘｉ２１４１７４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｉｒｄｐｈａｓｅｐｒｏｊｅｃｔｏｆＨｕｉｓｈａｎＷＷＴＰｉｎＷｕｘｉｉｓ２．５×１０４ｍ３／ｄ．ＴｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＡ２／ＯｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｄｅｅｐｂｅｄＤｅｎｉｔｅｆｉｌｔｅｒａｒｅａｄｏｐｔｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｉｎａｌｅｆｆｌｕｅｎｔｉｓｄｉｓｉｎｆｅｃｔｅｄｂｙＵＶｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｑｕａｌｉｔｙｍｅｅｔｓｔｈｅｆｉｒｓｔｌｅｖｅｌＡｃｒｉｔｅｒｉａｓｐｅｃｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅＤｉｓｃｈａｒｇｅＳｔａｎｄａｒｄｏｆＰｏｌｌｕｔａｎｔｓｆｏｒＭｕｎｉｃｉｐａｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＰｌａｎｔ（ＧＢ１８９１８－２００２）．Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｐｒｏｊｅｃｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗａｎｄｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＡ２／Ｏｐｒｏｃｅｓｓ； ｆｉｒｓｔｌｅｖｅｌＡｃｒｉｔｅｒｉａ； ｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎ１ 概况惠山污水处理厂三期工程设计规模为２．５×１０４ｍ３／ｄ，建成后厂区总处理规模为５×１０４ｍ３／ｄ。已建工程采用水解酸化／ＣＡＳＴ池／絮凝沉淀／盘片式过滤工艺，执行江苏省ＤＢ３２标准。三期工程为世界银行太湖流域城市环境项目，且为世行贷款首批一级Ａ排放标准污水处理厂。考虑场地因素和处理要求，主体采用一体化倒置Ａ２／Ｏ－深床反硝化滤池工艺，尾水消毒后部分回用，其余排入锡澄运河，改善河道水体环境。２ 设计水质与工艺流程２１ 设计水质惠山污水处理厂具体设计进、出水水质如表１所示。表１ 设计进、出水水质Ｔａｂ．１ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｆｌｕｅｎｔａｎｄｅｆｆｌｕｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ项目ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ－１）ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＳＳ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＮＨ３－Ｎ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＴＮ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＴＰ／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨ值进水１５０４００２００３２４０３．０６～９出水１０５０１０５（８）１５０．５６～９·４４·第２７卷 第８期２０１１年４月 中国给水排水ＣＨＩＮＡＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．８Ａｐｒ．２０１１ 污水处理厂三期工程设计进水水质根据污水处理厂运行现状分析，按９０％涵盖率取值，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）一级Ａ标准。