1工程概況  

本(ben)工(gong)程為(wei)北京某鎮(zhen)級新建污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠，設(she)計(ji)(ji)規模為(wei)3000m3/d。設(she)計(ji)(ji)進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質參照(zhao)臨(lin)近區域同(tong)等市(shi)(shi)政污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠，設(she)計(ji)(ji)出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質要求(qiu)(qiu)同(tong)時(shi)達到(dao)《城市(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)(shui)再生利用(yong)城市(shi)(shi)雜用(yong)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質》（GB18920-2002）及北京市(shi)(shi)《城鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠水(shui)(shui)(shui)污(wu)染物排放標準》（DB11/890-2012）A標準。綜合(he)上(shang)述標準，本(ben)工(gong)程設(she)計(ji)(ji)進出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質要求(qiu)(qiu)見表1。  

由表1可(ke)知，進水(shui)水(shui)質為典型的市政污水(shui)，BOD5/COD=0.7，BOD5/TN=6.2，BOD5/TP=50，可(ke)生(sheng)化性良(liang)好(hao)，適宜采(cai)用(yong)生(sheng)物脫氮除(chu)磷工藝。  

由于(yu)(yu)出水(shui)水(shui)質(zhi)要(yao)求極其嚴格，對于(yu)(yu)BOD5、COD、NH3-N等(deng)指標，需采(cai)(cai)(cai)用污泥(ni)齡較長的工(gong)藝；對于(yu)(yu)SS要(yao)求不超過5mg/L，可采(cai)(cai)(cai)用砂濾(lv)或膜過濾(lv)等(deng)工(gong)藝；對于(yu)(yu)TP，僅(jin)依靠生化除(chu)磷難以(yi)達標，需輔(fu)助(zhu)化學除(chu)磷。因此本工(gong)程生化系統采(cai)(cai)(cai)用MBR工(gong)藝，其具有污泥(ni)齡長、污泥(ni)濃度高(gao)、出水(shui)優良等(deng)特點。  

但是，一(yi)般生(sheng)化(hua)處理很難使COD降解到20mg/L，MBR工(gong)藝(yi)一(yi)般可(ke)將其降解到30mg/L以下(xia)，因此(ci)需在MBR系統后增加深度(du)物化(hua)處理，本項目采用高級氧化(hua)—臭氧催化(hua)氧化(hua)工(gong)藝(yi)（AOPs）。  

綜(zong)上所述，本工程(cheng)新建污水處(chu)理廠所采用(yong)的主體工藝為：預(yu)處(chu)理+MBR生(sheng)化+高(gao)級催(cui)化氧化。  

2工程設計  

2.1工藝流程（見圖1）  

2.2構筑物設計  

2.2.1預處理區  

預處理主要分為(wei)3部分：粗格(ge)(ge)柵渠(qu)+提升(sheng)泵房，沉(chen)砂(sha)池+調(diao)節池，細格(ge)(ge)柵渠(qu)+膜格(ge)(ge)柵渠(qu)。  

(1)粗(cu)格(ge)柵(zha)(zha)(zha)渠。設置(zhi)機械(xie)粗(cu)格(ge)柵(zha)(zha)(zha)，用以截留污水(shui)中較大的懸浮物(wu)或漂浮物(wu)。設計流(liu)量(liang)時考慮水(shui)量(liang)變化系數1.82，選(xuan)擇1臺機械(xie)格(ge)柵(zha)(zha)(zha)，間隙10mm。格(ge)柵(zha)(zha)(zha)渠設置(zhi)2條，分(fen)別是工作(zuo)渠及(ji)檢(jian)修(xiu)渠，檢(jian)修(xiu)渠安裝(zhuang)10mm的人工平面格(ge)柵(zha)(zha)(zha)，作(zuo)為檢(jian)修(xiu)時的臨時措施。格(ge)柵(zha)(zha)(zha)渠為全地下結構。  

(2)提升(sheng)(sheng)(sheng)泵(beng)(beng)房。在(zai)(zai)格柵渠(qu)后設置提升(sheng)(sheng)(sheng)泵(beng)(beng)房，由于來水(shui)標高較(jiao)深，需要進(jin)行(xing)兩次提升(sheng)(sheng)(sheng)，因此在(zai)(zai)粗(cu)格柵渠(qu)后設置提升(sheng)(sheng)(sheng)泵(beng)(beng)對污(wu)水(shui)進(jin)行(xing)一次提升(sheng)(sheng)(sheng)。設置3臺(tai)潛水(shui)泵(beng)(beng)，2用1備(bei)，24h連續運行(xing)。考慮來水(shui)的變化，其中1臺(tai)泵(beng)(beng)設置變頻。提升(sheng)(sheng)(sheng)泵(beng)(beng)房為全地(di)下結構。  

