坂雪岗污水处理厂一期提标改造工程概述

坂雪岗污水处理厂一期提标改造工程概述

徐桂淋

中国市政工程西南设计研究总院有限公司成都610081

摘要：为流域水环境的提升，深圳市对现状的一级B出水标准的污水厂提出提标改造的要求，要求提高主要出水指标排放标准至地表水准Ⅳ类标准，即SS、TN、粪大肠菌群数要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级A出水标准外，其它主要《城镇污水厂污染物排放标准》中要求的污染物指标要求达到地表水Ⅳ标准。介绍了深圳市坂雪岗污水处理厂的提标改造设计方案，探讨了城市污水厂高排放标准的设计要点与关键技术，可为同类污水厂提标改造提供参考。

关键词：污水处理厂；曝气生物滤池；提标改造；三级过滤

1工程概况

坂雪岗污水处理厂服务面积为22km2，厂址位于深圳市龙岗区五河大道与梅观高速公路之间，总占地面积2.97hm2，预留污水厂发展用地2.24hm2及深度处理用地2.14hm2。主要服务范围为龙岗区岗头河流域的岗头、坂田、雪象片区。工程设计规模4万m3/d，采用BOT模式于2004年建成并投入运行。设计进水方式为岗头河截流进水和来自坂田泵站的管网污水，实际进水方式与设计相符，其中管网进水约为1万m3/d，其主要进水为是岗头河截污箱涵的截流进水。出水执行《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。

根据《深圳市治水提质总体方案》要求，对于观澜河流域内污水处理厂，建议对现状出水执行《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准的污水厂进行升级改造，要求提高其主要出水指标排放标准至地表水准Ⅳ类标准，即SS、TN、粪大肠菌群数要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）中的一级A出水标准外，其它主要《城镇污水厂污染物排放标准》中要求的污染物指标要求达到地表水Ⅳ标准。

2提标改造方案

2.1设计进出水水质

本污水厂从2004年开始已稳定运行多年，出水能满足《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，由于原污水厂采用BOT模式建设运行，未过合同运营期，本次提标改造原则上不能改造现状处理系统，因此设计进水水质指标以《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准规定值进行设计。

由于坂雪岗污水厂位于观澜河流域，是深圳市重点整治河段，控制目标为2018年氨氮达IV类，其余指标达Ⅲ类，2020年全面达Ⅲ类。由于地表水Ⅲ类与IV类主要区别在于TP、氨氮、溶解氧等更加严格，考虑到观澜河部分河段为生态河道，随着河道整治，水体功能逐步恢复，水体具备一定的自净功能，故本次污水厂提标改造出主要水指标按准IV类考虑，即SS、TN、粪大肠菌群数要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）中的一级A出水标准外，其它主要《城镇污水厂污染物排放标准》中要求的污染物指标要求达到地表水Ⅳ标准。

表1提标改造工程设计进、出水水质

Tab1Designinfluentandeffluentquality

2.2提标改造技术方案

由于污水厂是采用BOT模式建设及运行，对现状处理设施进行挖潜改造，牵涉到资产分解及运行达标的要求，改造无法进行。本工程考虑以二沉池出水为进水进一步处理，进而达到出水提标的目的。通过分析设计进水水质发现项目的进水有机物浓度很低，但还存在出水BOD5≤6mg/L，NH3-N≤0.3mg/L的要求，为达到该要求只能选择生物膜工艺才能达到要求；同样由于进水的有机物含量少碳源不足本工程选择外加碳源的后置反硝化工艺以保证出水TN达标；对于SS及TP的稳定达标则必须采用化学除磷；新建紫外线消毒渠提高粪大肠菌群数出水标准。由于本工程采用的是三级过滤工艺，剩余污泥量较少，可直接进水原污泥处理系统，无需新建污泥处理构筑物减少工程投资。滤池的反冲洗水则通过气浮处理后回流至BAF硝化生物滤池进水井，避免反冲洗的废水对原处理构筑物的处理效果产生影响。

图1提标改造工艺流程

Fig1Flowchartofupgradingandconstructionprocess

3主要处理构筑物设计

3.1BAF硝化生物滤池

本工程BAF硝化生物滤池分5格，单格过滤面积为76.11m2，滤料层厚度3.7m，滤料有效粒径2.7mm，垫层厚度0.5m；平均设计水量时，滤速为5.19m/h；最大小时水量时，滤速为6.98m/h；最大小时水量，单格滤池反冲洗时滤速为8.73m/h。5格滤池共用进水总渠，每座滤池设有配水堰，保证进水均匀分配至每格滤池。每座滤池包括进水阀、反冲洗水阀、反冲洗气阀、冲洗废水排放阀，全部为气动蝶阀，采用自动控制。硝化生物滤池共用一个出水渠，出水渠分配出水，60%出水经提升泵提升至至下游混合池和DN反硝化生物滤池进行处理，40%出水超越至预曝气池入口。为满足硝化生物滤池曝气设置7台罗茨风机，5用2备，每台风机设计风量630Nm3/h，变频调节；设置2台曝气头冲洗水泵（离心泵），1用1备，定速，单台水泵水量350m3/h，扬程30m。

