小型立体污水处理站设计

何宝平

【摘 要】大连市旅顺经济开发区污水处理厂工程项目建设规模为3万m3/d，分两期实施，一期1.5万m3/d，二期1.5万m3/d。污水处理厂的近期处理工艺采用厌氧水解—卡鲁赛尔氧化沟组合工艺。本文介绍了污水处理厂近期工程的主要构筑物的工艺设计与主要设备及实际运行效果。

【关键词】污水处理厂;厌氧水解;卡鲁赛尔氧化沟;工艺设计;运行效果

中图分类号： G629.28文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）11-0041-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.019

【Abstract】The construction scale of the sewage treatment plant project of Dalian Lushun Economic Development Zone is 30，000 m3/d， which is implemented in two phases with the first phase being 15，000 m3/d and the second phase 15，000 m3/d. The current treatment process of the sewage treatment plant uses an anaerobic hydrolysis combined with Carrousel oxidation ditch process. This paper introduces the process design of the main structures and main equipment of the current sewage treatment plant and process performance.

【Key words】Sewage Treatment Plant; Anaerobic Hydrolysis; Carrousel Oxidation Ditch; Process Design; Process Performance

旅順经济开发区成立于1992年。近年来，旅顺开发区工业发展迅速，工业企业数量迅速增加，排放的工业废水和生活污水量也随之增长，对受纳水体造成污染。因此，加快该区域排水设施的建设速度，实施旅顺经济开发区污水处理厂工程是完全必要和迫切的。这对缓解该区域的水污染、改善受纳水体水质，促进旅顺经济的可持续发展和改善民生，将起到十分重要的作用。

通过现状污水量分析预测及城市单位人口综合用水量指标预测两种方法，所计算的污水量基本吻合。确定污水排放总量为：近期1.5万m3/d左右，远期可达3万m3/d左右。细格栅、旋流沉砂池、紫外线消毒、风机房、办公楼土建按规模 3万m3/d设计，二级处理部分分为两期实施，按近期1.5万m3/d设计。

1 设计进、出水水质

构成污水处理厂进水量的有：工业废水、商业和公共事业污水、居民、职工生活污水、渗入管网系统的地下水及其他废水等。目前该区域化工企业、机械加工企业多，工业企业目前为40家左右，水质复杂，其中工业废水量约占排放污水总量的40%左右，该废水中含有乙酸乙酯、丙烯酸甲酯、杀虫剂、746防锈剂、十二烯基丁二酸、消泡剂、聚醚系列、切削液、石油类、乳化液和重金属等。

根据《辽宁省污水综合排放标准》（DB21/1627-2008）[1]，排入设置城镇污水处理厂的排水管网系统的污水，应执行该标准的规定。同时，综合考虑接管污水来源以及地下水渗入，并参考大连市其他污水处理厂进水水质，进行污染负荷计算，确定设计进水水质。出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）[2]一级A标准。污水经处理后可直接排放入海，也可用于灌溉、河流的补充水源等。设计进、出水水质见表1。

2 工艺流程

原污水中含有较大比例的工业废水，且其中又有很多难降解有机物，为了确保出水达标，针对本污水厂要求的出水水质标准，经过工艺综合比选论证，本工程采用厌氧水解——氧化沟工艺。污水厂的工艺流程见图1。

3 工程设计

3.1 污水处理系统

3.1.1 细格栅间

与沉砂池合建，位于旋流沉砂池前的进水端。细格栅选用回转式格栅除污机，土建按3万m3/d规模设计。采用钢筋混凝土直壁式平行渠道，设3条渠道，2用1备，回转式机械细格栅宽1.2m，栅条间距5mm，N=2.2kW。备用渠道用作检修时开启，设置手动格栅1套，栅宽1.2m，栅条间距5mm。栅渣由螺旋输送机输送至压榨机脱水后打包外运。

3.1.2 旋流沉砂池

旋流沉砂池按3万m3/d规模设计，1座，L×W×H=11×8×3.5m。用于去除污水中0.2mm以上粒径的砂粒，使无机砂粒从污水中分离出来，便于后续生化处理。旋流沉砂器2套，Q=1100m3/h，D×H=3.05m×3.5m，有效水深1.5m，N=1.1kw，最大水平流速取0.1m/s，水力停留时间60s。排砂量约0.45m3/d，含水率60%。刮砂设备和吸砂装置按程序控制定时运转，砂水分离器与吸砂装置同步运转。

3.1.3 厌氧水解池

原污水中含有工业废水，且其中含有很多难降解有机物。为提高污水可生化性，设置了水解酸化池，保证好氧生物处理的正常进行[3]，同时，池中活性污泥具有吸附、生物絮凝和对SS的截留功能。为了提高去除COD、BOD5的效率，该池设计成泥渣循环型水解酸化反应池。

设计水量1.5万m3/d，Kz=1.53，设厌氧水解池1座，分2格。水力停留时间T=4.2h，L×W×H=38×19.5×6.5，有效水深6m。内设搅拌提升装置。有效水深6m，有效停留时间4h，池内设内循环提升搅拌机，每组1套，共2套，单机功率N=2.2kw。

3.1.4 卡鲁赛尔2000型氧化沟

卡鲁赛尔2000型氧化沟前端设置了厌氧区和缺氧区。该型氧化沟可同步进行脱氮除磷[4]。

卡鲁赛尔氧化沟按一期设计，污泥负荷取0.065kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥浓度为3500mg/L，回流污泥浓度为8000～10000mg/l，污泥回流比50～100%，内回流比150～200%，各段停留时间A2：A1：O=1：l：4，设计尺寸为L×W×H=65×38×5.5m。

