污水处理厂提标改造方案模板

1、常州市城北污水处理厂提标改造方案常州市城北污水处理厂提标改造方案耿锋( 常州市市政工程设计研究院，江苏常州213003)1、工程现状城北污水厂现有处理能力 153万 m/d ，系分三次建成， 1997 年处理能力 53万 m/d 的普3通生化处理系统投运， 99 年 7 月扩建 5 万 m/d的 AAO污水处理系统投产试运行，2001 年新建35 万 m/d 的 AAO污水处理系统。至今，三套处理系统运行正常。1、现有主要构（建）筑物设计：1）粗格栅间一期，二期：粗格栅间有 1.4m 的机械格栅及2.0m 的人工格栅。进水泵房平面尺寸8.4 6.7m，配有 5 台潜水泵，其中三台水泵参数（单台

2、 Q250l/s ，H12m），二台水泵参数（单台 Q380l/s ，H13m），五台泵均为工作泵，另库存 1 台备用。三期：粗格栅井为矩形双槽钢筋混凝土结构，平面尺寸 14.0 4.80m，每槽配一台机械格栅，栅渠宽 1400mm，栅条间距 20mm，栅前水深 1.20m，栅前流速 0.8m/s 。进水泵房和粗格栅井分建， 平面尺寸 8.4m6.7m，泵房平台标高 4.40m，平台以下深度 8.65m，配有 5台潜水泵，四用一备，每台泵设计流量Q3，H12m，泵出水管管径 DN400。677m/h2）细格栅间及沉砂池一期，二期：细格栅间有宽 2.0m 的机械格栅和宽 2.0m 的人工格栅。三

3、期：格栅分两格，装细格栅 2 台，一用一备，栅渠宽 2m，过栅流速 0.8m/s ，格栅净距 10mm。一期、二期：沉砂池 1 座 2 组，每组平面尺寸 15.0 2.8m，有效水深 1.9m。三期：沉砂池分两格，每格平面尺寸16.5 2.5m，有效水深 1.0m，最大流速 0.3m/s ，最大停留时间 50s，设有桥式移动除砂机 1 台，配吸砂泵 2 台，砂水进入砂水分离器，砂水分离器配一台。3）初沉淀池一期： 30m幅流式沉淀池 2 座。二期： 35m幅流式沉淀池 1 座。三期： 35 m幅流式沉淀池 1 座，单池3表面积23962m，有效容积4040m，污水在初沉池中停留时间1.5h ，

4、表面负荷为2.80m3/m2h。池中设有全桥周边传动刮泥机一套，桥长约为36m，附带有V 型出水堰、浮渣挡板和渣斗、进水稳流器，材质均为不锈钢。三期初沉池设有配水井，配水井为矩形钢筋混凝土结构，中间设置隔墙，一侧配水，另一侧作为初沉池污泥泵房，由槽中潜水泵将初沉污泥泵入污泥浓3缩池，潜水泵2 台，每台Q50m/h ，扬程 H8m，一用一备。4）曝气池及生物反应池一期曝气池： 2 组，每组平面尺寸 50 26m，有效水深 5.5m。后对此进行改造，增加了缺氧、厌氧段，将其改造为 AA/O 法运行。后又增加了 2 组厌氧缺氧池， 每组平面尺寸 38 26m，有效水深 5.5m。二期生物反应池： 2

5、 组 AA/O池，每组平面尺寸 41.1 53m，有效水深 5.5m。三期生物反应池：AA/O 池总平面尺寸82.2 53m，水深 5.5m，分 2 组，每组生物反应池共分 8 格，每格尺寸 26.5 10m。内回流泵房合建于生物反应池中。每组4平面尺寸 102.5m，最大回流比 200，配潜3水泵 3 台，两用一备，单泵Q1044m/d ，扬程 H3.5m。外回流泵房和剩余污泥泵房合建，平面尺寸 12.5 3.0m，污泥回流比 100，回3流量 2088m/h ，配潜水泵 4 台， 2 用 2 备，单3泵流量 Q 1044m/d ，扬程 H3.5m。剩余污泥量 743 m3/h ，配潜水泵

6、2 台， 1 用 1 备，单泵3流量 Q 125m/h ，扬程 H8m。（5）二沉池一期： 30m幅流式二沉池4 座。二期： 40m幅流式二沉池2 座。三期： 40m幅流式二沉池2 座。6）浓缩池一期： 14m污泥浓缩池 2 座，有效水深4m。二期： 16m污泥浓缩池 1 座，有效水深4m。三期： 16m污泥浓缩池 1 座，有效水深4m。（7）鼓风机房一期，二期：鼓风机房平面尺寸 30.24 10.87m，安装四台离心风机，三用一备，风53机 性能 ： 风 量Q 125m 空 气 /min ，升 压68.6Kpa，N220kw。三期：鼓风机房一座，平面尺寸25.24 15.78m，布置 3 台

7、离心风机，单台性能参数3Q 100m空气 /min ，升压 68.6Kpa，两用一备。8）脱水机房一期，二期：带式压滤机 5 台，其中引2.5m 带机 2 台，国产 2m带机 3 台。三期：经校核，一二期的脱水机可满足三期扩建后对污泥的脱水压滤， 未增加脱水机。2006 年增加离心脱水机1 台( 予留 1 台安装位置 ) ，处理能力 20-40m3 /h 。9）加氯接触池一期：平面尺寸 22.5 19m。二期：平面尺寸 3520m。10）综合楼21 座，总平面 800m。含办公、中央控制室及化验室。2、现状处理效果工程竣工投运以来，出水水质稳定。2、工艺流程及现状进出水水质2.1 工艺流程6常

