西安市第一污水處理廠升級改造工程設計

李蓉，王?，|，劉凱

（1.陜西廣播電視大學，陜西西安710119；2.西咸新區涇河新城規劃建設環保局，陜西西安713700；3.西安市環境監測站，陜西西安710054）

工程實例

西安市第一污水處理廠升級改造工程設計

李蓉1，王?，|2，劉凱3

（1.陜西廣播電視大學，陜西西安710119；2.西咸新區涇河新城規劃建設環保局，陜西西安713700；3.西安市環境監測站，陜西西安710054）

介紹了西安市第一污水處理廠升級改造工程的工藝流程和建構物設計。工程設計中充分考慮利用原有工程場地，新建多段多級AO池，與原有A2O工藝、中負荷系統工藝并行處理污水，處理量為4×104t/d，原有A2O工藝、中負荷工藝的處理負荷均由原本的6×104t/d降低為4×104t/d，大幅度提高了污水處理廠的凈化能力。最終升級改造后的污水廠出水水質達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A排放標準。

污水處理廠；升級改造；工程設計；多段多級AO池

西安創業水務有限公司鄧家村污水處理廠是西安市第一污水處理廠，該廠始建于1956年，最初為一級處理，處理能力為4×104t/d。經過1963年和1979年兩次擴建后，處理能力達到1.2×105t/d，并由一級處理提高到二級生物處理，采用傳統活性污泥法。1999年引進丹麥克魯格公司技術對該污水廠再次進行改造，將二級處理的1.2×105t/d分為兩部分，其中6×104t/d進入中負荷系統處理，另外6×104t/d采用A2O系統處理。2012年西安市環保部門要求西安市第一污水處理廠出水水質必須達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A排放標準，因此鄧家村污水處理廠決定對其2套水處理系統再次進行升級改造，改造后采用多段多級AO處理工藝，強化污水處理能力。

本廠升級改造項目只提高出水水質，處理規模仍為1.2×105t/d。旨在使污水處理廠出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級A排放標準。本次升級改造項目充分挖潛污水處理廠現有構（建）筑物的處理能力，最大程度地利用或改造現有處理構筑物，提高污水處理工藝生物脫氮除磷及有效去除SS的能力。

1 原有污水廠基本情況

1.1 原有工藝流程

本工程原有污水處理采用A2O+中負荷工藝，污泥處理采用重力濃縮＋機械脫水工藝。污泥經重力濃縮后，直接脫水外運處置。原工藝流程如圖1所示。

圖1 原工藝流程

1.2 原污水廠存在的問題

污水廠改造前存在的問題：（1）出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級B排放標準，尤其是SS、TN和TP指標不能滿足一級A標準；（2）原有大部分自動化構筑物的噪聲、惡臭如氨氣、硫化氫和臭氣排放對廠內和廠區邊界環境造成不利影響；（3）格柵、各類機房、分水井、調節池等工藝、機械設備存在老化現象，缺少維護；（4）現狀實際進水水質劣于設計值，各構筑物超負荷運行。

2 設計水質

根據西安市第一污水處理廠的運行經驗和對污水廠2008—2012年運行數據的分析，該廠的污水進水水溫≥12℃，pH 6～9；污水處理廠出水水質嚴格執行GB 18918—2002中的一級A標準，由此確定了升級改造工程的進、出水水質，見表1。

表1 西安市第一污水處理廠設計進、出水水質mg/L

3 升級改造內容及工藝流程

改造項目充分利用原有構（建）筑物，保留曝氣沉砂池、生物池配水井、終沉池配水井、終沉池、回流及剩余污泥泵房、變電所等；對原有A2O生物池、中負荷生物池、鼓風機房、消化池、脫水機房、進水分流井、粗格柵間、細格柵間、污泥濃縮池進行改造；新建1個多段多級AO池、微絮凝濾池、化學除磷池、紫外消毒渠。在環保工程方面，采用全過程除臭（CYYF）技術，綠化面積6 060m2。

升級改造后，新建多段多級AO池工藝與原有中負荷工藝并行處理污水，處理量為4×104t/d，原有中負荷系統和A2O工藝的處理負荷均由6×104t/d降低為4×104t/d。改造工藝流程如圖2所示。

