南丰县生活污水处理厂提标改造扩建工程

胡 浩

(南昌水业集团有限责任公司，江西 南昌 330038)

1 工程概况

南丰县位于江西省东部，是著名桔乡，在行政管理上隶属江西省抚州市，东靠黎川、福建建宁，南接广昌，西连宜黄、宁都，北邻南城。距抚州市区104km，距南昌市205km。南丰县居旴江中上游，G206国道纵贯县境，是赣东入闽及“闽三角”地区通往江西省会南昌的交通要道。近几年随着城市化进程的高速发展，南丰县环境污染也随之加重，全县范围内只有一座规模为2.0万m3/d的污水处理系统现状污水处理厂实际污水进水量已超过2.0万m3/d；但该污水处理厂已经滞后于城市发展的规模和速度，这直接影响了南丰县的投资环境和人们的生活环境，因此扩建污水厂工程已经迫不及待。

南丰县生活污水处理厂提标改造扩建工程设计规模4.0万m3/d，包括4.0万m3/d的提标工程和2.0万m3/d的扩建改造工程。扩建工艺采用氧化沟工艺，污水提标工艺采用高效沉淀+连续砂滤，同时尾水改为次氯酸钠消毒技术，使污水处理厂的出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的A标准(现状为一级B标准)，尾水经富溪河排入旴江河并设置尾水回用系统。污泥采用叠螺机+低温干化脱水工艺，处理后污泥含水率低于60%，污泥外运卫生填埋，根据实际条件允许，污泥亦可土地制肥利用，此技术可行，经济合理。

2 水资源

南丰县水域面积约14.48万亩，占土地总面积的5.06%。县境内河流属长江流域抚河水系，旴江(抚河上游)为主要河流，由南向北纵贯县域中部，流经南丰县长度54km；另有沧浪水、九剧水等 旴江一级支流16条和樟坊水等旴江二级支流6条，22条旴江支流总长约497km，河网密度为0.26km/km2。

县城地表水主要为旴江，根据南丰县双田水文站提供的水文资料，旴江历年最大流量为4 100m3/s(2002年)；最小流量12.6m3/s(2004年)；最高水位92.28m(黄海高程，2002年),最枯水位84.82m(黄海高程，2004年)。其水质在洪水期有悬浮物，但无毒性微量元素，经过常规水处理后可达到国家饮用水水质标准。

南丰县城区地下水丰富,主要是潜水,主要接收河水的补给，地下水与河水位密切联系，河水高，地下水位也高。洪水期，河水漫过河漫滩，枯水期，河水位高于地下水位。

全县多年平均地下水天然资源为162.33万m3/d，年产水量约6亿m3，主要有松散岩类裂隙孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水及基岩裂隙水3类，一般水质均符合国家规定饮用水质标准。

3 城市给排水现状

3.1 给水现状

南丰县城现有城北水厂及城东水厂2座自来水厂。城北水厂设计规模为2万m3/d；实际最高日供水量为2.4万m3/d，平均日供水量为1.7万m3/d；城东水厂设计规模为5.0万m3/d，正在建设中，其取水水源为盱江河水源，采用4口大口井取水，并引用潭湖水库的水作为备用水源。由于城东水厂还未投入运行，随着县城经济建设的迅速发展，现有城北水厂远远不能满足城区用水量要求。在夏季用水高峰时常出现用水危机，且现有的管网设施也远远适应不了用户需求，主要表现为：供水水压偏低，工业用水主要是分散式自备水源，企业基建和运行费用很大，制约企业的发展；管网系统性和可靠性差，普及率偏低，供水管网以枝状为主、且供水管线长、管径偏小；供水设施落后，用地紧张，无发展余地。

3.2 排水现状

3.2.1 污水处理厂现状

南丰县城现有两座污水处理厂，一座为工业污水处理厂，一座为生活污水处理厂。工业污水处理厂的设计规模为1.0万m3/d，生活污水处理厂的设计规模为2.0万m3/d。南丰县生活污水处理厂位于南丰县富溪村荷叶洲村小组，采用粗格栅及污水提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、改良型氧化沟、二沉池、紫外消毒处理工艺，污泥脱水采用履带式压滤机脱水。 粗格栅及污水提升泵房土建按4.0万m3/d设计，设备按照2.0万m3/d配置，细格栅及旋流沉砂池、改良型氧化沟、二沉池、紫外消毒池土建及设备均按2.0万m3/d设计。旱季平均流量为2万m3/d，833.3m3/h，总变化系数1.49，最大时流量为1 242m3/h； 合流截污倍数n=1，合流设计流量为1 666.6m3/h。

3.2.2 现状污水处理厂出水分析

目前，现状污水处理厂及拟扩建的二级处理工艺均采用改良型氧化沟工艺，设有厌氧、缺氧段，具有生物脱氮除磷功能，实际出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一B类标准的要求，但不能稳定满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一A级标准的要求，如表1所示。

