常州市武进区某污水处理厂二期工程工艺设计

城市建筑┃研究•探讨┃URBANISMANDARCHITECTURE┃RESEARCH•DISCUSSION345常州市武进区某污水处理厂二期工程工艺设计■王炜[摘要]该污水处理厂二期工程设计规模为2万m3/d，采用Orbal氧化沟、二沉池、高效沉淀池（预留用地）、滤布滤池等处理工艺，尾水采用紫外消毒并预留ClO2消毒用地。出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级标准中的A标准。[关键词]污水处理厂Orbal氧化沟生物除臭该污水处理厂位于常熟市武进区，现状规模1万m3/d。一期工程占地0.03km2，2007年开工建设，2009年10月通水运行，总体运行良好。目前，污水处理厂运行水量已基本达到其设计规模，因此需要对污水处理厂进行改扩建。一、工艺方案1.二期工程设计水量、水质二期工程设计规模为2×104m3/d，本工程建成后，污水处理厂总处理规模达到3×104m3/d。出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级标准中的A标准，设计进、出水水质见表1。表1设计进、出水水质项目CODBOD5SSTNNH3-NTP进水水质≤500≤250≤400≤40≤12≤4出水水质≤50≤10≤10≤5（8）①≤15≤0.52.二期工艺方案的确定（1）一期工艺流程及现状分析①污水厂现状处理规模1万m3/d，自运行投产以来，运行情况良好，出水水质稳定，达到一级A排放标准。②污水厂现已满负荷运行，随着该污水厂服务范围内污水量的增加，现状污水厂规模将不能满足需求。③现状污水厂无除臭设施，影响周边环境。现状一期工程主要工艺为“水解酸化+A/A/O”，具体工艺流程如下：图1一期工艺流程图（2）二期工艺流程为使该污水处理厂出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级标准中的A标准，满足现状用地要求，二期工程选取具有深度硝化、反硝化以及生物除磷的功能，而且单纯二级生物处理出水很难达到一级A标准。为确保出水水质达标排放，需在二级生物处理后增加三级处理部分。由于本工程原二期预留空地未考虑三级处理部分用地，所以三级处理部分需尽量采用节省占地、技术先进的工艺。另外，考虑一期工程采用“预处理+改良A/A/O+深度处理”工艺，虽然该工艺成熟稳定，且现状污水厂运行稳定，出水水质达到一级A标准，但A/A/O工艺对水质短时间内的波动适应情况较差，抗冲击负荷能力小。本次扩建工程主工艺采用“预处理+Orbal氧化沟+高效沉淀池+滤布滤池+紫外线消毒渠”。氧化沟具有抗冲击负荷能力强，对水量、水质波动适应性较强的特点。同时，考虑到现状用地十分有限，采用底部微孔曝气，增加池深以减小占地面积。二、工艺设计1.一级处理系统（1）粗格栅及进水泵房（新建）进水泵房的作用为提升进水至后续的曝气沉砂池，采用粗格栅间和进水泵房合建的形式，土建设计规模2.0万m3/d，设备规模2.0万m3/d，KZ取1.45，最大时流量833m3/h，平面尺寸13.4m×10.4m。粗格栅位于进水泵房前端，平面净尺寸为12m×1m，分2格。设置2套钢丝绳牵引式粗格栅机。为了便于栅渣清运，在粗格栅间捞污机卸料口下方安装螺旋输送机2台。栅渣经收集后，随污水处理厂干污泥外运。为了便于格栅维护检修，在格栅前后安装附壁式圆形闸门。手电两用启闭机，共4台。进水泵房分两层，下部为水泵间，上部为检修与配电间。水泵间净尺寸为12.0m（L）×7.6m（B）×9.4m（H）。安装3台潜污泵，2用1备，其中1台变频。安装电动葫芦1台，起重量2.0t，最大起吊高度18.0m。（2）细格栅及曝气沉砂池（新建）细格栅进一步去除污水中的漂浮物及直径大于6mm的杂物，保证后续处理构筑物的正常运行。沉砂池去除进水中比重大于2.65、粒径大于0.2mm的砂粒，保证后续处理构筑物的正常运行，避免砂粒沉积在构筑物中，同时防止砂粒对设备的磨损，延长设备使用寿命。