文_赖建平 鹏凯环境科技股份有限公司
项目处理规模为10000m3/d，24h连续运行，处理规模以416.67m3/h计，项目总投资1350万元。项目污水来源为城镇生活污水及河道污水，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标。设计进出水水质如表1。
表1 设计进出水水质及处理程度
结合污水特性，为达到出水效果好，脱氮效果好的目的，采用循环升流式同步短程硝化反硝化水处理方式，保证了污水中污染物的高去除率，使其成为一种具有明显优越性的污水治理技术。
2.1 技术优势分析
拥有可调控智能曝气系统。DO仪表与风机的联动，根据进水水质，外圈采用分组曝气系统，可随时调整的厌氧、缺氧、好氧的分区，保证出水达标排放。
外圈呈环状结构，只需低能耗即形成自循环系统，无额外的动力设备。
高效好氧三相分离器的应用。高效三相分离器应用，实现气、水、泥分离，省去了传统的二沉池，并利用气体收集特殊结构形成汽提作用，实现好氧至缺氧/厌氧的无动力回流，省去传统的回流系统，减少机电设备的使用，降低能耗。
碳源自调节MBBR活性填料。IRC-MBBR填料是在MBBR填料基础上研发的一种新型生物活性载体，在MBBR填料上复合固体碳源，为微生物快速附着生长提供优质的碳源的同时，在填料表面形成大量的微孔结构，为微生物提供更加有利的附着区。
侧流除磷工艺的运用，内圈设置污泥浓缩区，在该池内污泥形成厌氧环境，在厌氧环境下磷释放出来，释放的磷随上层清液流入化学反应沉淀池，在反应池内加入除磷剂形成化学沉淀，最终磷通过化学沉淀物排出系统。
内圈充分好氧区域，因为其特殊的好氧环境，可在三相分离器下方形成好氧颗粒污泥，具有很强的去除COD，脱氮除磷的功能。
三相分离器上方形成一层污泥层，其中含有大量的好氧反硝化菌，经三相分离器的出水经过该层污泥层时发生好氧反硝化反应，进一步达到脱氮的效果。循环升流式同步短程硝化反硝化池示意详见图1。
图1 循环升流式同步短程硝化反硝化池示意图
智慧云平台控制系统：鹏凯智慧云平台集软硬件/多功能模块和移动办公APP于一体，可满足水质监测、维护预警、数据存储、运行监控、安全防卫、故障反馈、远程运维等需求，通过远程集中智能化管理和低成本运维管理，真正实现水处理站自动运行和无人值守。智慧云平台控制结构示意图详见图2。
图2 智慧云平台控制系统结构示意图
2.2 工程优势分析
自主研发模块装配式污水处理系统，采用模块装配化形式在自有工厂进行预制生产和施工，可有效缩短工期，减少基建；
土建成本和施工周期都可大幅减少，对于工期紧任务重的项目可高效应对。
占地面积小。相对于传统污水处理厂和一般一体化设备可大幅度减少占地，并可因地制宜的利用一些异形地块，对工程用地的需求可大幅降低。
调试周期短。半个月内完成调试，主要通过投加活性污泥及适当驯化就可短时间达标排放，且污泥来源为一般的污水处理厂活性污泥，取材简单可靠。
运行操作简单。调试完成后在运行过程中只需控制好溶氧即可基本实现全自动运行，对现场运营人员数量和技能要求不高。
能耗低。进水经一次提升后，整个系统实现无动力内循环；
使用药剂少，通过结构设计实现污泥沉降和连续出泥（必要时投加少量PAC）；
运行过程中主要靠活性污泥的生长来消耗污水中的有机质和污染物，对环境影响较小。
运行成本低。主要成本为电耗和污泥，并且由于主工艺为生化活性污泥，所以污泥产量相较一般一体化设备可降低60%以上。
系统抗冲击能力强。受来水变化影响小，因充分利用空间，增大了停留时间，且有效容积较大，可非常有效的抗击原水水质水量的突变，保障处理效果和环境安全。
池体可根据项目的使用年限要求采用碳钢防腐或304不锈钢材质，在节约成本的前提下有效保证了池体结构的安全使用寿命。
3.1 工艺流程设计
污水在通过格栅以最大程度地阻止了粗悬浮物和漂浮物流入后的处理后，经由泵站提升泵提升进入循环升流式同步短程硝化水处理设备中进行处理。
循环升流式同步短程硝化水处理工段中含有厌氧段、缺氧段、好氧段和澄清段。主体设备呈环状，在该装置中，存在着大量的驯化细菌，通过兼氧、好氧微生物的代谢，去除其中的各种污染物。装置内环整合了好氧和澄清部分，采用专利结构设计，实现了水、气、固的有效分离，分离后的气被回收，形成气提，实现了系统内污泥和水的无动力回流。设备出水再经滤布滤池进行过滤后排放。
