刘 玲 张微薇

（1.南京市市政设计研究院有限责任公司，江苏 南京 210018；2.南京工业大学城市建设学院，江苏 南京 211816）

0 引言

贵港市位于广西东南部是一座内河港口城市，近年来贵港市建设发展迅速，城市范围不断扩大，现有污水处理厂容量已渐趋饱和，为了避免地表水体和地下水源遭到污染，亟需建设城东污水处理厂，保护天然水体环境。城东污水处理厂规模为近期4万m/d，远期8万m/d。建筑用地实际面积：40500m，建构筑物总占地面积：10307m。该项目总投资为12362.8万元，其中工程费用7353.8万元。根据进出水水质和处理要求，并结合项目区域规划建设的实际情况和建设发展要求，确定该污水处理厂工程主要处理工艺：改良A/A/O+高效沉淀池；出水达到一级A标准。

在该污水处理厂未建设前，贵港市现有污水处理厂分别为城西污水处理厂、江南污水处理厂。

城西污水处理厂处理规模为10万m/d，实际污水处理量已接近满负荷，服务范围为江北片老城区、城北新区、糖城片及西江片区，处理工艺为氧化沟工艺；出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。江南污水处理厂处理规模为5万m/d，服务范围：江南流域及江南工业园流域，处理工艺为氧化沟工艺；出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准，2009年开始建设，已建设完成。

随着贵港市城市建设步伐的加快，城北区东部片区建设正在如火如荼地进行，根据排水专项规划要求，该片区污水应汇入城东污水处理厂统一处理，但城东污水处理厂至今都未列入建设计划，大量污水无法处理，必然导致郁江水体环境恶化。

1 污水量预测

污水由给水转化而来，通过分析城镇给水情况，可以确定城镇污水量及主要构成。城市用水量的预测，是确定城市供水规模、工程投资及污水量的依据。针对城东污水处理厂服务范围，考虑采用现状用水量推算法和用水指标预测法来进行污水量预测。确定城东污水处理厂近期规模为4万m/d，远期规模为8万m/d。

2 进出水水质及工艺流程

城市污水水质如何，直接影响污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水厂经营成本。因此须调查了解现状城市排放的污水水质，并结合城市居民生活水平状况情况，参考类似城市污水厂原污水水质的取值，合理确定城东污水处理厂原污水水质，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。

从我国污水处理厂的统计资料来看，一般北方城市污水收集系统比较完善，用水量较小，污水厂进水水质的BOD及值较高；而南方城市的污水收集系统不太完善，用水量较大，污水厂进水水质的BOD及值偏低。

污水处理的工艺流程应根据进水污染物浓度及设计出水水质进行选择。由于城东污水处理厂尚未建成，其服务范围内的沙江泵站（设计流量1.24万m/d）及圣湖泵站（设计流量0.54万m/d）的污水现由城西污水处理厂进行处理。目前2个泵站服务范围内尚未完全分流，进水中存在部分雨水。近期对服务范围内几处污水检测结果如表1所示。

表1 泵站及主要排污点检测结果（mg/L）

城西污水处理厂已运行多年，有较为翔实的水质数据，针对其进水水质数据进行涵盖率分析如表2所示。

贵港城西污水处理厂的服务范围主要为老城区，管网基本为雨污合流，通过截流干管收集污水，常年进水水质相对较低，通过表2可以看出，在涵盖率85%的情况下，对应COD浓度仅为100mg/L，BOD浓度约为60mg/L，总氮及氨氮的浓度也较低。

表2 不同涵盖率进水水质汇总表（mg/L）

城东污水处理厂来水主要为生活用水，服务范围内规划污水管均为分流制，在建成后进水水质受原有合流制管网的影响程度较小。因此结合污水水质情况，确定城东污水处理厂的进水水质。设计出水水质根据贵港市人民政府办公室正式印发的《贵港市水污染防治行动计划工作方案》（贵政办通【2016】5号）要求，新建城东污水处理厂的出水执行一级A标准，具体指标见表3。

