天津市团泊新城污水处理及再生水利用工程简介

天津市团泊新城污水处理及再生水利用工程简介杨祝平（天津市市政工程设计研究院给排水分院，天津 300051） 摘 关键 要 本文介绍了团泊新城污水处理及再生水厂工艺流程及设计思路、设计疑难问题及应对措施、工程主要设计参数及设备配置、主要技术经济指标等，总结了污水处理及再生水处理的技术特点，为满足城市杂用水、景观用水标准及一级A排放标准条件下污水的处理积累了设计经验。

词 团泊新城 A 2/O 膜生物反应器MBR 一体化MBR 折板絮凝 超滤膜过滤CMF1概述团泊湖位于天津市西南部，蓄水量1.8亿m 3，水面面积51.3 km 2。

团泊新城区域总面积53km 2。

新城职能定位为各类生态住区 、度假、温泉疗养中心、国际会展、知识商务等现代服务业和高新技术产业基地、环渤海地区高档次的各项体育运动基地。

随着团泊新城西区启动区的逐步开发和建设，用水量及排污量、团泊水库自身景观用水的补给（引市中心污水厂处理一级B 出水至团泊新城进行深度处理后满足一级A 及景观用水标准后汇入团泊湖）需求将不断加大，需新建一座日处理总量为 2.5万m 3/d 的污水处理厂及日处理总量为10万m 3/d 的再生水厂。

污水处理工艺采用“A 2/O+MBR ”工艺，再生水处理工艺采用“折板絮凝+CMF ”工艺。

建设单位为天津市滨海市政建设发展有限公司。

工程包括两部分：①污水处理工程包括污水处理厂1座，设计规模土建按25 000 m 3/d ，近期设备按12 500m 3/d ，MBR 膜组件按10 000 m 3/d 安装；配套启动区污水收集管网DN400～DN1 350mm 共67.55km 及两座全地下式污水提升泵站；配套启动区中水配水管网DN100～DN300mm 共87.1km 。

②再生水利用工程包括再生厂1座，规模按100 000 m 3/d ；配套再生水输水管网DN1 200～DN1 600mm 共5.5km 。

本工程远期规划至2020年，近期规划至2010年。

污水处理工程规划服务范围为团泊新城西区启动区12.7km 2范围内的污水集中处理及中水回用；再生水利用则为团泊新城整体服务，规划服务面积 210 km 2。

2设计水质团泊新城污水处理及再生水厂出水执行中华人民共和国国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的一级水质排放标准的A 标准及景观用水标准，其中污水处理厂还须满足城市杂用水标准。

根据污水处理厂进水污染物的浓度和应达到的出水水质指标，团泊新城污水处理及再生水厂的进、出水水质及污染物去除率见表1。

表1 污水处理厂、再生水厂进出水指标一览表污水处理厂进出水指标一览表 再生水厂进出水指标一览表项 目 单位 进水 出水 去除率项 目 单位 进水 出水 去除率BOD 5 mg/L ≤200 ≤6 97.0％BOD 5 mg/L ≤20 ≤6 70.0％COD Cr mg/L ≤450 ≤50 88.9％COD Cr mg/L ≤60 ≤50 - SS mg/L ≤240 ≤10 95.8％SS mg/L ≤20 ≤10 50.0％NH 3-N mg/L ≤40 ≤5 87.5％NH 3-N mg/L ≤5 ≤5 - TP mg/L ≤4.0 ≤0.5 87.5％TP mg/L ≤1.0 ≤0.5 50.0％TN mg/L ≤50 ≤15 70％TN mg/L ≤15 ≤15 - 大肠杆菌 个/L ≤3 大肠杆菌 个/L≤1000 pH 6～9 pH 6～9浊度 NTU ≤5 LAS mg/L 1 0.5 50％ 余氯 mg/L ≥1.0 石油类 mg/L 3 1 66.7％溶解氧mg/L ≥1.5 溶解氧 mg/L ≥1.5 色度30 色度 30 30 总溶固体mg/L 1000 总溶固体 mg/L -1563污水处理工艺3.1 设计疑难点及应对措施本工程进水为典型城市生活污水，而出水要求回用于城市杂用及景观非人体直接接触类用水，主要指标达到一级A 标准，并受制于用地紧张的要求。

