污水处理厂分段进水多级AO工艺的设计与运行.docx

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1、鲁班奖工程：张贵庄污水处理厂分段进水多级AO工艺的设计与运行*市张贵庄污水处理厂建成于20*年，污水处理规模为20104m3d,出水标准为一级A排放标准。设计采用了分段进水多级Ao工艺，该工艺具有脱氮效率高、所需池容小、建设投资和运行费用省等特点。本工程设计为四级AO工艺，采用流量计和远控电动阀门实现对各级进水量的准确控制，池型设计采用综合管廊的布置方式。张贵庄污水处理厂是*市建设的一座大型综合城镇污水处理厂，服务范围约170平方公里，主要处理*市河东区及东丽区城镇生活污水及工业废水。工程自20*年开始建设,至20*年竣工投产。为20*年鲁班奖工程。1工程规模及水质要求张贵庄污水厂一期工程包括

2、20万m3d的污水厂、6万m3d的再生水厂、300td的污泥处置项目。污水处理流程主要包括进水提升、粗细格栅、曝气沉砂池、初沉池、分段进水多级AO生物池、周进周出二沉池；深度处理包括二次提升泵房、机械混合池絮凝池、斜管沉淀池、反硝化深床滤池、接触消毒池。处理后的污水一部分通过出水泵房排放至东丽区袁家河，一部分进入再生水处理系统。总平面布置见图Io图1污水厂总平面布置图项目设计进出水主要指标如1所示。表1进出水设计指标2工艺原理本工程根据泵站实测数据分析，进水水质具有TN含量较高，BOD含量较低的特点，经论证后生物处理部分采用了分段进水多级A/0工艺，该工艺脱氮效率高、所需池容小、建设投资和运行

3、费用省，在低碳氮比污水中可实现较好的处理效果，工艺原理见图2。图2分段进水多级AO工艺原理图该工艺由二至五个串联A/0组成，图中以四段AO为例，回流污泥从首端进入，污水按一定比例从每个A段进入，为反硝化提供碳源，剩余的碳污染物在0段去除，氨氮则氧化成硝态氮进入A段处理。工艺具有以下特点：(1)防止了内回流带入的大量溶解氧，保证了缺氧区的处理效果，反硝化过程彻底，脱氮效率提高；(2)反硝化的碳源全部来自进水，对于低碳氮比的污水可显著节省外加碳源(3)相对传统内回流脱氮工艺，降低了内回流的能耗；3本工程生物池参数及设计特点张贵庄污水厂生物池以上述原理为根底，在池型布置、自动控制等方面有针对性的开展

4、了工程化设计，主要特点如下：(1)基本参数工程设计规模为20万吨/日，共设4座生物反应池，设计停留时间约18h,单座反应池长约104%宽约71%有效水深6.3m,每座由四个连续的AO段组成，前三个0池末端设有一处机动池。单座反应池设有潜水搅拌器14台，底部铺设管式曝气器约1600m,内回流泵4台，分别设在每个0段的末端，回流量分别为单池进水量的25%、50%、70%和100%,设计为常闭状态，视运行水质情况开启。设计污泥浓度起端为6400mg1,末端为4000mg1,泥龄为15do(2)进水进气分配设计多级AO设计的重点和难点是进水量和进气量的分配。通常AO池多采用渠道+可调堰方式配水，但此方

5、式缺少流量控制装置，运行人员仅能凭感官调节，无法实现对各级进水水量的准确控制。因此本工程设计改用管道进水方式，并在每级进水管处设计流量计和远控电动阀门，以实现各级进水量的准确测量,并可在中央控制室对阀门开展操作，可实时监控记录和调整各级进水流量比例。本工程设定的流量比例范围为：第一级1025%、第二级2540%、第三级2540%、第四级1025%多级AO工艺缺氧池和好氧池交替连接，如果好氧池末端溶解氧过高，将会影响下一组A池的脱氮效果。本工程通过设置机动池和曝气控制系统实现各级反应池的稳定运行。在曝气充足的情况下，机动池将作为脱氧池使用，使末端溶解氧控制到1mg1以内。在每级好氧池均设置独立的

