某新区工业基地污水处理厂工程简介

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摘 要：某新区工业基地污水处理厂工程规划总规模为6×104 m3/d，分三期进行建设。一期（本工程）工程设计规模为1.5×104 m3/d，二期工程规模增至3.0×104 m3/d，三期工程规模最终至6.0×104 m3/d。本文结合工程实例，通过对城市污水处理厂工艺流程和设计参数进行探讨研究，供业界人士参考。

关键词：污水处理厂；工艺流程；设计参数

中途分类号：U664.9+2文献标识码：A

一、工程概况：

某新区工业基地污水处理厂工程规划总规模为6×104 m3/d，分三期进行建设。一期（本工程）工程设计规模为1.5×104 m3/d，二期工程规模增至3.0×104 m3/d，三期工程规模最终至6.0×104 m3/d。

此污水厂远期建设总用地面积为92.5亩，其中一期污水厂用地面积35亩，二期污水厂用地面积21亩，三期污水厂用地面积36.5亩。

按照新区工业基地排水总体规划的要求，新区工业基地污水处理厂的污水收集范围总控制面积15平方公里。上述区域内的排水采用雨、污分流制，雨水就近排入自然水体，污水收集后进入工业基地污水处理厂。

本工程主要采用CAST工艺+沉淀+过滤处理工艺。包括预处理、生物处理、深度处理、生物除臭、污泥处理、工艺配套建筑物及厂区建筑物等七部分。

预处理部分构筑物有控制井、粗格栅间及进水提升泵房、细格栅间及曝气沉砂池（各一座）。

生物处理部分有CAST生物池（一组二座）。

深度处理部分有调节池（一座），高密度反应沉淀池（一座），纤维转盘滤池（一座），紫外线消毒渠（一座）及巴氏计量渠（一座）。

生物除臭系统包括预处理部分除臭、污泥部分除臭和除臭生物滤池一座。

污泥处理部分有储泥曝气池(一座)和污泥脱水车间(一座)。

工艺建筑物有加药间（与脱水机房合建）、鼓风机房、厂区回用水泵房、热泵机房、变配电室、进水水质分析间及出水水质分析间（各一座）。

厂区建筑物有综合办公楼、食堂及浴室、车库及库房、传达室各一座。

二、设计进出水水质

（一）进水水质

根据《新区工业基地污水处理厂可行性研究报告》、《新区工业基地污水处理厂工程初步设计审查意见》及当地市环保局环评批复，确定以下结论：新区工业基地污水处理厂进厂水质各项指标均不高，属于典型的城市污水水质。提出污水处理厂进水水质如下表2.1所示：

表2.1新区工业基地污水处理厂设计进水水质指标

（二）出水水质

本工程处理后的污水出路为大型自然水体河流。根据当地《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》（DB61/224-2011），要求集中式污水处理厂排水应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。故确定工业基地污水厂污水处理的出水水质标准为：

CODcr≤50mg/lBOD5≤10mg/l

SS≤10mg/l TN≤15 mg/l

NH3-N≤5mg/l(8mg/l)TP≤0.5 mg/l

（注：括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。）

（三）设计工艺流程

三、污水处理厂总体设计

根据《新区工业基地污水处理厂工程初步设计批复》，污水处理采用CAST工艺+沉淀+过滤的处理工艺,出水采用紫外线消毒，污泥采用机械浓缩+机械脱水一体机脱水。工艺流程框图如下：

工业基地污水处理厂工艺流程图

四、污水处理厂污水、污泥设计

（一）工程设计规模：1.5×104m3/d；

（二）总变化系数Kz=1.50；

（三）最高日，最大时流量：937.5m3/h；

（四）平均日，平均时流量：625m3/h。

污水工艺设计计算时，粗格栅、污水提升泵房、细格栅、曝气沉砂池以及构筑物之间连接管道按最高日最大时设计流量计算，CAST生物反应池、调节池、高密度反应沉淀、纤维转盘滤池按平均日平均时流量乘以系数1.0考虑。

污泥工艺设计计算时，根据确定的污水计算流量所计算的最大污泥量，设计确定各污泥处理构筑物的规模。

五、主要构筑物设计

CAST生物池:

