廣西蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理工程設(shè)計(jì)技術(shù)概述

廣西蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理工程設(shè)計(jì)技術(shù)概述摘要：廣西蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理工程屬于新建工程，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模為3000m3/d，其中污水廠部分分二期進(jìn)行建設(shè)，一期1500m3/d，二期增加1500m3/d。污水處理工藝采用新型污水處理處理工藝多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜。配套污水管網(wǎng)DN300～DN500污水管5.6km，DN250壓力管道0.363km，改造原有合流排水系統(tǒng)2km，合計(jì)7.963km。詳細(xì)介紹了污水廠各構(gòu)、建筑物的工藝參數(shù)及采用的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵字：多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜；配套污水管網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；處理工藝

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工程概況

六堡鎮(zhèn)雖為廣西蒼梧縣一小城鎮(zhèn)，但它有著濃厚的茶文化，為發(fā)展壯大六堡旅游事業(yè)，打造茶文化產(chǎn)業(yè)特色鎮(zhèn)，也應(yīng)該以長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的眼光推進(jìn)城市現(xiàn)代化建設(shè)。建設(shè)蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理廠及配套的排水管網(wǎng)工程既是城市現(xiàn)代化的基礎(chǔ)設(shè)施，也是推動(dòng)六堡鎮(zhèn)城現(xiàn)代化進(jìn)程、打造茶文化產(chǎn)業(yè)特色鎮(zhèn)的不可缺少的具體措施。

蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理工程污水處理廠最終設(shè)計(jì)規(guī)模為3000m3/d，共分二期進(jìn)行建設(shè)，近期至2020年，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1500m3/d，遠(yuǎn)期至2030年，設(shè)計(jì)規(guī)模為3000m3/d。廠外配套污水管網(wǎng)配套污水管網(wǎng)DN300～DN500污水管5.6km，DN250壓力管道0.363km，改造原有合流排水系統(tǒng)2km，合計(jì)7.963km。

蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理廠處理工藝采用新型污水處理工藝多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：BOD5為120mg/L，SS為150mg/L，CODcr為220mg/L，TN為35mg/L，TP為3.0mg/L，NH3-N為30mg/L，PH為6~9。本工程出水水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（B標(biāo)準(zhǔn)），具體指標(biāo)為：CODCr：≤60mg/L，BOD5：≤20mg/L，SS：≤20mg/L，NH3-N：≤8mg/L，TP：≤1.0mg/L，TN：≤20mg/L，pH：6.0～9.0

，大腸桿菌個(gè)數(shù)≤10000（個(gè)/升）。

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處理工藝及流程的確定

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》和大量的污水廠實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一級(jí)處理達(dá)不到上述出水水質(zhì)要求。常規(guī)二級(jí)處理工藝對(duì)BOD5和SS均可以達(dá)到60～90%，而對(duì)N和P的去除則有一定的限度。因此，本工程必須選擇具有較好除磷脫氮效果的污水處理工藝。

根據(jù)對(duì)水質(zhì)的分析，本工程污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)BOD5=120mg/L，CODcr=220mg/L，BOD5/CODcr=120/220=0.55，表明本工程污水處理廠可以采用生化處理工藝，并且可生化性較好；本工程進(jìn)水水質(zhì)BOD5/TN=3.4，滿足生物脫氮要求；分析本工程進(jìn)水水質(zhì)，BOD5/TP=120/3.5=34.3，完全可以采用生物除磷工藝，由此以上分析可知，蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)不僅適宜采用二級(jí)生化處理工藝，而且可以采用生物脫氮除磷工藝。

因此根據(jù)各個(gè)處理單元工藝的對(duì)比，本工程最終確定處理工藝流程如下：

工藝流程簡(jiǎn)述：

廠外污水經(jīng)鎮(zhèn)東污水提升泵站提升至廠內(nèi)壓力釋放井，在經(jīng)細(xì)格柵、調(diào)節(jié)池后進(jìn)入多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器。其中細(xì)格柵與調(diào)節(jié)池合建。多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在曝氣區(qū)內(nèi)投加比表面積巨大的納米懸浮生物填料，并接種硝化菌、反硝化菌和其他生物菌群，通過(guò)間歇曝氣，在曝氣區(qū)營(yíng)造好氧、兼氧和厭氧環(huán)境，不同的微生物菌群在納米懸浮填料和活性污泥中生長(zhǎng)繁殖，曝氣時(shí)懸浮生物填料呈流化態(tài)在反應(yīng)器內(nèi)無(wú)序狀翻滾流動(dòng)，氣、液、固三相充分接觸，污水中的污染物作為生物菌群的營(yíng)養(yǎng)源，在其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中被消化吸收，污水得以凈化。凈化后污水排至消毒渠進(jìn)行消毒反應(yīng)，最終流經(jīng)巴氏計(jì)量槽達(dá)標(biāo)排放。

