横岭污水处理厂二期工程的设计
横岭污水处理厂二期工程是龙岗河流域水质改善工程的重要组成部分，设计规模为40×104m3／d，与一期工程合计总规模为60×104m3／d。
根据本工程规模大、可用地小、进水水质浓度变化大的特点，确定采用以曝气生物滤池为主体的污水处理工艺。
1 进、出水水质与工艺流程
1．1 进、出水水质
由于横岭污水厂配套截污干管系统近期是对沿龙岗河各支流进行总口截流，远期逐步完善为市政截污干管，因此将由合流制逐渐过渡到分流制，也就是污水厂进水浓度有一个由低变高的过程。根据《龙岗河流域水环境综合整治工程规划》，2010年的污水处理厂建设目标是使出水满足景观用水的要求，因此确定污水处理厂近期执行一级A排放标准。
具体设计进、出水水质如表1所示。
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1．2 工艺流程
二期工程采用DN／CN的BAF处理工艺，具体工艺流程如图1所示。
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2 工艺设计
⑴溢流井(一期1二程已建)
利用一期工程的溢流井作为一期工程和二期工程进水的切换井。
一期工程溢流井为钢混结构，尺寸为8．0 m×8．0 m×12．9 m。
在溢流井南侧池壁上新没两根D2 020×20 mm钢管作为二期工程的进水管。
⑵粗格栅问及污水提升泵房
粗格栅及污水提升泵房按照40×104m3／d规模设计，取Kz=1．3，设计流量为6．0 m3／s。
粗格栅和污水提升泵房合建。地下部分为钢混结构，地上部分为框架结构。格栅问平面尺寸为8．2m×20．5 m，地上部分高为9．8 m，地下部分高为12．9 m；污水提升泵房平面尺寸为10．0 m×30．0m，地上部分高为12．9 m，地下部分高为15．0 m。
主要设备：液压移动抓爪式清污机2台；固定格栅4台；立式离心泵9台(7用2备，其中1台库房备用)，单台流量为860 L／s，扬程为230 kPa，，v=250 kW。
水泵启停根据泵坑内液位信号综合控制，采用先开先停、先停先开的方式轮换运行。为了优先保证一期工程的水量，本工程将水泵的启泵和停泵水位适当提高。
⑶细格栅
尺寸为32 m×20 m×2．5 m，采用阶梯式机械格栅，共8台，单台B=2．0 m，b=6 mm，d=45。，N=2．2 kW，每台格栅前后渠道各设一个不锈钢一体式壁装闸门，供水量变化和设备检修时互相切换。格栅配无轴螺旋输送机2台D=300 mm，L=11 m，N=4．0 kW。清除的栅渣经无轴螺旋输送机输送至位于细格栅问下的砂、栅渣处理间，经压榨机压榨脱水后外运。
⑷预处理池
预处理池为三阶段强化一级沉淀，曝气沉砂池、隔油池、斜管沉淀池合建。强化预处理池共设16格，细格栅出水经过集水渠汇合，再经过配水渠均匀分配至每格预处理池，每座预处理池内设曝气沉砂池、隔油池各2座，斜管沉淀池1座，其中曝气沉砂池尺寸为6．5 m×2．4 m×7．55 m，采用管式曝气器曝气，气源来自设于砂、栅渣脱水问内的罗茨风机。设罗茨风机3台(2用l备)，每台Q=44．82 m3／min，P=34．3 kPa，N=45 kW。每座隔油池尺寸为6．5 m×2 m×5．85 m，池内设1台曝气泵，N=4．0kW，浮渣间歇性地被撇渣器排除，在浮渣中含有明显油脂的情况下，浮油外运至工业废弃物处理场处置，其余时间产生的少革浮渣由设在预处理池廊道内的渣浆泵排至污泥缓冲池。气浮池出水进入斜管沉淀池，斜管沉淀池为异向流，每座尺寸为10 m×15 m×5．85 m，池内设UPVC蜂窝斜管，d=80mm，倾角为60。，垂直高度为1．5 m，污泥通过中心传动刮泥机刮至池四角的集泥斗，通过渣浆泵排至污泥缓冲池。预处理池出水经渠道汇合，再配水进入DN曝气生物滤池。
曝气沉砂池实际设计流量为l 9 663 m。／h，停留时间为5．4 min。
气浮池停留时问为15．3 min。
