某中學新校區(qū)地處江淮丘陵地帶，學校建筑占地30多hm2(500余畝)，有教職工和學生近2萬人，學校排水管網(wǎng)為雨污合流制，主要收集學校教職工及學生日常生活所產(chǎn)生的生活污水。設計水量為1000m3/d。校園原有1座沉淀池對污水進行簡單處理。根據(jù)當?shù)丨h(huán)保局要求建設校園生活污水處理工程，對校園生活污水進行處理并達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》中一級排放標準要求。
1、設計水量、水質(zhì)
該工程設計水量為1000m3/d。根據(jù)建設單位提供的環(huán)評資料和設計單位實際取樣檢測，確定本項目設計進水水質(zhì)。根據(jù)建設單位提供的某中學新校區(qū)建設項目環(huán)境影響報告表，項目所在地排放水體功能，以及當?shù)丨h(huán)保局排放要求，校園產(chǎn)生的生活污水經(jīng)處理后應達到GB8978—1996中一級排放標準要求。具體數(shù)值如表1所示。
2、工藝流程及特點
本工程處理原水主要為學校教職工宿舍、學生宿舍、食堂、學校澡堂等生活污水。受學校作息時間及學校開學放假的影響，處理來水水質(zhì)水量波動大，正常開學期間瞬時流量大、瞬時污染物濃度高，放假時水量小、污染物濃度低;一天當中，則表現(xiàn)為6：00~8：00、11：00~14：00、18：00~20：00等幾個時間段水量較大、瞬時污染物濃度高，其他時間段水量小、污染物濃度低。
同時，由于學校缺乏專業(yè)的污水處理管理人員，且污水處理項目現(xiàn)場場地有限，因此需選擇耐負荷沖擊、操作運行簡單、維護成本低、占地省的工藝。此外，根據(jù)表1可發(fā)現(xiàn)，本工程具有較高的TP處理要求。
針對該校污水特點及項目需求，本工程選擇以兩級MBBR-化學除磷為主的污水處理工藝，工藝流程如圖1所示。
該工藝主要特點為：
(1)工藝耐負荷沖擊、操作運行簡單、維護成本低、占地省。
(2)充分利用原有污水處理設施，將校區(qū)原有沉淀池改造為調(diào)節(jié)池;利用回流混合液和回流污泥對調(diào)節(jié)池進行水力攪拌，無需額外設置機械攪拌設備，同時使調(diào)節(jié)池具備缺氧反應功能;調(diào)節(jié)池內(nèi)部設置提拉式篩網(wǎng)式格柵，無需額外建造格柵渠和攪拌設備，減少了投資和占地面積，同時也降低了運行能耗。
(3)優(yōu)化處理構(gòu)筑物的布置，將生化池、沉淀池、儲泥池合建，并采用地下式結(jié)構(gòu);鼓風機房和污泥處置設備設置在生化池上部;生物池內(nèi)部設置懸浮填料，減少了池體容積;沉淀池采用模塊化設計，降低了沉淀池深度，便于沉淀池和生化池的銜接;充分利用土地資源、節(jié)省占地面積和投資。
(4)將化學除磷加藥管道設置在二級MBBR池的末端，充分利用水流的自身攪拌，不需額外設置混凝反應池。在實現(xiàn)化學除磷的同時，減少了反應設施的設置，節(jié)省投資的同時也降低了運行成本。除磷藥劑選用除磷效果好的PAC。
(5)系統(tǒng)設計有混合液與污泥回流，生化處理單元排放的污泥進入調(diào)節(jié)池進行消化處理。生化池一級MBBR池和二級MBBR池出水混合液回流至調(diào)節(jié)池進行反硝化脫氮。
(6)生化處理分一級MBBR和二級MBBR，將碳化反應和硝化反應分開，系統(tǒng)耐沖擊性強，反應更穩(wěn)定。
3、主要設施及設備工藝參數(shù)
(1)調(diào)節(jié)池。
全地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效工藝尺寸為10.00m×8.00m×6.50m(超高2.99m)，分為2格，水力停留時間為6.0h。內(nèi)設2臺提升泵，1用1備。考慮沉淀池污泥回流至調(diào)節(jié)池，同時二級MBBR出水混合液回流至調(diào)節(jié)池，因此調(diào)節(jié)池提升泵的提升流量為設計污水流量、回流污泥量、回流混合液量三者之和。設計污泥回流比按50%、混合液回流比按100%考慮，則水泵流量為140m3/h，水泵揚程為7m，電機功率為5.5kW。
(2)生化池。
兩級生化池均為MBBR反應池，均為全地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一級MBBR水力停留時間為6.69h，有效工藝尺寸為19.50m×5.50m×3.40m(超高0.80m)，有效水深為2.60m，有效容積為278.9m3，填料填充率為10%，填料容積負荷為10kg/(m3•d)。二級MBBR水力停留時間為6.56h，有效工藝尺寸為19.50m×5.50m×3.40m(超高0.85m)，有效容積為278.9m3，填料容積負荷為2.2kg/(m3•d)。生化池總的硝化填料容積負荷為2.5kg/(m3•d)，污泥齡取15d，污泥產(chǎn)泥率取0.4kg/kg，污泥濃度為2500mg/L。
一級MBBR和二級MBBR內(nèi)各配備回流水泵1臺，流量為41.67m3/h，揚程為9m，電機功率為2.2kW。由于生化池和調(diào)節(jié)池之間存在液位差，因此此水泵不經(jīng)常啟動，僅作為啟動虹吸使用。出水管上設置閥門以便調(diào)節(jié)流量。
