【導(dǎo)讀】的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。有工程設(shè)施同改造工程的合理銜接。為便于運行管理，同污水處理廠一期工程現(xiàn)有處理構(gòu)筑物有機。避免造成二次污染。程設(shè)施運行的可靠性。靈活性、適應(yīng)性和耐沖擊負荷能力。的重要交通樞紐城市。業(yè)基地和現(xiàn)代化商貿(mào)城市。登封市)、一縣(中牟縣)。轄區(qū)面積為，其中市區(qū)面積為。至2021年底轄區(qū)總?cè)丝?60萬人，中心城區(qū)人口348萬。經(jīng)113°26’～113°52’，北緯43°36’～34°57’。鄭州市區(qū)屬于新生紀第三、第四紀沉積層。地層總趨勢自西向東。質(zhì)粘土，東部地區(qū)夾雜有淤泥土和淤泥。境內(nèi)有沖積、洪積形成的黃。地震基本烈度為七度。鄭州市地處北溫帶，屬大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，干濕明顯，

　　

【正文】 的適用條件，工程設(shè)計時需因地制宜，合理確定污水處理廠工藝。 選擇合適的污水處理工藝，不僅可以降低工程投資，還有利于污水處理廠的運行管理以及減少污水處理廠的常年運行費用，保證處理廠出水水質(zhì)。 本工程應(yīng)特別充分考慮到現(xiàn)有污水處理廠污水處理工藝與 一期期工程工藝有機結(jié)合，考慮實施的可行性、經(jīng)濟性和合理性。 根據(jù)對污水進出水水質(zhì)的分析，本工程要求污水處理程度的特點是：除對 COD、 BOD SS 去除率要求較高，還應(yīng)具有脫氮除磷的功能。因 此，對污水處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)其特點，慎重選擇。本工程的污水處理工藝在選擇時充分考慮污水量、污水水質(zhì)、經(jīng)濟條件，力求做到： ① 工藝成熟，技術(shù)先進，對水質(zhì)變化的適應(yīng)能力強，出水達標(biāo)且穩(wěn)定，污泥易于處置； ② 經(jīng)濟合理，電耗省，造價低，占地??； ③ 易于管理，操作方便，設(shè)備可靠；同時與一期工程協(xié)調(diào)； ④ 整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化； ⑤ 廠區(qū)景觀與環(huán)境相協(xié)調(diào)，文明生產(chǎn)； ⑥ 重視環(huán)境的防護，噪聲的控制。 鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 46 進出水水質(zhì)分析 污水的可生化性 污 水生物處理是以污水中所含污染物作為營養(yǎng)源，利用微生物的 代謝作用使污染物被降解，污水得以凈化的一種最經(jīng)濟實用同時也是首選的污水處理工藝。而對污水可生化性的判斷是污水處理工藝選擇的前提。 BOD5 和 COD 是污水生物處理過程中常用的兩個水質(zhì)指標(biāo)，采用 BOD5/COD 比值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的傳統(tǒng)方法。一般情況下， BOD5/COD 值越大，說明污水可生物處理性越好。目前國內(nèi)外多按照 下 表中所列的數(shù)據(jù)來評價污水的可生物降解性能。 污水可生化性傳統(tǒng)評價數(shù)據(jù) BOD5/CODcr ～ ～ 可生化性 好 較好 較難 不宜生化 通過五龍口污水處理廠（一期）日進水 BOD5/COD 比值為 ，進水水質(zhì)屬于可生化 性 好的范疇。 碳氮比 在 2021 年 3 月水晶股份 停產(chǎn)搬遷 后，五龍口污水處理廠（一期）實測 進水氨氮值 幾乎 全部低于 55 mg/l， 進水氨氮和總氮 濃度 在 90%出現(xiàn)頻率的情況下為 。 一般認為， BOD5/TN≥4 才可認為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用。