江西省上饒市江北污水處理廠改擴建西遷工程設計

何帥 趙輝 程俊 沙振杰

摘要：江西省上饒市江北污水處理廠一期常超負荷運行，出水時常不達標，而排放標準又顯著提高，且周邊已無增加征地的余地，綜合考慮，需另選適宜廠址集中建設污水處理廠。經多方面技術經濟比選和設計優化，污水處理采用簡潔高效的“兩點進水A2/O循環流式生物池+高效沉淀+纖維轉盤過濾”組合工藝，出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB?18918-2002）一級A標準后就近排入信江。

關鍵詞：兩點進水A2/O循環流式生物池????高效沉淀???纖維轉盤過濾???污水處理廠改擴建西遷

中圖分類號：X703???文獻標識碼：A

Design?of?the?Reconstruction?and?Expansion?and?Westward?Migration?Project?of?Jiangbei?Sewage?Treatment?Plant?in?Shangrao，?Jiangxi?Province

HE?Shuai???ZHAO?Hui??CHENG?Jun???SHA?Zhenjie

（Central?&?Southern?China?Municipal?Engineering?Design?and?Research?Institute?Co.，?Ltd.，?Wuhan，?Hubei?Province，?430010?China）

Abstract：The?Phase?I?project?of?Jiangbei?Sewage?Treatment?Plant?in?Shangrao，?Jiangxi?Province?often?overloaded，?and?the?effluent?often?failed?to?meet?the?standard.?The?discharge?standard?has?been?significantly?improved，?and?there?is?no?room?for?additional?land?acquisition?in?the?surrounding?area.?Considering?comprehensively，?it?is?necessary?to?select?another?suitable?site?for?centralized?construction?of?sewage?treatment?plants.?By?various?technical?and?economic?comparison?and?selection?and?design?optimization，?the?sewage1?treatment?adopted?the?simple?and?efficient?"two-point?inlet?A2/O?biological?tank?+?high-efficiency?precipitation?+?fiber?rotary?filtration"?combined?process，?and?the?effluent?was?discharged?into?Xinjiang?nearby?after?it?reached?the?Class?A?standard?of?"Discharge?Standard?of?Pollutants?for?Municipal?Wastewater?Treatment?Plant"?（GB18918-2002）.

Key??Words：Two-point?inlet?A2/O?biological?tank;?High-efficiency?precipitation;?Fiber?rotary?filtration;?Reconstruction?and?expansion?and?westward?migration?of?Sewage?treatment?plant

1?項目背景

江西上饒市江北污水處理廠位于上饒縣旭日鎮旭日村，龍潭大橋下游1.7?km，占地9.6?hm。2005年一期工程8萬m3/d?竣工投產，尾水排放執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB?18918-2002）一級B標準，排至信江。近年來，隨著信洲水利樞紐的興建，信江上游水位升高，流速下降，水體自凈能力下降，因而，現狀污水廠尾水需執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB?18918-2002）一級A標準[1]。今年以來，江北污水處理廠的實際污水處理量達8.1萬m3/d，已處于超負荷運行狀態。隨著上饒市城區的快速發展，江北污水處理廠已處于中心城區，這有礙于把上饒市建設成為高品位的宜居園林城市的總體發展要求，并且由于出水標準的提高，預留用地已經不能滿足擴建及提質的需要，其周邊又無增加征地的可能，需另選適宜廠址集中建設污水處理廠。

2?原污水處理廠的處理工藝及存在問題

2.1?原污水處理廠的處理工藝

上饒市污水處理廠處理工藝采用氧化溝工藝（卡魯塞爾氧化溝），主要處理設施有粗格柵、進水泵房、細格柵、沉砂池、氧化溝、二沉池、脫水機房、儲泥池、尾水消毒系統等。

2.2?原污水處理廠存在的問題

（1）隨著城市經濟的發展，污水排放量也逐漸增加，原污水處理廠的污水處理規模不足，部分污水直排信江，對信江水環境造成了污染。

（2）隨著城市建設的發展，尤其是上饒市新一版總規的重新定位，信江河沿岸已被規劃為商住用地，致使原污水廠周邊無擴建所需土地。

（3）污水處理廠的尾水排放需提高到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB?18918-2002）一級A標準，現狀污水廠的排放標準已不能滿足要求。

