设计案例 | 两座污水处理厂提标扩建工程案例

长三角地区某污水处理厂规划设计总规模为8.0×104 m3/d，目前,该污水处理厂已达到满负荷运行；另一座上海市某污水处理厂现状处理规模为为3.0万m3/d，由于污水厂属太湖流域，为环境敏感区域，为改善太湖流域流域水质，满足上海市环保部门相关要求，污水厂处理规模及尾水出水标准亟需提高。今天小编就带来了解这两个水厂是如何解决他们面临的问题的，希望能给更多水务设计师提供参考依据。

长三角地区某污水处理厂规划设计总规模为8.0×10⁴ m³/d，其中一、二期工程设计规模均为2.0×10⁴ m³/d，分别于2011年和2015年建成，采用“粗格栅及进水泵房+细格栅及旋流沉砂池+水解酸化池+AAO生化池+ 气水反冲洗滤池+紫外消毒渠”处理工艺，服务面积为30 km²，出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。厂区占地面积为105 400 m²(一、二期工程占地面积为49 100 m²)。

目前,该污水处理厂已达到满负荷运行，根据规划，2025年污水厂服务面积将达到64.3km²现状污水厂的处理能力无法满足远期需求。随着《水污染防治行动计划》的实施，污水厂尾水排放标准也在提高，根据该工程入河口设置论证报告，出水水质将执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)准Ⅳ类标准。因此，需要对现状污水厂进行提标和扩建。

一、二期工程工艺流程图

 现状污水厂运行状况分析

一、二期工程设计进水量为4.0×10⁴ m³/d，主要接收生活污水和部分工业废水，其中工业废水约占20%。该污水厂现状运行效果较好，出水水质稳定达到一级A标准，满足设计要求。虽然污水厂现状运行状况较好，出水水质稳定达到一级A标准，但考虑到提标扩建的需要，仍存在一定问题。

(1)现状一、二期工程已满负荷运行，并多次出现进水量超过设计规模的情况。

(2)实际进水BOD₅浓度远低于设计值，碳源不足，无法满足进一步脱氮除磷的需求。

(3)部分出水水质指标提升至准Ⅳ类，现状工艺无法确保出水水质稳定达标。

提标扩建工艺思路

 设计水质水量

本工程设计总规模为8.0×104 m3/d，包括现状污水厂4.0×104 m3/d规模提标改造和4.0×104 m3/d规模扩建两部分。以实际进水中各污染物90%累计频率浓度值作为参考，同时考虑污水厂服务范围内管网建设的逐步完善及截污控源工程的实施，为进水污染物浓度提高留有一定的富余量。考虑到实际进水BOD₅浓度与原设计值相差较大，本次设计对原设计进水BOD₅进行修正，其他指标与原设计值保持一致。同时,根据本工程入河口设置论证报告，出水水质执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)准Ⅳ类标准(COD、NH₃-N、TP分别达到30、1.5、0.3 mg/L，其余指标执行一级A标准)。

提标扩建的原则

(1)在污水处理工艺选择上遵循“先生物强化，后物化辅助”的原则，采用技术先进、高效节能、稳妥可靠、布置紧凑、易于操作管理的处理工艺。

提标扩建工程设计进出水水质

(2)充分利用已建处理构筑物,以减少占地面积、工程投资和运行成本。

(3)三期扩建工程处理工艺尽量与一、二期工程提标改造工艺保持一致,以利于工艺衔接和运行管理。

工艺思路

现状生化池采用AAO工艺，将其改造为五段Bardenpho工艺简单易行，同时五段Bardenpho 工艺在处理城市生活污水时运行稳定。现状生化池改造后形成“Bardenpho-MBBR”工艺，目前该工艺已有较多工程实例且运行效果较好。深度处理增加高效沉淀池以强化TP、SS和COD的去除效果。改造后的工艺流程为“Bardenpho-MBBR+高效沉淀池+气水反冲洗滤池+紫外消毒渠”。

三期扩建工程规模为4.0×10⁴ m³/d，本次扩建工程生化池采用改良型AAO工艺，同时为强化对COD、NH3-N的去除，采取延长好氧区水力停留时间、提高内回流比、投加碳源等措施强化生物脱氮除磷，保障出水水质稳定达标。深度处理与一、二期提标工程一致，采用“高效沉淀池+气水反冲洗滤池+紫外消毒渠”工艺。

提标扩建工艺流程图

本工程预计总投资为16896.57万元，其中工程费为14010.77万元，工程建设其他费用为1 489.71万元，工程预备费为775.02万元，建设期贷款利息为580.73万元，铺地流动资金为40.34万元。单位处理水经营成本为1.21元/t，单位处理水总成本为2.02元/t。

