馬小蕾

(中國市政工程西北設計研究院)

　　摘要：銀川市第一污水處理廠設計規模10×10⁴m³/d。污水處理采用SBR工藝，污泥直接濃縮脫水后外運。處理后尾水排入黃河。該廠工藝較好的適應了進廠污水水量水質的特點，經近一年的試運行，完全達到了設計要求，保證了出水的達標排放。

　　關鍵詞：銀川　污水處理廠　SBR工藝　設計

　　1．概述

　　銀川市第一污水處理廠位于銀川市北郊滿春鄉八里橋村，設計規模10×10⁴m³/d，一次建成，占地面積128畝。污水處理廠服務于城區，排水區域面積22.4平方公里，人口22萬人。接納污水以生活污水為主，城市排水管網為雨污合流制。污水處理后，經過約5km排水溝流入黃河。污水生物處理部分采用進口設備，其他部分均采用國產設備。進口設備包括微孔曝氣棒、潷水器、鼓風機、其他配套設備及控制系統。工程目前已建成，順利通過竣工驗收，已投入運行，運轉情況良好。

2．水質標準與處理流程

　　服務區內北環泵站、西門泵站95年實測水質資料顯示，污水中各項污染物指標均較低，結合我國部分污水處理廠運轉期進水水質及設計水質情況，根據當地環保部門資料及要求確定設計進、出水水質為：

表 2-1

　　PH=6～9，設計最低污水溫度10℃。

　　廠區內預留了污水處理發展用地，根據回用要求可增設污水回用處理設施。

　　在污水處理工藝方案選擇中,初步選定DE型氧化溝工藝與SBR工藝兩種方案進行比選，經過多方考察、技術經濟比較以及多方論證后，最終確定采用美國漢氏SBR工藝。由于設計污泥齡較長，污泥在生物池中已基本穩定，污泥不經消化直接脫水。污水廠工藝流程見圖2-1。

圖2-1  污水污泥處理工藝流程框圖

　　3．主要構筑物

　　3.1 粗格柵、污水提升泵房

　　污水自第四排水溝進入廠區,在泵房前設置粗格柵兩套，設備寬度1.5m，采用回轉式固液分離機，齒耙由高強度尼龍材料制成，可連續自動除污。柵片凈距25mm。格柵傾角75°，過柵流速0.74m/s。格柵清污由液位開關根據柵前水位或由時間繼電器定時控制。攔截的柵渣清除至渣桶后外運。

　　污水提升泵房一座，泵房內設潛水排污泵5臺，Q=1375m³/hr,H=15m,N=80KW，其中4用1備，泵房內調節水量為一臺潛污泵5分鐘流量,根據泵房內液位自動控制水泵開停臺數。另設電動葫蘆一套，起吊重量3T，起吊高度12m，檢修時起吊水泵至檢修平臺。

　　3.2 細格柵間及曝氣沉砂池

　　細格柵間與曝氣沉砂池合建。細格柵間內設三條寬1.3m細格柵渠道。分別設三臺回轉式固液分離機，柵距5mm，傾角60°。細格柵由柵前液位開關和時間繼電器定時控制清污，細格柵截流柵渣經螺旋輸送機經排柵漏斗排至渣斗。污水經過細格柵后的配水區進入曝氣沉砂池。

　　曝氣沉砂池一組分兩格，每格寬度3.8m，有效水深3.05m，沉砂區總過水面積17.72m²，池長21.7m，水平流速0.08m/s，污水停留時間4.5min。油脂浮渣區表面積63m²。油脂、浮渣由吸砂機上的撇渣刮板刮至池進水端的兩個浮渣室后,分別由兩臺螺旋輸送機送至池外渣斗。曝氣沉砂池采用穿孔管粗氣泡曝氣，曝氣量標準0.22m³/m³污水。配低噪音羅茨鼓風機兩臺，一用一備，單臺風量21.5 m³/min,升壓58.8KPa，電機功率37KW。橋式吸砂刮渣機一套，跨度8.0m，配Q=54 m³/hr,H=2m,N=1.4KW吸砂泵兩臺，N=0.55KW刮渣提耙兩套及驅動裝置。池底沉砂經吸砂泵抽吸至池側集砂槽，然后自流至砂水分離器。池外配砂水廠分離器一套，處理量20～27l/s,N=0.75KW。細格柵間及曝氣沉砂池均為鋼筋混凝土結構，曝氣沉砂池鼓風機房建于細格柵間下部，凈空高度3.5m。