8、州市城北污水处理厂工艺流程如下：进粗格栅井进水泵房沉砂池初沉池水二沉池AA/O反应池排入藻江河泥饼外运脱水机房道加氯间污泥回流泵房2.2 进出水水质及其分析本工程是对污水处理厂进行升级改造，为合理确定所选提标改造工艺，应对污水厂实际运行的监测水质进行分析。厂方提供了 2006 年 11 月 2 日到 2007年 12月 9日的每日进出水质数据， 2006年 6月到2007年 5 月的每月进出水质数据以及2007 年76 月 22 日到 7 月 3 日的 TN专项检测数据。具体分析如下：(1 ）COD600500400)L/gm 300(DOC2001000）L/g m（r cDOCCOD(20

9、06.11.2-2006.12.9)进水一期出水二期出水135791113 1517 192123 2527 29 31次数500450400350300进水250二、三期出水200150一期出水100500份 份 份 份份 份 份份 份 份 份 份月 月 月 月月 月 月 月 月 月 月 月678901212345年 年 年 年1 11年 年 年 年 年6 6 6 6 年 年 年 7 7 7 7 7000066600000202020202002002002020202020月份由图可知，无论从每日还是每月均值来看，进水 COD值基本保持在 300-500mg/L 之间，平均值为 350mg

10、/L。出水 COD值比较稳定，在30-60 mg/L 之间，平均值为 40 mg/L ，明显小于国家一级 B标准，绝大部分时间可达到一级A 标准。(2 ）BODBOD(2006.11.2-2006.12.9)250200)L150进水/gm一期出水(D100二期出水OB500135791113151719212325272931次数9）L/g m（5DOB180160140120进水100二、三期出水80一期出水6040200份 份 份 份 份 份 份份 份 份 份 份6月7月8月 9月 0月 1月2月1月 2月3月4月5月年 年 年 年1 11年 年 年 年 年06060606年 年 年07

11、07070707202020202006200620062020202020月份由图可知，无论从每日还是每月均值来看，2006 年 11 月每日的进水BOD值基本保持在70-200mg/L 之间，平均值在112 mg/L ，2007年月平均进水BOD值基本保持在110-160mg/L之间，平均值为 135mg/L。出水 BOD值很低，均小于 10mg/L，远远低于国家一级 B 标准，基本能稳定达到一级 A 标准。10(3 ）SSSS(2006.11.2-2006.12.9)350300250)进水L200/g一期出水m(S150二期出水S1005001357911131517192123252

12、72931次数11300250）L200/gm150（S100S500份 份 份 份份 份 份份 份 份 份 份月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月678901212345年 年 年 年111年 年 年 年 年060606066年 6年 6年0707 070707000000000000222220202022222进水二、三期出水一期出水月份由图可知，污水厂每日进水 SS 值波动较大，在 80-270 mg/L 之间；，每月平均值较稳定，在mg/L 之 间 。 出水 SS 值 平 均值 在12mg/L，远远低于国家一级 B 标准，部分时间能达到一级 A标准。（4）TPTP(2006

13、.11.3-2006.12.9)1210128)L进水/g一期出水m 61365）L4/进水gm3二、三期出水（2一期出水PT10份 份 份 份 份 份 份 份 份 份 份 份月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月678901212345年 年 年 年11 1年 年 年 年 年06060606年 年 年0707070707666000000000000000222222222222月份由图可知，进水 TP 绝大部分时间都维持在 4-6mg/L 之间。2006 年 11 月到 12 月初，二、三期出水 TP 值均小于 0.6 mg/L ，平均值为0.53mg/L, 一期去除TP 效果不佳

14、，平均值为1.59 ，有近半时间出水TP在 1.5mg/L 以上。经过调试， 2007 年 1 月到 5 月的一、二、三期出水 TP 值均小于 0.5 mg/L, 平均值仅为0.35mg/L ，能达到一级A标准。14（5）NH-N3NH3-N(2006.11.3-2006.12.9)35.030.0)25.0L/进水g20.0m(一期出水N-15.03二期出水HN10.05.00.0135791113151719212325272931次数1535）30L/25gm20（N15-310HN50份份份份 份份份份份份份份6月 7月 8月 9月10月 11月12月 1月 2月 3月 4月 5月06

15、年 06年06年 06年6年 6年 6年 07年07年 07年07年 07年20202020 200 200 2002020202020进水二、三期出水一期出水月份由图可知，每日氨氮进水、出水数值波动较大，每月氨氮进水、出水数值波动较小，排除偶现极端数值后，出水氨氮均小于 5mg/L，达到国家一级 A 标准。16（6）TNTN(2006.11.3-2006.12.9)L/g m(NT70.060.050.040.0进水一期出水30.0二期出水20.010.00.01357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31次数TN(2007.6.22-2007.7.3)50.04

16、5.040.0)35.030.0L进水/l25.0一期出水m(N20.0二期出水T15.01710.05.00.0由图可知，除去偶现极端数值， 进水总氮基本在 30-50mg/L，平均值为 40 mg/L 。出水 TN比较高，在 10-23 mg/L 之间，不能达到国家一级 A 标准，经常州排水检测站详细测定，出水 TN中主要是 NO3-N，平均在 8-12mg/L, 其次是 NH3-N 和有机氮，有机氮在 2 mg/L 左右，还存在少量的 NO2-N。18（7）对以上数据进行综合分析， 可以看出：1）SS，BOD5,CODcr,NH3-N,TN,TP 几个主要控制指标中 BOD5、CODcr

