一、工程概況

　　株洲南部區域主要工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理就近排入楓溪港，污染湘江水源。為解決該區域污水排放，滿(mǎn)足城市經(jīng)濟和人口快速增長(cháng)需求，需新建污水處理廠(chǎng)。

　　本市污水水質(zhì)特點(diǎn)是濃度較低，但會(huì )在短時(shí)出現較高值，且出水執行GB18918—2002《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》一級A標準(以下簡(jiǎn)稱(chēng)一級A標準)，規劃污水廠(chǎng)出水作為再生水利用，對污水處理工藝和對水質(zhì)處理能力提出更高要求。另外工程分近、遠期建設，在工藝選擇上，需考慮占地面積、工藝段布置問(wèn)題。綜合考慮株洲市同類(lèi)廢水處理效果及工藝運行經(jīng)驗，深度處理工藝采用斜管沉淀池-活性砂過(guò)濾組合處理工藝方案。斜管沉淀池是一種高效、緊湊、靈活的污水處理工藝，活性砂過(guò)濾是集絮凝、澄清、過(guò)濾和生化處理功能為一體的連續運行處理工藝。

　　二、設計水質(zhì)及工藝流程

　　2.1 主要設計進(jìn)、出水水質(zhì)指標

　　以株洲市水質(zhì)特點(diǎn)為參考，本工程設計進(jìn)水水質(zhì)指標如表1所示，出水水質(zhì)滿(mǎn)足一級A標準。

　　2.2 深度處理工藝特點(diǎn)

　　斜管沉淀池把一系列與水平面成一定角度的管狀組件(斷面為六角形)置于池底，水流從下往上或從上往下流動(dòng)，顆粒則沉于斜管底部。當顆粒積累到一定程度，利用重力滑下，清水上升到池頂通過(guò)出水堰流向后續構筑物，污泥則在池底通過(guò)穿孔排泥管收集，排入污泥系統。各區分布詳見(jiàn)圖1。處理過(guò)程利用層流原理，增加沉淀面積、縮短顆粒沉降距離、截留速度小，從而減少沉淀時(shí)間。水流為層流，更接近理想沉淀池。與相同面積的平流沉淀池及澄清池相比，增加沉淀面積，提高處理能力和水質(zhì)效果。

　　活性砂過(guò)濾作為一種連續砂過(guò)濾系統，含有原水過(guò)濾和濾料清洗2個(gè)獨立且同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程?；钚陨斑^(guò)濾系統過(guò)濾水頭小、能耗低、維護費用低，沖洗與過(guò)濾同時(shí)進(jìn)行，無(wú)需反沖洗;濾料清潔及時(shí)，承受沖擊負荷能力強，可保證高效、穩定的出水效果，無(wú)周期性水質(zhì)波動(dòng)現象。

　　2.3 深度處理工藝流程

　　基于該片區污水特點(diǎn)及回用要求，采用斜管沉淀池-活性砂濾池組合處理工藝。斜管沉淀池結合格柵、攪拌器，去除較大懸浮物質(zhì)、SS、TP?；钚陨盀V池進(jìn)一步去除SS及其他污染物質(zhì)，工藝流程見(jiàn)圖2。二沉池出水先通過(guò)孔板格柵，再進(jìn)入攪拌池，在機械攪拌器的作用下，通過(guò)投加混凝劑，使微小的膠體顆粒、懸浮固體逐步脫穩，聚集形成較大的絮體顆粒，在斜管沉淀池內提高沉淀效率。通過(guò)渠道污水進(jìn)入活性砂濾池進(jìn)一步去除SS及其他污染物質(zhì)，濾池出水經(jīng)紫外線(xiàn)消毒后排放。

　　三、深度處理區主要構筑物設計參數

　　3.1 斜管沉淀池

　　斜管沉淀池為異向流形式，平面尺寸11.7m×6.35m，斜管間距30~40mm，表面水力負荷15.4m3/(m2•h)。在斜管空間內，水與顆粒物逆向流動(dòng)分離，水通過(guò)斜管實(shí)現淺層沉淀。清水自下而上流出出水槽，流向后續活性砂過(guò)濾工藝處理；污泥則通過(guò)斜管面下沉到渾水區底部積泥區沉淀，通過(guò)排泥管排入污泥處理系統。

　　3.2 砂濾池

　　池體采用現澆鋼筋混凝土結構，內凈尺寸20.95m×11.8m，底板頂埋深4.75m，結構高6.25m?；钚陨盀V池并聯(lián)設計，峰值系數1.48，設備為成套裝置，包括32套連續流砂過(guò)濾器，分為8個(gè)獨立過(guò)濾單元，通過(guò)管道配水，匯水渠統一出水后排入消毒池。每個(gè)單元均可單獨進(jìn)水和單獨出水。

