東營市某污水處理廠設計案例討論
【上海純水設備行業(yè)新聞】
01項目概況東營市某污水處置廠占地約7.67萬m2總規(guī)模為12.0萬m3/d其中一期規(guī)模為6.0萬m3/d均分兩組）2011年開始建設，2013年底建成，因水量缺乏無法連續(xù)運行，通過完善管網到2015年10月水量增加到3.0萬m3/d左右開始調試，2016年初正常運行；出水達到城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》GB189182002中一級A規(guī)范。一期工程（包括局部與二期共用建構筑物）投資20113.29萬元，其中建筑裝置15629.90萬元。合計電耗、藥劑、污泥處置、人工等直接處置本錢1.37元/m3污水。
1.1設計進出水水質
該服務城區(qū)屬于鹽堿地區(qū)、采油區(qū)，河道距入?？诒容^近，河道水屬于淡咸水，Cl-濃度高，污水中Cl-濃度較其他地區(qū)也偏高，為1000~1200mg/L其他設計進出水水質慣例控制指標如表1所示。
1.2工藝流程
污水處置工藝流程如圖1所示。
現有生產建、構筑物情況：細格柵曝氣沉砂池、AA O反應池、二沉池配水井（污泥回流及剩余污泥泵房）二沉池、上海水處理設備污泥濃縮池、中間提升泵房、高效沉淀池、V型濾池、鼓風機房只依照一期工程6.0萬m3/d規(guī)模設計；廠區(qū)總配水井、污泥脫水機房、加藥間、紫外消毒池土建按遠期總規(guī)模12.0萬m3/d設計，其中設備只依照一期工程6.0萬m3/d規(guī)模配置。
02主要處置單元
2.1細格柵及曝氣沉砂池
細格柵間設有寬1800mm回轉式細格柵除污機2臺，曝氣沉砂池與細格柵合建，共1座，平面尺寸14m41m設計規(guī)模為6萬m3/d1座2池，每池可獨立運行。單池平面尺寸26.0m4.8m有效水深為3.45m最大停留時間約為6min曝氣沉砂池頂部設有桁車泵吸式吸砂機。
2.2多模式AA O生化池
A A O生化池在充氧氣條件下，并在生物反應池中營造厭氧、缺氧、好氧環(huán)境，利用生物反應池中大量繁殖的活性污泥，降解水中污染物，以達到凈化水質的目的AA O生化池設計規(guī)模為6萬m3/d1座2池，單池平面凈尺寸為54.5m80m有效水深為6.0m總停留時間為18.93h厭氧區(qū)停留時間為1.5h缺氧區(qū)停留時間為4.56h缺氧/好氧段（過渡段）停留時間為1.48h好氧區(qū)停留時間為11.33h污泥負荷0.089kgBOD5/kgMLSS?dMLSS夏季3g/L冬季5g/L污泥產率0.45kgDS/kgBOD5剩余污泥量為5T/d剩余污泥濃度為10g/L剩余污泥流量為1250m3/d好氧池至缺氧池混合液回流100%~400%缺氧池至厭氧池混合液回流為50%~100%污泥回流為50%~200%AA O生化池根據不同閘板閥的開啟，可實現傳統(tǒng)AA O分點進水倒置AA OUCT預缺氧+A A O四種運行模式。
2.3二沉池及配水井
二沉池設計規(guī)模為6萬m3/d分2座，采用中心進水周邊出水的輻流式，二沉池用于對生化池出水進行泥水分離。池子直徑為48m平均時表面負荷：0.69m3/m2h高峰時表面負荷：0.90m3/m2h
二沉池配水井設計規(guī)模為6萬m3/d1座，配水井與回流污泥泵房及剩余污泥泵房合建，將生化池的出水均分配給兩座二沉池，將二沉池的濃縮污泥回流提升至生化池，并將剩余污泥提升至污泥濃縮池。內設污泥回流泵（潛水軸流泵）4臺，可全開、變頻，單臺流量為1250m3/h揚程為5.0m電機功率為30kW剩余污泥泵（潛水離心泵）3臺，2用1備，單臺流量為180m3/h揚程為15m電機功率為11kW
2.4中間提升泵房
中間提升泵房將二沉池出水提升至高效沉淀池，也可超越至V型濾池或逾越至紫外線消毒池。設計規(guī)模6萬m3/d共1座，平面尺寸為11.8m1.8m池深為6.3m集水池最小容積為161.92m3∶內設提升泵（潛水離心泵）4臺，3用1備，1臺變頻，單臺流量為1085m3/h揚程為8m電機功率為30kW
2.5高效沉淀池
高效沉淀池將二沉池出水混凝沉淀，去除易于沉降的無機懸浮顆粒、局部顆粒性BOD5同時除磷。設計規(guī)模為6萬m3/d1座2池，平面尺寸為24.3m429.65m池深為8m混合區(qū)停留時間為180s絮凝區(qū)停留時間為6min沉淀區(qū)顆粒沉降速度M0=0.35mm/斜管沉淀區(qū)高峰外表負荷取14.3m3/m2h污泥回流量按10％計，即回流比1∶1