２２ 工艺流程污水处理工艺的选择应根据进厂污水水质、出水要求、处理厂规模以及当地气温、工程地质、环境等条件来慎重选择，并考虑运行管理的方便性、可靠性。根据太湖流域的水质特点及现有污水厂大量运行数据分析，ＣＯＤ、ＢＯＤ５、ＮＨ３－Ｎ等指标只要前端好氧段设计合理、运行正常，一般可稳定达标，因此处理工艺的选取需着眼于ＴＮ、难降解ＣＯＤ的处理，兼顾ＳＳ、ＢＯＤ５、ＮＨ３－Ｎ以及ＴＰ的去除。ＴＰ可通过生物法及化学法予以去除，ＳＳ则通过各种过滤技术去除，其中关键的难点是ＴＮ的去除，因进水碳源普遍较低，反硝化不彻底，冬季低温条件下更为突出。因此采用反硝化深床滤池作为深度处理单元主体工艺。据此，确定的工艺流程见图１。尾水排放紫外消毒池紫外消毒池反硝化滤池一体化!#$生化池鼓风机房初沉池细格栅及旋流沉砂池粗格栅及进水泵房污泥浓缩池污泥匀质池脱水机房进水超越污泥外运图１ 工艺流程Ｆｉｇ．１ Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ３ 主要构筑物设计３１ 粗格栅及进水泵房粗格栅与进水泵房合建，土建已按５×１０４ｍ３／ｄ规模建成。本期工程增加粗格栅１套，栅宽为１．５ｍ，栅距为２０ｍｍ，安装角度为７０°；湿式安装潜污泵１台，与现状水泵组成３用１备运行，单台流量为１４００ｍ３／ｈ，扬程为１６０ｋＰａ，功率为９０ｋＷ，配变频装置。３２ 细格栅及曝气沉砂池细格栅及曝气沉砂池合建，土建已按５×１０４ｍ３／ｄ规模建成。本期工程增加转鼓格栅１台，设备宽度为１７５０ｍｍ，栅条间隙为６ｍｍ，配电功率为１．５ｋＷ。设旋流沉砂设备、砂水分离器各１套，按规模为２．５×１０４ｍ３／ｄ安装。３３ 初沉池三期工程新建一座初沉池，适当提高表面负荷、降低停留时间，以免消耗碳源，同时设置超越管线以便灵活运行。初沉池采用中心进水周边出水辐流式沉淀池（２８ｍ）。表面负荷为２．４ｍ３／（ｍ２·ｈ），沉淀时间为１．４６ｈ。３４ 一体化Ａ２／Ｏ反应池一体化Ａ２／Ｏ反应池为二级处理的核心单元，设１座２组，处理水量为２．５×１０４ｍ３／ｄ。池体分为Ａ２／Ｏ生化区（含缺氧区、厌氧区、好氧区）、污泥区、沉淀区和絮凝区，见图２、３。!#$#%#&’()*(+,(图２ 一体化Ａ２／Ｏ反应池Ｆｉｇ．２ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＡ２／Ｏｒｅａｃｔｉｏｎｔａｎｋ!#$#%#&’#()*+,!#$%&’$$%(-./01212+,!)$%&$$%3.图３ Ａ２／Ｏ生化区流程Ｆｉｇ．３ ＦｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｚｏｎｅｏｆＡ２／Ｏ① Ａ２／Ｏ生化区为了避免传统Ａ２／Ｏ工艺回流污泥硝酸盐对厌氧池放磷的影响，采用一种新的碳源分配方式，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥、２０％～８０％的进水和１００％～３００％的混合液回流均进入缺氧阶段，停留时间为３．４ｈ。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氮，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。设计流量为２．５×１０４ｍ３／（ｄ·座）；混合液污泥浓度为３．５ｇ／Ｌ；水力停留时间为１２．６ｈ，其中好氧区停留时间为７．８ｈ、厌氧区停留时间为１．４ｈ、缺氧区停留时间为３．４ｈ；综合产泥率为０．７２９ｋｇＤＳ／·５４·ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ沈晓铃，等：Ａ２／Ｏ工艺在污水处理厂一级Ａ提标改造中的应用第２７卷 第８期ｋｇＢＯＤ５；污泥负荷为０．０７４ｋｇＢＯＤ５／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）；污泥回流比为５０％～１００％；硝化液回流比为１００％～３００％；缺氧泥龄为３．