工艺详解 这五座国外地下污水处理厂为什么这么节能？

工艺详解工艺详解|这五座国外地下污水处理厂为什么这么节这五座国外地下污水处理厂为什么这么节能？能？污水处理厂选址问题一直是城市污水系统完善的关键问题。国外地下空间的发展已经历了相当长的一段时间。地下式污水处理厂节省空间、防止噪声和异味的影响，但同时，地下式污水处理厂存在技术难度大、运营维护不够便捷、建设成本较高等缺陷。对5座国外典型地下污水处理厂的地下空间设计和节能措施进行分析，并从中摸索出一些适用于我国污水处理厂的建设经验。国外地下空间的发展已经历了相当长的一段时间，城市地下大型排水及污水处理系统也取得了很好的发展。欧洲、日本、荷兰、美国等一些发达国家或地区已经建设了一批地下污水处理厂，为改善当地的生活环境及防治环境污染起到了一定的作用，并取得了一定的经济和社会效益。目前我国处理规模万m3/d以上的地下污水处理厂30多座，虽然仅占我国城市污水处理厂比例(数量)的1.5%左右，但“十二五”期间增量明显，增加比例约4%。地下污水处理厂具有一定优势，包括土地使用效率提升50%～70%、破解“邻避效应”、提升地面景观和周边土地价值等，但地下污水处理厂的技术难度、投资运行成本以及未来提升改造空间的限制性也让人望而却步。本文介绍5座欧美及日本的地下污水处理厂建设运营案例，希望能在设计、工程建设和运营方面带来可借鉴和参考的信息。一、一、5座地下式污水处理厂的工程概况座地下式污水处理厂的工程概况芬兰从1932年开始建造地下污水处理厂。该地下污水处理厂始建于1986年，1994年完工(见图1)。该厂是芬兰乃至整个北欧最大的污水处理厂,服务80万人口，设计规模为33万m3/d，实际处理量为28万m3/d(雨季为80万m3/d)，其中85%为生活污水，15%为工业废水。该厂的工程总造价为2.15亿美元，其中地下部分造价为1.98亿美元。1.1.1污水处理工艺污水处理工艺该厂的污水处理工艺为一套完整的活性污泥法工艺，进出水水质见表1，进水水量28万m3/d，生化部分的设计容量为31万m3/d。进水先过格栅和初沉池，分离出水中较大的悬浮物，再经过活性污泥法去除有机物，这期间投加硫酸亚铁作为絮凝剂来除磷。脱氮过程发生于2个单元，第一单元是活性污泥工艺的反硝化工艺段，第二单元是生物脱氮过滤器，生物过滤器内附载脱氮微生物。在活性污泥法的好氧段，废水中的铵态氮被氧化成硝酸盐氮，进而在厌氧段中被还原成氮气。活性污泥厌氧工艺段和过滤器中的脱氮过程都基于脱氮细菌，它具有将硝酸盐氮还原成游离氮气的能力。其间，没有化学物质或外部生物质被添加到工艺中，但是在后处理阶段，会通过加入甲醇来促进反硝化作用。脱氮反应的温度设定在9～18℃。1.1.2污泥处理工艺污泥处理工艺污泥处理采用中温厌氧消化工艺，消化温度为36～37℃，工艺设计参数见表2。消化后的污泥运送到堆肥厂，与泥炭、树皮等以1∶1的比例进行混合，混合后堆积6个月，之后加入砂和矿物(黑云母)，最后经过20mm孔径的筛网，经过筛网的成品可用作园艺土或者绿色建筑的辅助材料。在堆肥过程中，每年可回收约磷580t和氮620t。1.2挪威奥斯陆挪威奥斯陆Bekkelaget污水处理厂污水处理厂该污水处理厂是一座建在山洞中的污水处理厂(见图2)，位于挪威首都奥斯陆的南边奥斯陆峡湾边，是挪威的第二大污水处理厂。该厂于1998年开始建设，2000年9月投入运行，日均处理量为10万m3/d，处理污水量占整个奥斯陆地区的35%～40%，服务人口约28万人。1.2.1污水处理工艺污水处理工艺污水主体处理工艺包括预处理、生物处理、深度处理。预处理部分包括格栅、曝气沉砂池、初沉池，并投加氯化铁除磷。生物处理采用活性污泥工艺，由4个串联式的前置反硝化的活性污泥系统组成。活性污泥工艺每个系列长72m，宽20m，池深14m，总体积19250m3。其中缺氧区7500m3，缺氧/好氧转换区2250m3，好氧区9500m3，DO维持在2mg/L。污泥内回流率为280%。污泥回流量650～1300m3/h。同时在回流污泥中加入硫酸亚铁，实现同步化学除磷。深度处理采用澄清池、砂滤池。同时在回流污泥中加入硫酸亚铁，实现同步化学除磷。截至2010年的进出水数据，BOD5去除率为97.5%，TN去除率69.3%，TP去除率大于92.3%。1.2.2污泥处理工艺污泥处理工艺污泥处理工艺包括污泥浓缩、厌氧消化和污泥脱水。初沉污泥采用带式浓缩，产量为20～45tDS/d;剩余污泥采用离心浓缩，浓缩后污泥含固率为6%，产量为6～10tDS/d。设有2个厌氧消化罐，每个体积为4000m3。厌氧消化温度55℃，停留时间12d，操作压力0.3bar(1bar=0.1MPa)。进入消化罐的干污泥量为25～45t/d。设有3组AlfaLaval离心机，脱水后污泥含固率为30%。污泥