(3)沉砂(sha)池。池內設集(ji)砂(sha)坑，液面處設電動撇渣管，去除水中(zhong)的油脂類物質及浮(fu)渣。設計有效水深1m，水力停留時間10min，半地(di)下(xia)結構。  

(4)調(diao)(diao)節池(chi)(chi)。鎮級污水(shui)處理廠水(shui)量晝夜變化明顯，需考慮(lv)水(shui)量調(diao)(diao)節措(cuo)施消峰平谷，在預處理段設(she)(she)(she)置(zhi)調(diao)(diao)節池(chi)(chi)。調(diao)(diao)節池(chi)(chi)設(she)(she)(she)有潛水(shui)提升泵(beng)，對污水(shui)進(jin)行二次提升，以達到后(hou)續(xu)重力自流的高程要求(qiu)。設(she)(she)(she)計水(shui)力停留時間6h，分2格，可分別(bie)排(pai)空檢修或清掏。設(she)(she)(she)置(zhi)2臺潛水(shui)攪拌器(qi)，3臺潛水(shui)泵(beng)（2用1備），24h連續(xu)運行，其中1臺泵(beng)設(she)(she)(she)置(zhi)變頻控制。調(diao)(diao)節池(chi)(chi)為半地(di)下結構。  

(5)細格(ge)柵(zha)渠(qu)。設置機械細格(ge)柵(zha)1臺(tai)，柵(zha)隙3mm，全(quan)地上結(jie)構。  

(6)膜格(ge)柵(zha)(zha)渠。設置(zhi)1臺機械格(ge)柵(zha)(zha)，間隙1mm。格(ge)柵(zha)(zha)渠設置(zhi)2條(tiao)，其(qi)中1條(tiao)安(an)裝(zhuang)5mm的網面(mian)格(ge)柵(zha)(zha)，作(zuo)為(wei)檢修時的臨時措施，全地上結構。  

2.2.2MBR生化處理區  

MBR生化(hua)處理區(qu)分為(wei)厭(yan)氧池(chi)、缺氧池(chi)、好氧池(chi)和MBR膜池(chi)，均分為(wei)2個系(xi)列。  

(1)厭(yan)氧池。厭(yan)氧池有效水(shui)深6m，水(shui)力(li)停留時(shi)間1.8h，滿(man)足厭(yan)氧釋磷的要求。單系(xi)列各設(she)1臺潛水(shui)攪(jiao)拌器，推動(dong)水(shui)流并形成厭(yan)氧環境。  

(2)缺(que)氧池(chi)。缺(que)氧池(chi)的(de)功能是脫氮，在此反應器(qi)中(zhong)(zhong)，反硝化(hua)菌利用污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)有機物作碳源將(jiang)膜(mo)池(chi)回(hui)流污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)帶入的(de)大量NO3-和NO2-還原(yuan)為N2并釋放到空氣(qi)中(zhong)(zhong)，BOD5濃度繼續(xu)下降(jiang)，TN濃度也大幅度下降(jiang)。設(she)計缺(que)氧池(chi)有效(xiao)水(shui)(shui)深6m，水(shui)(shui)力停留時(shi)間4h，單系列(lie)各設(she)1臺潛(qian)水(shui)(shui)攪拌(ban)器(qi)，推動(dong)水(shui)(shui)流并形(xing)成缺(que)氧環境。同(tong)時(shi)各設(she)置1臺潛(qian)水(shui)(shui)回(hui)流泵(beng)，回(hui)流污(wu)泥(ni)至厭氧池(chi)，回(hui)流比(bi)為200%。  

(3)好(hao)氧(yang)池(chi)(chi)。在曝(pu)氣(qi)(qi)條件(jian)下利用(yong)池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)大量繁殖的活性污(wu)泥(ni)微生物(wu)通(tong)過自身的降解和吸附作用(yong)除去水中(zhong)(zhong)的有機物(wu)質，以達到凈化水質的目的。設計好(hao)氧(yang)池(chi)(chi)有效水深6m，水力停(ting)留時間4.5h，單系列均(jun)設曝(pu)氣(qi)(qi)裝置(zhi)，為好(hao)氧(yang)池(chi)(chi)供氧(yang)并混合攪拌。同時各設置(zhi)1臺(tai)(tai)潛水回(hui)(hui)流(liu)泵，回(hui)(hui)流(liu)污(wu)泥(ni)至缺氧(yang)池(chi)(chi)，回(hui)(hui)流(liu)比為400%。曝(pu)氣(qi)(qi)鼓風(feng)機選用(yong)2臺(tai)(tai)，1用(yong)1備(bei)。  