2.6V型濾池
V型濾池將高效沉淀池出水進行過濾，確保出水SS達標。本工程V型濾池與反沖洗泵房與鼓風機房合建。V型濾池設計規(guī)模為6.0萬m3/d1座6格，雙排布置，單格尺寸：9.6m6m濾速：8.4m/h小水沖強度：8m3/m2h大水沖強度：16m3/㎡·h氣沖強度：53m3/㎡·h一期每格濾池反沖洗產生的廢水量約為149.4m3
2.7紫外線消毒池
紫外線消毒池設計規(guī)模12萬m3/d1座2格，平面凈尺寸為10m4.5m每格渠寬為2.5m渠深0.8m一期出水接至西側渠道，常州水處理設備渠道內設置紫外線燈，對V型濾池出水消毒。一期裝置1組模塊，功率為55kW每組模塊有23個模塊，每個模塊有8根燈管，共184根燈管。
2.8鼓風機房及加藥間
一期鼓風機房與一期變配電中心合建，設計規(guī)模為6.0萬m3/d平面尺寸48m12m鼓風機采用磁懸浮離心風機，數量4臺，3用1備，單臺流量為105m3/min揚程為7m電機功率為150kW
綜合加藥間土建按12萬m3/d規(guī)模設計，設備裝置規(guī)模6萬m3/d綜合加藥間內設除磷劑及PA M投加系統(tǒng)，投加點位于一期高效沉淀池。除磷采用復合除磷劑，為商品液體，內含鋁鹽和鐵鹽的混合物。投加量為90mg/L房間內設除磷劑儲罐1個，有效容積約15m3PA M投加量為1mg/LPA M制備濃度2‰，投加濃度0.1‰。
2.9污泥濃縮池
污泥濃縮池設計規(guī)模6萬m3/d1座2池，面尺寸為29.4m4m有效水深4.0m將剩余污泥重力濃縮脫水，污泥含水率從99.6%降至97.5%污泥濃縮池的設計總泥量為1760m3/d固體負荷為30kg/㎡·d單座池長為13m停留時間為18h
2.10污泥脫水間
污泥脫水間土建按12萬m3/d規(guī)模設計，設備裝置規(guī)模6萬m3/d平面尺寸42m12m將濃縮后的污泥加藥后脫水，污泥含水率從97.5%降至75%~80%脫水后的污泥進入污泥料倉存放，由污泥運輸車外運。目前日均干泥量約為38m3設離心脫水機2臺（1用1備）處置能力：40~55m3/h污泥切割機2臺（1用1備）處置能力：60m3/h污泥進料泵（凸輪泵）2臺（1用1備）設備規(guī)格：Q=60m3/hH=30m絮凝劑制備裝置1套，設備規(guī)格：Q=60m3/hH=30m加藥泵（螺桿泵）2套（1用1備）設備規(guī)格：Q=0~2m3/hH=30m線稀釋裝置2套（1用1備）包括稀釋流量計、電磁閥等與加藥泵配套；清洗水泵2套（1用1備）設備規(guī)格：Q=10~15m3/hH=30m
03實際運行分析
3.1實際進水量分析
該污水處置廠一期工程進水量增長變化如圖2所示。
該污水處置廠2013年底建成，水量缺乏無法單組運行；2015年政府在匯水區(qū)域實施污水管網完善建設，10月水量增加到3.0萬m3/d左右，2016年后水量呈現逐漸上升趨勢，2018年雨季接近6.0萬m3/d同年度夏季水量明顯大于其它季節(jié)，說明局部雨水與河道水進入污水系統(tǒng)。
3.2Cl-濃度變化分析
該污水處置廠一期工程Cl-濃度變化如圖3所示。
可行性研究和設計階段通過調研、檢測等途徑，已知污水中Cl-濃度會比其它鄉(xiāng)村要偏高約為1200mg/L左右，但是實際運行中非采暖季Cl-濃度為1200~2000mg/L采暖季Cl-濃度為4000~5000mg/L個別時段超越6000mg/L
3.3實際進出水水質分析
該污水處置廠一期工程自2015年12月到2018年12月每天進出水CODCrBOD5NH3-NTNSSTP慣例控制指標如圖4所示，實際進出水特征值分析如表2所示。
由表2圖4可知，實際進水水質與設計進水水質比較，BOD5濃度偏離較大，比設計值低的較多；CODCr濃度偏離較小，比預測略低，NH3-NTNSSTP與設計值基本吻合。處置后出水達到城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》GB189182002中一級A規(guī)范，其中BOD5NH3-N濃度遠優(yōu)于出水標準。
04設計與運行總結
4.1設計與實際水量水質偏差
1因為管網建設滯后，實際進水水量比預測水量小，污水處置廠建成2年后才達到預測水量。
