DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2021.02.014
CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
Ｎｏ．２ （Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２１５）
Ａｐｒ． ２０２１
苏州市胥口污水处理厂提标改造工程设计方案
吕 顺
[上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司，上海 200125]
摘要：胥口污水处理厂处于《太湖流域一级保护区主要水污染排放限值》中规定的一类区，出水水质优劣对太湖流域水环境至关重要。根据江苏省太湖流域水环境保护政策要求，污水处理厂需在2020年底完成提标改造，出水水质从原执行的GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准提升至《苏州市特别排放标准》地表水准IV类。通过对污水处理厂现状运行状况、构筑物设计参数和设备状况进行深入分析，并对生物处理和深度处理工艺进行充分比选和论证，因地制宜提出科学合理、经济可行、实施简便的提标改造设计方案，以期为国内同类污水处理厂提标改造设计工程提供思路和方法。关键词：污水处理厂；提标改造；Bardenpho；反硝化滤池
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1004-4655（2021）02-0050-04
1 工程现状1.1 处理工艺
胥口污水处理厂位于苏州市吴中区胥口镇东欣路，主要接纳并处理胥口镇的生活污水及部分预处
三期工程
进水
进水泵房
（现状）
沉砂池（现状）
AAO生物反应池
（现状）
理后的工业废水。本厂设计日处理污水3 万m3，处理执行出水排至胥江，现状排放标准为GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。本工程共为三期，见图1。
二沉池（现状）混凝沉淀池（现状）
清毒出水
旋流沉砂池（现状）
进水
进水泵房（现状）
旋流沉砂池（现状）
AAO生物反应池
（现状）二沉池（现状）
混凝沉淀池（现状）
AAO生物反应池
（现状）一期、二期工程
二沉池（现状）
图1 胥口污水处理厂现状处理工艺流程
一期建于2003年，采用工艺为AAO+二沉池+混凝沉淀池+滤布滤池+接触消毒池，设计规模6 000 m3/d；二期建于2009年，采用工艺为AAO+二沉池+混凝沉淀池+滤布滤池+接触消毒池，
收稿日期：2021-01-20
第一作者简介：吕顺（1989—），男，工程师，硕士，主要从事市政给排水设计工作。
设计规模14 000 m3/d；三期建于2014年，采用工艺为AAO+二沉池+混凝沉淀池+滤布滤池+接触消毒池，设计规模10 000 m3/d。
根据《苏州市吴中区八座污水处理执行〈苏州特别排放限值〉评估分析报告》[1]，苏州胥口污水处理厂进水中COD、TP在春、夏两季存在明显冲击负荷，对生化系统造成负面影响，生物池TN达标率仅81.5%。另外，进水中BOD5/TN和B/C比
50
吕顺：苏州市胥口污水处理厂提标改造工程设计方案
2021年第2期
明显偏低，脱氮能力较弱。此外，根据现场调研，苏州胥口污水处理厂原处理系统在外加碳源情况下，可实现出水一级A稳定达标，但离《苏州特别排放限值》仍有一定距离，TN很难达到10 mg/L以下；原设计未考虑外加碳源设施，现状将外碳源直接投加生物池，碳源利用效率较低，运行控制灵活性差。胥口污水处理厂现状平面布置图见图2。
加氯消毒池（三期）综合楼混凝沉淀池（一期）
（三期）
二沉池
深度处理池（三期）
（二期）
二沉池（一、二期）总变配电间生物池生物池（一期）
（三期）
（一期）
二沉池（二期）
（一期）
AAO池（一期）加药间
鼓风机房
（一期）
图2 胥口污水处理厂现状平面布置图
1.2 现状构筑物
现状主要构筑物的设计参数见表1、表2。一、二期中，AAO生物池停留时间偏短，仅为16.5 h，无法满足新标准的停留时间18.5 h的处理要求；纤维转盘滤池滤速偏高，达20 m3/（m·h）；平流二沉池和混凝反应池滤速满足要求。三期构筑物中，AAO生物池、平流二沉池和混凝反应池等构筑物设计参数均能满足新标准设计要求。
表1 一、二期构筑物设计参数
构筑物
设计参数
AAO生物池