3??改擴建西遷工程設計方案

3.1?設計進出水水質及去除率

本工程污水處理廠總規模20萬m3/d，一次建成，為了匹配水量及后期運營維護需要，分成兩組，一組規模12萬m3/d，另一組規模8萬m3/d，設計進出水水質及去除率見表1。

3.2?設計方案

（1）廠外污水提升泵站，該污水提升泵站規模與污水處理廠規模一致，設計總規模為20萬m3/d。

（2）廠外污水收集主干管，污水干管沿現有濱江西路車行道敷設，采用頂管施工。污水干管管徑采用DN1800，管材采用F型鋼筋混凝土頂管，管道坡度為0.8‰，管道全線長度2.54?km。

污水壓力管道起于污水提升泵房出水，終于新建污水廠紅線外，污水壓力管道管徑采用DN1500，管道全線長度8.72?km，采用開挖施工，管道平均埋設深度2.8?m。管材采用球墨鑄鐵污水管，過河及局部復雜路段采用鋼管。

該工程初設階段根據污水處理廠進水及出水水質要求，并結合擬建污水處理廠規模、用地條件、管理水平等因素綜合考慮，擬選兩點進水A2/O工藝、JSBC工藝（可研推薦）進行技術經濟比較，從而推薦該工程的最佳方案。

（1）兩點進水A2/O工藝，兩點進水A2/O循環流式生物池，即在常規A2/O工藝的厭氧區前增加一個選擇區（預缺氧區），進水分兩點，20%～50%進水到選擇區，50%～80%進水到厭氧區。部分污水和回流污泥進入選擇區，停留時間為20～30?min，微生物利用進水中有機物去除回流污泥中的硝態氮，消除硝態氮對厭氧池的不利影響，以保證厭氧池的穩定性，提高除磷效率[2]。

（2）JSBC生化工藝，JSBC工藝是從日本引進的污水生化處理新工藝，二沉池的回流污泥和經過一級處理的污水進入JSBC裝置（生物膜法裝置），在JSBC裝置中，通過附著在JSBC裝置載體表面上的Bacillus菌（芽孢桿菌屬）吸附和分解進水中的有機物、氨氮和磷酸鹽。JSBC裝置對有機物的去除率一般可達到50%～70%。JSBC裝置自流入曝氣池，在曝氣池內，通過對溶解氧等條件的控制，保證Bacillus菌處于優勢地位，最大可能發揮其高效去除有機物、磷和氮的能力。曝氣池的出水自流入二沉池，在二沉池內泥水進行分離，上清液達標排放[3]。

根據上述兩個工藝方案的特點，做出技術比較，如表2所示。

從表2中的比較可以看出，兩個方案各有優劣。兩點進水A2/O工藝在國內外污水處理中應用都比較廣泛，技術成熟、工藝穩定；JSBC工藝屬于新型的處理工藝，目前在國內應用較少，大部分使用在中小型污水處理廠。在技術上，兩點進水A2/O工藝運轉可靠性高，適應性強，抗沖擊負荷能力強，充氧效率高，占地較??；JSBC工藝需氧量小，能耗較低，但設備較多，需要外加營養劑促進微生物生長和繁殖，另外JSBC工藝的二沉池出水波動較大，不易控制SS達到一級A標準。綜合比較，兩點進水A2/O工藝出水水質好，耐沖擊負荷，占地面積較小，能耗較低，因此本項目生物處理工藝方案推薦采用兩點進水A2/O工藝[4]。

4?主要構筑物工藝設計

4.1?曝氣沉砂池

曝氣沉砂池平面尺寸28.70?m×12.9?m，深6.9?m，有效水深3.2?m，分兩道，每道寬4.8?m。配1臺移動橋式吸砂機排砂，吸砂機采用氣提泵吸砂，功率為2.9?kW。

4.2兩點進水A2/O循環流式生物池

設兩組（4座）循環流式生物池。其中一組生物池的單池平面尺寸104.45?m×47.90?m，深6.9?m，有效水深6.0?m；另一組生物池的單池平面尺寸97.16?m×32.91?m，深6.9?m，有效水深6.0?m。為了確保除磷效果，在厭氧池前段設一選擇區，停留時間為0.4?h。進水和回流污泥由閥門調節流量后，均勻進入每座生物池內。每座池共分選擇區、厭氧區、缺氧區、好氧區四區，水力停留時間分別為0.4h、1.5h?、2.5h?、7h[5]。

