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多模式AAO工藝在污水處理廠擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

2016-08-04 11:07:02 安裝信息網(wǎng)

王彬

{上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海200092]

摘要：福州市洋里污水處理廠三期工程位于福州市晉安區(qū)，屬于福州市重點(diǎn)工程。已建處理規(guī)模為30萬(wàn)m3／d（其巾一期20萬(wàn)m3／d，二期10萬(wàn)m3／d）。三期建設(shè)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期總規(guī)模為60萬(wàn)m3／d。為了應(yīng)對(duì)進(jìn)水水量和水質(zhì)的變化，污水廠處理工藝采用多模式AAO工藝，經(jīng)處理后，尾水達(dá)到國(guó)家(GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，就近排向光明港，最終入閩江。詳細(xì)介紹該工程的工藝流程、進(jìn)m水水質(zhì)指標(biāo)、主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)及r藝特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：多模式AAO工藝；污水處理廠；擴(kuò)建；脫氦除磷

中圖分類(lèi)號(hào)：X505 文章編號(hào)：1004-4655( 2016) 03-0038-04

1工程概況

福州市洋里污水處理廠主要服務(wù)范圍為福州市整個(gè)江北中心城區(qū)的東區(qū)和西區(qū)，總服務(wù)面積為76.1 km2。污水廠廠址位于福州市區(qū)的福州市晉安區(qū)，三期工程用地位于已建洋里污水廠一、二期廠區(qū)的北側(cè)，規(guī)劃征地面積（含四期工程）12.20 hm2，實(shí)際用地面積（含四期工程20萬(wàn)m3/d規(guī)模）為10.88 hm2。

洋里污水處理廠已建處理規(guī)模為30萬(wàn)m3／d（其中一期20萬(wàn)m3／d，二期10萬(wàn)m3/d），本次洋里污水廠三期工程建設(shè)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期總規(guī)模為60萬(wàn)m3／d，污水廠出水水質(zhì)執(zhí)行國(guó)家GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，就近排向光明港，最終人閩江。

2工程規(guī)模及設(shè)計(jì)水質(zhì)

2.1工程規(guī)模

結(jié)合近、遠(yuǎn)期排水體制，通過(guò)綜合用水量預(yù)測(cè)法、分類(lèi)單位用水量指標(biāo)預(yù)測(cè)法對(duì)洋里污水系統(tǒng)內(nèi)的污水量規(guī)模進(jìn)行雙重預(yù)測(cè)和復(fù)核，洋里三期工程2015年工程規(guī)模為20萬(wàn)m3／d，2020年處理規(guī)模為30萬(wàn)m3/d�？紤]到建設(shè)用地范圍內(nèi)的征地拆遷，為完成福州市“十二五”減排任務(wù)，洋里污水處理廠三期工程按10萬(wàn)m3／d規(guī)模建設(shè)。

2.2設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)福州市城市規(guī)劃定位，以現(xiàn)狀一、二期工程污水水質(zhì)資料為基礎(chǔ)，參考同類(lèi)城市污水廠進(jìn)水水質(zhì)情況，本工程進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1。

2.3設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

洋里污水處理廠三期工程出水排向光明港，最終人閩江。根據(jù)環(huán)評(píng)批復(fù)，三期工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行國(guó)家GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

3多模式AAO工藝在擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

3.1工藝設(shè)計(jì)方案

3.1.1污水處理工藝流程

3.1.1.1已建一、二期工程污水處理工藝流程

洋里污水處理廠一期工程規(guī)模為20萬(wàn)m3／d，從1998年開(kāi)始建設(shè)，于2002年底投產(chǎn)，采用氧化溝工藝，設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。為了滿(mǎn)足新的國(guó)家一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)要求，洋里污水處理廠一期構(gòu)筑物于2007年進(jìn)行了改造，改造內(nèi)容包括：將一期工程氧化溝改造為化學(xué)加強(qiáng)AC氧化溝工藝，采用加藥化學(xué)除磷協(xié)同沉淀；增加紫外線污水消毒設(shè)施。

洋里污水處理廠二期工程規(guī)模為10萬(wàn)m 3／d，于2006年開(kāi)始建設(shè)，2007年底建成通水，采用AAO工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

洋里污水處理廠一、二期工程工藝流程詳見(jiàn)圖1、圖2。

3.1.1.2三期工程污水處理工藝流程

洋里污水處理廠三期工程是一座大型污水處理廠，采用的工藝必須成熟、可靠。隨著廠外管網(wǎng)的不斷完善和社會(huì)的發(fā)展，進(jìn)水水量和水質(zhì)隨時(shí)發(fā)生變化，也需要考慮污水處理工藝先進(jìn)性、運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整多樣性和出水安全性。因此，三期一工程設(shè)計(jì)采用與二期工程一致的AAO工藝，并進(jìn)行優(yōu)化，即采用多模式AAO生物脫氮除磷處理工藝，可以根據(jù)進(jìn)水水量、水質(zhì)特性和環(huán)境條件的變化，靈活調(diào)整運(yùn)行模式，既可按常規(guī)AAO工藝運(yùn)行，也可按改良AAO處理工藝或倒置AAO工藝模式運(yùn)行，在提高處理效果基礎(chǔ)上，保證工藝可靠性。

