孙婧
安徽华骐环保科技股份有限公司 安徽马鞍山 243061
摘要：马鞍山市某镇区污水处理厂，分近、远期两期建设，近期规模为1×104m3/d，远期规模为1.5×104m3/d。污水处理厂主要负责处理镇区内生活污水，其主体工艺采用“预处理+高效沉淀池+曝气生物滤池+纤维转盘滤池”，污水排放出水水质执行《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。污水处理厂的建成运转，明显改善了当地的环境面貌和水域生态，为工业、社会和文化的可持续发展创造了有利的条件，实现了经济效益、社会效益和环境效益的全面统一发展。
关键词：城镇、污水处理、工艺设计、曝气生物滤池
1、工程概况
本项目为马鞍山市某镇区污水处理厂建设工程，新建污水处理厂一座，分近、远期两期建设，近期规模为1×104m3/d，远期规模为1.5×104m3/d。污水处理厂采用曝气生物滤池（BAF）工艺作为污水处理厂处理污水的主要核心工艺。核心工艺BAF土建按近期建设，而配套工辅设施如提升泵房、粗细格栅、高效沉淀池、消毒池、脱水车间、加药间、办公楼、变配电间等土建按远期建设，设备按近期购置。
因历史和技术上的原因，该镇区没有完整的排水系统和污水处理厂。仅部分新建镇区主要干道下铺设排水管道，污水经化粪池处理后直接排放自然水体。随着城镇建设用地的快速增长，使镇区的污水排放量不断加大，市政配套污水管网设施跟不上，污水干管未建设，新建小区污水没有出处，就近排入河道，造成镇区河道的水污染日益严重。污水处理厂主要负责处理镇区内生活污水，其主体工艺采用“预处理+高效沉淀池+曝气生物滤池+纤维转盘滤池”，污水排放出水水质执行《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
2、设计水质
根据进水水质及出水水质要求，污水处理厂的污水处理程度见下表1：
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3、水质分析及工艺流程
污水BOD5/CODcr值是评价污水可生化性最简便易行和最常用的方法。一般情况下，BOD5/CODc越大，说明污水可生物处理性能越好。根据该镇区污水处理厂的进水水质，BOD5/CODcr＝0.52，属于较好生化的污水，适宜采用生物处理工艺进行处理。
污水BOD5/TN（即C/N）值是判别能否有效生物脱氮的重要指标。在工程设计上来讲，一般认为C/N >3~5，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用。根据该镇区污水处理厂的进水水质，BOD5/TN>4.0，满足生物脱氮的要求。
BOD5/TP值是鉴别能否生物除磷的主要指标。BOD5作为营养物提供除磷菌活动的基质，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。根据该镇区污水处理厂的进水水质，BOD5/TP＝40，适宜采用生物除磷。但生物除磷功能的污水处理工艺只能够使处理水中磷含量低于1.0mg/L，若要求出水TP达到一级A排放标准（TP≤0.5 mg/L），必须辅以化学除磷或完全采用化学除磷。
根据以上分析，该镇区污水处理厂适宜采用具有生物脱氮功能的生化处理工艺，并辅以化学除磷。污水处理工艺流程图见下1所示：
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图1 污水处理厂工艺流程图
4、单体构筑物设计
4.1 粗格栅及提升泵房
设计流量：近期工程Qmax=658.34m3/h，远期工程Qmax=956.25m3/h。
功能：粗格栅去除污水中较大的漂浮物，保证污水提升泵的正常运行；提升泵房提升污水以满足后续污水处理高程要求。
粗格栅和提升泵房合建，土建按远期设计，设备按近期购置安装。粗格栅渠道2条，单组渠宽0.6m，渠长4.0m，渠深5.9m。提升泵房为半地下式湿式泵站，平面尺寸为上底3.0m、下底7.0m、高2.0m的等腰梯形和7.0×3.0m的矩形组合池形。