显然，采用常规的污水处理工艺在有限的用地面积内难以达到上述处理要求，必须采用更为先进和高效的处理工艺才能保证出水达标。

MBR 是一种比较相对“昂贵”的工艺，一般城镇污水处理厂难以采用，但对本工程来说，单纯采用传统的活性污泥工艺难以奏效，而使用MBR 工艺将发挥显著的作用，对提高难降解有机物去除率，最大程度减少随水流出的活性污泥的不利影响，缩小反应池容及占地面积，增长污泥泥龄，保证氨氮的硝化等方面作出难以替代的贡献。

由于一体化MBR 的反应池采用延时曝气，氨氮指标已达标，本工程中碳源尚比较充足，总氮的去除有良好的保障。

生物除磷与原水水质有关，在采用延时曝气的情况下，生物除磷效率将受影响，特别是出水总磷要求达到0.5mg/L ，常规情况很难达到本要求，为防不测，需要备用化学除磷设备，在必要时投加化学药剂除磷。

至于除盐，由于现状给水水源主要采用滦河水，且考虑到2013年后南水北调后，静海县自来水水源将采用长江水，其溶解性总固体将不超过 1 000 mg/L ，可以达到回用要求而不必除盐，故暂时还没有必要除盐，可考虑预留RO 设施用地，等将来需要时再建设。

一体化MBR 工艺可以确保SS 、BOD 、COD 、氨氮、TN 和TP 达标，但色度及总溶解性固体如果进水浓度过大时，还需采取进一步去除措施。

色度能否达标取决于原水，上述流程对色度及总溶解性固体的去除率相对有限，如果原水色度高就需要采用臭氧氧化脱色，总溶解性固体过高就需要采用RO ，这两部分处理措施由于考虑到造价及实际进水色度及总溶解性固体较低的情况，在本次工程中不予设置，但设计中考虑该部分单体的预留用地。

考虑到本工程的具体情况，宜采用生产管理方便、对进水水质变化适应性强、能够确保处理水质的工艺，根据进水水质的特点和出水对氮、磷的去除率要求较高和一体化MBR 工艺的优点，我们选择“A 2/O 生物脱氮除磷+膜生物反应器（MBR ）”即“一体化MBR 工艺”为本工程污水处理厂的生物反应处理工艺。

根据以上分析，提出污水处理工艺流程。

3.2 工艺流程污水、污泥处理工艺流程见图1，说明如下： 本次污水处理工艺流程中在预处理阶段设置三道格栅，水泵前设置20mm 粗格栅，旋流沉沙池前设置6mm 细格栅，旋流沉沙池后设置2mm 精细格栅，旋流沉砂池后去除绝大部分大于0.2mm 砂粒，该措施对后续工艺中的膜有良好的保护作用；调节池具有均量、均质和部分厌氧水解的作用，可利用0.5万吨/日至送水泵房泥饼外运图1 污水处理工艺流程157厌氧微生物的作用，将水中大分子难降解有机物水解成小分子易降解有机物，达到提高污水可生化性和降解部分有机物的目的。

MBR中膜的过滤作用可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和泥龄（SRT）的完全分离，使生物反应器内保持较高的MLSS和相当长的泥龄，为提高难降解溶解状有机物的去除效率创造了有利条件，剩余污泥产量也大大减少。

它取代了传统活性污泥法中的二沉池，但处理效率远高于二沉池，出水水质与二沉池比好很多。

3.3 核心构筑物“一体化MBR”的设计3.3.1功能描述“一体化MBR”工艺采用A2/O池与膜分离池合建的一体反应池，考虑到构筑物建设以及处理流量的灵活性，设计将生化反应池分为两组，每组两个运行系列，每组处理能力12 500m3/d,经配水井分配的污水进入反应池中。

近期工程土建规模按 2.5万m3/d一次建成，设备近期仅安装一个系列，其中，仅MBR膜组件按1.0万m3/d安装，其他A2/O生物反应池、MBR附属设备间的设备均按1.25万m3/d 安装。

