天津新建污水处理厂（一期）工程规划规模为2万立方米/日，远期设计总规模为8万立方米/日。分期设计方法为“20000 m3/d + 20000 m3/d + 40000 m3/d”。 m3/d”布置3个半地下箱体，总面积约9万平方米。

本项目设计面临着近期和远期水量变化大、出水水质要求高、土地利用不规范三大问题。鉴于近期和远期水量变化较大，项目采用三个半地下箱体，满足不同阶段的污水排放需求；同时，通过工艺方案比选和集约化工厂布局，可以在不规则规划用地的前提下实现。出水量达标。本文主要讲解污水厂的类型和二级处理工艺。

01

进出水水质及工艺流程

1.1

进出水水质

根据本项目废水量预测结果，处理后的废水大部分为居民及公共设施生活用水，工业用水仅占5.3%。结合国家《城镇下水道污水排放水质标准》（GB/T 31962-2015）和天津地方《污水排放标准》（DB 12/356-2018），并结合服务范围内的实际情况根据污水处理厂的水质情况，确定该工程近期设计水质见表1。

由表1可见，本项目BOD/COD=0.5，为良好生化污水；一般认为，如果BOD/TN>4，则可以认为污水有比较充足的碳源可供反硝化细菌利用，BOD/TN=3.57，碳源稍显不足。为此，项目配备了碳源添加系统，在进水BOD/TN较低时添加碳源，确保TN排放达标。 BOD/TP=33.33，可采用生物除磷。

表1 工程设计进水水质

根据天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB 12/599-2015），“城镇污水处理厂出水排入水环境时，设计规模≥10 000 m3/d时，执行标准A”。本项目污水处理厂尾水排放符合天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB 12/599-2015）中A标准。本项目设计污水处理出水水质见表2。

表2 工程设计出水水质

注：括号内排放限值执行时间为每年11月1日至次年3月31日。

1.2

工艺流程

本项目生物处理采用改进的Bardenpho活性污泥工艺（图1），强化生物脱氮除磷。深度处理采用“高效沉淀池+深床过滤器”，进一步去除COD和SS。污泥处理采用一体式污泥离心浓缩脱水机，消毒方案采用“污泥处理、消毒+辅助臭氧脱色”工艺。根据项目中不同构筑物和设备产生臭气的特点，预处理构筑物（建筑物）和生物反应池拟采用较为成熟的生物滤池除臭工艺，污泥脱水机房采用“离子送风+生物过滤除臭”。

图1 污水处理厂工艺流程图

02

方案设计

2.1

施工类型

随着我国城镇化水平和居民环境要求的提高，与周围环境协调、高度封闭、无二次污染的地下（半地下、全地下）污水处理厂正逐步为城市污水处理提供新的解决方案。城镇污水处理工程建设。想法。

项目场地边界西侧与居住区直线距离小于140m。规划环评要求“污水处理设施卫生防护距离不小于200m”，进一步减少了项目的使用空间。项目拟采用半地下垂直定向布局类型。污水处理池上部加双层盖，上部种植绿化。生产活动位于地下（图2）。

图2 半地下双层覆盖示意图

与全地下布局相比，半地下布局水池全部位于地下，上部空间没有生产设施，景观效果更好；设备可从生产区道路进入，安装方便；生产区设有人员出入通道，景观区与生产区相连。各区域独立分开，互不影响；气味密封性好，对周围环境无影响；基坑深度小，箱体突出地面约7～8m，节省工程投资；同时，消防要求高，需要设置多个防火分区、消防楼梯、疏散出口。

2.2

生化治疗方案

五级Bardenpho由两级AO反硝化系统组成。进水分别进入厌氧段（A）和第二缺氧段（A2）。工艺最前端设置厌氧除磷工段。 50%～70%的进水首先在厌氧段与外回流污泥充分混合。污泥在厌氧区进行释磷反应后，进入第一级缺氧段（A1），利用污水中的碳源与内回流中的硝态氮进行反硝化，然后进入好氧区进行有机物降解、硝化和吸磷。另一部分污水直接进入第二级缺氧区（A2），与前段好氧硝化段的污水混合，为反硝化提供碳源，完成对上段进水产生的硝态氮的反硝化。第二级好氧段（O2）出水部分返回第一级缺氧区。工艺流程如图3所示。

图3 五阶段Bardenpho工艺流程图

该工艺结合了 AAO 和多级 AO 工艺的优点。主要特点如下。

(1)充分利用多级AO工艺中下游反硝化的特点，大幅度降低内回流比例。

(2)优先利用碳源进行反硝化，增强系统的反硝化效果。

（3）通过调整各断面水量比例，灵活应对水质变化。

本项目进水主要为生活污水。根据项目出水水质要求，污水生化处理工艺需重点去除TN。 “五阶段Bardenpho工艺”模拟自然界生物分解原理，创造适合微生物生长的环境，分解有机污染物。这是世界公认的先进、高效的工艺。此外，“五级Bardenpho工艺”具有节省空间、节能高效、耐冲击、脱氮除磷程度高、出水稳定可靠等优点。同时，还需结合天津市污水处理实际情况，考虑后期运营管理等因素。因此，本项目二级处理工艺采用“五级Bardenpho工艺”。

2.3

解决方案总结

该项目存在以下三个主要问题。首先，土地不规则。项目用地位于三角地带，规划面积约9万平方米。实际上，扣除环评要求的退缩面积后，污水处理设施占地面积约5.77万平方米。传统地上工厂土地利用率低，无法满足本项目用地面积要求。因此，高度密集的地下工厂类型被考虑。同时考虑到成本问题，选择了半地下式。

其次，本工程水量近期和远期变化较大。项目远期规模为8万立方米/日。根据该地块总体开发规划，短期水量为20000 m3/d，中期水量为40000 m3/d，根据实际需求，短期最小系列为5000 m3/d 。一半的地下盒子都无法满足这么大的水量波动。因此，本项目考虑采用三种半地下箱体布局，以满足不同阶段不同污水排放量的需要。

三是对出水水质要求高。本项目污水处理厂尾水排放符合天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB 12/599-2015）中A标准，各项指标值均达到地表IV类标准质量标准。为满足出水水质要求，本项目二级处理工艺采用五级Bardenpho工艺，脱氮除磷程度高，出水稳定可靠。

03

工程经济指标

项目总投资28775.96万元，其中工程造价23366.69万元。国内半地下污水处理厂每吨水投资约为4500至5500元（出水水质为国家标准A类）。该项目的建设规模约为传统半地下污水厂的两倍。主要原因如下。

(1)维护成本高。现在的地点是一个鱼塘。鱼塘多为粉质土，填土、基坑支护成本较高；

（2）项目分期实施。除半地下箱体分三期实施外，其余综合楼、出水口、回用水泵房等均属本项目范围，一期投资比例相对较高。大的。

04

工艺设计总结

（1）针对本项目近远期水量变化较大的问题，结合区域土地开发规划，创造性地提出“2+2+4”三期建设方案，从而解决污水厂长期规模大和短期问题。水量小问题。

(2)二级处理采用“五级Bardenpho工艺”。通过在进水渠中设置闸门，可以根据进水量、水质的变化以及反应池内环境条件的变化，灵活调整运行方式，稳定脱氮除磷效果。 ;深度处理采用“高效沉淀池+深床过滤器”，进一步去除COD和SS。同时，深床过滤器预留脱硝模块，进一步保证出水各项指标达到天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB 12/599-2015）A级标准。