【提标改造】淮南第一污水处理厂
污水处理厂概况
淮南首创水务公司第一污水处理厂，属国务院“三河”、“三湖”流域重点治污项目之一。始建于 1998 年，2002 年底建成正式运行，， 2007年实现满负荷运行，占地面积 105 亩，设计日处理污水能力 10 万吨。服务淮南市东部地区 26.6 平方公里，服务人口约 50 万人。
面临困境：
- 大部分运行的污水厂需要从二级、一级B标准升级到一级A标准 (
GB 18918－2002)，NH4-N, TN, TP等排放不达标; - 很多污水厂没有可征用的土地用于升级改造；
- 设计的进水水质和实际的进水水质不同，很多面临工业偷排；
- 实际的C/N比低于设计C/N比，没有足够的碳源满足生物除氮和生物除磷的要求以实现出水达到
一级A标准要求； - 地方政府和投资人面临财务压力：需要采用投资成本和运行成本较低的技术。
前期处理工艺及标准（一期）
主要工艺采用荷兰 DHV 公司卡鲁塞尔 2000 氧化沟工艺（关于卡鲁塞尔2000型工艺参考合肥经开区污水处理厂实习篇），属二级生物处理，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准（A 标准）。厂内主要设备有提升泵站﹑粗格栅﹑细格栅、旋流沉砂池﹑配水井﹑二沉池﹑污泥回流泵站、脱水机房和自控系统等。第一污水处理厂通过由监控计算机和通讯系统组成的中央控制室和由可编程控制器（PLC）及自动化仪表组成的现场控制站等系统，对生产﹑工艺运行全过程分散控制并对全厂实行集中管理。
提标改造（一期）—— 本次实习重点
淮南首创水务第一污水处理厂改造规模为 10×10^4^M^3^/d，进水碳氮比值较低。提标改造采用ARP/SSH工艺，改造完成后出厂水质各项指标稳定达到一级A排放标准。而竣工报告表示，工程预（决）算价仅为1577.3万元。ARP/SSH工艺对于进水氮、磷浓度较高而有机物浓度较低的污水处理厂较为适用，投资较低且可减少外加碳源量。
2013年淮南市首创水务第一污水厂进行了工艺体表改造工程，引进了丹麦 Envidan 公司的ARP/SSH工艺，增强了系统处理能力，实现了出水水质由原设计一级B达到一级A的出水标准。
处理工艺（二期）
淮南首创水务第一污水处理厂（二期）于2018年8月25日正式通水运行，位于一期的东侧100M处，总占地面积约82.42亩，设计日处理污水能力5万吨，采用 “多模式A2/O强化脱氮除磷生物处理工艺 + 混凝沉淀 + 滤布滤池 + 接触消毒”，出水达到《城镇污水处理厂综合排放标准》GB18918-2002中一级 A 排放标准。
二期扩建工程建筑物及构筑物：粗格栅及进水泵池、细格栅站、曝气沉砂池、生物池及污泥泵房、周进周处二沉池、混凝沉淀及加药间、滤布滤池、消毒接触池、巴氏计量槽、鼓风机房及附属用房、变配电站、门卫及连接第一污水处理厂一期的综合管桥。
提标改造设计介绍
1. 第一污水处理厂进、出水水质
| 项目 | 实际进水 | 设计出水 | 实际出水 |
|---|---|---|---|
| COD | 188.5 | 60 | 50 |
| BOD~5~ | 85.8 | 20 | 17.4 |
| SS | 111 | 20 | 12.9 |
| NH~3~ - N | 46.4 | 15 | 6.1 |
| TN | 59 | 20 | 14.5 |
| 总磷 | 2.27 | 1 | 0.8 |
2. 提标改造工艺方案·
提标改造设计进、出水水质
| 项目 | 设计进水水质 | 设计出水水质 |
|---|---|---|
| COD /（mg·L^-1^） | 280 | 50 |
| BOD~5~ /（mg·L^-1^） | 105 | 10 |
| SS /（mg·L^-1^） | 130 | 10 |
| NH~3~ - H /（mg·L^-1^） | 52 | 5 |
| TN /（mg·L^-1^） | 60 | 15 |
| 总磷 /（mg·L^-1^） | 2.5 | 0.5 |
| PH 值 | 6 ~ 9 | 6 ~ 9 |
工艺方案
考虑到污水处理厂现状无新建深度处理构筑物所需场地的实际情况，经综合比较，提标改造采用ARP／SSH生物处理工艺， 该工艺尤其适合用于C／N值不足的情况。ARP／SSH工艺系首创爱华公司从丹麦引进的技术，ARP(Active Return Sludge Process)即回流活性污泥工艺，可提高现有工艺的水力负荷与有机负荷。SSH(Side Stream Hydrolysis)即侧流水解，在厌氧污泥水解除磷的同时为后续工艺提供额外碳源。该工艺与传统工艺相比改造量少，仅需改建一座ARP／SSH池用于污泥回流，通过工艺调整使原有生物池结合ARP／SSH池达到技改后的脱氮、除磷的处理能力，降低了外回流污泥的回流比，提高了二沉池的出水能力，省去了深度处理的建 (构)筑物。由于建(构) 筑物少，所以投资节约，建设周期短。第一污水处理厂现状没有消毒设施，提标改造增加了紫外消毒装置。
