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【摘要】湖南西部地区某污水处理厂设计规模20000m3/d。针对其水质特点，使用预处理+A2/O+高效絮凝沉淀+精密过滤+紫外消毒的污水处理工艺。本项目运行结果表明，出水COD、NH3-N、TN、TP、SS等指标均满足到 GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A 标准。本工程直接运行费用为1.29元/m3。
【关键词】城镇污水厂;AAO;高效絮凝沉淀;精密过滤器
Abstract：A sewage treatment plant with design scale of 20 000 m3/d in Western Hunan.According to the characteristics of sewage， the pretreatment+AAO+high-efficiency sedi-mentation+precise filtration rtreatment process were adopted.The actual operation results showed that， the concentrations of COD， NH3-N， total nitrogen and total phosphorous in the effluent water met the requirement of grade 1 level A in Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant. The direct operation cost was about 1.29 yuan/m3.
Keywords： sewage treatment plant;AAO; efficiency sedi-mentation; precise filtration
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.158
1、工程概况
随着我国城镇化的不断发展，越来越多的人口集中于城市生活，城镇化使人民生活水平不断提高的同时，也给生态环境带来更大的压力[1]。据了解，我国2019年城镇污水排放量已达到了608亿吨/年，污水中含有大量的COD、氮、磷等污染物，排入水体将给水体环境造成极大的影响。为了切实改善人民生活环境，减少生态环境压力，完善污水收集及处理设施建设十分重要。
本工程位于湖南省西部，所在县区近年来经济社会发展迅速，原有的污水处理厂已无法满足该县的污水处理需求。因此，需要新建一座20000m3/d污水处理厂，以满足该地区污水处理需求。
2、进出水水質概况
本工程污水处理厂污水主要为县城的生活污水，除此之外还收集新建的科技产业园区的废水。该产业园为发展电子信息等高新产业为主体，以光电通讯、电子信息、农副产品加工信息物流等产业为主构成的智慧型高新科技产业园，园区内产生的工业废水极少，主要以生活污水为主。依据该县城正在运行的第一污水处理厂实测数据，综合考虑，确定本工程污水处理厂进水水质如下：CODcr（300mg/L）、BOD5（150mg/L）、SS（250mg/L）、NH3-N（30mg/L）、TP（5mg/L）、TN（40mg/L）、TDS（150mg/L）。
本工程污水处理厂尾水排入受纳水体属《地表水环境质量标准》（GB83838-2002）中Ⅳ类水质水域，按照相关要求，污水处理厂排水指标需达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。
3、工艺流程论证及确定
根据污水处理厂进水水质和排放标准的要求，所选工艺除要求可以去除污水中有机物质外，还应具备有除磷脱氮的功能，同时需耦合深度处理进一步去除污水中残留的有机物质、磷、悬浮物质等污染物，以确保污水的达标排放。因此，本工程污水厂的总体工艺流程包括：预处理单元、生化处理单元、深度处单元和污泥处理单元。具体污水处理工艺流程如下：预处理单元（粗细格栅+旋流沉砂池）+生化处理单元（A2/O）+深度处理单元（高效絮凝沉淀+精密过滤）+紫外消毒计量（出水排放一级A标）。污泥处理单元：污泥脱水工艺如下：污泥浓缩+污泥调理+板框脱水（脱水至含水率60%）
污水进入污水处理厂后，先经过粗、细格栅及旋流沉砂池的预处理，去除水体中的垃圾及大颗粒固体悬浮物。随后污水进入A2/O池，A2/O工艺是一种兼具脱氮、除磷及消耗有机污染物功能的污水处理工艺，污水在聚磷菌、硝化细菌、异养菌的作用下，去除掉污水中碳、氮、磷等污染物质[2]。A2/O池的出水，以泥水混合液的形式进入二沉池，在二沉池中进行泥水分离，分离后的污水进入随后的处理单元中，二沉池一部分污泥回流至A2/O池中，另一部分排入污泥浓缩池;二沉池的出水进入高效絮凝沉淀池，在投加的絮凝剂和助凝剂的作用下，使污水中剩余的无机磷、SS及少量有机物质以沉淀的形式被截留下来，这些沉淀物排入污泥浓缩池[3];随后其出水在精密过滤器的作用下，去除掉剩余的少量悬浮物质;最后，经紫外消毒计量后达标排放。