17、、NH3-N、TP在现有的工艺基础上运行，平均值基本达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （ GB18918-2002）中一级 A 标准。2）SS部分时间能达到一级A 标准。3）TN不能达到一级 A 标准。从上述数据可以看出，在六月下旬水温较高的条件下，城北污水厂现有工艺对 TN的平均去除率为 55左右，出水为 17mg/L 左右，平均值小于一级 B 标准要求的 20mg/L，但达不到一级 A 标准要求的 15mg/L。现有工艺采用 AA/O，主要是通过生物效应脱氮，城北厂内回流未启用，反硝化反应未能进行， NO3-N 在出水中大量积累，造成总氮数值偏高 ，内回流启用后，脱氮反应正常进行，出水中

18、NO3-N 数值会下降，从而使 TN数值下降。生物效应受气温影响较大，在气温较低的冬季19（水温最低为 12），微生物的代谢速度明显变慢时，根本无法满足一级 A 标准。经向厂内技术人员了解，城北厂出水在冬季最高 TN约25mg/L，NH3-N 约 7mg/L。从目前城北污水处理厂出水水质分析来看， SS和 TN的去除，是此次常州市城北污水处理厂出水提标的主要控制性因素，深度处理工艺应围绕去除 SS和 TN来进行选择，但城北污水处理厂进水水质存在各污染物浓度向上波动的可能性，即工业预处理水量减少后的水质变化。进水量常州市城北污水处理厂的日处理量已接近3315 万 m/d 的设计规模，平均在 13

19、 万 m/d 左右。3、 工程总体方案3.1服务范围根据常州市城市排水规划（2004-2020），常州市城北污水处理厂的服务范围从排水分区上来说，包括城市的中心分区，高新分区，西北分区，青龙分区，茶山分区部分。203.2排水体制污水处理厂服务范围内主要是分流制排水系统，部分区域采取截流管道为主的合流制。3.3工程规模3污水处理厂总规模15 万 m/d 。3.4进出水水质及处理程度3.4.1设计进水水质二级处理后的尾水作为提标改造的原水。原水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级排放标准 B 标准 ( 总氮未作为控制指标 ) ，即：BOD 5 20mg/lCOD6

20、0mg/lSS20mg/lNH3-N8（15）mg/lTP1.0mg/l本次邀请函明确全厂的进水水质为BOD5 250mg/lCOD500mg/l21SS300mg/lNH3-N35mg/lTP6mg/lTN未明确提出数值根据对现状进水TN数据的分析，取设计进水 TN45mg/l 。3.4.2设计出水水质根据常州市城北污水处理有限公司的 “邀请函”要求，深度处理后的尾水满足城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）中一级排放标准 A 标准，即：BOD5 10mg/lCOD50mg/lSS10mg/lNH3-N5（8）mg/lTP0.5mg/lTN 15mg/l并需要考虑出水消毒

21、，出水粪大肠杆菌1000 个/L 。处理程度相对于二级处理出水的处理程度22项目COD BOD5SSNH3-N TNTP粪大肠杆菌设计进60202081.0水水质（15mg/l）设计出5010105（8） 150.51000水水质mg/l( 或个/l)去除率16.50% 50% 38%(50%7%47%)相对于厂区进水的处理程度项目COD BODSSNH-NTNTP粪大肠53杆菌设计进50025030035456水水质mg/l设计出5010105（8） 150.51000水水质23mg/l( 或个/l)去除率90% 96% 97% 86%(67% 92%77%)排放水体污水处理厂提标改造后，尾

22、水仍选择藻江河作为受纳水体。3.6升级改造工程厂址2在老藻江河东侧征地， 面积 21940m（ 32.91亩）。深度处理构筑物均布置在新征用地范围内。工程难点1）邀请函确定的水质数值偏离原设计进水水质数值较多，有部分构筑物不能满足处理的需要，原系统需要改造。2）在冬天气温较低的情况下，按照设计温度 12设计，在微生物的代谢速度明显变慢时，不易达到 TN去除 67%以上的目标，来满24足出水 TN要求。（3）在用地面积相对紧张， 用地形状不规整的情况下，不3仅要布置下 15 万 m/d 的深度处理设施， 还要予留出尽量多的远期中水回用设施用地。（4）实际进水 BOD5远低于设计 BOD5数值，目

23、前生化反应碳源不足。3.8工艺方案进水水质特点和出水水质要求进水水质特点和出水水质要求是决定污水处理工艺的前提。进水水质基本特点如下：污水的可生化性本 工 程 污 水 处 理 厂 设 计 进 水 水 质COD=500mg/L，BOD5=250mg/L。前道工序中，有初次沉淀池，考虑去除掉 10%的 BOD，从污水可 生 化 性 考 虑 ， 污 水 中BOD5/COD=225/500=0.45，可生化性较好。(2) 碳氮比本工程设计进水水质NH-N35mg/l ，TN45mg/l ，要3338mg/l（水温求出水 NH -N5mg/l （水温 12以上）， NH -N12以下）， TN15mg/

24、l 。从目前的进水水质分析，总氮还是比较高的，工艺方案在考虑出水水质及保证沉淀效果的前提下， 系统必须具有足够的反硝化能力。而系统能否完成较充分的反硝化，除了外部条件，还取决于进水的碳源是否充足。因此在选择污水处理工艺前要对进水的碳源情况进行分析。反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物( 碳源 ) ，才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，BOD/TN 55.0 才可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用，基本的要求也应达到BOD/TN 4。从525本工程生化池进水水质来看，按照邀请书要求的设计进水水质来看，考虑到初次沉淀池去除了 10%的