多模式AAO工藝有以下技術(shù)特點(diǎn)：過(guò)污水和混合液進(jìn)水的合理布點(diǎn)，合理選擇污水進(jìn)水點(diǎn)和混合液回流點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行工況。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化，及時(shí)調(diào)整實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行工況，充分發(fā)揮處理工藝的特點(diǎn)。

洋里污水處理廠三期工程污水處理工藝流程見(jiàn)圖3。

3.1.2污泥處理工藝流程

洋里污水處理廠一、二期（30萬(wàn)m3／d）剩余污泥量為42T Ds/d，三期（10萬(wàn)m3/d）剩余污泥量為13T Ds/d。

三期工程污泥處理采用與一、二期一致的重力濃縮、機(jī)械脫水方案，該工藝工程投資較小，運(yùn)行穩(wěn)定，污泥含水率有保證。污泥貯存采用污泥料倉(cāng)方案，大大改善污泥區(qū)的環(huán)境。污泥處理工藝流程見(jiàn)圖4。

由于四期工程即將建設(shè)，因此三期工程中，污泥濃縮池和儲(chǔ)泥池考慮按三、四期30萬(wàn)m3／(規(guī)模進(jìn)行建設(shè)，污泥脫水機(jī)房及污泥料倉(cāng)按全廠60萬(wàn)m3/d規(guī)模（包括一、二、三、四期規(guī)模）進(jìn)行建設(shè)。

3.2技術(shù)難點(diǎn)及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

3.2,1技術(shù)難點(diǎn)

本工程污水處理的技術(shù)難點(diǎn)主要有以下幾方面。

1)有限碳源的合理分配。解決進(jìn)水碳源較低的問(wèn)題。

2)工程用地緊張。圍墻范圍內(nèi)實(shí)際用地面積（含四期工程20萬(wàn)m3/d規(guī)模）僅為10.88 hm2。

3)需綜合考慮現(xiàn)有工程�？紤]與污水廠現(xiàn)有一、二期工程的合理銜接，確保整個(gè)污水處理廠的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.2 AAO生物反應(yīng)池運(yùn)行模式優(yōu)化

多模式AAO生物反應(yīng)池在厭氧、缺氧段各設(shè)置多個(gè)進(jìn)水點(diǎn)，具體為第一、二、四、五格設(shè)4處進(jìn)水點(diǎn)，配置可調(diào)堰門(mén)，根據(jù)不同情況，合理分配進(jìn)水量，同時(shí)滿(mǎn)足脫氮除磷對(duì)碳源合理分配的要求。進(jìn)水渠末端設(shè)電動(dòng)渠道閘門(mén)，關(guān)閉進(jìn)水可調(diào)堰門(mén)，開(kāi)啟末端渠道閘門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物反應(yīng)池的超越。

每組池設(shè)一條混合液配水渠。在第一、第二、第三格各設(shè)1處進(jìn)水點(diǎn)，配置渠道閘門(mén)，滿(mǎn)足各種運(yùn)行模式對(duì)混合液內(nèi)回流點(diǎn)的要求。

每組池設(shè)單獨(dú)外回流污泥渠，污泥外回流均回流至第一格，保證生物處理系統(tǒng)的泥量平衡。

整個(gè)生物反應(yīng)池布置簡(jiǎn)潔，分區(qū)明確，池?cái)?shù)適中，對(duì)稱(chēng)布置，配水、配泥、配氣靈活、均勻，水渠、泥渠互不重疊，總體布置合理清晰，便于維護(hù)管理。

多模式AAO生物反應(yīng)池具有多種運(yùn)行模式。

1)模式1-------常規(guī)AAO法。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)與設(shè)計(jì)水質(zhì)基本一致時(shí)，污水依次流經(jīng)厭氧、缺氧、好氧區(qū)，混合液回流至缺氧區(qū)，二沉池污泥回流至厭氧區(qū)，形成常規(guī)AAO法。

常規(guī)AAO生物脫氮除磷處理工藝流程詳見(jiàn)圖5。

2)模式2-------改良AAO法。進(jìn)水總磷偏高時(shí)，污水按一定比例分別進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，混合液回流至缺氧區(qū)，二沉池污泥回流至最前端預(yù)缺氧區(qū)，形成改良AAO法。該運(yùn)行模式進(jìn)水分兩部分，小部分至預(yù)缺氧區(qū)用于提供反硝化的碳源，大部分至厭氧區(qū)，以滿(mǎn)足后續(xù)處理單元的碳源需求。由于外回流污泥中硝酸鹽氮在預(yù)缺氧區(qū)被反硝化，降低或消除硝酸鹽對(duì)厭氧區(qū)釋放磷的影響，從而保證系統(tǒng)除磷效果。

