1、第6 期（总第2 9 0 期）2023年6 月D01:10.16799/ki.csdqyfh.2023.06.041城市道桥与防洪URBANROADSBRIDGES&FLOODCONTROL防洪排水典型集约化污水处理厂工艺设计以南京某项目为例宋璐宁上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市2 0 0 0 9 2 摘要：南京大厂污水处理厂新建工程（一期)设计规模9 万m3/d，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准（G B18 9 18 一2 0 0 2）一级A标准。介绍和分析了大厂污水处理厂工程设计难点，由此确定一期工程处理的工艺方案选择和设计参数，确定了改良型AAO+磁混凝沉淀+反硝化深
2、床滤池+污泥深度浓缩脱水的处理工艺。通过工艺选择和组团式布局解决了用地紧张的难题，利用先进的设备技术保障准IV出水达标的可行性。对同类标准工程设计有一定的借鉴意义。关键词：污水处理厂；一级A；改良型AAO工艺；反硝化深床滤池；集约化设计中图分类号：TU992.03文献标志码：B文章编号：10 0 9-7 7 16(2 0 2 3)0 6-0 151-0 5管网建设和经济开发带来的不断增长的污水量，大厂0引言污水处理厂的规模扩建迫在眉睫。因此项目重新择在经济发达城市，大型污水处理厂设计时会统地，开展南京大厂污水处理厂新建工程（一期），一期筹考虑预留远期用地，而随着国民经济的发展，土规模9 万m3
3、/d,远期总规模18 万m/d，出水执行城地资源在污水处理设施方案的设计中成为了关键因镇污水处理厂污染物排放标准（CB189182002）素，越来越多的市政设施用地空间被挤压。环保对于一级A标准,设计按准IV标准复核。污水处理排放标准的要求越来越高，并且要以最少住宅的占地实现污水处理目标，是对设计工作提出了更高的要求。1工程概况南京大厂污水处理厂服务于江北新区大厂、葛塘街道，现状厂区位于干子河与马汉河交界处，占地面积13.2 5ha。污水厂一期工程于2 0 10 年竣工，厂区内细格栅和沉砂池、水解酸化池、氧化沟、高效混凝沉淀池、转盘滤池等构筑物规模为4.5万m3/d，其他构（建）筑物土建规模9
4、 万m/d，设备规模4.5万m/d。出水采用一级A标准，污水厂实际日平均处理水量4.2 万m3/d，接近满负荷运行。根据江北新区最新土地利用规划，污水厂现状所在位置以及周边均为住宅、商业等用地，周围地块的拆迁安置房已经开发建设起来，具体见图1，污水处理厂与城市的发展规划存在冲突，污水厂的运营对周边居民生活影响较大。同时为满足服务范围内收稿日期：2 0 2 3-0 2-10作者简介：宋璐宁（19 8 9 一），女，硕士，工程师，从事污水处理设计工作。现状大厂所在位置图1现状大厂周边环境示意图2工艺路线2.1进水水质分析现状大厂污水厂已有多年进出水水质数据，经过实际数据处理分析，并统计了南京市其他
5、市政污水处理厂的设计数据，同时为远期发展预留一定的余量，确定工程的设计进水水质。对近两年大厂进水水质数据进行统计，污水厂的进水水质浓度均不高，实际进水水质与原设计水质相比，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BODs）、氨氮（NH3-N）、悬浮物（SS）、总氮151城市道桥与防洪宋璐宁：典型集约化污水处理厂工艺设计以南京某项目为例2023年第6 期(TN)和总磷(TP)基本低于原设计值。比对参考南京市其它污水处理厂的实际进水水质，考虑到工程厂外管网系统收集范围内区域的发展及管网完善趋势，对COD和BODs和SS取值进行下调，其余不变，确定新建工程设计进水水质如表1所示。表1设计进水水质指标COD
