小汤山再生水厂一期工程设计案例

小汤山再生水厂一期工程设计案例

小汤山再生水厂位于北京市昌平区小汤山镇，一期设计规模为7万m。/d，污水采用多段A。/O+浸没式超滤膜+臭氧+次氯酸钠消毒工艺，出水主要用于城市杂用水及景观用水。介绍了工程概况、进出水水质、工艺流程、设计参数、设计特点等，为同类工程提供借鉴参考。

小汤山再生水厂位于北京市昌平区小汤山镇，总服务面积70km2，一期规模7万

m3/d，总变化系数1.34，一期占地6.19hm2，污水处理采用多段A2/O+浸没式超滤膜+臭氧+次氯酸钠消毒工艺，污泥采用离心脱水处理，臭气采用生物除臭。出水可用于城市杂用水及景观用水。

1设计水质及工艺流程

1.1进出水水质

小汤山再生水厂的进水水质主要依据小汤山污水处理厂2013年1～11月实测的进水水质，并结合《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343—2010)确定;出水水质根据《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11/89o一2012)规定的新(改、扩)建城镇污水处理设施基本控制项目排放限值B标准，《城市污水再利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)和《城市污水再利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)标准确定，主要出水指标(BOD、COD、NH。一N、TP)可到地表水IV类水体标准。进出水水质见表1。

表1小汤山再生水厂进出水水质

1.2工艺流程

该水厂主要去除有机物、悬浮物、氮、磷等污染物，同时改善出水色度。原水可生化性好，碳源丰富，可采用生物脱氮除磷工艺，深度处理采浸没式超滤膜+臭氧消毒，进一步去除悬浮物及色度。工艺流程见图1。

图1小汤山再生水厂工艺流程

2设计理念

选择经济、合理、安全的技术方案及高效、实用的工艺设备，实现污水再生水利用、节能减排的目标;合理布局，节约用地，与周边环境相协调，同时考虑近、远期合理衔接;通过节能产品应用、景观提升等方式，打造集生产、产品推广、青少年科普教育、生态恢复、再生水的运用展示于一体的再生水厂。

3设计难点及特点

3.1占地小、水质要求高

根据《城市污水处理工程项目建设标准》(建标(2001~77号)，小汤山再生水厂建设规模类别为IV类(5万～10万rrl。/d)，工程允许的建设用地面积为7.6～9.6hm2，而小汤山再生水厂实际批复用地仅6.19hm2，用地紧张。

该水厂是第一批执行《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11/890—2012)的水厂，出水部分指标达地表水IV类水体标准，可用于城市杂用水及景观用水，水质要求高。

因此小汤山再生水厂将占地面积小、出水水质高作为方案比选的主要条件，将MBR与多段式A2/O生物池+超滤膜两个方案在占地、成本、处理效果等几方面进行比选，经济指标比较见表2。

表2经济指标比较

从表2可见，MBR方案投资低，占地面积小，但成本及电耗高，出水水质保障率

低;A2/O生物池+超滤膜方案投资高，对于6.19hm2占地面积而言布局稍显紧凑，但考虑到该工程出水水质要求高，选取该方案可保证出水水质，运行稳定，且运行费用低。因此，小汤山再生水厂选取多段式A2/O生物池+超滤膜工艺。

3.2多段A2/O生物池

生物处理采用多段式A2/O生物池，生物池采用多段进水，可充分利用碳源，同时对污染物负荷进行平摊，提高系统抗冲击能力。

生物池前端设置完整A2/O段，具备完整生物除磷脱氮功能，设置后置缺氧段，引入原水作为碳源，进一步进行反硝化，氮去除率可达80%～85%。此外，由于污泥经过交替的缺氧、好氧，较好的抑制了污泥膨胀发生的概率，提高了沉淀池的效率，使得污泥回流比降低至50%。