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污水廠主要構(gòu)筑物的工藝參數(shù)的確定及采用的關(guān)鍵技術(shù)

多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器是本設(shè)計(jì)的的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)通過(guò)cass工藝、IBR工藝和本工藝進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、占地、定員、電耗、直接處理成本、處理效果及污泥產(chǎn)量等五個(gè)方面的對(duì)比，多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜工藝在造價(jià)、電耗、直接處理成本、處理效果方面均優(yōu)于cass工藝和IBR工藝，因此本設(shè)計(jì)確定二級(jí)處理工藝采用多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜工藝。

3.1分期、分組及流量

3.1.1水量總變化系數(shù)KZ=1.30。

3.1.2蒼梧縣六堡鎮(zhèn)污水處理廠預(yù)處理單元（含細(xì)格柵、提升泵站、調(diào)節(jié)池）土建按遠(yuǎn)期總規(guī)模（3000m3/d）最高日最高時(shí)流量（總變化系數(shù)1.3，流量163m3/h）設(shè)計(jì)；脫水機(jī)房、綜合樓及維修間等土建按兩期總規(guī)模（3000m3/d）設(shè)計(jì)，設(shè)備按首期(1500m3/d)設(shè)計(jì)；多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MC-MBBR）按首期(1500m3/d)設(shè)計(jì)。

3.1.3污染物去除率及去除量

3.2主要構(gòu)筑物選型

本工程主要生產(chǎn)構(gòu)筑物包括：調(diào)節(jié)池（包括細(xì)格柵渠），多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MC-MBBR），污泥濃縮脫水機(jī)房、污泥池等。

3.2.1調(diào)節(jié)池、細(xì)格柵渠

（1）調(diào)節(jié)池：

調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容積按遠(yuǎn)期流量4小時(shí)停留時(shí)間設(shè)計(jì)。

本工程設(shè)有廠內(nèi)調(diào)節(jié)池一座，近年來(lái)由于潛污泵具有直接安裝在調(diào)節(jié)池里，不需單獨(dú)設(shè)水泵間，可節(jié)省土建費(fèi)用20-40％等優(yōu)點(diǎn)，潛污泵技術(shù)發(fā)展很快，效率不斷提高，應(yīng)用日益增多。因此，本工程污水泵選用潛污泵。

1）設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)規(guī)模：按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)Q=3000m3/d，Kz=1.97

停留時(shí)間：HRT=4.1h；

設(shè)備配置：按近期配置。

2）主要工程內(nèi)容

構(gòu)筑物：

調(diào)節(jié)池平面尺寸：B×L×H=11.4×16.0×6.5m

調(diào)節(jié)池有效水深：2.8米

調(diào)節(jié)池有效容積：510.72m3

設(shè)備配置：

進(jìn)水閘門(mén)：Φ400mm，材質(zhì)鑄鐵，硬密封，配手動(dòng)啟閉機(jī)一臺(tái)，啟閉力1.5t。

潛水泵：Q=50m3/h；H=10m；N=3.0KW，共三臺(tái)，（二用一備）。

潛水?dāng)嚢铏C(jī)：Φ320mm，n=740rpm，N=2.2kW，一臺(tái)。

（2）格柵井：

格柵機(jī)按格柵柵條間距的大小不同，格柵分為粗格柵、中格柵和細(xì)格柵3類。按格柵的清渣方法，有人工格柵、機(jī)械格柵和水力清除格柵三種。按格柵構(gòu)造特點(diǎn)不同可分為抓耙式、循環(huán)式、弧形、回轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、齒耙式和階梯式等多種形式。

回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵自動(dòng)化程度高、分離效果好、動(dòng)力能耗小。因此本工程選用回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵作為細(xì)格柵。柵條間隙為5mm。

1）設(shè)計(jì)尺寸

平面尺寸：B×L×H=2.30×11.4×4.3m，1座

2）主要工程內(nèi)容

設(shè)備配置：

粗格柵：選擇寬度0.5m、間隙15mm的回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵一臺(tái)，功率0.55kW。

垃圾桶：V=0.5m3，材質(zhì)玻璃鋼，二只。

3.2.2多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器

1）設(shè)計(jì)參數(shù)

