重庆某乡镇污水处理厂站提标改造项目设计案例分析

上海自动化仪表随着对环保的要求越来越高，乡镇污水处理厂站的运营至关重要。以重庆某乡镇污水处理厂站提标改造项目为实例，对设计工艺进行对比分析，涵盖现有污水处理全过程: 污水可生化分析、预处理、二级处理、深化处理、消毒、污泥处置等，非常终确定污水工艺调整为“Cwater-HＲB 生化 + 过滤 + 紫外消毒”工艺，经工程验证，该工艺不仅实现社会效益及经济效益的非常大化，还满足当前乡镇的区域特征，为类似工程设计提供一定借鉴。

工程概况

本工程为乡镇污水处理厂站提标改造项目，现有污水处理厂站设计规模较小，采用“A2 /O 污水一体化”处理工艺，设计出水水质达到 GB 18918—2002 城镇污水处理厂污染物排放标准一级 B 标准; 一方面根据近期国内对环保的要求越来越高［1，2］，另一方面通过对现有出水口水质的监测，发现出水水质不能正常达标排放，具体监测结果见表1。综上所述，对现有各乡镇污水处理厂站进行提标改造，主要对部分构建筑物进行拆除、新建等工程，使出水水质达到 GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A 标准，具体进出水质详见表 2。非常主要建设内容包括新建格栅井、沉砂池、调节池、污泥池、Cwater-HＲB 生化一体化( 包括缺氧池、一级好氧池、二级好氧池、中间沉淀池、斜板沉淀池) 、纤维滤布滤池、出水渠、设备间、卫生间、值班室; 新增 CODCr，NH3-N 在线监测仪、后置反硝化一体化、管道式紫外线消毒等仪器、设备。

2 工艺选择

2． 1 工艺选择原则［3］

污水处理工艺的选择是污水处理厂站的设计关键，不仅影响处理厂站的处理效果、出水水质，而且还影响处理厂站的 基 建投 资 大 小、运 行 的 可 靠 性、运 行 费 用 的 高低、管理操作的复杂程度、总占地面积大小、处理厂站人员指标等各个方面。综上，此次提标改造设计工艺选择原则如下: 1) 根据进、出水水质要求及水量等，选择处理效果好，具有低基建费、运行可靠、低运行费、操作管理方便、低能耗、除磷脱氮工艺成熟的污水处理工艺; 2) 污水处理厂站应积极考虑占地及投资费用，在总平面布置上紧凑合理，达到土方平衡; 在竖向布置上工艺流程顺畅，污水处理设施考虑一次提升; 3) 为避免厂站人员指标的浪费，对污水处理过程中选择的自动控制，力求安全可靠、经济实用，进而提高管理水平;4) 污水处理工艺对水质变化用性强、出水达标稳定性高、有足够的设计及施工经验可以借鉴( 特别是采用经实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备) 。

2． 2 污水可生化性分析

污水生物处理是微生物利用污水中所含的污染物作为营养源进行相应的代谢作用，使得水中污染物被降解，进而使得污水得以净化，因此对污水进水水质成分的分析至为关键。

本项目进水水质 BOD5 /CODCr = 0． 57，表明进水可生化性较好，适宜采用生化处理工艺; BOD5 /TN = 5，表明进水满足生物脱氮要求，同时考虑进水为所收集区域的乡镇污水，在运营过程中可能出现水质波动较大等情况，故为使反硝化过程能够顺畅，达到预期的生化效果，建议投加碳源; BOD5 /TP ＞ 20，经研究表明，BOD5 /TP 比值越大，生物除磷效果越明显; 故本项目达到生物处理要求。

2． 3 预处理工艺

采用“格栅 + 沉砂池 + 调节池”工艺，主要去除污水中的砂粒、悬浮物、漂浮物等杂质。

2． 4 二级处理工艺比选

经国内市场实践调研及文献查阅［5-8］，目前污水处理二级处理非常常用工艺如下( 具体工艺分析对比表见表 3) :