2.2DN反硝化生物滤池

根据本工程设计出水水质TN≤15mg/L的特点，本工程考虑60%的硝化生物滤池出水经过外加碳源反硝化处理。本工程在硝化生物滤池出水段设置中间提升泵站及进水混合池，以满足整个处理线的高程要求。设3台潜水离心泵（2用1备），单台泵流量800m3/h。设置1座混合池，混和池溶剂为30m3内设搅拌器，外加碳源在此投加。本工程设置3格DN反硝化生物滤池，平均设计水量为24，000m3/d，加上回流废水后，小时最大水量为1594m3/h；单格滤池过滤面积为38.66m2，滤料层厚度为3m，滤料有效粒径为4.5mm；平均设计水量时，滤速为10.21m/h；最大小时设计水量时，滤速为13.74m/h；最大小时设计水量，单格滤池反冲洗时滤速为20.62m/h。3格滤池共用进水总渠，每座滤池设有配水堰，保证进水均匀分配至每格滤池。每格滤池包括进水阀、反冲洗水阀、反冲洗气阀、冲洗废水排放阀，全部为气动蝶阀，采用自动控制。进、出水各设1套硝酸盐测量仪和1套DO仪用于控制外加碳源投加量。

本工程设置3台（2用1备）共用的风机，为BAF硝化生物滤池及DN反硝化生物滤池提供反洗空气，同时也为预曝气池提供曝气。单台风机风量为3900Nm3/h，风压800mbar，定速。设3台共用的冲洗水泵（离心泵），2用1备，为BAF硝化生物滤池及DN反硝化生物滤池提供反冲洗水。其中两台采用变频调节，单台水泵水量1300m3/h，扬程12m。硝化生物滤池冲洗水强度：20m3/m2h，强制冲洗水强度：30m3/m2h，冲洗气强度：100Nm3/m2h。反硝化生物滤池冲洗水强度：30m3/m2h，冲洗气强度：100Nm3/m2h。同时，考虑在DN反硝化生物滤池出水设1座冲洗水池，容积1000m3，为硝化生物滤池和反硝化生物滤池提供反冲洗水。

2.3预曝气池及V型生物滤池

由于外加碳源可能引起反硝化滤池BOD5升高，为了保证出水BOD5达标在V型生物滤池前设置1座预曝气池，内设曝气管进行曝气补充去除BOD5所需的溶解氧。混凝剂也在此投加，进行混合及絮凝。预曝气池设计水力停留时间为30min，有效容积为1座，1350m3。

最后为了保证TP及SS的去除，设置一座V型生物滤池，滤池分5格，单格滤池过滤面积为57.1m，滤料层厚度为1.5m，滤料有效粒径为2.0mm；平均设计水量时，滤速为6.91m/h；最大小时设计水量时，滤速为9.31m/h；最大小时设计水量，单格滤池反冲洗时滤速为9.88m/h。V型生物滤池设置3台冲洗风机（罗茨风机）2用1备，定速，单台风机风量1600Nm3/h，风压500mbar。设3台冲洗水泵（离心泵），2用1备，其中两台采用变频调节，单台水泵水量450m3/h，扬程8m。滤池冲洗水强度：15m3/m2h，冲洗气强度：55Nm3/m2h。

2.3反冲洗废水气浮处理池

本工程采用三级过滤工艺，进行提标改造，硝化生物滤池冲洗周期约48小时，反硝化生物滤池冲洗周期约24小时，Flopac滤池冲洗周期约24小时，一天总废水量约7600m3/d。如果将该部分废水不进行处理直接排入污水厂进水处，则会对原系统造成较大的冲击，严重影响原系统的运行。因此，需对该部分废水进行处理，处理后的废水直接排入提标系统前端，完全不影响现状处理构筑物。

本工程设1座反冲洗废水池，容积1600m3，接收硝化滤池、反硝化滤池及Flopac滤池的冲洗废水。池内设潜水搅拌器2台。设计2座高速气浮池处理反冲洗废水，气浮池的污泥排到现有的污泥处理装置中，气浮池出水经由提升泵回流至硝化生物滤池的入口处。出水提升泵后需设置流量计。气浮池单池设计处理量为160m3/h，气浮区面积为6.75m2，气浮加压系统回流比为13%。

3结语

在城市污水处理厂提标改造的项目中，部分污水厂由于建设模式等其他的一些问题，无法通过改造现有设施的方式来实现污水厂提标，采用二沉池后接曝气生物滤池（BAF）+反硝化生物滤池+预曝气池+反硝化生物滤池的三级过滤工艺可以在不对现状污水处理设施进行改造的前提下实现污水厂提标改造的功能，这对其他污水厂的提标改造有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]刘学钦，魏宏斌.BAF在废水提标改造及深度处理中的研究及应用[J].中国给水排水，2014，4（30）：7-9.

[2]张文艺，翟建平，郑俊，等.曝气生物滤池污水处理工艺与设计[J].环境工程，2006，24（1）：9-13.

[3]管洪艳，贾权，杜云霄，等.曝气生物滤池法污水深度处理及回用[J].水处理技术，2007，33（2）：74-76.