刘月，徐旭，贾蒙蒙，赵嫱，陶晶，彭程，任天奇

（北京博汇特环保科技股份有限公司，北京 100102）

1 工程概况

某乡镇污水处理厂的服务范围包含1个工业园区和3个乡镇，其近期服务人口约2万人，远期3万人，该乡镇污水处理厂接纳3个乡镇的生活污水与工业园区废水，园区企业需对废水进行预处理，达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级标准或GB／T 31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》的要求后，才能排入污水处理厂。该污水处理厂的建设按近、远两期进行；其中粗格栅与提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、污泥脱水间、紫外消毒渠等按远期一次性建设完成；生化池按近期建设，分两次建设完成；滤布滤池设备、紫外消毒设备、泵等按近期进行安装。目前，该污水处理厂一期工程已经建设完工，并通过调试进入了正常的运行阶段。

2 设计水质水量

该污水处理厂的近期设计规模为3 000 t／d，远期设计规模为5 200 t／d。其中工业园区废水所占比例约为20%，主要为石材废水，其污染物主要为悬浮物，无其他特殊污染物或生物毒性物质排放到水体中，废水排放量小、水质浓度高；生活污水占比约为80%，其污染物主要为氨氮、总氮及有机物等，污水排放量大、水质低。由于将二者合并处理可大大提高工业园区废水的可生化性，有利于工业废水的生化处理，同时由于工业园区废水水量小，进水水量、负荷波动不大，其对整个污水处理系统的影响较小，因此依据工业园区废水和生活污水的排放限值和水量比例，采用加权平均值法确定该污水处理厂一期工程设计进水水质。设计出水执行DB 51／2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》中工业集中区污水处理厂排放标准。设计进出水水质见表1。

表1 设计进出水水质Tab.1 Design influent and effluent water quality

3 污水处理工艺流程

工艺流程对污水处理厂出水指标能否满足要求发挥着至关重要的作用［1-3］，因此污水处理厂工艺流程的确定既要结合国内外污水处理厂的运行管理经验，还要考虑具体项目的水质特点及当地的环保要求［4］。

该厂污水中m（BOD5）／m（COD）＝0.29，污水的可生化性一般，故前段设置水解酸化池以提高污水的可生化性［5］；m（BOD5）／m（TN）＝3.1，故污水中碳源不足，无法达到理想的脱氮效果，需要向生化池投加碳源，为生物脱氮提供电子供体；m（BOD5）／m（TP）＝34，满足生物除磷的要求，故可以利用BioDopp生化池厌氧、缺氧和好氧交替的运行环境进行生物除磷，但由于生物除磷的效率有限，无法实现生化系统出水TP浓度直接达到排放标准，还需辅助化学除磷予以去除。依据该厂污水水质分析，以及本项目对污水处理程度的要求，最终确定采用粗格栅与提升泵房-细格栅及旋流沉砂池作为一级污水处理工艺对悬浮物等进行去除，采用水解酸化池-BioDopp生化池作为二级污水处理工艺对有机污染物进行去除，采用滤布滤池-紫外消毒渠作为三级处理工艺对污水进行深度处理。

BioDopp工艺是结合了氧化沟的混合液内回流及一体化结构的设计理念，利用A2／O不同功能分区的形式，通过创新的空气提推技术作为源动力，将不同功能单元结合在一起的生化处理工艺。该工艺具备占地少、能耗低、投资少及运营管理简便等优点，针对高浓度难降解工业废水及市政生活污水均有较大的处理优势。其主要的工艺特色为AAOAOC一体化结构、空气提推技术、高回流比技术、曝气控制技术、BioDopp SAS系统等［6］。

污水处理厂及BioDopp生化池的工艺流程分别如图1、图2所示。

图1 污水处理厂工艺流程Fig.1 Process flow of sewage treatment plant

图2 BioDopp生化池工艺流程Fig.2 Process flow of BioDopp biochemical pool

污水首先经过粗格栅截留大尺寸固体悬浮物后，再通过细格栅进一步去除较大尺寸的固体悬浮物，然后进入旋流沉砂池，利用其沉降分离作用去除污水中密度较大的无机颗粒，并同时去除部分密度较小的悬浮物。