25、BOD5， BOD5/TN=225/45=5 ，碳源基本满足要求。（ 3)碳磷比本工程设计进水水质 TP=6mg/L，要求出水 TP 0.5mg/L 。本工程生物池进水水质中 BOD5/TP 225/6=37.517 ，采用生物除磷法可得到较为满意的除磷效果。由于本工程除磷量相对较大，且出水要求严格，另外考虑到污水处理厂污泥浓缩池中磷释放问题，因此在本工程设计中采用生物法除磷与化学法除磷相结合的方法以强化除磷效果，以达到污水排放标准。目前现状进水 BOD数值与设计进水 BOD差距很大， 污水可生化性尚可， 但碳氮比按照现状 BOD数值计算不满足脱氮的要求。工程中考虑予留甲醇投加装置，保证在碳源

26、不足的时候，进行投加以满足生化处理工程中的碳源需求。3.8.1.2出水水质要求基本特点如下：(1)BOD5,TP,NH3-N,SS,CODcr 控制要求高。(2)TN 控制要求非常高，冬天水温 12 时仍要控制在 15mg/L 以下。根据以上分析可以看出本工程二级处理后的污水必须进行深度处理和加强生物反应池的反应效率，最终使出水水质中的污染物指标均达 到 城镇污水处理厂污 染物 排放 标准（ GB18918-2002）一级 A标准。二级处理工艺改造的比选通过对 AA/O池的复核计算，原设计的AA/O池的停留时间、泥龄、硝化与反硝化时间均不能满足设计进水水质数值下对 TN 的控制要求。城北污水处

27、理厂已采用二级生物脱氮除磷处理工艺，根据本次工程确定的进水水质特点和出水水质要求，必须对二级生物硝化、反硝化部分进行加强，才能满足出水 TN、 NH3-N 数值的要求。目前二级生物脱氮除磷工艺主要有生物膜工艺与活性污泥法工艺两种，对AA/O 池的改造，在此两方案进行比选。3.8.2.1活性污泥工艺活性污泥工艺中微生物在曝气池内以活性污泥的形式呈悬浮状态，污水在曝气池中通过曝气与活性污泥充分混合，完成生物去除污染物的过程。目前污水厂采用的工艺即 AA/O 工艺，但是由于出水标准的提高，造成现有 AA/O 生物池的硝化时间和反硝化时间不能得到保证。所以增加原 AA/O 生物池池容，增加缺氧、好氧段

28、的容积或者采取新建一套新的生化系统，将部分流量分到新系统，降低现有AA/O生物池负荷，均可达到良好效果。如采取分流量新建生化系统，从原厂总图布置来看，已无用地，必须另行征地。城北污水厂西侧已无用地；南侧为民房、北侧为长江自由贸易中心，征地需要大量拆迁；城北污水处理厂给定的东侧用地足够建设新的生化系统，但紧邻新开发的香树湾福园小区，建设污水生化处理系统并不合适，且征地费用高，约为80 万 / 亩。城北污水处理厂已有专门的除磷脱氮设计，且运行效果良好，因此立足于对现有的系统进行改造，可以减少用地，避免重复建设。从污水厂总平面布置看，没有足够的改造预留用地。从现有的工艺流程分析，一、BOD二、三期均

29、设有初沉池，初沉池对BOD有 20的去除作用，降低了进入生化池的55浓度，碳氮比的下降不利于脱氮。因此取消初沉池，有利于TN 的去除，工艺流程可以得到优化。初沉池用地用以扩建生化池，增加缺氧、好氧段容积，延长污泥泥龄，进一步满足硝化和反硝化的要求。同时，需对原生化池分格进行调整，调整后的泥龄15 天，厌氧、缺氧占生物反应池的总体积比控制在40 50之间。综合上述因素，本设计不考虑建一套新的系统，而是在原厂初沉池位置扩建生化池。3.8.2.2生物膜处理工艺污水生物膜处理是通过微生物和微型动物附着在滤料上或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥生物膜。污水与载体上的生物膜接触，利用污水中有机

30、污染物作为微生物的营养物质，被生物膜上的微生物所摄取，使污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。根据反应器内微生物附着生长载体的状态，生物膜反应器可分为固定床和流化床。生物膜工艺主要有生物滤池、生物接触氧化、生物流化床和生物转盘等。由于本工程为改造工程，为充分利用现有构筑物、减少土建工程量，本工程选择生物流化床技术和曝气生物滤池作为比选方案，现分述如下。（ 1）生物流化床生物流化床即在生物池内投加填料， 以此增大单位容积内的生物量， 提高处理能力。根据生物膜载体填料的不同可有多种形式的流化床方式。本工程选择易于操作，管理简便的颗粒填料生物膜工艺作为本工程的比选方案。该工艺是在好氧池添加悬浮介质

31、、提供生物载体，以提高生物浓度，微孔曝气提供所需氧气以及必要的混合能量。生物填料具有有效表面积大，适合微生物吸附生长的特点。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。生物填料的投加可以使系统达到较高的泥龄和较低的污泥负荷。由于污泥浓度高，抗冲击负荷能力强；同时也提高了污水处理设施的污染物去除率。为避免填料离开流失，在生物池出水端，设置不锈钢滤网，

32、拦截填料。这种工艺方案是传统活性污泥法与生物膜处理工艺的有机结合，将生物膜作为传统活性污泥法工艺中悬浮生物污泥的一个重要组成部分，依靠这部分较长泥龄的微生物形成系统的硝化能力。（ 2）曝气生物滤池曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，简称BAF)是在 20 世纪 70 年代末 80年代初出现于欧洲的一种好氧生物膜法处理工艺。它结合了给水处理中过滤技术的先进经验，将接触氧化法与过滤法工艺有机的结合在一起。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化和反硝化，对废水中的有机物、氨氮、磷和悬浮固体等都有较好的去除效果。污水从滤池上部流入，从下部流出滤池。在滤池中下部

