三峡库区小城镇污水处理厂的设计

1 概 述
　　三峡库区水环境质量是三峡工程水利枢纽建设和安全运行的重要保证，随着三峡库区的建成，水流流速变缓，水体自净能力下降，但由于三峡移民迁建和城市化水平的不断提高，污染负荷却不断增加，国家从三峡库区的长远发展考虑，对库区水体水质提出了较高的要求“随着三峡工程一期蓄水的完成，对库区小城镇污水的处理已迫在眉睫，刻不容缓。原国家计委和国家环保总局要求加快对库区治污工程的建设进度，规定库区的迁移安置区，县和重要小城镇必须在库区形成前对所排放的污水进行二级处理。
　　2 设计依据
　　由于库区小城镇污水具有水量较小，来水不均匀的特点，如仍按常规城市污水厂的设计来进行，必然会造成人力、物力、财力上的浪费，乃至整个项目的不可行，为此原国家计委国资
　　评审中心颁布了5三峡库区小城镇污水处理厂标准化设计纲要6，该纲要针对三峡库区的实际情况并结合三峡工程的需要对污水处理的工艺流程！实行的排放标准，主要生化处理构造
　　物的工艺参数进行了明确的规定“对该地区的污水处理厂的设计具有极大的指导意义。
　　2.1 工艺流程
　　（1）A2/O工艺特点：在厌氧！缺氧！好氧三种不同功能区的特定生物群体作用下，能同时完成并达到去除有机物及脱氮除磷的目的；通过简单的流程及尽量少的构筑物，完成复杂的处理过程，更利于工程的实施；在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌繁殖弱，不会发生污泥膨胀；2个A段只需轻缓搅拌，运行费用低，但A2/O工艺较之奥贝尔氧化沟脱磷脱氮效果较差，A2/O工艺流程。
　　（2）奥贝尔氧化沟特点：脱磷脱氮效果较好，出水水质好；耐冲击负荷能力强，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定“可不设污泥消化池，管理方便”氧的吸收率很高，氧的传递作用在亏氧条件下进行，提高了氧的传递效率“设备国产化率高，运行管理经验成熟”但较之A2/O工艺占地较大，能耗高“奥贝尔氧化沟工艺流程。
　　2.2 设计参数
　　纲要要求排放标准执行5GB8978-19966国家一级排放标准，其主要参数，
　　纲要同时对构筑物的设计参数作了如下规定：
　　（1）预处理部分
　　宜设置调节池（加水下搅拌器！清淤及排空措施），分为两格，停留时间建议采用6h进水泵房宜采用潜水泵，2用1备进水格栅应与管网
　　内格栅一并考虑，粗格栅间隙为20mm，细格栅间隙5mm沉砂池宜采用漩流沉砂池，气提排砂，设砂水分离器。
　　（2）生化处理部分
　　处理工艺：原则选用氧化沟工艺和A2/O工艺，为达到除磷要求，氧化沟工艺需设厌氧池污水处理厂宜分为两个系列，生化池进水宜设置进水分配井产泥量0.9~1.1kgDS/去除kgBOD5回流污泥入口与进水口尽量设置在一起回流污泥流量50%~100%，实现可调节A2/O工艺中污泥内回流比100%~200%“建议回流污泥可部分回流至缺氧池/厌氧池停留时间1h，池内需设置搅拌器好氧污泥龄为13d，MLSS浓度3g/L，供氧量AOR=1.7kgO2/kgBOD5，采用表面曝气装置二沉池采用圆形池（带刮泥机），表面负荷0.6m3/（m2·h）置刮除浮渣装置。
　　（3）污泥处理部分
　　剩余污泥脱水采用一班工作制，要考虑剩余污泥部分暂存在沉淀池内的影响，设置贮泥池（如采用板框压滤机时应有污泥调质功能），脱水机宜采用板框压滤机或带式脱水机（浓缩压滤一体机），需设污泥堆置棚。
　　（4）其他
　　预留出水消毒设施空间，污水厂应设置合适的计量装置，总平面布置中，应尽量将主体构筑物的生化池！，沉淀池，污泥回流泵池集成，减少占地，降低投资。采用氧化沟时对池型设计要尽量优化水力条件。
　　3 设计实例
　　现结合重庆市武隆县羊角镇污水处理厂的设计实例加以说明
　　3.1 城镇概况及设计规模
　　武隆县羊角镇隶属重庆市，紧临乌江，现有人口约0.67万人，城镇人均住宅面积目前15m2，城区面积约1.5km2，目前羊角镇的豆腐干！老醋等食品工业比较发达，污水处理厂设计规模按近期水量确定为5000m3/d“
　　3.2 进出水水质及处理程度
　　3.3 工艺设计
　　由于羊角地处山区，用地较紧张，且根据 该地区的经济情况要求污水厂建成后运行 费用要尽量降低，因此选用能耗较小且占地较少的A2/O工艺，原污水由厂外进入厂区的粗格栅井，经粗格栅进入调节池，再经调节池中的潜污泵提升至细格栅井“经漩流沉砂池进入A2/O反应池（厌氧池！缺氧池及好氧池），经沉淀池后出水达标排放”沉淀池排出的污泥进入污泥泵池，部分经污泥回流泵回流至厌氧池及缺氧池。
　　3.3.1 A2/O反应池
　　（1）厌氧池/厌氧池的主要作用是强化生物对
　　磷的去除生物除磷是通过聚磷菌在不同的环境条件下，由于细胞内部发生的物质能量转换，导致聚磷菌细胞内部含磷量发生着异而产生，由于聚磷菌在好氧条件下，对磷的过量吸收，并随剩余污泥排出系统，从而实现污水的生物除磷，本工程厌氧池水力停留时间采用1h“为使进入厌氧池的污水与回流的污泥混合均匀，在厌氧池中设潜水搅拌机2台，单台功率1.5kW，设厌氧池1座（分2格），有效容积210m3.
