獲悉：北京市某污水處理廠二期工程出水執(zhí)行北京市地方標準《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》（DB11/890—2012）表1中的A標準，水質(zhì)要求極為嚴格。設(shè)計中二級生物處理工藝采用改良型五段Bardenpho工藝，深度處理工藝采用混凝+高密度沉淀池+超濾膜+臭氧工藝。主要介紹了工藝流程、設(shè)計參數(shù)、設(shè)計特點，運行實踐表明，組合工藝處理效果良好，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水各項指標全年穩(wěn)定達標。

　　1工程概況

　　北京市房山區(qū)某污水處理廠二期工程于2013年9月獲得北京市房山區(qū)發(fā)展和改革委員會簽發(fā)的項目核準批復。由于該廠二期工程的受納水體——刺猬河屬于Ⅲ類水體，因此該污水處理廠二期工程出水必須達到DB11/890—2012表1中的A標準。

　　2設(shè)計規(guī)模及水質(zhì)

　　污水處理廠二期工程設(shè)計規(guī)模為4萬m3/d，進水以生活污水為主，收水范圍與一期工程相同。設(shè)計中進水水質(zhì)這一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的確定是否合理，直接關(guān)系到工藝流程的選擇，也關(guān)系到處理構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)選擇的合理性，進而影響出水水質(zhì)。

　　本工程設(shè)計中，對該廠一期工程近3年的進水水質(zhì)進行統(tǒng)計分析，同時結(jié)合現(xiàn)狀情況，既考慮到區(qū)域發(fā)展可能帶來的水質(zhì)變化，又避免因保證率取值過高而導致的處理設(shè)施和設(shè)備配置過大所造成的浪費，最終確定的進出水水質(zhì)見表1。

　　將出水執(zhí)行標準與集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)（即地表水Ⅲ類水體）水質(zhì)標準進行對比，除SS在《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002）中未作明確要求，以及對出水總氮指標有所放寬外，其余指標均與地表水Ⅲ類水體標準持平，可謂國內(nèi)最嚴格的污水排放標準。

　　3工藝流程及主要構(gòu)筑物設(shè)計

　　3.1工藝流程

　　在設(shè)計中，對進出水水質(zhì)特點進行了充分比較論證，明確了如下設(shè)計原則：

　?。?）二級生物處理工藝必須采用具有深度除碳、脫氮、除磷功能的生物處理工藝，力爭在二級處理段全部解決氮（TN、NH3-N）的問題，絕大部分解決碳（COD、BOD5）的去除，兼顧解決部分磷（TP）的去除。

　　（2）必須設(shè)置深度處理工藝，著重解決經(jīng)前序工藝處理后水中殘余的污染物，如：TP、SS、COD，同時還應(yīng)有脫色、消毒功能。

　?。?）在確保出水水質(zhì)達標的前提下，兼顧工藝運行的穩(wěn)定性和靈活性、操作管理的方便性，并盡可能節(jié)約投資和運行成本。

　　經(jīng)過對各種工藝的充分比選，最終確定了如圖1所示的工藝流程。

　　3.2主要構(gòu)筑物設(shè)計

　　3.2.1粗格柵及進水泵站

　　對一期工程粗格柵及進水泵站進行改造，更換2臺格柵機，增設(shè)3臺潛水離心泵（2用1備，2臺變頻）。格柵寬度800mm，柵條間隙20mm；潛水泵單泵流量1083m3/h，揚程14.5m。

　　3.2.2細格柵間及曝氣沉砂池

　　一期工程預處理階段未設(shè)置沉砂池，污水經(jīng)進水泵提升后進入柵隙寬度為1mm的轉(zhuǎn)鼓式細格柵，然后直接進入后續(xù)處理流程。經(jīng)多年運行，轉(zhuǎn)鼓細格柵柵條損壞嚴重，影響了其截留效果。二期工程細格柵間及曝氣沉砂池將對一期工程污水一并進行處理，處理后出水分兩路，分別進入兩期工程后續(xù)處理流程。細格柵間與曝氣沉砂池連建，為地上式構(gòu)筑物。平面尺寸41.4m×10.6m。

　　（1）細格柵間。設(shè)4條渠道，選用轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機，格柵后配套無軸螺旋輸送壓榨機1臺。根據(jù)格柵前后水位差或定時控制細格柵和輸送壓實機聯(lián)動運行。柵渠寬度1.5m，柵條間隙3mm，安裝角度35°。

　?。?）曝氣沉砂池。曝氣沉砂池分2池。水力停留時間6min，水平流速0.1m/s，單位供氣量0.1——0.2Nm3/m3。池上設(shè)桁車式吸砂機2臺，單臺跨度3.6m，吸砂泵2臺，單泵流量20m3/h，揚程10m，砂水分離器2臺，羅茨鼓風機3臺（2用1備），風量5.5m3/min，壓力3.9m。