表3 设计进、出水水质（mg/L）

处理厂进水的BOD/COD＞0.3，可进行生化处理，采用可靠的二级处理工艺完全可使出水COD≤50mg/L，达到一级A标准。

为了保证污水处理厂的正常运行和出水水质的稳定，接管污水必须符合《污水排入城市下水道水质标准》（GB/T31962—2015）中规定。

城东污水处理厂采用污水处理工艺为“预处理+改良A/A/O生化池+高效沉淀池+紫外线消毒工艺”。

3 工艺技术特点

传统A/A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。污水在流经3个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群的作用下，去除污水中的有机物、氮和磷。厌氧、缺氧和好氧3个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此除磷脱氮效果较好。目前，该法在国内外使用较为广泛。A/A/O工艺是应用最广泛的生物除磷脱氮技术，但从理论上讲，前置反硝化不可能实现100%的脱氮，因此，回流污泥中硝酸盐对生物除磷的影响总是存在的，为了尽量减少这种不利影响，针对回流污泥中的硝酸盐进行反硝化的改良型A/A/O工艺得到了研究的应用。

改良型A/A/O工艺是在传统A/A/O法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池（图1），来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入反硝化池（另90%左右的进水直接进入厌氧池），停留时间为20min~30min，微生物利用10%进水中的有机物作碳源进行反硝化，去除回流污泥带入的硝酸盐，消除硝态氮对厌氧池释磷的不利影响，保证除磷效果。

图1 改良型A/A/O工艺流程

深度处理旨在进一步降低出水中的COD、BOD、SS、TN、TP等污染物指标，从一级B标准到一级A标准，氮、磷等指标的去除率要求较高，必须通过深度处理单元才能满足出水要求。

污水深度处理工艺应根据水质目标选择，工艺单元的组合形式进行多方案比较，满足实用、经济、运行稳定的要求。污水深度处理工艺单元主要包括混凝、沉淀、过滤、消毒，必要时可采用活性炭吸附、膜过滤、臭氧氧化和自然处理等工艺单元。根据城西污水处理厂现状及目标出水水质、现有工艺流程与布局以及厂区可用地情况，该工程深度处理方案就混凝、沉淀、过滤、消毒进行论证。

高效混凝沉淀是以体外污泥循环回流为主要特征的一项沉淀澄清新技术，借助高浓度优质絮体群的作用，大幅度提高絮凝和沉淀效果而得名。过滤是保证出水水质的重要环节，主要去除进水中的悬浮固体。过滤装置类型较多，一般有普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池等。近年来，在传统过滤装置基础上又发展形成了连续流砂过滤器、滤布滤池等成套、定型过滤设备。目前城市污水深度处理中常用的有滤布滤池和深床滤池等。

城东污水厂采用的深度处理工艺为高效混凝沉淀，它具有总投资相对较低、出水水质稳定、配套设备相对较少、运行管理简便等优点。高效混凝沉淀池是“混合凝聚、絮凝反应、沉淀分离”3个单元的综合体，即把混合区、絮凝区、沉淀区在平面上呈一字形紧密串接成为一个有机的整体。该工艺是在传统的斜管式混凝沉淀池的基础上，充分利用加速混合原理、接触絮凝原理和浅池沉淀原理，把机械混合凝聚、强化絮凝、斜管沉淀分离3个过程进行优化组合，从而获得常规技术所无法比拟的优良性能。“高效”体现在2个方面：1）集混合、絮凝、沉淀、泥渣浓缩于一体，水头损失小，系统效率高；2）采用斜管沉淀、泥渣回流等措施大幅提高沉淀区表面负荷，沉淀效率高。高效混凝沉淀池处理效率高，出水水质稳定，越来越多地应用于污水深度处理中。

高效混凝沉淀池中絮体循环使用提高了絮凝剂使用效率，节约10%~30%的药剂；斜管的布置提升了沉淀效果，具有较高的沉淀速度，可达20m/h~40m/h；排放的污泥浓度较高，可达30g/L~50g/L；耐冲击负荷，对进水波动不敏感；处理效率高，单位面积产水量大，土建投资低，尤其适用于改扩建工程。

4 主体构筑物及工艺参数

4.1 粗细格栅及进水泵房

粗格栅是去除污水中较大的漂浮物，拦截直径大于20mm的杂物，以保护水泵不致堵塞和磨损，并保证后续处理构筑物的正常运行。采用2套三索式格栅除污机，渠宽1600mm，栅前水深0.85m，格栅间隙20mm，安装倾角=75°。

进水泵房是将污水一次提升，使污水以重力依次流过各处理构筑物，以保证污水厂的正常运转。采用4台潜污泵，3用1备。

4.2 细格栅及进水泵房

细格栅进一步去除污水中的漂浮物及直径大于5mm的杂物，保证后续处理构筑物的正常运行。采用2套回转式细格栅清污机，渠宽1600mm，栅前水深1.0m，格栅间隙5mm，安装倾角=75°。

