1、工程概況

為保持良好的城市區域水生態環境，黑臭水體的治理及消除成為城市水體環境整治的重要環節。由于廣東某城市人口密集度高，生活污水排放量大，城市受納水體（河涌、湖泊）的自凈能力遠遠低于其所接納的生活污水污染負荷，水質極易長期保持黑臭狀態，影響城市水體生態景觀。因此，生活污水的有效達標處理顯得尤其重要。然而，當前該城市配套污水管網的輸送能力與污水廠的處理能力低于城市的實際需求，新建管網及污水廠存在滯后問題，使得城市生活污水的旁路應急處理需求劇增，并強調應急處理技術具有建設投產快、處理標準高、運行成本低等特點。基于此，以一體化改良型SBR工藝為基礎，本文設計了一套處理規模為20000m3/天生活污水應急處理工程，并通過近5個月的工程運行來驗證該工藝技術用于高標準應急處理城鎮污水達到國家《地表水環境質量標準》（GB3838－2002）IV類標準（除TN外）的可行性，為后期城市區域生活污水的應急處理提供新的技術支撐和工程案例參考。該項目的設計進出水水質如表1所示。

2、工藝流程

本工程項目采用“格柵+提升泵井+改良SBR反應器+濾布濾池"的工藝流程，如圖1所示。市政管網中的生活污水經過格柵去除較大懸浮物后，通過提升泵井緩沖后抽至改良SBR反應器中進行處理，并在生化反應后投加少量混凝劑，實現污水中COD、氨氮、TP的同步去除。經SBR反應器出水進入濾布濾池以去除污水中殘留的SS，確保出水水質達到國家GB3838－2002IV類標準（除TN外）。處理出水再經由消毒后，經由外排池作為河涌補給水。

3、工藝構筑物、設備和參數

3.1 格柵和提升泵井

規格：格柵渠L×W×H=6.5m×1.0m×6m；提升泵井L×W×H=6.5m×3.2m×8.2m；地埋式鋼筋混凝土水池，1座；HRT=4.5min。

主要配套設備：污水提升泵：Q=420m3/h，H=20m，N=45kW，材質鑄鐵，3臺（2用1備），潛污泵，帶自耦裝置；機械細格柵：柵條凈距10mm，渠寬×渠深=1.0m×6.0m，安裝角度75°，1套。

3.2 改良SBR反應器

規格：?×H=18.33m×7.2m；一體化鋼結構水池（利浦罐），5座；總容積：9495m3，總有效容積：8835m3；HRT=10.0h；污泥質量濃度：3000～4000mg/L，污泥齡為20天。

主要配套設備：生化曝氣風機：Q=33m3/min，H=7m，N=55kW，6臺（5用1冷備）；微孔曝氣盤：?260，含安裝件，氧利用率≥25%（水深6.5m），單個曝氣盤通氣量≥3m3/h，約3960套；生化出水泵：Q≥420m3/h，H≥6m，N=18.5kW，臥式離心泵，6臺（4用2備）；生化排泥泵：Q=150m3/h，H=10m，N=7.5kW，臥式離心泵，6臺（5用1冷備）。

運行方式：每座SBR反應器進水置換比為50%，每個運行周期包括了進水1h（進水流量Q=840m3/h），曝氣2h，靜置1h，潷水1h，使用反應浮桶泵進行潷水。

3.3 濾布濾池裝置

規格：處理能力10000m3/天；成套裝置，2座；驅動電機功率0.75kW；含反洗泵Q=50m3/h，H=10m，N=2.2kW，2臺；電動閥6個，總功率合計約5.5kW；控制系統：2套。

3.4 清水池

規格：L×W×H=16.0m×6.0m×2.0m；一體化鋼結構水池，1座；總容積：192m3；總有效容積：162m3；HRT=11.6min。

3.5 排放計量渠

規格：L×W×H=12.0m×1.0m×1.0m；鋼結構水槽，1座。

主要配套設備：COD、氨氮、總磷、SS、pH在線監測裝置；巴歇爾流量計：1套。

3.6 外排池

規格：L×W×H=4.0m×1.0m×2.0m；一體化鋼結構水池，1座；總容積：8m3；總有效容積：6m3；主要配套設備：外排泵：Q=50m3/h，H=35m，N=11kW，材質鑄鐵，1臺。3.7污泥罐

規格：?×H=3.2m×6.0m；一體化鋼結構水池，4座；總容積：192m3；總有效容積：160m3。

主要配套設備：污泥進料泵：Q=45m3/h，H=1.2MPa，N=30kW，2臺（1用1備）；污泥池攪拌機：N=5.5kW，4臺；高壓隔膜板框壓濾機：過濾面積300m2，1套。

4、工程運行效果

本工程項目于2019年6月開始建設，建設耗時1.5個月，經調試后，于2019年8月竣工通過驗收后按設計處理水量持續運營至今。由圖2可知，整個工程項目在近5個月的運行過程中處理出水水質良好。在COD=200～800mg/L，ρ（氨氮）=15～55mg/L，ρ（TP）=4～14mg/L，ρ（SS）=50～400mg/L的進水水質條件下，出水COD穩定不超過30mg/L，氨氮基本不超過1.5mg/L（僅兩次超標，事后排查分析原因是因為進水混合了工業廢水，氨氮濃度短時間達到設計負荷的2～3倍），TP穩定低于0.3mg/L，SS穩定低于10mg/L，處理效果十分穩定，出水各項主要指標滿足國家GB3838－2002IV類標準（除TN外），達到了預定的處理目標。該處理出水作為河涌的補給水，可有效改善城市內河涌水質質量，對消除和避免河涌黑臭具有重要的作用。

5、工程創新點與成本分析

1）建設投產速度快。本工程項目的建設時長僅為1.5個月，相比于一般的污水處理廠耗時更短，調試啟動及投產速度快，處理效果穩定，適用于生活污水旁路應急處理。

2）浮桶泵潷水。由于水池為圓形，面積大，且每次需要排水為總水量的50%，如果采用常規潷水器，需要非標定制，價格高，且缺乏運行穩定性的保障，故對SBR出水進行改良，采用浮筒泵潷水的方式，潷水水泵加裝了浮桶，改進后的潷水水泵持續隨著液面下降而持續抽水，在運行穩定的情況下，出水SS低于20mg/L，后續經濾布濾池過濾，最終出水SS穩定小于10mg/L。

3）實現生化與化學同步除磷。在改良型SBR反應器中，通過控制SV30<15%和SVI值<100，投加少量PAC作為除磷劑，且控制反應器的溶解氧處于1.0mg/L左右來保證最大的除磷效果，實現了污水中TP的高效去除，保障后續處理出水TP穩定低于0.30mg/L。

4）運行成本分析。本項目的運行成本主要包括了設備電耗，提升水泵及風機電耗為每噸水0.2元，加藥費用為每噸水0.1元，人工為每噸水0.1元，設備維修為每噸水0.1元，污泥處理及處置費用為每噸水0.3元，合計直接運行費用為每噸水0.8元。

6、結論

１）利用改良型SBR工藝可穩定實現生活污水的高標準處理，且具有建設投產速度快，占地少，運行成本低等優點，尤其適用于城市生活污水的旁路應急處理；

２）實際工程運行效果表明，基于改良型SBR反應器的生活污水應急處理工藝可使得處理出水COD、氨氮、TP和SS等主要指標穩定達到準地表IV類水質標準，處理后出水可用于河涌補給水，避免河涌黑臭，改善城市水環境質量。