大型地埋式地表水類Ⅳ類出水標準污水廠工藝設計
合肥市清溪凈水廠為設計規模20×104m3/d的大型地埋式污水處理廠，出水標準極為嚴苛，為地表水IV類標準，其中TN≤5mg/L，目前在國內僅此一例。針對總氮排放標準嚴苛的要求，在進一步挖掘改良A2/O二級處理工藝的去除能力基礎上，深度處理采用后置反硝化深床濾池工藝，確保出水穩定達標。工程采用全地埋式設計，地下箱體占地面積僅37807m2。該工程已于2017年11月30日通過環保驗收，正式進入商業運營。污水廠出水水質全面優于設計標準。
作者簡介：馬剛(1970-)，男，四川崇州人，大學本科，中國市政工程西南設計研究總院有限公司高級工程師，主要從事給水排水工程設計。
01項目概況
合肥市清溪凈水廠設計規模20×104m3/d，一次建成。主要服務范圍為合肥市南淝河上游望塘污水處理系統，服務面積約66km2。系統內還有一座已建望塘污水處理廠，設計規模18×104m3/d。兩座污水處理廠通過廠外管線實現水量調配。
工程采用全地埋式設計，污水處理設施全部布置在地下，利用頂部建設市政休閑公園，面積約4萬m2，效果圖見圖1。工程征地面積60019.47m2(含代征綠地，約90.02畝)，凈水廠占地面積47846m2(71.77畝)，其中地下箱體占地面積37807m2(50.71畝)。
為保護巢湖水環境，本工程要求出水水質在穩定達到安徽省《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放限值》(DB34/2710-2016)基礎上，COD、BOD、總磷、氨氮達到地表水IV類標準，總氮小于5mg/L。主要的設計進、出水水質指標見表1。
工程設計充分考慮進水的波動性及出水標準嚴苛性，生物處理采用具有針對性的“改良A2/O”工藝，深度處理采用“后置反硝化深床濾池”工藝，消毒采用“紫外消毒”工藝。污泥處理采用機械濃縮脫水一體機工藝，脫水后污泥(含水率≤80%)外運至污泥處理廠集中處置。
02工程總體設計
2.1工藝選擇
根據進出水水質指標及特點，以及污水廠采用地埋式建設的要求，設計中有針對性地選擇污水處理工藝：
(1)預處理工藝
由于進水中無機成分偏高，為降低進水中的無機成分對后續生化處理產生不利影響，本工程強化預處理是十分必要的。
設計中結合沉砂池與初沉池的特點，在預處理中采用大大縮短停留時間的沉淀池來取代沉砂池和嚴格意義的初沉池，簡稱速沉池。速沉池采用平流沉淀池形式，水力停留時間控制在15~20min。
(2)二級處理工藝
通過望塘廠處理經驗，采用生物處理工藝可以穩定達到一級A出水標準。通過多方案比較，設計選用以改良A2/O工藝為二級處理工藝。通過對運行模式、功能區的布置進一步改進、優化，以滿足本工程的需要。主要優化措施包括：
1)曝氣池采用完全混合式布置，提高系統抗沖擊負荷能力。
2)曝氣池水深8.5m，減小曝氣池占地面積，提高氧轉移率，降低能耗。
3)分兩段布置缺氧區，強化TN去除，以降低混合液回流比、減輕后續深度處理TN去除壓力。
(3)深度處理工藝
本工程深度處理主要功能包括：
1)重點去除指標為TN，由于二級出水TN主要以NOx-N形式存在，需要選擇具備反硝化功能的工藝來控制出水TN。通過反硝化對TN的去除，可以相應提高COD的去除效果。
2)進一步提高TP的去除率。根據對本工程污水性質的分析，TN、COD、SS三個指標具有關聯性。通過對SS的去除，可以相應提高COD、TP的去除效果。
通過對活性砂濾池、反硝化深床濾池的比較，污水深度處理采用反硝化深床濾池工藝。
(4)污泥處理工藝
工程采用地埋式建設模式，建設用地緊張，衛生要求高。離心脫水機具有衛生條件好、占地小的特點，符合本工程的情況，因此，設計污泥處理采用離心脫水的方式。
結合本工程污水處理廠豎向布置，料倉采用鋼筋混凝土結構形式，底部為倒錐形，便于泥餅滑動，無需安裝破拱滑架裝置，降低工程造價，簡化運行維護工作。設污泥料倉2座，總容積200m3。
2.2工藝流程
工藝流程見圖2。
2.3平面及豎向布置
廠區總平面布置見圖3。
圖3總平面布置圖
地下箱體總平面布置見圖4。
圖4地下箱體平面布置圖
03工程建設及運行情況
清溪凈水廠于2015年11月開工建設，2017年9月開始調試運行，2017年11月正式投產。由于廠址位于合肥市二環以內，施工過程中，對工期影響較大的因素是土方外運。為節省工期，采用分片施工的方式。目前，還在進行池頂覆土、景觀打造等工作。
圖5基坑開挖
圖6土建施工
圖7設備調試
清溪凈水廠已于2017年11月30日通過環保驗收，正式進入商業運營。目前，污水廠運行了1組處理設施(共2組，每座處理能力10×104m3/d)，處理水量約8.5×104m3/d，運行良好，出水水質優于設計標準，出水TN≤5mg/L。2017年11~12月連續30天的實測進、出水水質見表2。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