主要设备：①机械格栅，采用循环式耙齿清污机，栅条间隙b=15mm，1台（远期增加1台）；②渠道闸门，采用镶铜铸铁方闸门（配手电两用启闭机），4台；③提升泵4台，其中潜水泵A为2台，流量165m3/h，扬程18m，电机功率15kW，潜水泵B为2台（近期2台，1用1备，远期再增加1台），流量330m3/h，扬程18m，电机功率30kW，均为变频控制。
4.2 细格栅及高效沉淀池
设计流量：近期工程Qmax=658.34m3/h，远期工程Qmax=956.25m3/h。
功能：细格栅去除污水中较小的漂浮物，保证高效沉淀池的正常运行；高效沉淀池对污水进行预处理，最大限度去除污水中的悬浮物量同时加药除磷。
细格栅与高效沉淀池合建，土建按远期设计，设备按近期购置安装。高效沉淀池为钢筋砼结构，设计尺寸15.5×25.8m，1座（内分2格），混合池HRT为1.53min（远期1.86min），反应池HRT为11.17min（远期15.25min），上升流速：13.40 m3/ (m2·h)（远期8.34 m3/ (m2·h)）。
主要设备：①转鼓式微滤机，栅条间隙b=2mm，1台（远期增加1台）；②螺旋输送机，1台；③快混搅拌器，1台（远期增加1台）；④反应池搅拌器，1台（远期增加1台），变频控制；⑤中心传动浓缩刮泥机，φ9m，1台（远期增加1台）；⑥电动撇渣管，1台（远期增加1台）；⑦回流污泥螺杆泵，2台（1用1备，远期增加1台），变频控制；⑧剩余污泥螺杆泵，2台（1用1备，远期增加1台），变频控制。
4.3 生物滤池系统
曝气生物滤池作为核心工艺，土建和设备均按近期设计，近期平均流量为Q=417m3/h。
（1）DN反硝化生物滤池
DN生物滤池主要截留污水中的SS，对处理后污水中的硝态氮进行反硝化，达到脱氮的目的，同时降解污水中的有机污染物。
DN 生物滤池为半地下式钢筋混凝土结构，单格尺寸7.2×6.0×7.1m，共4格。采用球型轻质多孔生物滤料，滤料层高度H=3.5m，停留时间HRT＝29.03min，其中一格反洗时为21.77min，水力负荷q＝7.23m3/ (m2·h)，其中一格反洗时为9.65m3/ (m2·h)，回流比：170%~200%。
主要设备：①球型轻质多孔生物滤料，粒径Φ6～9mm；②鹅卵石承托层，φ16～32mm和φ8～16mm，高度均为H=150mm；③防堵长柄滤头，Φ21mm；④整浇滤板，采用C30钢筋混凝土现场浇筑；⑤反冲洗布气系统，材质FRPP，L=6300mm；⑥栅型稳流板，材质UPVC，6000×1000mm。
（2）C/N 曝气生物滤池
C/N 曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化同时降解污水中部分剩余有机污染物并截留污水中的SS。
C/N 曝气生物滤池为半地下式钢筋混凝土结构，单格尺寸7.2×6.0×7.6m，共6格。采用球型轻质多孔生物滤料，滤料层高度H=4.0m，停留时间HRT＝49.77min，其中一格反洗时为41.47min，水力负荷q＝4.82m3/ (m2·h)，其中一格反洗时为5.79m3/ (m2·h)。
主要设备：①球型轻质多孔生物滤料，粒径Φ3～5mm；②鹅卵石承托层，φ16～32mm和φ8～16mm，高度均为H=150mm；③防堵长柄滤头，Φ21mm；④整浇滤板，采用C30钢筋混凝土现场浇筑；⑤反冲洗布气系统，材质FRPP，L=6300mm；⑥栅型稳流板，材质UPVC，6000×1000mm；⑦曝气分配器，DN100，L=5900mm；⑧单孔膜曝气器，Φ60×45mm，膜孔Φ1.0mm。
（3）硝化液回流池
硝化液回流池储存生物滤池出水，运行时作为硝化液回流用。
硝化液回流池为半地下式钢筋混凝土结构，与生物滤池合建，尺寸为8.5×2.5×7.6m。
主要设备：①回流水泵A，流量560m3/h，扬程8m，电机功率22kW，2台（1用1备），变频控制；②回流水泵B，流量280m3/h，扬程8m，电机功率15kW，2台（1用1备），变频控制。
（4）缓冲池
缓冲池主要用于储存滤池降水位排水和反洗排水，后经缓冲池提升泵连续、均匀地排入厂区预处理系统。
缓冲池为半地下式钢筋混凝土结构，与生物滤池合建，尺寸为8.5×7.2×7.6m。
主要设备：①缓冲池提升泵，流量187m3/h，扬程16m，电机功率15kW，2台（1用1备）。
