0 引言

　　彭泽县污水处理厂原处理规模为1.5×10⁴m³/d，采用改良氧化沟工艺，出水水质稳定达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。为进一步降低排入长江的污染物浓度，适应城市发展需求，对该污水处理厂进行提标改造工作，并将处理规模扩建至3.0×10⁴m³/d，增设深度处理系统以确保出水水质达到一级A标准。

　　1 工程概况

　　1.1 工程背景

　　彭泽县位于江西省最北部，地处长江中下游南岸，水系发达，与长江水体有直接水利联系。随着城市人口规模的激增，污水排放量随之增加，污水处理规模及能力不足，加之管网缺失及老化，对长江水体造成较严重的污染。本污水处理厂为配合长江大保护所设立，以达到控制污染物排放，改善水体水质的目的。

　　1.2 设计规模及进出水水质

　　根据污水处理厂2017,2018年的进水量统计，计算污水处理量已高达1.79×10⁴m³/d，超过现有处理规模，结合城市污水量预测及综合论证，该污水处理厂扩建规模为1.5×10⁴m³/d，处理后外排至排涝站，最后进入长江。

　　结合彭泽县原污水处理厂进水水质情况及实测数据，确定进水水质。出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。污水处理厂具体进、出水水质指标如表1所示。

　　表1 污水处理厂进出水水质 

　　注:括号外数字为水温>12℃时的控制指标，括号内数字为水温≤12℃时的控制指标

　　表1 污水处理厂进出水水质

　　2 工艺设计^[1,2,3]

　　2.1 深度处理工艺选择

　　常规深度处理工艺包括混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、膜法等，视处理目的和要求不同，可为以上工艺的组合。该污水处理厂氮的去除要求不高，综合考虑投资及效能，采用混凝沉淀+过滤组合工艺。具体工艺流程如图1所示。

　　图1 污水处理厂提标扩建工程工艺流程  

　　2.2 构筑物比选

　　本项目为提标改造工程，用地面积较小，因此混凝沉淀工艺推荐采用效率更高、抗冲击负荷更强、占地面积小的加载载体型高效沉淀池。目前国内常用的加载载体型高效沉淀池包括加砂高速沉淀池和磁混凝高效沉淀池，对比如表2所示。

　　磁混凝高效沉淀池是水沉淀技术的创新，集合多种沉淀技术特点，沉淀效率高、出水水质稳定优异、占地面积小、抗冲击能力强。考虑用地限制、进水水质特点、工程可行性和经济性，本项目混凝沉淀推荐采用磁混凝高效沉淀池工艺。

　　回转精密过滤器一般用于对TN要求相对较低的工艺，且本工程用地面积受限，推荐采用占地面积小的回转精密过滤器作为过滤工艺。各过滤池对比如下。(1)反硝化深床滤池下向流滤层稳定出水好;SS<5mg/L，更有利于微絮凝过滤除磷工艺中微小絮体的过滤;滤料为粒径1.7～3.35mm的石英砂;滤料寿命较长，不流失;运行费用较低，较长的运行周期，碳源投加精确和反冲洗效率高;工程投资略大，10万t左右设备投资130万～150万元;占地面积较大。(2)活性砂滤池上升流滤层流动时，洗砂器出口悬浮物易随出水流出，不利于微小絮体过滤;滤料为粒径1.2～2.0mm的石英砂;滤料流失，每年须补充滤料;运行费用较高，碳源消耗量大;工程投资较小，10万t左右设备投资70万～90万元;占地面积较大。(3)回转精密过滤器内进外出单纯拦截过滤，SS<10mg/L;滤料为316L不锈钢滤网;滤料寿命较长;运行费用低，没有反硝化药剂投加;工程投资中等，每吨水为80～120元;占地面积较小。

　　表2 高效沉淀池对比 

　　表2 高效沉淀池对比

　　3 深度处理工艺参数

　　3.1 高效沉淀池^[4,5]

　　设1座高效沉淀池，分2组，每组规模1.5万m³/d，平面尺寸26.3m×17.75m，共分4个区。

　　1)混合采用机械搅拌混合池，混合时间1.87min，单格设置1台混合搅拌器，共2台，单台电机功率11k W。

　　2)絮凝反应区单格反应池停留时间为23.01min，反应池内部安装1个钢制反应筒，在反应筒中投加的药剂与原污水、回流污泥发生絮凝反应，通过搅拌机进行搅拌提升，进入后续的沉淀区。

