南豐縣生活污水處理廠提標改造擴建工程

胡 浩

(南昌水業集團有限責任公司，江西 南昌 330038)

1 工程概況

南豐縣位于江西省東部，是著名桔鄉，在行政管理上隸屬江西省撫州市，東靠黎川、福建建寧，南接廣昌，西連宜黃、寧都，北鄰南城。距撫州市區104km，距南昌市205km。南豐縣居旴江中上游，G206國道縱貫縣境，是贛東入閩及“閩三角”地區通往江西省會南昌的交通要道。近幾年隨著城市化進程的高速發展，南豐縣環境污染也隨之加重，全縣范圍內只有一座規模為2.0萬m3/d的污水處理系統現狀污水處理廠實際污水進水量已超過2.0萬m3/d；但該污水處理廠已經滯后于城市發展的規模和速度，這直接影響了南豐縣的投資環境和人們的生活環境，因此擴建污水廠工程已經迫不及待。

南豐縣生活污水處理廠提標改造擴建工程設計規模4.0萬m3/d，包括4.0萬m3/d的提標工程和2.0萬m3/d的擴建改造工程。擴建工藝采用氧化溝工藝，污水提標工藝采用高效沉淀+連續砂濾，同時尾水改為次氯酸鈉消毒技術，使污水處理廠的出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的A標準(現狀為一級B標準)，尾水經富溪河排入旴江河并設置尾水回用系統。污泥采用疊螺機+低溫干化脫水工藝，處理后污泥含水率低于60%，污泥外運衛生填埋，根據實際條件允許，污泥亦可土地制肥利用，此技術可行，經濟合理。

2 水資源

南豐縣水域面積約14.48萬畝，占土地總面積的5.06%?？h境內河流屬長江流域撫河水系，旴江(撫河上游)為主要河流，由南向北縱貫縣域中部，流經南豐縣長度54km；另有滄浪水、九劇水等 旴江一級支流16條和樟坊水等旴江二級支流6條，22條旴江支流總長約497km，河網密度為0.26km/km2。

縣城地表水主要為旴江，根據南豐縣雙田水文站提供的水文資料，旴江歷年最大流量為4 100m3/s(2002年)；最小流量12.6m3/s(2004年)；最高水位92.28m(黃海高程，2002年),最枯水位84.82m(黃海高程，2004年)。其水質在洪水期有懸浮物，但無毒性微量元素，經過常規水處理后可達到國家飲用水水質標準。

南豐縣城區地下水豐富,主要是潛水,主要接收河水的補給，地下水與河水位密切聯系，河水高，地下水位也高。洪水期，河水漫過河漫灘，枯水期，河水位高于地下水位。

全縣多年平均地下水天然資源為162.33萬m3/d，年產水量約6億m3，主要有松散巖類裂隙孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水及基巖裂隙水3類，一般水質均符合國家規定飲用水質標準。

3 城市給排水現狀

3.1 給水現狀

南豐縣城現有城北水廠及城東水廠2座自來水廠。城北水廠設計規模為2萬m3/d；實際最高日供水量為2.4萬m3/d，平均日供水量為1.7萬m3/d；城東水廠設計規模為5.0萬m3/d，正在建設中，其取水水源為盱江河水源，采用4口大口井取水，并引用潭湖水庫的水作為備用水源。由于城東水廠還未投入運行，隨著縣城經濟建設的迅速發展，現有城北水廠遠遠不能滿足城區用水量要求。在夏季用水高峰時常出現用水危機，且現有的管網設施也遠遠適應不了用戶需求，主要表現為：供水水壓偏低，工業用水主要是分散式自備水源，企業基建和運行費用很大，制約企業的發展；管網系統性和可靠性差，普及率偏低，供水管網以枝狀為主、且供水管線長、管徑偏??；供水設施落后，用地緊張，無發展余地。

3.2 排水現狀

3.2.1 污水處理廠現狀

南豐縣城現有兩座污水處理廠，一座為工業污水處理廠，一座為生活污水處理廠。工業污水處理廠的設計規模為1.0萬m3/d，生活污水處理廠的設計規模為2.0萬m3/d。南豐縣生活污水處理廠位于南豐縣富溪村荷葉洲村小組，采用粗格柵及污水提升泵房、細格柵及旋流沉砂池、改良型氧化溝、二沉池、紫外消毒處理工藝，污泥脫水采用履帶式壓濾機脫水。 粗格柵及污水提升泵房土建按4.0萬m3/d設計，設備按照2.0萬m3/d配置，細格柵及旋流沉砂池、改良型氧化溝、二沉池、紫外消毒池土建及設備均按2.0萬m3/d設計。旱季平均流量為2萬m3/d，833.3m3/h，總變化系數1.49，最大時流量為1 242m3/h； 合流截污倍數n=1，合流設計流量為1 666.6m3/h。

3.2.2 現狀污水處理廠出水分析

目前，現狀污水處理廠及擬擴建的二級處理工藝均采用改良型氧化溝工藝，設有厭氧、缺氧段，具有生物脫氮除磷功能，實際出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中一B類標準的要求，但不能穩定滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中一A級標準的要求，如表1所示。