新建及改造工藝段的主體構筑物是多段多級AO反應池，具有如下優點：（1）池內污泥濃度高。進水分多段流入池內，剩余污泥回流進入生物池前端厭氧區，由此形成污泥濃度從高到低的梯度，整體池內平均污泥濃度較高，而污泥負荷低，這使得硝化菌和反硝化菌、聚磷菌都處于良好生長環境，促進除磷

脫氮能力。（2）充分利用碳源。進水分多段進入厭氧區和缺氧區，可以將污水中的碳源利用程度最大化，保證反硝化反應、釋磷反應充分進行。（3）理想的抗沖擊負荷能力。由于進水是多段進入池內，且池內平均污泥濃度較高，池內微生物可以應對水質、水量的變化，保證穩定的處理效果。（4）工程投資省、運行費用低。根據相關研究，反應池容積較一般工藝縮小20%左右，使得同等條件下，反應池容積小，可以節省投資，而池內各段好氧區的污水經硝化后直接流入相鄰缺氧區，不同于A2O工藝中需要內回流及攪拌，所以設備的運行費和維護費可明顯降低。

圖2 升級改造工藝流程

4 改造設計

（1）進水分流井（改造）：更換閘門，規格DN 1500，材質鑄鐵鑲銅，1套。

（2）截磚井（改造）：更換格柵，規格B=1500mm，b=80 mm，不銹鋼材質，1臺，起重設備規格T=1 t，H=5m，N=1.7 kW，1臺。

（3）粗格柵間（改造）：更換背耙式格柵除污機2臺，規格B=1 500mm，b=15mm，N=1.5 kW。

豬種的好壞直接關系到生豬的生長速度，繁殖性能等。就以育肥豬場而言，三元雜交豬種就比低代雜交豬生長速度快，從出生到90 kg一般4～5個月就可完成，而一般豬種6個月也長不到90 kg。實際生產過程中，一些散戶養的豬8個月、滿年甚至1年多才出欄的現象屢見不鮮。實踐證明，每頭良種豬比一般豬最少多收入300～500元。

（4）細格柵間（改造）：更換6臺回轉式細格柵，規格B=1.05m，b=5mm，N=1.1 kW。

（5）多段多級AO池1（原有中負荷生物池改造）：增加橡膠膜片盤式曝氣器3 000套；DN300型電動調節閘閥，4個；DN300型、DN600型手動閘閥各4個；生物導流板均為HIPS材質，尺寸為9 700mm×4 700mm的生物導流板18塊，尺寸為9 300mm×4 700mm的生物導流板18塊，尺寸為5 000 mm×4 700 mm的生物導流板3塊，尺寸為4 600 mm×4 700mm的生物導流板3塊，尺寸為9000mm×4800mm的生物導流板4塊。

（6）多段多級AO池2（原A2O生物池改造）：增加橡膠膜片盤式曝氣器6 600套；DN400型、DN350D型、N300型電動調節閘閥各4個；DN250型電動調節閘閥2個、DN250型手動蝶閥4個，DN300型手動閘閥4個；生物導流板均為HIPS材質，其中尺寸為2 900mm×4 600mm的生物導流板20塊，尺寸為2900mm×5100mm的生物導流板6塊，尺寸為6 100mm×5 100mm的生物導流板4塊，尺寸為1 450mm×5 100mm的生物導流板6塊，尺寸為4 100mm×5 100mm的生物導流板2塊，尺寸為6 000mm×4 500mm的生物導流板56塊。

（7）多段多級AO池3（新建）：1座，分2池，單池尺寸為65m×30m×5.6m；配有盤式微孔曝氣器4800個，單個曝氣器直徑260mm，曝氣流量2~3m3/h；DN400型電動調節閘閥6個，配水使用；DN150型手動蝶閥18個，配水使用；DN300型電動調節蝶閥6個，配氣使用；尺寸為8 000mm×4 700mm，的生物導流板68塊。

（8）微絮凝濾池（新建）：1座，分為2格，由51.3m× 3.3m×4.0m的混合絮凝池和51.3m×18.7m×4.0m的濾池組成，配有雙曲面攪拌機，規格N=2.2 kW，D=1 000mm，1臺；懸浮濾料規格粒徑0.8~1.2mm，EPS材質，總表面積404 m3；濾頭規格D=25mm，28 224個；DN600型、DN300型電動蝶閥各24個。