Q=1500m3/d

2）主要工程內(nèi)容

構(gòu)筑物：

鋼筋混凝土基礎(chǔ)：B×L×H=1.0×5.0×1.85m，1座

設(shè)備配置：

MC-MBBR處理器：Q=300m3/d，共5套

曝氣機(jī)：共5臺(tái)；回流泵WQ15-7-0.75：共5套；污泥泵：共5臺(tái)。

以上設(shè)備屬于多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器配套設(shè)備。

3.2.3消毒池

本工程消毒采用紫外線消毒。

設(shè)計(jì)參數(shù)：

土建按3000m3/d規(guī)模建設(shè)，設(shè)備按1500m3/d規(guī)模安裝，變化系數(shù)取1.75。

主要工程內(nèi)容

明渠：B×L×H=1.25×9.6×0.90（m）

主要設(shè)備：

一體化明渠式紫外消毒設(shè)備，2個(gè)消毒模塊，每模塊3支燈管，總計(jì)6支燈管，配自控系統(tǒng)、鎮(zhèn)流器柜、空壓機(jī)等，單套總功率3.3kW。

3.2.4污泥池

1）設(shè)計(jì)參數(shù)：

污泥池土建設(shè)計(jì)：（按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，設(shè)備按近期配置）

近期剩余污泥量：20.34m3/d，含水率99.3%，停留時(shí)

間按12小時(shí)計(jì)算。

2）主要工程內(nèi)容：

設(shè)污泥池1座，平面尺寸B×L×H=3.0×3.0×3.5m，有效高度3.0m。

3）主要設(shè)備：

潛水?dāng)嚢铏C(jī)：Φ260mm，n=740rpm，N=0.85kW，一臺(tái)。

3.2.5污泥脫水間

1）設(shè)計(jì)參數(shù)

剩余污泥干重149.49kg/d；需濃縮污泥量20.34m3/d，含水率99.3%；脫水后含水率60%；絮凝劑（聚丙烯酰胺）投加量：10-20mg/L，投加濃度為0.5%。

2）主要工程內(nèi)容

構(gòu)筑物：

污泥脫水間尺寸為：B×L×H=8.64×10.44×4.5m

3）主要設(shè)備：

帶式壓濾機(jī)DNDYQ1000一臺(tái)，配用電機(jī)功率0.75kW。

沖洗泵一臺(tái)，Q=6.3m3/h，H=50m，N=4.0kW。

污泥泵一臺(tái)，Q=5.0m3/h，H=60.0m，N=2.2kW。

空壓機(jī)一臺(tái)，Q=0.3m3/min，H=1.0MPa，N=3.0kW。

加藥泵二臺(tái)，Q=0.3m3/h，H=60.0m，N=0.25kW。

溶藥裝置：碳鋼板材表面環(huán)氧樹(shù)脂防腐。V=0.4m3，攪拌機(jī)功率N=0.55kW。

泥藥混合器：碳鋼板材表面環(huán)氧樹(shù)脂防腐。

軸流風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，單臺(tái)流量2100m3/h，電機(jī)功率0.12kW。

4.主要技術(shù)特點(diǎn)

4.1技術(shù)原理

多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在充分發(fā)揮生物接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，從優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、優(yōu)選懸浮型仿水草生物填料、添加優(yōu)勢(shì)菌種以強(qiáng)化微生物代謝功能、提高活性污泥凝聚沉淀性能入手，具有同步硝化反硝化功能，在降解有機(jī)污染物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了良好的脫氮除磷，具體如圖2所示。

在曝氣區(qū)內(nèi)投加比表面積巨大的納米懸浮生物填料，并接種硝化菌、反硝化菌和其他生物菌群，通過(guò)間歇曝氣，在曝氣區(qū)營(yíng)造好氧、兼氧和厭氧環(huán)境，不同的微生物菌群在納米懸浮填料和活性污泥中生長(zhǎng)繁殖，曝氣時(shí)懸浮生物填料呈流化態(tài)在反應(yīng)器內(nèi)無(wú)序狀翻滾流動(dòng)，氣、液、固三相充分接觸，污水中的污染物作為生物菌群的營(yíng)養(yǎng)源，在其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中被消化吸收，污水得以凈化。

4.2技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

（1）多級(jí)處理，提高處理效率、提升降解能力

設(shè)備采用3個(gè)（或3個(gè)以上）罐體串聯(lián)而成，分為第1處理單元、第2處理單元（或第N處理單元）和深度澄清/消毒單元。第1處理單元充分利用微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期的吸附特性，以低能耗、高負(fù)荷、快速的生物吸附和合成為主，能夠去除污水中70%～80%的有機(jī)物，稱為吸附合成期；第2處理單元在低負(fù)荷下利用微生物的氧化分解作用，對(duì)污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，以進(jìn)一步改善出水水質(zhì)，稱為氧化分解階段。

