东营市沙营污水处理厂工艺设计
摘 要： 东营市沙营污水处理厂近期规模12×104m3/d，采用水解沉淀池／前置反硝化曝气生物滤池（BAF）工艺。进水COD为300mg/L，BOD5 为180mg/L，SS为200mg/L，NH3 －N为40mg/L，TN为50mg/L，TP为4mg/L。设计出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。介绍了污水处理厂设计概况、各构筑物设计参数以及技术特点。
关键词： 污水处理厂； 水解沉淀池； 前置反硝化； 曝气生物滤池（BAF）
1 工程概况
沙营污水处理厂位于东营市东西城区之间的胜利油田七分场水库附近，负责市内东、西城区范围的污水处理任务。污水处理厂近期建设总规模为12×104m3/d，其中原处理规模6×104m3/d，采用的是两段好氧式曝气生物滤池工艺，本次工程新建规模6×104m3/d，并对原工艺进行改造，增加反硝化处理能力。根据工程实际情况，结合原有处理工艺，经综合技术经济比较，污水处理采用水解沉淀池＋前置反硝化曝气生物滤池（BAF，余同）工艺，处理水排入广利河，污泥处理采用浓缩脱水一体机。
2 沙营污水处理厂工程设计
21 设计水质
本工程设计进、出水主要指标如表1所示。
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22 工艺流程
工艺流程见图1。
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23 主要构筑物及设计参数
231 预处理及提升泵房
本工程位于胜利油田，污水中若含有原油对后续处理构筑物的影响很大，因此预处理选择了粗细格栅＋除油沉砂池工艺。主要设备如下：回转式粗格栅和阶梯式细格栅各3台，2用1备，带宽均为1．5m，栅条间隙分别为15mm和6mm。除油沉砂池包括除油刮砂机2台，潜水曝气机12台，在沉砂的同时去除污水中可能存在的油脂。由于进厂污水带有一定的水头，因此将提升泵房设在除油沉砂池后，共设计2座，每座含潜水混流泵3台（2用1备），Q＝1600m3／H，H＝9．5m。
232 生物处理主体工艺
结合原有处理工艺，生物处理选择了BAF工艺。根据使用目的的不同，两段式BAF可以有多种组合：对于出水只要求硝化的情况，可以采用碳化池＋硝化池的方式，对于要求反硝化的情况可采用反硝化池＋碳／硝化池（前置反硝化）或碳／硝化池＋反硝化池（后置反硝化）。由于本工程出水需要达到一级B标准，对总氮有较高要求，必须设置反硝化池。考虑到进水碳源充足，若采用后置反硝化，需要投加大量的碳源，提高了运行成本，因此新建工程采用了水解沉淀池＋反硝化池＋碳／硝化池的前置BAF工艺。对于原有的碳化池＋硝化池工艺，可以通过增加水解沉淀池和管路切改，改造成上述工艺。下面以新建工程（6×104m3/d）为例，介绍各单体主要设计参数。
① 水解沉淀池
水解沉淀池的设置目的主要有两点：去除大部分悬浮物，保证BAF稳定运行；通过水解沉淀作用，增强污水的可生化性，确保反硝化效果。水解沉淀池设计流量5000m3／H，停留时间3H，设计上升流速取值约1．8m／H，有效面积2780m2，新建、原有BAF前各设一座，每座8格，单格长1．8m，宽11m。池底部设排泥斗，斗顶处布置布水管，水面处设集水槽，总高度7m。排泥斗底部铺设排泥管，通关开关阀门控制排泥。水解沉淀
池的出水与曝气生物滤池回流水混合后进入后续工艺。
② 前置反硝化曝气生物滤池
在前置反硝化流程中，BAF分为缺氧和好氧两级，回流水中含有较多的硝酸盐，首先进入缺氧池（DN池）发生反硝化反应，随后进入好氧池（C／N池）去除BOD和氨氮，处理水部分回流、部分进入后续工艺。在这一系统里，主要设计参数有三个：回流比、滤速和负荷。将已完全硝化的出水回流至缺氧池去除硝酸盐是常见的反硝化技术，但在BAF系统中，回流比不仅影响反硝化效果，还会影响硝化效果。相关研究指出［1］，对于一般的城市污水，回流比不宜超过100% ～150%。本工程TN含量较高，回流比选择100% ～120%，回流水泵设置4台，3用1备：Q＝850m3／H，H＝11m，1台带变频控制。