　　3.2.3改良型五段Dardenpho生物池及污泥泵站

　　將生物池與回流及剩余污泥泵站合建，平面尺寸約80m×75.3m，有效水深6m。

　　生物池分2組，每組按預缺氧區(qū)/厭氧區(qū)/缺氧區(qū)/好氧區(qū)/后缺氧區(qū)/好氧區(qū)的順序布置各池體?；旌弦河傻谝缓醚鯀^(qū)回流，在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)均設(shè)置了混合液內(nèi)回流點，在預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、后缺氧區(qū)均設(shè)置了進水點，方便根據(jù)進水水質(zhì)的變化靈活調(diào)整進水點和內(nèi)回流點，污泥由二沉池經(jīng)回流污泥泵提升回流至預缺氧區(qū)，剩余污泥由剩余污泥泵排放至污泥處理系統(tǒng)，外加碳源投加至后缺氧區(qū)。非曝氣區(qū)設(shè)水下攪拌器，曝氣區(qū)設(shè)穿孔曝氣管。

　　3.2.4二沉池及配水井

　　采用輻流式周進周出二沉池2座，單池直徑36m，每池設(shè)中心驅(qū)動單管吸泥機1臺。最大表面負荷1.06m3/（m2˙h）。

　　3.2.5二次提升泵站

　　為滿足深度處理及尾水排放的水力要求，在二沉池后設(shè)置二次提升泵站1座。為節(jié)省用地，將二次提升泵站與深度處理的混合、絮凝池、高密度沉淀池合建。泵站內(nèi)設(shè)潛水離心泵4臺（3用1備，全部變頻），單泵流量Q=722m3/h，揚程6m。

　　3.2.6混合、絮凝、高密度沉淀池

　　高密度沉淀池分為2池，每池前端均設(shè)置機械混合池1座、機械絮凝池3座，機械混合池混合時間60s，機械絮凝池總絮凝時間15.1min，高密度沉淀池斜管區(qū)上升流速7.93m/h。

　　底泥排放和回流泵房與高密度沉淀池合建，內(nèi)設(shè)污泥螺桿泵6臺（4用2備），單泵流量20——80m3/h，揚程20m。

　　3.2.7壓力式超濾膜凈水間

　　凈水間內(nèi)設(shè)置壓力式超濾膜組件10組，膜孔徑0.03μm；在膜組件前設(shè)置自清洗過濾器3套，過濾精度200μm對污水處理廠二級出水進行精細過濾；反沖洗廢水排入廠區(qū)污水系統(tǒng)；超濾膜出水先進入儲水池再進入后續(xù)流程，儲水池為廠區(qū)回用水和膜池反沖洗水提供水源。

　　3.2.8臭氧接觸池及出水計量槽

　　臭氧接觸池與巴氏計量槽合建，臭氧接觸池為加蓋封閉池體，有效水深6m，接觸時間30min，臭氧投加濃度為16mg/L。

　　3.2.9鼓風機房

　　鼓風機房與變配電站合建，內(nèi)設(shè)多級離心鼓風機3臺（2用1備），均變頻調(diào)速，總供氣量13500Nm3/h，風壓6.7m。

　　3.2.10綜合加藥間

　　綜合加藥間設(shè)在超濾膜凈水間內(nèi)，設(shè)置兩種藥劑的投加系統(tǒng)：PAC投加系統(tǒng)和碳源投加系統(tǒng)。

　?。?）PAC投加系統(tǒng)?；瘜W除磷及深度處理絮凝劑采用液體PAC，商品濃度為10%，投加濃度為5%，投加量為55mg/L（液態(tài)商品計），投加泵采用氣動隔膜計量泵，投藥點設(shè)置在機械混合池。

　?。?）碳源投加系統(tǒng)。采用乙酸鈉作為補充碳源，固態(tài)商品乙酸鈉的純度為60%，投加濃度為10%，投加量為245mg/L（固態(tài)商品計）。投加泵采用氣動隔膜計量泵，投加點在生物池的后缺氧區(qū)。

　　3.2.11粉炭投加間及臭氧發(fā)生器間

　　粉末活性炭最大設(shè)計投加量為30mg/L，采用一體化制備投加裝置，干式投加，通過水射器投加至機械混合池。臭氧最大設(shè)計投加量為16mg/L，設(shè)臭氧發(fā)生器2套，不設(shè)備用，采用流量比例控制臭氧發(fā)生量和投加量。

　　3.2.12污泥處理系統(tǒng)

　　二期工程借鑒了一期工程的經(jīng)驗教訓，采用了重力濃縮+帶式濃縮脫水一體機工藝作為污泥處理工藝。

　　本工程污泥干固量為9227kgDS/d，濃縮池進泥含水率為99.5%，脫水機進泥含水率為98%，脫水機出泥含水率為80%。

　　設(shè)置輻流式濃縮池2座，單池直徑10m，固體負荷為58.74kgDS/（m2˙d），每池上設(shè)中心傳動柵耙污泥濃縮機1臺，脫水機進泥采用污泥螺桿泵，設(shè)置3臺（2用1備），單泵流量30m3/h，揚程25m。