　　每格设置2台絮凝搅拌器，共4台，单台搅拌器电机功率7.5k W。

　　3)推流反应区经絮凝反应后的原污水慢速进入推流区，在该区中，继续形成更大、更密实的矾花，为沉淀提供良好的条件。

　　4)斜管沉淀区斜管区上升流速为12.25m/h，沉淀区设置中心传动浓缩机，刮臂直径为10m，功率1.1k W，每格设置1台，共2台。

　　高效沉淀池污泥系统共设4台偏心螺杆泵，每格池对应2台泵，1台用于污泥回流，1台用于污泥排放，互为备用，通过污泥界面分析仪反馈的信号，螺杆泵为变频控制。偏心螺杆泵中，回流污泥泵流量Q=16.7m³/h，高度H=1.5m，功率P=0.75k W，排放污泥泵流量Q=16.7m³/h，高度H=12m，功率P=4.0kW。

　　3.2 精密过滤车间

　　过滤采用1座回转式精密过滤器，分2组。长13.7m，宽8.7m。流量Q=30 000m³/d，流量K_z=1.45，流量Q_max=1 813m³/h，设计进水(二沉池出水) SS≤20mg/L，设计出水SS≤10mg/L。

　　共设置2台精密过滤器。安装在池内前后，通过管道与进、出水渠连接，连接管道上设有检修阀门，进水渠设有配水堰板进行均匀配水，每台精密过滤器旁侧配置1套反冲洗水泵。过滤器主体结构材质为304L不锈钢，滤网由316L不锈钢通过纤维化技术编织而成。

　　3.3 接触消毒池

　　设计流量Q=30 000m³/d，停留时间T≥30min。接触消毒池按3万m³/d的规模设置1座，平面尺寸13.4m×17.75m，深4.5m，有效水深4m，为折流式反应池，分2格。停留时间为30～35min。

　　3.4 加药间

　　加药间为化学除磷所需化学药剂(混凝剂PAC及助凝剂PAM)、消毒剂(Na Cl O)的投配和投加设施。PAC平均投加量20mg/L，最大投加30mg/L;PAM平均投加量1.5mg/L;Na Cl O投加量10mg/L。按PAC、PAM、Na Cl O不同药剂，将加药间隔成若干个功能间。

　　3.4.1 PAC制备及投加系统

　　絮凝剂采用固体聚合氯化铝，设计最大投加量为30mg/L，平均投加量为20mg/L。采用计量泵湿式投加，絮凝剂溶液浓度控制在5%～8%。加矾间设溶解池1座，内设溶药搅拌器1台，配电功率N=3.0k W;加矾间设溶液池2座，单池内设溶药搅拌器1台，配电功率N=3.0k W;溶液池按一日两班配药量确定容积。投加系统共设隔膜计量泵3台，2用1备，单泵加注能力Q=1 250L/h，加注压力0.3MPa，加药点2处，设于高效沉淀池混合池。

　　工程在稀释水管上设电动阀，可根据需要的药液浓度和加入的药剂量自动控制加水量，同时采用先进的游动电流检测仪(SCD)自动控制投加量，在保证达到水质目标的前提下，使絮凝剂的投加率最佳，且节省投矾量。

　　3.4.2 PAM制备及投加系统

　　采用PAM助凝剂混合一体设备进行溶解和混合，设计参数如下:平均投加量1.5mg/L，制备能力Q=5kg/h，助凝剂制备浓度0.5%，助凝剂投加浓度0.1%。加助凝剂系统共设3台螺杆泵(2用1备)，单泵投加量500L/h，加注压力0.3MPa，加药点2处，设于高效沉淀池机械絮凝池。系统制备水要求流量Q=4.2m³/h，扬程H=0.35m;稀释水要求流量Q=4.2m³/h，扬程H=0.35m。系统装机功率为4.5k W。

　　3.4.3 Na Cl O系统

　　Na Cl O设计最大投加量15mg/L，平均投加量10mg/L，未加碘精盐制备后自动投加。系统包括软化水单元、溶盐单元、稀盐水配比及输送单元、电解单元、Na Cl O存储及排氢单元、投加单元、酸洗单元。

　　4 运行特点

　　4.1 深度处理工艺适用可靠

　　经过多重工艺比选，选择布置紧凑、占地较省的高效沉淀池/精密过滤器工艺;该技术能满足污水处理厂内用地紧张的需求，充分考虑彭泽县污水处理厂现有及扩建工艺特点。

　　4.2 高效沉淀池布置紧凑高效

　　高效沉淀池集混合、絮凝、沉淀等功能于一身，布局十分紧凑，占地较少;通过强化推流搅拌和斜管沉淀等措施，极大增强池体的絮凝、沉淀和抗冲击负荷能，等均分的设置也可保证运行的可靠性。

　　4.3 精密过滤间选用合理

　　回转式精密过滤间的有限占地面积小，拥有较大的过滤面积，且对SS有极好的去除效果，保证出水SS<10mg/L;高强度滤网保障较长的寿命周期、较低的运行费用。

　　5 结语

　　该污水处理厂提标改造工程已完成，且已正式进入运行阶段，出水水质满足一级A排放标准。该污水处理厂的投用，将减少生活污水对长江水体的污染，改善长江水质。