污水經(jīng)2級(jí)（或者多級(jí)）處理，增加了與生物填料的接觸次數(shù)，同時(shí)每個(gè)處理單元在流態(tài)上基本上屬于完全混合式，可以提高生化效率，縮短生物氧化時(shí)間，適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，使處理水水質(zhì)趨于穩(wěn)定。而上一級(jí)和下一級(jí)處理單元之間由于污水的濃度差而可以看成是推流式，實(shí)現(xiàn)不同生長(zhǎng)階段和不同功能的微生物在空間上的選擇分配，可充分發(fā)揮同類微生物種群間的協(xié)同作用，克服不同微生物種群間的拮抗作用，故處理效率大大提高。

（2）無(wú)動(dòng)力自動(dòng)污泥回流，工藝流程簡(jiǎn)潔

每個(gè)處理單元曝氣區(qū)內(nèi)仿水草生物填料上棲息著大量的高活性微生物，它們能夠高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有機(jī)物。由于曝氣的攪動(dòng)，仿水草生物前后左右搖擺，填料上老化的生物膜會(huì)不斷脫落，新的生物膜不斷生長(zhǎng)，即使沒(méi)有污泥回流，填料上附著的生物膜也能較長(zhǎng)時(shí)間地保持高活性和高濃度。

又由于每個(gè)處理單元的沉淀區(qū)巧妙地設(shè)置在曝氣區(qū)的外層，泥水分離后，脫落的生物膜及活性污泥大部分自然沉降到曝氣區(qū)（回流無(wú)需動(dòng)力），繼續(xù)參與曝氣區(qū)的生物氧化作用，細(xì)小的懸浮物被沉淀區(qū)內(nèi)的懸浮過(guò)濾層截留，這樣既減低了下一級(jí)處理單元的懸浮物負(fù)荷，又能始終保證曝氣區(qū)的活性污泥不至于流失。

（3）污泥產(chǎn)量低、無(wú)污泥膨脹、運(yùn)行穩(wěn)定

與活性污泥法和氧化溝工藝相比，“多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器”雖然容積負(fù)荷高，但污泥產(chǎn)量較低，主要是因?yàn)椋?/p>

a.氧化池內(nèi)的微生物鏈比較完整和穩(wěn)定；

b.微生物內(nèi)源呼吸進(jìn)行得較充分，合成物質(zhì)被進(jìn)一步氧化；

c.生物填料內(nèi)部存在缺氧和厭氧區(qū)，能部分分解、轉(zhuǎn)化有機(jī)物。

另外，在活性污泥法中容易產(chǎn)生膨脹的菌種(如絲狀菌)在“多級(jí)復(fù)合移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器”中不僅不產(chǎn)生膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解、氧化能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

（4）特殊仿水草生物填料同步硝化反硝化，脫氮除磷效率高

設(shè)備內(nèi)特殊仿水草生物填料附著大量生物膜，生物膜內(nèi)部存在著溶解氧濃度梯度，從外至內(nèi)生物膜可以分為好氧層、缺氧層和厭氧層。由于厭氧和缺氧微環(huán)境的存在，系統(tǒng)內(nèi)存在同步硝化反硝化現(xiàn)象，聚磷菌的厭氧釋磷和好氧攝磷過(guò)程同時(shí)存在，磷作為微生物自身的一部分，在微生物死亡后以生物污泥的形式沉積在設(shè)備底部，排泥時(shí)排出體系。

（5）設(shè)備采用玻璃鋼材質(zhì)，永不腐蝕，使用壽命長(zhǎng)

機(jī)械纏繞成型的玻璃鋼罐體使用壽命大于30年，在保證及時(shí)更換部件的情況下屬于可永久使用的產(chǎn)品，與建筑物同期壽命。

（6）仿水草生物填料性能優(yōu)越

仿生水草形態(tài)設(shè)計(jì)，比表面積高達(dá)6500m2/m3，具有掛膜快、生物膜發(fā)育良好的特性，吸附能力極強(qiáng)，微生物易于附著，掛膜速度及性能遠(yuǎn)超過(guò)彈性填料及組合式填料；親水、親油、對(duì)氣泡有很好的切割作用，有儲(chǔ)氧功能。同時(shí)由于受水流和氣流的沖動(dòng)，填料前后左右擺動(dòng)，填料上的生物膜不斷更新，生物活性高，傳質(zhì)效率高。

曝氣系統(tǒng)性能優(yōu)越，曝氣管采用可提升式設(shè)計(jì)，維修簡(jiǎn)便，系