　　污泥脫水機房內(nèi)設(shè)帶式濃縮脫水機2臺，單臺能力30m3/h。配套設(shè)備包括沖洗水泵、空壓機、絮凝劑制備裝置、加藥螺桿泵及螺旋輸送機等。

　　3.2.13除臭設(shè)計

　　采用全流程除臭工藝。除臭系統(tǒng)由微生物培養(yǎng)系統(tǒng)和除臭污泥投加系統(tǒng)組成。微生物培養(yǎng)系統(tǒng)由微生物培養(yǎng)箱、生物填料和供氣系統(tǒng)組成，培養(yǎng)箱內(nèi)安裝AB組合填料，培養(yǎng)箱供氣管道就近接自生物池曝氣管道，溶解氧控制在0.15——0.5mg/L。除臭污泥投加系統(tǒng)包括除臭污泥泵和污泥管道，除臭污泥投加量為生物池進水量的2%——6%，可根據(jù)實際運行情況適當調(diào)整。

　　生物培養(yǎng)箱布置在生物池的厭氧、缺氧段，空氣由好氧段空氣干管提供，除臭污泥回流泵設(shè)置在回流及剩余污泥泵站，除臭污泥通過管道回流至粗格柵前進水井。設(shè)除臭污泥回流泵2臺（1用1備），單泵流量70m3/h，揚程12m。

　　3.3工藝特點分析

　?。?）預處理段選擇了粗格柵、進水提升泵站、細格柵、曝氣沉砂池工藝，主要作用是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物，從大塊垃圾到顆粒粒徑為數(shù)毫米的懸浮物。

　?。?）二級生物處理工藝采用了具有深度除磷脫氮功能的五段Bardenpho工藝，并對該工藝進行了如下改良設(shè)計：

　?、僭趨捬鯀^(qū)前增設(shè)預缺氧區(qū)，按預缺氧區(qū)-厭氧區(qū)-缺氧區(qū)-好氧區(qū)-后缺氧區(qū)-好氧區(qū)的順序布置各池體，回流污泥進入預缺氧區(qū)，從而消除了硝酸鹽對生物除磷的不利影響；②采用多點進水：在預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、后缺氧區(qū)均設(shè)置了進水點，方便根據(jù)進水水質(zhì)靈活調(diào)整進水點和各點進水量，從而提高原水中碳源的利用率，降低外加碳源使用量，外加碳源投加點設(shè)置在后缺氧區(qū)前端；③采用多點混合液回流：在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)設(shè)置了混合液內(nèi)回流點，混合液自第一好氧區(qū)末端回流，可根據(jù)進水水質(zhì)靈活調(diào)整回流點及回流量。

　?。?）深度處理工藝采用混凝+高密度沉淀池+超濾膜+臭氧工藝。該工藝集化學除磷、高效去除殘余SS和COD、脫色、消毒等多種功能于一體。

　?。?）重力濃縮池的固體負荷選擇了規(guī)范規(guī)定的上限［60kgDS/（m2d）］，既起到了預濃縮的作用又有調(diào)蓄來泥流量不均勻性的作用。

　　4處理效果分析

　　4.1處理能力

　　該污水處理廠二期工程于2015年9月21日正式運行（之前經(jīng)過了28天的調(diào)試），實際運行中未投加粉末活性炭。

　　2016年該廠二期工程處理水量統(tǒng)計分析見表2，進水水質(zhì)統(tǒng)計結(jié)果見表3。

　　由表2、表3可以看出：實際處理水量已達到設(shè)計規(guī)模，進水各項水質(zhì)指標與原設(shè)計值較為吻合，該廠的運行不存在所謂“大馬拉小車”的問題。

　　4.2出水水質(zhì)

　　工程2016年逐月實際出水水質(zhì)見表4；對2016年逐日實際出水水質(zhì)進行數(shù)理統(tǒng)計分析，結(jié)果見表5。

　　實際運行結(jié)果顯示，該廠二期工程出水各項指標全年穩(wěn)定達標，成功達到了深度高效去除各類污染物的目的。自正式投產(chǎn)運行以來，泵、鼓風機、攪拌器、曝氣器、臭氧發(fā)生器、超濾膜系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)等主要設(shè)備未出現(xiàn)過故障，運行穩(wěn)定正常。

　　5結(jié)論

　　一年多的運行實踐表明，該工藝處理效果良好，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，無論寒暑出水各項指標均達到了設(shè)計要求。該污水處理廠二期工程投產(chǎn)以來，極大地改善了刺猬河流域的水體水質(zhì)，取得了顯著的環(huán)境效益和社會效益，得到了房山區(qū)水務(wù)局、房山區(qū)環(huán)保局以及業(yè)內(nèi)專家的高度評價，并為出水執(zhí)行高標準的污水處理廠設(shè)計提供了成功范例。