更多信息

刘连清，王知远

(中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院，江苏南京 210023)

注：本文发表在《净水技术》2020年第3期“城镇给排水工程设计案例”专栏，有删减，长按下列二维码可阅读文章原文。

上海市某污水处理厂现状处理规模为为3.0万m3/d，现状污水厂出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。由于污水厂属太湖流域，为环境敏感区域，为改善太湖流域流域水质，满足上海市环保部门相关要求，污水厂处理规模及尾水出水标准亟需提高。

污水处理厂现状总规模为3万m3/d，采用卡鲁塞尔AAC氧化沟工艺，后续对污水厂进行升级改造，增加高效纤维滤池深度处理单元，出水执行一级A排放标准。目前污水厂进水水质低于设计值，年平均值约为设计值的1/2，85%频率水质为设计值70%～90%，出水水质稳定达到一级A标准。

现状进水水质统计分析

现状污水处理工艺图

污水厂现状采用脱氮除磷的氧化沟工艺，污水消毒采用紫外线消毒法，污泥处理采用机械浓缩脱水一体机，污水处理工艺流程。污水处理厂进水量高峰时已达到或超过设计规模，出水水质能够稳定达到一级A排放标准。因此，一期和二期已建工程工艺流程和设计参数能够较好的适合实际情况，出水能稳定满足一级A排放标准并达标排放，但与NH3-N及TP需要达到的Ⅳ类水的新标准相比，出水NH3-N达到新标准1.5 mg/L的合格率只有60%，出水TP达到新标准0.3 mg/L合格率的50%。为满足新的排放标准，污水厂现状处理工艺亟需改造。

工程设计难点分析

通过对污水厂现状进出水水质的分析，在现场调研的基础上，结合与污水厂运营情况，污水厂已建工程主要存在以下问题。

1 现状设备老化、运行效果不佳

2 进水水质偏淡、管网渗漏严重

3 现状工艺受限，无法应对提标

提标改造工艺设计

1 设计进、出水水质及流程

上海市近年逐步实施市政雨污混接改造，污水管道将进一步完善，地下水渗入量和河水倒灌量将会显著减少，污水浓度逐步上升，综合考虑污水厂水质特点，结合现状运行水质情况，本提标改造工程设计进水水质同现状设计进水水质。出水按环评要求采用一级A+标准(NH3-N和TP执行地表Ⅳ类水标准)。

设计进、出水水质

注：括号内为水温≤12 ℃时NH3-N浓度限值

提标改造工艺流程

2 污泥处理工艺流程

污水厂现状污泥处理采用带式浓缩脱水一体机。经过调查，现状污泥脱水设备污泥浓缩效果不理想，现状在贮泥池增加撇渣管以降低浓度段负荷，且药耗较高。本次提标改造工程考虑采用设置污泥浓缩池+离心脱水机的方式进行污泥处理，浓缩脱水后的污泥提升至污泥料仓。污泥经离心脱水后含水率降至80%以下，脱水后的污泥外运集中堆肥处理。

3 除臭系统

本工程除臭设计范围是污水处理厂粗格栅进水泵房、细格栅沉砂池、生物池、污泥脱水机房、氧化沟、污泥浓缩池的废气处理，采用离子氧+活性炭吸附的二级处理工艺。

运行效果及经济指标分析

本工程深度处理单元于2018年底完成，现已调试运行，污水厂主要出水CODCr≤30 mg/L，BOD5≤10 mg/L，TN≤10 mg/L，NH3-N≤1.5 mg/L，SS≤10 mg/L，TP≤0.3 mg/L，污水厂出水水质优于设计出水水质标准。其中，TN、NH3-N及TP去除效果显著，NH3-N和TP可稳定达到地表Ⅳ类水标准，满足污水厂提标出水水质要求。

提标改造工程总投资为28369.57万元，其中建安费为22309.36万元，污水厂工程运行费用主要包括电费、药剂费、水费及人工费，经计算分析提标改造后污水厂单位处理成本为2.513元/m3，单位经营成本为1.811元/m3。

该污水厂提标改造工程充分发掘现状构筑物处理能力，保留处理效果较好的现状氧化沟并进行适当工艺改造，新建生物池采用适应性良好的Bardenpho工艺，该工艺抗冲击负荷强，工艺灵活可调，出水效果好。从深度处理单元结合现状进水水质情况分为近远期两阶段实施，近期“高效沉淀池+精密过滤器”工艺，可确保出水水质满足设计要求的一级A+标准。该污水厂选用的提标改造设计工艺先进、技术成熟，运行效果良好，可为南方城市污水厂提标改造工程提供参考。

更多信息

牟晋铭

(上海市城市建设设计研究总院〈集团〉有限公司，上海 200125)