而 2021 年 4 月至 2021 年 6月期間五龍口污水處理廠（一期）實測進水 BOD 在 90%出現(xiàn)頻率的情況下為 251mg/l， BOD5/TN 值大于 4， 理論上 基本可實現(xiàn)反硝化過程。 但是通過我們對每日進水 BOD5/TN 的分析發(fā)現(xiàn)， BOD5/TN 的比值小于 4 的出現(xiàn)頻率依然有 46%，這與二級生物處理出水中總氮濃度高于 20mg/l 的出現(xiàn)頻率 33%比較接近，說明五龍口污水處理廠全年鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 47 約有三分之一以上的天數(shù)由于碳源的不足而不能進行完全的反硝化，出水總氮不能穩(wěn)定達標(biāo)。 BOD/TN 的分析詳見下圖： 二級生物處理進水B O D / T N0246810120% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%進水BOD/TN 二級生物 處理 BOD/TN 碳磷比 該指標(biāo)是評價采用生物除磷工藝是否可行的主要指標(biāo)。一般認為有較好的磷去除率需 BOD5/TP17。 五龍 口污水處理廠（一期）實測進水 總氮在 90%出現(xiàn)頻率的情況下為 ， BOD5/TP 指標(biāo) 約 為 39，滿足生物除磷對碳源的要求。 但是 單純通過生物處理將難以達到總磷穩(wěn)定低于 ， 五龍口污水處理廠（一期）實測 出水也證明了這一點。實測出水中總磷濃度在 90%出現(xiàn)頻率的情況下為 mg/l， 需要在處理過程中投加 絮凝劑 ，通過化學(xué)除磷來實現(xiàn)總磷的去除。 改造方案 目前 五龍口污水處理廠（一期）分為污水 生物處理 工段和回用水鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 48 處理工段兩個部分 ： 污水 生物 處理工段處理能力為 10 萬噸 /日，日變化系 數(shù)為 ，處理后的出水一部分進入回用水處理工段，一部分直接排入五龍口明渠；回用水處理工段的處理水量 為 5 萬噸 /日 ，自用水系數(shù) 10%。 通過對 五龍口污水處理廠（一期） 回用水 出水水質(zhì)的分析，回用水 BOD、 COD、 SS、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)均可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB189182021)一級 B 標(biāo)準(zhǔn) ， 總磷、總氮等 污染物 出水 濃度需要降低。目前五龍口污水處理廠回用水處理工段通過投加聚合氯化鋁作為絮凝劑去除 SS 及總磷，投加濃度為 20mg/l。 總氮在回用水處理工段是無法去除的，只能通過污水 生物 處理工段進行去除 。而五龍口污水處理廠（一期）污水 生物 處理工段出水的總磷、總氮的濃度 距離達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB189182021)一級 B 標(biāo)準(zhǔn)均有差距。 要實現(xiàn)五龍口污水處理廠（一期）出水穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB189182021)一級 B 標(biāo)準(zhǔn)，需要通過改造和新建相關(guān)處理構(gòu)筑物來實現(xiàn)。 總磷的去除 五龍口污水處理廠（一期） 生物處理工段出水總磷濃度在 90%出現(xiàn)頻率的情況下為 ， 說明 單純通過生物處理難以達到總磷穩(wěn)定低于 ，需要通過投加絮凝 劑進行化學(xué)除磷。目前五龍口污水處理廠（一期）回用水工段就采取了 投加聚合氯化鋁 去 除SS 和總 磷的措施，但效果并不顯著。我們認為此種現(xiàn)象 可能 與回用水處理工段水力停留時間較長以及 一期工程 回用水處理工段進水中硝酸鹽氮過高有關(guān)。 此次改造工程， 將 絮凝劑 投加點設(shè)于生物池出水口，利用生物池 出水 的自然跌水達到藥劑與水的充分混合，進入二沉池進行沉淀、排泥 。