斜管沉淀池停留时问为0．8 h，表面负荷为8m3／(m2·h)，干泥产量为114 Vd。
⑸曝气生物滤池配水混合井
曝气生物滤池配水混合井共两座，分别给两组曝气生物滤池配水，并兼有混合外加碳源、原水和回流硝化液的功能，每座配水混合井内设潜水搅拌机1台，单台N=4．0 kW。
每座配水混合井尺寸为15．8 m×lO．8 m×10．3 m。
在配水混合井后共设2组超细格栅，每组3台，单台B=2 440 mm，b=2 mm。
⑹DN滤池
曝气生物滤池采用前置反硝化工艺，分DN池、CN池两级，每级48格，分为4组，每组包括12格一DN池和12格CN池。单格尺寸为12 m×6 m×7．7m
在配水混合井，原水与来自CN池的硝化液混合后经分配进入DN池，DN池为专门的前置反硝化滤池。由于生物滤池为逐格依次反冲洗，因此各格的工况不同，在配水井至DN池的各支管上，设有电动调节阀和电磁流量计，用于各池流量分配。
设计流量为27 432 m3／h，滤速为4．8 m／h，强制滤速为5．3 m／h；实际平均滤速为7．9 m／h，实际平均强制滤速为8．6 m／h，滤料采用陶粒滤料，粒径为4～6 mm，反硝化容积负荷为1．56 kgNO3，一N／m3。
⑺CN滤池
CN池与DN池池型、过滤方式基本相同，所不同的是为好氧滤池，采用管式曝气器曝气，进水通过滤头向上过滤，设罗茨风机48台，每台Q=33 m3／min．JiP=88．2 kPa，Ⅳ=75 kW，每格一台，采用变频调速控制。
CN池出水部分硝化液回流至DN池配水混合井，进入DN池通过反硝化脱氮，最大回流比为100％，设回流泵房2座，每座尺寸为15 m×6 m×4rn，远期设4台潜污泵(3用1备)，每台Q=3 350m3／min，H=72 kPa，Ⅳ=90 kW，变频调速以调整回流量。
设计滤速与DN池相同，滤料采用陶粒滤料，粒径为2～4mm，气水比为3．6：l，硝化容积负荷为0．55 kgNH3一N／m3。
⑻紫外消毒渠
工程采用紫外线消毒，设计进水悬浮物浓度为10-mg／L，设计透光率为70％，出水粪大肠杆菌数<1 000个／L。
紫外线消毒渠与中水[口]用水泵房合建，钢混结构，平面尺寸为16．0 m×13．66 m，高为5．0～2．1m。紫外线消毒设备包括灯架、控制中心、配电中心、水位控制系统。
⑼加药问
为实现化学除磷药剂投加，设加药间一座。加药间位于细格栅池下，面积为480 m2，包括三氯化铁溶解池2座，溶液池3座，每座溶液池尺寸为4 m×4 m×3．5 m，溶解池尺寸为4 m×4 m×2．7 m，内设桨板搅拌机。设4台计量泵，前加药点为细格栅后的渠道，通过潜水搅拌机混合进人预处理池，后加药点为DN池后的渠道混合区。
⑽甲醇投加问及甲醇储液池
设甲醇溶液储存池和甲醇投加问各一座。为了保证安全，设甲醇溶液储罐池，采用钢混结构，尺寸为16．4 m×9．84 m×5．1 m，内设甲醇储罐4套。甲醇投加问为半地下结构，下部采用钢混结构，上部采用框架结构，平面尺寸为3．1 m×4．5 m，上部高为2．95 m，下部高为6．0 m。
⑾反冲洗水池及反冲洗水泵、风机房
CN池及DN池反冲洗由专用的反冲洗水泵和风机完成。水反冲洗强度为8 L／(s·m2)，气反冲洗强度为25 I／(s·m2)。总冲洗时间为40 rain，其中气洗时间为5 min，气水冲时间为5 min，水洗时间为20 min，其他时间为10 min。
反冲洗风机及水泵房共两座，每座服务两组曝气生物滤池，单座尺寸为15 m×15 m×4．5 m。每座反冲洗风机及水泵房内设反冲洗风机3台(2用l备)，每台p=55 mJ／min，P=95 kPa，Ⅳ=132 kW，采用变频调速控制；反冲洗水泵6台(4用2备)，每台Q=1 200 m3／h，日=160 kPa，Ⅳ=75 kW。
反冲洗废水经反冲洗废水渠排入反冲洗废水池(4座)，单座容积为1 000 m3，设3台反冲洗废水泵，每台p=486 m3／h，H=170 kPa，，v=30 kW。反冲洗废水回流至细格栅前进入预处理池。