在污水处理过程中产生的污泥经浓缩处理后排入污泥调理池，在三氯化铁及石灰的调理后，通过板框压滤机对其进行压榨处理后制成含水率低于60%的泥饼。
4、主要污水处理构筑物设计
（1）粗格栅井1座，设计规模2万m3/d，分两格。其主要功能为去除污水中较粗大的漂浮物（如树叶、杂草、木块、废塑料等），保护水泵的正常工作。栅条间隙b=20mm;格栅安装倾角：75°;
（2）细格栅1座，设计规模2.0万m3/d，分两组，两组并联运行。其主要功能为拦截污水中较小漂浮物。其主要设备配置为回转式格栅除污机：安装倾角a=75°，栅条间隙为b=10mm，渠宽800mm。 （3）旋流沉砂池，设计规模2.0万m3/d，1座，分2组，功能为去除水中密度较大的无极颗粒污染物，如泥砂、煤渣等。其结构类型为钢筋混凝土结构。主要设计参数为：旋流沉砂区体积V=4.76m，水力停留时间为30s，表面负荷为150m3/m2·h，沉积砂两天一次定时气提抽送至砂水分离器。
（4）A2/O池设计规模2.0万m3/d，1座，分2组。主要作用为：污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮目的[4]。主要设计参数如下：缺氧池和好氧池设计混合液悬浮固体浓度（MLSS）=4000mg/L;泥龄14d;污泥回流比R=100%;混合液回流比R=300%;厌氧池停留时间t=1.7h;缺氧池停留时间t=3.9h;好氧池停留时间t=10.0h。
（5）二沉池，设计规模为2.0万m3/d，尺寸为直径φ=25m，有效水深H=4.00m，2座，进水方式为周进周出。主要设计参数如下：单池最大设计流量为1241.7/2=620.85m3/h;最大时水力表面负荷1.26m3/（m2.h）;平均时水力表面负荷0.85m3/（m2·h）。（下转194页）
（上接192页）
（6）高效沉淀池，设计规模为2万m3/d设计，分两组对称布置。主要设计参数如下：混合区停留时间约110S、絮凝区停留时间约9min、澄清区水力停留时间为41min，斜管区实际上升流速：11m/h;
（7）精密过滤器，设计规模为2.0万m3/d。主要功能为过滤水中污染物质，保证出水水质达标。主要设计参数如下：单组设计流量：Q=20000m3/d;滤筒直径1300mm， 滤网过滤精度10～1000μm。
（8）紫外消毒-计量渠，1座，分2组，共两条渠道，设计规模为2.0万m3/d。其主要功能为杀死废水中的细菌、病毒和其他病原微生物细胞。其主要设计参数为设计流量：Q=833.2m3/h，每根灯管功率320W，8根灯管为一模块，共需要8个模块。
5、污水的处理效果
本污水厂于2020年10月建成投产，现已步入试运营阶段，目前运行情况良好，污水处理厂投产半年来的运行数据如下表所示：
表1 污水处理厂运行情况统计表
通过污水厂运营半年的数据分析， COD、氨氮、TN、TP等污染物质浓度均控制在一级A标准要求的范围内，出水稳定达标排放。其中除TN去除率为60%左右外，其余污染物指标去除率均在80%以上，具有较高的去除效率。
6、运行成本分析
本污水处理厂运营费用主要包括电费、人工费、药剂投加费、设备检修费、污泥处理费等，根据运行情况及相关经验分析，本污水厂的年运行费用为941.79万元人民币，单位经营成本为1.29元/吨。具体运行费用如下表所示：
表2.污水运营费用统计表
7、结论与建议
（1）本工程使用预处理+A2/O+高效絮凝沉淀+精密过滤器+紫外消毒的处理工艺对湘西地区某县城镇生活污水进行处理，建成后污水厂的运行结果表明，该污水厂运行情况良好，出水水质满足到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。
（2）本工程污水厂处理运行费用估算为941.74万元每年，吨水运行费用为1.29元/吨。
（3）污水厂运营中部分时段会因进水C/N比较低，而投加yasuc碳源以满足反硝化运行要求，增加了运行成本。建议在今后的设计及运营中逐步探索低C/N条件下的污水脱氮处理工艺，以减小污水处理厂的运行成本，并提高运行稳定性。
参考文獻：
[1]许光远，解东.典型小城镇污水处理的进水水质特征分析[J].工业用水与废水，2019，50（1）：48-50.
[2]张中和.给水排水设计手册：第5册[S].2版.北京：中国建筑工业出版社，2004.
[3]刘丽，姚雨，肖江.改良AAO/高效沉淀/精密过滤工艺用于污水厂提标扩建[J].中国给水排水，2020，36（20）：156-159+166.