表1 污水處理廠2018年10月進出水水質與設計進出出水匯總表

上述數據表明，城市污水經過二級處理后，雖然大部分懸浮物和有機物被去除，但仍會有難以生物降解有機物、氮和磷的化合物、未能沉淀的固體顆粒、致病微生物以及無機鹽等污染物質。且由于實際進水與設計進水水質相差較大，如實際進水水質達到了設計進水水質，則實際出水水質將難以達到一級A的排放標準。因此，為了達到更高的排放標準要求，必須進行深度處理(即提標處理或三級處理)，二級處理廢水中的殘余污染物經過再處理，以去除難降解有機物、可溶性無機營養物(氮、磷)和懸浮物固體。

4 提標改造處理工藝

污水處理廠處理工藝的選擇直接關系到出水水質指標能否滿足處理要求及其穩定性，運行管理是否方便可靠，以及建設成本、運行成本、占地面積和能耗的多少。因此，合理選擇處理工藝是污水處理廠建設成功的關鍵。污水經過二級處理后，通常污水中剩余的一些污染物質還未達到出水一級A排放標準，還需進行深度處理。污水深度處理工藝是為了獲得比傳統二級處理更好的水質而采取的處理工藝。深度處理工藝的選址應根據二級污水處理工藝、進水水質、出水要求、氣象環境條件及技術管理水平、工程地質等因素綜合考慮后確定。

4.1 處理工藝選擇原則

根據設計的進出口水質，選擇合適的處理工藝，以降低處理成本，提高經濟效益，保證安全可靠的出水。

污水處理廠二級處理出水作為深度處理水源再處理。根據出水水質要求，處理工藝流程有不同的處理工藝。處理的對象和目標如下。

(1)去除處理水中殘留的懸浮物，脫色脫臭，進一步澄清水。

(2)進一步降低TOC、BOD5、COD等指標，進一步穩定水質。

(3)脫氮除磷，消除可能導致水體富營養化的因素。

(4)消毒和殺菌以去除水中有毒有害物質。

4.2 推薦的工藝流程

根據污水處理廠進出口水質要求，本工程必須采用具有除磷、硝化、反硝化功能的二級生物處理工藝。一般情況下，污水處理廠的工藝流程包括一級處理段、二級生物處理段、深度處理段、污水消毒段和污泥處理段。

一級處理段包含粗格柵、提升泵房、細格柵、沉砂池等。

二級生物處理段包括改良型氧化溝、二沉池，是生物處理工藝的主要構筑物。二級生物處理段主要功能是降解BOD，并且完成除磷脫氮的生物過程，經過二沉池的沉淀作用來去除大部分懸浮物。

深度處理段包括混凝沉淀過濾池，是保證污水出水水質達標的處置設施。

污水消毒段包括消毒接觸池。由于污水中含有大量細菌及病毒，消毒的目的是為了保證公共衛生安全，防止傳染性疾病傳播，避免引發公共衛生事件。

污泥處理段包括污泥泵房、污泥脫水機房。污泥處理的主要目的是為了減少污泥體積，以便后續處理。

4.3 污水處理廠工程方案設計

污水處理工藝流程，污水處理廠工藝流程圖1所示。

圖1 污水處理廠工藝流程圖

南豐縣生活污水處理廠將現有2.0萬m3/d處理規模擴建為4.0萬m3/d，擴建2.0萬m3/d，提標改造工程規模為4.0萬m3/d，總變化系數1.42。擴建工程最大時流量為1 183.3m3/h，提標工程最大時流量為2 366.7m3/h，合流截污倍數n=1，則合流設計流量為3 333.3m3/h。

4.4 設計特點

本工程在二級處理時已采用改良型氧化溝工藝進行生物脫氮處理。改良型卡魯塞爾氧化溝設置專門的反硝化脫氮區，在出水段與反硝化區之間設置一條內部回流通道，在不顯著增加設備與土建投資，不額外增加動力提升設備的情況下，很容易達到400%或更高的回流比和90%以上的總氮脫氧效果。

該工藝不僅充分利用了生物反硝化的工藝資源，而且有助于抑制絲狀菌等不利菌群的生長，增強生物系統的穩定性以及適用性。通過設置內部回流通道，實現了去除其他營養物質，簡化了工藝流程。在內部回流通道設置控制閥門，可以控制混合液中的回流流量，以達到最佳的反硝化和脫氮效果。

本工程設計TN的去除率為57.1%、氨氮去除率為80%，故按照改良型卡魯塞爾氧化溝最理想的運行效果，經過二級生物處理后，可以保證TN、氨氮的達標排放。BOD5/TN≥2.86才能進行反硝化脫氮，本工程TN為35mg/l，BOD5/TN=3.4，常規的生物處理工藝基本能夠滿足要求，但要保證穩定的出水水質，在到水質不穩定、碳氮比較低時，需要添加碳源，以滿足脫氮對碳源的要求。故本工程采用二級強化處理，在改良型卡魯塞爾氧化溝的缺氧區預留碳源投加設備。

5 結 論

(1)項目建成后有利于城市建設和人民群眾的生活質量的提高，是經濟建設的可持續發展的重要條件。完善南豐縣城的污水處理系統，提高全縣土地使用率，保障人民的身體建康，使環境保護與經濟建設同步發展。

(2)建設內容及規模：擴建現有城區生活污水處理廠，配套實施深度處理設施。擴建規模為2.0萬m3/d，深度處理設施規模為4.0萬m3/d，工程新增征地面積32.5畝。