天津市張貴莊污水處理廠建成于2012年，污水處理規(guī)模為20×104m3/d，出水標準為一級A排放標準。設計采用了分段進水多級AO工藝，該工藝具有脫氮效率高、所需池容小、建設投資和運行費用省等特點。本工程設計為四級AO工藝，采用流量計和遠控電動閥門實現(xiàn)對各級進水量的精確控制，池型設計采用綜合管廊的布置方式。

張貴莊污水處理廠是天津市建設的一座大型綜合城鎮(zhèn)污水處理廠，服務范圍約170平方公里，主要處理天津市河東區(qū)及東麗區(qū)城鎮(zhèn)生活污水及工業(yè)廢水。工程自2010年開始建設，至2012年竣工投產(chǎn)。為2013年魯班獎工程。

1工程規(guī)模及水質要求

張貴莊污水廠一期工程包括20萬m3/d的污水廠、6萬m3/d的再生水廠、300t/d的污泥處置項目。污水處理流程主要包括進水提升、粗細格柵、曝氣沉砂池、初沉池、分段進水多級AO生物池、周進周出二沉池;深度處理包括二次提升泵房、機械混合池絮凝池、斜管沉淀池、反硝化深床濾池、接觸消毒池。處理后的污水一部分通過出水泵房排放至東麗區(qū)袁家河，一部分進入再生水處理系統(tǒng)。總平面布置見圖1。

圖1 污水廠總平面布置圖

項目設計進出水主要指標如1所示。

表1 進出水設計指標

2工藝原理

本工程根據(jù)泵站實測數(shù)據(jù)分析，進水水質具有TN含量較高，BOD含量較低的特點，經(jīng)論證后生物處理部分采用了分段進水多級A/O工藝，該工藝脫氮效率高、所需池容小、建設投資和運行費用省，在低碳氮比污水中可實現(xiàn)較好的處理效果，工藝原理見圖2。

圖2 分段進水多級AO工藝原理圖

該工藝由二至五個串聯(lián)A/O組成，圖中以四段AO為例，回流污泥從首端進入，污水按一定比例從每個A段進入，為反硝化提供碳源，剩余的碳污染物在O段去除，氨氮則氧化成硝態(tài)氮進入A段處理。工藝具有以下特點：

(1)避免了內回流帶入的大量溶解氧，保證了缺氧區(qū)的處理效果，反硝化過程徹底，脫氮效率提高;

(2)反硝化的碳源全部來自進水，對于低碳氮比的污水可顯著節(jié)省外加碳源

(3)相對傳統(tǒng)內回流脫氮工藝，降低了內回流的能耗;

3本工程生物池參數(shù)及設計特點

張貴莊污水廠生物池以上述原理為基礎，在池型布置、自動控制等方面有針對性的進行了工程化設計，主要特點如下：

(1)基本參數(shù)

工程設計規(guī)模為20萬噸/日，共設4座生物反應池，設計停留時間約18h，單座反應池長約104m，寬約71m，有效水深6.3m，每座由四個連續(xù)的AO段組成，前三個O池末端設有一處機動池。單座反應池設有潛水攪拌器14臺，底部鋪設管式曝氣器約1600m，內回流泵4臺，分別設在每個O段的末端，回流量分別為單池進水量的25%、50%、70%和100%，設計為常閉狀態(tài)，視運行水質情況開啟。設計污泥濃度起端為6400mg/L，末端為4000mg/L，泥齡為15d。

(2)進水進氣分配設計

多級AO設計的重點和難點是進水量和進氣量的分配。通常AO池多采用渠道+可調堰方式配水，但此方式缺少流量控制裝置，運行人員僅能憑感官調節(jié)，無法實現(xiàn)對各級進水水量的精確控制。因此本工程設計改用管道進水方式，并在每級進水管處設計流量計和遠控電動閥門，以實現(xiàn)各級進水量的精確測量，并可在中央控制室對閥門進行操作，可實時監(jiān)控記錄和調整各級進水流量比例。本工程設定的流量比例范圍為：第一級10~25%、第二級25~40%、第三級25~40%、第四級10~25%。

多級AO工藝缺氧池和好氧池交替連接，如果好氧池末端溶解氧過高，將會影響下一組A池的脫氮效果。本工程通過設置機動池和曝氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)各級反應池的穩(wěn)定運行。在曝氣充足的情況下，機動池將作為脫氧池使用，使末端溶解氧控制到1mg/L以內。在每級好氧池均設置獨立的曝氣干管，并在此干管設置氣量控制閥，通過好氧池末端的DO數(shù)據(jù)及進水水量數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控并控制池內曝氣總量。

(3)池型布置設計

本工程采用四級AO池，單池進水管路和空氣管路分別為4組，配水點和空氣分配點總計多達32處，如何整理和布置繁雜的管路系統(tǒng)是工程設計需要重點考慮的問題。本工程將兩座池體聯(lián)建并在中間設計1座管廊間，寬度為6m，長為104m，內部借鑒綜合管廊的設計理念，將進水管道、遠控閥門、流量計、空氣管道、電纜橋架、加藥管道、回流污泥渠道等全部集中在管廊中，極大地方便了設備的維護及日常運行管理。

圖3 生物池管廊布置

圖4 生物池運行情況

4實際運行分析

張貴莊污水處理廠自2012年4月開始通水運行，至今已運行五年半時間?？傆嫾s1/3的時間超過設計20萬噸處理規(guī)模，目前已基本滿負荷運行，日益增長的污水量已為該廠的日常運行帶來困難。

從現(xiàn)狀進水水質情況看，各項指標波動范圍較大，但多數(shù)為短期波動，水質平均值尚在一期工程設計水質范圍內。工程現(xiàn)狀出水水質較好，目前各指標均能穩(wěn)定達到國標一級A標準。

編輯：趙凡