⑿污泥处理
预处理池排泥为逐池非连续排泥，为调节一次排泥量与排泥时间内污泥脱水机处理能力之间的差值，设置污泥缓冲池，预处理池每天产污泥总量为5 700 m3／d，污泥含水率为98％，f污泥产量为114t／d。污泥缓冲池为矩形池，有效容积为500 m3，内设2台潜水搅拌器，D=410 mm，N=4．0 kW，以防止污泥沉淀淤积。
污泥脱水间共设两层，总面积为600 m2，上层为脱水机房及配电值班室，下层为加药问、污泥泵房和变压器室，另设污泥装运间一座。
污泥脱水间内设离心脱水机3台，Q=120 m3／h．N1=160 kW，N2=30 kW，24 h连续工作；设污泥螺杆泵3台，单台Q=50～120 mJ／h，H=200 kPa，N=18．5 kW，将缓冲池污泥抽送至离心脱水机；设絮凝剂自动溶药系统2套，12．9～16 kg干粉／h，0．5％浓度，N=3．0 kW，可自动配制投加，设加药螺杆泵3台，Q=1．0～3．0 m3／h，H=400 kPa，N=1．5 kW，在污泥脱水前投加聚丙烯酰胺药剂，药剂投加率按污泥干质量的0．5％计，配制浓度为0．6％，聚丙烯酰胺贮量按30 d考虑。
脱水后的泥饼含水率达到78％，用无轴螺旋输送器将污泥送人储泥斗，由自卸卡车外运至污泥处理场处理。储泥斗的容积按l d的储泥设计。为了保证臭气不外逸，储泥斗间设密封的卷帘门。
脱水后废水排入厂区污水管网，经污水提升泵站回至污水处理系统。
溶药用水、离心脱水机冲洗水采用生物滤池出水。
3 工程设计特点
①采用的污水处理工艺耐水质波动能力强，适应低、中、高浓度污水，且耐水力冲击负荷能力好，生物膜附着能力强，不易随流速增大而流失。
②采用的污水处理工艺占地面积小，不需新征地，可以大大缩短建设周期。
③强化预处理采用曝气沉砂池、气浮池、斜管沉淀池合建，将生化反应与物理重力分离作用相结合，对有机物及悬浮物的去除作用明显。
4 相关工程的经验和借鉴意义
厦门筼筜污水处理厂的设计规模为30×104m3／d，是目前亚洲最大的采用DN／CN曝气生物滤池工艺的污水处理厂。为了更好地了解采用曝气生物滤池工艺的污水处理厂的特点，横岭污水处理厂二期工程学习和借鉴了该厂的如下经验：
①预处理系统中设置格栅的重要性
厦门筼筜污水处理厂为保证生物滤池滤头正常运行，防止在运行过程中滤头堵塞，总共设置了2道粗格栅、3道细格栅，以保证反冲洗的水量供应及滤头的畅通。
②滤池管廊的加固
在生物滤池反冲洗时，需关闭前一个处理系统的阀门或停泵，这时管道中会形成水锤。为避免在水锤冲击过程中管道移位脱节，在进行管廊中管道的设计与施工时要特别加强管道的固定，以确保安全运行。
③甲醇投加问的设计
筼筜污水处理厂与横岭污水处理厂二期工程都是采用预处理／曝气生物滤池工艺，都存在碳源不足的问题，需要补充碳源。
甲醇为易挥发性液体，属甲类危险物品，所以建议罐池内采用强制排风。甲醇投加问应设置提升泵，以便在遇到紧急情况下将泄漏的液体集中排出， 罐体之间宜另设临时排空系统，当外部发生火灾及危险时，能够在最短的时间内将罐体中的甲醇溶液排入周边生物池等系统中进行稀释。
5 结语
在横岭污水处理厂二期工程工艺设计过程中，根据该厂的实际情况，确定采用曝气生物滤池处理工艺，同时通过借鉴相似的已经建成运行的污水处理厂的经验，对二期工程做了进一步的优化，使项目的设计更加合理。该项目的建设不仅可以有效改善龙岗河深惠交接断面的水质，同时也为国内类似污水处理厂的设计提供了借鉴。
参考文献：
[1] 郑俊，吴浩汀，程寒飞．曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例[M]．北京：化学工业出版社,2002．
[2] 郑俊，吴浩汀．曝气生物滤池工艺的理论与工程应用[M]．北京：化学工业出版社,2005．
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