　　3.3 SBR生物池

　　本工程采用間歇進水、低污染物負荷的SBR工藝，主反應池前端設高負荷厭氧選擇區及接觸混合區。污水進水與內回流混合液在厭氧區混合，在厭氧條件下，微生物進行聚磷菌的釋放，而高污染物負荷及低溶解氧狀態可抑制絲狀菌的生長，防止沉淀過程中污泥膨脹。其后設置的接觸混合區,使得SBR反應池不僅在時間序列上是理想的推流狀態,而且在空間上也具有了推流特征。整個系統還具有良好的除磷脫氮功能、較低的污泥產率、較高的氧轉移推動力以及良好的沉淀分離效果。

　　 污水經過配水井后進入SBR生物池，生物池共4組，每組2座，每座生物池周期性循環運行。每個周期包括：曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段。曝氣及沉淀過程中進水，潷水過程即出水過程，閑置過程中排除剩余污泥。

　　一個典型的周期約四個小時，每組的兩座生物池運行狀態如下：

表 3-1

　　每座生物池長53.1米，寬23米，最大水深5.7米，最小水深3.95米，池深6.2米。總有效面積9568m²，最大有效總容積54537 m³ 。總水力停留時間8.4hr,污泥齡15天，混合液回流比18%，污泥負荷平均0.083kgBOD₅/kgMLSS.d，曝氣池溶解氧范圍：0.5～2.0mg/l。池底均布微孔棒狀曝氣器，φ90mm,L=1.0m,共計4880 根。每池出水端安裝2臺浮桶式潷水器，共計16臺，單臺出水量 387 l/s。每座池出水端設置2臺潛水排污泵，1臺用于混合液回流，1臺用于排除剩余污泥，單臺流量44l/s,回流泵揚程6米，電機功率8.1kw,剩余污泥泵揚程12米，電機功率12.2kw。每座反應池設：進水控制閥（電動偏心旋塞閥）、空氣控制閥（電動蝶閥）和出水控制閥（電動蝶閥），并在剩余污泥管道、回流污泥管道和空氣支管上設置閥門。

　　生物池運行以時間控制，并根據池中溶解氧濃度調節鼓風機供氣量。

　　生物池采用一級配水，污水經過進水控制閥的水頭損失較大，因此由于管道長度不同所引起沿程水頭損失的差別可以忽略不計，基本做到配水均勻。

　　3.4 鼓風機房

　　鼓風機房平面尺寸：30×12m，建筑高度8.5米。內設5臺羅茨風機，其中4用1備，單臺風量：195 m³/min,升壓68.6kPa，電機功率280kw。每臺工作風機服務于1組生物池。每臺鼓風機配變頻調速裝置、入口過濾器、進出口消音器、出口蝶閥、止回閥、減壓閥。鼓風機房設有進風廊道，廊道入口處設空氣粗過濾器。機房內設5噸橋式單梁起重機。

　　3.5 接觸池及加氯間

　　污水出廠前采用液氯消毒。最大加氯量標準8mg/L，最大加氯量44kg/hr；平均加氯量標準4mg/L，平均加氯量400kg/d。液氯儲量為15天用量，采用流量配比的方式來控制加氯量。加氯間建筑面積250m² ，其中包括氯庫、加氯室、值班室等。設真空加氯機2臺，單臺加氯量57kg/hr，1用1備，壓力自動切換裝置一套，漏氯檢測報警儀一臺，充裝量1000kg的氯瓶12個，2T數字式臺秤兩臺。電動葫蘆一套。

　　接觸池平面尺寸30.0×15.0m，有效水深4.0m，高峰流量時,污水停留時間19.6分鐘,平均流量時,停留時間26分鐘。接觸池出水流經第四排水溝、銀新干溝進入黃河，在排水溝中繼續接觸消毒。

　　污水在沉砂池后、接觸池后分別以電磁流量計、明渠超聲波流量計檢測進廠、出廠流量。

　　3.6 污泥濃縮池及均質池

　　剩余污泥量13.0T/d。濃縮池固體負荷31kg/ m²·d。

　　生物池剩余污泥含水率為99.6%，濃縮后污泥含水率為97%。濃縮前污泥體積3250m³/d，濃縮后污泥體積為433 m³/d。濃縮池直徑16m，共兩座，每座內設中心傳動濃縮池刮泥機一臺；每座池附設污泥提升泵站與濃縮池合建，配Q=40 m³/hr,H=7m,N=2.4KW污泥提升泵一臺。

