城镇污水改造处理设备

随着城市建设不断加速和人口规模不断膨胀，污水排放量节节攀升，而污水处理规模似乎总是跟不上污水排放增量，各地污水处理厂的建设，始终与排放增量进行着旷日持久的马拉松，污水排放增量成了一个被追赶的目标，好像一旦追上就一劳永逸地完成了城市污水治理的战略规划和布局。
　　
　　在这种龟兔赛跑思路的指导下，一些地方的污水处理厂建设虽然在一段时间内了排放增量，然而，短暂的在很短的时间内就会被排放增量再度淹没，并被远远地甩在后面。在这样的奔跑比赛中，污水处理厂的建设速度与污水总量的增加速度相比，只能是一种喘着粗气跟风吃尘的尴尬结局。
　　
　　　　
　　近期多地城市污水无法全部处理，部分生活污水直排湖河致水体“二次污染”高发。记者采访发现，不少城市污水处理规模不足，污水处理厂普遍处于“超负荷”运转状态，大量生活污水无法处理只能直排，加上污水处理排放标准偏低，使部分污水处理厂超标排放成为“污染源”。
　　
　　早在2009年，环保部监测的1587家国控城镇污水处理厂中，就有47%的污水处理厂全年部分或全部测次超标。污水处理厂本应是对污水进行集中处理、治理的环保阵地，但排放水质的一些指标不合格，使得部分污水处理厂沦为“污染源”，严重影响城市环境和居民生产生活，也暴露出背后的双重缺失。
　　
　　一是严格标准的缺失。现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》还是10多年前制定的，其较高水准的一级A排放标准也仅仅相当于《地表水环境质量标准》中地表水劣5类，属于不可直接利用甚至接触的污水。尽管现在的污水处理工艺已经可以将出水水质提高到地表水4类甚至3类，但由于国家标准偏低，使许多污水处理厂安于现状，改造技术的积极性不高。大量污水经过处理厂“走”一圈，往往只是拦截了杂物，在排放城市水体后带来了“二次污染”。
　　
　　二是政府责任的缺失。一家环保企业负责人有个形象的比喻，“污水处理厂就像是家中的厕所；自来水厂则像客厅，是要上台面的项目。”在这种“重供水、轻排污”的思维驱使下，一些地方政府不愿意加大对污水处理的投入。各地污水处理厂的建设速度普遍滞后于人口的膨胀速度，污水处理量扩能赶不上排放量攀升，一些污水处理厂刚投产就面临“吃不消”。同时，由于管网不配套、运行经费不足等因素，一些污水处理厂*闲置“晒太阳”，往往只是上级检查时象征性地开工处理污水，实际处理率与处理能力相差甚远。前不久媒体报道，湖北全省50座乡镇污水处理厂，仅8座正常运行，这8座中又有一半运转负荷率不到50%。