原水泵是为确保系统供水的流量与压力均衡而设计的。水泵采用PLC自动控制，具有缺水、高压、过流、过热等保护功能，能有效延长水泵的使用寿命。工艺流程见图3。
图3 工艺流程图
3.2 工艺方案设计分析
3.2.1 格栅井及泵站
设1座，尺寸：L×B=9.0m×18.0m。主要设备有，格栅2台，规格3mm，功率1.5kW；
提升泵流量210m3/h，扬程14m，功率15kW，设3台，2用1备；
超声波液位计1套；
pH检测仪1套，测量范围0～14；
进水电磁流量计1套，规格DN300。
3.2.2 循环升流式同步短程硝化反硝化池
设有1座，包含厌氧、缺氧区，好氧区，澄清区三部分，尺寸Ф28×6m，有效水深5.7m，有效容积3508m3。
主要设备有推流装置2台，功率4kW；
曝气鼓风机3台，2用1备，风量20.8m3/min，风压0.06Mpa，功率30kW；
高效填料1批；
溶解氧检测仪1台，量程范围0～20mg/L；
自动曝气系统1套；
自动回流系统1套；
自动排泥系统1套；
分离沉淀系统1项；
出水系统1项；
碳源加药装置1套；
碱加药装置1套；
辅助除磷加药装置1套。
3.2.3 深度处理系统
即滤布滤池设备，设1座，尺寸为L×B=4.8m×3.0m。主要设备有自动阀组1套；
自动布水系统1套；
自动反洗系统1套；
滤盘1套。
3.2.4 污泥脱水系统
主要设备有污泥浓缩池2座，尺寸D×H=4.2m×5.5m，有效水深5.0m，有效容积69m3，螺杆泵3台，2用1备，流量4m3/h，扬程H=60m，功率4kW；
板框脱水机1台，过滤面积100m2；
PAM（阳）加药系统1套；
储泥装置及脱水机平台1项。
3.2.5 出水及其他配套系统
主要设备有超声波流量计1台；
巴氏流量槽1套，0～15000m3/d；
除臭设备1套，风量3000m3/h，功率5kW，电控系统1套。
4.1 工程效益分析
该工程的实施，将会改善当地的水环境，并在此基础上，完善污水处理设施，改造现有的污水不经处理，直接排放到天然水体中，从而提高城市的环境容量，改善项目周围的水质。它的受益者是附近居民、旅游者，为当地的可持续发展创造了有利条件。
建立污水处理厂的先决条件是完善配套管网，形成一体化的污水收集和处理体系，既能为居民带来卫生和环保的利益，又能满足人们的需要。
目前，污水治理已经被列入环境保护行业，不仅能为社会创造环境效益，还能带动周边地区的经济发展，为环境提供一定的投资收益，起到美化环境的作用。
4.2 经济可行性分析
4.2.1 设备运行电费分析
设备处理水量10000m3/d，合计装机功率183.34kW，实际运行功率129.94kW，日用电量2072.10kWh/d，电费0.8元/kWh，水费0.17元/t。详细用电量见表2。
表2 设备运行用电量详情
4.2.2 药剂费用分析
项目投加药剂主要为PCA和次氯酸钠，其中PAC投加量10mg/L，日用量100kg，价格为2.5元/kg，费用为250元/d；
次氯酸钠投加量为5mg/L，日用量50kg，价格为1元/kg，费用为50元/d。合计300元/d，吨水药剂费 0.03元 /t。
4.2.3 污泥处置费及人工费分析
项目产生含水率80%的湿污泥为3t/d，污泥脱水由自行解决，污泥外运单价以500元/t。污泥处理费用为3×500=1500元 /d=0.15元 /t。
人工费为4500元/月，共需雇佣4人，吨水费用为0.06元/d。
4.2.4 可行性分析
由以上分析可知，项目总运行费用为0.41元/d，日产水10000m3/d，日利润4100元，年利润1496500元，项目盈利效益较好，经济可行性较高。
采用“格栅+循环升流式同步短程硝化反硝化池+滤布滤池+次氯酸钠消毒”工艺，能够确保出水的稳定、达标、降低污水处理费用，能耗较低，抗冲击能力强。大大提高了工艺构筑物的寿命，实现节能减排的目标，且具有较好的经济可行性。
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