HRT=16.5 h，其中厌氧1.4 h、缺氧4.7 h、好氧10.4 h，MLSS 3.5 g/L
一期表面负荷0.6 m3/（m·h） ，二期表面负荷0.83 m3平流二沉池
/（m·h）；
一期固体通量80 kgTDS/（m2·d），二期固体通量91 kgTDS/（m2·d）
混凝反应池表面负荷1.39 m3/（m·h）（平均）纤维转盘滤池过滤速度20 m3/（m·h）表2 三期构筑物设计参数
构筑物设计参数
AAO生物池HRT=18.9 h，其中厌氧1 h、缺氧4 h、好氧13.5 h，MLSS 3.5 g/L
平流二沉池表面负荷0.6 2m3/（m·h）(平均)，固体通量94 kgTDS/（m·d）
混凝反应池表面负荷1 m3/（m·h）（平均）纤维转盘滤池
过滤速度＜15 m3/（m·h）
1.3 进出水水质分析
苏州胥口污水处理厂稳定运行6 a，提标改造
前（2019.6~2020.2）日平均水质见表3。分析可知，该厂出水水质可稳定达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
表3 工程设计进出水水质
指标
COD
BOD5
SS
NH4-N
TN
TP
设计进水水质
/ (mg·L-1)40015016040506
原实际出水水
质/ (mg·L-1)
29.5±1.48.0±1.77.0±2.01.2±0.512.5±1.90.3±0.4
2 提标改造方案
结合本工程现状，本次技术方案选择应注意以下几方面。
1）应充分挖掘现有设施能力。对原设计有余量的现有设施进行改造，提升现有设施处理能力。
2）应着重考虑布局的合理性。做到与现有工程衔接顺畅，合理利用现有处理设施，尽量不影响污水厂正常运行，以减少工程投资。
3）在改造期间不能降质减量改造、不能断水施工。
2.1 生物池改造方案
根据本工程污水处理厂特点，综合考虑处理效率、节地、适合一体化布置以及工程应用案例等多方面因素，本工程拟选择AAO、生物填料法、Bardenpho和MBR 4种工艺[2]进行综合比选，具体见表4。
表4 主要工程内容及经济指标比较
比较内容方案一方案二方案三方案四（AAO）（生物填料法）（Bardenpho）（MBR）粗格栅与进水
泵房相同相同相同相同细格栅与曝气沉砂池相同相同相同需增加膜格栅生物反应池停留时间/h18.514.519.510.7固液分离池二沉池二沉池二沉池膜池深度处理池有有有无脱水机房相同相同相同相同一体化构筑物占地面积较大
较小较大小土建改造费用
低，约较低，约高，约较高，约40万元120万元320万元240万元设备改造费用
低，仅
较高，约较低，约高，约50万元200万元80万元450万元脱氮除磷效果
一般，难以
稳定达标
可稳定达标一般一般，可达标运行费用基准值
较低
较高
高
从上述比较分析来看，AAO工艺脱氮除磷效果一般，出水难以稳定且达标，而生物填料法、Bardenpho和MBR 3种工艺方案均能使出水水质达标。考虑厂区内现状一期、二期和三期均采用
51
吕顺：苏州市胥口污水处理厂提标改造工程设计方案
2021年第2期
AAO工艺，再改造成Bardenpho工艺难度较大，且工程量较多。针对一期、二期和三期池容和形式不同的特点，改造方案考虑如下。
由于一、三期生物池均已除臭加盖，再次改造难度较大且不经济；二期生物池现未加盖除臭，具备改造条件，可维持现有AAO工艺不变，在二期生物池内投加生物填料，改造成生物填料池，以增加生物池污泥浓度，提高处理负荷；再通过增加深度处理设备强化脱氮，解决总氮问题。2.2 深度处理改造方案
新排放标准的总氮、TP、COD等指标排放要求较高，通过二级处理无法达到新标准的排放浓度，因此需在二级处理后增加深度处理设备。根据现有进、出水水质数据统计分析，深度处理设施应着重考虑强化脱氮和除磷要求，保证出水达标。
针对本工程特点，选用国内常见的深度处理工艺进行比选，主要有曝气生物滤池（BAF）和反硝化深床滤池。
针对本工程规模及出水水质特点，3种滤池性能参数比较[3]详见表5。
表5 3种滤池性能参数比较表
方案一：方案二：方案三：项目曝气生物滤池深床滤池生物活性炭滤池（BAF）
（反硝化）（BACF）
过滤滤速/
m3·（m2·h）-1
6~8
8~10
8~10
脱氮（主要为氨脱氮（主要吸附（氨氮、去除特征氮）、截留SS、硝态氮和亚硝态硝态氮和亚硝态污染物
除去COD效果较氮）、截留SS氮）、截留SS和好好COD效果均优
配套土建占地小，结构较
占地较小，池需新建活性炭