6、曝气干管，并在此干管设置气量控制阀，通过好氧池末端的DO数据及进水水量数据，实时监控并控制池内曝气总量。池型布置设计本工程采用四级AO池，单池进水管路和空气管路分别为4组，配水点和空气分配点总计多达32处，如何整理和布置繁杂的管路系统是工程设计需要重点考虑的问题。本工程将两座池体联建并在中间设计1座管廊间，宽度为6%长为104m,内部借鉴综合管廊的设计理念，将进水管道、远控阀门、流量计、空气管道、电缆桥架、加药管道、回流污泥渠道等全部集中在管廊中，极大地方便了设备的维护及日常运行管理。图3生物池管廊布置图4生物池运行情况4实际运行分析张贵庄污水处理厂自20*年4月开始通水运行，至今已运行五年半

7、时间。总计约1/3的时间超过设计20万吨处理规模，目前已基本满负荷运行，日益增长的污水量已为该厂的日常运行带来困难。从现状进水水质情况看，各项指标波动范围较大，但多数为短期波动，水质平均值尚在一期工程设计水质范围内。工程现状出水水质较好，目前各指标均能稳定到达国标一级A标准。表2现状进出水水质变化统计(20*-20*年)根据脱氮原理，脱氮过程中BOD/TN应大于2.86,通常要到达4以上才能获得较好的反硝化效果。根据分析，本工程进水BOD/TN的平均值仅为2.54,属于碳源缺乏的污水，因此需要在运行中补充一定量的碳源。从实践经验看，碳源补充在最后一格A池即可获得较好的脱氮效率，且碳源用量显著低

8、于常规工艺。5设计总结分段进水多级A/0工艺近年来日益受到重视，国内相关工程设计案例也逐渐增多，以往多级Ao工艺多用于现状污水处理厂的改造，布局和设计都具有较大的局限性。张贵庄污水处理厂作为国内第一座大型新建多级AO工艺的污水厂，从设计之初便以工艺原理为基本点，从设计布局，池型分配等方面发挥工艺的长处，弥补缺陷，在运行的5年时间里积累了宝贵的设计和运行经验。下面将设计及运行过程中的经验及教训简述如下：(1)张贵庄污水厂多级AO工艺采用流量计及电控阀门控制的流量分配方式，从实践看是可靠的。实际运行中并不需要频繁的调节流量分配，相比粗犷的堰门分配，流量计所获得的数字化信息可以使运行管理人员很清楚地

9、实现各种分配策略的调节，从而摸索最正确的分配方式。而跟远程电控阀门以及曝气控制系统的结合，为实现污水厂智慧化控制提供了根底。从现场运行经验看，采用第一级20%30%、第二级30%40%、第三级30%40%、第四级10%15%的流量分配方式，可以获得较稳定的脱氮效果。(2)由于进水点位较多，采用中央管廊的设计思路，将各种管线集约化布置，从运行维护角度是非常适用的(3)工程最初每级均设置了内回流泵，期望各段均可通过内回流增强反硝化效果。但从实际运行看，内回流的作用从末端向前端依次降低，因此仅建议最后一段设置内回流即可。(4)由于回流污泥进入反应池后被分步稀释，第一段的AO池污泥浓度非常高，同时造成一段0池的曝气能力明显缺陷，在今后的设计*议加大该段曝气量。(5)推荐在池型设计时，缺氧段采用氧化沟的池型布置,以优化流态，并降低搅拌器的能耗。本文详细内容参见20*年6月中国给水排水第12期张贵庄污水处理厂分段进水多级AO工艺的设计与运行王舜和，李朦，郭淑琴*市市政工程设计研究院作者简介：王舜和(1981-)，男，*人，硕士,*市政院高级工程师，从事污水处理工程设计工作，曾获全国工程咨询二等奖1项、*市优秀勘察设计一等奖2项、全国优秀勘察设计一等奖1项、二等奖1项，国家发明专利3项。