第九期高级水处理师培训学员参观汤逊湖污水处理厂

学员与专家进行探讨

培训学员认真听讲解

　　1地理位置及工程情况

　　武汉市汤逊湖污水处理厂位于东湖新技术开发区东南部光谷大道与汤逊湖北路的交汇处，由武汉凯迪电力股份有限公司以BOT的方式承建，2001年9月动工兴建，于2005年移交给武汉市水务集团有限公司投入运行。其设计规模为10万吨/日，厂区占地面积208亩，按照统一规划分期建设的原则分两期实施。其中，一期工程日处理污水5万吨，占地面积83亩，主要承担关山、庙山、流芳和藏龙岛等地区排向汤逊湖的污水，服务面积达32平方公里。

　　2处理厂工艺简介

　　汤逊湖污水处理厂采用的是比较先进的DE氧化沟处理工艺(见图1)。污水进入厂内前池后，颈粗格栅除去大块污物，再由潜水提升泵提升，经细格栅进一步除渣后进入涡流沉砂池，沉淀下来的砂粒由气提装置输入砂水分离器。流出的污水则与回流的活性污泥一同进入DE氧化沟，经厌氧、缺氧、好氧一系列过程后，混合液经配水集泥井均匀配水至两个辐流式二沉池进行泥水分离，分离出来的水经接触消毒池加次氯酸钠消毒后排放，而沉淀于二沉池底的活性污泥，一部分作为回流污泥进入DE氧化沟厌氧段，另一部分作为剩余污泥进入污泥处理单元进行脱水处理。此项DE氧化沟工艺在生物除磷脱氮方面具有比较突出的优势，不仅BOD5、CODCr、SS指标达到国家标准，而且TN、TP(PO4-P)指标也优于传统处理工艺，使得整体出水水质优于国家GB18918-2002(一级B)标准。

　　图1 汤逊湖污水处理厂运行工艺流程图

　　汤逊湖污水处理厂的建成和稳定运行，必将从根本上遏制汤逊湖水体污染、改善汤逊湖水环境，对汤逊湖地区生态环境的维护、对东湖新技术开发区的可持续发展都将发挥积极的作用。

　　3.工艺详解

　　3.1 格栅

　　在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。

　　格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成。;倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。格栅所能截留污染物的数量，随所选用的栅条间距和水的性质而有很大的区别。一般以不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备为原则。设置在污水处理厂处理系统前的格栅，还应考虑到使整个污水处理系统能正常运行，对处理设施或管道等均不应产生堵塞作用。因此，一般设置粗细两道格栅。

　　1) 粗格栅

　　粗格栅主要用于截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般布置在污水处理厂或泵站的进口处，以防止管道、机械设备以及其他装备的堵塞。栅条间距一般为16-25mm,最大不超过40mm。

　　图2 粗格栅(机械清渣)

　　2) 细格栅

　　细格栅的功能是去除水中较小的漂浮物及颗粒和悬浮物。

　　格栅的清渣方法，有人工清除和机械清除两种。每天的栅渣量大于0.2m时，一般应采用机械清除方法。在此为机械清除，如图2所示。机械清渣的格栅，倾角一般为60º～70º，有时为90º。机械清渣格栅过水面积，一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。设置格栅的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速，一方面泥砂不至于沉积在沟渠底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。一般在格栅前后均要设置闸门，以方便检修。

　　3.2 旋流沉砂池

　　旋流沉砂池主要用于污水处理厂(站)中的预处理，用于初沉池前，格栅后，去除污水中的较大无机颗粒，以免这些颗粒影响后续处理。

　　旋流沉砂池工作原理：旋流沉砂池主要利用机械叶轮的旋转，控制进入水流的流速与流态，使砂颗粒在离心力与重力的作用下，沿池壁呈螺旋线加速沉降，同时有机物在水流的作用下，随水流漂走，沉入池底的砂经空气提升或排砂泵排砂后，与少量污水进入砂水分离器中进行分离后排出，清洁水回流至格栅井，从而达到除砂的目的(旋流除砂系统包括旋流沉砂池和砂水分离器及鼓风机等组成)。

　　3.3 DE氧化沟

　　DE型氧化沟由两个相同容积的氧化沟组成，它是目前世界范围内应用最多的城市污水处理工艺，也是最先进、处理效果最好的活性污泥污法水处理工艺之一。它可以很方便地实现生物脱氮除磷功能而不增加反应池容积;厌氧选择池的设置极大地改善了整个系统的处理效率和运行稳定性;运行控制简单，可以方便地实现PLC全自动控制;考虑脱氮除磷功能的DE型氧化沟的工程造价在同等规模条件下仅为传统活性污泥法(A/A/O)的50-60%;不考虑脱氮除磷时是传统活性污泥法的60-80%。该技术适用于城市污水和性质相似的其他废水的处理。