(4)MBR膜(mo)池(chi)。MBR膜(mo)池(chi)利用膜(mo)對生(sheng)化反(fan)應池(chi)內(nei)的(de)(de)(de)含泥污(wu)水(shui)(shui)(shui)進行(xing)過濾，實現泥水(shui)(shui)(shui)分離。一方(fang)面，膜(mo)截(jie)留(liu)了(le)反(fan)應池(chi)中(zhong)的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物，使(shi)池(chi)中(zhong)的(de)(de)(de)活性污(wu)泥濃度大大增(zeng)加，達到(dao)很高的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，使(shi)降解污(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)生(sheng)化反(fan)應進行(xing)得(de)(de)更迅(xun)速更徹底(di)；另一方(fang)面，由于膜(mo)的(de)(de)(de)高過濾精度，去除了(le)大部分懸浮物質(zhi)，得(de)(de)到(dao)高質(zhi)量的(de)(de)(de)產水(shui)(shui)(shui)。設(she)計膜(mo)池(chi)有(you)效水(shui)(shui)(shui)深3.8m，水(shui)(shui)(shui)力停留(liu)時間1.6h。單系(xi)列膜(mo)組器(qi)數量2組，各預留(liu)1個空位(wei)。膜(mo)池(chi)各設(she)置1臺潛水(shui)(shui)(shui)回(hui)(hui)流泵，回(hui)(hui)流污(wu)泥至好(hao)氧(yang)池(chi)，回(hui)(hui)流比為(wei)500%。膜(mo)池(chi)設(she)置MBR膜(mo)組件系(xi)統(tong)及配(pei)套的(de)(de)(de)出水(shui)(shui)(shui)、吹(chui)掃、離線(xian)清(qing)洗等系(xi)統(tong)。  

(5)抽(chou)(chou)水系統。生物降解后的水在(zai)離心(xin)泵的抽(chou)(chou)吸(xi)作用(yong)下通過MBR膜(mo)組件，濾過液經(jing)由MBR集水管匯集，送入(ru)后續處理單(dan)元。為了防止膜(mo)污染(ran)，抽(chou)(chou)吸(xi)泵采用(yong)了間歇(xie)抽(chou)(chou)吸(xi)的方(fang)式(shi)運行，間歇(xie)運行即抽(chou)(chou)吸(xi)泵出(chu)水時間不連續，運行7min停1min。選用(yong)3臺抽(chou)(chou)吸(xi)泵，2用(yong)1備，均為變頻控制(zhi)。  

 (6)吹掃(sao)(sao)(sao)系(xi)統(tong)。MBR膜(mo)(mo)組(zu)件(jian)設有專用(yong)吹掃(sao)(sao)(sao)系(xi)統(tong)，吹掃(sao)(sao)(sao)抖動(dong)膜(mo)(mo)元(yuan)(yuan)件(jian)，以防(fang)止污泥在膜(mo)(mo)元(yuan)(yuan)件(jian)周邊累積，影響膜(mo)(mo)元(yuan)(yuan)件(jian)通透性。  

(7)膜清(qing)洗系統。選用2臺清(qing)洗泵，1用1備，均(jun)變頻控制。藥劑(ji)采用次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉和(he)檸檬酸(suan)，設計選用相(xiang)應的儲罐和(he)加藥泵。  

(8)除(chu)磷加(jia)(jia)藥(yao)系(xi)統(tong)(tong)。為了保證系(xi)統(tong)(tong)對磷的去除(chu)效果(guo)，另外設(she)置(zhi)化學除(chu)磷加(jia)(jia)藥(yao)系(xi)統(tong)(tong)，本工藝(yi)除(chu)磷藥(yao)劑(ji)采用PAC，投加(jia)(jia)量25mg/L，選用1臺(tai)儲罐和2臺(tai)加(jia)(jia)藥(yao)泵(beng)。  

