污水厂工艺设计分析

污水厂工艺设计分析

郑锦晖

中国市政工程西北设计研究院有限公司福州分公司  福建省福州市350000

摘要：在我们国家科技进步的同时，我们国家污水污染日益加剧，这就要求我们有一套完善的污水处理厂的设计技术，从而确保处理后的污废水能够符合国家有关的标准。故须结合污水厂进水污废水性质等条件，并对其进行分析，确定污废水的处理工艺。

关键词：污水厂；工艺设计；工艺选择

引言

在进行污水处理厂设计时，必须要对污水处理厂进厂污废水性质和出水要求有一个明确的认识，方可选择出科学合理的处理工艺。文章对污废水处理工艺进行选择，并对工艺流程进行论述。

1工程概况

某污水厂设计总规模为25000m3/d，进水为某园区汽车生产等相关企业排放的废水，该废水已经过企业内部处理设施初步处理，排入下水道的废水指标已达到《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343-2010所要求的排放标准。污水厂设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。因此本工程设计进、出水水质详见下表。

注：1.括号外数值为水温＞12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

通过对污废水水质分析，出水水质要求，以及经济投资成本的多方面考虑，选择工艺如下所示：

前处理：粗格栅及提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、水解酸化池；

二级生化处理：改良型AAO池、二沉池；

深度处理：高密度沉淀池、反硝化深床滤池；

尾水处理：接触消毒池；

污泥处理：储泥池、污泥脱水车间。

2污水处理厂厂址设计

根据污水处理厂选址原则及地区控制性详细规划，污水厂厂址位于科技路与福宁大道相交道路处南侧约250m，总用地面积为34215.89m2，本污水处理厂厂址为市政公用设施用地，无其他用途，现状为吹填沙地，吹填后地面标高为2.8-3.2m，拟整平至3.5m，交通便利，便于材料和设备运输，该污水厂厂址位于规划区下段，地势较低，利于污水重力收集，今后运行费用低，可作为污水厂厂址。

3主要构筑物及参数设计

3.1粗格栅及提升泵房

3.1.1粗格栅

粗格栅可去除进水中较大的漂浮物，拦截直径大于20mm的杂物，保证提升系统和后续处理构筑物的正常运行，减轻生物处理的负荷。

设备与安装：采用两台回转式格栅除污机，互为备用，栅条间距20mm，N=0.75kW。过栅流速V=0.8m/s，栅宽0.8m，格栅安装倾角为65°。

3.1.2提升泵房

提升来自厂外和厂内污水至后续处理构筑物。污水提升泵采用潜水泵湿式安装，因其具有节省土建费用，安装方便，操作简单，易于维护等优点。设置潜水泵5台，自耦式安装，4用1备，每台泵独立出水。

3.2细格栅及旋流沉砂池

该项目采用了细栅式和旋流式沉沙池相结合的方式。

3.2.1细格栅

设置细格栅1座分2组，采用回转式细格栅，格栅宽度B=1m，栅条间隙为5mm，栅条宽度为10mm。

3.2.2旋流沉砂池

旋流沉沙池能够利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，颗粒的相对密度约为2.65。去除无机颗粒可对后续的水处理装置起到保护作用，并避免管路堵塞，降低了污泥中的沙粒含量。沉砂区为圆柱形水池，进水沿切线方向进入，并在桨叶分离机的控制下在池中旋转，出水沿与进水相反的方向流出沉砂池。在旋流作用下，砂粒与有机污泥分离，在离心力作用下被抛向池壁，并沿池壁下滑进入贮砂区。

3.3水解酸化池

水解酸化池以功能水解池取代功能专一的初沉池，水解池对各类有机物去除远远高于传统初沉池，因此，降低了后续构筑物的负荷。利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，使污水更适宜于后续的好氧处理，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。污水经水解池，可以在短的停留时间和相对较高的水力负荷下获得较高的悬浮物去除率。出水BOD/COD值有所提高，增加了污水的可生化性。由于采用厌氧处理技术，在处理水的同时也完成了对污泥的处理，使污水污泥处理一元化，简化了传统处理流程。

3.4改良型AAO池

AAO工艺即缺氧-厌氧-好氧活性污泥法，它是为污水生物脱氮而开发的污水处理技术。根据上述的生化反应原理，污水在流经缺氧、厌氧、好氧三个不同功能分区的过程中，不同种群的微生物将污水中的有机物及氮、磷去除。该工艺在系统上属于同步除磷脱氮工艺，因此在厌氧(缺氧)、好氧交替运行的条件下可有效抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内需配置轻微搅拌系统。由于该工艺属于前置反硝化，需设置内回流系统，将好氧区的硝化液回流到反硝化的厌氧区。常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有及其重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。微生物利用进水中的有机物作碳源进行反硝化，去除回流污泥带入的硝酸盐，消除硝态氮对厌氧池放磷的不利影响，保证除磷效果。该工艺简便易行，进水采用多点进水的形式。