旋流沉砂池出水流入水解酸化池，水解酸化池可以降解大分子有机物，去除水中部分COD及SS，水解酸化池采用脉冲布水系统，池内安装编织填料，以增加微生物量，出水采用三角堰集水槽，出水进入BioDopp生化池进行脱氮除磷、降解有机物。BioDopp生化池由厌氧区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区和沉淀区构成，厌氧区完成磷的充分释放，设置潜水搅拌机，同时自沉淀区进行污泥回流；前置缺氧区进行脱氮，设置潜水推流搅拌机，前置缺氧区出水端设置空气提推器，提供好氧至缺氧回流的动力，空气提推器可实现大比例回流，有效提高脱氮效率；后置好氧区内设软管曝气系统，该曝气系统可实现35%的充氧效率，大大降低了曝气能耗，后置缺氧区进一步进行脱氮，并防止碳源穿透。后置好氧区出水进入沉淀区进行泥水分离，出水进入滤布滤池，进一步去除SS，过滤后的出水经紫外消毒装置消毒后，计量排放。为有效保障污水处理厂的脱氮效率和可生化性，设置碳源投加系统。为有效保障污水处理厂的除磷效率，在生化反应池末端通过投加药剂进一步化学除磷。

粗细格栅的固体截留物粉碎后外运，进行卫生填埋处置。旋流沉砂池的沉砂由排砂设备排出，经螺旋洗砂机清洗后，外运进行卫生填埋处置。水解酸化池污泥和剩余污泥送至污泥储池，随后经机械浓缩、板框压滤机脱水后外运并处理。

4 主要构筑物及设计参数

（1）集水池与粗格栅渠。1座，采用钢筋混凝土结构，与进水泵房合建。集水池尺寸为3.8 m×1.5 m×7.0 m，粗格栅渠尺寸为5.9 m×1.5 m×7.0 m，内设2条渠道，一期工程完成2条渠道的土建及设备安装。单渠的设计水量为3 000 m3／d，配置宽0.7 m、栅条间隙20 mm的反捞式格栅除污机，2台格栅除污机共配置一套长度5.5 m、输送量0.5 m3／h的带式输送机。

（2）进水泵房。1座，采用钢筋混凝土结构，尺寸为3.8 m×2.4 m×7.0 m。一期工程安装2台潜污泵（1用1备），二期工程新增1台潜污泵（2用1备），Q＝130 m3／h，H＝19 m，N＝15 kW，带自动耦合装置。一期工程配备电动葫芦1台，起吊高度为10 m，轨道长度为15 m，功率为1.85 kW。

（3）细格栅渠。1座，采用钢筋混凝土结构，与旋流沉砂池合建。细格栅渠尺寸为3.5 m×2.2 m×1.7 m，内设2条渠道，一期工程完成2条渠道的设备安装，单渠设计水量为3 000 m3／d，每条渠各安装1台格栅机，格栅间隙为5 mm，宽度为0.5 m，安装角度为60°，功率为0.75 kW；螺旋输送机1台，长度为4.0 m，功率为1.5 kW。

（4）旋流沉砂池。2台，尺寸为φ1.5 m×3.5 m，单池处理水量为130 m3／h。一期工程完成全部设备安装，罗茨鼓风机1套，风量为1.5 m3／min，功率为2.2 kW；砂水分离器1个，流量为18～43 m3／h，功率为0.37 kW。

（5）水解酸化池。2座，尺寸为13.9m×5.0m×8.0 m，内置材质为PP＋维尼龙的组合填料。配备排泥泵2台，Q＝20 m3／h，H＝12 m，N＝1.5 kW；脉冲布水器4套，配套穿孔布水管。

