多模式AAO工艺在污水处理厂扩建工程中的应用

 王彬

 {上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海200092]

摘要：福州市洋里污水处理厂三期工程位于福州市晋安区，属于福州市重点工程。已建处理规模为30万m3／d（其巾一期20万m3／d，二期10万m3／d）。三期建设规模为10万m3/d，远期总规模为60万m3／d。为了应对进水水量和水质的变化，污水厂处理工艺采用多模式AAO工艺，经处理后，尾水达到国家(GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准，就近排向光明港，最终入闽江。详细介绍该工程的工艺流程、进m水水质指标、主要构筑物的设计参数及r艺特点。

  关键词：多模式AAO工艺；污水处理厂；扩建；脱氦除磷

  中图分类号：X505  文章编号：1004-4655( 2016) 03-0038-04

1工程概况

 福州市洋里污水处理厂主要服务范围为福州市整个江北中心城区的东区和西区，总服务面积为76.1 km2。污水厂厂址位于福州市区的福州市晋安区，三期工程用地位于已建洋里污水厂一、二期厂区的北侧，规划征地面积（含四期工程）12.20 hm2，实际用地面积（含四期工程20万m3/d规模）为10.88 hm2。

 洋里污水处理厂已建处理规模为30万m3／d（其中一期20万m3／d，二期10万m3/d），本次洋里污水厂三期工程建设规模为10万m3/d，远期总规模为60万m3／d，污水厂出水水质执行国家GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准，就近排向光明港，最终人闽江。

2工程规模及设计水质

2.1工程规模

 结合近、远期排水体制，通过综合用水量预测法、分类单位用水量指标预测法对洋里污水系统内的污水量规模进行双重预测和复核，洋里三期工程2015年工程规模为20万m3／d，2020年处理规模为30万m3/d。考虑到建设用地范围内的征地拆迁，为完成福州市“十二五”减排任务，洋里污水处理厂三期工程按10万m3／d规模建设。

2.2设计进水水质

 根据福州市城市规划定位，以现状一、二期工程污水水质资料为基础，参考同类城市污水厂进水水质情况，本工程进水水质见表1。

2.3设计出水水质

 洋里污水处理厂三期工程出水排向光明港，最终人闽江。根据环评批复，三期工程设计出水水质执行国家GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准，出水水质见表2。

3多模式AAO工艺在扩建工程中的应用

3.1工艺设计方案

3.1.1污水处理工艺流程

3.1.1.1已建一、二期工程污水处理工艺流程

 洋里污水处理厂一期工程规模为20万m3／d，从1998年开始建设，于2002年底投产，采用氧化沟工艺，设计排放标准执行GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准。为了满足新的国家一级B排放标准要求，洋里污水处理厂一期构筑物于2007年进行了改造，改造内容包括：将一期工程氧化沟改造为化学加强AC氧化沟工艺，采用加药化学除磷协同沉淀；增加紫外线污水消毒设施。

 洋里污水处理厂二期工程规模为10万m 3／d，于2006年开始建设，2007年底建成通水，采用AAO工艺，出水水质执行GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。

 洋里污水处理厂一、二期工程工艺流程详见图1、图2。

3.1.1.2三期工程污水处理工艺流程

  洋里污水处理厂三期工程是一座大型污水处理厂，采用的工艺必须成熟、可靠。随着厂外管网的不断完善和社会的发展，进水水量和水质随时发生变化，也需要考虑污水处理工艺先进性、运行稳定性、调整多样性和出水安全性。因此，三期一工程设计采用与二期工程一致的AAO工艺，并进行优化，即采用多模式AAO生物脱氮除磷处理工艺，可以根据进水水量、水质特性和环境条件的变化，灵活调整运行模式，既可按常规AAO工艺运行，也可按改良AAO处理工艺或倒置AAO工艺模式运行，在提高处理效果基础上，保证工艺可靠性。

