下沉式再生水厂设计特点

     摘要

     污水处理厂是城市发展的命脉，关系着社会稳定和民生安全。特别是在新冠肺炎疫情期间，水厂是隔离病毒的重要防线下沉式再生水厂作为一种污水处理厂的创新形式，与传统污水处理厂相比较，下沉式再生水厂在安全生产、环境友好、智能化管理等方面都较大的优势。

     关键词：下沉式再生水厂城市发展水资源再利用环境保护技术问题

     1.引言

     目前我国的我国下沉式污水处理厂正处于快速发展阶段，地下式污水处理厂具有土地集约、环境友好、资源利用的优势，有效解决邻避问题，释放地面空间，实现资源化利用。不过目前我国的相关技术还存在缺点需要不断提升，把BIM技术跟BioWin工艺仿真应用于下沉式再生水厂的设计中，对环境保护、技术提升有着很大的帮助。伴随着宁波江北区下沉式再生水厂设计的成形，未来将有着广阔的应用前景。

     2.工艺选择

     通过研究相关的技术和发展研究，针对再生水厂进水水质存在复杂性及超标风险，为保障出水稳定达标，选用多点进水前置预缺氧的改良AAO+悬浮填料工艺。在改良AAO的较后一段好氧区投加填料，投加的填料挂膜后的密度接近于水，在曝气条件下处于流化状态。该工艺具有如下优势：

     提高氧利用率，节约能耗。悬浮填料对气泡的切割作用可提高水中氧转移效率，提高溶解氧利用率节约能耗。

     强化硝化反应，提高脱氮效率。悬浮填料固着了一部分污泥并延长了生化区末段泥龄，达到强化硝化反应的作用;由于填料附着生物膜分层特点(由内向外层为厌-缺-好氧状态)，末端填料区也可以起到一定的脱氮效果，保障出水TN稳定达标。

     提高生物量，抗冲击负荷增强。泥膜混合系统共同作用，使整个系统的生物总量得到提高;同时由于生物填料的存在，丝状菌膨胀现象也会得到一定的控制，从而活性污泥SVI值较为稳定，系统运行也更加稳定。

     3.设计特点

     3.1预沉砂池

     通过参考环保型污水过滤设备，并参考《室外排水设计规范》(GB50014-2006,2016年版)，污水含砂量为每立方米0.03L。根据宁波近几年其他污水处理厂运行经验，宁波污水含砂量高达每立方米0.13L，分析原因主要是由于上游建筑工地多、建筑废水排放量大引起的。大量进水沉砂主要集中于粗格栅渠、进水提升泵房、细格栅渠、沉砂池、生化池、回流污泥泵房。造成运行中格栅栅斗无法下降至设计位置;提升泵叶轮磨损严重;沉砂池处理负荷极高，砂水分离器螺旋断裂;生化池进入大量细颗粒泥砂，导致活性污泥有机成分降低，曝气不均匀，生化效果变差;二沉池刮泥机负荷极高，底部排泥管容易堵塞;剩余污泥有机分含量低(17.1%～24.2%)。以目前水厂为例，污水沉砂量的含水率为60%，密度为每立方米1500KG，每天可产干砂量约为3.9t，为了减少建成后的上述运行问题，在粗格栅前增设预沉砂池，将一部分泥砂拦截在进入后续系统前，降低后续处理系统运行压力。

     3.2下沉式廊道及采光井

     地下污水处理厂很难通过人工采光来满足运营人员的舒适性要求，因此引入自然采光对于地下空间的工作环境具有重要的作用。同时，自然采光可使地下空间更加宽敞，提高改善通风效果，降低地下空间给运营人员带来的密闭、压力等不良影响。箱体内部空间的敞亮有利于运营检修人员对各处理单元构筑物的观察，及时发现运营问题，白天可节省20%照明电耗。通过箱体顶部开设采光井、箱体顶部吊装口兼做采光井、箱体南侧设计下沉式廊道、箱体外立面开窗措施来改善地下空间的自然采光条件采用下沉式廊道建设形式，不仅可以增加地下空间的自然采光条件，还能降低土方回填量，增加地上景观空间层次感。同时，还能较快的实现运营人员地下工作空间和厂外自然环境的衔接，提高了工作环境质量。

