井冈山刘家坪污水处理厂扩容改建工程工艺设计

摘 要：井冈山刘家坪污水处理厂扩容改建工程采用A/A/O生物脱氮除磷处理工艺，建设规模1.5万m3/d，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级排放标准的B标准。本文介绍了该工程的工艺流程、进出水水质指标、主要构筑物的设计参数、主要构筑物的仪表设置以及工艺特点，可为相似工程提供了参考经验。

关键词：污水处理厂；生物脱氮除磷；二沉池；设计

1 工程概况

项目位于井冈山风景名胜区，井冈山风景名胜区是中国革命的摇篮，是国家重点风景名胜区，光辉的革命历史与壮丽的山河交相辉映，构成井冈山得天独厚的红绿旅游文化。近年来，井冈山旅游持续开发，接待旅游人数不断增长，现有井冈山刘家坪污水处理厂规模已无法满足污水量增长的需要，为了保护井冈山风景名胜区的自然环境，使井冈山旅游保持可持续发展，必须对现有污水处理厂进行扩建。

井冈山刘家坪污水处理厂扩容改建工程采用异地扩建方式，厂址位于刘家坪养猪场附近，用地面积2.17ha，扩建规模为1.5万m3/d，服务范围包括：茨坪、刘家坪、土岭、梨坪、大井、小井。污水处理工艺采用A/A/O生物脱氮除磷处理工艺，曝气方式采用鼓风曝气，出水消毒方式采用紫外线消毒，处理后尾水排入小溪，最终流入黄坳河，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级排放标准的B标准。污泥处理采用带式浓缩脱水一体机，污水厂污泥脱水后的污泥统一外运，由园林部门进行最终处置。

2 进出水水质及工艺流程

2.1 进出水水质

现有污水处理厂进水水质检测指标为：CODcr=120mg/L，BOD5=50mg/L，SS=280mg/L，NH3-N=10mg/L，TP=4mg/L。由于服务范围为山区地形，污水收集系统较为复杂，地下水渗漏量较大，上述水质指标基本反映了井冈山生活污水的水质情况，可以作为确定扩建工程进水水质的参考依据。

考虑到收集管网进一步完善后，污水处理厂进水指标将有所提高，因此可以参考江西省相似地区污水处理厂的进水水质确定。江西省相似地区污水处理厂的进水水质为：CODcr≤220mg/L，BOD5≤120mg/L，SS≤200mg/L，NH4-N≤25mg/L，TN≤35mg/L，TP≤3mg/L。

本污水处理厂尾水排至附近小溪，此小溪由井冈冲水库流至黄坳河，水体未规划使用功能，本水体非水源取水区，可按三类水体考虑。

根据尾水排放水体为三类水体，依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中确定处理程度为一级标准中的B标准，同时预留今后将处理程度提高到一级标准中的A标准的处理构筑物。最终确定本污水处理厂进、出水水质指标见表1。

2.2 工艺流程

井冈山刘家坪污水处理厂扩容改建工程采用A/A/O生物脱氮除磷处理工艺，尾水辅以化学除磷，污泥采用污泥浓缩脱水一体机处理，工艺流程图如图1：

3 主要构筑物及设计参数

3.1 细格栅及沉砂池

污水通过管道收集，重力自流至污水处理厂进行处理。细格栅用于截除污水中较小漂浮物，沉砂池用于去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。

细格栅和沉砂池合建，分为2格。细格栅选用2台循环式齿耙清污机，单台设备：B=0.8m，b=5mm，α=60°，N=1.5kW。沉砂池选用2台旋流沉砂器，单台设备功率1.5kW。

同时配备无轴螺旋输送机1套，槽宽260mm，N=1.5kW。螺旋输送压榨机1套，槽宽200mm，N=1.5kW。砂水分离器1台，？准220，N=0.37kW。

气提用鼓风机2台（1用1备），单台设备：风压39.2kPa，风量2m3/min，功率2.2kW。

3.2 A/A/O生物反应池

生物反应池用于污水的生化处理，本工程设反应池1座，平面尺寸L×B=56m×32m，池深6.8m，有效总容积约9420m3，共分为2格，每格能独立运行。每格反应池分为厌氧区、缺氧区和好氧区，厌氧区、缺氧区共设直径1400mm的低速水下推进器12台，每台功率3kW；好氧区共设DN65的管式微孔曝器管480m。反应池主要设计参数如下：