3.3浸没式超滤膜+臭氧

浸没式超滤膜适应低水温运行工况，跨膜压差小，运行费用低，可进一步降低水中悬浮物，此外，对细菌、大肠杆菌等微生物具有较强的去除能力。

臭氧脱色的出水感观效果好，水体透亮，接近正常的天然河水。该水厂污水经二级处理后，采用浸没式超滤膜+臭氧深度处理，从厂区布局上尽可能少占地，从技术上保证出水水质稳定达标、安全回用。

3.4景观绿化

小汤山再生水厂目标是打造花园式再生水厂，可作为青少年科普活动基地。整个水厂分为生产区和生态区，生态区运用自然园林的手法，重点打造优美的绿化、水生态环境，充分展示污水再生利用的成果;生产区运用多种生态处理池，应用多种节能产品，充分展示污水净化的过程，倡导节能环保。

3.5封闭除臭

水厂在总体设计中充分考虑对小汤山镇周围的影响，粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、生物池厌氧区、缺氧区及污泥脱水系统均采用封闭方式，在封闭的池体上部种绿植并构建建筑小品。除臭设备放在生物池上，节约占地。

3.6节能环保

鼓风机采用效率高，噪音低的多级离心鼓风机，变频控制。此外，生物池曝气采用精确曝气控制系统，根据实际水质、水量，调节鼓风机风量，实现溶解氧稳定控制及节能降耗的目的。

该水厂工艺布置紧凑、管线连接简洁，精确计算水泵扬程，并选效率不低于8O的大型污水泵，变频控制，节约能耗。

采用水源热泵系统，使用可再生清洁能源，运行无任何污染，不产生废渣、废水、废气和烟尘，实现节能环保。

厂内的绿化、冲洗道路等用水优先使用再生水，减少了自来水的消耗量，实现节水的目的。

除工艺设备外，再生水厂还应用了各种节能产品。建筑物使用加气混凝土砌块，厂区步道采用透水砖铺装，生物池顶设太阳能装置用于全厂办工照明，综合办公楼会议室、展示厅采用索乐图日光照明，厂区路灯采用IED路灯。

4主要处理构筑物设计

小汤山再生水厂一期工程设计规模为7万m3/d，总变化系数为1.34，配水高时系数为1.65，生物池及清水池按平均流量设计，配水泵房按配水高时流量设计。

4.1粗格栅及进水泵房

粗格栅与进水泵房合建，粗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。

粗格栅采用三索式钢丝绳牵引格栅，设3条独立的格栅渠道(2用1备)。格栅间隙20mm。进水泵房将原水提升至后续处理单元。

进水泵房设4台潜水提升泵(3用1备)，2台变频，泵房集水池按5min单泵流量设计。

4.2细格栅及曝气沉砂池

细格栅与曝气沉砂池合建，细格栅进一步去除污水中较大漂浮物，采用回转式细格栅，设3条独立的格栅渠道(2用1备)，格栅孑L径6mm。

沉砂池采用除砂效果较好的曝气沉砂池，设2条沉砂池，峰值流量时停留时间为

8min。设桥式除砂机1台。砂水分离器I台。罗茨鼓风机2台(1用I备)，变频控制。

4.3多段A2/O生物池及污泥泵房

多段A2/O生物池与污泥泵房合建，生物池主要去除有机物、氮、磷，生物池设2组，每组生物池包括厌氧区、第一缺氧区、第一兼氧区、第一好氧区、脱气区、第二缺氧区、第二兼氧区、第二好氧区、出水井，兼氧区可根据运行情况设为好氧区或缺氧区。

生物池为厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区3点进水，利用配水堰及叠梁闸进行水量调节，3点进水量分别为20%～55%、25%～70%、10%～20%。在出水井处设立式搅拌器，可投加PAC进行化学除磷。

生物池总停留时间为20.9h，污泥浓度为3500~4000mg/L，污泥回流比为33%～100%，混合液回流比为100%～400%，剩余污泥量为13.5t/d，生化总实际需氧量为

26861kgO2/d。

在每组生物池脱气区设置混合液回流泵，使混合液回流至缺氧区进化反硝化反应，每组设4台，全变频。污泥泵房设污泥回流泵4台(3用1备)，全变频。设剩余污泥泵3台(2用1备)，全变频。