2服務的老城區(qū)內，雨污分流不徹底，污水管及合流管道接排入河道或截污主干管，河道水再通過截流泵站提升至該污水處置廠，使局部河道水和汛期局部雨水進入污水處置廠，增加污水量，稀釋進水水質。
3該區(qū)域生活污水大部分經過化糞池后進入市政污水管網，據統(tǒng)計化糞池會消耗40%以上的碳源，污水經污水管網的長距離運輸消耗15%以上的碳源，合計損失碳源約55%以上。
4該片區(qū)污水管線老化、污水檢查井大多為磚砌，破損及滲漏嚴重，地下水位較高，致使地下水進入污水處置廠，增加污水量；同時該區(qū)域屬于高鹽堿地區(qū)域，高濃度氯離子的地下水滲入污水管網，以致污水處置廠進水氯離子含量較高，非采暖季為1000~2000mg/L
5該區(qū)域采暖季相當量的深井地源熱泵的尾水排入污水管網，氯離子含量急劇增高達到為4000~5000mg/L個別時段逾越突破6000mg/L左右。
因此污水管網要與污水處置廠同步建設，而且還需雨污分流、清濁分流，控制污水管網漏損率，才干充分發(fā)揮污水處置廠的效能。
4.2進水BOD5偏低，碳源不足
針對進水BOD5值低，碳源不足，依照設計進水TN＝50mg/L出水TN＝15mg/LBOD5＝90mg/L85％保證率）B/N≥6保證充分反硝化）進行計算，依照慣例投加濃度25％乙酸鈉，日投加量為32m3/d,市場價1100元/m3合計35200元/d實際運行自2017年11月起，生化池缺氧段投加復合補碳劑（當地化工企業(yè)生產的一種單糖與二糖復合的副產品）替代乙酸鈉，日投加量約13.5m3市場價1550元/m3合計20925元/d比投加乙酸鈉節(jié)約41％的費用。運行效果良好，出水TN全部達標。下一步還需在雨污分流、修復老舊管線、內碳源開發(fā)利用等方面做工作，降低管網漏損率，提高進水BOD5值，減少碳源損耗及碳源投加量，杭州水處理設備以降低運行本錢。
4.3高濃度Cl-影響
針對進水高濃度氯離子對活性污泥微生物活性的負面影響較大的情況，活性污泥培養(yǎng)階段充分利用原污水管道中土著微生物較好耐鹽性的特點，接種少量活性污泥，以悶曝培養(yǎng)耐鹽性微生物為主，悶曝過程為每天進水4h悶曝4h沉淀2h排空一半上清液，連續(xù)進行20多d活性污泥培養(yǎng)勝利，污泥濃度達到設計要求3g/L然后進行長達3個月采暖季高濃度氯離子連續(xù)進水連續(xù)出水馴化調試，并將污泥濃度提高到5g/L使活性污泥中的微生物完全適應高濃度氯離子環(huán)境，各項出水控制指標正常達標，效果良好。采暖季結束后將污泥濃度降到3g/L運行，各項出水控制指標也正常達標。
4.4AA O生化池運行
1活性污泥培養(yǎng)馴化成功后，現場對生化系統(tǒng)進行了較長時間四種模式運行嘗試探索。進水BOD5偏低卻未投加碳源的情況下，UCT模式除TN略好于其它模式，其他指標不如保守 AA O模式，但其內回流量大，電耗較高；預缺氧+A A O模式和分點進水倒置AA O模式未表示出明顯優(yōu)勢，最終選用保守AA O模式運行。
2投加碳源后，為進一步強化反硝化脫氮效果，將生化池過渡段改成缺氧池運行，使缺氧池的HRT由4.5h延長到6.0h實際運行效果良好。
3非冬季MLSS濃度3g/L鼓風機風量80~105m3/min冬季低溫運行時，提高外回流和內回流比，提高MLSS濃度5g/L同時因氯離子濃度大幅度增高，使氧的轉移效率降低，因此風量增加到200~210m3/min
4進水BOD5值低，生化池好氧池末端溶解氧濃度偏高，混合液回流至缺氧池有利于反硝化脫氮，采取減少生化池末端曝氣量，下一步需增設攪拌器防止污泥堆積。
05結語
該污水處置廠采用“預處理+多模式AA O生化+中間提升+深度處置+消毒”工藝，2015年底至2018年12月實際運行期間通過完善管網增加水量、投加碳源、培養(yǎng)馴化微生物適應高濃度氯離子環(huán)境、選用增加缺氧池HRT保守AA O模式運行、冬季提高污泥濃度運行等措施，處置后出水水質達到城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》GB189182002中一級A規(guī)范。下一步需進一步實施雨污分流、清濁分流，完善污水管網，提高進水底物濃度，同時進一步完善生產設施，改善出水水質。
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