高效沉淀池+曝气生物滤池工艺应用实例

孙云东

安徽华骐环保科技股份有限公司 安徽 马鞍山 243061

摘要：宿州市某镇污水处理厂设计规模为0.8万m³/d，采用高效沉淀池+曝气生物滤池为核心工艺，占地为15亩，实际运行结果表明，出水氨氮、TN、TP、CODcr指标优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，实现了社会效益、经济效益与环境效益的统一。

1 工程概况

宿州市某镇生活污水处理厂，结合当地经济、区域类别、规划人口、用水量指标等因素，确定该厂2020年规模为0.8万m³/d，远期2030年规模为2.0万m³/d。本次设计规模为0.8万m³/d，占地为15亩，主要处理镇区居民的生活污水。

2设计水质

根据《室外排水设计规范》生活污水人均指标及结合附近污水处理厂的进水水质，确定本工程的设计进水水质，处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，详见表1。

表1设计进出水水质指标（单位：mg/L）

项目	CODCr	BOD5	SS	NH3ˉN	TN	TP	pH
进水水质	320	160	200	30	35	4	6~9
出水水质	50	10	10	5（8）	15	0.5	6~9

注：括号外数值为水温＞12°C时的控制指标，括号内数值为水温≤12°C时的控制指标。

3工艺流程

污水由外部管网收集进入厂区提升泵房，在泵房前进水渠内设置粗格栅，以去除原污水中的大块悬浮物，防止堵塞水泵及影响后续处理构筑物的正常运行。污水经提升后送至细格栅（转鼓微滤机），以去除污水中的细小颗粒。微滤机出水自流进入高效沉淀池，在混凝区投加PAC形成絮体、在絮凝区投加PAM使絮体变大而密实，最后在沉淀区形成污泥外排，从而去除污水中TP、SS及部分有机物。

高效沉淀池出水与经C/N曝气生物滤池处理后产生的含有大量硝酸盐氮的回流液混合，自流入DN反硝化生物滤池，DN池中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流水中的硝酸盐转化为氮气起到脱氮的目的。

C/N池去除剩余有机物和NH₃-N。其中有机污染物在有氧的条件下通过嗜氧微生物的代谢作用进行去除，而污水中的NH₃-N则通过硝化菌的作用转化成硝酸盐或亚硝酸盐。C/N池的出水自流进入硝化回流池，再经过次氯酸钠接触消毒池及清水池，最终通过明渠达标排放。

曝气生物滤池的反冲洗出水进入排水缓冲池，缓冲池的水经泵均匀送至进水泵房再处理。高效沉淀池中剩余污泥定期排入污泥脱水机房进行脱水，脱水后的泥饼外运处置。

综上所述，本污水处理厂污水处理工艺流程图见下图1所示：

图1 污水处理厂工艺流程图

4构筑物及设计参数

4.1粗格栅及提升泵房

设计流量：Qmax=526.67m³/h（K_z=1.58）

提升泵房为半地下式湿式泵站，整体为上底3.0m，下底6.0m，高2.0m的等腰梯形和6.0×3.0m的矩形组合池形，泵房深度8.7m，有效水深2.15m。

泵房前端粗格栅渠宽0.7m，渠深7.2m，选用回转式格栅除污机，数量1台，栅条间隙b=15mm，格栅净宽B=0.5m，栅前水深H=1.0m，安装角度α=75°，电机功率N=1.1kW。

泵房后的提升泵采用潜污泵，数量3台（2用1备，2台变频控制），单台流量Q=167m³/h，扬程H=18m，功率N=15kW。

4.2细格栅和高效沉淀池

设计流量：Qmax=526.67m³/h（K_z=1.58）

细格栅采用转鼓式微滤机，能够去除污水中较小的漂浮物，保证高效沉淀池的正常运行，数量采用1台，栅隙b=2mm，功率N=0.37kW。

高效沉淀池为钢筋砼结构，平面尺寸L×B×H＝21.4×13.2×7.4m；混合池L×B=1.15×1.15m，有效水深5.55m，停留时间HRT=3.2min；反应池L×B=3.4×3.4m，有效水深5.45m，停留时间HRT=14min；沉淀区直径6.5m，上升流速6.7m³/ (m²·h)。

