生态治污工艺与污水零排放方案及实践

环境科学导刊http: //hjkxdk. yies. org. cn 2013, 32 (3)CN53 - 1205/X ISSN1673 -9655生态治污工艺与污水零排放方案及实践王文明'，危建新',聂世辉’，左锋'，李毅'(1.湖南先导洋湖再生水有限公司，湖南长沙410006 ;2.长沙先导洋湖建设投资有限公司,湖南长沙410006)摘要:洋湖再生水厂一期工程污水处理规模为4万m'/d,是长沙市大河西先导区“两型”社会建设示范工程，采用“MSBR+人工湿地”污水生态处理工艺，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准，出水作为洋湖生态湿地公园的景观用水和片区中水从而实现污水零排放。本文着重介绍洋湖再生水厂生态治污工艺和污水零排放经验。关键词:生态治污; MSBR;人工湿地;零排放;再生水;中水回用中图分类号: X703文献标识码: A文章编号: 1673 -9655 (2013) 03 -0064 -041工程概况一期厂区建安工程于2010年4月开工建设,洋湖再生水厂(坪塘污水处理厂 及中水回用工2011年8月底竣工，10 月开始试运行。人工湿地程)位于长沙市岳麓区洋湖大道南侧、靳江河东侧工程于2012年7月初竣工，-期工程于7月31日的洋湖生态湿地公园科教区内。工程总占地面积通过竣工环境保护验收，8月11日零时零分起进21. 67hm',厂区5.67hm2,人工湿地16. 00hm'。规人商业试运行。项目以B0O ( Building - Owning-划分三期建设，一期(2012 年) 4万Vd,二期. Operation) 模式运作，由湖南先导洋湖再生水有限(2016年) 8万Vd,远期(2020年) 12 万vd。工公司负责运营管理。程服务范围为长沙市先导区西二环线和白鹤天池以2生 态治污工艺方案南的坪浦组团区域，包括含浦科教产业园、坪塘和2.1工艺流程洋湖三个片区，纳污面积约50km2,服务人口约60洋湖再生水厂生态治污工艺流程见图1。万，配套污水收集管网40.43km,中水管网26. 5km。厂区生活污水1万Wd一座潮自然湿地市政管网生活污水粗格栅]一污水提升泵蝴一细格栅一旋流沉砂池一MSBR生化酒一人工湿地3万ld一中间提升泵站鼓风机房来空气SBR池排放剩余污泥二氧化氯来自加药间鼓风机房贮泥池I=污泥脱水间中水送水泵房◆-清水池+虹吸滤池泥饼外运，暂送垃圾填埋场处理,至中水回用管网系统最终送长沙市市政污泥集中处置和综合利用试验中心图1 洋湖再生水厂生态治污工艺流程图由图1可知，污水处理工艺包括三个环节，即.2 水质数据预处理、MSBR二级生化处理和人工湿地深度净化洋湖再生水厂相关水质数据见表1。由表1可处理，后两个环节为污水生态处理工艺过程。知，污水经MSBR二级生化处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB18918 -2002)一级收稿日期: 2012-11-23基金项目:长沙市“两型”社会建设示范工程项目。B标准，MSBR池排放尾水经人工湿地深度净化处作者简介:王文明(1982- ),男，硕士,工程师，中国科学理达到--级A标准，部分进人洋湖生态湿地公园院研究生院毕业，已发表学术论文14篇，获他引200多次，获授作景观补水经自然水体自净达到《地表水环境质权发明专利1项。通讯作者:危建新。量标准》(GB3838 - 2002) II 类水质标准;部分- 64-http: //hjkxdk. yies. org. cn生态治污工艺与污水零排放方案及实践王文明经过滤消毒处理后作为片区中水，水质达到《城2.3 主要工艺市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920 -2.3.1 MSBR 工艺2002)和《城市污水再生利用景观环境用水水质》经预处理后的污水自流进入二级生化处理系(GB/T18921 - 2002)。统，一期工程设MSBR池2组，每组处理能力为2表1 洋湖再生水厂相关水质数据表 (mg/L)万t/d，每组尺寸为52.7 x39m，水力停留时间15. 29h,泥龄14. 59d。MSBR 系统曝气用气源由鼓设计进水MSBR人工湿 自然湿中水风机提供，设置鼓风机3台，2用1备。