重慶某鄉鎮污水處理廠(chǎng)站提標改造項目設計案例分析

上海自動(dòng)化儀表隨著(zhù)對環(huán)保的要求越來(lái)越高，鄉鎮污水處理廠(chǎng)站的運營(yíng)至關(guān)重要。以重慶某鄉鎮污水處理廠(chǎng)站提標改造項目為實(shí)例，對設計工藝進(jìn)行對比分析，涵蓋現有污水處理全過(guò)程: 污水可生化分析、預處理、二級處理、深化處理、消毒、污泥處置等，非常終確定污水工藝調整為“Cwater-HＲB 生化 + 過(guò)濾 + 紫外消毒”工藝，經(jīng)工程驗證，該工藝不僅實(shí)現社會(huì )效益及經(jīng)濟效益的非常大化，還滿(mǎn)足當前鄉鎮的區域特征，為類(lèi)似工程設計提供一定借鑒。

工程概況

本工程為鄉鎮污水處理廠(chǎng)站提標改造項目，現有污水處理廠(chǎng)站設計規模較小，采用“A2 /O 污水一體化”處理工藝，設計出水水質(zhì)達到 GB 18918—2002 城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準一級 B 標準; 一方面根據近期國內對環(huán)保的要求越來(lái)越高［1，2］，另一方面通過(guò)對現有出水口水質(zhì)的監測，發(fā)現出水水質(zhì)不能正常達標排放，具體監測結果見(jiàn)表1。綜上所述，對現有各鄉鎮污水處理廠(chǎng)站進(jìn)行提標改造，主要對部分構建筑物進(jìn)行拆除、新建等工程，使出水水質(zhì)達到 GB 18918—2002城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準一級A 標準，具體進(jìn)出水質(zhì)詳見(jiàn)表 2。非常主要建設內容包括新建格柵井、沉砂池、調節池、污泥池、Cwater-HＲB 生化一體化( 包括缺氧池、一級好氧池、二級好氧池、中間沉淀池、斜板沉淀池) 、纖維濾布濾池、出水渠、設備間、衛生間、值班室; 新增 CODCr，NH3-N 在線(xiàn)監測儀、后置反硝化一體化、管道式紫外線(xiàn)消毒等儀器、設備。

2 工藝選擇

2． 1 工藝選擇原則［3］

污水處理工藝的選擇是污水處理廠(chǎng)站的設計關(guān)鍵，不僅影響處理廠(chǎng)站的處理效果、出水水質(zhì)，而且還影響處理廠(chǎng)站的 基 建投 資 大 小、運 行 的 可 靠 性、運 行 費 用 的 高低、管理操作的復雜程度、總占地面積大小、處理廠(chǎng)站人員指標等各個(gè)方面。綜上，此次提標改造設計工藝選擇原則如下: 1) 根據進(jìn)、出水水質(zhì)要求及水量等，選擇處理效果好，具有低基建費、運行可靠、低運行費、操作管理方便、低能耗、除磷脫氮工藝成熟的污水處理工藝; 2) 污水處理廠(chǎng)站應積極考慮占地及投資費用，在總平面布置上緊湊合理，達到土方平衡; 在豎向布置上工藝流程順暢，污水處理設施考慮一次提升; 3) 為避免廠(chǎng)站人員指標的浪費，對污水處理過(guò)程中選擇的自動(dòng)控制，力求安全可靠、經(jīng)濟實(shí)用，進(jìn)而提高管理水平;4) 污水處理工藝對水質(zhì)變化用性強、出水達標穩定性高、有足夠的設計及施工經(jīng)驗可以借鑒( 特別是采用經(jīng)實(shí)踐證明是行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設備) 。

2． 2 污水可生化性分析

污水生物處理是微生物利用污水中所含的污染物作為營(yíng)養源進(jìn)行相應的代謝作用，使得水中污染物被降解，進(jìn)而使得污水得以?xún)艋?，因此對污水進(jìn)水水質(zhì)成分的分析至為關(guān)鍵。

本項目進(jìn)水水質(zhì) BOD5 /CODCr = 0． 57，表明進(jìn)水可生化性較好，適宜采用生化處理工藝; BOD5 /TN = 5，表明進(jìn)水滿(mǎn)足生物脫氮要求，同時(shí)考慮進(jìn)水為所收集區域的鄉鎮污水，在運營(yíng)過(guò)程中可能出現水質(zhì)波動(dòng)較大等情況，故為使反硝化過(guò)程能夠順暢，達到預期的生化效果，建議投加碳源; BOD5 /TP ＞ 20，經(jīng)研究表明，BOD5 /TP 比值越大，生物除磷效果越明顯; 故本項目達到生物處理要求。

2． 3 預處理工藝

采用“格柵 + 沉砂池 + 調節池”工藝，主要去除污水中的砂粒、懸浮物、漂浮物等雜質(zhì)。

2． 4 二級處理工藝比選

經(jīng)國內市場(chǎng)實(shí)踐調研及文獻查閱［5-8］，目前污水處理二級處理非常常用工藝如下( 具體工藝分析對比表見(jiàn)表 3) :