（6）BioDopp生化池。2座，采用钢筋混凝土结构，一期工程完成近期生化池的建设与设备安装。单座生化池设计流量为62.5 m3／h，尺寸为22.4 m×13.9 m×6.5 m，有效水深为6 m，其中厌氧区有效容积108.40 m3，前置缺氧区有效容积为201.24 m3，前置好氧区有效容积为508.30 m3，后置缺氧区有效容积为126.72 m3，后置好氧区有效容积为125.72 m3；总水力停留时间为17.13 h，其中厌氧区为1.74 h，前置缺氧区为3.22 h，前置好氧区为8.14h，后置缺氧区为2.02 h，后置好氧区为2.01 h。标准状况下最大需氧量为420.36 kg［O2］／h，COD容积负荷为0.84 kg［COD］／（m3·d），NH3-N容积负荷为0.09 kg［NH3－N］／（m3·d），前置缺氧区总氮容积负荷为0.19 kg［NO3-－N］／（m3·d），后置缺氧区总氮容积负荷为0.12 kg［NO3-－N］／（m3·d），沉淀区表面负荷为0.63 m3／（m2·h），COD污泥负荷为0.18 kg［COD］／（kg［MLSS］·d），污泥龄为18.28 d，MLSS为4 500 mg／L，污泥回流比为100%（75%～100%可调），硝化液回流比为500%（100%～500%可调）。生化池配置的主要设备包含4组空气提推器、2套曝气系统、2台吸刮泥机、4台排泥泵、6台潜水搅拌器等。

（7）滤布滤池。1台，箱体式，尺寸为3.2 m×2.5 m×2.8 m，有效水深为2.6 m，设计处理规模为125 m3／h，水力停留时间为10 min，近期配套2片直径为2 m的滤布，远期增加2片同一型号的滤布。反冲洗废水返回前段预处理系统［7］。

（8）紫外线消毒及巴氏计量槽。设置1座巴氏计量槽，内设2条渠道，渠道内置紫外消毒设备，单条渠道按3 000 m3／d规模设计；巴氏计量槽的计量范围为0～600 m3／h，渠道有效长度为2.5 m，有效宽度为0.2 m。土建按远期规模5 200 m3／d施工，消毒设备按近期规模3 000 m3／d安装；配置1套紫外消毒模块及控制系统，模块内置12根紫外灯管，单管照射功率为260 W，消毒时间为8 s。

（9）污泥脱水系统。系统进泥含水率为99.2%，脱水后含水率不超过60%；近期湿泥量为30 m3／d，绝干污泥产量为195 kg／d。配置高压板框压滤机1台，过滤面积为45 m2，每天工作12 h；污泥调理罐2台，每天工作时间与高压板框压滤机一致，污泥调理罐每个工作周期约1.5 h，包括进泥、调理、出泥时间；进泥同时由药剂投加装置向调理罐同时投加PAC、FeCl3溶液，当脱水效果不好时，可以投加适量生石灰以改善脱水性能。

5 运行效果

本项目一期工程于2019年3月建成，调试完成至今运行效果稳定。2019年8月至10月实际进出水情况见表2。

表2 实际进出水水质Tab.2 Actual influent and effluent water quality

从表2中可看出，由于生化池设有厌氧区、前置缺氧区、后置缺氧区、前置好氧区和后置好氧区，脱氮除碳效果较好，出水NH3-N质量浓度为0.34 mg／L，COD质量浓度为28.2 mg／L。另外，TP、SS和TN等指标的出水浓度也明显低于设计值。

6 技术经济分析

该污水处理厂的运营费用主要包括电耗及药剂费用，其中电费为0.60元／t，药剂包括乙酸钠、PAC、PAM，药剂费用为0.29元／t，合计为0.89元／t。

7 结语

本工程采用水解酸化-BioDopp生化工艺处理生活污水和工业废水的混合废水，在进水COD、NH3-N、TN、TP质量浓度分别为312、30、42、2.8 mg／L时，出水分别为28.2、0.34、10.6、0.25 mg／L，出水水质稳定达到了DB51／2311—2016中工业集中区污水处理厂排放标准。BioDopp生化池集生化区、沉淀区为一体，布置紧凑、节省占地，可为其他类似污水处理厂的设计提供借鉴。