(3)沉淀池。
平流式，全地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效工藝尺寸為9.50m×5.50m×3.40m(超高0.90m)，有效容積為200m3，表面負荷為1.33m3/(m2•h)。設置3個蜂窩填料沉淀模塊，單個模塊尺寸為5.0m×2.3m×3.0m。污泥層高0.3m，緩沖層高0.7m。沉淀池內(nèi)配備排泥泵1臺，流量為41.67m3/h，揚程為9m，電機功率為2.2kW。
(4)風機和加藥設備。
選用羅茨風機2臺(1用1備)，風機氣量為16.15m3/min，風壓為39.2kPa，功率為18.5kW。另選用加藥設備1套，用以投加PAC進行化學除磷，加藥量為82.26mg/L，折合5%質(zhì)量分數(shù)的PAC藥液為69L/h，根據(jù)出水TP濃度自動反饋給加藥裝置，調(diào)節(jié)加藥量。生化池使用微孔管式曝氣器。風機和加藥設備設置在隔音間內(nèi)，減少對校園噪聲污染。
(5)儲泥池。
全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可滿足大概7d儲泥量，尺寸為5.50m×3.50m×4.20m(超高1.70m)。
(6)污泥板框壓濾機。
本項目濕污泥產(chǎn)生量約為143.17kg/d，采用板框壓濾機進行壓濾脫水，經(jīng)過儲泥池進行沉淀濃縮后的污泥含水率約為98%，折合濕污泥量為7.16m3/d。經(jīng)壓濾脫水后污泥含水率變?yōu)?0%，排放泥餅量為0.72m3/d。本項目在調(diào)節(jié)池上部設置G42-1II型號螺桿泵1臺，將儲泥池內(nèi)濃縮后的濕污泥提升達到后面設置的板框壓濾機進行脫水處理。螺桿泵流量為3.0m3/h，揚程為0.6MPa，電機功率為1.5kW，轉(zhuǎn)速為960r/min。設置手動板框壓濾機1臺，每天工作1次，每次工作3.0h，濾室總?cè)莘e為720L，過濾壓力為0.6MPa，濾餅厚度為25mm，過濾面積為60m2。
4、運行效果分析
經(jīng)過一段時間的調(diào)試和運行，系統(tǒng)出水不僅能穩(wěn)定達到GB8978—1996中一級排放標準要求，且CODCr濃度可以滿足GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級A標準的要求對2014年5月至6月這一時段學校用水高峰期進行監(jiān)測，每隔1d取1次樣，污水處理站運行進出水中主要指標如表2所示。其中，BOD5的平均去除率達到90.52%，CODCr的平均去除率達到85.06%，NH3-N的平均去除率達到84.05%，TP的平均去除率達到90.33%，SS的平均去除率達到86.66%，出水pH值平均為6.87。
5、效益分析
該污水處理工程的運行僅需要兩位操作工輪流值班即可，達標后能夠長時間穩(wěn)定運行。工程總占地面積為450m2，投資約為300萬元，噸水投資為3000元。本項目處理成本主要有人員工資、電費、藥劑費、自來水費等組成，其中藥劑費主要為化學除磷用PAC。經(jīng)營成本為24.07萬元/a，其中人員工資為3.6萬元/a，電費約為11.84萬元/a，藥劑費為8.34萬元/a，自來水費為0.29萬元/a。平均水處理經(jīng)營成本為0.66元/m3。投資和運行成本相對較低。
該工程實施后，每年向環(huán)境減排CODCr不少于68.6t、NH3-N不少于20.8t、TP不少于1.3t，大大削減了向水體排放的污染物的量，凈化了污水，切實改善了環(huán)境。同時，由于處理系統(tǒng)處于校園，還為在校中學生提供環(huán)保科普基地，社會意義深遠。此外，由于該工程中無工業(yè)廢水進入，故其污泥中不會含有重金屬等危險元素，將污泥綜合利用用作校園綠化和其他生態(tài)綠肥，還可以達到資源回收利用的目的。
6、結(jié)語
(1)對于校園生活污水，采用兩級MBBR-化學除磷工藝處理可穩(wěn)定達到GB8978—1996中一級排放標準要求。
(2)本項目校園生活污水具有NH3-N濃度偏高、水質(zhì)水量不穩(wěn)定的特點，采用兩級MBBR-化學除磷工藝進行處理，能夠很好地適應進水負荷的沖擊，處理效果穩(wěn)定，操作運行簡單;項目噸水投資3000元，運行成本0.66元/m3，投資和運行成本相對較低。
(3)本工程為同類校園生活污水的處理提供了實踐經(jīng)驗;此外，對于氮、磷處理要求較高的地區(qū)，以及重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域的城鎮(zhèn)污水處理工程，采用MBBR-化學沉淀工藝具有一定適用性。
(4)本工程BOD5填料容積負荷和總的硝化填料容積負荷設計值均高于單純的生物膜處理工藝的設計參考數(shù)值，證明對于一些現(xiàn)有項目的升級改造，采用往生化池投加懸浮填料的方式較為可行。(來源：安徽國禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司)