4.3?二沉池

每組采用4座周邊進水、周邊出水的輻流式沉淀池，共用一座配水排泥井。單池內徑45.0?m，深4.85?m，有效水深3.4?m。沉淀池出水采用環形集水槽，雙側溢流堰出水，最大堰上負荷為1.48?L/s·m。

4.4?污泥泵房

污泥泵房平面尺寸9.0?m×26.7?m。污泥泵房內設回流泵6臺，3大3小，3臺大泵對應一組生物池，3臺小泵對應二組生物池，剩余污泥泵3臺（2用1備）。

4.5?二次提升泵房

二次提升泵房平面尺寸24.0?m×10.0?m。泵房內設潛污泵5臺，單臺Q=2?170?m3/h，H=5.6?m，N=60?kW，其中2臺變頻[6]。

4.6?高效沉淀池

設高效沉淀池1座，平面尺寸：99.36?m×31.78?m，鋼筋砼結構。每座池內混合區設一臺攪拌器，直徑Φ2300N=30kW；絮凝區設一臺攪拌器，直徑Φ3500N=18.5?kW，為了保證絮凝效果，絮凝區攪拌器外設有Φ3600導流筒。

4.7?纖維轉盤濾池

設纖維轉盤濾池1座，總平面尺寸：29.0?m×14.9?m，鋼筋砼結構。每座池設Φ3000濾布轉盤一個，反沖洗水泵4臺，單臺Q=50?m3/h，H=7?m，N=2.2?kW。

4.8?紫外線消毒池

設紫外線消毒池1座，平面尺寸B×L=6.88×11.10（m），設備分期安裝。

4.9?污泥濃縮、脫水車間

土建按20萬m3/d一次建成，設備中板框脫水機主體部分一次到位，其余設備可分期安裝。濃縮脫水車間1座，車間外配套設有儲泥池1個，平面尺寸B×L=8.6×19.9（m）。濃縮機4臺，單臺處理能力60?m3/h，每天運行16?h。脫水機采用隔膜式板框壓濾機4臺，單臺過濾面積400?m2。

4.10?構筑物設計特點

（1）生物處理采用兩點進水A2/O循環流式生物池，實現同步脫氮除磷，兩點進水，消除硝態氮對厭氧池的不利影響，提高除磷效率。同時，采用循環流式池型，將傳統氧化溝的循環流形式應用到A2/O生物池中，增強生物池的抗沖擊負荷能力[7]。

（2）深度處理工藝采用高效沉淀池+纖維轉盤濾池。此工藝為應用成熟的生活污水深度處理工藝，具有占地省，運營管理方便的特點，該次設計結合實際運行案例的經驗反饋，在高效沉淀池斜管沉淀區采用加蓋處理，避免了由于陽光照射，斜管區滋生藻類造成斜管堵塞的缺陷，大大減輕了后期運行維護工作量。

（3）結構設計中率先采用荷載概念設計理念，創造性的對污泥濃縮脫水車間濾板堆放區、濾板臨時檢修區及設備檢修區等較大活荷載區域進行功能區域劃分，將較大活荷載限制在較小的局部范圍，再對不同功能區的梁、板進行精細化設計，既保證結構使用安全、工藝運營順暢又最大程度節省投資[8]。

5??結論

（1）該工程設計規模達20萬m3/d，采用簡潔高效的“兩點進水A2/O循環流式生物池+高效沉淀+纖維轉盤過濾”組合工藝，出水優于一級A標準，效果穩定，易于管理，且單位水量電耗約為0.263?kW·h/m3，技術經濟處于行業領先地位。

（2）廠外污水通過長達11.26?km，直徑達DN1500（8.72km）～DN1800（2.54km）mm的長距離大型球墨鑄鐵壓力管道直接送入污水廠，濱江敷設，沿線地形復雜，國內較為少見。

（3）2014年設計時率先在國內20萬m3/d規模的大型污水處理廠中應用高效低耗的高壓雙隔膜板框壓濾污泥脫水工藝。

（4）荷載概念設計對工程投資和結構使用安全具有較強指導性和實用性，針對大型污水處理廠污泥脫水車間二層樓面活荷載種類繁多（如設備重量、檢修荷載及人員荷載等）、荷載大小不同且相差懸殊、樓層面積較大等難點，該工程結構設計中率先采用荷載概念設計理念，既保證結構使用安全、工藝運營順暢又最大程度節省投資。

參考文獻

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