33、布设曝气管进行曝气，曝气管28上部起生物降解作用，下部主要起截留SS及脱落的生物膜的作用。运行中，因截留了SS及脱落的生物膜，水头损失会逐渐增加，达到设计值后，开始反冲洗。一般采用气水联合反冲，底部设反冲洗的气、水装置。气水之间相互对流，一方面由于上升气泡被细小滤料不断切割，增大了气水接触面积，易于氧的转移，有利于上层滤料表面生物膜的氧化降解作用；另一方面又由于气水之间的相互搅动，使进水中的悬浮物不易于在滤料的最上层积累，从而提高整个生物滤池的储污能力，延长反冲周期。此方案不需改造现有构筑物，而是在现有一级B 标准出水的基础上增加曝气生物滤池，使出水水质能够直接达到一级A 标准。曝气生物滤池，

34、占地省， 模块化设计易于扩建，其缺点是生物接触氧化和过滤集于一体，具有专利性质，控制、运行过程复杂，自动化程度高，设备费用高，耗药量大，产泥量高。曝气生物滤池因滤料粒径较大，且运行过程中一直曝气，出水SS较高；反冲洗结束后再次运行的一段时间，出水SS更高。出水SS 较高，可引起TP 超标。 因此本工程不考虑采用曝气生物滤池。深度处理的比选为达到回用和达标排放的目的， 二级处理出水必须进一步进行深度处理。深度处理的去除对象和采用的主要处理技术见下表。二级处理水深度处理的去除对象和所采用的处理技术去除对象有关采用的主指标要处理技术悬SS、过滤、混凝有机浮状态VSS沉淀物溶BOD5、混凝沉淀、解状态

35、COD、TOC、 活性炭吸附、臭TOD氧氧化氮TN、吹脱、折点植物NH3-N、加氯、离子交性营养盐NO2-N、换、生物脱氮类NO3-N磷PO4-P金属盐混、TP凝沉淀、石灰混凝沉淀、生物除磷溶Na+、反渗透、电微量解性无Ca2+、Cl-渗析、离子交换成分机盐微细菌、臭氧氧化、生物病毒消毒（氯气、次氯酸钠、 UV） 污 水 再 生 利 用 工 程 设 计 规 范（ GB50335-2002）给出了深度处理单元技术的处理效率和出水水质项处理效率（）目标水质目混凝沉过综（mg/L）淀滤合浊50307035N度605080TU29SS404070510606080BOD3025605105505070

36、COD251535407cr3525450TN515110-5520TP4030601604080铁4040600.3606080其它单元过程的去除效率项目 活 性 氨 吹 离 子 折 点 反 渗 臭 氧炭 吸 脱交换加氯透氧化附BOD5 4060255050 20-30CODcr 4060 2030 25505050SS6070 5050NH3-N 3040 50505050TN8090 5030色度70805070浊度708050根据本工程的出水水质要求，常规的二级生物处理工艺不能达到要求，必须进行深度处理，采用成熟的混凝沉淀过滤工艺。本次设计对传统混凝沉淀过滤工艺进行比较，确定混凝沉淀过

37、滤工艺方案。1. 混凝混凝的主要作用包括两个方面：1）澄清降浊：为使二级处理出水澄清降低浊度，采用混凝方法进一步去除悬浮物和有机污染物。其主要通过双电层压缩、吸附 - 电中和、吸附架桥以及沉析物网捕等一系列反应，使胶体脱稳、使颗粒微小的悬浮固体凝聚成颗粒较大的絮凝体。经过后续的分离处理单元，将污水中剩余悬浮固体及有机物进一步去除，同时污水中的某些溶解物质也可以得到一定程度的去除。2）化学除磷：通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应，生成难溶的含磷化合物与絮凝体，可以使污水中的磷分离出来， 达到除磷的目的。原水中投加混凝剂后，应立即瞬时强烈搅动，在很短时间内，将药剂均匀分散到水中31主要混合设备有水泵叶

38、轮、压力水管、静态混合器、混合池等，比较见下表。混合设备比较表混合方式特点适用条件利用水泵叶轮1. 设备简单，1. 适用于各种混合无需专门 的水量的水厂混合构筑物2. 投药点距离2. 无需额外能絮凝池较近，量，运行费用否 则结 成的省絮 体可 能在3. 水泵和吸水管 道中 沉淀管较多时 需或 在进 入絮增加投药 设凝池前破碎备3. 应 设 水 封4. 吸水管中加箱，以防止空药时，混凝剂气 进入 水泵浓度宜稍高，吸水管否则在水 封箱中稀释、水解而降低 混凝作用利用压力水管1. 无需增添设1. 适用于流量32混合备2. 混合效果常不能保证，特别是在管 内流量变化 较大时3. 加药管需插入压力水 管

39、内1/3-1/4管经处4. 压力管中加药时，混凝剂溶液必须 用滤网筛滤，以防堵塞水 射器和转子 流量计静态混合器1. 投资省，在管道上安 装容易，维修工作量少2. 能 快 速 混变 化不 大的管 道及 各种水量的水厂2. 投药口至压力 管道 末端距 离应 不小于 50 倍进水管径适用于流量变 化较 小的水处理工程混合器内采用 1-4 个分33合，效果良好流单元3. 产生一定的水头损失，为减少能耗，管内流速一 般采用 1m/s 左右扩散混合器1. 混合器用法 1. 多用 于直径兰安装在 原为水管上300-400mm2. 水 头 损 失进水管0.3-0.4m2. 安装 位置应低于 絮凝池水面3.