本工程采用膜式不堵塞型微孔曝气头，曝气头数量3000个，设置潜水叶片式快速推进器4台，D=320mm，N=2.2KW，转速750r/min;慢速推进器8台，4用4备，D=1400mm，N=4kW，转速64r/min。罗茨鼓风机3台，2用1备。风量40m3/min，风压6m，功率55kW。

3.1.5 二沉池

设计水量按15000m3/d设计，Kz=1.53，表面负荷0.85m3/（m2·h），沉淀時间3.5h，设计尺寸Φ27×6.5m，2座，普通辐流式，出水采用环形集水槽，双侧溢流堰出水，最大堰上负荷为1.48L/（s·m）。配套设备有2套全桥周边传动刮泥机，设备直径27m，功率3.0kw，周边线速度2m/min。设2台排泥泵，1用1备，流量300m3/h，扬程8m，功率11kW。

3.1.6 单阀滤池

通过滤料的过滤，截留废水中残留的悬浮物及其它污染物，提高水的透明度，保证出水的水质。单阀滤池可以自动反冲洗和过滤，操作简单，处理稳定。如果出水总磷大于0.5mg/L，可以在滤池进水处加入PAC等除磷药剂进行化学除磷，使药剂与水在滤池的上部空间进行微絮凝，依靠滤料过滤反应后产生的絮体，达到化学除磷的目的。反冲洗用水由滤池上部水箱提供;反冲洗时间由排水单阀开闭控制。

设计水量按15000m3/d设计，过滤速度5m/h，过滤面积125m2;设计尺寸L×W×H=25.9×5.6×5.0m，分为6格，滤料层厚1m，滤料粒径1～2mm。

3.1.7 紫外线消毒

目前，国内很多污水处理厂紫外线消毒方式[5-6]。紫外线消毒槽按3万m3/d规模设计。功能是杀灭尾水中可能含有的细菌和病菌。紫外线消毒槽共采用2条渠道，近期一条工作。紫外线消毒模块数量为1组，共3块。紫外线灯管42支，共l5KW。设计渠长10.0m，渠宽2m，渠深2.0m。

3.1.8 反冲洗集水池

用于收集滤池反冲洗出水，并泵送至氧化沟进行处理。反冲洗强度为15L/（m2·s），冲洗时间5min，设计尺寸为L×W×H=8.2×5×5m，反冲洗水提升泵为无堵塞离心泵，台湾水泵制造有限公司制造，流量为200m3/h，扬程11m，2台，1用1备。

3.1.9 清水池

收集尾水。其中40%回用，其他自流排海。设计尺寸为L×W×H=16.8×5.0×5.0m。一期回用水泵2台，1用1备，采用无堵塞离心泵，台湾水泵制造有限公司制造，流量300m3/h，扬程28m。

3.1.10 中水回用

本工程敷设输水管道2条，管道采用球墨铸铁管。管网输水能力为6000m3/d，管道长度为8750m。

3.2 污泥处理系统

3.2.1 污泥浓缩池

设计尺寸为D×H=Φ16×6.5m，1座，钢砼结构。浓缩池中的污泥经过厌氧消化后补充到水解池，上清液因含有磷，须投加化学药剂进行化学除磷，除磷后的上清液再打入水解池。

3.2.2 离心浓缩脱水一体机

卧式螺旋卸料沉降离心机1套，混合液处理量20～30m3/h，转鼓直径×长度为φ550×1600mm，转鼓转速2600r/min，最大分离因素2400g。

本工程产生的污泥量少，根据目前大连市的情况、政策、经济等多方面的考虑，采取送至夏家河污泥处理厂进行集中处理的方式。

3.3 臭气处理系统

本工程采用生物滤池法处理臭气。

4 实际运行效果

处理水量

运行效果

如图2所示为本污水厂2017年上半年处理水量，数据显示本污水处理厂进水总量基本达到设计规模，生活污水进水与工业废水进水量比例约为7：3。

图3为污水厂实际运行数据。由图可见，该污水厂出水水质均能达到规定的排放标准，但进水水质波动较大，可能原因是个别企业间歇违法排污。

5 结语

（1）针对本污水厂要求的出水水质标准，经过工艺比选论证，近期工程采用厌氧水解—卡鲁赛尔氧化沟组合工艺，并有化学强化除磷的预案。

（2）目前，污水处理厂进水量基本达到设计规模，运行也较为稳定。但是，由于个别企业的间歇违法排污，造成进水水质动较大，增加了运行管理的难度。但出水水质均能达到《城镇污水处理污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。

【参考文献】

[1]DB21/1627-2008 辽宁省污水综合排放标准[S].

[2]GB18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准[S].

[3]Wu C， Zhou Y， Wang P， Guo S. Improving hydrolysis acidification by limited aeration in the pretreatment of petrochemical wastewater [J].Bioresourse Technology， 2015， 194： 256-262.

[4]张磊.改良型Carrousel氧化沟工艺运行优化研究[D].邯郸：河北工程大学，2015.

[5]刘淑琳，唐玉霖.城市污水处理厂紫外线消毒常见问题控制及发展趋势[J].中国给水排水，2017，33（22）：24-28.

[6]李亚楠.通化市污水处理厂提标扩建工程设计[D].长春：吉林大学，2017.作者简介：刘恒明（1968.10—），男，汉族，辽宁铁岭人，硕士，副教授，教研室主任。主要从事水处理工程方面的教学、科研与工程设计工作。先后发表论文10余篇。