摘要：福清市城市污水处理厂以BOT的方式进行承建。该污水处理厂选用悬挂链移动曝气工艺，其工艺具有投资省，处理成本低、运行稳定、维修、管理方便、氧利用率高，不仅结构紧凑，还能够达到同步脱氧除磷效果。
关键词：BOT;悬挂链移动曝气工艺；脱氧除磷
悬挂链移动曝气工艺，又称为多级AO处理工艺。该系统依托控制对曝气装置的充气量和区域曝气进行控制，以实现独创的悬挂链式曝气工艺。同时该工艺基于多级AO理论和非稳态理论，在池内设置形成多个级段的A/O池，使污水经过多次的好氧、缺氧交替过程[1]。从而提高污泥的活性，形成适合各种微生物生长的良好环境，对污水中的有机物、氮、磷进行高效地去除，该工艺是一种低负荷活性污泥处理工艺，其最大的特点是能够根据地质条件将厌氧除磷池、曝氧池、沉淀池、稳定池以洁、维修运行管理方便、出水稳定。
1. 工程概况、水量、水质和排放标准
福清城市污水处理厂以BOT方式建设，近期为日处理6万吨，远期增至12万吨，总占地面积为80多亩，总投资将近4600万元。近期6万吨现已建成，原水中工业废水约占40％，城市生活污水约占60％。混合后的污水要求达到国家一级排放标准。进水水质和排放标准见下表。
|
项目 |
PH |
CODcr |
BOD5 |
SS |
TN |
TP |
NH3-N |
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原水水质 |
6～9 |
≤380mg/L |
≤200 mg/L |
≤250 mg/L |
≤50 mg/L |
≤4 mg/L |
≤35 mg/L |
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排放标准 |
6～9 |
≤60 mg/L |
≤20 mg/L |
≤20 mg/L |
≤20 mg/L |
≤1.5 mg/L |
≤8 mg/L |
2.工艺流程图和构建物
2.1工艺流程
污 水通过市政管网抽送至污水处理厂，经过回转栅条式粗格栅去除大的杂物后流入集水井。而后通过潜水泵提升到回转式细格栅，以去除无机物和细小悬浮物。然后自 流入曝气沉砂池（主要去除砂粒等无机物质，并起到预曝气作用），经配水井流入各个综合反应池、消毒池后达标排放。其综合反应池包含有兼氧池、一段好氧池、 缺氧池、二段好氧池、沉淀池、稳定池。工艺流程图如下：
污水处理流程图
2.2 主要构筑物
2.2.1 集水井
为近远期共用的，有效容积为300m3,与粗格栅井合建，为钢混结构，地下沉井施工，最高水位为3米。内设五台流量800m3/h,的潜水泵，扬程为16m，功率为55kw。集水井内设一台超声波液位计，以控制水泵的启停。
2.2.2 曝气沉砂池
只考虑近期使用，总有效容积为109.2m3,其水力停留时间为2分钟。有效水深为2米。曝气空气需量为4.8m3/min。主要去除颗粒径大于0.25㎜的砂粒等无机物质，并起到预曝气的作用。没有一台桥式吸砂机和一台螺旋砂水分离器。
2.2.3 兼氧池
碾压土坝结构，内铺土膜和内砌石块。有效容积为2500m3，水力停留时间为3小时，有效水深为4.5m，尺寸52×11×5。内设两台潜水搅拌机，功率为10kw。后续缺氧池内混合回流到该地。
2.2.4 一段好氧曝气池
碾压土坝结构，内铺土工膜和内砌石块。有效容积为8333m3,水力停留时间为10小时，有效水深为4.5m，尺寸52×42×5。曝气池内的污泥负荷为0.11㎏BOT5/㎏MLSS。污泥浓度为4000mg/L。内装有19条曝气链，每条链有22套曝气器，共有490套。以一边进气，两头悬挂。每套曝气器在一定区域内来回运动，不会对局部水体产生过量曝气，不会像固定曝气器产生定向水流，是空气在水中的停留时间延长，提高了充氧效率，节约了能耗。同时曝气池中部设有一台紫外荧光法溶解氧测定仪，并通过PLC和变频风机来调节池内的空气量。
悬挂链式曝气装置移动示意图
2.2.5缺氧池
碾压土坝结构，内铺土工膜和内砌石块。有效容积为1667m3,水力停留时间为2小时，有效水深为4.5m，尺寸52×8×5。为达到脱氧的效果，协调系统硝化反硝化功能，而增设缺氧池。池内设有两台对推的潜水搅拌机，功率为7.5kw，并设有一台潜水内回流泵，功率为7.5kw，流量为2500m3/h。扬程为0.3m，用以满足300％的混和液内回流量，混和液回流到兼氧池内。
2.2.6 二段好氧池
碾压土坝结构，内铺土工膜和内砌石块。有效容积为1667m3,水力停留时间为2小时，有效水深为4.5m，尺寸52×8×5。进一步对有机物和氨氮的除去，提高系统的硝化能力，减少对二沉地池产生不利的影响，以形成多级的好氧缺氧段，增设此好氧池。池内设有两条曝气链，每个链条有24套曝气器。