８８ｄ，好氧泥龄为９．０２ｄ，总泥龄为１２．９ｄ。好氧区曝气设备选用微孔管式曝气器，采用单级离心鼓风机曝气。共设管式曝气器８００套，９０ｍｍ×１０００ｍｍ，通气量为１３．４ｍ３／（ｈ·个）；厌氧区潜水推流器４台，Ｎ＝３．０ｋＷ；缺氧区潜水推流器６台，Ｎ＝５．５ｋＷ；硝化液回流泵６台（４用２备），Ｑ＝６００ｍ３／ｈ，Ｈ＝１０ｋＰａ，Ｎ＝５．５ｋＷ。② 沉淀区沉淀区采用周进周出辐流式沉淀池形式。共设２座３０ｍ的辐流式沉淀池。沉淀区设计表面负荷为０．９５ｍ３／（ｍ２·ｈ），沉淀区有效水深为４．００ｍ，沉淀区水力停留时间为３．４２ｈ。沉淀区采用中心传动吸泥机２套。③ 污泥区污泥回流及剩余污泥排放区均利用沉淀区池周的三角区域。设污泥回流泵６台（４用２备），Ｑ＝３００ｍ３／ｈ，Ｈ＝７０ｋＰａ，Ｎ＝１１．０ｋＷ；剩余污泥泵３台（２用１备），Ｑ＝１０ｍ３／ｈ，Ｈ＝１５０ｋＰａ，Ｎ＝１．５ｋＷ。④ 絮凝区絮凝区利用沉淀区出水端池周的三角区域。设絮凝搅拌机２台，Ｎ＝０．７５ｋＷ。３５ 反硝化滤池反硝化深床滤池采用降流式重力滤池。在冬季低温条件下于滤池进水区投加适量碳源，利用砂滤床反硝化细菌进一步反硝化脱氮，运行工况可灵活转换。反硝化滤池水力负荷为６．５５ｍ３／（ｍ２·ｈ），ＮＯ－３－Ｎ负荷为０．４３ｋｇ／（ｍ３·ｄ），滤速为６．５５ｍ／ｈ，过滤周期为２３．５ｈ，冲洗周期为０．５ｈ，冲洗时间为６ｍｉｎ，反冲洗水速为１５ｍ３／（ｍ２·ｈ），反冲洗气速为９０ｍ３／（ｍ２·ｈ），冲洗强度为１２Ｌ／（ｓ·ｍ２）。反冲洗时由水泵抽取清水池内滤后清水进行反冲。３６ 空气系统鼓风机房土建一期已经建成，三期工程仅需新增一体化Ａ２／Ｏ生化池曝气用鼓风机。设单级高速涡轮静音鼓风机３套（２用１备），每台鼓风机都采用变频实时控制，既能独立地根据设定的风量、风压值或生物池ＤＯ浓度自动调节风量和风压，也可由主控制柜集中协调控制，并且互为备用。设备Ｑ＝４９５０ｍ３／ｈ，Ｎ＝１１０ｋＷ。３７ 加药系统结合后续反硝化深床滤池采用辅助化学除磷措施，以确保尾水达标排放。当反硝化去除ＴＮ效果不能保证时（尤其冬季低温条件下），则投加碳源强化生物脱氮，保证出水ＴＮ稳定达标。采用后置投药方式，投加点位于一体化Ａ２／Ｏ池出水端的絮凝区，化学除磷加药间与反冲洗用鼓风机房合建。设除磷加药装置１套（包括溶药搅拌装置及投加计量设备），溶药量为１４５．６ｋｇ／ｄ，Ｎ＝３ｋＷ。隔膜计量泵２台（１用１备），Ｑ＝４５０Ｌ／ｈ，Ｎ＝１．５ｋＷ。碳源考虑投加醋酸，加药点位于反硝化深床滤池进水区，以保证反硝化深床滤池反硝化的碳源需求。ＰＰ材质碳源储罐１座，圆柱形，＝３０５０ｍｍ，Ｖ＝３２ｍ３。柱塞式计量泵３台（２用１备），Ｑ＝４００Ｌ／ｈ，Ｐ＝０．４ＭＰａ，Ｎ＝０．７５ｋＷ。３８ 紫外消毒系统本系统位于厂区内处理工艺的末端，消毒渠道设置紫外线消毒设备一套，Ｎ＝２３．５２ｋＷ，确保出水细菌指标达标。３９ 污泥处理系统新建污泥浓缩池１座，１２ｍ，处理干泥量为５７２０．５７ｋｇＤＳ／ｄ，最大固体负荷为５０．５８ｋｇＤＳ／（ｍ２·ｄ），停留时间为２１ｈ。设悬挂式中心驱动浓缩机１套，功率为０．７５ｋＷ。匀质池一期工程已建。脱水机房土建一期工程已建，本工程增加一套带式压滤机，带宽为２．０ｍ，处理能力为１２～１５ｍ３／ｈ，配套污泥螺杆泵、冲洗水泵、空压机和加药装置。４ 设计特点① 考虑厂区用地受限的现状，采用一体化Ａ２／Ｏ工艺，将倒置Ａ２／Ｏ、污泥回流泵房、二沉池等多个处理构筑物合建，简化工艺流程，节省占地。② 适当提高初沉池的表面负荷并降低停留时间以免消耗碳源，同时设置超越管线以便根据进水水质灵活运行。③ 采用倒置Ａ２／Ｏ生化池和两点进水等优化措施，实现生物降解功能的强化，保证系统运行的安（下转第５１页）·６４·第２７卷 第８期 中国给水排水 ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ③ 絮凝剂絮凝剂在土工管袋脱水减容过程起到了关键作用，它能使底泥中颗粒物质形成污泥絮体，更容易沉淀和形成反滤层，实践也证明在不投加絮凝剂的情况下，土工管袋无法正常发挥作用。④ 湍流进入土工管袋的水流需要具有一定的流速，使管袋内形成