[4]王晓莲，彭永臻，A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术应用[M].北京：科学出版社，2008.
作者简介：
段洋（1987.06-），男，大专，工程师，湖南益阳，汉，从事工作：给排水设计。
【关键词】城镇污水厂;AAO;高效絮凝沉淀;精密过滤器
Abstract：A sewage treatment plant with design scale of 20 000 m3/d in Western Hunan.According to the characteristics of sewage， the pretreatment+AAO+high-efficiency sedi-mentation+precise filtration rtreatment process were adopted.The actual operation results showed that， the concentrations of COD， NH3-N， total nitrogen and total phosphorous in the effluent water met the requirement of grade 1 level A in Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant. The direct operation cost was about 1.29 yuan/m3.
Keywords： sewage treatment plant;AAO; efficiency sedi-mentation; precise filtration
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.158
1、工程概况
随着我国城镇化的不断发展，越来越多的人口集中于城市生活，城镇化使人民生活水平不断提高的同时，也给生态环境带来更大的压力[1]。据了解，我国2019年城镇污水排放量已达到了608亿吨/年，污水中含有大量的COD、氮、磷等污染物，排入水体将给水体环境造成极大的影响。为了切实改善人民生活环境，减少生态环境压力，完善污水收集及处理设施建设十分重要。
本工程位于湖南省西部，所在县区近年来经济社会发展迅速，原有的污水处理厂已无法满足该县的污水处理需求。因此，需要新建一座20000m3/d污水处理厂，以满足该地区污水处理需求。
2、进出水水質概况
本工程污水处理厂污水主要为县城的生活污水，除此之外还收集新建的科技产业园区的废水。该产业园为发展电子信息等高新产业为主体，以光电通讯、电子信息、农副产品加工信息物流等产业为主构成的智慧型高新科技产业园，园区内产生的工业废水极少，主要以生活污水为主。依据该县城正在运行的第一污水处理厂实测数据，综合考虑，确定本工程污水处理厂进水水质如下：CODcr（300mg/L）、BOD5（150mg/L）、SS（250mg/L）、NH3-N（30mg/L）、TP（5mg/L）、TN（40mg/L）、TDS（150mg/L）。
本工程污水处理厂尾水排入受纳水体属《地表水环境质量标准》（GB83838-2002）中Ⅳ类水质水域，按照相关要求，污水处理厂排水指标需达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。
3、工艺流程论证及确定
根据污水处理厂进水水质和排放标准的要求，所选工艺除要求可以去除污水中有机物质外，还应具备有除磷脱氮的功能，同时需耦合深度处理进一步去除污水中残留的有机物质、磷、悬浮物质等污染物，以确保污水的达标排放。因此，本工程污水厂的总体工艺流程包括：预处理单元、生化处理单元、深度处单元和污泥处理单元。具体污水处理工艺流程如下：预处理单元（粗细格栅+旋流沉砂池）+生化处理单元（A2/O）+深度处理单元（高效絮凝沉淀+精密过滤）+紫外消毒计量（出水排放一级A标）。污泥处理单元：污泥脱水工艺如下：污泥浓缩+污泥调理+板框脱水（脱水至含水率60%）
污水进入污水处理厂后，先经过粗、细格栅及旋流沉砂池的预处理，去除水体中的垃圾及大颗粒固体悬浮物。随后污水进入A2/O池，A2/O工艺是一种兼具脱氮、除磷及消耗有机污染物功能的污水处理工艺，污水在聚磷菌、硝化细菌、异养菌的作用下，去除掉污水中碳、氮、磷等污染物质[2]。A2/O池的出水，以泥水混合液的形式进入二沉池，在二沉池中进行泥水分离，分离后的污水进入随后的处理单元中，二沉池一部分污泥回流至A2/O池中，另一部分排入污泥浓缩池;二沉池的出水进入高效絮凝沉淀池，在投加的絮凝剂和助凝剂的作用下，使污水中剩余的无机磷、SS及少量有机物质以沉淀的形式被截留下来，这些沉淀物排入污泥浓缩池[3];随后其出水在精密过滤器的作用下，去除掉剩余的少量悬浮物质;最后，经紫外消毒计量后达标排放。