细格栅及曝气沉砂池采用合建的形式，土建设计规模2.0万m3/d，设备规模2.0万m3/d，KZ取1.45，最大时流量833m3/h。细格栅分为2格，总尺寸为L×B×H=8.55m×3.3m×1.3m。设置2套回转式细格栅清污机，设栅前水深h=0.75m，过栅流速v=0.60m/s。为了便于栅渣清运，在细格栅清污机卸料口下方安装螺旋压榨机1台，栅渣经收集后随污水处理厂干污泥外运。为了便于格栅维护检修，在格栅前后安装渠道闸门，共4台。曝气沉砂池分为2格，总尺寸为L×B×H=15.25m×6.2m×4.8m。曝气沉砂池停留时间2min，水平流速0.1m/s。曝气量0.20m3。（3）初沉池（新建）初沉池主要去除污水中的悬浮物。土建设计规模2.0万m3/d，设备规模2.0万m3/d，KZ取1.45，最大时流量833m3/h。分2座，每座设计规模1.0万m3/d。采用周进周出式幅流式沉淀池，池径15m。设计参数：平均表面水力负荷为2.36m3/（m2·h），最高表面水力负荷3.42m3/（m2·h），池边水深3.2m平均堰口负荷2.46L/（m·s），最高堰口负荷3.56L/（m·s）。2.二级处理系统（1）预缺氧池（新建）新建预缺氧池1座，设计规模2.0万m3/d，设2格。停留时间为0.5h，外回流比为50%～100%。（2）Orbal氧化沟（新建）氧化沟设2座，每座处理规模1.0万m3/d。每池设有外沟、中沟、内沟，以达到生物除磷脱氮的效果。设计参数：水力停留时间为HRT=16.8h。其中：外沟停留时间为8.10h，中沟停留时间为5.26h，内沟停留时间为3.44h，单座氧化沟：池长45.2m，宽29.2m，有效水深7.0m，有效容积约7000m3。污泥负荷：0.08kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥浓度：3.5g/L，综合污泥产率：0.5kgMLSS/kgBOD5污泥泥龄：20d，内回流比：100%～300%，供氧方式：底部微孔曝气，去除单位BOD5的综合需氧量：2.21kgO2/kgBOD5，EA=0.2，供气量：外沟5000m3/h、中沟1757m3/h、内沟821m3/h（以单座计）。（3）配水井及污泥回流泵房（新建）新建配水井及污泥回流泵房1座，总规模2万m3/d，土建设备一次建成。氧化沟出水进入配水井，再分配至二沉池；二沉池排泥至污泥回流泵房，回流污泥至预缺氧池，剩余污泥排至匀质池。设计参数：直径9.9m，外回流比100%。（下转第347页）城市建筑┃研究•探讨┃URBANISMANDARCHITECTURE┃RESEARCH•DISCUSSION347组织流线延续人们在植物园中的步行体验。就如同徜徉于那些绿树蔽日的公园道路，你可以在整栋建筑中漫游，品味每一处精心营造的由奇特植物构筑的美妙空间。品字型的布局辅以通透的玻璃围护，使得三个展厅的景观能够隔而不断、相互映衬，同时激起了观赏者对下一个展馆展示内容的兴趣。在其中一边欣赏室内美景，还可以一边从容地品味建筑围合出的半封闭宁静内院的祥和景致。对多数生活在城市水泥森林中的人们来说，实为一种健康而惬意的休闲感受。图5植物园温室游览路线图由于依山而建，各展区地面起伏不平，难以处理，但设计师巧借地势，将不利变为有利，在低处营建峡谷，在高出塑造巅峰，将2000余m2的展区布置的峰回路转，趣味十足。在步行路线中，将展厅地坪的自然坡度与建筑内部楼层相结合也是温室建筑的一个特色，使参观者在游览过程中不知不觉地完成了从一层入口门厅到二层休憩空间的转换，巧妙地提升了二层的使用效能，从而使整个空间流线富有动感且不显沉闷，使建筑内部的整体氛围得以完美延续。温室三个展区中南侧作为最需要充沛日照的热带雨林，东北侧则是四季花园区，西北侧为多肉、多浆及高山植物展区。在展区内容的设计上，设计者关注于在纯自然景观中加入人文元素，使游览流线丰富且耐人寻味。