（9）紫外消毒渠（新建）：1座，尺寸13.50m×3.04m× 3.00m，配有紫外線消毒系統1套，燈管144根，N= 46 kW；插板閘尺寸1200mm×1200mm，3個；潛水推流泵規格Q=2 500m3/h，H=1.3m，N=18.5 kW，2臺。

（10）污泥濃縮池（改造）：濃縮機規格D=15m，N=0.75 kW，2臺。

（11）污泥均質池（原消化池改造）：配有DN50型穿孔曝氣管，S304材質，總長50m；DN50型蝶閥1個。

（12）脫水機房（新建）：帶式脫水機，規格B=

2 000mm，Q=20m3/h，N=3.5 kW，1臺；污泥切割機，規格Q＝45m3/h，N=3.0 kW，1臺；污泥螺桿泵，規格Q=4 m3/h，L=8.0m，N=4.5 kW，1臺；絮凝劑制備裝置，規格N=4 kW，1臺；加藥螺桿泵，規格Q為0.6～1.5m/h，H＝30m，N=1.0 kW，1用1備；空壓機，規格Q=0.3m3/min，P=0.7MPa，N=3 kW。

（13）化學除磷池（新建）：尺寸12.75m×7.00m× 4.00m，配有雙曲面攪拌機，規格D=1 000mm，N=2.2 kW，2臺；蜂窩斜管填料，規格D=80mm，L=1.0m，PP材質，總表面積68 m2；污泥泵臺，規格Q＝5.0 m3/h，H=10 m，N=1.5 kW；出水槽尺寸200 mm× 300mm，S304材質，總長72m。

（14）鼓風機房（新建）：單級高速離心鼓風機1臺，規格Q=200m3/min，△P=60 kPa，N=280 kW。

（15）除臭裝置（CYYF）：培養箱尺寸D= 1 200mm×2 000mm，覆蓋全程工藝總數60臺。

5 主要經濟指標

本工程建設總投資約8 530萬元，單位水增加總成本0.263元/m3，資金由建設單位自籌解決。通過現金流量表計算，得主要財務指標匯總如表2。

表2 財務分析主要指標匯總

由表2可以看出，從內部收益率來看，本工程可保本經營；從利潤預測看，本工程有一定的企業自我發展能力。本項目國民經濟效益明顯，對社會的凈貢獻很大，各項經濟指標均明顯優于基準指標。

6 改造后出水水質指標

本污水處理廠經升級改造后出水水質穩定，已于2015年6月通過竣工環保驗收。目前，該污水處理廠運行水量基本穩定在（1.1～1.2）×105m3/d之間。環保部門監測數據見表3。

表3 2015年西安市第一污水處理廠實際出水水質

由表3可以看出，西安市第一污水處理廠自升級改造后，調試運行以來，各項指標穩定運行并優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A排放標準，尤其是SS、總磷指標要遠優于預期目標?？梢?，經過升級改造后，原有和新建主體構筑物的污水處理負荷減小，加之對構筑物設備的修建和改造，最終使城市污水處理廠的處理能力得到顯著提高。

Engineering design of the upgrading and reconstruction ofWWTP No.1 in Xi'an City

LiRong1，Wang Haiwei2，Liu Kai3
（1.ShaanxiRadio And Television University，Xi'an 710119，China；2.Planningand Construction Bureau of XiXian New Area，Xi'an 713700，China；3.Xi'an City EnvironmentalMonitoring Station，Xi'an 710054，China）

The process flow and construct design of the upgrading and reconstruction engineering ofWWTPNo.1，in Xi'an City are introduced.The utilization of original engineering site has been fully considered in the engineering design.New multi-section andmulti-stage tank has been builtand used concurrently with the original A2O process andmedium loading process for treating the wastewater.Its treatment capacity is 4×104t/d.The treatment loads of original A2O process andmedium loading processare both decreased from original 6×104t/d to 4×104t/d，indicating that the purification capacity of theWWTP is improved greatly.The effluentwater quality of the wastewater plant after the final up-grading and reconstruction reaches the Firstclass A discharge standard，specified in the Discharge Standard ofPollutants forMunicipalWastewater TreatmentPlant（GB 18918—2002）．

WWTP；upgrading and reconstruction；engineering design；multi-section andmult-stage AO tank

X703

A

1005-829X（2016）11-0096-04

李蓉（1984—），工程師。電話：18089176833，E-mail：68199404@qq.com。

2016-08-12（修改稿）

2015年度陜西工商學院科研課題（15G-08-B14）