复杂
深最大，土建结再生设施，占地
构简单面积大
冲洗方式气冲+气水气冲+气水气冲+气水冲+水冲冲+水冲冲+水冲
主要设备阀门、水泵、鼓阀门、水泵、阀门、水泵、风机鼓风机鼓风机
配水配气滤板+长柄滤头
阀门、水泵、阀门、水泵、
鼓风机鼓风机运行全自动运行，控全自动运行，全自动运行，
制阀门多控制阀门多控制阀门
工程投资/（元·m-3）410360450新增运行成本元/m3
0.32
0.28
0.40
滤料粒径较小，较粗的过滤风险及应对
污水中的污染物较
粒径，滤速比较
措施
多，易导致滤料板
高，滤池有穿透
活性炭吸附饱
结，反冲洗频率较风险，需降低滤和后需立即更换
高，滤速较低速。
适用特点
适用出水一级A
适用出水优于适用进水水质
的中、大型污水厂
一级A，脱氮要复杂、出水要求
求高的污水厂极高的污水厂
52
通过比较，3种过滤工艺各有特点。相比较而言，生物活性炭滤池处理效果最好，对各种污染物都有很好的去除效果；反硝化滤池针对总氮（主要硝态氮和亚硝态氮）具有较好去除效果；曝气生物滤池主要针对氨氮和COD去除效果较好，但对硝态氮和亚硝态氮去除效果比其他方案差。考虑到本次提标改造的重点是解决总氮（硝态氮和亚硝态氮为主）超标问题，为确保出水水质稳定达标，同时节约工程投资和运行成本，深度处理采用方案二。3 工程方案设计3.1 生物池改造方案
在生化池中高效脱氮填料，可有效增加生化池抵抗进水水质冲击波动的能力，增加池内的污泥浓度，利于固定生物膜提高污泥泥龄。填料的作用保证水流方向沿着专性菌种梯度分布，利于加强厌氧池中的水解酸化反应，将大分子难降解物质分解为小分子易降解的物质；提高缺氧池中反硝化反应的效果，并使好氧池中硝化反应及同步硝化、反硝化作用加强，达到提高生化池去除TN的效果。
在深入分析工程现场后，本着降低工程改造成本、缩短施工周期、尽量减少工艺改变以满足后续水量提升及便于池体整修的宗旨，对本次污水厂改造作出如下设计：在二期AAO生物池的厌氧池、缺氧池和好氧池内布置固定生物填料。填料容积为4 000 m3，填料直径80 mm，填料填充率为20%，挂膜量100~150 g/m3，填料间距200 mm×200 mm， 安装高度3 m，反硝化负荷0.204 kgTN/（m·d），气水比5.8:1。改造示意图见图3。
图3 二期生物池改造示意图
3.2 深度处理设计方案3.2.1 反硝化滤池
新建反硝化滤池1座，尺寸L×B×H=37 m× 21 m×8.0 m，分4格，单格有效过滤面积65.8 m2。反硝化滤池高峰时表面负荷7.8 m3/(m2·h)，平均表面负荷5.5 m3/(m2·h)；强制滤速7.3 m3/(m2·h)；
吕顺：苏州市胥口污水处理厂提标改造工程设计方案
2021年第2期
反洗气强度：90 m3/(m2·h)；气冲时间5 min；反洗水强度15 m3/(m2·h)；水洗时间20 min；滤料层厚度1.83 m。3.2.2 二次提升泵房
新建二次提升泵房1座，尺寸（L×B×H）=
三期工程
进水
进水泵房
（现状）
沉砂池（现状）
AAO生物反应池
（现状）
9.7 m×6.2 m×6.3 m，最大设计流量1 800 m3/h。泵房内设置潜水轴流泵3台，2用1备，单泵参数Q=900 m3/h，H=4.5 m，N=18 kW，变频控制。胥口污水处理厂改造流程示意图见图4，方案平面示意图见图5。
二沉池（现状）混凝沉淀池（现状）
二次提升泵房（新建）
混凝沉淀池（现状）
反硝化滤池（新建）接触消毒池（现状）排至水体
旋流沉砂池（现状）
进水
进水泵房（现状）
旋流沉砂池（现状）
AAO生物反应池
（现状）
二沉池（现状）
AAO生物反应池
（现状）一期、二期工程
二沉池（现状）
图4 胥口污水处理厂改造流程示意图
反硝化滤池
由表6分析可得，改造后的污水处理厂出水水质中各项指标均稳定达标。5 结语
为使苏州胥口污水处理厂出水水质从GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准提升至《苏州市特别排放标准》地表水准IV类，本文针对该污水处理厂现状情况进行深入分析，在尽可能利用现有处理设施情况下，因地制宜提出科学合理、经济可行、实施简便的改造方案，即改造原有倒置AAO生物池为Bardenpho生物池，新建反硝化滤池。实际运行结果表明，提标改造后工程运行良好，出水水质稳定达标。参考文献：
[1] 吴中区水利局.苏州市吴中区八座污水处理执行《苏州特别排放
限值》评估分析报告[R].2018.