 多模式AAO工艺有以下技术特点：过污水和混合液进水的合理布点，合理选择污水进水点和混合液回流点，实现不同运行工况。根据进水水质、水量的变化，及时调整实现不同运行工况，充分发挥处理工艺的特点。

 洋里污水处理厂三期工程污水处理工艺流程见图3。

3.1.2污泥处理工艺流程

 洋里污水处理厂一、二期（30万m3／d）剩余污泥量为42T Ds/d，三期（10万m3/d）剩余污泥量为13T Ds/d。

 三期工程污泥处理采用与一、二期一致的重力浓缩、机械脱水方案，该工艺工程投资较小，运行稳定，污泥含水率有保证。污泥贮存采用污泥料仓方案，大大改善污泥区的环境。污泥处理工艺流程见图4。

 由于四期工程即将建设，因此三期工程中，污泥浓缩池和储泥池考虑按三、四期30万m3／(规模进行建设，污泥脱水机房及污泥料仓按全厂60万m3/d规模（包括一、二、三、四期规模）进行建设。

3.2技术难点及关键节点设计

3.2,1技术难点

 本工程污水处理的技术难点主要有以下几方面。

 1)有限碳源的合理分配。解决进水碳源较低的问题。

 2)工程用地紧张。围墙范围内实际用地面积（含四期工程20万m3/d规模）仅为10.88 hm2。

 3)需综合考虑现有工程。考虑与污水厂现有一、二期工程的合理衔接，确保整个污水处理厂的正常稳定运行。

3.2.2 AAO生物反应池运行模式优化

 多模式AAO生物反应池在厌氧、缺氧段各设置多个进水点，具体为第一、二、四、五格设4处进水点，配置可调堰门，根据不同情况，合理分配进水量，同时满足脱氮除磷对碳源合理分配的要求。进水渠末端设电动渠道闸门，关闭进水可调堰门，开启末端渠道闸门，实现对生物反应池的超越。

 每组池设一条混合液配水渠。在第一、第二、第三格各设1处进水点，配置渠道闸门，满足各种运行模式对混合液内回流点的要求。

 每组池设单独外回流污泥渠，污泥外回流均回流至第一格，保证生物处理系统的泥量平衡。

 整个生物反应池布置简洁，分区明确，池数适中，对称布置，配水、配泥、配气灵活、均匀，水渠、泥渠互不重叠，总体布置合理清晰，便于维护管理。

 多模式AAO生物反应池具有多种运行模式。

 1)模式1-------常规AAO法。当进水水质与设计水质基本一致时，污水依次流经厌氧、缺氧、好氧区，混合液回流至缺氧区，二沉池污泥回流至厌氧区，形成常规AAO法。

 常规AAO生物脱氮除磷处理工艺流程详见图5。

 2)模式2-------改良AAO法。进水总磷偏高时，污水按一定比例分别进入预缺氧区和厌氧区，混合液回流至缺氧区，二沉池污泥回流至最前端预缺氧区，形成改良AAO法。该运行模式进水分两部分，小部分至预缺氧区用于提供反硝化的碳源，大部分至厌氧区，以满足后续处理单元的碳源需求。由于外回流污泥中硝酸盐氮在预缺氧区被反硝化，降低或消除硝酸盐对厌氧区释放磷的影响，从而保证系统除磷效果。

 改良AAO生物脱氮除磷处理工艺流程详见图6，其中，Q为进水流量。

 3)模式3-------倒置AAO法。当进水总氮偏高时。污水按一定比例分别进入缺氧区和厌氧区，混合液及二沉池污泥均回流至最前端的缺氧区，形成倒置AAO法。该运行模式进水亦分两部分，大部分至缺氧区，小部分至厌氧区，位于最前端的缺氧区微生物可充分利用进水中丰富的碳源反硝化回流混合液和污泥带来的硝酸盐氮，从而起到强化脱氮的效果。

