君王服务区污水处理设施改造的专题研究

君王服务区污水处理设施改造的专题研究

潘新乾 杨晓茹

安徽省交通规划设计研究总院有限公司，安徽省合肥市 230088

摘要：君王服务区位于蚌埠市怀远县，为京台高速上的一对服务区。服务区远离市区，周围无市政污水管网。君王服务区目前采用一体化污水处理设施，处理规模为100m³/d，因该污水设施年代久远，且缺乏维护，处理水量、出水水质据难以满足要求。本文就君王服务区污水处理设施改造涉及到的相关项目进行分析研究。

关键词：污水处理；改造；反应池

君王服务区即将进行升级改造，改造后综合楼整体扩建，因现状污水处理设施离综合楼较近，现状污水处理设施大部分将被新建综合楼和道路占用，需要拆除，仅剩现状污水生物曝气池可保留部分。曝气池池长15m，宽4m，深4m，改造后仅可保留一半，即长7.5m，宽4m，深4m。建设单位要求对本池子进行改造再利用。

1.考虑现状池子利用作为生物反应池

因该服务区污水无回用需求，服务区污水出水水质可采用《城镇污水处理厂污染物排放》GB18918-2002中一级B标准。根据该标准，结合经验上服务区污水水质，服务区出水BOD₅、总氮、总磷均需要去除，考虑有脱氮除磷及去除BOD₅的需求，根据以上需求，一般采用AAO工艺，但AAO工艺会产生大量的剩余污泥，需要增设污泥池，并需要经常清运。结合其他服务区相关经验，建议采用A_NO+MBR工艺，A_NO工艺可有效去除BOD₅和脱氮。同时考虑服务区污水中BOD含量较高，为了满足《室外排水设计规范》GB50014-2006(2016年版)中A_NO工艺的污泥负荷，需要在A_NO工艺中保持较高的污泥浓度，故考虑在A_NO工艺中的好氧池中加入膜生物反应器（MBR）。

MBR工艺以超、微滤膜组件代替传统的二沉池以实现泥水分离，被超、微滤膜截留下来的活性污泥中的微生物和较大的有机物，被截留在生物反应器内，是生物反应器内保持较高的微生物量和较长的污泥龄，使污泥龄不受污水出流的限制，极大的提高了生物对有机物的降解。MBR的出水质量很高，同时几乎不排出剩余污泥，很适合作为服务区污水处理的补充，并且替代了二沉池，减少了占地面积，是对服务区污水处理中A_NO工艺的完美补充。

MBR出水后需增设除磷池，采用化学除磷以满足出水中总磷的要求。最后，经消毒池处理后即可排出。

《室外排水设计规范》GB50014-2006(2016年版)第6.6.18条，A_NO工艺的生物反应池水力停留时间为8-16h。改造后水池尺寸为长7.5m，宽4m，深4m，去除池子超高和底部无效高度，取有效水深为3m，即有效容积为7.5*4*3=90m³。结合服务区用水量现状，取拟采用处理能力为200m³/d的污水处理设备，故该池的水流停留时间为90*24÷200=10.8h，满足水流停留时间的要求。故该现状池子理论上可作为生物处理池使用，并在前端设置格栅井和调节池进行物理处理并调节水量水质，在后端设置除磷池和消毒池，可满足《城镇污水处理厂污染物排放》GB18918-2002中一级B标准。

综上，本方法可完全利用现状曝气池保留部分，但需要中标污水处理厂家对本池单独做深化设计和施工方案，对中标的污水处理厂家的技术能力和施工能力均有较高的要求。

2.考虑该池子作为调节池，不足部分新设调节池
调节池是污水进入生物反应池之前，对污水的水量和水质进行调节的构筑物。调节池有以下功能：
（1）提供对有机物负荷的缓冲能力，防止高峰期有机物负荷过大，导致生物处理系统负荷过大，污水处理处理能力不足导致出水BOD₅不满足要求；同时也避免夜间用水量少时有机物过少，导致生物处理系统有机物过少，微生物因能量减少而死亡；

（2）提供对污水水量的调节能力，防止高峰期大量污水进入生物反应池，导致生物反应池污水停留时间缩短，进而导致出水水质降低；

（3）提供对污水水质的调节能力，使短时间有机物含量很高的污水和短时间有机物含量很低的污水进行混合，使生物反应池进水水质保持稳定，有利于提高生物反应池的处理效率。

根据《给水排水工程设计手册》（第五册），调节池的有效容积取8-12h。根据服务区水量波动很大的特点，此处取12h，需要的调节池有效容积为200÷24*12=100m³。已知室外污水管网的末端出水管埋深为2.4m，加上格栅的水头损失取2.5m，并在池底考虑0.5m的潜污泵难以提升至污水反应池的无效水位，则有效水深为1m，有效容积为7.5*4*1=30m³，需新增格栅井和调节池与现状池子连通。为提高现状水池的利用率，宜将潜污泵设置在新增调节池中，并在现状水池底部设连通管与新增水池连通，可使现状水池底部几乎无无效水深，则可利用的有效容积为7.5*4*1.5=45m³。新增调节池（含格栅井）拟采用（内部净尺寸）长8m，宽4m，深5m，去除上部2.5m、下部0.5m的无效高度，去除2㎡格栅井面积，有效容积为（7.5*4-2）*2=56m³，两者相加总有效容积为101m³，可满足要求。

综上，本方法需要新增长8m，宽4m，深5m调节池（含格栅井），成套污水处理设备，本方法对土建施工要求较高，同时需注意不均匀沉降对新旧调节池中间管道的影响。

3.考虑增设水泵，并以该池子作为调节池。

期间建设单位提出在化粪池出水增设潜污泵提升至现状水池，以现状水池作为调节池的方法。化粪池出水仍含有大量悬浮物，不宜直接采用水泵提升，可采用一体化污水泵站（带格栅）的方式，该泵站造价虽高，但后续可不设格栅井。现状水池容积确实可大量利用，采用超高0.5m，底部无效高度0.5m，则可利用的有效容积为7.5*4*3=90m³，调节池有效容积较小，可能会导致后续处理效果不佳。另外调节池、生物池进水均需水泵提升，可靠性难以保证，且一体化泵站几乎无调节容积，一旦停电或泵站损坏污水无法及时排出。

若不采用一体化泵站，则需设格栅井，井后设调节池加提升水泵，新调节池的污水提升到现状水池，现状水池的水再经泵提升到一体化污水处理设施，该方法相较方法二确能减少造价，但需增加运行维护费用，可靠性降低。同时，因新调节池过小，新调节池本身对水泵的流量和进水流量之间无调节能力，新调节池容易满溢。同时新调节池因未能与现状水池连通，新调节池对污水水质也无调节能力，本质仅为潜污泵集水井，同样真正的调节容积较小，可能会导致后续处理效果不佳。

综上，考虑总包单位招标厂家很难达到方案1中要求，推荐采用方案2。

4.结语

以上是对君王服务区污水处理设施改造项目的研究，改造过程中采用最佳方案，最终达到理想效果。