地埋式小型生活污水处理站改造

1、工程概况

某集团公司生活区有19栋职工住宅楼(其中11栋住宅单元楼，8栋集体宿舍楼)，3栋办公楼，1座小型游泳馆，2座职工餐厅，1座公共浴室。常驻入口约2200人。

在紧邻游泳馆旁边，有1座占地156㎡的地埋式污水处理站，2015年建成。污水处理站原设计处理水量为360m3/d，采用O/A/O-沉淀-石英砂过滤-二氧化氯消毒工艺，整体

结构为钢筋混凝土地埋式，上面覆土厚0.8m，可以种花草，设计最大有效水深为4.5m。但该污水处理站自建成以来，一直没有正常投运，调试都没有完成;并且当时设计的

排放标准是GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准，已不能满足目前的环保要求，亟需提标改造至一级A标准。通过现场实地踏勘，提出了针对性的

改造措施。本文介绍了该工程的改造情况及效果，以期为同类工程提供参考。

2、设计水量水质

该公司实测生活污水排水量在350~390m3/d之间，其中游泳池排污属于间歇排水。因此，设计水量定为360m3/d。根据实测水质确定设计进水主要指标，经处理后，

出水水质达到GB18918-2002一级A标准，设计进出水水质见表1。

3、原工艺存在问题及改造措施

3.1 原工艺存在问题

(1)进水管高度有误。污水排水管入口比格栅井进口低，污水排水管在进格栅井前标高为-2.30m，格栅井进口管标高为-1.60m，排水管有一段带压运行，大部分污水在进格栅

井前越过截留溢流堰接入污水处理站清水池外排管中，直接外排。

(2)调节池容积偏小，调节量不够，有一部分污水通过格栅井溢流口外排。现场调研发现，游泳馆和公共浴室均是短时间集中排水，原设计调节池有效容积为60m3，HRT为

3.6h，明显偏小。

(3)缺氧池和两级接触氧化池悬挂立体填料，检修困难;接触氧化池池底安装了微孔曝气头，进一步增加了检修难度。

(4)有效水深太浅，影响充氧效率。本污水处理站设计有效水深为4.5m，由于各池进水口设计失误，受清水池出口标高影响，重力流条件下，调节池实际有效水深只有2.9m。

根据文献，氧气转移率和水深比的关系为，经过计算，氧气转移率下降为原来的77%。

(5)沉淀池设计不满足规范要求。沉淀池的HRT为3.5h，表面水力负荷为0.71m3/(m2·h)，小于《规范》规定的1.5~2.5m3/(m2·h)，且沉淀池是按照竖流沉淀池设计的，

而有效水深却只有2.5m，高径比不满足设计规范要求。

3.2 改造方案

针对原工艺存在问题，结合现有构筑物实际情况，提出了以下改造措施:

(1)增加1座截流井。针对排水管道入口比调节池进口低，污水处理站进水管长期溢流的问题，在原清水池排水管上设计1座截留井，截流井底标高为-4.20m，DN400mm铸铁

管，重力流到格栅井，格栅井和集水井合建，在集水井(标高-7.80m)安装潜污泵，一次提升到调节池，既解决了进水管低于调节池入口标高的问题，又通过提升增大了调节池

的有效水深。

(2)扩大调节池体积，并增加二次提升。将原调节池、一级接触氧化池、缺氧池池底联通，合成新的调节池，增大调节池体积，增加调节时间，在新调节池设计二次提升潜污泵。

新调节池可以发挥水解酸化的作用，同时设计了预曝气装置(间歇曝气)。根据经验，小型生活污水处理站调节池的HRT≥12h，有利于稳定运行。

(3)新建新型接触氧化池和高效沉淀池。原污水处理站是混凝土整体现浇施工，顶盖是现浇钢筋混凝土，缺氧池和两级接触氧化池悬挂立体填料，入孔较小，检修不方便;且原

污水处理站紧邻游泳馆，卫生条件差，甲方要求移位建设。改造方案是:在距离原址约35m的地面上新建接触氧化池和高效沉淀池，结构设计为2座设施一体化布置。改造后的

处理工艺流程如图1所示。

4、主要处理构筑物及设计参数

工程改造后，各主要处理构筑物及其设计参数见表2。

5、工艺设计特点

(1)优化进水条件。新设计截流井，解决进水管雍水溢流的问题;设计二次提升，虽然增加了污水提升能耗，但是增加了地埋式调节池的有效容积，同时在新调节池设计了预曝气

，把原有的设施全部利用起来，运行方便且灵活。

(2)调整处理设施功能，优化整体工艺。将原调节池、一级接触氧化池、缺氧池池底联通，合成调节池。增大调节池体积，增加调节时间，根据经验，小型生活污水处理站的

调节池HRT≥12h,有利于稳定运行。改造后调节池预曝气，既可防止杂物沉淀，又能去除一部分COD;同时，调节池预曝气以后，可以接受二沉池的硝化液回流，也可以接受好

