污水尾水回补河道案例分析

文_朱雪娇 深圳地大环境科技有限公司

1 工程概况

本项目处理水量20000m3/d，进水来源为市政污水泵站收集的市政污水，出水CODcr、BOD5、NH3-N、TP、DO 5个指标需达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质指标，尾水排放至河道进行生态补水，改善河道水环境容量，提升河道水质。

2 工程设计方案

2.1 设计水质

本次设计主要以现有粗格栅与提升泵站泵池实测的水质数据为依据，并考虑一定安全系数，具体指标如表1 所示。

表1 进、出水设计指标

2.2 工艺流程

本工程的取水为市政污水泵站的总出水压力管，污水经过格栅与旋流沉砂预处理后，进入BFBR 立体生态池进行生化处理，再进入高效沉淀池进行泥水分离，出水达标后计量进入景观池，再排放至河道。

高效沉淀池产生的污泥进入污泥池进行暂存，再进入脱水机房脱水至80%以下，运输至场站外进行深度处理与掺烧处置。

2.3 主要构筑物与设计参数

2.3.1 细格栅与旋流沉砂池

场站总进水管为D630 压力钢管。由粗格栅去除较大杂质后，污水由泵提升进入细格栅与旋流沉砂池，去除小颗粒悬浮物和砂粒，便于后续生化处理。格栅渠与旋流沉砂池均按26000m3/d 进行设计，采用碳钢防腐结构。配置2 台转鼓式格栅除污机，栅宽1m，栅隙3mm，1 台螺旋输送机。设置2 组旋流沉砂池，直径3m。

2.3.2 BFBR立体生态反应池

本工程生物段采用BFBR 立体生态反应技术，属典型的全固定生物膜反应器，采用立体生态填料后，生物量将提高4 倍，大大提高污染物的去除效率。

本工程设置3 组BFBR 立体反应池，池体设计规模为20000m3/d，采用碳钢防腐结构，生物反应池总有效容积12600m3，生化池含缺氧段和好氧段，配置立体生态填料5400m3，生物池填料负荷取值分别为：0.40kgBOD5/m3填料·d，0.12kgTKN/m3填料·d，污泥回流比0%～50%，混合液回流比取300%～400%，生物处理系统总供气量为10200Nm3/h，配置磁悬浮离心鼓风机3 台，2 用1 备，单台风量为85m3/min。每组生化池内设1 台回流泵及1 套溶解氧、氨氮和硝态氮在线监测仪表。每组立体生态池曝气系统分成5 段，根据溶解氧量的监测结果进行空气量的调节。

2.3.3 高效沉淀池

经过生物处理后的污水进入高效沉淀池进行泥水分离，在反应池内加少量的PAC，通过化学除磷的方式进一步去除污水中的磷。高效沉淀池由反应池和沉淀池组成，总设计规模为26000m3/d。反应池总有效容积110m3，反应时间为11.6min，沉淀池表面负荷取1.3m3/m2·h。系统分2 组，单组反应池配置1 套桨叶式搅拌机，沉淀池配备1 套斜管填料，1 套链条式刮板刮泥机，宽度9.3m。

沉淀池出水达标后，经过流量计井中的电磁流量计计量后至景观池，再进入河道，改善河道水环境容量，提升河道水质。

2.3.4 污泥处理系统

本工程厂内产生的污泥完整处理处置的方案为“叠螺脱水机+深度处理+掺烧”的组合工艺。其中站内完成叠螺脱水至80%。设置污泥储存池1 座，有效容积126m3，碳钢防腐结构，配置1 套潜水搅拌机。污泥脱水机房配置2 台叠螺脱水机，单台处理泥量为90 ～150kgDS/h，按每日工作10h考虑。每天处理绝干污泥量为760kgDS。

2.3.5 除臭系统

本项目BFBR 立体生态技术自带内置式生物除臭装置，生化池利用盖板全封闭，并配置除臭装置1440m2。立体生化池上方填充的除臭填料及种植的植物对生化池产生的恶臭物质进行脱臭处理，解决了臭味的同时极大改善景观环境，同时也提高污水厂绿化率。