2.2.7二沉池
矩形池钢筋混凝土结构，尺寸为52×24×5，有效容积为5000m3，有效水深为4.5米，表面负荷为0.75m3/m.h。长边两侧设污泥回流渠，短边池低有600角放坡，以防止出现死角。水流流向为一边长进水，另外一长边出水。池内设有轨道式行车式吸泥机一台，双边驱动，功率为0.37kw，行车可根据时间控制其来回运行，并根据上位机控制启停。行车上内设两台潜水轴流泵，用污泥回流，污泥回流量为150％，功率为7.5kw,扬程3米，流量为600m3/h。
2.2.8 稳定池
碾压土坝结构，内铺土工膜和内砌石块。有效容积为2500m3，水力停留时间为3小时，有效水深为4.5m，尺寸52×11×5.对生化出水进行再次充氧，提高沉淀效果，保证优化出水水质，保证综合反映池整个结构而增设此池。池内设有一条悬挂曝气链，装有24套曝气器。
2.2.9 接触消毒池
该池为钢筋混凝土结构，为半地下式。尺寸为15×24×5m，水力停留时间为30分钟，有效容积为1250m3。有效水深为3.5米，廊道内控制水流速为0.1m/s。
2.2.10 污泥浓缩池
钢筋混凝土结构，直径为14米，池高为 4米浓缩池，内设一台全桥式中心传动污泥浓缩机，功率为0.75kw。浓缩后污泥含水率可达97％。
2.2.11 其他配套设施
粗格栅，2台，回转栅条式格栅除污机，间隙为25mm，栅宽为1.7m，渠深7.8m，配套的格栅电机为3.0kw。格栅前后装有4个手电铸铁闸门和2台超声波液位差计。
细格栅，2台，回转齿耙式格栅除污机，间隙为4mm，栅宽为1.5m，渠深1.5m，配套格栅电机为1.1kw。栅前装2台手动不锈钢闸门，格栅前后装有2台超声波液位差计。
进、出水计量井，井内各设有一台DN700超声波电磁流量计，用以计量进出污水厂水量。
鼓风机房3间，每间内设变频控制的3台罗茨鼓风机，同时对单组综合池供气，每组综合池的供气管上设有温度传感器、压力传感器、热式气体流量计。鼓风机的风量为64m3/min，压力55.8kpa，功率为90kw，配套进出口消声器，空气滤清器、安全阀、放空阀、放空消声器，同时在每台风机出口管路上装有DN250的电动蝶阀。
污泥脱水机房，内设2台卧式离心脱水机，单机处理污泥量为12-20m3/h，功率为22kw，配套两台偏心螺杆泵流量为20m3/h，扬程为20m，功率为7.5kw，污泥切割机2台，流量为20m3/h，功率为1.5kw。因污泥脱水前加絮凝剂，选用罐积为1m3的絮凝搅拌机，罐溶为2.5m3。加药计量泵两台，流量为0.5m3/h，功率为0.75kw。加药除磷系统中设有自动溶药设备两台，溶量为1m3，搅拌功率为0.75kw，选用药计量泵2台，流量为0～50L/h，扬程为25m，功率为0.37kw。
加氯间，内设两台高效复合二氧化氯发生器，有效氯产量为10kg/h，功率为5.0kw。配有量台动力水泵，流量为800ml/min，扬程为25m，功率为1.5kw的卧式离心泵。两个有效容积为5m3的原料储罐，分别装氯酸钠和盐酸溶液。其配套设备还有盐酸卸酸泵、氯酸钠溶药机、盐酸加药计量泵、氯酸钠加药计量泵、氯酸钠溶液提升泵。二氧化氯消毒药剂根据进水流量来进行控制其投加量。
3. 调试和运行
由于管网建设滞后，未能将污水全部接入污水处理厂，造成进水量偏小，仅为10000m3/d左右。分别对两个综合池进水，实现接种和驯化同步进行。接种污泥选用城市污水处理厂带式压滤机压滤过后的污泥，每池投加80吨污泥。经过两个多月调整后，曝气池内的污泥浓度达到设计要求，并出水达到排放要求。
出水水质表
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项目 |
PH |
CODcr |
BOD5 |
NH3-N |
TP |
SS |
|
数值 |
7-8.7 |
49-58 |
12-18 |
13-18 |
0.3-0.8 |
14-18 |
4. 经济分析
该工程总投资4600万元，污水处理单位成本为0.46元/m3，直接运行成本为 0.27元/m3。污水总装机功率为1450kw，平均运行容量为960kw。
5. 结语
5.1 该工艺启动快，运行、操作简便，运行稳定，并能保证出水达标，产生的污泥量少。
5.2 只要条件许可，可使用土坝结构承建污水处理综合池，并能形成一体化结构，形成造价低，投资省。
5.3 高效的移动悬挂曝气头，可使氧在水中的停留时间加长，提高了氧转移功率，在达到出去有机物同时亦能节约能耗。
5.4 曝气头检修不需放空，检修方面，运行保证出水。
参考文献：
王涛.BIOLAK工艺及其在设计中应注意的问题[J].中国给水排水，2003，19(10)：79-80。