1) 厭氧 + 多級 A/O( 缺氧/好氧) 工藝: 占地面積較大，不適用于現有小型污水處理廠(chǎng)站提標改造施工。

2) A2 /O 工藝: 對于小型污水處理廠(chǎng)站，工藝相對復雜，能耗較高。

3) Cwater-HＲB 工藝: 結構簡(jiǎn)單，無(wú)需單獨設置沉淀池，投資低; 設備少，能耗低，運行成本低; 單獨脫硝工藝，工藝調整靈活，確保水質(zhì)達標; 污泥零分離，脫氮除磷效果好; 污泥回流路徑短且無(wú)需動(dòng)力設備; 組裝運輸方便; 出水水質(zhì)穩定達 標 有保 障; 先 進(jìn) 的 遠 程 控 制 管 理 技 術(shù); 投 加 填 料 潛力大。

4) CASS 工藝: 系統總體運行脫氮效果較好而除磷較差，對需大量投加化學(xué)藥劑除磷的城市污水，有可能因堿度的過(guò)度消耗而導致系統失敗; 對自動(dòng)化的依賴(lài)程度很高，對管理人員的技術(shù)水平有較高的要求，由于一般采用鼓風(fēng)曝氣，需增設專(zhuān)門(mén)的鼓風(fēng)機房; 變水位工作造成系統水頭損失大，易增加提升費用; 由于無(wú)法去除浮渣，衛生觀(guān)感差。

綜上所述，根據本工程對污水處理程度的要求和污水水質(zhì)處理目標及污染物去除的條件，并結合現有污水處理廠(chǎng)站已建現狀、提標改造要求、可用地較為緊張、操作管理自動(dòng)化要求高、運行成本低等特點(diǎn)，采用 Cwater-HＲB 生化一體化工藝。結合工藝分析對比表( 見(jiàn)表 4) ，采用纖維濾布濾池過(guò)濾工藝。

2． 6 消毒工藝比選

結合工藝分析對比表( 見(jiàn)表 5) ，采用紫外線(xiàn)消毒工藝。

2． 7 污泥處理工藝比選

經(jīng)國內市場(chǎng)實(shí)踐調研及文獻查閱［9］，目前污泥處理非常常用工藝如下: 1) 濃縮工藝: 采用污泥池進(jìn)行重力濃縮。 2) 脫水工藝: 從使用效果、對環(huán)境的安全性、其建設及運行成本、維護費用等方面比較，同時(shí)考慮鄉鎮規模大小及道路情況，通過(guò)疊螺脫水機對污泥進(jìn)行處理。綜上所述，采用疊螺脫水機對污泥進(jìn)行處理。

2． 8 污泥處置工藝

經(jīng)污水處理工藝處理后的污泥已基本得到穩定，經(jīng)干化或脫水后含水率不大于 80% ，處理后的污泥委托當地生態(tài)農業(yè)專(zhuān)業(yè)合作社，用于培養種植苗木、魚(yú)類(lèi)飼養等。 3 主要處理單元及設計參數

3． 1 污水處理工藝

本工 程 近 期 規 劃 年 限 為 2024 年，遠 期 規 劃 年 限 為2030 年; 本工程按近期規模設計，近期設計規模 200 m3/d，總變化系數 Kz = 2． 30; 確定污水工藝調整為“Cwater-HＲB生化 + 過(guò)濾 + 紫外消毒”工藝。

1。污水通過(guò)污水管網(wǎng)自流至格柵、沉砂池，將渣子和泥砂攔截下來(lái)，保證后續處理單元的正常運行，攔截的柵渣進(jìn)行定期人工清理，然后沉砂池上清液自流進(jìn)入調節池內，對進(jìn)水水質(zhì)水量進(jìn)行均勻混合處理，調節池的污水通過(guò)提升泵進(jìn)入 CwaterHBＲ 污水處理工藝。 Cwater-HBＲ 工藝: 由缺氧池、一級 OAS 池、二級 OAS 池、絮凝反應池、斜管沉淀池組成。功能:通過(guò)投加比表面積較大的懸浮生物填料，并接種硝化菌、反硝化菌和其他生物菌群，通過(guò)間歇曝氣，在曝氣區營(yíng)造好氧、兼氧和厭氧環(huán)境，不同的微生物菌群在懸浮填料和活性污泥中生長(cháng)繁殖，污水中的有機物作為生物菌群的營(yíng)養源，在其生長(cháng)繁殖過(guò)程中被硝化吸收，污水得以降解。同時(shí)在該池中加入絮凝劑，進(jìn)一步去除水中 SS 及 BOD，COD，P 等污染物以及氧化池脫落的生物量。經(jīng)沉淀后的上清液進(jìn)入污水后置反硝化污水處理一體化設備，去除大部分 TN，經(jīng)該工藝段處理后的出水 COD，TN 等主要指標達到 GB 18918—2002 城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準一級 A 標準。

