生態(tài)治污工藝與污水零排放方案及實(shí)踐

環(huán)境科學(xué)導刊http: //hjkxdk. yies. org. cn 2013, 32 (3)CN53 - 1205/X ISSN1673 -9655生態(tài)治污工藝與污水零排放方案及實(shí)踐王文明'，危建新',聶世輝’，左鋒'，李毅'(1.湖南先導洋湖再生水有限公司，湖南長(cháng)沙410006 ;2.長(cháng)沙先導洋湖建設投資有限公司,湖南長(cháng)沙410006)摘要:洋湖再生水廠(chǎng)一期工程污水處理規模為4萬(wàn)m'/d,是長(cháng)沙市大河西先導區“兩型”社會(huì )建設示范工程，采用“MSBR+人工濕地”污水生態(tài)處理工藝，出水水質(zhì)達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》一級A排放標準，出水作為洋湖生態(tài)濕地公園的景觀(guān)用水和片區中水從而實(shí)現污水零排放。本文著(zhù)重介紹洋湖再生水廠(chǎng)生態(tài)治污工藝和污水零排放經(jīng)驗。關(guān)鍵詞:生態(tài)治污; MSBR;人工濕地;零排放;再生水;中水回用中圖分類(lèi)號: X703文獻標識碼: A文章編號: 1673 -9655 (2013) 03 -0064 -041工程概況一期廠(chǎng)區建安工程于2010年4月開(kāi)工建設,洋湖再生水廠(chǎng)(坪塘污水處理廠(chǎng) 及中水回用工2011年8月底竣工，10 月開(kāi)始試運行。人工濕地程)位于長(cháng)沙市岳麓區洋湖大道南側、靳江河東側工程于2012年7月初竣工，-期工程于7月31日的洋湖生態(tài)濕地公園科教區內。工程總占地面積通過(guò)竣工環(huán)境保護驗收，8月11日零時(shí)零分起進(jìn)21. 67hm',廠(chǎng)區5.67hm2,人工濕地16. 00hm'。規人商業(yè)試運行。項目以B0O ( Building - Owning-劃分三期建設，一期(2012 年) 4萬(wàn)Vd,二期. Operation) 模式運作，由湖南先導洋湖再生水有限(2016年) 8萬(wàn)Vd,遠期(2020年) 12 萬(wàn)vd。工公司負責運營(yíng)管理。程服務(wù)范圍為長(cháng)沙市先導區西二環(huán)線(xiàn)和白鶴天池以2生 態(tài)治污工藝方案南的坪浦組團區域，包括含浦科教產(chǎn)業(yè)園、坪塘和2.1工藝流程洋湖三個(gè)片區，納污面積約50km2,服務(wù)人口約60洋湖再生水廠(chǎng)生態(tài)治污工藝流程見(jiàn)圖1。萬(wàn)，配套污水收集管網(wǎng)40.43km,中水管網(wǎng)26. 5km。廠(chǎng)區生活污水1萬(wàn)Wd一座潮自然濕地市政管網(wǎng)生活污水粗格柵]一污水提升泵蝴一細格柵一旋流沉砂池一MSBR生化酒一人工濕地3萬(wàn)ld一中間提升泵站鼓風(fēng)機房來(lái)空氣SBR池排放剩余污泥二氧化氯來(lái)自加藥間鼓風(fēng)機房貯泥池I=污泥脫水間中水送水泵房◆-清水池+虹吸濾池泥餅外運，暫送垃圾填埋場(chǎng)處理,至中水回用管網(wǎng)系統最終送長(cháng)沙市市政污泥集中處置和綜合利用試驗中心圖1 洋湖再生水廠(chǎng)生態(tài)治污工藝流程圖由圖1可知，污水處理工藝包括三個(gè)環(huán)節，即.2 水質(zhì)數據預處理、MSBR二級生化處理和人工濕地深度凈化洋湖再生水廠(chǎng)相關(guān)水質(zhì)數據見(jiàn)表1。由表1可處理，后兩個(gè)環(huán)節為污水生態(tài)處理工藝過(guò)程。知，污水經(jīng)MSBR二級生化處理達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》( GB18918 -2002)一級收稿日期: 2012-11-23基金項目:長(cháng)沙市“兩型”社會(huì )建設示范工程項目。B標準，MSBR池排放尾水經(jīng)人工濕地深度凈化處作者簡(jiǎn)介:王文明(1982- ),男，碩士,工程師，中國科學(xué)理達到--級A標準，部分進(jìn)人洋湖生態(tài)濕地公園院研究生院畢業(yè)，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文14篇，獲他引200多次，獲授作景觀(guān)補水經(jīng)自然水體自?xún)暨_到《地表水環(huán)境質(zhì)權發(fā)明專(zhuān)利1項。通訊作者:危建新。