40、适用于中、小型水厂跌水混合器1. 药剂加注到 1. 适用于中、跌落水流中，小水厂混合快速，设 2. 活动套管内备简单外 iade 水位2. 产生一定的差 应保 持在水头损失0.3-0.4 ，最343.在混合器出大 不 超 高水管上安 装1.0m活动套管，由套管的高 低调节混合 效果多孔隔板混合1.混合效果较1. 适用于地下槽好水 位较 高地2.水头损失较区大2. 适用于中、3.当流量变化小型水厂时，影响混合效果分流隔板混合1.混合效果较1. 适用于地下槽好水 位较 高地2.水头损失较区大2. 适用于中、3.占地面积较小型水厂大机械混合池1.混合效果较 大、中、小型水好，水头损失 厂都适用小35

41、2. 需 消 耗 电能，机械设备管理和维 护复杂由于本设计规模较大，且提升泵采用潜污泵，考虑混合效果、水头损失等多种因素，并结合絮凝沉淀形式，经比较确定混合采用机械混合池。常用的混凝反应设备有平流式或竖流式隔板反应池、回转式隔板反应池、 涡流式反应池、机械反应池。不同类型反应池比较见下表。不同类型反应池比较表反 应池 优点缺点使用条件形式平 流式 反 应 效 果 容积较 水量大于或 竖流 好，构造简 大，水头1000m3/h，水量式 隔板 单，施工方 损失大变动较小反应池便回 转式 反 应 效 果 池较深水 量 大 于隔 板反 良好，水头1000m3/h，水量应池损失较小，变动较小，可改构造简

42、单，建或扩建旧有管理方便设备涡 流式 反 应 时 间 池较深，水 量 小 于反应池短 ， 容 积 难施工1000m3/h36小，造价低机 械反 反 应 效 果 部分设备大小水量均使应池好，水头损处于水 用失小，可适下，维护应 水 质 水 较难。量变化综上所述，结合本工程特点，为防止因隔板上大量孳生生物膜而影响出水水质，故选用机械反应池，竖轴式。2. 沉淀为减轻过滤单元的负荷，防止滤料阻塞，减少滤池反冲洗次数，在混凝之后设置沉淀池。常用的沉淀池有：平流式、竖流式、辐流式、斜流式，其性能特点及适用条件见下表。沉淀池比较表型性能特点适用条件式平优点：一般用于大、中流1.造价低型厂式2.操作管理方便，

43、施工较简单3.适应性强，处理效果稳定4.带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点：不采用机械排泥时，排泥较困难机械排泥设备，维护较复杂占地面积较大竖优点：1. 一 般 用 于 小流1. 排泥较方便型厂2. 一般与絮凝池合建，不 2. 常 用 于 地 下需另建絮凝池水位较低时3. 占地面积较小缺点：1. 上升流速受颗粒下沉式速度所限，出水量小，一般沉淀效果较差2.施工比平流式困难辐优点：一般用于大、中流1.沉淀效果好型 厂 的 高 浊 度式2.有机械排泥装置时，排 水预沉泥效果好缺点：1.基建投资及经常费用大2.刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大3.施工比平流式困难斜优点：1. 可 用 于 各 种流1.

44、沉淀效率高规模的厂式2.池体小，占地少2. 宜 用 于 旧 沉缺点：淀池的改建、斜管耗用材料多，且价 扩建和挖潜格较高排泥较困难沉淀池形式的选择，应根据水质、水量、水厂平面和高程布置要求，并结合絮凝池结构形式等因素确定。由于二级处理后的活性污泥易在填料上附着、孳生生物膜后发生周期性脱落而影响出水水质，采用斜流式的高效沉淀池。3过滤滤池有多种形式，目前常用的池型有四阀滤池、虹吸滤池、移动罩滤池、均质滤料滤池及比较新型的翻板滤池、反向滤池、 D 型滤池等，上述滤池虽构造形式不同，但从过滤机理上都属于快滤池的范畴。过滤系统选用气水反冲洗滤池，使滤料反冲洗更充分，最大限度地发挥滤料截留杂质的能力。（1

45、）均质滤料型滤池均质滤料滤池的特点是滤池过滤周期长， 采用均质深层砂滤料，滤料层利用率高，截污能力强、滤速高、滤后水质好。反冲洗方式为气39水反冲加表面扫洗，反冲洗强度小，节省冲洗水量和电耗，反冲洗效果好。单池进、出水设置堰板，使各池进水均匀，进出水不受其他单池的影响，并可根据滤池水位的变化微量调节出水阀门的开启度，以达到恒位、恒速过滤的目的。该滤池采用的微量调节出水阀门开启度的技术可以有效地防止滤池初滤水对滤料层的穿透；气水反冲洗和原水水平扫洗的反冲洗方式在滤料不膨胀的条件下可更有效地清洗滤池，避免在滤料层中形成泥球；加厚的均粒滤料层可以实现深层截污，延长滤池工作周期。均质滤料滤池效率高，

46、占地省，但由于冲洗设备多，运行过程复杂， 自动化控制设备较多，对操作人员的技术水平要求较高。（2）翻板滤池翻板滤池是因该型滤池的反冲洗排水翻板阀在工作过程中能在 0-90 范围内来回翻转而得名。具有出水水质明显提高、反冲洗水量少、反冲洗时间短、反冲周期长、基建投资40省、运行费用低以及施工简单、 工期短等特点。它采用双层滤料， 可提高滤速，减小占地面积，充分利用滤床厚度，纳污能力强，可保证较长的反冲洗周期。池底上部布置横向排水管、下部布置纵向布水气管，有利于均匀地反冲洗整个滤料层，去污效果好，避免了局部滤料结污结块现象，滤池的使用寿命较长，减少维护工作与运行费用。翻板阀可根据冲洗过程的不同阶段