（1）污泥负荷：0.06kgBOD5/（kgMLSS・d）；

（2）污泥浓度：4g/L；

（3）总污龄：17d；

（4）水力停留时间15h，其中厌氧区1.4h，缺氧区4.1h，好氧区9.5h；

（5）标准供氧量：3560kgO2/d；

（6）实际供氧量：5020kgO2/d；

（7）污泥产率：1.48kgMLSS/kgBOD5；

（8）干污泥量：2000kg/d。

3.3 二沉池

每格生物反应池配套1座二沉池。二沉池采用中进周出沉淀池，共2座，每座能独立运行，池体直径28m，池边水深4.5m。二沉池表面负荷0.77m3/（m2・h），每个池子配置周边传动刮泥机1台，单台设备：？准28m，N=0.75×2kW。

3.4 消毒池

采用紫外线消毒池1座，当水流达到峰值流量、紫外线透过率为65%，且灯管达到寿命末期时的紫外C辐射剂量（253.7nm）不低于16mJ/cm2。设计安装6个排架，每个排架设12支灯管，同时配套中央控制柜、整流器柜、空压机等，设备总功率24kW。

3.5 污泥回流泵房及剩余污泥泵房

污泥回流泵房及剩余污泥泵房与生物反应池合建。混合液回流比按300%考虑，每格生物反应池选用3台（2用1备）混合液回流泵，单泵参数：Q=500m3/h，H=1m，N=5.5kW。污泥回流比按100%考虑，共设4台（3用1备）污泥回流泵，单泵参数：Q=200m3/h，H=7m，N=7.5kW。系统剩余污泥量为2000kg/d，换算成99.5%含水率湿污泥为400m3/d，共设2台（1用1备）剩余污泥泵，单泵参数：Q=40m3/h，H=20m，N=5.5kW。

3.6 污泥浓缩脱水机房

污水处理过程中产生的剩余污泥采用污泥浓缩脱水一体机进行处理，以便后续的污泥运输和最终处置。

剩余污泥经剩余污泥泵提升至储泥池，储泥池直径6.0m，有效水深2.6m，内设LFJ-500型单层半高桨板搅拌机1台，？准=5m，H=3.0m，N=0.75kW。

污泥浓缩脱水机房平面尺寸L×B=33m×11m，内设2台带式浓缩压滤机，每台带宽1.5m，处理量40m3/h，功率为3.7kW+7.5kW。污泥进料采用螺杆泵，共2台（1用1备），单泵参数：Q=40m3/h，H=20m，N=7.5kW。

污泥浓缩脱水前需投加混凝剂对污泥进行调理，混凝剂采用PAM，污泥加药量为0.004kg/kg污泥。加药采用螺杆泵，共设螺杆泵2台（1用1备），单泵参数：Q=1100L/h，H=60m，N=2.2kW。

3.7 尾水出水井

污泥脱水机滤布冲洗泵房与尾水出水井合建。尾水出水井用于控制出水水位，保证电磁流量计内满管流；滤布冲洗泵用于污泥脱水机滤布冲洗。共布置滤布冲洗泵（长轴深井泵）3台（2用1备），单泵参数：Q=25m3/h，H=60m，N=7.5kW。

4 主要构筑物的仪表设置

4.1 细格栅及沉砂池

细格栅设2套液位差计，1套液位计，1套COD测定仪。

沉砂池出水槽设1套PH/T检测仪，1套悬浮物浓度计，沉砂池出水管设1套电磁流量计。

4.2 生物反应池

每格生物反应池设1套MLSS浓度计，共2套。每格生物反应池设1套溶解氧浓度计，共2套。每格生物反应池设氧化还原电位分析仪2套，共4套。

污泥池设液位计1套，SS浓度计1套。

4.3 二沉池

每座二沉池设泥位计1套，共2套。

4.4 消毒池及出水井

出水总管设电磁流量计1套，出水井设悬浮物浓度计（SS）1套，PH（带温度计）1套，在线总氮/总磷/COD测定仪1套，氨氮测定仪1套。

5 工艺设计特点

5.1 A/A/O生物脱氮除磷处理工艺

A/A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在A/O工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。

在系统上，该工艺在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分离。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。

5.2 化学除磷

污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水的磷浓度在标准范围之内。

根据本工程的进出水水质指标，需采用除磷脱氮工艺，而本工程BOD5：P=30>17，BOD5：N=3.42≈3.5，基本满足生物除磷脱氮的条件，因此本工程采用生物除磷脱氮工艺，即二级强化处理工艺。由于工程有较高的除磷要求，设计考虑设置化学除磷以提高除磷效果。

6 结束语

井冈山刘家坪污水处理厂扩容改建项目采用先进的AAO污水处理工艺，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级排放标准的B标准，建成后将对解决井冈山风景名胜区的水污染和水资源化利用发挥重要作用。

参考文献

[1]GB50014-2006，室外排水设计规范[S].

[2]CECS149-2003，城市污水生物脱氮除磷处理设计规程[S].