AAO工艺优点：由于缺氧、厌氧和好氧三个区严格区分，有利于不同微生物的繁殖生长，因此脱氮除磷效果较好，目前该法在国内外使用较为广泛。该工艺主要优缺点总结如下。

改良型AAO法工艺优点：

（1）处理效果好，而且稳定，不但能够去除含碳有机污染物，而且通过硝化与反硝化，实现较高的生物脱氮功能；同时，按照生物除磷机理，通过缺氧区、好氧区和后续二沉池取得良好的除磷效果。（2）由于通过2-4倍的硝化液回流，具有较大的稀释均化能力，使系统能够承受一定的水质水量冲击负荷。（3）工艺的生物污泥泥龄长，污泥负荷低，这不仅使得系统剩余污泥量少，而且污泥更趋于稳定，因此可以未经消化稳定直接进行浓缩脱水。（4）该工艺可以配合采用氧转移效率较高的微孔曝气系统，有效地降低动力消耗，节省运行费用。

3.5二沉池

二次沉淀池可使混合液固相分离，以保证出水水质符合规定。该项目的设计使用了中进周出辐流式沉淀池，共2座，每个池子的内径是32.0m，池边的水深是3.45m，超高是0.55m，总的高度是4.0m。在每个二沉池中设置1台外围传动的刮吸泥机，φ=32m,P=0.75kW，并为成品配套工作桥、导流筒等。在该项目中，二沉池的出水使用了一个环形的集水槽，一个双侧溢流堰出水，最大堰口负荷是1.15L/（m·s），表面负荷为0.65（m3/m2·h）。二次池沉渣通过排水井向外排放，自流入厂区污水检查井。

3.6高密度沉淀池

高密度沉淀池由混合区、絮凝区、斜管沉淀区组成。把混合、絮凝、沉淀进行重新组合，混合、絮凝采用机械搅拌方式，沉淀区采用斜管装置，与普通平流式沉淀池相比，可大幅度提高水力负荷。

3.7反硝化深床滤池

深床反硝化深床滤池采用2-4mm石英砂介质滤料，滤床深度通常为1.83m以上，滤池可保证出水SS低于5mg/L以下。绝大多数滤池表层很容易堵塞或板结，很快失去水头，而反硝化深床滤池独特的均质石英砂允许固体杂质透过滤床的表层，深入滤池的滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物的优异效果。反硝化深床滤池池体采用狭长廊道使进水更加均匀；特殊的滤砖结构使滤池反冲洗效果良好；反硝化过程中产生的氮气会使过滤产生气阻，通过驱逐氮气，确保滤池运行效果。运行模式在外加碳源情况下，可以有效去除TN、SS和TP。

3.8接触消毒池

接触消毒池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的杀菌效果。接触池使污水的每个分子都有相同的停留时间，也就是说水流属于100%的推流。设计采用次氯酸钠消毒，次氯酸钠具有消毒效果好，投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，对环境无毒害、不产生第二次污染，还可以任意环境工作状况下投加等有点。

3.9污泥脱水系统

采用叠螺式污泥浓缩机联合板框压滤机污泥脱水，结合了叠螺机可连续运行及板框压滤机出泥含水率低的优点，出泥含水率达到60%，污泥处理能力明显提升，工艺路线可行，设备选型合理，运行稳定可靠，能够显著降低后续干污泥的运输和处置成本。

污水厂剩余污泥先储存入储泥池，采用螺杆泵输送至叠螺式污泥浓缩机，叠螺式污泥浓缩机先对污泥进行初步脱水后，进入污泥调理池调理污泥进一步改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果及机械脱水设备的生产能力，调理后的污泥进入板框压滤机脱水，将污泥含水率降低至60%以下后外运处理。主要设备如下：叠螺式浓缩脱水机2台，540～900kgDS/h，4.3kW；超高压弹性压榨机，过滤面积80m2，N=11+7.5+0.55+0.25kW。

4结束语

总而言之，工业园区污废水性质是相对复杂的，污水处理厂设计过程中，必须要对污废水处理工艺有一定了解，并结合相关规范和工程经验来确定污废水的处理工艺和设计参数，从而确保污废水处理系统可靠性与合理性。

参考文献：

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