油田前线生活基地小型生活污水处理厂工艺

鹿桂华 杨琦 彭少华 徐敏航 杨文刚

1中国地质大学（北京）水资源与环境学院2中石化发展计划部3中海油研究总院4中海油气电集团技术研究中心

油田前线生活基地小型生活污水处理厂工艺

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1中国地质大学（北京）水资源与环境学院2中石化发展计划部3中海油研究总院4中海油气电集团技术研究中心

某油田前线生活基地占地面积18km2，居住人口约2万，居民生活污水直接排入附近的河流，造成河水污染较严重。当前应用的主要处理工艺有SBR法，A/O（A2/O法）、一体化氧化沟等，而各种处理工艺都有其适用条件。SBR和一体化氧化沟处理工艺都是比较新型的生活污水处理工艺，投资及处理效果均较传统的活性污泥法好，预处理及污泥处理工艺均较简单。一体化氧化沟工艺处理每立方来水用电比SBR工艺少0.15kW·h，工程总投资估算少120万元。经综合比较，并结合当地的实际情况，该污水处理厂推荐采用一体化氧化沟处理工艺。

污水处理；SBR；一体化氧化沟工艺；生活污水；水质

某油田前线生活基地占地面积18km2，居住人口约2万，居民生活污水直接排入附近的河流，造成河水污染较严重，有机物和酚、汞、铬离子、化学需氧量和生物需氧量等均超标，严重影响河流沿线人们的正常生活和生产。为此，油田规划在该地区建设1座生活污水处理厂，通过研究先进合理、高效经济的生活污水处理工艺，以满足污水处理和达标排放的要求。

1 设计基础数据

1.1 生活污水量预测

由于该地区的生活污水没有确切的统计资料，参考该地区规划，预测居住人口到2015年约2.5万，包括住宅、公共建筑、绿化、喷洒道路、饮食加工及部分小规模的生产用水，每人每日最高用水综合指标以400L计算，规划用水量为1.0×104m3/d，依照“居住小区给水排水设计规范（CECS57）”，确定污水厂处理规模为1.0×104m3/d，时变化系数取1.5。

1.2 生活污水水质预测

参考监测总站提供的该地区生活污水监测资料，方案设计采用我国城市典型的生活污水主要指标浓度的常值和低值的平均值，污水处理厂设计进水水质指标为：pH值8.2；悬浮物（SS）160mg/L；五日生化需氧量（BOD5）140mg/L；化学需氧量（COD）280mg/L；氨氮（NH3—N）35mg/L；磷酸盐（以P计）4mg/L。

1.3 出水水质指标确定

污水处理厂处理后的水主要排入附近的河流，地方政府确定该河流水体功能为灌溉和景观用水，依照“地表水环境质量标准（GB3838）”的规定，执行二级标准。具体出水水质指标为：pH值6～9；色度（稀释倍数）≤80；悬浮物（SS）≤30mg/L；五日生化需氧量（BOD5）≤30mg/L；化学需氧量（COD）≤120mg/L；氨氮（NH3—N）≤25mg/L；磷酸盐（以P计）≤1.0。

2 污水处理厂方案设计

2.1 处理工艺方案选择

处理工艺选择需综合考虑来水水质、出水要求、污水厂规模、污水处置方式、当地气温、工程地质、环境条件及经济状况等多种因素。普通曝气活性污泥法在国内外采用最多，运行管理经验也最成熟，工艺流程简单，处理效果较好，但其抗冲击负荷能力较差，工程造价较高，易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题，且不能除氮、磷等营养物，基本不适合小规模生活污水厂。

随着工程实践和技术改进，近年来国内外污水处理技术发展进步很快，当前应用的主要处理工艺有SBR法，A/O（A2/O法）、一体化氧化沟等，而各种处理工艺都有其适用条件。结合调研并咨询相关研究院所和大学的专家，主要对SBR法和一体化氧化沟处理工艺进行研究和比选。

SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR技术的核心是SBR反应池，该池具有集均化、初沉、生物降解、二沉等功能，无污泥回流系统。该法不设二次沉淀池，省去了污泥回流环节及其设备，工艺流程简单，布置紧凑，占地节省，运行方式灵活，除磷脱氮效果好，耐冲击负荷，可避免污泥膨胀，处理效果稳定可靠，出水水质好，有除磷脱氮功能。但需特殊的滗水器，适用于中、小型污水厂。