旋流沉砂池：利用物理原理去除水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，保证后续处理构筑物的正常运行。污水经细格栅进入1套旋流沉砂设备，直径3100mm，高=3.0m，配套设备搅拌机2套=0.75kW。螺旋压榨机，=300mm，=1.5kW和砂水分离器，=12L/s~20L/s，=0.37kW各一台。

4.3 改良A/A/O生化池

改良A/A/O生化池由预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池组成，有效降解污水中有机物、TN、TP、SS等污染物。其土建、设备均按近期考虑，为4.0万m/d。总体尺寸为60m×58m×6m。设计参数如下：污泥浓度MLSS为3.5g/L，污泥回流比为50%~100%，混合液回流比为100%~300%，污泥总产率系数为0.6kgMLSS/kgBOD，校核污泥负荷为0.063kgBOD/kgMLSSd，污泥龄为15d，总停留时间HRT为12h（其中，预缺氧区0.5h、厌氧区1h、缺氧区4.0h、好氧区6.5h）。预缺/厌氧池各设两套潜水搅拌器。缺氧池设4套潜水推流器。曝气装置采用薄膜盘式微孔曝气器，Φ260mm，=2.4m/（个·h）。

4.4 二沉池

二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。设计2座周进周出式辐流式沉淀池，其直径为32m，池边水深：4.0m。平均表面水力负荷：1.04m/（mh），最高表面水力负荷：1.35m/（mh），平均固体负荷：174.1kg/（md）。每座二沉池配中心传动单管吸泥机1台，其直径=32m，=0.55kW。

4.5 高效沉淀池

高效沉淀池是“混合凝聚、絮凝反应、沉淀分离”3个单元的综合体，在传统的斜管式混凝沉淀池的基础上，充分利用加速混合原理、接触絮凝原理和浅池沉淀原理，把机械混合絮凝、机械强化絮凝、斜管沉淀分离三个过程进行优化组合，从而获得常规技术无法比拟的优良性能。该污水厂设计及高效混凝沉淀池1座，平面尺寸：×=25.0m×26.0m，有效水深：6.5m。其设计参数如下：变化系数取1.31，混合时间=3min，絮凝时间=15min，斜板沉淀池平均表面负荷：8.0m/（m·h）。配备混合搅拌机1台，絮凝反应搅拌机2台，浓缩刮泥机2台，回流污泥螺杆泵2台，剩余污泥螺杆泵2台，备用污泥螺杆泵2台。

4.6 紫外消毒渠与巴氏计量槽

紫外消毒渠目的为进一步提高出水水质，满足排放水质要求。紫外消毒渠1座，变化系数：取1.31，平面尺寸：×=11.7m×5.1m，有效水深：1.0m。巴氏计量槽1座，设计规模按远期考虑，为8.0万m/d。变化系数：取1.31，尺寸：××=15.0m×2.0m×1.5m。

4.7 尾水泵房

污水处理厂尾水最终排至郁江，结合郁江50年一遇水位，根据高水高排、低水低排的设计理念，汛期时通过尾水泵房排至郁江。采用4台潜污泵，3用1备。

4.8 污泥处置

根据相关协议，该工程污泥脱水后（含水率低于80%）送至污泥集中处置中心进行堆肥处置。该工程污泥处理处置采用污泥脱水+好氧堆肥+土地利用的技术路线。生化系统产生的剩余污泥、混凝沉淀产生的污泥暂存至污泥贮池内，然后进入脱水机房进行浓缩脱水。综合考虑技术、经济、环境与运行管理因素，该工程污泥脱水设备选择带式浓缩脱水一体机。

5 结语

该设计方案废水处理设备在运行上有较大的灵活性及可调性，以适应水质、水量的变化。在平面布置方面，力求占地面积小，尽量降低工程造价。流程简单，操作、管理方便。主要处理工艺为A/A/O+高效沉淀池；出水达到一级A标准。处理单元去除效果预测待处理污水经上述各构筑物处理以后，出水能够达到预期的目的，对改善水体、水环境质量，提高人民生活质量，保证人民身体健康，贯彻可持续发展战略，建立和谐社会，建设贵港市城东污水处理厂是十分必要的。