[2] 牟晋铭.上海某污水处理厂提标改造工程案例[J],净水技
术,2018,39(3):48-52.
[3] 于弢,肖国仕,陈爱宁,等.某污水处理厂提标改造工程设计[J],
TN10
TP0.3
工业用水与废水,2020,51(2):73-76.
[4] 杨登,袁敏忠,钟毓. 潮州某污水厂A/O氧化沟工艺不停产提标扩
容改造[J].中国给水排水,2020,36(20):119-123.
[5] 李亮,邱宏俊.改良A2/O氧化沟强化生化处理技术用于污水厂提
标改造[J].中国给水排水,2020,36(20):124-128.
新增用地
二次提升泵房尺寸50 m×30 m
占地 1 500 m2
二期AAO池（增加填料）
图5 胥口污水处理厂改造方案平面示意图
本次提标改造工程总投资3 360.40万元，其中工程费用为3 200.38万元。单位工程造价指标为1 067元/m3，新增处理成本0.29元/m3，明显优于国内同类污水处理厂改造项目[3-5]。4 出水水质
本工程已于2020年5月实施完成，对改造后的该污水处理厂出水水质进行分析统计（2020.6~2020.12），出水水质见表6。
表6 改造后的工程出水水质
指标设计出水水质/(mg·L-1)
COD30
BOD510
SS10
NH4-N1.5（3）
实测出水水
23.5±4.24.0±1.66.7±1.90.3±0.48.0±0.90.2±0.05
质/(mg·L-1)
53
ABSTRACTS
the problems & optimization requirements of traditional pipeline comprehensive planning, and studies the strategy of pipeline comprehensive planning under the new situation. Combined with the planning & construction experience of Rongdong Area in Xiong'an New District of Hebei Province, through feedback & adjustment of various professional contents to improve planning scientificity, expanding pipeline laying methods to improve pipeline service efficiency, optimizing pipeline plane position to reduce pavement well cover, innovating pipeline vertical laying position to comprehensively utilize underground space, etc., the concept of real-time adjustment of pipeline integrated planning in the whole process of urban planning is proposed, which can provide experience for the comprehensive pipeline planning of the citieswith narrow road & dense network.
Key words: narrow road & dense network; pipeline integration; pipe network density; utility tunnel; small utility tunnelDesign Scheme of Suzhou Xukou Sewage Treatment Plant Upgrading Project
LV Shun
(Shanghai Urban Construction Design & Research Institute [Group] Co., Ltd., Shanghai
200125, China)
Abstract: Xukou Sewage Treatment Plant is located in the first class area based on the Discharge Limit of Main Water Pollution in the First Class Protection Area of Taihu Lake Basin, and the quality of the effluent is very important to the water environment of Taihu Lake Basin. According to the requirements of water environment protection policy of Taihu Lake Basin in Jiangsu Province, the upgrading & reconstruction of the sewage treatment plant should be completed by the end of 2020, and the effluent quality will be upgraded from the first class A standard of GB 18918—2002 the Discharge Standard of Pollutants for Urban Sewage Treatment Plants to the IV class of Suzhou Special Emission Standard. Based on the in-depth
analysis of the current operation status, structure design parameters & equipment status of the sewage treatment plant, and the full comparison & demonstration of biological treatment & advanced treatment processes, it puts forward a scientific, reasonable, economically feasible & simple upgrading design scheme according to local conditions, so as to provide ideas & methods for the upgrading design of similar domestic sewage treatment plants.
Key words: sewage treatment plant; upgrading; Bardenpho; denitrification filterAnalysis on Key Points of Pipeline Comprehensive Planning Compilation in
National Demonstration Area
WANG De-kang1, LIU Bing-shui2, ZHANG Han1,
ZHANG Can1, LIU Kai-lin1
(1. Qingdao Municipal Engineering Design & Research Institute Co., Ltd., Qingdao 266101, China; 2. Qingdao Jiaodong Airport Economic Demonstration Zone Management Committee,
Qingdao 266300, China)
Abstract:To further promote the development of Jiaozhou Airport Economic Zone, improve the urban underground pipeline system, reduce the contradiction between different professional plans & the subjective influence of the maker during the preparation of the comprehensive pipeline planning process, the preparation of the comprehensive pipeline planning of the Airport Economic Zone adopts the concept of planning integration method combined with analytic hierarchy process. On the basis of ensuring regional safety, special planning of various professional pipelines is integrated, the sewage zoning system & the layout of water supply mains are optimized. Through the establishment of a hierarchical structure model & a location quantitative evaluation system, combined with GIS quantitative analysis to determine network layout, loop closure, dendrite radiation pipeline integrated system layout. The plan also implements the principle of high-start planning & high-standard construction, providing data support
125
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容