47、在 0 90范围内来回翻转，使滤池拥有大强度非溢流排水的特点，因此即使滤池在高的反冲洗强度下，滤料也不会流失，使冲洗更彻底，过滤周期加长。（3）D 型滤池D 型滤池属于高速滤池，过滤采用彗星式纤维滤料进行过滤。彗星式纤维滤料的彗核密度大，体积小，滤料彗尾为纤维丝束，密度小。由于彗星式纤维滤料的结构特点，所以滤层具有在水流方向上具备从大到小的空隙，形成了一个倒金字塔的构造，具有纳污量大，过滤精度高的特点。 D 型滤池具有比表面积大，过滤阻力小的优点。微小的滤料的直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水41中的杂质和颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率。其主要特点

48、：过滤精度高，对大分子有机物、病毒、细菌、胶体等杂质有一定的去除作用；截污量大，一般在 1525kg/m3；可调性强，过滤精度、截污容量、过滤阻力等参数可根据需要调节；占地面积小，占传统滤池的 1/3 1/2 ；自耗水量低， 仅为周期制水量的1%2%；（4）滤池确定翻板滤池关键设备国内产品尚未成熟， 且应用实例较少，运行经验较少； D 型滤池因滤料为专利产品，单价高，更换滤料时价格易受厂商控制；均质滤料滤池应用广泛，设备成熟，运行经验多。因此本次设计推荐采用均质滤料滤池。均质滤料滤池示意图及原理图见图 3-1 、 3-2 。42图 3-1均质滤料滤池示意图43图 3-2均质滤料滤池原理图44综

49、上比较，确定深度处理工艺采用机械混合池 +机械反应池 +高效沉淀池 +均质滤料滤池，其中机械混合池和机械反应池合建于高效沉淀池内。化学除磷的比选除磷主要有生物除磷和化学除磷两种工艺。本工程采用生物除磷为主，辅以化学除磷的工艺，以确保出水的磷浓度在排放标准以内。药剂投加点确定化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。固液分离可单独进行，也可与初沉污泥和二沉污泥的排出相结合。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，化学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀：在初沉池前投加药剂时，要求具有良好的混合和絮凝作用

50、以保证最佳处理效果。通过混合和絮凝系统的合理设计，一级处理可获得 70-90%的除磷率。投加药剂还可明显提高 BOD和 SS 的去除率。对此种方法，设置独立的快速混合池是必要的。同步沉淀： 将铝盐或铁盐直接投加到生物池内或生物池与二沉池之间是相当普遍的化学除磷方法。这种选择充分体现了药剂投45加点的灵活性，允许改变加药点确保最佳混凝条件。由于最佳药剂投加位置依化学药剂的选择、生物池与沉淀池之间渠道的水流速度梯度及污水的水质特性而变化，因此对加药点的生产性试验是非常必要。后置沉淀：在二沉池后投加药剂除磷。三种投加类型比较见下表。投加类型比较表工艺优点缺 点类型1. 能降低生物处1. 总污泥产量增

51、加理设施的负荷，对反硝化反应造成困前平衡其负荷的波难，底物分解过多沉动变化，因而可对改善污泥指数不利析以降低能耗2. 与同步沉析相艺比活性污泥中有机成分不会增加3. 现有污水厂易于实施改造1. 通过污泥回流1. 采用同步沉析工艺46步可以充分利用沉会增加污泥产量沉析药剂2. 采用酸性金属盐药析2. 如果是将药剂剂会使 PH值下降到工投加到曝气池最佳范围以下，这艺中，可采用价格对硝化反应不利较便宜的二价铁3. 磷酸盐污泥和生物盐药剂剩余污泥是混合在3. 金属盐药剂会一起的，因而回收使活性污泥重量磷酸盐是不可能增加，从而可以的，此外在厌氧状避免活性污泥膨态下污泥中磷会再胀溶解4. 同步沉析设施4.

52、 由于回流泵会使絮的工程量较小凝体破坏，但可通过投加高分子絮凝助凝剂减轻这种危害后1. 磷酸盐的沉析是1. 后沉析工艺所需要沉和生物净化过程的投资大，运行费用析相分离的，互相高，但当新建污水处工不产生影响理厂时，采用后沉析2. 药剂的投加可以 工艺可以减小生物处按磷负荷的变化理二次沉淀池的尺寸进行控制产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并可以加以利用，如用做肥料考虑到工艺的运行灵活性，本次设计设置同步、后置两个投加点。药剂投加量的多少可以根据污水厂实际运行情况来确定。混凝剂的比选化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰。1) 投加石灰法向污水中投加石灰，污水中磷酸盐与石灰的化学反应已达到除磷目的。污水碱

53、度所消耗的石灰量通常比形成磷酸钙类沉淀物所需的石灰量大几个数量级，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取决于污水的碱度，而不是污水的含磷量。满足除磷要求的石灰投加量大致为总碳酸钙碱度的 1.5 倍。石灰法除磷的 pH值通常控制在 10 以上，由于高的 pH 会抑制和破坏微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于协同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。2) 投加铁盐和铝盐常用于污水化学除磷的铝盐有硫酸铝和碱式氯化铝（ PAC），硫酸铝是最常用的铝盐混凝剂，纯硫酸铝的分子式为 Al 2(SO4) 3.18H2O，含Al 2O3 量15.3% ， 工 业 硫 酸 铝 的 分 子 式Al 2(SO4)