量標準》(GB3838 - 2002) II 類(lèi)水質(zhì)標準;部分- 64-http: //hjkxdk. yies. org. cn生態(tài)治污工藝與污水零排放方案及實(shí)踐王文明經(jīng)過(guò)濾消毒處理后作為片區中水，水質(zhì)達到《城2.3 主要工藝市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920 -2.3.1 MSBR 工藝2002)和《城市污水再生利用景觀(guān)環(huán)境用水水質(zhì)》經(jīng)預處理后的污水自流進(jìn)入二級生化處理系(GB/T18921 - 2002)。統，一期工程設MSBR池2組，每組處理能力為2表1 洋湖再生水廠(chǎng)相關(guān)水質(zhì)數據表 (mg/L)萬(wàn)t/d，每組尺寸為52.7 x39m，水力停留時(shí)間15. 29h,泥齡14. 59d。MSBR 系統曝氣用氣源由鼓設計進(jìn)水MSBR人工濕 自然濕中水風(fēng)機提供，設置鼓風(fēng)機3臺，2用1備。MSBR系池出水地出水 地水系pH6~96~96-9統排放的剩余污泥經(jīng)脫水處理后外運，設置離心脫20≤20≤10水機2臺，1用1備。BOD4≤6 (8)MSBR ( Modified Sequencing Batch Reactor) 為≤60≤5050改良式連續流序批反應池，它是在A(yíng)'/0工藝基礎NH,-N30≤8 (15)≤5 (8)s1<5上結合SBR工藝和接觸絮凝過(guò)濾理論發(fā)展而成的≤I5s1 ≤I5-種污水處理新工藝”。MSBR工藝采用組合式-E1≤0.5≤0.2體化結構，具有占地面積小、運行費用低和自動(dòng)化糞大腸菌≤10000≤ 1000≤ 10000 < 3程度高等優(yōu)點(diǎn)(2)。MSBR 系統由7個(gè)單元格組成，群(個(gè)/L)平面布置情況如圖2。排泥泵西濃縮污泥回流7#SBR池<+內循環(huán)回流出水污泥回流正混合液回流預缺氧池泥水分離池厭氧池缺氧池污水進(jìn)水2#，4#5#主曝氣池6#污泥回流d上清液1*SBR池出流混合液凸排泥泵圖2 MSBR池平 面布示意囹通過(guò)試運行工藝調試，將MSBR池一個(gè)運轉污泥提升至單元2，在單元2發(fā)生泥水分離，上清周期設置為240min,分為2個(gè)半周期，上半周期液從單元2回流至單元6,沉淀污泥進(jìn)人單元3形為120min,由3個(gè)時(shí)段組成:時(shí)段1為缺氧攪拌成濃縮污泥，濃縮污泥則從單元3提升至單元4和階段，30min;時(shí)段2為曝氣攪拌階段，30min;進(jìn)水混合，時(shí)段3,濃縮污泥回流和上清液回流停時(shí)段3為預沉淀階段，60min; 下半周期(時(shí)段止工作。在下半周期，單元7重復單元1的工作4、5和6)120min為沉淀出水階段。在相鄰的兩過(guò)程。個(gè)半周期內，單元1和7交替運行，可設置為上表2 MSBR 系統各單元各時(shí)段的工作狀態(tài)表半周期由單元7沉淀出水，下半周期由單元1沉搬單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7淀出水，--個(gè)周期內各單元各時(shí)段的工作狀態(tài)如1攪拌濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣沉淀表2[2-3]。上半2氣旅縮攪拌攪拌攪拌廩氣沉淀MSBR系統的回流包括混合液回流和污泥回周期3預沉濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣沉淀流)，混合液回流較為簡(jiǎn)單，在各時(shí)段均為從單下半i沉淀濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣曝氣元6回流至單元5、再由單元5至單元6，周而復沉淀濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣預沉始連續運行。如表2所示，時(shí)段1和2,單元1的一65-環(huán)境科學(xué)導刊http: //hjkxdk. yies. org.cn第32卷第3期2013年6月2.3.2人工濕地工藝們應視城市污水為一種寶貴的第二水源，污水被凈洋湖人工濕地作為污水深度處理系統(4-5),總化處理的過(guò)程也應是被再生利用的過(guò)程。通過(guò)工藝規模為4萬(wàn)Vd,總水力負荷0.76m'/m2.d,總篩選，洋湖再生水廠(chǎng)最終首創(chuàng )性選用“ MSBR +人BOD,表面負荷15.29g/m2●d,洋湖人工濕地工藝工濕地+自然濕地/中水”生態(tài)治污工藝，同時(shí)也流程見(jiàn)圖3。