MSBR系池出水地出水 地水系pH6~96~96-9统排放的剩余污泥经脱水处理后外运，设置离心脱20≤20≤10水机2台，1用1备。BOD4≤6 (8)MSBR ( Modified Sequencing Batch Reactor) 为≤60≤5050改良式连续流序批反应池，它是在A'/0工艺基础NH,-N30≤8 (15)≤5 (8)s1<5上结合SBR工艺和接触絮凝过滤理论发展而成的≤I5s1 ≤I5-种污水处理新工艺”。MSBR工艺采用组合式-E1≤0.5≤0.2体化结构，具有占地面积小、运行费用低和自动化粪大肠菌≤10000≤ 1000≤ 10000 < 3程度高等优点(2)。MSBR 系统由7个单元格组成，群(个/L)平面布置情况如图2。排泥泵西浓缩污泥回流7#SBR池<+内循环回流出水污泥回流正混合液回流预缺氧池泥水分离池厌氧池缺氧池污水进水2#，4#5#主曝气池6#污泥回流d上清液1*SBR池出流混合液凸排泥泵图2 MSBR池平 面布示意囹通过试运行工艺调试，将MSBR池一个运转污泥提升至单元2，在单元2发生泥水分离，上清周期设置为240min,分为2个半周期，上半周期液从单元2回流至单元6,沉淀污泥进人单元3形为120min,由3个时段组成:时段1为缺氧搅拌成浓缩污泥，浓缩污泥则从单元3提升至单元4和阶段，30min;时段2为曝气搅拌阶段，30min;进水混合，时段3,浓缩污泥回流和上清液回流停时段3为预沉淀阶段，60min; 下半周期(时段止工作。在下半周期，单元7重复单元1的工作4、5和6)120min为沉淀出水阶段。在相邻的两过程。个半周期内，单元1和7交替运行，可设置为上表2 MSBR 系统各单元各时段的工作状态表半周期由单元7沉淀出水，下半周期由单元1沉搬单元1单元2单元3单元4单元5单元6单元7淀出水，--个周期内各单元各时段的工作状态如1搅拌浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀表2[2-3]。上半2气旅缩搅拌搅拌搅拌廪气沉淀MSBR系统的回流包括混合液回流和污泥回周期3预沉浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀流)，混合液回流较为简单，在各时段均为从单下半i沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气曝气元6回流至单元5、再由单元5至单元6，周而复沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气预沉始连续运行。如表2所示，时段1和2,单元1的一65-环境科学导刊http: //hjkxdk. yies. org.cn第32卷第3期2013年6月2.3.2人工湿地工艺们应视城市污水为一种宝贵的第二水源，污水被净洋湖人工湿地作为污水深度处理系统(4-5),总化处理的过程也应是被再生利用的过程。通过工艺规模为4万Vd,总水力负荷0.76m'/m2.d,总筛选，洋湖再生水厂最终首创性选用“ MSBR +人BOD,表面负荷15.29g/m2●d,洋湖人工湿地工艺工湿地+自然湿地/中水”生态治污工艺，同时也流程见图3。实现了污水梯级利用和零排放，保护了洋湖片区的MSBR出水一+-级植物塘一，垂直潜流人工湿地一◆中间河道生态环境和湘江- -级饮用水源地水质。3.1 - -级B尾水利用情况二级植物塘← 表面流人工湿地←水平潜流人工湿地传统意义的城市污水处理，-般经二级生化工表面流人工湿地一→ 水平潜流人工湿地一◆紫外清毒渠一+出水艺(如A2/0、MSBR或氧化沟)处理后达到一级B标准，直接外排进人地表水系，这可能会加剧环图3洋湖 人工湿地工艺流程图境污染( 如富营养化等)，使环境容量受到挑战。由图3可知，洋湖人工湿地分为三级处理系洋湖再生水厂位于湘江上游，一级B尾水若直接统，每级系统采用“植物塘+人工湿地”组合工排入湘江，将会影响长沙市一半以上的饮用水安艺。MSBR池出水首先自流进入一级植物塘，利用全。洋湖人工湿地面积约16. 00hm',通过人工湿植物塘对一-级人工湿地配水。- -级人工湿地系统由地生态系统的构建，不仅可以将厂区排放一级B2组4座并联运行的垂直潜流人工湿地组成。中间尾水全部提质到一级A标准，还可以营造城市生河道收集一级湿地系统出水，并对二级湿地系统布态景观，扩大城市生态面积，丰富城市生态多样水。