     3.3除臭密封系统

通过使用曝气沉砂池，采用土建全密闭加盖形式，池顶预留观察口和检修口，并在洞口上方铺设四周密封条封堵的盖板，防止臭气外溢。但是，桥式吸砂机吸砂渠道、排砂渠道、刮渣渠道则无法进行加盖封闭。为了将臭气控制在池体内而不外溢，通过采用可伸缩的密封装置对上述敞口区域进行密封。在桥式吸砂机运行中，至始至终保持渠道的密封状态。这样可以运行后，池体密封效果良好，曝气沉砂池区域无臭味。

     3.4“一企一管”调节池系统

     通过目前宁波服务范围内存在多家工业企业，工业废水拟采用排水大户“一企一管”制，每个企业排水直接输送至工业废水预处理调节池。同时，对单个企业每根管单独设置计排水量量和在线监测设备，能够实时监测企业排污主要指标数据，提高生产企业依法达标排放废水的自觉性，增强生产企业保护环境的意识;更有利于调控各企业来水水质、保证园区污水处理厂处理工艺的正常运行;该模式职责明确，方便对排污企业的监督管理。

     3.5仿真模拟系统运用

     宁波江北区下沉式再生水厂设计采用规范要求的计算方法对生化池进行计算，然后在软件中按照计算参数和水力流程建立模型进行参数模拟。本次模拟仅构建生化池及二沉池系统，其中将整座生化池处理单元按照功能划分拆成预缺氧区、厌氧区、缺氧区、好氧非填料区、好氧填料区，并细化生化池各个功能区的独立进水管线来模拟多点进水工况。模拟过程中调整生化池不同区域进水比例、混合液回流比、曝气量参数，对比出水水质运行效果。并根据较好的模拟结果确定设计工况下的进水分配比例，提高碳源及氧气利用率，降低运行成本，污水处理集约化运行系统对水厂设计优化参数及运行调控具有重要帮助。

     3.6近远期箱体衔接

     通过从节省投资，方便运营角度统筹考虑近远期箱体的布置并合理共用车道。近期箱体中污泥储泥池、污泥脱水及干化系统、污泥转运间均按照远期规模土建施工，以满足大型污泥运输车仅在近期主箱体车道通行。为满足叉车运输设备通往远期箱体，设计中在近期箱体车道北侧墙面处预留3处通道口，近期采用砖墙填充，通道口宽度为6.9m，远期拆除形成联通空间，同时主车道宽度为9m，以便更好的满足车辆转弯需求。

     4.总结

     通过主体采用改良AAO(加悬浮填料)、臭氧接触氧化工艺，出水水质可稳定达标，建成运行至今极大程度地提高了宁波水环境质量。结合项目的实际运行情况，总结了解决污水含砂量大、箱体采光差、臭气逸散、工业废水收集及管理、系统仿真模拟、近远期箱体衔接方面问题的创新点，并对下沉厂栅渣外运、污泥转运、厂区排水及检修的设计进行了探讨，对今后下沉式污水处理厂的设计具有一定的参考意义。

     作者：万谦

     参考文献：

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     [2]宁夏南部山区小城镇生活污水处理模式研究[J].姚斌.中小企业管理与科技(下旬刊).2010(10)

     [3]上海竹园第二污水处理厂除臭工程设计[J].白海龙,马小杰,章彧.中国市政工程.2009(06)

     [4]连续流分段进水工艺生物脱氮除磷技术分析及优化控制[J].葛士建,彭永臻.环境科学学报.2009(12)

     [5]生态综合体划时代的绿色城市城镇[J].刘淑勤,蒲晓芳.公关世界.2005(09)

(完)