實(shí)現了污水梯級利用和零排放，保護了洋湖片區的MSBR出水一+-級植物塘一，垂直潛流人工濕地一◆中間河道生態(tài)環(huán)境和湘江- -級飲用水源地水質(zhì)。3.1 - -級B尾水利用情況二級植物塘← 表面流人工濕地←水平潛流人工濕地傳統意義的城市污水處理，-般經(jīng)二級生化工表面流人工濕地一→ 水平潛流人工濕地一◆紫外清毒渠一+出水藝(如A2/0、MSBR或氧化溝)處理后達到一級B標準，直接外排進(jìn)人地表水系，這可能會(huì )加劇環(huán)圖3洋湖 人工濕地工藝流程圖境污染( 如富營(yíng)養化等)，使環(huán)境容量受到挑戰。由圖3可知，洋湖人工濕地分為三級處理系洋湖再生水廠(chǎng)位于湘江上游，一級B尾水若直接統，每級系統采用“植物塘+人工濕地”組合工排入湘江，將會(huì )影響長(cháng)沙市一半以上的飲用水安藝。MSBR池出水首先自流進(jìn)入一級植物塘，利用全。洋湖人工濕地面積約16. 00hm',通過(guò)人工濕植物塘對一-級人工濕地配水。- -級人工濕地系統由地生態(tài)系統的構建，不僅可以將廠(chǎng)區排放一級B2組4座并聯(lián)運行的垂直潛流人工濕地組成。中間尾水全部提質(zhì)到一級A標準，還可以營(yíng)造城市生河道收集一級濕地系統出水，并對二級濕地系統布態(tài)景觀(guān)，擴大城市生態(tài)面積，豐富城市生態(tài)多樣水。二級濕地系統采用2組4座并聯(lián)運行的“水平性，為“綠色湖南”建設- - 道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。潛流濕地+表面流濕地”，該系統出水經(jīng)集水渠進(jìn)洋湖人工濕地實(shí)景照片如圖4，在碎石填料上人二級植物塘，二級植物塘出水經(jīng)布水渠進(jìn)入三級種植有美人蕉、香蒲、黃菖蒲、蘆葦、千屈菜、風(fēng)濕地系統，該系統由2組4座并聯(lián)的“表面流濕地車(chē)草等20多種水生植物，在碎石填料下則有污水+水平潛流濕地”組成，在水平潛流濕地末端設流過(guò)并被凈化處理，這里發(fā)生物理、化學(xué)、生物等小粒徑碎石過(guò)濾區以保證人工濕地出水懸浮物達多重直接或協(xié)同作用實(shí)現一級B到- -級A水質(zhì)的標，三級濕地出水經(jīng)集水區自流進(jìn)人紫外光消毒提升[3-4。洋湖人工濕地還配套建設有景觀(guān)河道、市民廣場(chǎng)、水上棧道等休閑場(chǎng)所，致力于將洋湖人渠，經(jīng)消毒處理后在片區回用。工濕地打造為一個(gè)集污水凈化和生態(tài)景觀(guān)環(huán)境于一3污水零排放方案在水環(huán)境污染嚴重或淡水資源短缺的今天，我體的市民公園。圖4 洋湖人工濕地實(shí)景照片3.2.-級A再生水利用情況區、保育區以及河流濕地區等。洋湖匯集湘江、靳洋湖片區是長(cháng)沙市大河西先導區起步區的五大江河、雅河，曾經(jīng)洪澇嚴重，我們秉承尊重自然、核心片區之一，規劃面積19. 8km',包括洋湖生態(tài)保護環(huán)境的理念，將水系與濕地公園整合，讓三條濕地公園、總部經(jīng)濟區、綠色生態(tài)宜居區三個(gè)功能河流成為洋湖最大的寶庫，濕地生態(tài)系統達分區。洋湖生態(tài)濕地公園面積4.85km',是中國中到7km2南部最大的城市濕地公園，是湘江流域生態(tài)治理的洋湖再生水廠(chǎng)結合所在洋湖片區的規劃，最終開(kāi)篇之作，其功能分區包括休閑區、展示區、科教-級 A標準再生水也沒(méi)有直接排人湘江，而是在洋http: //hjkxdk. yies. org. cn生態(tài)治污工藝與污水零排放方案及實(shí)踐王文明湖生態(tài)片區再生利用實(shí)現污水零排放和水資源循環(huán)，作用; 通過(guò)創(chuàng )新型生態(tài)示范基地和科普教育基地的一部分經(jīng)紫外消毒后 自流進(jìn)入洋湖生態(tài)濕地公園作創(chuàng )建，洋湖再生水廠(chǎng)將展示出積極的環(huán)境效應和社為景觀(guān)用水補水，并被自然水體自?xún)舻降乇鞩I類(lèi)水會(huì )效應， 這將會(huì )強有力地在全國范圍內推進(jìn)生態(tài)文質(zhì)標準;-部分經(jīng)過(guò)濾消毒處理在洋湖片區實(shí)現中明建設和人與自然和諧社會(huì )建立的步伐。水回用、分質(zhì)供水，主要用于綠化澆灌、消防、洗參考文獻:車(chē)、沖廁和建筑施工等城市雜用水。此外，洋湖片[1]張玉魁污水脫氮除磷MSBR系統特點(diǎn)及工藝設計[J]. 