（5）管廊间
滤池管廊间用于安装滤池工艺管道、阀门、风机等设备，考虑设备运行安全等因素，管廊间设置排水设施及通风设施，排水设施设排水沟渠及集水坑，采用潜水泵排水，管廊内设计通风天井作为通风设施进行通风。
生物滤池管廊与生物滤池、缓冲池合建。管廊宽度B=8m，深度依据滤池深度确定。
主要设备：①曝气风机，单台风量为5.79m3/min，风压0.06MPa，电机功率11kW，6台；②反冲洗风机，单台风量为25.2m3/min，风压0.08MPa，电机功率75kW，3台（2用1备）；③放空管道立式污水泵，流量150m3/h，扬程10m，电机功率11kW，1台；④管廊排水泵，流量10m3/h，扬程10m，电机功率0.75kW，1台；
4.4 接触消毒池
设计流量：近期工程Qmax=658.34m3/h，远期工程Qmax=956.25m3/h。
功能：消毒，使类大肠杆菌群≤1000个/L。
消毒池土建按远期设计，设备按近期购置安装。接触时间HRT=30min，池体尺寸11.8×12.5×5.6m，1座（内分2格）。
主要设备：①铸铁圆闸门，2台。
4.5 纤维转盘滤池
设计流量：近期工程Qmax=658.34m3/h，远期工程Qmax=956.25m3/h。
功能：用于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，确保SS达到一级A标准。
纤维转盘滤池土建按远期设计，设备按近期购置安装。池体尺寸7.5×4.0×4.8m，
主要设备：①转盘滤池成套系统，1套；②铸铁镶铜方闸门，1台。
4.6 清水池
功能：主要存储曝气生物滤池系统反洗时所需用水和厂区回用水。
清水池为钢筋混凝土结构，池体尺寸12.5×8.0×5.6m。
主要设备：①反冲洗水泵，流量390m3/h，扬程12m，电机功率18.5kW，3台（2用1备）；②回用水泵，流量150m3/h，扬程8m，电机功率7.5kW，2台（1用1备）。
4.7 巴氏计量槽
功能：用于污水处理厂污水计量。
巴氏计量槽为半地下钢筋混凝土结构，土建和设备均按远期设计。池体尺寸10.87×1.0×1.23m。
主要设备：①巴氏计量槽标准型7号，1套。
4.8 污泥脱水机房及加药间
功能：脱水机房对预处理和生化系统产生的污泥进行浓缩脱水；加药间存储次氯酸钠、PAC、PAM及醋酸钠等药剂。
脱水机房和加药间合建，土建按远期设计，设备按近期购置安装。采用混凝土框架结构，平面尺寸27.0×11.4m。
主要设备：①带式污泥脱水机，带宽1.5m，1台；②污泥料斗，容积20~22立方，卸料高度3000mm，卸料宽度3000mm，1台；③无轴螺旋输送机，1台；④污泥刮板输送机，1台；⑤PAM干粉溶解设备，2‰PAM药剂最大制备量1000L/h，1台；⑥PAM投加泵，Q=583L/h，2台（1用1备，远期增加1台）；⑦PAM助凝剂加药泵，Q=237L/h，2台（1用1备，远期增加1台）；⑧次氯酸钠储罐，V= 15m3，1台；⑨次氯酸钠计量泵，Q=583L/h，2台（1用1备，远期增加1台）；⑩卸酸泵，Q=15m3/h，H=30m，1台；?PAC储罐，V= 10m3，1台；?PAC计量泵，Q=85L/h，2台（1用1备，远期增加1台）；?醋酸钠储罐，V= 10m3，1台；?醋酸钠计量泵，Q=50L/h，2台（1用1备，远期增加1台）。
5、主要经济技术指标
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6、结语
（1）本污水处理厂主要负责处理镇区内生活污水，主体工艺采用“预处理+高效沉淀池+曝气生物滤池+纤维转盘滤池”，简单高效，运行管理方便，抗冲击负荷能力强，能够稳定地实现达标排放。
（2）通过建厂，该镇区实现了雨污分流制排水体系，大大提高了镇区污水的收集率，收集的污水统一排入新建的污水厂进行集中处理，出水达标排放。污水处理厂的建成运转，明显改善了当地的环境面貌和水域生态，为工业、社会和文化的可持续发展创造了有利的条件，最终实现了经济效益、社会效益和环境效益的全面统一发展。
参考文献：
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