同传统活性污泥法不同，滤速是滤池设计中特有的设计参数。滤速的大小体现了工程经济和处理效果之间的平衡，设计时应在保证处理效果的前提下，尽可能提高滤速，降低过滤面积，减少工程投资。根据以往研究成果及工程经验［2、3、4］，本次设计DN池滤速控制在9～11m／H（含回流水），水力停留时间约25miN，滤料高度4m，共设计8格滤池，单格面积70m2，平面尺寸10m×7m。C／N池滤速控制在6～8m／H（含回流水），水力停留时间约30miN，滤料高度4m，共设计12格滤池，单格面积、平面尺寸同DN池。
BAF工艺通常采用容积负荷，表征一天中单位体积滤料对污染物的去除能力，在本工程里主要对已确定的工艺参数进行校核。在前置反硝化工艺中，为了降低回流液的影响，负荷宜采用低值。经计算，DN池反硝化负荷为0．5kgNO3－N／（m3滤料·D），C／N池硝化负荷0．6kgNH3－N／（m3滤料·D），BOD5负荷0．7kGBOD5／（m3滤料·D），符合设计要求［2］。
本工程BAF共分4个系列，每个系列包括2个DN池、3个C／N池。每两个系列之间共用一个管廊，管廊长8m，内设布水、出水廊道，放空管、反冲洗管、曝气管以及曝气鼓风机等。每池设长柄滤头36个／m2，C／N池还设有BAF专用曝气器40个／m2，每个C／N池配备一台罗茨鼓风机，风量12．4m3／miN，风压0．07mPa。
滤料采用轻质陶粒，粒径DN池为3～6mm，C／N池为2～3mm。滤池反冲洗采用过滤时间和过滤压力等参数进行自动控制，通常DN池反冲洗周期为24～36H，C／N池为48～72H。反冲洗过程包括降水、气洗、气水联合、水洗等步骤，每次冲洗35miN，反冲洗气强度14Ｌ／（m2·S），设3台反冲洗风机，2用1备，风量29．5m3／miN，风压0．07mPａ，反冲洗水强度5Ｌ／（m2·S），设3台反冲洗水泵，2用1备，Q＝600m3／H，H＝14m。冲洗水量每次为420m3，经收集后送入反冲洗废水池，池内设2台潜水排污泵，负责将反冲洗水送入水解沉淀池前端，水泵性能为Q＝350m3／H，H＝14m。
233 接触消毒池
采用液氯消毒工艺对尾水进行处理，接触池设计规模为12×104m3/d，停留时间30miN，有效水深5．0m。
234 加氯加药间
为节约占地面积，设计将加氯间同加药间合建。加氯设计采用液氯工艺，设计规模为12×104m3/d，最大投加量10mg/L。设真空加氯机3台，2用1备，制备能力40kg／H。设液氯蒸发器2台，1用1备，单台蒸发量120kg／H。氯瓶为吨级氯瓶，贮氯量为15天加氯量。加氯管接入接触消毒池。除磷药剂选择液体硫酸铝，按和磷摩尔比2：1投加，最大加药量80mg/L，加药点位于沉砂池末端。
235 污泥浓缩脱水机房
近期配备带宽2．5m带式浓缩脱水一体机3套，2用1备，处理能力70m3／H，处理后的污泥外运填埋处置。
3 结语
① 沙营污水处理厂近期规模12×104m3/d，新建6×104m3/d，为了更好的结合现状处理工艺，设计采用了前置反硝化BAF工艺。
② 考虑到污水厂位于胜利油田，污水中可能带有油脂，预处理采用了除油沉砂工艺。
③ BAF前处理采用水解沉淀工艺，既可以去除大部分悬浮物，保证BAF稳定运行，又可以借助水解酸化作用，改进污水的可生化性。
④ 生物处理采用前置反硝化BAF工艺，回流比100% ～120%；DN池滤速控制在9～11m／H，反硝化负荷为0．5kgNO3－N／（m3滤料·D）；C／N池滤速控制在6～8m／H，硝化负荷0．6kgNH3 －N／（m3 滤料·D），BOD5负荷0．7ｋGBOD5／（m3滤料·D）。
⑤ 加氯采用液氯，除磷药剂选择液体硫酸铝。
⑥ 厂内设有超越管路，便于污水处理厂的调试、检修和运行管理。
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