主要设备：混合搅拌器2台、絮凝搅拌器2台、中心传动浓缩刮泥机2台、污泥螺杆泵4台、电动撇渣管2台。

4.3DN反硝化生物滤池

DN反硝化生物滤池利用来水中有机物将硝态氮转化成氮气，实现反硝化脱氮，同时截留污水中SS。

DN 生物滤池为半地下式钢筋混凝土结构，池内承托滤板下部为配水室，使来水由配水室经承托滤板上的专用滤头均匀布置于整个滤池截面；承托滤板上填装轻质球型生物陶粒，作为微生物的载体；上部为清水区。

设计流量为Q=929.17m³/h（含反洗排水及硝化液回流水），回流比为150%，水力停留时间：HRT＝24.4~16.3min；水力负荷：q＝8.6m³/ (m²·h)~12.9m³/ (m²·h)。过滤面积108 m²，共分3格，单格尺寸7.2×5.0×7.4m，水深6.9m。

主要设备：每格滤池内设有轻质球型生物陶粒126m³，高度3.5m，滤料粒径6-9mm；滤料底层设有卵石承托层，厚度为300mm，其级配自上而下分别为卵石8-16mm，16-32mm，高度均为150mm；滤头采用下装式抗堵塞长柄滤头，安装密度56个/m²，滤池滤板采用整体浇筑滤板；采用FRPP材质反冲洗布气系统；出水配备UPVC栅型稳流板。进水端设有内进流微滤机1台，孔径e=1mm，渠宽1.4m，N=1.3kW。

4.4 C/N曝气生物滤池

C/N 曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化同时降解污水中部分剩余有机污染物并截留污水中的SS。

C/N 曝气生物滤池为半地下式钢筋混凝土结构，池内承托滤板下部为配水室，使来水由配水室经承托滤板上的专用滤头均匀布置于整个滤池截面；承托滤板上部填装有轻质球型生物陶粒，作为微生物的载体；轻质球型生物陶粒层底部安装有单孔膜空气扩散器，以供给微生物氧分。

设计流量为Q=929.17m³/h（含反洗排水及硝化液回流水），水力停留时间：HRT＝46.5min~37.2min；水力负荷：q＝5.2m³/(m²·h)~6.5m³/(m²·h)。过滤面积180 m²，共分5格，单格尺寸7.2×5.0×7.9m，水深7.4m。

主要设备：每格滤池内设有轻质球型生物陶粒144m³，高度4.0m，滤料粒径3-5mm；滤料底层设有卵石承托层，厚度为300mm，其级配自上而下分别为卵石8-16mm，16-32mm，高度均为150mm；滤池滤头采用下装式抗堵塞长柄滤头，安装密度49个/m²，滤池滤板采用整体浇筑滤板；采用FRPP材质反冲洗布气系统；出水配备UPVC栅型稳流板；采用单孔膜曝气器曝气系统，型号为Φ60×45mm，安装密度约36个/m²。

4.5管廊间

滤池管廊间用于安装滤池工艺管道、阀门、鼓风机等设备，考虑设备运行安全等因素，管廊间设置排水设施及通风设施，排水设施设排水沟渠及集水井，采用潜污泵排水，管廊内设计通风天井作为通风设施进行通风，管廊宽度8.0m。

主要设备：曝气鼓风机5台，单台流量为3.48m³/min，风压0.06MPa，功率7.5KW；反冲洗鼓风机3台（2用1备），单台流量为22.5m³/min，风压0.08MPa，功率55KW；放空管道立式污水泵1台，单台流量150m³/h，扬程10m，功率11kW；管廊排水泵1台，单台流量10m³/h，扬程10m，功率0.75kW。