　　（2）缺氧池/缺氧池的主要作用是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧池送来的，内循环的混合液量回流量200%，在缺氧池中设潜水搅拌机2台，单台功率1.5kW“设缺氧池1座（分2格），有效容积625m3”缺氧池水力停留时间3h.
　　（3）好氧池/混合液
　　从缺氧反应器进入好氧池，即曝气池，这一反应器单元是多功能的，去除BOD！消化和吸收磷都在本反应器内进行，这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而废水中的BOD（或COD）则得到去
　　除混合液从这里回流缺氧反应器本工程采用复叶推流式液下曝气机4台（单台功率11kW），该机是复叶推流式节能曝气机的又一机型，其电机和充氧部分均在液下，且缩短了传动轴，提高了电机效率，降低了噪音“运行时，电机带动复叶轮将空气吸入紊流室，通过与水强烈剪切混合，使氧分子从气相迅速充分的扩散到液相中去，实现了最佳气水合成，提高了充氧效率”好氧池及缺氧池的总容积按下列参数计算确定：
　　泥龄：SRT=13d
　　水力停留时间：HRT=13.5h
　　污泥负荷：F/M=0.07kgBOD5/kgMLSS
　　温度：T=15e
　　悬浮固体浓度：MLSS=3000mg/L
　　产泥率：1.0kgDS/kgBOD5
　　污泥内回流比：Rmsx=100%
　　经计算确定，好氧池的有效容积2190m3“同时在好氧池，设内回流潜污泵4台，2用2备，单台功率15kW.
　　3.3.2 其他构筑物及设备
　　（1）进水粗格栅井，在污水进入处设置粗格栅井，粗格栅，间隙为20mm，以去除体积较大的悬浮物“旋转式格栅除污机宽度700mm.
　　（2）调节池
　　调节池停留时间6h，用以调节来水的水量和水质的不均匀“调节池有效容积1250m3（分两格）内设搅拌机2台，单台功率2.2kW；提升潜污泵3台，2用1备，单台功率7.5kW.
　　（3）细格栅井，设细格栅井一座，由两条渠道构成其中1条安装细格栅，1条作为超越渠“设旋转式格栅机1台，栅宽500mm，格栅间隙5mm.
　　（4）漩流沉砂池，直径1.83m漩流沉砂池2座，均为成套定型产品“
　　（5）二沉池，钢筋混凝土圆形沉淀池2座，为中间进水，周边出水的辐式沉淀池“池深3.0m，直径15m，表面负荷0.6m3/（m2·h）每池设一周边传动刮泥机，功率1.1kW.
　　（6）回流及剩余污泥泵房，泵房为半地下式钢筋混凝结构，平面尺寸：L H=6.0m@2.5m@3.0m，内设回流污泥潜污泵3台（2用1备），单台功率7.5kW，回流比100%；设剩余污泥提升潜污泵2台（1用1备），单台功率0.75kW.
　　（7）贮泥池，半地下式钢筋混凝圆形水池1座，直径6.0m，有效水深3.0m.
　　（8）污泥浓缩及脱水机房，为地面式砖混结构，平面尺寸L·B=10m·6m，内设浓缩机1台，功率1.5kW；污泥脱水机1台，带宽0.5m，功率1.1kW；螺旋输送机1台，功率1.5kW；加药装置1套，功率1.5kW；加药泵1台，功率2.0kW；空压机1台，功率3.0kW.
　　4 结语
　　三峡库区小城镇污水处理厂污水排放执行5污水综合排放标准6一级标准，其出水磷酸盐不大于0.5mg/L，根据污泥进水水质，磷为3mg/L，仅靠二级生物污水处理的除磷工艺还不能满足这个要求，必须采用生物除磷和化学除磷相结合的方法，才能达到出水磷酸盐不大于0.5mg/L的要求，即在二沉池前投加化学药剂，在二沉池中形成不溶性磷酸盐沉淀物，随剩余污泥排出，达到除磷的目的，这是目前使用较多，效果显著的除磷工艺，但考虑到目前三峡库区小城镇的经济状况，并结合三峡库区小城镇污水处理厂标准化设计纲要，暂未考虑化学除磷及消毒设施，仅考虑预留将来实施的工艺。