在絮凝劑的選擇上，目前國內(nèi)常用的有鋁鹽和鐵鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 49 鹽兩種，絮凝劑的投加種類及投加量將根據(jù)實驗結(jié)果確定。本次可行性研究報告暫按投加聚合氯化鋁進行設(shè)計。 氨氮及總氮的去除 根據(jù) 2021 年 4 月至 2021 年 9 月期間五龍口污水處理廠（一期）實際運行，通過加強管理、調(diào)整曝氣量等措施可以有效的將水中的氨氮氧化成硝酸鹽氮，達到對氨氮的去除效果。 氨氮氧化后形成硝酸鹽氮存在于水中，若不進行有效、充分的反硝化，將不利于總氮的去除。根據(jù)進水水質(zhì)特征分析，五龍口污水處理廠（一期）進水 中 BOD/TN 的比值有 46%的出現(xiàn)幾率低于 4，造成反硝化不徹底而影響生物處理段的出水總氮。 雖然五龍口污水處理廠（一期）通過增加了回流污泥反硝化池，并采取了向回流污泥反硝化池和厭氧池比例供水的措施，增強了系統(tǒng)的反硝化能 力，回流污泥反硝化池 的進水比例偏低。通過計算本次改造工程， 回流污泥反硝化池的進水比例需由 10%提高至 30%，以增加回流污泥反硝化所需碳源。通過進水量調(diào)節(jié)增加反硝化碳源只是運行控制的一種手段，不能從根本上解決進水碳源不足的的問題，需要通過投加甲醇、乙酸或乙酸鈉的外加碳源來進行補充。從國內(nèi)污水處理廠外加碳源的運行情況看，外加碳源可以有效、高效的提高污水處理廠生物池的反硝化過程，降低出水中總氮的濃度。但在外加碳源的選擇上，各污水處理廠根據(jù)自身情況采用不同的外加碳源。甲醇的投加量比較小，購買價格低，是降低運行成本的 首選；但甲醇屬于易爆高危化學(xué)品，在運輸、貯存等方面要求較高，出于安全運行的角度國內(nèi)污水處理廠已經(jīng)越來越少的投加甲醇作為外加碳源。乙酸和乙酸鈉的投加比例相近，購買價格略有不同，可根據(jù)污水處理廠的當(dāng)?shù)厍闆r進行選擇。乙酸一般為液態(tài)，不易貯存；乙酸鈉通常為固體，易于貯存，需在現(xiàn)場配置成 10～ 20%液體投加。 鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 50 本次工程改造需 并將生物池曝氣段的第一 、二 廊道 改 為缺氧段用于反硝化， 保證反硝化過程的充分進行， 才能有效的去除水中的總氮，達到穩(wěn)定的保證總氮出水水質(zhì)。 生物池內(nèi)其他四廊道改為推流式運行，在運行過程中污泥濃度保持在 。 懸浮物的去除 2021 年 4 月至 2021 年 9 月期間，五龍口污水處理廠（一期）污水處理出水懸浮物穩(wěn)定達到 90%的出現(xiàn)頻率時， SS 為 19mg/l，略低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB189182021)一級 B 標(biāo)準(zhǔn)所要求的 20mg/l。但是由于此次改造擬將除磷投藥點設(shè)于生物池的出水口，使化學(xué)除磷產(chǎn)生的污泥在二沉池中進行沉淀，加大了二沉池的固體負荷，難以穩(wěn)定保證二沉池出水達到一級 B 標(biāo)準(zhǔn)。 本著保證污水處理廠正常運行，減少土建改造工程的原則，本次工程不對二沉池進行改造，充分利用現(xiàn)有 二沉池的沉淀功能，去除生物池出水中的懸浮物；并在沉淀池后增設(shè)過濾，進一步去除水中的懸浮物和浮渣，保證直接外排的污水處達到一級 B 的水質(zhì)要求 。 進入回用水 處理 工段 的污水在氨氮、總氮等指標(biāo)達標(biāo)的情況下 ，不再投加絮凝劑，經(jīng)過 沉淀、過濾等措施保證出水達標(biāo)排放。 浮渣的去除 五龍口污水處理廠一期工程實際運行中，在生物池及二沉池表面存在大量粒徑較小的浮渣，這些浮渣目前通過人工打撈的方法進行去除，增加 了 污水處理廠工人的工作強度 ，且具有一定的風(fēng)險性 。本次工程 改造 擬在生物池出水 廊道內(nèi) 增設(shè)轉(zhuǎn)桶 式 浮渣撇除裝置， 將浮渣 收集至 生物池旁增設(shè)撇渣井 內(nèi)，便于浮渣的去除 。 