4.6硝化液回流池

硝化液回流池作用是储存生物滤池出水，运行时作为硝化液回流用。

硝化液回流池尺寸L×B×H =7.2×4.0×7.9m，有效水深7.15m；为半地下式钢筋混凝土结构，与生物滤池合建。

主要设备：回流水泵3台（2用1备，变频），单台流量250m³/h，扬程9m，功率11kW。

4.7消毒池及清水池

消毒池作用是消毒，使出水类大肠杆菌群≤1000个/L。

清水池主要存储曝气生物滤池系统反洗时所需用水，与消毒池合建。

消毒池池体尺寸L×B×H =5.8×12.5×5.5m，有效水深5.0m；清水池池体尺寸：L×B×H =12.5×7.0×5.5m，有效水深4.5m。

主要设备：反冲洗水泵3台（2用1备），单台流量324m³/h，扬程11m，功率15kW；尾水泵2台（1用1备），单台流量527m³/h，扬程8m，功率18.5kW。

4.8排水缓冲池

缓冲池主要用于储存滤池降水位排水和反洗排水，后经缓冲池提升泵连续、均匀地排入厂区预处理系统。

缓冲池池体尺寸L×B×H =9.5×7.2×7.9m，有效水深6.55m，为半地下式钢筋混凝土结构。

主要设备：缓冲池提升泵2台（1用1备），单台流量104.4m³/h，扬程10m，功率5.5kW。

4.9污泥脱水机房及加药间

高效沉淀池中剩余污泥定期排入污泥脱水机房进行脱水，脱水至含水率60%的泥饼外运处置。污泥脱水机房功能：预处理和生化系统产生的污泥进行浓缩脱水。加药间功能：存储次氯酸钠，并投加至消毒池；存储PAC、PAM及乙酸钠。

污泥脱水机房和加药间为混凝土框架结构，平面尺寸L×B=27.4m×12.2m。

主要设备：

污泥脱水间：

隔膜式板框压滤机2台，过滤面积120m²，处理能力1.8 t，主电机功率4.0kW；污泥浓缩机处理能力10-20m³/h，功率4.0kW；低压污泥进料泵：2台，单台流量单螺杆泵Q=10-20m³/h，P=0.6MPa，5.5kW；高压污泥进料泵：2台，单台流量单螺杆泵Q=5-10m³/h，P=1.2MPa，7.5kW；高压清洗泵，Q=12m³/h，P=2MPa，N=15KW；空气压缩机，Q=2.0m³/h，P=1.0MPa，N=11KW；电动料斗：N=1.5KW。

加药间：PAM干粉溶解设备1台，2‰PAM药剂最大制备量1000L/h；PAM阴离子投加泵2台（1用1备，变频控制），单台流量170L/h；PAC储罐1台，V=10m³；PAC计量泵3台（2用1备），单台流量85L/h，N=0.25kW；次氯酸钠储罐1台，V=15m³；卸酸泵1台，单台流量15m³/h，H=30m，N=3kW；次氯酸钠计量泵2台（1用1备），单台流量50L/h，N=0.25kW；醋酸钠储罐1台，V=10m³；醋酸钠计量泵2台（1用1备），单台流量50L/h，N=0.25kW。

5投资及运行成本

该项目已于2019年建成并投产，实际运行出水水质优于一级A标准。本工程批复概算为3990万元，直接运行成本为0.58元/吨水。

6结语

（1）采用高效沉淀池+曝气生物滤池工艺作为二级处理工艺，具有工艺流程短、占地小、投资低、运行成本省的优点。

（2）高效沉淀池去除TP、SS及少量CODcr，生物滤池系统去除CODcr、NH₃、TN、SS，出水效果好，抗冲击负荷高，尤其脱氮除磷效果佳，可节约深度处理段，使出水具有前瞻性，可远优于一级A标准。

参考文献：

［1］北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册:城镇排水（第5册）［K］.北京:中国建筑工业出版社,2004.

［2］CECS 265: 2009,曝气生物滤池工程技术规程［S］. 北京: 中国计划出版社, 2009．

［3］GB50014-2006,室外排水设计规范［S］. 北京: 中国计划出版社, 2006．