　　濃縮池連續排泥，為配合污泥脫水機的間歇運行，在濃縮池后設均質池，均質池直徑6.5m，周邊有效深度5.4m，其調節容積143 m³,可貯存7.3小時的剩余泥量。均質池內設一臺低速淹沒式攪拌器，功率2.8KW。

　　3.7 污泥脫水間

　　脫水間平面尺寸31.0×16.0m，高度5.30m。內設帶式壓濾機3臺，交替使用，濾帶寬度2.0m，電機功率2.2KW，單臺處理能力約9～12m³/hr,每天工作16～12小時，污泥脫水前投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺，投加量為3～5kg/kgDS, 絮凝劑耗量52kg/d。設全自動投藥裝置一套，投加量5kg/hr，配3臺投藥泵。脫水間設有污泥投配泵4臺，單臺Q=12m³/hr，H＝20m，其中3用1備。在污泥脫水間外設沖洗水加壓泵站，沖洗水來自生物池出水，脫水機工作時，沖洗泵同時工作。污泥經過機械脫水后，含水率降至76～80％，體積為65～54 m³/d。脫水后泥餅經螺旋輸送機送至污泥堆柵裝車，共設3臺螺旋輸送機,輸送長度11m,安裝角度24⁰。

　　4．設計體會

　　4.1 污水廠設計中，要合理確定進廠水質及出水標準。目前許多中小城市污水水質檢測資料仍不完善，這就要求項目在開展前期工作的同時連續監測各主要排放口的污水水質，并收集主要工業企業用水及排水資料，為合理確定進廠水質提供可考的依據。根據污水出路、環境容量和環保部門要求確定出水水質標準，不宜盲目追求一次達到很高的出水標準，在污水廠工藝選擇、總平面布置及豎向布置上留有發展余地，將來通過增加生物池組或增加生物處理的厭氧段、缺氧段提高出水水質。隨著回用水技術的日益發展，總平面布置中留有發展用地也是必要的。

　　4.2 SBR工藝的優點是:工藝流程簡單，運行方式靈活多變，空間上完全混合，時間上理想推流，對進水水質、水量變化的適應性好，氧利用率高，沉淀分離效果良好，生物處理出水可以達到一級排放標準；池深較大，布置緊湊，占地面積小，基礎處理費用及土建費用相對較低；在對環境要求高的地區容易加蓋防臭。另一方面，設備費用較其他工藝略高一些，對自動控制系統依賴性較高。因此在污水廠工藝選擇時，應結合具體工程的規模、進出水水質、周圍環境、地形、資金狀況、當地技術水平、電力資源等因素綜合考察、比較各工藝方案。

　　4.3 目前我國采用雨污水合流制排水體系的城市很多，在雨季超出污水廠處理能力的污水一般在進廠前溢流排放或進廠經一級處理后排放，對環境仍有一定污染。SBR工藝生物池各階段劃分以時間控制，通過改變周期設置，可以靈活調節曝氣時間、有效沉淀面積、生物池出水能力，相應增加了處理能力。對于設計出水水質達到一級排放標準的污水廠，出水中氮磷指標除去稀釋作用外，可能有所升高，但CODcr、BOD₅、SS達標還是比較容易保證的。

　　4.4目前新建的工程中采用旋流沉砂池者較多，對于SBR工藝，采用曝氣沉砂池有兩個優點：一是除砂效果好且穩定，SBR生物池周期性的用于沉淀，如果砂礫進入生物池將很難排除；二是可以有效去除油脂浮渣，采用其他工藝，污水中浮渣可以在終沉池中排除，SBR工藝生物處理部分較難去除浮渣，而曝氣沉砂池具有沉砂、撇渣、除油的功能，因此采用曝氣沉砂池可以完善處理工藝。由于采用穿孔管大氣泡曝氣，且停留時間僅4.5min，因此對后續的厭氧環境影響不大。

　　4.5污泥的脫水性能直接影響到生物池的正常運行。污水廠的生產廢水、生活污水排至進廠污水提升泵房，進入污水處理系統。污泥脫水設備的固體回收率較低時，每日從系統中排出的污泥量減少了，一部分污泥隨濾液重新回到污水系統中，對于SBR工藝，會造成污泥在生物池的沉積，所以應對污泥脫水設備給予足夠的重視，選用固體回收率高的脫水設備。