市政技術(shù)，2008, 26 (1):31-35.區居民家庭都將提供包括上水(自來(lái)水)、中水和[2]李寧，趙修華,王華，等.改良型序批式活性污泥反應器系統下水(排污水)在內的三套管網(wǎng)系統。及其應用[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2005, 28 (2): 110-113.前景展望[3] 羅萬(wàn)申.新型污水處理工藝- MSBR [J].中國給水排水，在“兩型”社會(huì )建設探索先行的道路上，洋1999，15 (6): 22-24.湖再生水廠(chǎng)邁出了堅定的步伐;在建立節水型社會(huì ):[4] 陳永華，吳曉芙.人工濕地植物配置與管理[M].北京:中國林業(yè)出版社，2012.和人水和諧社會(huì )道路上，洋湖再生水廠(chǎng)書(shū)寫(xiě)了濃墨[5] 王世和.人工濕地污水處理理論與技術(shù)[M]. 北京:科學(xué)出重彩的一-筆。作為國內首個(gè)大型生態(tài)再生水廠(chǎng)，洋版社，2007.湖再生水廠(chǎng)發(fā)揮著(zhù)“兩型”示范效應和科普教育The Scheme and Practice of Ecological Sewage TreatmentProcess and Sewage Zero DischargeWANG Wen-ming' ，WEI Jian-xin'2, NIE Shi-hui? , zU0 Feng', lI Yi'(1. Hunan Pilot Yanghu Reclaimed W ater Company Limited, Changsha Hunan 410006 China)Abstract: Yanghu Reclaimed Water Plant, with a capacity of 40000 m3/d, has been constructed as a demonstra-tion of the environmentally friendly society establishment in Dahexi Pilot Area of Changsha. The Water Plant adoptsthe " MSBR + constructed wetland" ecol ogical sewage treatment process, and its effluent quality reaches Class Aof Grade I of Discharge Standard of Pollutants for Municipal W astewater Treatment Plant. Instead of being dis-charged, the water is totally used as scenic water for Yanghu W etland Park and being recycled. This paper gives anintroduction of the wastewater treatment process and the experience of the zero discharge.Key words: ecological sewage treatment; MSBR; constructed wetland ; zero discharge; reclaimed water ; intermne-diate water recycling《環(huán)境科學(xué)導刊》發(fā)行數字期刊的聲明《環(huán)境科學(xué)導刊》，投稿及聯(lián)系郵箱: ynhjkx@ yies. org. cn;電話(huà)(傳真): 0871 -64142389;國內統- -刊號: CN53 - 1205/X;國際標準刊號: ISSN1673 - 9655?！董h(huán)境科學(xué)導刊》的數字版本已全文人編《中國期刊網(wǎng)》、《中國知網(wǎng)》、 《-數字化期刊群》、《中國核心期刊(遴選)數據庫》、《中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價(jià)數據庫》、《中文科技期刊數據庫(全文版)》、《教育閱讀網(wǎng)》等。所有被本刊錄用并發(fā)表的稿件文章,將- -律由 本刊編輯部統一制作 成數字版本在以上各數據庫發(fā)布，并參與光盤(pán)版匯編，同時(shí)在我刊網(wǎng)站Htp: //hjkxdk. yies. org. cn發(fā)布。若作者不同意稿件參與數字版發(fā)行，請另投他刊。本刊所付稿酬包含刊物數字版發(fā)行的稿酬，不再另付?！董h(huán)境科學(xué)導刊》編輯部一67-