 倒置AAO生物脱氮除磷处理工艺流程详见图7。

3.2.3总平面布置优化设计

 洋里污水处理厂已建一、二期工程位于洋里河南侧，设计规模为30万m3/d，用地面积为23.03 hm2。洋里污水处理厂三期工程总平面布置具有以下特色。

 1)布置紧凑，占地省。洋里三期工程中二沉池配水井与污泥泵房采用集约化合建形式，达到最节省用地，平面布置紧凑，为远期扩建及发展预留大片用地。

 2)流程简捷、顺畅。洋里三期工程因出水标准较高，污水从进水到出水共流经7座构筑物，经过平面方案优化，使得总体水流流向最为简捷顺畅。

 3)各处理单元功能分区明确。本工程各功能分区明确，独立成区、功能分明。

 4)与周边环境协调适应。洋里三期工程用地范围东北侧有部分民居，污水预处理区布置在三期工程用地的西北部，污泥处理区布置在东南部，污水预处理区、AAO生物反应池和污泥处理区均进行加盖处理，减少对周边环境的影响，使得污水处理厂能与周边环境更好地融为一体。

  洋里污水处理厂各期工程平面布置见图8。

3.3主要构筑物工程设计

3.3.1 AAO生物反应池

  生物反应池采用多模式AAO工艺，共1座，设计规模为10万m3/d，每座分2组池。

  生物反应池结合加盖除臭，池顶上采用绿化覆土，既提高压重，减少大型水池需抗浮的桩基工程量，又提高厂区绿化覆盖率，改善厂区操作环境。

 AAO生物反应池平面尺寸为86.8 m×81.4 m，每座AAO池中分厌氧区、缺氧区和好氧区。厌氧区停留时间1.5 h，缺氧区停留时间3h，好氧区停留时间6.5 h，总水力停留时间11.0 h，设计有效水深为7.0 m。高峰时供气量为20 840 m3／h，气水比为5:1，污泥外回流比为50%～100%，混合液回流比为100%～200%。

3.3.2二沉池

  二沉池共4座，设计规模为10万m3／d。二沉池采用圆形周进周出形式，直径36 m，池边水深4.5 m。每座二沉池安装有水平管式吸泥机1套，功率0.75 kW。

3.3.3紫外线消毒渠

 紫外线消毒渠1座，土建按三、四期30万m3/d规模设计，设备按20万m3/d配置。

 消毒渠平面尺寸23.25 m×15.3 m，分3条渠道，每条渠道宽2.25 m。

 紫外灯管采用低压高强灯管，三期实施2套，每套处理规模10万m3/d，配套水位控制拍门。

3.3.4污泥脱水机房及污泥料仓

 污泥脱水机房共1座，按全厂60万m3/d规模（包括一、二、三、四期规模）设计。脱水机房内设置6台离心脱水机（4用2备），单机能力60 m3/h（含水率按98%计）。

 污泥料仓共4座，每座容积为300m3。

3.3.5除臭工程

 根据国家的有关规范标准、环境评价报告的要求，洋里污水处理厂三期工程除臭标准采用GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》中国家恶臭污染物厂界标准值中的二级排放标准。

 本工程粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池、生物反应池、污泥浓缩池、储泥池采用生物法除臭工艺，污泥脱水机房及料仓采用植物提取液前端雾化喷淋除臭工艺。

4运行效果。

 洋里污水处理厂三期T程目前运行情况和处理效果良好，根据2015年1月～12月的运行数据来看，实际出水水质均优于一级B排放标准（见表3），结果表明，多模式AAO工艺具有较强的抗冲击负荷能力。

5结语

 为应对进水水量和水质的变化，洋里污水处理厂三期工程采用工艺流程灵活、适应性强、处理效果好的多模式AAO处理工艺，确保处理出水达到一级B标准。

 污泥处理采用重力浓缩、机械脱水方案，工程投资较小，运行更稳定，污泥含水率有保证。污泥贮存采用污泥料仓方案，大大改善污泥区的环境。

 全厂范围对有恶臭产生的构筑物采用加盖除臭工艺，体现循环经济、环境友好的设计理念。