SSH / ARP工艺流程
污水处理厂旋流沉砂池出水直接进入氧化沟。氧化沟内增加潜水推流器和在线自控仪表 ，终沉池出水经紫外线消毒后排人淮河。终沉池回流污泥分为两部分：一部分回流至 ARP／SSH池 (利用厌氧池改造 )， 经好氧、厌氧交替运行后污泥进入氧化沟 ，
另一部分污泥直接回流至氧化沟。原有厌氧池改造为ARP／SSH池 后，ARP／SSH + 氧化沟的处理能力即可达到10x10^4^m／d。针对目前污水厂进水C／N值较低的情况，设置了碳源投加装置，碳源采用醋酸钠，必要时投加。
3. 提标改造工艺设计
APR／SSH池（原厌氧池改造）
将原有2座厌氧选择池均改造成为ARP／SSH池 ，保持选择池不变，厌氧池4格中的3格改造为ARP池，安装曝气设施，配备鼓风机供气，后面的一格保持不变，作为SSH池。其中3格ARP池可以根据实际情况留出一格运行SSH池。
曝气系统采用4台罗茨风机，分为两组分别向两个池子进行供气，每组风机出口配备有空气流量计，每台风机参数如下 ：Q=43.2m／min，H：58kPa，N：75 kW，5台(4用1备 )。采用3m／h曝气头，共计5 000个 。
在总图配电间的位置建造鼓风机房，鼓风机房尺寸为21m×10mx7m。
原污泥回流管线增加DN600连通管及阀门；增加DN600旁通管、电动阀门及电磁流量计，控制回流污泥量。
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选择池进水管路利用原有管道不变。
将厌氧池改造为ARP／SSH池 ，进泥采用潜污泵提升，从原有污泥分配槽提升入ARP／SSH，设潜污泵2台 ，Q=300m^3^／d， H=30kPa。潜污泵管路增加DN300电磁流量计 ，共计 2台。
为解决浮渣问题，在SSH池安装有浮渣出口，浮渣可直接进入氧化沟。
目前，污水厂污泥回流比为50％ ～100％，平均为70％左右。现有每条线设2台污泥回流泵，已经配置有1台变频，改造后增加一台变频。ARP + SSH工艺的回流污泥根据进水参数及具体运行工况数值变频调节，因此原有及新增的变频控制接入中控室。
改造工程对原有厌氧池的进水及进泥线路进行更改。改造后厌氧池进水直接通过原有超越管道进入卡鲁塞尔氧化沟，将原有外回流污泥管道也直接接入卡鲁塞尔氧化沟。原有的厌氧池改造为ARP/SSH池，新建一条外回流污泥管直接接入。
氧化沟改造
一共有两组卡鲁塞尔2000型氧化沟，每组需增加6台推流器，共计12台，每台推流器的功率为4kW，其目的是在氧化沟反硝化时保持污泥悬浮。
氧化沟的曝气设备通过在线仪表测量氨氮、硝态氮及溶解氧数值进行控制。控制过程在原有污水厂的PLC直接编写控制程序，这样氧化沟的曝气设备及内回流就可以根据在线仪表检测的数据运行。
氧化沟为钢筋混凝土结构，尺寸 (L×B×H)=21m×10m×7m，有效水深为5m，停留时间为12h，设计流量为1.16m^3^ /s。
主要设备：立式表曝机8台（4台变频），叶轮直径为3.75m，单台功率为160kW，转速为36r／min，动力效率为2.0kgO~2~/(kW·h)。现有推进器8台，叶轮直径为2.5m， 单机功率为5.88kW，转速为6r/min；新增推进器12台，叶轮直径为2.5m，单机功率为4kW。
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污泥泵池（改造）
根据现有工艺调整，将原有回流比变为根据进水量情况进行调整。
原有4台污泥回流泵，Q=l740m^3^/d，H=60kPa， N=30kW，分为2组，每组1台变频，1台恒速。 提标改造为了达到更好的变频回流控制，将原有2台恒速泵也更换为变频泵（Q=800m^3^/d，H=30kPa，N=15kW)，变为4台变频控制 。
由于回流污泥量大幅减少，原有管路上的电磁流量计（DN1000）计量不准，因而增加 DN600旁通管、电动阀及电磁流量计，结合进水流量及污水厂进水负荷进行变频控制。
为了更好地控制外回流及ARP/SSH进泥量 ，每组管路分别增加1台DN250的电磁流量计 ， 共计2台。
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紫外线消毒渠（新建）
设紫外灯管共176支，总装机容量为51.2 KV·A。配套：系统配电／控制中心、在线机械加化学自动清洗系统及液压中心、紫外光强监测系统、低水位传感器及自动水位控制系统等全套设备。
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加药装置
设计方案中有设计，但是未进行施工。
鼓风机房（新建）