6、BOD;现状大厂450进水水质91.141.859.413.618.81.94近两年统计值316.9新建工程400进水水质2.2出水水质分析根据目前国家对污水处理厂出水水质的统一要求，并参考了目前南京市江北新区排放标准考核要求，确定大厂污水处理厂工程设计出水水质采用城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918一2 0 0 2）一级A标准 2 ,考虑区域水环境发展趋势,为提质增效预留空间，工程设计按照准IV出水控制，如表2。表2 设计出水水质单位:mg/L粪大肠菌群/指标CODBOD,SSNH3-NTNTP一级A50准IV60注：括号外数值为水温 12 时的控制指标，括号内数值为水温12 时的控
7、制指标。鼓风机房空气进水厂粗格栅及进水泵房图例：污水管污泥管一一空气管一加药管3工程设计根据确定的工艺流程，工程主要建设内容包括：粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、改良型AAO反应池、二沉池、中间提升泵房及高效沉淀池、反硝化深床滤池、鼓风机房、加药间、加氯接触池、储泥池及污泥深度脱水机房间、综合楼、管理用房、门卫等，构筑物单体采用组团模块设计，合建模式。2.3工程设计难点对进出水水质和建设条件进行统计分析，本项目设计和实施主要有以下几个工程难点：（1）污水处理厂用地紧张，周边无扩建条件；（2）进水BOD较低，出水标准高；（3)大跨度超长结构体，管线布置空单位：mg/L间紧张,施工困难。SS
8、NH;-NTN20030086.6145.715025010105(8)6101.5(3)150.3细格栅及曝改良型AAO反应池气沉砂池门内回流回流污泥脱水污泥污泥脱水外运机房图2 大厂污水处理厂工艺流程图3.1总平面设计新建工程的预留用地位于旺鑫路以南，园西路以东，宁连西路以西,马汉河以北，呈不规则四边形，红线范围占地面积8.4 2 hm。由于项目用地多边角，总平面布置进行了2 个方案的设计比选。方案1采用组团合建式布置（见图3），可完全实现分期建设独立运营。集约化的布置形式便于基坑施工，节省用地的同时实现景观花园式152TP304028.533.54.053040(个L-1)150.52.
9、4工艺方案确定4.0综合考虑工程设计的难点，针对污水进水碳源不足的情况，应先挖掘内部碳源，当内部碳源开发利用之后，出水总氮仍然不能满足要求时，再采取补充4.0外加碳源的措施。通过工艺选型减少占地，紧凑布局，合理分区，优化布局，绿地面积适宜。改良AAO工艺（五段）是基于传统AAO工艺衍生出的先进工艺 3,后置缺氧段在强化了系统整体脱氮效果的同时，对系统内部碳源进行了有效利用,在C/N较低的情况下可以减少或不进行外部碳源的投加，节省了运行成本，多模式设计可以根据进水水量、水质以及环境条件变化，灵活调整运行模式，保障除磷效果在不同水温水质条件时都能达标。深度处理采用混凝沉淀+过滤工艺 4 ,考虑用地
10、条件选择了表面负荷可达到2 2 m3/mh的磁混凝高效沉淀池，占地小、投药量少、有机物去除效率高。反硝化深床滤池兼具去除1 000SS和脱氮除磷能力，抗冲击负荷较强，滤料无需更1 000换，管理维护较简单，能够为更高标准的脱氮要求留有余裕。工艺流程如图2 所示。加药间中间提高效沉二沉池升泵房1剩1余污泥储泥池反硝化淀池滤池化加氯接触池厂内回用出水2023年第6 期宋璐宁：典型集约化污水处理厂工艺设计以南京某项目为例城市道桥与防洪污水厂设计理念。方案2 采用常规污水厂布置（见图4）,按照2 期工程统一布置，辅助用房需要一次性建成，一期土建投资较大，用地布置零散分散，美观性不足，需要近远期联合运行
11、，不利于两期工程的独立管理。因此选择了合建式布置形式。旺鑫路西二期用地范围各马汉一河一道二20图3方案1-总平面布置图规划道路王人口次入口图4 方案2-总平面布置图东侧为二期预留用地。一期工程用地面积4.4 1hm。处理构筑物根据工艺流程自北向南布置，采用集约化布置，构筑物之间通过渠道连接，在一期用地东北角布置污泥区，生物处理布置在中部地区，在南侧布置深度处理区域，预处理区域位于一期场地西北角。综合考虑后期运营管理以及工程投资等方面，按照近远期结合的原则，本工程中进水泵房及综合楼等附属设施按照18 万m3/d的规模设计。详细平面布置见图3。3.2污水处理典型构筑物设计3.2.1预处理区设计预处