3． 2 主要處理單元及設計參數

主要處理單元及設計參數。

4 廠(chǎng)站內配套管網(wǎng)施工

4． 1 管材及接口

廠(chǎng)區壓力污水管、污泥管采用焊接鋼管，焊接或法蘭連接; 空氣管采用不銹鋼管，焊接或法蘭連接; 加藥管采用化工 PVCU，承插粘接; 給水管道用給水用聚氯乙烯 PE 管，熱熔連接; 污廢水管、雨水管采用 UPVC 雙壁波紋管，承插粘接。

4． 2 管道鋪設

1) 車(chē)行道下所有管道覆土深度不小于 700 mm，非車(chē)行道下則須滿(mǎn)足覆土深度不小于 400 mm; 管道交叉時(shí)，管道埋深在滿(mǎn)足上述條件下可根據現場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調整。

2) 在一般土壤區，管道應鋪設在未經(jīng)擾動(dòng)的原土上; 若管道鋪設在巖石、礫石等巖性地基上，應作砂土墊層，其厚度為 100mm( 金屬管) 、150 mm ～ 200 mm( 非金屬管) ，并均勻夯實(shí); 在淤泥層、流沙等松軟地區，給水排水管道應鋪設在管道基礎上，若鋪設在回填土上，原土以上部分分層夯實(shí)，夯實(shí)密度大于 95% ，管頂上部 500 mm 以?xún)炔坏没靥钪睆酱笥?100mm 的塊石、凍土塊，500 mm 以上部分回填塊石或凍土不得集中，用機械回填不得在管溝上行走，管溝回填土應分層夯實(shí)，夯實(shí)密度應大于 95% 。機械夯實(shí)不大于300 mm; 人工夯實(shí)不大于 200 mm，管道接口坑的回填必須仔細夯實(shí)。

4． 3 管道防腐

管道防腐應嚴格按 GB 50268—97 給水排水管道工程施工及驗收規范表面除銹后方可涂漆。埋地管道外防腐采用厚漿型環(huán)氧煤瀝青三油兩布加強防腐，埋地管道內防腐采用 IPN8710。

5 運行效果分析

確定污水工藝調整為“Cwater-HＲB 生化 + 過(guò)濾 + 紫外消毒”工藝，通過(guò)對提標改造前后數據進(jìn)行分析發(fā)現，此次提標改造工藝對環(huán)境產(chǎn)生一定的正效應。

6、思考與建議

1) 鄉鎮污水處理設施規模小、布局散、數量多，建設運行成本高且難度大，應依靠集團化、規?；墓芾?，進(jìn)而保證專(zhuān)業(yè)化、規范化的運行。

2) 污水收集難度大，居民思想程度不高，無(wú)法完全收集，易致使設計規模偏大: 一方面人均用水定額采用偏高，應采 用 SL687—2014 村 鎮 供 水 工 程 設 計 規 范 中 的60 L /( 人·d) ～ 130 L /( 人·d) ，另一方面用水人口數量預測過(guò)高: 城鎮化越來(lái)越快，人口不增反減; 但部分區域應因地制宜，鄉鎮企業(yè)污水濃度較大，無(wú)法堵截，及時(shí)調查，設計成分考慮，易影響整個(gè)管網(wǎng)體系運行。

3) 鄉鎮為中心一個(gè)中體量污水處理廠(chǎng)站，分散性大，且道路不通暢，致使后期運營(yíng)維護、加藥等難度增大; 運行成本高，地方財政壓力較大; 可“污染者付費”，及時(shí)開(kāi)征鄉鎮污水處理費。

4) 配套管網(wǎng)不完善，無(wú)遠期規劃，只針對沿河區域或嚴重污染等區域進(jìn)行規劃設計( 管網(wǎng)覆蓋度不夠、二三級管網(wǎng)不健全、管網(wǎng)老化損毀等; 合流制和混合制，雨季處理難度加大; 無(wú)化糞池，易堵塞管網(wǎng)) ，易致使配套管網(wǎng)一直處于完善狀態(tài)( 可以分類(lèi)定標，適當區域適當降低排水標準，進(jìn)而降低運行成本) ; 廠(chǎng)網(wǎng)一體，截污治污體系閉合運行。

7 結語(yǔ)

1) 以重慶某鄉鎮污水處理廠(chǎng)站提標改造項目為實(shí)例，綜合影響鄉鎮污水處理廠(chǎng)站建設、設計與施工的各類(lèi)因素，對涵蓋現有污水處理全過(guò)程: 污水可生化分析、預處理、二級處理、深化處理、消毒、污泥處置等進(jìn)行設計工藝對比分析，非常終確定污水工藝調整為“Cwater-HＲB 生化 + 過(guò)濾 +紫外消毒”工藝。

2) 除對污水處理工藝選擇進(jìn)行論述外，還對處理廠(chǎng)站內配套管網(wǎng)施工進(jìn)行敘述，合理考慮所有污水處理廠(chǎng)站設計情況。

3) 上海自動(dòng)化儀表通過(guò)建成后的運行效果分析，該工藝不僅實(shí)現社會(huì )效益及經(jīng)濟效益的非常大化，還滿(mǎn)足當前鄉鎮的區域特征，為類(lèi)似工程設計提供一定借鑒。