鼓风机房包括鼓风机房、控制室等，钢筋混凝土排架结构，尺寸(L × B × H)=21m×10m×7m。
设罗茨鼓风机5台（4用1备），Q=43.2 m^3^/min，H = 58 KPa，P=75 kW。
结论
该项目改造规模为10×10^4^m/d。采用ARP/SSH工艺改造完成后，污水处理厂水质检测显示出水各项指标稳定达到一级A排放标准。而竣工报告显示，工程预 (决)算价仅为1577.3万元。
我国有相当一部分污水处理厂进水氮、磷浓度较高，而有机物浓度较低。ARP/SSH工艺适用于这部分污水处理厂升级改造，不仅投资较低，且运行中可减少外加碳源量，具有较显著的节能意义。
其他相关
中控室在线监控
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细格栅
细格栅间参数
| 指标 | 参数 |
|---|---|
| 设计流量 | Q~max~ = 1.505M^3^/S |
| 控制水位 | 最高29.10M，最低28.10M |
| 尺寸 | 平面尺寸6.6M×9.9M，渠道L×B×H=6.6M×1.5M×2.0M |
| 设备类型 | 机械除污弧形细格栅，配有栅渣收集、输送 |
| 设备参数 | 栅条间隙 b=10MM，格栅宽度 B=1.5M |
| 设备数量 | 2台 |
细格栅详图
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旋流沉砂池
旋流沉砂池参数：
设计流量：Q~max~=1.505M^3^/S，停留时间：30S
控制水位：最高28.73M，最低27.68M
尺寸：总长28.6M，总宽3.2M，两边沉砂区直径6M，深井深5.4M
设备参数：
| 设备类型 | 设备参数 | 设备数量 |
|---|---|---|
| 机械搅拌器 | 浆直径1.5M | 2套 |
| 罗茨风机 | Q=2M^3^/min | 2套 |
| 砂水分离装置 | Q=20~50M^3^/h | 2套 |
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污泥处理装置
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二沉池
集水井，五台提升泵，扬程15M，流量1200~1300M3/h
ARP/SSH池
| 指标 | 参数 |
|---|---|
| 设计流量 | Q~max~=300M^3^/h |
| 停留时间 | 19h |
| 控制水位 | 27.9M |
| 尺寸 | ①每组L×B×H=18.2×10×6.1（M）；②每组L×B×H=46×21×5.5（M） |
| 有效水深 | 5M |
| 池数 | 2组 |
| 设备类型 | 潜水搅拌器（9台/组） |
| 设备参数 | P~n~=5kw3台，P~n~=10kw4台，P~n~=11kw台 |
氧化沟
| 指标 | 参数 |
|---|---|
| 池型 | 卡鲁塞尔氧化沟2000 |
| 设计流量 | Q=1.158M^3^/S |
| 污泥浓度 | 5000mg/L |
| 设计泥龄 | 15d |
| 污泥产率 | 0.95kg DS / kgBOD5 |
| 污泥负荷 | 0.068 kg BOD5 / kgMLSS·d |
| 回流比 | 100~170% |
| 停留时间 | 12.5h |
| 总需氧量（SOR） | 1838 kgO~2~/h |
| 控制水位 | 27.68M |
| 尺寸 | L×B×H=105×55.25×5.5M（有效水深h=5M，有效容积29000M^3^/组，两组） |
| 设备名称 | 设备参数 | 设备数量 |
|---|---|---|
| 立式表曝机 | 叶轮直径3.75M，动力效率 2 kg O~2~/KW·h，转速 36RPM（revolution per minute），单机功率 P~n~=160KW | 4台/组 |
| 水下推进器 | 叶轮直径2.5M，转速 56RPM，单机功率 P~n~=4.5KW | 4台/组 |
| 内回流泵 | 转速 56RPM，单机功率 P~n~=7.5KW | 4台/组 |
多模式A2/O强化除磷脱碳工艺 + 混凝沉淀过滤深度处理工艺
污水 → 粗格栅 → 提升泵房 → 孔板式细格栅 → 曝气沉砂池 → 多模式A2/O生物池 → 二沉池 → 混凝沉淀池及加药间 → 滤布滤池 → 巴氏流量计 → 达标排放
污水处理厂主要处理构筑物工艺设计参数
平均设计流量：Q~r~ = 100000 M^3^/d；总变化系数：K~总~ = 1.30；最大设计流量 Q~max~ = 1.505 M^3^/S
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