文_王大辉 中建环能科技股份有限公司

南京南河是区域主要排涝通道、主城生态补水体系中的骨干河流，全长9.3km，2016年建设4座初雨调蓄池，均设污水处理系统。本工程为其中2座调蓄池的污水处理系统，总规模为2×2000m3/d，受环境影响，建设用地紧张，空间有限，采用以MBBR为主体工艺处理。

1 工程概况

1.1 调蓄池简介

本工程为在原有2座已建调蓄池基础上分别设计一套污水处理系统，处理截流的初雨和溢流污水，达标后排入南河。

1#调蓄池有效容积为6900m3，2#调蓄池有效容积为6500m3。2套调蓄池均分2层，负二层为调蓄池，负一层为预留污水处理系统等。1#调蓄池负一层平面尺寸为28×27m，净高3.92m，柱距4.55～6.88m。2#调蓄池负一层平面尺寸为72.3m×(6.3-19.1)m，净高4.15m，柱距为6.5m。调蓄池进水口设回转格栅,池底设2台智能喷射器；另设应急排水泵1台，臭气经收集至等离子除臭设备处理。

1.2 处理水量

本工程雨天工况下总处理量为4000m3/d，1#和2#调蓄池设计总处理量均为2000m3/d。晴天工况总处理量为1800m3/d，1#和2#调蓄池设计总处理量分别为1000m3/d和为800m3/d。

1.3 水质目标

出水达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类水标准后外排。具体出水指标如表1。

表1 设计出水指标

2 工程设计

2.1 进水水质确定

初雨水质由于受地区开发情况、降雨特点和管网系统等，其水质变化较大。本工程原设计无进水水质标准。

经调研，上海市政设计院设计的5座调蓄池，其进水水质如表2。

表2 上海市政院设计5座调蓄池实测进水水质

同时，国内部分城市初期雨水水质如表3。

表3 国内部分城市初期雨水水质

潍坊市虞河下游调蓄池平均进水COD约110mg/L。通过现场实测进水，1#调蓄池进水水质为COD：79mg/L，氨氮：13.2mg/L，总磷：1.55mg/L。

基于以上分析，考虑地区差异和项目特点，本工程设计进水水质如表4。

表4 设计进水指标

2.2 工艺路线设计

本工程设计从调蓄池底部取水，由于调蓄池底部沉积有泥砂，须预处理，针对本工程地下有限空间和面积的情况下，选择旋流除砂配套砂水分离器。对于本工程高标准出水要求，COD采取生化法去除，TP和SS采取物化方法去除。

在众多污水处理站生化工艺中以MBR、MBBR和接触氧化工艺应用最多，MBR由于设备高度无法检修、接触氧化占地面积较大等因素不适用于本工程。物化处理工艺中以磁混凝沉淀、高效沉淀、气浮、混凝沉淀等应用最多，磁混凝沉淀和高效沉淀由于设备高度限制、混凝沉淀占地面积大等因素不适用于本工程。污泥处理采用一体化叠螺机处理。因此本工程处理工艺为：旋流除砂+一体化MBBR+气浮机，具体工艺流程如图1所示。

2.3 预处理设计

本工程预处理为为旋流除砂及配套砂水分离和提篮格栅，旋流除砂器型号为XCS180，设备直径Φ1800mm，设备总高3200mm；砂水分离器型号为SF260，处理能力5～12L/s，螺旋倾角25°，设备总长4720mm，总高2680mm。采用提砂泵，Q=15m3/h，H=3m。

为节省空间，提篮格栅设置于MBBR池进水口，尺寸为500×500×1000mm，栅隙10mm。

2.4 一体化MBBR池设计

根据出水指标，本工程出水未考核TN，因此未设计反硝化区。

1#调蓄池MBBR设备尺寸为19.48×12.5×2.7m，对于池中立柱采用环形包裹方式，有效水深2.2m，设计水利停留时间6.4h。池体共分6格，每格之间设置填料拦截装置，采用不锈钢网格，高度为2.2m，宽度0.8m。污泥负荷为0.16kgBOD5/(kgMLSS.d)，氨氮负荷为0.036kgNH4-N/(kgMLSS.d)。

