余姚小曹娥污水处理厂升级改造工程设计案例分析

余姚小曹娥污水处理厂升级改造工程设计案例分析余姚小曹娥污水处理厂升级改造工程设计案例分析余姚市小曹娥城市污水处理厂规划远期设计规模为30万m³/d，其中已建一、二期工程的设计处理规模为15万m³/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A排放标准。近年来，随着地区发展和人口增加，该污水处理厂已超负荷运行，最高日进水量达20.9万m³/d，日均进水量大于15万m³/d，频次约26.7%，亟需进行改造扩容，本次三期改造工程扩建规模为7.5万m³/d，工程建成后，本厂总设计规模达到22.5万m³/d，出水执行一级A标准。远期视本厂进水量增长情况和四类提标要求，适时进行扩建和提标。1污水处理厂现状污水处理厂现状1.1现状工艺流程及运行情况现状工艺流程及运行情况该污水处理厂现状工艺流程为进水高位井→综合池→AAO生物反应池→平流二沉池→稳定塘→滤站→消毒池→排放（图1）。污泥处理采用带式浓缩脱水一体机，出泥含水率为80%。该污水处理厂现状出水基本可达到一级A排放标准，但由于该厂已超负荷运行，对出水的稳定达标造成威胁。由表1可知，本厂出水NH3-N较低，出水TN主要为硝态氮，可加强反硝化效果，实现TN的进一步去除。1.2现状主要构、建筑物现状主要构、建筑物该污水处理厂现状主要构筑物有进水高位井、综合池、AAO生物反应池及二沉池、稳定塘、滤站、消毒池、鼓风机房及变配电间、储泥池、污泥浓缩脱水机房和加氯间等（表2）。本厂服务范围内的污水经厂外污水泵站提升后进入厂内进水高位井，经进水高位井配水后接入综合池，综合池兼具沉砂、水解酸化的作用。1.3存在的问题存在的问题本改造工程面临扩容、改造和预留远期提标条件三大目标。结合现状调研，主要存在以下问题。（1）现状生物反应池停留时间较短）现状生物反应池停留时间较短现状生物反应池工艺为AAO工艺，原按国标一级B出水标准设计，停留时间较短，约9.4h。出水标准提升为一级A标准后，在目前进水水质低于设计值，且深度处理段有稳定塘和滤站的情况下，勉强达标，但不利于稳定达标。（2）二沉池负荷高）二沉池负荷高现状进水水量已超过设计水量，造成现状二沉池表面水力负荷较高（1.53m³/㎡/h），时有漂泥现象产生。（3）用地问题）用地问题该污水处理厂远期设计规模为30万m³/d，且按照浙江省和宁波市的相关文件要求，该厂远期需按“四类水”出水标准进行提标（CODCr、BOD5、氨氮、TN、TP和SS分别达到30、6、1.5、10、0.3mg/L和5mg/L），本厂总用地面积仅191600㎡，，用地紧张。本改造工程需预留远期扩建和提标的条件。2改造工程工艺设计改造工程工艺设计（1）针对现状生物反应池停留时间较短和二沉池负荷较高的问题，在厂区北侧预留空地处新建一座Bardenpho生物反应池及二沉池，减少现状生物反应池和二沉池的负荷，保证出水稳定达标。（2）针对用地紧张，同时需为远期预留扩建和提标条件的问题，本改造工程总平面布置按照30万m³/d进行统一布局，预留提标至“准Ⅳ类水”出水标准的用地。在污水处理工艺的选择上考虑“准Ⅳ类水”出水标准，通过新建Bardenpho生物反应池，强化脱氮的同时降低现有生物反应池负荷，从而提高CODCr、BOD5和氨氮的去除率，拟在深度处理段设置高效沉淀池和反硝化深床滤池，保证出水TN、TP、SS和CODCr的达标，本次工程相应预留深度处理设施用地。本工程远期总体平面布置方案如图2所示，图中虚线所示范围内为本次工程新建构筑物，直线框中为远期新建构筑物。为节约用地，生物反应池与二沉池合建，二沉池采用占地较小的矩形周进周出二沉池；远期新建的高效沉淀池拟采用加载体型高效沉淀池，增加设计表面负荷，减少占地。2.1设计水质设计水质本改造工程的设计进、出水水质表3所示。2.2改造工程工艺流程改造工程工艺流程本改造工程出水标准仍执行国标一级A标准，通过新建1座7.5万m³/d的生物反应池和矩形周进周出二沉池（与生物反应池合建）实现污水厂扩容至22.5万m³/d。改造后的工艺流程如图3所示。本着与污水处理厂现状设施协调的原则，考虑远期（“准Ⅳ类水”出水标准）的深度脱氮要求，生物反应池推荐采用具有强化脱氮功能的Bardenpho工艺。Bardenpho工艺与常规AAO工艺相比，有利于强化脱氮，符合出水水质要求，可充分利用进水中的碳源，节省碳源投加量。进水首先在厌氧段进行释磷反应后进入前置缺氧段，好氧段1的混合液回流至前置缺氧段，回流混合液中的NO3--N在反硝化菌的作用下利用进水中的碳源在前置缺氧段中进行反硝化反应。前置缺氧段出水进入好氧段1，在其中进行含碳有机物的氧化，含氮有机物的氨化和氨氮的硝化。前置缺氧段中反硝化过程产生的氮气也在好氧段1中因曝气而吹脱释出。好氧段1出水进