热带雨林取材于“墨西哥丛林游记”，四季花区缘于“巴比伦的复活”，“从平原风光到古文明之旅”则来自于多肉、多浆及高山植物区。异域风光和古文明的双重氛围加强了参观者对自然生态的了解，更有助于人们理解人与自然和谐共生的意义。四、形式与技术的完美统一重庆地区气候多雨、多雾、夏季高温，光照强；冬季日照时间短，光照严重不足，与热带、亚热带的砂生植物、寒带高山植物的原生环境相差悬殊，气候循环的情况也比较特殊。想要在这样的条件下对现代化的展览温室进行气候还原，而且还要保证其科普教育方面的功能，如图6气候大循环的设计图。如果能还原这种形式，就能够很好地保证热带、亚热带、温带、寒带等多种不同气候环境条件下的植物展示，同时能够模拟真实的植物原生地气候环境及景观条件。图6气候循环示意图技术方案围绕人工环境系统是整个展览温室技术的生命线这样的一个主题展开，既满足生态、绿色、节能建筑的技术要求，又具有灵活的适应性和可持续发展的概念，达到了植物、植物生态和人、建筑空间、园林景观的平衡结合。同时，充分考虑植物、动物与人和谐共处的生态环境展示，计算机自动控制技术、自动灌溉技术、自动遮阴补光技术、大空间微雾加湿技术、温湿度通风综合控制技术、人工降雨以及绿色能源方案等技术方案的应用可以确保重庆植物园展览温室在国内国际温室设备技术的领先地位，对整个系统的生命周期分析评价分析方案可以确保在初投资、运行及维修三方面的成本效益和系统效能达到最佳的效果。如图7的设计方案图来谈，温室进行设计的过程中，需要充分地保证结构和技术的经济合理性上力求尽善尽美。如设计图所示，整个温室的结构呈现圆形，受力情况合理，单层网架使结构对室内的遮挡减至最小，外部维护材料选择玻璃，规律划分，使材料的种类减至最低，有利于工厂化的加工，规律的单曲面造型使室外遮阳措施成为轻而易举的工作。图7温室结构图五、结语在整个方案的推敲和具体操作过程中，尊重自然环境和地域特征的理性思想贯穿始终，但仍难免设计存在一些的不足之处：建筑立面造型主从关系对比不强，缺少一个主体的造型；弧形单片造型组合变化不大，稍感琐碎；大小对比、高低错落的韵律感不够强，从总体上感觉标志性不强，缺少明确的视觉焦点。然而，建筑在这个特殊的基地中仅仅是自然生态的另一种存在与展示的舞台，是原生态环境与城市人造环境相交融的场所和介质。造型手法和技术手段的运用都是为了强化展览内容的主题，建筑空间的起承转合则引导着参观者的思绪变化，人们在这样的原真环境中得到启示，从而观察、了解、发现自己身边的自然生态环境才是建造展览温室的目的所在。（作者单位：重庆市风景园林规划研究院）（上接第345页）（4）二沉池（新建）二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。土建设计规模2.0万m3/d，设备规模2.0万m3/d，KZ取1.45，最大时流量833m3/h。分2座，每座设计规模1.0万m3/d。采用周进周出式幅流式沉淀池，池径25m。设计参数：平均表面水力负荷0.85m3/（m2·h），最高表面水力负荷1.23m3/（m2·h），池边水深4.0m，校核固体负荷142.8kg/（m2·d）。3.三级处理及消毒系统（1）高效沉淀池（预留用地）本次预留深度处理高效沉淀池的用地。高密度沉淀池集混凝、絮凝、沉淀和浓缩于一体的高效沉淀池，它由混凝区、絮凝区、沉淀区和浓缩区以及泥渣回流系统和剩余泥渣排放系统组成。加注混凝剂的原水经快速混合后进入混凝区，并与沉淀池浓缩区的部分回流沉淀泥渣混合。在混凝区加入混凝剂完成反应，铁盐或铝盐作为混凝剂同污水中的磷反应形成沉淀物在沉淀区去除；絮凝区加入高分子絮凝剂，作为助凝剂来增加絮凝的速度和效果；在沉淀区，泥渣下沉，澄清水进一步经斜管分离后由集水槽收集出水。沉降的泥渣在沉淀池下部浓缩，浓缩泥渣的上层污泥回流与原水混合，以维持最佳的固体浓度，底部多余的泥渣由螺杆泵排出。（2）滤布滤池（新建）新建滤布滤池1座，分2格，设计规模2.0万m3/d，KZ=1.45。设计参数：平均滤速7.0m/h；最大滤速10.0m