改良AAO生物脫氮除磷處理工藝流程詳見(jiàn)圖6，其中，Q為進(jìn)水流量。

3)模式3-------倒置AAO法。當(dāng)進(jìn)水總氮偏高時(shí)。污水按一定比例分別進(jìn)入缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，混合液及二沉池污泥均回流至最前端的缺氧區(qū)，形成倒置AAO法。該運(yùn)行模式進(jìn)水亦分兩部分，大部分至缺氧區(qū)，小部分至厭氧區(qū)，位于最前端的缺氧區(qū)微生物可充分利用進(jìn)水中豐富的碳源反硝化回流混合液和污泥帶來(lái)的硝酸鹽氮，從而起到強(qiáng)化脫氮的效果。

倒置AAO生物脫氮除磷處理工藝流程詳見(jiàn)圖7。

3.2.3總平面布置優(yōu)化設(shè)計(jì)

洋里污水處理廠已建一、二期工程位于洋里河南側(cè)，設(shè)計(jì)規(guī)模為30萬(wàn)m3/d，用地面積為23.03 hm2。洋里污水處理廠三期工程總平面布置具有以下特色。

1)布置緊湊，占地省。洋里三期工程中二沉池配水井與污泥泵房采用集約化合建形式，達(dá)到最節(jié)省用地，平面布置緊湊，為遠(yuǎn)期擴(kuò)建及發(fā)展預(yù)留大片用地。

2)流程簡(jiǎn)捷、順暢。洋里三期工程因出水標(biāo)準(zhǔn)較高，污水從進(jìn)水到出水共流經(jīng)7座構(gòu)筑物，經(jīng)過(guò)平面方案優(yōu)化，使得總體水流流向最為簡(jiǎn)捷順暢。

3)各處理單元功能分區(qū)明確。本工程各功能分區(qū)明確，獨(dú)立成區(qū)、功能分明。

4)與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)適應(yīng)。洋里三期工程用地范圍東北側(cè)有部分民居，污水預(yù)處理區(qū)布置在三期工程用地的西北部，污泥處理區(qū)布置在東南部，污水預(yù)處理區(qū)、AAO生物反應(yīng)池和污泥處理區(qū)均進(jìn)行加蓋處理，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，使得污水處理廠能與周邊環(huán)境更好地融為一體。

洋里污水處理廠各期工程平面布置見(jiàn)圖8。

3.3主要構(gòu)筑物工程設(shè)計(jì)

3.3.1 AAO生物反應(yīng)池

生物反應(yīng)池采用多模式AAO工藝，共1座，設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，每座分2組池。

生物反應(yīng)池結(jié)合加蓋除臭，池頂上采用綠化覆土，既提高壓重，減少大型水池需抗浮的樁基工程量，又提高廠區(qū)綠化覆蓋率，改善廠區(qū)操作環(huán)境。

AAO生物反應(yīng)池平面尺寸為86.8 m×81.4 m，每座AAO池中分厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。厭氧區(qū)停留時(shí)間1.5 h，缺氧區(qū)停留時(shí)間3h，好氧區(qū)停留時(shí)間6.5 h，總水力停留時(shí)間11.0 h，設(shè)計(jì)有效水深為7.0 m。高峰時(shí)供氣量為20 840 m3／h，氣水比為5:1，污泥外回流比為50%～100%，混合液回流比為100%～200%。

3.3.2二沉池

二沉池共4座，設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)m3／d。二沉池采用圓形周進(jìn)周出形式，直徑36 m，池邊水深4.5 m。每座二沉池安裝有水平管式吸泥機(jī)1套，功率0.75 kW。

3.3.3紫外線消毒渠

紫外線消毒渠1座，土建按三、四期30萬(wàn)m3/d規(guī)模設(shè)計(jì)，設(shè)備按20萬(wàn)m3/d配置。

消毒渠平面尺寸23.25 m×15.3 m，分3條渠道，每條渠道寬2.25 m。

紫外燈管采用低壓高強(qiáng)燈管，三期實(shí)施2套，每套處理規(guī)模10萬(wàn)m3/d，配套水位控制拍門(mén)。

3.3.4污泥脫水機(jī)房及污泥料倉(cāng)

污泥脫水機(jī)房共1座，按全廠60萬(wàn)m3/d規(guī)模（包括一、二、三、四期規(guī)模）設(shè)計(jì)。脫水機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置6臺(tái)離心脫水機(jī)（4用2備），單機(jī)能力60 m3/h（含水率按98%計(jì)）。

污泥料倉(cāng)共4座，每座容積為300m3。

3.3.5除臭工程

根據(jù)國(guó)家的有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告的要求，洋里污水處理廠三期工程除臭標(biāo)準(zhǔn)采用GB14554-1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中國(guó)家惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

本工程粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、生物反應(yīng)池、污泥濃縮池、儲(chǔ)泥池采用生物法除臭工藝，污泥脫水機(jī)房及料倉(cāng)采用植物提取液前端霧化噴淋除臭工藝。

4運(yùn)行效果。

洋里污水處理廠三期T程目前運(yùn)行情況和處理效果良好，根據(jù)2015年1月～12月的運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)看，實(shí)際出水水質(zhì)均優(yōu)于一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表3），結(jié)果表明，多模式AAO工藝具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。