图3 DE氧化沟示意图

　　氧化沟实际上是活性污泥法的一种变形，它的水力流态和普通活性污泥法相差较大，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气。由于氧化沟处理污水经济、简单和管理方便，所以它问世以来，发展很快。

　　严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。

　　按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。

　　交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

　　图4 DE氧化沟

　　3.4二沉池

　　二次沉淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的一个组成部分。整个系统的处理效能与二次沉淀池的设计和运行是否良好密切相关。从利用悬浮物与污水的密度差以达到固液分离的原理来看，二次沉淀池与一般的沉淀池并无不同;但是，二次沉淀池的功能要求不同，沉淀的类型不同，因此，二次沉淀池的设计原理和构造上都与一般的沉淀池有所不同。

　　二次沉淀池在功能上要同时满足澄清(固液分离)和污泥浓缩(使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少)两方面的要求。

　　二沉池的基本原理：

　　(1)二次沉淀池中普遍地存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。一般存在着两个界面：泥水界面和压缩界面。

　　(2)混合液进入二沉池以后，立即被池水稀释，固体浓度大大降低，并形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，清水区与絮凝区之间有一泥水界面。

　　(3)絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。

　　(4)靠近池底处形成污泥压缩区。压缩区与成层沉降区之间有一明显界面，固体浓度发生突变。运行正常的、沉降性能良好的活性污泥，在污泥压缩区的积存量是很少的。当污泥沉降性能不大理想时，才在二沉池的泥斗中积有较多污泥。排出二沉池的底流浓度主要决定于污泥性质和污泥在泥斗中的积存时间。

　　因此，可以认为，二沉池的澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况密切相关，也与二沉池的表面面积有关。二沉池的浓缩能力主要与污泥性质及泥斗的容积有关。对于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容积可以较小。

　　辐流式沉淀池是一种大型沉淀池，池径最大可达100m，池周水深1.5-3.0m。有中心进水和周边进水两种形式。

　　中心进水辐流式沉淀池进水部分在池中心，因中心导流筒流速大，活性污泥在中心导流筒内难于絮凝，并且这股水流与池内水相比，相对密度较大，向下流动时动能也较高，易冲击池底沉泥。周边进水辐流式沉淀池的入流区在构造上有两个特点：①进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，布水时的水头损失集中在孔口上，故布水比较均匀，但配水渠内浮渣难于排除，容易结壳;②进水挡板的下沿深入水面下约2/3深度处，距进水孔口有一段较长的距离，这有利于进一步把水流均匀地分布在整个入流区的过水断面上，而且污水进入沉淀区的流速要小的多，有利于悬浮颗粒的沉淀。池子的出水槽可设在池的半径的中间或池的周边。进出水的改进在一定程度上克服了中心进水辐流式沉淀池的缺点，可以提高沉淀池的溶剂利用率。

　　图5 辐流式沉淀池

　　沉淀于池底的污泥一般采用机械刮泥机排除。刮泥机由刮泥板和桁架组成，刮泥板固定在桁架底部，桁架绕池中心缓慢地转动，池底污泥可以通过虹吸或用刮泥板推入池中心处的泥斗中，污泥在泥斗中可利用静水压力排出，亦可用污泥泵抽吸。对辐流式沉淀池而言，目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机以及周边传动式刮泥机等，为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓，常取0.05.此处辐流式沉淀池的池底坡度为3‰，转动速度为2cm/s。

　　图6 辐流式沉淀池出水堰

　　3.5污泥处理

　　污泥处理是污水处理的重要组成部分。污泥处理的主要目的是减少污泥量并使其稳定，便于污泥的运输和最终处置。

　　污泥处理工艺主要由污泥的性质以及污泥最终处置的要求所决定。来自于一级处理的初沉污泥和二级处理的剩余污泥分别进入浓缩脱水车间，随后进行污泥浓缩，污泥浓缩的方法有自然浓缩和机械浓缩，自然浓缩又分为重力浓缩和气浮浓缩，但目的均为大幅度地削减污泥体积，减小后续处理的水量负荷和污泥调理时的药剂投加量;污泥稳定则是减少污泥中的有机物含量和致病微生物的数量，降低污泥利用的风险，稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和化学稳定;调理则是提高污泥的脱水性能(减小污泥的比阻);脱水的目的是进一步降低污泥的含水率，经脱水后的污泥可直接进行最终处置，也可经干化后再进行最终处置。

　　图7 停留井(污泥浓缩前) 图8 污泥浓缩外运

　　污泥浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。在此处理厂采用的是离心浓缩。离心浓缩是利用离心力达到污泥浓缩的目的。离心浓缩时对污泥固体的密度和浓度无特殊要求，浓缩程度主要与离心机内筒直径及转速有关。经离心机脱水后，脱水泥饼的含水率可达78%.

　　离心机的优点是设备小、效率高、分离能力强、操作条件好(密封、无气味);缺点是制造工艺要求高、设备易磨损、对污泥的预处理要求高，而且必须使用高分子聚合电解质作为调理剂。