通过对已建工程工艺及实际运行情况的分析可知，储泥池上清液和脱水车间污泥压滤液含有较高浓度的磷，这部分滤液被送回污水处理厂的进水处与原水混合再进入水处理系统，使污水处理系统的磷负荷增加50%~75%，这是导致污水处理厂尾水中TP超标的主要原因。为了防止磷在污水处理系统的积累，并充分利用已建工程各处理单元，不对已建工程构筑物进行较大改造，保留已建工程的初级处理以及二级处理工艺的基础上，增设深度处理工艺，进一步去除污水中的SS，使污水中SS指标达标排放。改造工程采用滤布滤池作为深度处理设施，其具有去除效果好、占地面积小等优点。
根据储泥池上清液和脱水车间滤液含磷量比较高、水量相对小的特点，新建旁路化学除磷系统，去除滤液中含有的高浓度磷，以减少生化系统除磷的负担，从而保证TP指标符合相应的排放标准。
一般的城市污水处理厂对剩余污泥采用的处理工艺为：消化→浓缩→脱水→制成泥饼外运。而在改造工程中，由于污水处理采用了生物脱氮除磷工艺，其污泥具有泥龄较长、污泥性质较为稳定、剩余污泥量较少的特点，使剩余污泥进行消化处理的效果较差。此外，若采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌和沼气处理利用等一系列构筑物及设备，使投资及运营成本增加〔2〕。因此，改造工程的剩余污泥将不设置消化处理系统，剩余污泥直接进行浓缩、脱水后，统一外运处置。
已建工程的剩余污泥采用带式浓缩一体化设备处理，且运行稳定可靠，出厂污泥含水率为80%。仙石污水处理厂附近的某垃圾发电厂其发电工艺中正好需要利用由板框压滤机脱水后的污泥，因此改造工程将剩余污泥进行浓缩脱水后(含水率为80%)，运至垃圾发电厂经再燃烧用于发电。
2.2 工艺流程
接纳的污水通过市政污水管网收集，进入污水处理厂的初级处理设施，即污水分别进入升泵房、细格栅、曝气沉砂池。经初级处理后污水进入配水井，再进入后续的生化处理系统。在A/O生化池中，污水依次进入厌氧区和好氧区，去除大部分的BOD、COD、氨氮和磷后的污水流经二沉池，污泥沉积在二沉池底部并通过刮泥机刮到泥斗，在重力作用下排放到污泥泵房，部分通过污泥泵部分回流到A/O生化池的厌氧区，剩余污泥则排放到储泥池。储泥池的污泥经污泥计量泵抽到带式浓缩脱水一体化设备，经浓缩脱水成泥饼，由皮带输送机送至污泥堆棚，定期由运输车辆外运处置。改造工程采用旁路除磷工艺，将储泥池上清液、污泥脱水机房滤液收集至已建工程的2械澄清池，然后投加混凝剂*以去除上清液和滤液中富集的磷。
3 构筑物设计参数
(1)污泥浓缩系统。用于污泥浓缩和污泥脱水前的调蓄。为了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厌氧条件下重新释放，改造工程主要采用机械方式浓缩污泥，并辅助重力浓缩。因此，污泥浓缩池的停留时间不宜过长，改造工程将污泥浓缩池的停留时间控制在4 h以内〔3〕。工程剩余污泥量约967 m3/d，含水率99.6%，停留时间3.0 h。设计建设污泥浓缩池1座，采用圆形半地下式钢筋混凝土结构，每座直径13.6 m，高度4.25 m。配置刮泥机1台，功率2.2 kW。
(2)脱水车间和污泥堆棚。脱水机房和污泥堆棚与二沉池排泥协调运行。将污水处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水，降低含水率，便于污泥运输和zui终处理。絮凝剂投加量：3.0 kg/(t·d);浓缩脱水污泥量967 m3/d，含水率99.6%;浓缩脱水后污泥量19.3 m3/d，含水率80%;污泥堆棚：堆高1.5 m;存放时间：4 d;絮凝剂投加量：1.8 kg/(t·d)。脱水机房平面尺寸50.10 m×30.90 m，高度6.1 m。土建为单层砖混结构。污泥螺杆泵：3台(2用1备)，流量15～25 m3/h，扬程20 m，功率7.5 kW。溶药机、加药计量泵、絮凝反应器各2套。污泥浓缩脱水一体机：2台(1用1备)，带宽2 m。
(3)旁路化学除磷系统。储泥池上清液和脱水车间压滤水总量约3 000 m3/d。利用厂内已建工程的2械澄清池(直径25.6 m，总高8.0 m)作为混凝沉淀池。进料集水池4.5 m×4.5 m×4.0 m。增设进料泵3台，2用1备，流量62.5 m3/h，扬程12 m，功率4 kW。增设排泥泵3台，2用1备，流量15 m3/h，扬程3 m，功率1.1 kW。
(4)滤布滤池。为进一步去除BOD5、TP、SS等污染物，使尾水达到要求，滤布滤池作为改造工程的深度处理单元。滤布滤池1组6格并联运行，总平面尺寸20.00 m×16.00 m，有效水深3.90 m，总高度4.50 m，设计滤速8 m/h〔4〕。滤池内部水头损失0.3 m，进水闸门至尾水井总水头损失约0.9 m。单盘滤盘直径2.5 m，单盘有效过滤面积8.8 m2，每格16盘，共96盘。反洗泵流量50 m3/h，扬程7 m，功率2.2 kW，选用6台。滤盘驱动电机功率0.75 kW，选用6台。滤布滤池上部操作间采用砖混结构，总高度9.0 m。
4 运行效果
污水处理厂经竣工、调试、正式运行后，根据污水处理厂的水质监测资料，经处理的尾水平均水质如表 2所示。污水经各单元处理后的尾水水质能够满足GB 18918—2002中一级A标准。

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