2#调 蓄 池MBBR设 备尺寸为20.5×5.6×2.7m和17.95×5.25×2.7m，池内有效水深2.3m，设计水利停留时间5.77h。每个池体共分3格，填料拦截装置同1#MBBR设备。污泥负荷为0.19kgBOD5/(kgMLSS.d)，氨氮负荷为0.041kgNH4-N/(kgMLSS.d)。

为达到良好的流化状态，悬浮填料的填充率应＜70%，实际工程应用，好氧悬浮载体填充率一般在20%～60%，本工程悬浮填料填充率30%，有效比表面积为620m2/m3。

2.5 曝气系统设计

在曝气作用下，水流紊流程度与无悬浮载体时相比更大，氧的传递效率提高，氧的利用率也提高，由于本工程受高度限制，为提高曝气充氧效率和保证载体填料在池中良好的流化状态，曝气装置采用曝气盘形式，曝气盘尺寸为Φ215mm，1#调蓄池曝气盘共780个，2#调蓄池曝气盘共660个。采用回转风机，2套MBBR池均采用5台风机，4用1备，Q=5m3/min，H=4m。

2.6 沉淀池设计

MBBR系统中，除载体上附着生物膜，载体之间相互碰撞和水力剪切引起生物膜的脱落，因而还有悬浮态的生物膜，本工程在MBBR池后端设置斜板沉淀池。

1#调蓄池中沉淀池尺寸为8.0×5.5×2.7m，设计表面负荷1.89m3/m2·h，2#调蓄池中沉淀池尺寸为8.5×4.0×2.7m，设计表面负荷2.45m3/m2·h。沉淀池底部采用穿孔排泥方式，设置污泥回流泵2台，1用1备，Q=25m3/h，H=14m；并设置反冲洗水泵1台，用于沉淀池斜板反冲洗，Q=25m3/h，H=25m。

2.7 一体化气浮机设计

气浮机采用溶气气浮，其尺寸为：6.2×3.5×2.1m，加压泵参数：Q=30m3/h，H=50m，表面负荷5.4m3/(m2·h)。PAC计量泵2台，1用1备，Q=50L/h。PAM计量泵2台，1用1备，Q=170L/h。

2.8 清水池和出水泵

由于气浮机出水无法自流外排，因此通过设置清水池和出水泵提升外排。1#调蓄池清水池尺寸5.0×2.0×2.0m，2#调蓄池清水池尺寸6.5×2.1×2.0m，每个站点配套出水泵2台，1用1备，Q=85m3/h，H=6m。

2.9 其他工艺设计

2.9.1 污泥处理系统

2个站点污泥池尺寸均为4.0×2.0×2.0m，每个站点配套2台污泥泵，1用1备，Q=5m3/h，H=5m；单台叠螺机绝干污泥处理量为30～40kg.DS/h，PAM计量泵2台，1用1备，Q=315L/h。

2.9.2 土壤生物除臭系统

本工程仅1#调蓄池采用土壤生物除臭系统，MBBR池、污泥池、污泥脱水间等产生的臭气经收集处理后尾气符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准排放，处理风量为2000m3/h。

3 运行效果

本工程自2020年8月份开始运行至今，实际进出水水质检测如表5、6。

表5 1#调蓄池污水处理站实际进出水水质

表6 2#调蓄池污水处理站实际进出水水质

实际进水值低于设计值，其中2#调蓄池进水稍好于1#调蓄池；2套水处理系统出水均能达标。冬季时，随着进水温度降低，出水氨氮出现上升趋势，通过观察发现MBBR池后段填料上生物膜几乎没有，而且水质清澈，说明MBBR池处于极低负荷，没有多余的营养供微生物生长所需导致填料上微生物量大大降低，从而影响出水处理效果，后通过投加碳源（乙酸钠）保持填料上微生物膜量，以保证出水效果。

4 结语

南京2座调蓄池污水处理系统在地下有限面积和有限空间采用除砂预处理+MBBR+气浮处理工艺处理初雨及溢流污水出水稳定达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类。在低浓度低温运行投加碳源保持填料上微生物量，从而保证出水稳定达标排放。