陈今朝1，宋 强1，谢会丽2
（1.漯河市水务投资有限公司 沙南污水处理厂；2.漯河市漯河电视台，河南 漯河 462000）
摘要：河南省漯河市沙南污水处理厂一期升级改造及中水回用工程新增深度处理单元处理规模8万m3／d，中水回用工程输水规模9万m3／d，设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。介绍了深度处理设计方案中各个工艺单元的比选，就设计排放标准，对比了一期升级改造后与原工程的污水处理工艺及污染物去除效果，以及一期升级改造工程的社会环境效益等。升级改造工程经过1年多的连续运行和在线检测，出水指标达到设计要求。
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关键词 ：城市污水处理；中水回用；深度处理；升级改造
中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：１００８－９５００（２０15）03－００24－０４
收稿日期：２０15－０1－１9
作者简介：陈今朝（１９7５－），男，河南舞阳人，大学本科，工程师，主要从事污水处理研究工作。
河南省漯河市沙南污水处理厂系国家“九五”淮河流域水污染防治规划重点项目之一。主要担负着漯河市区沙河以南、107国道以东35 km2区域内生活污水和部分工业废水的净化处理任务［1］。沙南污水处理厂一期工程于2000年5月底建成投入运营，设计日处理规模8万t，采用改良型氧化沟工艺，出水水质标准执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中城市二级污水处理厂二级排放标准。二期工程于2008年4月建成并运行，设计日处理规模5万t，采用改良型氧化沟工艺，出水水质达到《国家城镇污水处理厂污染物排污标准》（GB18918-2002）的一级A排放标准。目前沙南污水处理厂占地7.25 ka，已建成规模为日处理污水13万t，是漯河地区最大的污水处理厂［1］。
沙南污水处理厂一期工程于1998年10月开工建设，由于建设较早，设计采用标准偏低。为了提升污染物削减量和总出水达标率， 2008年漯河市沙南污水处理厂一期工程进行了脱氮改造，改造后氨氮排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准，其他出水水质指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准。工程竣工后通过运行分析，出水指标能够达到脱氮改造的设计要求。
1 一期升级改造工程污水处理工艺设计
1.1 沙南污水处理厂一期升级改造前工艺流程
一期升级改造前工艺流程见图1；一期工程原设计进、出水水质见表1；一期工程脱氮改造后设计进、出水水质见表2。
由表1可以看出，由于沙南污水处理厂一期工程建成较早，设计采用的出水排放标准偏低，对氨氮、总氮和总磷在进出水指标中没有要求，并且对出水的CODCr、BOD5和悬浮物的要求不高。
由表2可以看出，沙南污水处理厂脱氮改造后氨氮排放标准达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，对其他有机物的排放标准有所提高，CODCr由120 mg/L提高为60 mg/L，BOD5由30 mg/L提高为20 mg/L，SS由30 mg/L提高为20 mg/L，总磷排放的要求为1.5 mg/L。
2008年12月，漯河市水务投资有限公司与华电漯河发电有限公司签订了中水供应合同。华电漯河一期（2×300 MW）热电机组采用沙南污水处理厂达标出水作为生产循环水水源。合同要求中水回用水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。因沙南污水处理厂一期8 m3万/d的出水指标不能满足中水回用标准，需要再次对一期工程进行升级改造，使一期工程出水主要污染物排放指标达到CODCr≤50 mg/L，BOD5≤10 mg/L，NH3-N≤5（8）mg/L、TN≤15 mg/L、SS≤10 mg/L，TP≤0.5 mg/L的标准。
一期工程升级改造及中水回用工程设计进、出水水质见表3。
1.2一期升级改造工程工艺确定