過濾 五龍口污水處理廠處理規(guī)模為 10104m3/d， 日變化系數(shù) ； 污水經(jīng) 生物處理工段 處理后 5104m3/d 進行 回用 水處理， 其他污水直接鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 51 排放至五龍口明渠，最大排放量為 。 五龍口污水處理廠 回用 水處理 工段采用混凝、反應(yīng)、沉淀、過濾的處理工藝可有效保證出水 SS 的達到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB189182021)一級 B 標(biāo)準(zhǔn) ；而目前運行中生物處理后直接外排的污水沒有任何沉淀和過濾的處理設(shè)施。根據(jù) 五龍口污水處理廠 實際情況， 需要增設(shè)占地面積小、運行穩(wěn)定可靠的過濾設(shè)施。 目前國內(nèi)污水處理廠常用的過濾方法主要分為兩大類，一類為傳統(tǒng)濾池，即砂濾與砂濾的變形，如 V 型濾池， D 型濾池，纖維束濾池等；另一類為轉(zhuǎn)盤濾池，目前五龍口污水處理廠內(nèi)使用的 V 型濾池由于占地面積大，附屬設(shè)備多，已經(jīng)不再適用于本次改造工程。在過濾方式的比選中主要對 D 型濾池、纖維束濾池及轉(zhuǎn)盤濾池進行比較。 1） D 型濾池 D 型濾池是德安公司自主開發(fā)的一種高速濾池 ，屬于深層過濾。D 型濾池采用 分形結(jié)構(gòu)濾料 —— DA863 彗星式濾料，該濾料將纖維濾料截污性能好的特征與顆粒濾料反沖洗效 果好的特征結(jié)合 。 在過濾過程中，濾床橫斷面空隙率均勻性和縱斷面的合理梯度變化確保了高速過濾和高精度過濾得以同時實現(xiàn)。同時在反沖洗時，通過氣水反沖洗，濾料在水中充分散開，濾料的比重不對稱和相互碰撞使得附著在濾料表面的固體顆粒很容易脫落，從而保證了濾料的洗凈度，并減少了反沖洗耗水量。 具有以下優(yōu)點： a、過濾精度高：對水中懸浮物的去除率可達 95%以上 b、 過濾速度快：設(shè)計濾速為 1523m/h，占地面積??； c、納污量大：一般為 15～ 35 ㎏ /m3； d、反洗耗水率低：反沖洗耗水量小于周期濾水量的 1～ 2%； 鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 52 e、抗負 荷沖擊能力強：能經(jīng)受短時間內(nèi)高濁度水的沖擊，而仍然保證出水水質(zhì)。 f、加藥量低，運行費用低：由于濾床結(jié)構(gòu)及濾料自身特點，絮凝劑投加量少。 D 型濾池的濾層密度不可調(diào)節(jié)，濾料需要定期的更換和酸洗，長期使用后易出現(xiàn)濾料糾纏和脫毛的現(xiàn)象。 2） 纖維束濾池 纖維束濾池是以纖維長絲制做的纖維束作為濾元，將纖維材料以預(yù)先加工好的組件的形式組裝在過濾池中而構(gòu)成纖維濾床。纖維濾料的長度一般為 ，材質(zhì)為滌綸或丙綸。纖維束安裝密度也可進行調(diào)節(jié)。根據(jù)處理精度要求，纖維束濾池可用于給水、污水深度處理及循環(huán)冷卻水的領(lǐng)域 。纖維束濾池結(jié)構(gòu)見下圖： 過濾時的工作狀態(tài) 反沖洗時的工作狀態(tài) 鄭州市五龍口污水處理廠 (一期 )升級改造工程可行性研究報告 中國市政工程華北設(shè)計研究院 53 纖維束濾池具有如下優(yōu)點： a. 濾層密度可調(diào)節(jié)可控制：可通過調(diào)節(jié)濾層密度調(diào)節(jié)過濾精度，可通過控制濾層壓縮程度減緩周期內(nèi)流量衰減速度 b. 處理效果好： SS 去除率可達 80％以上 c. 占地面積?。哼^濾流速 20～ 60m/1/3 ～ 1/2 d. 截污容量大：一般為 10～ 20kg/m3，是傳統(tǒng)濾池的 3 倍 e. 濾元使用壽命長：連續(xù)使用壽命不低 于 10 年 f. 清洗水耗低：僅為周期制水量的 1～ 3％ 纖維束濾料在過濾狀態(tài)時，在壓板的作用下，濾料有部分相