A2/O池由厌氧区、缺氧区和好氧区三部分组成，具有降解有机物和除磷脱氮的功能。

与传统A2/O不同，污泥回流的方式为：膜分离区混合液回流至缺氧区，缺氧区污泥回流至厌氧区，避免了对厌氧环境的破坏，有利于磷的去除。

污泥的回流采用潜水泵变频调速控制，利于对污泥回流量的调节和控制。

在厌氧区和缺氧区内长沟道段分别安装水下推进器，充分混合，不发生沉淀以保证系统正常运转。

浸没式膜块放在单独的膜池混合液中，在渗透（出水）泵产生的负压条件下，水穿过膜而完成固液分离。

膜池取代了二沉池悬浮物与液体分离和颗粒滤料滤池的功能。

膜元件采用PVDF中空纤维膜，过滤精度为0.1μm。

MBR系统由产水系统、在线反洗系统、在线加药反洗系统、离线化学清洗系统、曝气系统、抽真空系统组成。

MBR系统运行工艺：MBR系统运行模式为开8min停2min（视具体情况可调整），连续曝气，依次进行；当进行N次循环后，进行在线反冲洗，在线反冲洗在间歇段进行，不影响其他组运行。

当该组的膜通量在进行在线反冲洗后仍达不到设计要求，或者是膜运行的跨膜压差(TMP)超过设定值，或者是运行满一定的时间（可根据具体情况设定），需要进行在线化学反洗；运行3min，浸泡30min，其他组正常运行；浸泡结束后，启动在线反洗程序，将膜组件中残留的药液冲洗干净；反洗完毕后，进入运行模式。

即便采用了这些维护性措施，TMP也会缓慢的达到最高值或终止值。

一旦达到终止值，各膜块需要从池中取出，进行化学清洗以去除结垢物质，恢复渗透性。

该流程称作恢复清洗，通常根据堵塞情况12到24个月进行一次。

一旦膜组件需要清洗，将单个的膜池与系统隔离，将污泥排空加入清水及化学药剂浸泡。

根据污染的类型，可采用不同化学溶剂进行清洗，次氯酸钠用于有机垢，弱酸用于无机垢。

经过一段时间的浸泡后，膜的过滤性能得到恢复后，重新投入运行。

3.3.2池体尺寸池体结构：钢筋混凝土，总长×总宽=70×50m；A2/O反应池有效水深 6.10m，MBR池有效水深2.7m。

包括A2/O反应池和MBR池，A2/O池分为4个系列，MBR池分为12格。

近期运行2个系列，每个系列包括1个厌氧池、2个缺氧池、3个廊道好氧池，好氧池出水流入MBR池；远期运行4个系列。

3.3.3主要设计参数设计流量Qave=25 000（远期）/10 000 (近期）m3/d，总泥龄32d，设计低水温10℃。

反应池总有效容积为14 100/7 050m3（远期/近期），MLSS为6 000mg/L，反应池停留时间10.52hr，其中：厌氧池2.0hr，缺氧区2.62hr，好氧池5.9hr，膜池3.0hr。

混合液回流比（膜池-缺氧区）200～250 %，污泥回流比（缺氧区-厌氧区）50～100 %，剩余污泥量：4 124/1 650kgDS/d（远期/近期）。

3.3.4主要工艺设备潜水搅拌器（混合式）6台，用于厌氧池、缺氧池，规格Φ400mm，r=680r/min，N=4kW；潜水混流泵2台（1用1备），用于调节池，规格Q=521m3/h，H=5.5m，N=18.5kW；微孔曝气管312台，用于好氧池，空气流量8m3/m.h，N=4kW，配套冷凝水管；膜组件66套，用于膜分离池，每套处理量6.4 m3/h；剩余污泥潜污泵2台（1用1备），规格Q=30 m3/h，H=8m，N=2.2kW，带变频；膜池回流缺氧池潜污泵3台（2用1冷备），规格Q=650m3/h，H=6m，N=22kW，带变频；缺氧池回流厌氧池穿墙泵3台（2用1冷备），规格Q=260 m3/h，H=1m，N=2.8kW；MBR产水泵1583台（2用1备）,规格 Q=260 m3/h，H=15m，N=18.5kW，带变频；MBR反洗泵2台（1用1备），规格Q=140 m3/h，H=15m，N=5.5kW；真空泵2台（1用1备），规格Q=80 m3/h，N=4kW；空气压缩机2台（1用1备），规格Q=0.85 m3/min，N=7.5kW，带干燥过滤器；加药泵3台，用于化学清洗，规格Q=6m3/h，H=15m，N=1.5kW；加药泵1台，用于化学反洗，规格Q=0.8 m3/h，H=51m，N=0.75kW。