氧池的混合液回流，对去除总氮有效果。运行控制灵活方便，污水站整体采用PLC总控制，间歇曝气，通过调试固定曝气时间。

(3)采用新型工艺。选择技术，设计新型接触氧化池，新型接触氧化池结构如图2。污水进入中心筒，通过中心筒深入到接触氧化池底部，转向上流，上流的过程中通过

填料层，填料层厚度为2m，填料上长满微生物。曝气采用射流曝气，射流曝气管通过套管伸到填料层下，检修射流曝气器时，直接从套管中抽出来在池顶操作，方便易行。

射流曝气的气水比为3:1，溶解氧质量浓度控制为2.5~3.5mg/L，单个射流曝气器的进气量为15~20m3/h，共设计2个射流曝气器，射流曝气器循环水泵功率为3.0kW。新型

接触氧化池填料为多面空心球，直径为30~50mm，孔隙率为95%。运行实践表明，填料不堵塞，射流泵安装在接触氧化池旁半地下通行沟里，噪音小，防冻，检修方便。

工程交付3a多，一直稳定运行。

高效沉淀池采用新型结构，其结构类似于接触氧化池，结构示意如图3所示。设计有一层填料，填料用不锈钢筛网固定在上部，填料的材质为PP，直径为30~50mm，填料在

筛网之间可以活动，不易堵塞。沉淀池底部排泥的时候，流量很大，几乎是进水量的10倍，靠大流量短时间的向下流动，冲刷填料。该高效沉淀池已经运行3a，没有出现填料

堵塞现象。

同时，这种新型结构的沉淀池在填料下方会形成一层高浓度污泥悬浮层，相当于一个悬浮状态的污泥过滤层，混凝作用很明显。

(4)后置缺氧池。把原来的二级接触氧化池改造为后置缺氧池，在池中布置旋流曝气器，保持溶解氧质量浓度在0.2~0.5mg/L之间，完成缺氧反应。可以在高效沉淀池出水处投

加碳源，提高反硝化效率，降低TN浓度。

(5)原罗茨风机、砂滤器保留。利用原罗茨风机负担所有地下水池的曝气风量，间歇运行，每小时曝气20min，合计每天运行时间为8h，可以防止池内有沉积，同时又可以起到

氧化作用。改造以后，虽然增加了二次提升和射流曝气泵，但是罗茨风机优化后每天仅运行8h，整体系统每天少耗电12kW·h。

6、运行结果

提标改造完成后，2019年6月4日~7月20日的出水主要指标统计分析结果如表3、图4所示。

7、结语

(1)地埋式一体化布置的污水处理站设计时，要充分发挥调节池的调节作用，水深尽量设计在5m以上，有利于保证后续处理设施的有效水深。顶部盖板设计时，要考虑检修

方便，入孔、检修孔要预留大一些。悬挂填料的池子盖板可以设计成活动的，方便更换填料。曝气头设计成可提升的旋流曝气头，穿过填料层时，可设塑料套管，方便曝气头

上下提升，更换、检修都很方便。

(2)接触氧化池在处理低浓度污水时性能更*，可以不要污泥回流，微生物在填料上菌相丰富，可以同时去除NH3-N、TN、TP。填料上挂满活性污泥，剩余污泥量很少，

减轻了污泥处理负担。射流曝气器方便检修，适应水深达8m以上，充氧效率接近微孔曝气器。射流曝气器以水泵为动力，噪音小，水泵检修方便，该曝气方式有一定的适用性

。

(3)高效沉淀池结构特殊，设计合理，占地少，表面负荷高，去除率高，与接触氧化池联用，无需污泥回流，方便管理，填料选择科学，不易堵塞。

(4)改造后各主要处理构筑物运行过程中产生的剩余污泥量少，减轻了污泥处理负担。

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