表1 污水处理厂2018年10月进出水水质与设计进出出水汇总表

上述数据表明，城市污水经过二级处理后，虽然大部分悬浮物和有机物被去除，但仍会有难以生物降解有机物、氮和磷的化合物、未能沉淀的固体颗粒、致病微生物以及无机盐等污染物质。且由于实际进水与设计进水水质相差较大，如实际进水水质达到了设计进水水质，则实际出水水质将难以达到一级A的排放标准。因此，为了达到更高的排放标准要求，必须进行深度处理(即提标处理或三级处理)，二级处理废水中的残余污染物经过再处理，以去除难降解有机物、可溶性无机营养物(氮、磷)和悬浮物固体。

4 提标改造处理工艺

污水处理厂处理工艺的选择直接关系到出水水质指标能否满足处理要求及其稳定性，运行管理是否方便可靠，以及建设成本、运行成本、占地面积和能耗的多少。因此，合理选择处理工艺是污水处理厂建设成功的关键。污水经过二级处理后，通常污水中剩余的一些污染物质还未达到出水一级A排放标准，还需进行深度处理。污水深度处理工艺是为了获得比传统二级处理更好的水质而采取的处理工艺。深度处理工艺的选址应根据二级污水处理工艺、进水水质、出水要求、气象环境条件及技术管理水平、工程地质等因素综合考虑后确定。

4.1 处理工艺选择原则

根据设计的进出口水质，选择合适的处理工艺，以降低处理成本，提高经济效益，保证安全可靠的出水。

污水处理厂二级处理出水作为深度处理水源再处理。根据出水水质要求，处理工艺流程有不同的处理工艺。处理的对象和目标如下。

(1)去除处理水中残留的悬浮物，脱色脱臭，进一步澄清水。

(2)进一步降低TOC、BOD5、COD等指标，进一步稳定水质。

(3)脱氮除磷，消除可能导致水体富营养化的因素。

(4)消毒和杀菌以去除水中有毒有害物质。

4.2 推荐的工艺流程

根据污水处理厂进出口水质要求，本工程必须采用具有除磷、硝化、反硝化功能的二级生物处理工艺。一般情况下，污水处理厂的工艺流程包括一级处理段、二级生物处理段、深度处理段、污水消毒段和污泥处理段。

一级处理段包含粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池等。

二级生物处理段包括改良型氧化沟、二沉池，是生物处理工艺的主要构筑物。二级生物处理段主要功能是降解BOD，并且完成除磷脱氮的生物过程，经过二沉池的沉淀作用来去除大部分悬浮物。

深度处理段包括混凝沉淀过滤池，是保证污水出水水质达标的处置设施。

污水消毒段包括消毒接触池。由于污水中含有大量细菌及病毒，消毒的目的是为了保证公共卫生安全，防止传染性疾病传播，避免引发公共卫生事件。

污泥处理段包括污泥泵房、污泥脱水机房。污泥处理的主要目的是为了减少污泥体积，以便后续处理。

4.3 污水处理厂工程方案设计

污水处理工艺流程，污水处理厂工艺流程图1所示。

图1 污水处理厂工艺流程图

南丰县生活污水处理厂将现有2.0万m3/d处理规模扩建为4.0万m3/d，扩建2.0万m3/d，提标改造工程规模为4.0万m3/d，总变化系数1.42。扩建工程最大时流量为1 183.3m3/h，提标工程最大时流量为2 366.7m3/h，合流截污倍数n=1，则合流设计流量为3 333.3m3/h。

4.4 设计特点

本工程在二级处理时已采用改良型氧化沟工艺进行生物脱氮处理。改良型卡鲁塞尔氧化沟设置专门的反硝化脱氮区，在出水段与反硝化区之间设置一条内部回流通道，在不显著增加设备与土建投资，不额外增加动力提升设备的情况下，很容易达到400%或更高的回流比和90%以上的总氮脱氧效果。

该工艺不仅充分利用了生物反硝化的工艺资源，而且有助于抑制丝状菌等不利菌群的生长，增强生物系统的稳定性以及适用性。通过设置内部回流通道，实现了去除其他营养物质，简化了工艺流程。在内部回流通道设置控制阀门，可以控制混合液中的回流流量，以达到最佳的反硝化和脱氮效果。

本工程设计TN的去除率为57.1%、氨氮去除率为80%，故按照改良型卡鲁塞尔氧化沟最理想的运行效果，经过二级生物处理后，可以保证TN、氨氮的达标排放。BOD5/TN≥2.86才能进行反硝化脱氮，本工程TN为35mg/l，BOD5/TN=3.4，常规的生物处理工艺基本能够满足要求，但要保证稳定的出水水质，在到水质不稳定、碳氮比较低时，需要添加碳源，以满足脱氮对碳源的要求。故本工程采用二级强化处理，在改良型卡鲁塞尔氧化沟的缺氧区预留碳源投加设备。

5 结 论

(1)项目建成后有利于城市建设和人民群众的生活质量的提高，是经济建设的可持续发展的重要条件。完善南丰县城的污水处理系统，提高全县土地使用率，保障人民的身体建康，使环境保护与经济建设同步发展。

(2)建设内容及规模：扩建现有城区生活污水处理厂，配套实施深度处理设施。扩建规模为2.0万m3/d，深度处理设施规模为4.0万m3/d，工程新增征地面积32.5亩。