2.4 技术经济指标

本项目总占地5100m2，其中建构筑物占地4200m2。场站总投资5925 万元，其中建安工程费5100 万元。全场总装机功率650kW，吨水用电量为0.23kWh/t。药剂主要有化学除磷用液体PAC 和污泥调理用阳离子PAM，液体PAC（10%）投加量为20mg/L， PAM 阳离子（污泥调理剂）投加量为5kg/tDS。根据连续一年运行数据分析，本项目吨水运营成本约为0.65 元，其中电费0.18 元/m3，药剂费0.025 元/m3，污泥费0.11元/m3，人工费0.19 元/m3。

3 全年运行分析

3.1 运营水量

本项目自2020 年2 月正式运营，除前三个月疫情原因水量为设计水量的60%～80%，其他月份均为满负荷运行。全年运行均值水量为18241m3/d,最高日处理量为25338m3/d。

3.2 污染物去除情况

2020 年水厂进水水质数据如表2 所示，出水水质数据如表3 所示。河道考核断面水质如表4 所示。

表2 进水水质情况统计

表3 出水水质情况统计

表4 河道考核断面水质数据

本项目的生态段采用BFBR 立体生态技术，极为巧妙地在生化池上方植入先进的生态工程技术，植物根系上生长大量的生物膜，结合池内布设全固定式人工根系填料，生物量比传统活性污泥法提高3 ～4 倍，污泥龄将延长至40天左右，大大提高有机物的去除。本项目CODcr的去除率为91.9%，BOD5的去除率为97.2%。

BFBR 生化池由串联多级生物反应器组成，通过分格、分段、分区形成一系列缺氧和好氧反应器，最大限度优化处理系统内的生物相，提升生物降解性能，最大程度地分解污染物。通过溶氧的监控分段控制曝气强度，通过末端氨氮和硝态氮在线仪表的检测控制回流量，提高硝化和反硝化效果，最终达到氨氮和总氮的去除，本项目氨氮的去除效果98.4%。

生化池由缺氧段和好氧段组成，生化除磷通过剩余污泥的排放实现，去除率较低，为达到TP 小于0.3mg/L 的水质要求，必须采用化学法进行辅助除磷。BFBR 立体生化池内分段曝气，最后一段溶氧维持在3 ～5mg/L，污水中的磷大部分氧化为正磷酸盐，加除磷剂后，更易从污水中分离去除。

生化池采用全固定式生物填料，系统污泥回流少，生化池出水混合液悬浮物浓度低，高效沉淀池固体负荷仅为传统活性污泥法的10%，沉淀池实际运行负荷低于规范设计值，再加上反应池混凝除磷药剂的投加，沉淀池出水悬浮物稳定低于10mg/L。

3.3 系统运行污泥减量分析

本项目污水的来源为市政污水管网，年平均80%含水率污泥的产泥率为0.2‰，相比于传统活性污泥法市政污水处理，80%含水率污泥的产泥率为0.5‰～1‰，本项目污泥减量化明显。

本项目采用的是BFBR 立体生态技术，在生化池内配置人工根系填料，填料上微生物负载量大，不易脱落。由于提供了不同的微环境，可适应于不同微生物菌落的代谢活动，利用各种微生物的分布繁殖，形成营养物-细菌-原生动物的复杂多级食物链，处理污水的细菌被其他生物体捕食，其他生物体又被更高的捕食者捕食，因此可以大大减少生化池内的污泥量。

4 结论与建议

采用的“BFBR 立体生态技术+高效沉淀”的组合工艺，工艺流程短，占地省。在实现水质达标的同时，污泥减量化效果明显，大大降低运营成本。

本项目出水水质高，在项目运营期间为河道水质的稳定达标提供保障，同时为污水场站旁高尔夫球场提供浇灌等杂用水源。