2.2.3深度處(chu)理區  

(1)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)池(chi)。本工(gong)(gong)程選(xuan)用(yong)的(de)高級氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)為臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)，這是目前處理難(nan)降解有(you)機(ji)廢水的(de)前沿技術之一，采用(yong)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，在常溫常壓下，通(tong)過(guo)特殊配方(fang)載體金屬離子(zi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)作用(yong)，有(you)效生成和(he)增(zeng)加反應體系(xi)內(nei)的(de)羥基自由基，從而產生全面(mian)和(he)激烈(lie)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)反應，以去除或分解轉化(hua)(hua)(hua)(hua)高難(nan)降解的(de)COD，與其(qi)他(ta)處理工(gong)(gong)藝(yi)配套性極強。本工(gong)(gong)藝(yi)設計(ji)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)池(chi)有(you)效水深6m，水力停留時間1h，臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)有(you)效接觸(chu)時間30min。臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)投加量為20mg/L。設置(zhi)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)制備系(xi)統1套，臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)產生量2.5kg/h。設置(zhi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)池(chi)的(de)布(bu)水布(bu)氣系(xi)統，以便臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)能更均勻地進入(ru)反應區。設置(zhi)反洗(xi)系(xi)統，選(xuan)擇(ze)2臺(tai)(tai)反洗(xi)水泵，2臺(tai)(tai)反洗(xi)鼓風機(ji)。  

(2)清水(shui)(shui)池。由于生化段MBR清洗藥劑為次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)，最終出水(shui)(shui)消(xiao)毒(du)也采用(yong)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)，處理后的出水(shui)(shui)經回用(yong)水(shui)(shui)泵輸送至再生水(shui)(shui)管網，用(yong)于鎮中心區綠化灌溉(gai)用(yong)水(shui)(shui)、景(jing)觀(guan)用(yong)水(shui)(shui)、建筑(zhu)沖(chong)廁用(yong)水(shui)(shui)、道路澆灑用(yong)水(shui)(shui)等。設計(ji)清水(shui)(shui)池有效水(shui)(shui)深(shen)6m，水(shui)(shui)力停留時間3h。次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)投加(jia)量為2mg/L。選(xuan)擇(ze)2臺(tai)加(jia)藥泵。  

2.2.4污泥脫水系統  

設計(ji)(ji)污泥濃縮池有效水(shui)深4m，水(shui)力停留時間16h。污泥脫水(shui)系統處理干污泥量設計(ji)(ji)為(wei)750kgDS/d，脫水(shui)后(hou)含(han)固率大(da)于(yu)20%。  

2.2.5除臭系統  

設置除臭系統1套，以保(bao)證廠區有良好(hao)的工作環境(jing)，設計臭氣處理量為(wei)3000Nm3/h。  

2.3設計優化  

2.3.1工藝(yi)設計優化  

(1)考慮污水(shui)中含有一定的(de)無(wu)機(ji)砂(sha)(sha)礫(li)以及油脂(zhi)類物質，會對(dui)MBR膜造(zao)成較大的(de)損害，在本工(gong)藝中選用平流沉(chen)砂(sha)(sha)池，一方面(mian)(mian)對(dui)無(wu)機(ji)砂(sha)(sha)礫(li)進行(xing)沉(chen)淀去除(chu)，另一方面(mian)(mian)設置手(shou)電動撇渣管(guan)對(dui)浮渣及油脂(zhi)類進行(xing)去除(chu)。  

(2)考慮到MBR系統的(de)膜絲易被纖維毛發類等物質纏繞，對預處理(li)要(yao)求(qiu)較高，設(she)計采用(yong)三(san)級格柵，分(fen)別是10mm、3mm和1mm，以保(bao)證(zheng)后續MBR系統的(de)穩定運行。  

(3)膜組(zu)器吹掃采用高低曝氣(qi)，傳統設(she)計計算吹掃量為(wei)(wei)130m3/（m２˙h），采用高低曝氣(qi)后，設(she)計平均吹掃量為(wei)(wei)80m3/（m２˙h），可以大大降低鼓風(feng)機的運行能耗。  

(4)膜池(chi)回流(liu)采用(yong)推(tui)入排(pai)出式(shi)（見圖2），傳統膜池(chi)為(wei)方便回流(liu)，配水渠(qu)需繞到膜池(chi)另一側，配水渠(qu)和回流(liu)渠(qu)水力停留時(shi)間較長，土(tu)建量也較大，采用(yong)推(tui)入排(pai)出式(shi)可節省土(tu)建量，方便膜池(chi)的(de)回流(liu)。  