1) 厌氧 + 多级 A/O( 缺氧/好氧) 工艺: 占地面积较大，不适用于现有小型污水处理厂站提标改造施工。

2) A2 /O 工艺: 对于小型污水处理厂站，工艺相对复杂，能耗较高。

3) Cwater-HＲB 工艺: 结构简单，无需单独设置沉淀池，投资低; 设备少，能耗低，运行成本低; 单独脱硝工艺，工艺调整灵活，确保水质达标; 污泥零分离，脱氮除磷效果好; 污泥回流路径短且无需动力设备; 组装运输方便; 出水水质稳定达 标 有保 障; 先 进 的 远 程 控 制 管 理 技 术; 投 加 填 料 潜力大。

4) CASS 工艺: 系统总体运行脱氮效果较好而除磷较差，对需大量投加化学药剂除磷的城市污水，有可能因碱度的过度消耗而导致系统失败; 对自动化的依赖程度很高，对管理人员的技术水平有较高的要求，由于一般采用鼓风曝气，需增设专门的鼓风机房; 变水位工作造成系统水头损失大，易增加提升费用; 由于无法去除浮渣，卫生观感差。

综上所述，根据本工程对污水处理程度的要求和污水水质处理目标及污染物去除的条件，并结合现有污水处理厂站已建现状、提标改造要求、可用地较为紧张、操作管理自动化要求高、运行成本低等特点，采用 Cwater-HＲB 生化一体化工艺。结合工艺分析对比表( 见表 4) ，采用纤维滤布滤池过滤工艺。

2． 6 消毒工艺比选

结合工艺分析对比表( 见表 5) ，采用紫外线消毒工艺。

2． 7 污泥处理工艺比选

经国内市场实践调研及文献查阅［9］，目前污泥处理非常常用工艺如下: 1) 浓缩工艺: 采用污泥池进行重力浓缩。 2) 脱水工艺: 从使用效果、对环境的安全性、其建设及运行成本、维护费用等方面比较，同时考虑乡镇规模大小及道路情况，通过叠螺脱水机对污泥进行处理。综上所述，采用叠螺脱水机对污泥进行处理。

2． 8 污泥处置工艺

经污水处理工艺处理后的污泥已基本得到稳定，经干化或脱水后含水率不大于 80% ，处理后的污泥委托当地生态农业专业合作社，用于培养种植苗木、鱼类饲养等。 3 主要处理单元及设计参数

3． 1 污水处理工艺

本工 程 近 期 规 划 年 限 为 2024 年，远 期 规 划 年 限 为2030 年; 本工程按近期规模设计，近期设计规模 200 m3/d，总变化系数 Kz = 2． 30; 确定污水工艺调整为“Cwater-HＲB生化 + 过滤 + 紫外消毒”工艺。

1。污水通过污水管网自流至格栅、沉砂池，将渣子和泥砂拦截下来，保证后续处理单元的正常运行，拦截的栅渣进行定期人工清理，然后沉砂池上清液自流进入调节池内，对进水水质水量进行均匀混合处理，调节池的污水通过提升泵进入 CwaterHBＲ 污水处理工艺。 Cwater-HBＲ 工艺: 由缺氧池、一级 OAS 池、二级 OAS 池、絮凝反应池、斜管沉淀池组成。功能:通过投加比表面积较大的悬浮生物填料，并接种硝化菌、反硝化菌和其他生物菌群，通过间歇曝气，在曝气区营造好氧、兼氧和厌氧环境，不同的微生物菌群在悬浮填料和活性污泥中生长繁殖，污水中的有机物作为生物菌群的营养源，在其生长繁殖过程中被硝化吸收，污水得以降解。同时在该池中加入絮凝剂，进一步去除水中 SS 及 BOD，COD，P 等污染物以及氧化池脱落的生物量。经沉淀后的上清液进入污水后置反硝化污水处理一体化设备，去除大部分 TN，经该工艺段处理后的出水 COD，TN 等主要指标达到 GB 18918—2002 城镇污水处理厂污染物排放标准一级 A 标准。