二级湿地系统采用2组4座并联运行的“水平性，为“绿色湖南”建设- - 道亮丽的风景线。潜流湿地+表面流湿地”，该系统出水经集水渠进洋湖人工湿地实景照片如图4，在碎石填料上人二级植物塘，二级植物塘出水经布水渠进入三级种植有美人蕉、香蒲、黄菖蒲、芦苇、千屈菜、风湿地系统，该系统由2组4座并联的“表面流湿地车草等20多种水生植物，在碎石填料下则有污水+水平潜流湿地”组成，在水平潜流湿地末端设流过并被净化处理，这里发生物理、化学、生物等小粒径碎石过滤区以保证人工湿地出水悬浮物达多重直接或协同作用实现一级B到- -级A水质的标，三级湿地出水经集水区自流进人紫外光消毒提升[3-4。洋湖人工湿地还配套建设有景观河道、市民广场、水上栈道等休闲场所，致力于将洋湖人渠，经消毒处理后在片区回用。工湿地打造为一个集污水净化和生态景观环境于一3污水零排放方案在水环境污染严重或淡水资源短缺的今天，我体的市民公园。图4 洋湖人工湿地实景照片3.2.-级A再生水利用情况区、保育区以及河流湿地区等。洋湖汇集湘江、靳洋湖片区是长沙市大河西先导区起步区的五大江河、雅河，曾经洪涝严重，我们秉承尊重自然、核心片区之一，规划面积19. 8km',包括洋湖生态保护环境的理念，将水系与湿地公园整合，让三条湿地公园、总部经济区、绿色生态宜居区三个功能河流成为洋湖最大的宝库，湿地生态系统达分区。洋湖生态湿地公园面积4.85km',是中国中到7km2南部最大的城市湿地公园，是湘江流域生态治理的洋湖再生水厂结合所在洋湖片区的规划，最终开篇之作，其功能分区包括休闲区、展示区、科教-级 A标准再生水也没有直接排人湘江，而是在洋http: //hjkxdk. yies. org. cn生态治污工艺与污水零排放方案及实践王文明湖生态片区再生利用实现污水零排放和水资源循环，作用; 通过创新型生态示范基地和科普教育基地的一部分经紫外消毒后 自流进入洋湖生态湿地公园作创建，洋湖再生水厂将展示出积极的环境效应和社为景观用水补水，并被自然水体自净到地表II类水会效应， 这将会强有力地在全国范围内推进生态文质标准;-部分经过滤消毒处理在洋湖片区实现中明建设和人与自然和谐社会建立的步伐。水回用、分质供水，主要用于绿化浇灌、消防、洗参考文献:车、冲厕和建筑施工等城市杂用水。此外，洋湖片[1]张玉魁污水脱氮除磷MSBR系统特点及工艺设计[J]. 市政技术，2008, 26 (1):31-35.区居民家庭都将提供包括上水(自来水)、中水和[2]李宁，赵修华,王华，等.改良型序批式活性污泥反应器系统下水(排污水)在内的三套管网系统。及其应用[J]. 环境科学与技术，2005, 28 (2): 110-113.前景展望[3] 罗万申.新型污水处理工艺- MSBR [J].中国给水排水，在“两型”社会建设探索先行的道路上，洋1999，15 (6): 22-24.湖再生水厂迈出了坚定的步伐;在建立节水型社会:[4] 陈永华，吴晓芙.人工湿地植物配置与管理[M].北京:中国林业出版社，2012.和人水和谐社会道路上，洋湖再生水厂书写了浓墨[5] 王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M]. 北京:科学出重彩的一-笔。作为国内首个大型生态再生水厂，洋版社，2007.湖再生水厂发挥着“两型”示范效应和科普教育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《环境科学导刊》发行数字期刊的声明《环境科学导刊》，投稿及联系邮箱: ynhjkx@ yies. org. cn;电话(传真): 0871 -64142389;国内统- -刊号: CN53 - 1205/X;国际标准刊号: ISSN1673 - 9655。《环境科学导刊》的数字版本已全文人编《中国期刊网》、《中国知网》、 《-数字化期刊群》、《中国核心期刊(遴选)数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中文科技期刊数据库(全文版)》、《教育阅读网》等。所有被本刊录用并发表的稿件文章,将- -律由 本刊编辑部统一制作 成数字版本在以上各数据库发布，并参与光盘版汇编，同时在我刊网站Htp: //hjkxdk. yies. org. cn发布。若作者不同意稿件参与数字版发行，请另投他刊。本刊所付稿酬包含刊物数字版发行的稿酬，不再另付。《环境科学导刊》编辑部一67-