(5)由(you)于對出水水質要求很高，尤(you)其是出水COD要求達(da)到20mg/L以下，因此深(shen)度處理采(cai)用臭(chou)氧(yang)(yang)催(cui)化氧(yang)(yang)化工(gong)藝，傳(chuan)統方式去除(chu)COD需投(tou)加(jia)(jia)的臭(chou)氧(yang)(yang)量(liang)較大，投(tou)加(jia)(jia)比例O3/COD為3，而采(cai)用臭(chou)氧(yang)(yang)催(cui)化氧(yang)(yang)化工(gong)藝，投(tou)加(jia)(jia)比例O3/COD可降為1.5～2，大大減(jian)少臭(chou)氧(yang)(yang)的投(tou)加(jia)(jia)量(liang)。  

2.3.2設(she)備設(she)計(ji)優化  

(1)細格(ge)柵和膜格(ge)柵均采用內進流式(shi)網(wang)板格(ge)柵，網(wang)板格(ge)柵可以通過(guo)調整柵板的(de)(de)長度和柵板的(de)(de)數量(liang)以適應(ying)不(bu)同的(de)(de)渠道長度和水位(wei)(wei)高(gao)度及流量(liang)，結(jie)構靈(ling)活，不(bu)會增(zeng)加渠道尺寸，占地面積小。而轉(zhuan)(zhuan)鼓式(shi)格(ge)柵一旦水位(wei)(wei)增(zeng)高(gao)，則需增(zeng)大轉(zhuan)(zhuan)鼓的(de)(de)直(zhi)徑，因此渠道的(de)(de)寬度和深度都需相應(ying)增(zeng)加，占地面積增(zeng)加。并且網(wang)板格(ge)柵采用全封(feng)閉方(fang)式(shi)，可直(zhi)接(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)除臭管道，不(bu)用再(zai)設置封(feng)閉設施，外觀(guan)更簡潔。  

(2)曝氣(qi)鼓風(feng)機(ji)(ji)采用(yong)1用(yong)1備(bei)，膜池吹(chui)掃風(feng)機(ji)(ji)為2用(yong)，鼓風(feng)機(ji)(ji)均(jun)為變頻控制，以降低(di)能耗；同時曝氣(qi)鼓風(feng)機(ji)(ji)也作(zuo)為膜池吹(chui)掃風(feng)機(ji)(ji)的備(bei)用(yong)，增加備(bei)用(yong)鼓風(feng)機(ji)(ji)的利(li)用(yong)率(lv)。  

(3)膜抽水系(xi)統采用抽真空(kong)(kong)發生(sheng)器，常(chang)規的抽真空(kong)(kong)系(xi)統包括抽真空(kong)(kong)泵、氣水分離罐等，系(xi)統復雜(za)，占地(di)大，而抽真空(kong)(kong)發生(sheng)器體積(ji)非常(chang)小，節(jie)省占地(di)。  

(4)膜清(qing)洗(xi)系統(tong)均設(she)置CIP泵(beng)(beng)(beng)，本工(gong)程設(she)置1套變頻供水系統(tong)（2臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)和(he)1臺(tai)穩壓(ya)罐(guan)），可同時作為膜清(qing)洗(xi)用CIP泵(beng)(beng)(beng)和(he)廠區回(hui)用水泵(beng)(beng)(beng)，膜組件不需清(qing)洗(xi)時常開(kai)1臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)，在膜組件清(qing)洗(xi)時再開(kai)另1臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)，提高了(le)泵(beng)(beng)(beng)的利用效率，減少(shao)泵(beng)(beng)(beng)的設(she)置，以(yi)降低投資和(he)運行能耗。  

2.4運行成本  

本工程單位(wei)水量處理(li)總成本2.854元/m3，單位(wei)水量處理(li)經營成本1.985元/m3。  

3小結  

(1)本工(gong)程設計規模3000m3/d，出水水質(zhi)要求很高，相當于(yu)準地表水Ⅲ類標準。工(gong)藝(yi)設計采(cai)用(yong)了預處理+MBR+高級氧化的工(gong)藝(yi)，保(bao)障(zhang)出水達標。  

(2)本工(gong)程對工(gong)藝設計和設備選型均進行了優(you)化，單位水(shui)量處理(li)總成(cheng)本2.854元/m3，單位水(shui)量處理(li)經營成(cheng)本1.985元/m3。  

(3)目前，本工程(cheng)已完成施(shi)工和設(she)備安裝，但尚未通水，筆者將后(hou)續關注實際運行效果。

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