3． 2 主要处理单元及设计参数

主要处理单元及设计参数。

4 厂站内配套管网施工

4． 1 管材及接口

厂区压力污水管、污泥管采用焊接钢管，焊接或法兰连接; 空气管采用不锈钢管，焊接或法兰连接; 加药管采用化工 PVCU，承插粘接; 给水管道用给水用聚氯乙烯 PE 管，热熔连接; 污废水管、雨水管采用 UPVC 双壁波纹管，承插粘接。

4． 2 管道铺设

1) 车行道下所有管道覆土深度不小于 700 mm，非车行道下则须满足覆土深度不小于 400 mm; 管道交叉时，管道埋深在满足上述条件下可根据现场实际情况进行调整。

2) 在一般土壤区，管道应铺设在未经扰动的原土上; 若管道铺设在岩石、砾石等岩性地基上，应作砂土垫层，其厚度为 100mm( 金属管) 、150 mm ～ 200 mm( 非金属管) ，并均匀夯实; 在淤泥层、流沙等松软地区，给水排水管道应铺设在管道基础上，若铺设在回填土上，原土以上部分分层夯实，夯实密度大于 95% ，管顶上部 500 mm 以内不得回填直径大于 100mm 的块石、冻土块，500 mm 以上部分回填块石或冻土不得集中，用机械回填不得在管沟上行走，管沟回填土应分层夯实，夯实密度应大于 95% 。机械夯实不大于300 mm; 人工夯实不大于 200 mm，管道接口坑的回填必须仔细夯实。

4． 3 管道防腐

管道防腐应严格按 GB 50268—97 给水排水管道工程施工及验收规范表面除锈后方可涂漆。埋地管道外防腐采用厚浆型环氧煤沥青三油两布加强防腐，埋地管道内防腐采用 IPN8710。

5 运行效果分析

确定污水工艺调整为“Cwater-HＲB 生化 + 过滤 + 紫外消毒”工艺，通过对提标改造前后数据进行分析发现，此次提标改造工艺对环境产生一定的正效应。

6、思考与建议

1) 乡镇污水处理设施规模小、布局散、数量多，建设运行成本高且难度大，应依靠集团化、规模化的管理，进而保证专业化、规范化的运行。

2) 污水收集难度大，居民思想程度不高，无法完全收集，易致使设计规模偏大: 一方面人均用水定额采用偏高，应采 用 SL687—2014 村 镇 供 水 工 程 设 计 规 范 中 的60 L /( 人·d) ～ 130 L /( 人·d) ，另一方面用水人口数量预测过高: 城镇化越来越快，人口不增反减; 但部分区域应因地制宜，乡镇企业污水浓度较大，无法堵截，及时调查，设计成分考虑，易影响整个管网体系运行。

3) 乡镇为中心一个中体量污水处理厂站，分散性大，且道路不通畅，致使后期运营维护、加药等难度增大; 运行成本高，地方财政压力较大; 可“污染者付费”，及时开征乡镇污水处理费。

4) 配套管网不完善，无远期规划，只针对沿河区域或严重污染等区域进行规划设计( 管网覆盖度不够、二三级管网不健全、管网老化损毁等; 合流制和混合制，雨季处理难度加大; 无化粪池，易堵塞管网) ，易致使配套管网一直处于完善状态( 可以分类定标，适当区域适当降低排水标准，进而降低运行成本) ; 厂网一体，截污治污体系闭合运行。

7 结语

1) 以重庆某乡镇污水处理厂站提标改造项目为实例，综合影响乡镇污水处理厂站建设、设计与施工的各类因素，对涵盖现有污水处理全过程: 污水可生化分析、预处理、二级处理、深化处理、消毒、污泥处置等进行设计工艺对比分析，非常终确定污水工艺调整为“Cwater-HＲB 生化 + 过滤 +紫外消毒”工艺。

2) 除对污水处理工艺选择进行论述外，还对处理厂站内配套管网施工进行叙述，合理考虑所有污水处理厂站设计情况。

3) 上海自动化仪表通过建成后的运行效果分析，该工艺不仅实现社会效益及经济效益的非常大化，还满足当前乡镇的区域特征，为类似工程设计提供一定借鉴。