在污水处理过程中产生的污泥经浓缩处理后排入污泥调理池，在三氯化铁及石灰的调理后，通过板框压滤机对其进行压榨处理后制成含水率低于60%的泥饼。
4、主要污水处理构筑物设计
（1）粗格栅井1座，设计规模2万m3/d，分两格。其主要功能为去除污水中较粗大的漂浮物（如树叶、杂草、木块、废塑料等），保护水泵的正常工作。栅条间隙b=20mm;格栅安装倾角：75°;
（2）细格栅1座，设计规模2.0万m3/d，分两组，两组并联运行。其主要功能为拦截污水中较小漂浮物。其主要设备配置为回转式格栅除污机：安装倾角a=75°，栅条间隙为b=10mm，渠宽800mm。 （3）旋流沉砂池，设计规模2.0万m3/d，1座，分2组，功能为去除水中密度较大的无极颗粒污染物，如泥砂、煤渣等。其结构类型为钢筋混凝土结构。主要设计参数为：旋流沉砂区体积V=4.76m，水力停留时间为30s，表面负荷为150m3/m2·h，沉积砂两天一次定时气提抽送至砂水分离器。
（4）A2/O池设计规模2.0万m3/d，1座，分2组。主要作用为：污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮目的[4]。主要设计参数如下：缺氧池和好氧池设计混合液悬浮固体浓度（MLSS）=4000mg/L;泥龄14d;污泥回流比R=100%;混合液回流比R=300%;厌氧池停留时间t=1.7h;缺氧池停留时间t=3.9h;好氧池停留时间t=10.0h。
（5）二沉池，设计规模为2.0万m3/d，尺寸为直径φ=25m，有效水深H=4.00m，2座，进水方式为周进周出。主要设计参数如下：单池最大设计流量为1241.7/2=620.85m3/h;最大时水力表面负荷1.26m3/（m2.h）;平均时水力表面负荷0.85m3/（m2·h）。（下转194页）
（上接192页）
（6）高效沉淀池，设计规模为2万m3/d设计，分两组对称布置。主要设计参数如下：混合区停留时间约110S、絮凝区停留时间约9min、澄清区水力停留时间为41min，斜管区实际上升流速：11m/h;
（7）精密过滤器，设计规模为2.0万m3/d。主要功能为过滤水中污染物质，保证出水水质达标。主要设计参数如下：单组设计流量：Q=20000m3/d;滤筒直径1300mm， 滤网过滤精度10～1000μm。
（8）紫外消毒-计量渠，1座，分2组，共两条渠道，设计规模为2.0万m3/d。其主要功能为杀死废水中的细菌、病毒和其他病原微生物细胞。其主要设计参数为设计流量：Q=833.2m3/h，每根灯管功率320W，8根灯管为一模块，共需要8个模块。
5、污水的处理效果
本污水厂于2020年10月建成投产，现已步入试运营阶段，目前运行情况良好，污水处理厂投产半年来的运行数据如下表所示：
表1 污水处理厂运行情况统计表
通过污水厂运营半年的数据分析， COD、氨氮、TN、TP等污染物质浓度均控制在一级A标准要求的范围内，出水稳定达标排放。其中除TN去除率为60%左右外，其余污染物指标去除率均在80%以上，具有较高的去除效率。
6、运行成本分析
本污水处理厂运营费用主要包括电费、人工费、药剂投加费、设备检修费、污泥处理费等，根据运行情况及相关经验分析，本污水厂的年运行费用为941.79万元人民币，单位经营成本为1.29元/吨。具体运行费用如下表所示：
表2.污水运营费用统计表
7、结论与建议
（1）本工程使用预处理+A2/O+高效絮凝沉淀+精密过滤器+紫外消毒的处理工艺对湘西地区某县城镇生活污水进行处理，建成后污水厂的运行结果表明，该污水厂运行情况良好，出水水质满足到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。
（2）本工程污水厂处理运行费用估算为941.74万元每年，吨水运行费用为1.29元/吨。
（3）污水厂运营中部分时段会因进水C/N比较低，而投加yasuc碳源以满足反硝化运行要求，增加了运行成本。建议在今后的设计及运营中逐步探索低C/N条件下的污水脱氮处理工艺，以减小污水处理厂的运行成本，并提高运行稳定性。
参考文獻：
[1]许光远，解东.典型小城镇污水处理的进水水质特征分析[J].工业用水与废水，2019，50（1）：48-50.
[2]张中和.给水排水设计手册：第5册[S].2版.北京：中国建筑工业出版社，2004.
[3]刘丽，姚雨，肖江.改良AAO/高效沉淀/精密过滤工艺用于污水厂提标扩建[J].中国给水排水，2020，36（20）：156-159+166.
[4]王晓莲，彭永臻，A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术应用[M].北京：科学出版社，2008.
作者简介：
段洋（1987.06-），男，大专，工程师，湖南益阳，汉，从事工作：给排水设计。