12、理区包括粗格栅及进水泵房1座、细格栅及曝气沉砂池1座、鼓风机房及1#配电间1座，单体合建。进水泵房土建按照远期18 万m/d建设，设备按照一期9 万md规模配置。粗格栅及进水泵房分为两仓，可实现两期独立运行。格栅井分2 格，中间设隔墙，可单格使用，设有2 套钢丝绳牵引格栅除污机，粗格栅渠道前后均设有检修闸门，便与检修。粗格栅及进水泵房以中隔墙分仓，近期使用1仓，设变频潜水离心泵4 台。中隔墙设溢流孔保障受力安全，设连通口及双向止水闸门，保障远期设备安装条件。细格栅及曝气沉砂池1座2 池,规模为9 万m3/d，西单池处理规模为4.5万m/d，尺寸为30.2 514.6 m，路有效水深H=2.75
13、m。细格栅井分3格，设2 台内进式网板格栅除污机满足生产需要，考虑近年来污水厂进水杂质粒径较大且内进式网板格栅容易被布条发丝等缠绕堵塞，设计备用1套人工格栅，保障检修工况时的过流量。内进式网板格栅除污机宽2.0 m，栅孔直径5mm。格栅前后设闸门作为检修格栅时切19断水流用。3.2.2改良型AAO反应池设计设计2 座改良型A/A/0反应池，规模为9 万m3/d，单座处理规模为4.5万m/d，平面尺寸4 7.59 6.3m，有效水深厌缺氧区9.5m，好氧区8.0 m，总有效容积为71250m,总停留时间19 h,其中预缺氧区1.2 h,厌氧区1.2 h,缺氧区4.7 h,好氧区10.1h，后置缺
14、氧区1.3h，后置好氧区0.5h。污泥浓度3.5g/l，总泥龄2 6.4 d，硝化段污泥龄14.7 d,负荷0.0 9 7 kgBODs/(kgMLSSd)。来自曝气沉砂池的污水与二沉池的回流污泥一并进入生物反应池，按顺序通过厌氧段、缺氧段和好氧段，污水内有机物去除并完成硝化反应后接入后缺氧段。此时COD大部分已被耗尽，因此硝酸盐还原需要的电子供体主要是由活性污泥的内源呼吸提供。此过程在强化了系统整体的脱氮效果的同时,对系统内部碳源进行了有效利用，在C/N较低的情况下可以减少或不进行外部碳源的投加，节省了运行成本，之后污水接人好氧段，吹脱氮气后接入后续二沉池。后置缺氧段同时布置曝气器，可作为好
15、氧段使用,增加整个生反池的灵活性。3.2.3反硝化深床滤池设计工程选择反硝化深床滤池工艺因其抗冲击负荷较强，管理维护较简单，且除了能去除SS之外，兼具脱氮除磷的能力，可作为TN长达标的保障措施 5,为更高标准的脱氮要求留有余裕，功能综合而占地较小。化深床滤池一座8 格，单格长2 4 m，宽4.11m，总过滤面积7 8 9 m,8组运行时平均滤速4.7 5m/h8153城市道桥与防洪组运行时高峰滤速6.18 m/h，检修时7 组运行高峰滤速7.0 6 m/h。加氯接触池及出水泵房与反硝化深床滤池组团合建，尽可能节省用地。3.3污泥处理工艺设计工程污泥处理系统整体为一个单元，包括储泥池、污泥浓缩处
16、理、污泥调理池及污泥深度脱水处理系统。土建按照远期18 万m3/d建设，设备按照一期9万m/d规模配置。工程总干固体量为1357 3kgDS/d，平均含水率9 9.3%，污泥流量为19 39 m3/d，污泥浓缩系统出泥含水率为9 5%，污泥脱水系统出泥含水率为6 0%，产泥量34 m3/d。设有储泥池2 格，叠螺式污泥浓缩机3套，调理设备3套，超高压油缸压榨机3套。脱水机设计工作时间2 h/批次，每天4 批次，工作8 h，远期无需增加设备，通过调整运行时间达到扩建需求。3.4除臭系统设计大厂污水处理厂是一个综合性的污水处理厂，包含水、泥、气的全过程处理。土壤生物滤池法具有处理效果稳定、运行费用低、使用年限久等优点，并可结合厂区绿化整体布置，设计土壤生物滤池法作为污水处理区的除臭工艺。考虑到污泥处理区域臭气浓度较高，采用化学洗涤+生物滤池+高空排放的组合处理作为污泥系统的臭气处理方式。工程除臭设计参照城镇污水处理厂臭气处理技术规程（CJJ/T243一2 0 16)进行计算。各构筑物除臭量计算如表3。表3单体除臭风量计算表序号名称1进水泵房2细格栅及曝气沉砂池3生反池厌缺氧段4污泥脱水机房