2010年，漯河市水务投资有限公司决定对沙南污水处理厂一期工程增加深度处理单元和中水回用设施。提出一期深度处理工程设计规模8 m3万/d，并考虑留有一定富余水量；中水回用工程设计输水规模为9万m3/d。
为了节约资金，一期升级改造工程在沙南污水处理厂现有用地基础上进行升级建设。根据本工程的处理规模和进出水水质要求，结合现场实际勘察情况，本工程在现有二级生物处理系统的基础上新增深度处理单元和中水回用泵站。深度处理工艺拟采用微絮凝-沉淀-过滤-消毒工艺；主要构筑物有深度处理提升泵站、絮凝沉淀池、纤维滤料高速滤池及反冲洗设备间、接触消毒池、加药间和中水回用泵站等。深度处理建设的目标主要是进一步降低污水中的SS值［2］，随着SS的降低，CODCr、BOD5和TP也进一步降低，从而确保中水回用工程输出水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准［２］。
1.2.1 混合方式
在一期升级改造工程混合方式的选型上，通过对水泵混合、机械混合和管式静态混合器3种混合方式的比较和分析后，决定采用管式静态混合器。管式静态混合器具有混合时间短，混合均匀，不需要动力设备；安装连接方便，无需特殊容器以及内部结构简单，无维修保养费用等特点。
1.2.2 反应器
通过对机械反应器、网格反应器、折流反应器等反应形式的比较分析后，决定采用了网格反应器。网格反应器具有操作简单，安装方便，有利于运行管理；可有效预防淤泥及藻类的滋生以及不易损坏，使用寿命长等特点。
1.2.3 沉淀池
通过对斜管（板）沉淀池、平流沉淀池、高效澄清池和絮凝沉反应淀池等4种沉淀池型比较，并结合现有场地条件，最终决定采用絮凝沉反应沉淀池。这种絮凝反应沉淀池节省占地面积，构筑物简单，无需机械搅拌。
1.2.4 滤池
通过对V型气水反冲滤池和纤维高速滤池的比较后，决定采用纤维滤料高速滤池。V型滤池为气水反冲洗均粒滤料滤池，采用V型槽进行配水，反冲洗时兼作表面扫洗布水槽。这种滤池目前在国内应用很广。其优点是过滤周期长，出水水质好，自动化程度高；采用用气水反冲洗时，反冲效果好，冲洗耗水量小。缺点是配套设备多，占地面积大，土建复杂。纤维滤料高速滤池采用旋翼式纤维作为滤料，气水联合冲洗。纤维滤料滤池具有传统快滤池的优点，滤速一般可达到20～40 m/h，是一般V型滤池的3～4倍。与V型滤池相比可大大减少滤池占地面积。并且投资小，运行费用低、易反冲洗等优点。是一种实用、新型、高效的滤池。
1.2.5 消毒方式
通过对二氧化氯消毒法和紫外线消毒法两种出水消毒方案的对比可知，紫外线消毒持续能力差、消毒效果不彻底，而二氧化氯消毒具有高效、杀菌能力强的特点。因此最终设计决定采用二氧化氯消毒方式。
此外，中水回用泵站供水服务水压按满足用户10 m左右的服务水头。输水管线采用D600的钢筋混凝土管，总长约800 m。
沙南污水处理厂一期升级改造及中水回用工程最终确定的工艺流程为：二沉池出水—深度处理提升泵站—加药（PAC、PAM）—絮凝反应沉淀池—高速滤池及反冲洗设备间—加药（二氧化氯）—接触消毒池—中水回用泵站—输送到中水用户（多余外排）。
沙南污水处理厂一期升级改造及中水回用工程工艺流程见图2。
2 主要新建构筑物及设计参数
2.1 深度处理提升泵站
深度处理提升泵站主要将一期二沉池出水提升至絮凝反应沉淀池进行处理。在提升泵后端输水管上安装管式静态混合器，在混合器和提升泵之间添加药剂PAC和PAM，以便使聚氯化铝和聚丙乙酰胺在混合器中与二沉池出水短时间混合均匀。提升泵站平面面积46.5 m2，安装4台潜污泵（3用1备），单台泵设计Q=1 450 m3/h，H=8 m，N=45 kW；设计流量Q=4 333 m3/h，扬程H=8 m。
2.2 絮凝反应沉淀池
絮凝反应沉淀池设计处理规模8万m3/d，池内水深5.6 m，絮凝时间12~15 min。絮凝反应分3个阶段，第一阶段为7格，竖井中安装网格反应器，过网流速0.3 m/s；第二阶段为6格，安装网格反应器，过网流速0.23 m/s；第三阶段为6格，竖井中不安装网格反应器，流速0.23 m/s。
絮凝反应沉淀池对添加PAC和PAM后的二沉池出水进行絮凝沉淀，进一步去除出水中的BOD5、CODCr、TN、TP等污染物负荷。同时确保滤前水浊度≤10 NTU。絮凝反应沉淀池外排污泥废水接入污水管与进厂污水合并处理。
2.3 纤维高速滤池与反冲洗车间