新建CAST生物池一组（2格），按处理能力1.5万吨/日设计。为钢筋混凝土结构。

·功能：

CAST生物池分2个格，每格均分为厌氧选择区和主反应区。设置厌氧区的目的在于破坏难降解的高分子有机物，同时污泥中聚磷菌释放磷，同时产生ADP，为后续工艺在好氧条件下聚磷菌过量摄取磷创造条件。此外，通过厌氧过程会产生污泥选择作用，可有效防止污泥膨胀。

·运行

CAST反应池的设计运转周期为6小时，其中进水曝气4小时，沉淀1小时，滗水1小时。将2个反应池分别编号为1#、2#，

两个反应池轮流进水，从整体看，进水是连续的,出水是间歇性的，各池进水是间歇的。在每个周期的反应过程中，反复进行曝气、缺氧搅拌、再曝气、再搅拌，从而实现氨氮硝化与反硝化的过程，达到除碳脱氮目的。

·设计参数：

混合液悬浮固体平均浓度（MLSS）：4300mg/L；

有机物污泥负荷：0.069KgBOD5/kgMLSS.d；

污泥回流比为：20%；

污泥龄：22.1d；

污泥产率：1.034Kgss/ kgMLSS.d。

本污水处理工艺在脱碳的同时，需要同步进行除磷脱氮。经计算，每分钟需要空气量为77m3/min。本系统污泥产量368.45 m3/d（含水率99.2%）。

·结构型式与尺寸：

CAST反应池结构尺寸L×B×H = 61.9m×49.4m×5.6m，有效水深5.00m，超高0.60m，总有效容积V有效=15289 m3。其中厌氧选择区有效容积2594m3，水力停留时间为4.15小时,占总池容17.0%；主反应区有效容积12695m3，水力停留时间为20.3小时。

·安装设备：

CAST反应池内主要设备有潜水搅拌器、剩余污泥泵、回流污泥泵、滗水器、膜片管式曝气器、电动阀等。

（一）潜水搅拌器:

共5台，4用1备（1台库房备用）。在每一厌氧选择区内设2台潜水搅拌器，叶轮直径D=2500mm，功率N=2.3kw，连续运行，以保证厌氧区泥水充分混合，搅拌强度应达到液体流速≥0.3m/s。

（二） 剩余污泥泵:

共3台，2用1备（1台库房备用）。每单池内设潜水污泥泵1台。排泥泵可在反应池滗水时将剩余污泥排至储泥池，每周期运行一次，每次排泥量约46 m3 ，Q=137m3/h，H=8m， N=4.7kw。

（三）回流污泥泵:

共3台，2用1备（1台库房备用）。每单池内设潜水污泥泵1台。回流污泥泵主要用于将主反应区混合液回流至厌氧选择区。Q=126m3/h，H=6m， N=4.7kw。

（四）滗水器:

共4台，每单池内设2台。单台滗水能力900-1300 m3/h，N=1.5kw。

（五） 膜片管式曝气器:

共1584套，每单池792套。曝气膜群采用小直径橡胶曝气软管，环向张力小，同时有很好的防倒流及缓冲作用，比较适用于间歇曝气。其使用寿命比传统产品长数倍，更主要特点是传氧效率高，节约能耗，检修维护方便。

（六）电动蝶阀;

DN500mm进水电动蝶阀：共2个，每池1个。

DN300mm曝气电动蝶阀：共2个，每池1个。

六、结语

污水处理厂的建设大大地削减了排入内河的污染物质，减轻了对本地内河水环境的污染负荷，在提高城市卫生水平，保护城市地下水水源以及保证水体功能方面，均有良好的环境效益。

由于城市污水处理厂属环境治理基础设施，投资一般较大，从直接经济效益上看，建设污水处理厂的直接投资效益并不显著，但从广义上看，其投资的间接经济效果显著，它主要通过减少污水排放对社会造成经济损失而表现出来：

（一）可减少企业分散进行污水治理所增加的投资和运行费用。

（二）可避免城市备用供水设施因水污染而报废或增加投资及运行费用，同时对城市供水保障具有较重要的战略意义。

（三）可避免因水污染而造成城市居民健康水平下降，医疗保健费用增加。