　　3.3 空壓機房

　　空壓機房采用磚混結構，設空壓機2臺(1用1備)、冷干機1套?？諝饪刂乒裢ㄟ^(guò)空氣壓縮系統壓縮空氣，再通過(guò)PP材質(zhì)空氣軟管與過(guò)濾器頂部連接。位于過(guò)濾器中央的空氣提升泵在空壓機作用下，通過(guò)壓縮空氣，將底層臟砂提升至過(guò)濾器頂部洗沙器中清洗，清洗后實(shí)現砂水分離，濾料回落到砂床上，清水匯入出水渠。

　　3.4 加藥間

　　加藥間采用磚混結構，投加液態(tài)PAC，平面尺寸15.9m×9.0m。設加藥計量泵2臺(1用1備)。鑒于運行中直接在反應池中投加藥劑，導致斜管沉淀池排泥不暢，且出現翻泥現象。這可能與加藥量的多少、投加位置、斜管沉淀池沉淀時(shí)間長(cháng)短等因素有關(guān)。污水廠(chǎng)運行人員通過(guò)技術(shù)研究，在污泥泵房處加藥，投加到二沉池前端，在一定程序上改善翻泥現象，節約藥劑。

　　四、運行效果

　　本工程已于2018年4月正式運行，出水水質(zhì)均穩定達到排放標準。為了判斷深度處理對于排放水質(zhì)的影響，本文以二沉池出水作為該組合工藝的進(jìn)水水源，從2008年3月到2019年3月進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。該工藝的各項進(jìn)出水指標見(jiàn)圖3~圖7。

　　深度處理前進(jìn)水SS濃度為17~26mg/L，出水SS濃度為1~2.5mg/L，SS的去除率達到87%~93%，表明此工藝對于顆粒物具有明顯的去除作用，是SS達標的重要保障。二沉池出水COD濃度、BOD5濃度均已達到一級A相關(guān)標準，經(jīng)過(guò)深度處理后，COD濃度、BOD5濃度都有不同幅度的下降(20%~45%)，分別達到14mg/L、1mg/L，此結果表明前序工藝對COD及BOD已經(jīng)有較好的去除作用，深度處理作用有限;結果也表明該組合工藝以去除污水中懸浮狀態(tài)顆粒有機物等大分子物質(zhì)為主，對通過(guò)絮凝及活性砂過(guò)濾對難降解的小分子有機物的去除效果不明顯。

　　由圖6可知，該廠(chǎng)二沉池出水經(jīng)斜管沉淀池-活性砂過(guò)濾工藝處理后，除2018年3月份出現波動(dòng)外，出水氨氮濃度范圍為0.33~1.81mg/L，優(yōu)于排放標準，由于此月污水廠(chǎng)剛開(kāi)始運行，效果尚不明顯。因本廠(chǎng)污水采用化學(xué)組合工藝，對氨氮去除效果有限，僅為20%~30%。若采用生物去除氨氮，可能會(huì )達到更好的去除效果。

　　由圖7可知，該污水廠(chǎng)二沉池出水經(jīng)組合工藝處理后，出水TP值為0.27mg/L左右，達排放標準，TP去除率為17%~35%，該組合工藝對TP去除效果不明顯，可能是因為運行中調整在污泥泵房加藥，通過(guò)二沉池絮凝沉淀處理，已去除一部分TP。

　　五、技術(shù)經(jīng)濟分析

　　本項目投資2.57億元，年運行成本1519.45萬(wàn)元，噸水運行費用1.66元，每噸水耗電指標0.33kW•h。斜管沉淀池占地面積小，由于該段工序延長(cháng)污染物在池內反應時(shí)間，在保障處理效果的同時(shí)，其藥劑消耗量低于常規沉淀池，投加藥濃度為10mg/L左右，低于設計值(濃度20%的PAC)?；钚陨盀V池集混凝、澄清和過(guò)濾工藝為一體，逆流沖洗過(guò)程反復循環(huán)工作，實(shí)現高效過(guò)濾，與V型濾池等常規工藝相比，具有設備簡(jiǎn)單、占地小、裝機功率低等優(yōu)勢，可進(jìn)一步減少土建投資及后續安裝、運行費用。除此之外，污水廠(chǎng)實(shí)際運行結果表明，在活性砂濾池前端增加斜管沉淀池，能有效減少砂濾池底部砂床板結現象，降低濾池清理成本。

　　六、結語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)近1年運行，其監測結果表明，采用斜管沉淀池-活性砂過(guò)濾工藝取得良好運行效果，尤其在去除SS方面表現出重要的應用價(jià)值，其出水指標均優(yōu)于一級A標準，出水效果穩定。實(shí)踐證明該工程技術(shù)可行，適用株洲市污水水質(zhì)。技術(shù)經(jīng)濟指標分析結果表明，該組合工藝具有占地面積小、運行維護費用低、高效節能降耗、池底砂床板結現象減少等優(yōu)點(diǎn)，在中小城鎮污水處理廠(chǎng)深度處理中具有一定的推廣應用潛力。（ >

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