纤维高速滤池分8格，双排分布，单格内空尺寸6.04 m×5.28 m，过滤面积24 m2 ，平均滤速为17.6 m/h，设计处理规模为8万m3/d，反冲洗采用气水联合反冲洗。反冲洗分3个阶段进行。第一阶段为单独气冲洗，冲洗强度23 L/s·m2，冲洗时间3~5 min；第二阶段气水联合冲洗，水冲强度6 L/s·m2，气冲洗强度2，8 L/s·m2，冲洗时间8~10 min；第三阶段为单独水冲洗，冲洗强度6 L/s·m2，冲洗时间3~5 min。
反冲洗车间安装冲洗泵2台（1用1备），单台泵设计Q=520 m3/h，H=10 m，N=22 kW。安装三叶罗茨风机2台（1用1备），性能为42 m3/min，风压50 kPa，N=55 kW，冲洗总历时12~16 min，冲洗周期12~24 h。安装螺杆式空气压缩机2台（1用1备），单机性能设计为：Q=1.0 m3/h，风压0.7 MPa，N=7.5 kW。每台空气压缩机配备1 m3的储气罐1个。反冲洗废水接入污水管与进厂污水合并处理。
2.4 接触消毒池
接触消毒池主要杀灭出水中的细菌和病毒。消毒池平面面积为512 m2，水深5.2 m，用于将过滤后的水进行消毒处理，用二氧化氯杀灭细菌和病菌。最大设计流量Q=4 167 m3/h，接触时间30 min。
2.5 中水回用泵站
中水回用泵站设计平面面积为48 m2，水深5.2 m，主要将深度处理后的达标水加压输送到用户。设计最大流量Q=5 750 m3/h，安装3台潜水泵（2用1备），单台泵设计Q=1 100 m3/h，扬程H=36 m，N=160 kW。
2.6 加药间
加药间主要用于深度处理时投加PAC、PAM进行混凝及投加二氧化氯进行消毒。对PAC的投加选用3台（2用1备）隔膜式计量泵，单台设计参数Q=1 500 L/h， H=0.2 MPa，N=1.5 kW，投药浓度为5%~10%。
配备二氧化氯发生投加装置机3套（2用1备），每套二氧化氯制备投加量为20 kg/h，N=0.3 kW。
聚丙乙酰胺（PAM）的投加选用3台（2用1备）螺杆计量泵，单台设计参数Q=2 000 L/h，H=0.2 MPa，N=2 kW,投药浓度为0.5%。
3 结论
沙南污水处理厂一期升级改造及中水回用工程在原有的一期工程基础上新增加了深度处理单元和中水回用设施，由于构筑物布局受场地制约，因此在深度处理单元的构筑物选型上进行充分比较，从而选取了最合适的工艺。
2012年12月，漯河市沙南污水处理厂一期升级改造及中水回用工程建成并投入试运行，2013年4月份通过环保验收。经过近两年的连续运行和检测，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，其中CODCr、NH3-N和SS均优于设计指标。在线检测显示，沙南污水处理厂一期总排水CODCr年平均值为29.1 mg/L，NH3-N年平均值为2.15 mg/L，人工检测SS年平均值为5.6 mg/L。
沙南污水处理厂一期升级改造及中水回用工程的建设运行，实现了城市污水资源化利用。在为公司创造经济效益的同时，减轻了总排水对环境的污染，使黑河出境省控断面出水水质得到极大改善，确保了黑河出境省控河流断面水质的达标，对保护下游区域群众身体健康和改善漯河市及下游生态环境具有十分重要的意义。
参 考 文 献
1 王 斌，陈今朝.漯河市沙南污水处理厂收水管网清淤方案比较［Ｊ］.中国资源综合利用，2009，27（9）：39-41.
2 邓耀杰，李平，朱凡．以回用为目标的污水深度处理组合工艺及其发展［Ｊ］.环境工程，2005，23（3）：10-14.
（责任编辑／陈 军）
废钢进口税收优惠措施正在研究当中
废钢作为能代替铁矿石的原料商品，由于其污染少、价格低，正受到产业的重视。工信部原材料司钢铁处处长徐文立近日表示，目前中国废钢产业布局仍有很多困难，未来将重点建设废钢加工基地，当前有关部委正在研究废钢进口税收优惠措施。
节能减排是当前钢铁等重工业面临的重要问题。据相关机构测算，与使用铁矿石相比，用废钢炼钢可节约能源60%、节水40%，减少排放废水76%、废气86%、废渣72%。每多用1吨废钢，可少用1.7吨精矿粉，减少4.3吨原生铁矿石的开采。
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（再 协）