一体化氧化沟是在普通氧化沟的基础上将曝气净化与固液分离合并形成集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体的新型反应器。一体化氧化沟工艺的主要特点包括：工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地省，管理方便；处理效果稳定可靠，其BOD5和SS的去除率均在95%以上，COD的去除率也在85%以上，并且硝化和脱氮作用明显；产生的剩余污泥量少，污泥不需消化，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少；固液分离效率比一般的二沉池高，池容小，能使整个系统在较大的流量和浓度范围内稳定运行；污泥回流及时，减少了污泥膨胀的可能，适用于大、中、小型污水处理厂。

2.2 主要生产构筑物及设备初步设计

2.2.1 SBR工艺

（1）进水闸门井及格栅井。闸门井1.25m× 1.50m×4.60m，安装可调楔式锒铜铸铁闸门和手摇式启闭机，以控制进水和事故超越；选用回转式格栅2台。

（2）集水池及污水泵房。设计流量0.174m3/s，集水池与污水泵房合建。选用可提升式无堵塞型潜污泵3台，设置检修手动启吊和配电控制装置。

（3）沉砂池。设计旋流式沉砂池2个，设计流量0.174m3/s，池子直径2.13m，高2.7m。

（4）SBR反应池。设计流量0.116m3/s，BOD5容积负荷0.3kg/kgMLVSS·d，反应池4座，滗水器4台，水下搅拌器8台。

（5）鼓风机房。设单级高速离心风机2台（1用1备），空气流量40m3/min。

（6）辐流式污泥浓缩池。设计污泥量1100kg/d，固体通量30kg/m2·d的浓缩池1座，安装栅耙式刮泥机。

（7）出水泵房。设计流量0.174m3/s，集水池与泵房合建（泵池6.0m×4.2m×4.2m），选用可提升式不堵塞式潜污泵3台（2用1备）。

2.2.2 一体化氧化沟处理工艺

（1）细格栅渠。设计水量0.174m3/s，栅前水深为0.4m。细格栅渠宽1m，分2格，选用回转式格栅除污机2台。

（2）沉砂池。设计水量0.174m3/s，采用旋流沉砂池2座。选用旋流沉砂池吸砂机2台，鼓风机2台。沉砂池的沉砂通过鼓风机空气提升到砂水分离器进行砂水分离

（3）一体化氧化沟。设计1座一体化氧化沟，水量0.174m3/s，有效容积为8032m3，其中厌氧池的有效容积为630m3，水力停留时间为1.5h，缺氧区有效容积为410m3，水力停留时间为1.0h。主沟里混合液浓度MLSS为4000mg/L，水力负荷为1.58m3/m2·h。厌氧池设2台低速潜水推流器，缺氧池设1台低速潜水推流器。主沟内设长转刷曝气机3台，充氧效率为8.22kg/h·m，在侧沟设有4台高速潜水搅拌机，并在侧沟内设有沉降分离组件及1台行车式刮沫机。一体化氧化沟采用锯齿三角堰进入集水槽，再通过电机回转堰门出水排入集水池；同时根据MLSS测定结果，当MLSS＞4000mg/L时，打开排泥阀将侧沟里的污泥排到集泥池。

（4）尾水排放。一体化氧化沟处理后的净化水外排，需设集水池和提升泵房。集水池容积150m3，与提升泵房合建。

（5）污泥浓缩池。设2座污泥浓缩池，采用重力间歇式浓缩池，日处理污泥量为126m3。

（6）污泥脱水间及鼓风机房。鼓风机房与污泥脱水间合建，污泥脱水间采用带式压滤机2台，处理污泥量为1.5～3.0m3/h，泥饼含水率为70%～78%。

3 结论

（1）SBR和一体化氧化沟处理工艺都是比较新型的生活污水处理工艺，投资及处理效果均较传统的活性污泥法好，预处理及污泥处理均较简单。不设初沉池，只设置一级格栅、沉砂池。生物处理可以减少污泥排放量，简化污泥浓缩脱水工艺。剩余污泥不需厌氧消化，只经浓缩、自然干化后运出厂外，再做农肥或填埋。

（2）一体化氧化沟工艺处理每立方来水用电比SBR工艺少0.15kW·h，工程总投资估算少120万元。经综合比较，并结合当地的实际情况，该污水处理厂推荐采用一体化氧化沟处理工艺。

（3）通过建设处理厂对生活污水进行处理，不但可以减少对环境污染，还可以改善油地关系，提供一个洁净的生活空间。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.010