54、3.14H2O，含 Al 2O3 约 17%，我国的精制硫酸铝大致相当于这种产品。液态硫酸铝因不需溶解和价格较低，近年来得到了广泛使用。聚合氯化铝又称碱式氯化铝（ PAC）是三氯化铝和氢氧化铝的复合盐， 其有效成分 Al 2O3 的含量约为 28-32%，价格比硫酸铝贵，但其 Al 2O3 含量高，所以投加量相比硫酸铝少。常用于污水化学除磷的铁盐包括三氯化铁、氯化亚铁和硫酸亚铁三种。由于铁盐具有腐蚀性，所以在处理、储存和投加过程中需要特别小心，以避免人身伤害以及钢铁和混凝土的过快腐蚀和严重腐蚀。铁盐还会加重水的色度，影响感观。聚合氯化铝（ PAC）在有效性和低温混凝性能等方面具有优势，本工程考

55、虑采用聚合氯化铝（ PAC）。3.8.6消毒工艺污水经三级生物处理后， 有机污染物的去49除已达到排放标准，但仍含有大量的致病细菌和寄生虫卵。根据国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级 A 标准的规定，污水处理厂出水应杀灭病菌，进行消毒处理。3本次设计考虑其中 10 万 m拟采用紫外线照射方式，采用低压高强紫外灯照射，紫外线平均剂量至 20 J/ cm 2 以上，使出水指标大肠杆菌数低于 1000 个/L 。城北污水处理厂位于新北区，附近的青龙工业园区，民营工业远区及广源热电厂均是用水大户，从全市中水回用的总体布局考虑，为满足 20%的污水回用总目标，城北污水处理厂

56、3宜布置 5 万 m/d 中水回用。中水管道需要保持3一定的余氯量，因此5 万 m/d 回用中水采用ClO2 消毒，在未落实用户的条件下暂排藻江河（接触池暂不建设，可考虑在沿藻江河东侧驳岸后砌明渠解决）。50出水提标方案比选对以上污水生物处理工艺和污水深度处理工艺，确定二个方案进行技术经济比较。（1） 方案一：扩建生物反应池 +提升泵房 + 混凝沉淀 +均质滤料滤池絮凝剂、增 大 内 回进AA/O池扩二提 升机械机械回 流剩 余反冲均质滤高效图 3-3出排方案一工艺流程图51（2） 方案二：生物反应池投加悬浮填料 + 提升泵房 +混凝沉淀 +均质滤料滤池增 大 内 回加 填絮凝剂、初 沉AA/

57、O二提 升机械机械回 流剩 余反冲均质滤高效图 3-4出排方案二工艺流程图技术方案比较表52名称优点缺 点1. 提高了 B/N 比，强1. 工程实施过程中，化脱氮效果；对生产运行有一定2. 工艺衔接在平面、的不利影响。方案高程上顺畅；3.生化系统不需要另一行征地，节约土地资源；4.工艺运行稳定可靠；5.投资适中1.易实施，不影响生方案产运行；2.不改变原来的工艺二流程；3.生化系统不需要另行征地，节约土地资源；大规模使用需要中试或参照无锡芦村污水处理厂中试结果，以确定合适的投加量；悬浮填料一定年限后需要更换；综合考虑，最终推荐方案一作为深度处理工艺，即二级处理生化段采用拆除初沉池、扩53建生反

58、池，三级处理采用高效沉淀池加均质滤料滤池，化学除磷采用投加 PAC，消毒工艺采用紫外线消毒（中水回用部分采用ClO2 消毒）。方案二可以作为备选方案，如执行太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值（ DB32/1072-2007）， TN 控制在20mg/L 下，建议采用。综合上述，推荐常州市城北污水处理厂的工艺确定流程如下：5455鼓风机房（增粗提沉扩 生二进格升砂建 物次栅泵池生 反沉及回进流污回流污剩余污剩余加冲 洗鼓 风二机 机 高均紫次械 械 效质外 10万泵混 絮 沉滤线出水排入消反 冲5 万ClO2污 泥清水池污 泥脱 水储泥饼外运中 水 回 用已建中 水远期予留

59、（ 暂 时 排56提标新建 图 3-5 常州市城北污水处理厂提标改造工艺图入藻江河）4 推荐工艺设AA/O 生物池扩建及改造1）功能：增加水力停留时间，增加污泥泥龄，提高内回流比，提高充氧量，强化硝化、反硝化作用。2）设计参数：1）一期改造：3增加 生反池容积 9833 m ， 平面尺寸59.5x30m，增加停留时间 4.72 小时，总停留时间 16.8 小时，泥龄增加为 15 天；内回流比从 200提高到 300；3增加鼓风量 40m/min ； 2 ）二、三期改造：3增加生物反应池容积 23333 m，平面尺寸122x35m，增加停留时间 5.6 小时，总停留时间16.8 小时，泥龄增加为

60、 15 天；内回流比从 200提高到 300；3增加鼓风量 80m/min ； 3) 主要设备3内回流泵 6 台，单台水泵流量 1044m/h ，扬程 3.5m；搅拌器 24 台，单台功率 N=7.5kw；曝气头增加 6300 只。鼓风机房改造1）功能：增加鼓风量，保证生反池运行。2）主要设备：57离心鼓风机3风 量1 台；120m/min升压68.8kpa功率220kw二次提升泵房城北污水处理厂的水力高程已不能满足深度处理的要求，因此，需要新建二次提升泵房。1）功能：将二级处理的尾水进行提升，满足深度处理的水力要求， 确保最终重力自流出水。2）设计参数：泵房尺寸 20 x10m，3）主要设备