北京市房山區某污水處理廠二期工程于2013年9月獲得北京市房山區發展和改革委員會簽發的項目核準批復。由于該廠二期工程的受納水體——刺猬河屬于Ⅲ類水體，因此該污水處理廠二期工程出水必須達到DB 11／890—2012表1中的A標準。

3．1工藝流程

在設計中，對進出水水質特點進行了充分比較論證，明確了如下設計原則：

（1）二級生物處理工藝必須采用具有深度除碳、脫氮、除磷功能的生物處理工藝，力爭在二級處理段全部解決氮（TN、NH3－N）的問題，絕大部分解決碳（COD、BOD5）的去除，兼顧解決部分磷（TP）的去除。

（2）必須設置深度處理工藝，著重解決經前序工藝處理后水中殘余的污染物，如：TP、SS、COD，同時還應有脫色、消毒功能。

（3）在確保出水水質達標的前提下，兼顧工藝運行的穩定性和靈活性、操作管理的方便性，并盡可能節約投資和運行成本。

經過對各種工藝的充分比選，最終確定了如圖1所示的工藝流程。

3．2主要構筑物設計

3．2．1粗格柵及進水泵站

對一期工程粗格柵及進水泵站進行改造，更換2臺格柵機，增設3臺潛水離心泵（2用1備，2臺變頻）。格柵寬度800 mm，柵條間隙20 mm；潛水泵單泵流量1 083 m3／h，揚程14．5 m。

3．2．2細格柵間及曝氣沉砂池

一期工程預處理階段未設置沉砂池，污水經進水泵提升后進入柵隙寬度為1 mm的轉鼓式細格柵，然后直接進入后續處理流程。經多年運行，轉鼓細格柵柵條損壞嚴重，影響了其截留效果。二期工程細格柵間及曝氣沉砂池將對一期工程污水一并進行處理，處理后出水分兩路，分別進入兩期工程后續處理流程。細格柵間與曝氣沉砂池連建，為地上式構筑物。平面尺寸41．4 m×10．6 m。

（1）細格柵間。設4條渠道，選用轉鼓式格柵除污機，格柵后配套無軸螺旋輸送壓榨機1臺。根據格柵前后水位差或定時控制細格柵和輸送壓實機聯動運行。柵渠寬度1．5 m，柵條間隙3 mm，安裝角度35°。

（2）曝氣沉砂池。曝氣沉砂池分2池。水力停留時間6 min，水平流速0．1 m／s，單位供氣量0．1～0．2 Nm3／m3。池上設桁車式吸砂機2臺，單臺跨度3．6 m，吸砂泵2臺，單泵流量20 m3／h，揚程10 m，砂水分離器2臺，羅茨鼓風機3臺（2用1備），風量5．5m3／min，壓力3．9 m。

3．2．3改良型五段Dardenpho生物池及污泥泵站

將生物池與回流及剩余污泥泵站合建，平面尺寸約80 m×75．3 m，有效水深6 m。

生物池分2組，每組按預缺氧區／厭氧區／缺氧區／好氧區／后缺氧區／好氧區的順序布置各池體。混合液由第一好氧區回流，在厭氧區和缺氧區均設置了混合液內回流點，在預缺氧區、厭氧區、缺氧區、后缺氧區均設置了進水點，方便根據進水水質的變化靈活調整進水點和內回流點，污泥由二沉池經回流污泥泵提升回流至預缺氧區，剩余污泥由剩余污泥泵排放至污泥處理系統，外加碳源投加至后缺氧區。非曝氣區設水下攪拌器，曝氣區設穿孔曝氣管。

3．2．4二沉池及配水井

采用輻流式周進周出二沉池2座，單池直徑36 m，每池設中心驅動單管吸泥機1臺。最大表面負荷1．06 m3／（m2·h）。

3．2．5二次提升泵站

為滿足深度處理及尾水排放的水力要求，在二沉池后設置二次提升泵站1座。為節省用地，將二次提升泵站與深度處理的混合、絮凝池、高密度沉淀池合建。泵站內設潛水離心泵4臺（3用1備，全部變頻），單泵流量Q＝722 m3／h，揚程6 m。

3．2．6混合、絮凝、高密度沉淀池

高密度沉淀池分為2池，每池前端均設置機械混合池1座、機械絮凝池3座， 機械混合池混合時間60 s，機械絮凝池總絮凝時間15．1 min，高密度沉淀池斜管區上升流速7．93 m／h。

底泥排放和回流泵房與高密度沉淀池合建，內設污泥螺桿泵6臺（4用2備），單泵流量20～80 m3／h，揚程20 m。

3．2．7壓力式超濾膜凈水間

凈水間內設置壓力式超濾膜組件10組，膜孔徑0．03 μm；在膜組件前設置自清洗過濾器3套，過濾精度200 μm對污水處理廠二級出水進行精細過濾；反沖洗廢水排入廠區污水系統；超濾膜出水先進入儲水池再進入后續流程，儲水池為廠區回用水和膜池反沖洗水提供水源。

3．2．8臭氧接觸池及出水計量槽

臭氧接觸池與巴氏計量槽合建，臭氧接觸池為加蓋封閉池體，有效水深6 m，接觸時間30 min，臭氧投加濃度為16 mg／L。

3．2．9鼓風機房

鼓風機房與變配電站合建，內設多級離心鼓風機3臺（2用1備），均變頻調速，總供氣量13 500 Nm3／h，風壓6．7 m。

3．2．10綜合加藥間

綜合加藥間設在超濾膜凈水間內，設置兩種藥劑的投加系統：PAC投加系統和碳源投加系統。

（1）PAC投加系統。化學除磷及深度處理絮凝劑采用液體PAC，商品濃度為10％，投加濃度為5％，投加量為55 mg／L（液態商品計），投加泵采用氣動隔膜計量泵，投藥點設置在機械混合池。

（2）碳源投加系統。采用乙酸鈉作為補充碳源，固態商品乙酸鈉的純度為60％，投加濃度為10％，投加量為245 mg／L（固態商品計）。投加泵采用氣動隔膜計量泵，投加點在生物池的后缺氧區。

3．2．11粉炭投加間及臭氧發生器間

粉末活性炭最大設計投加量為30 mg／L，采用一體化制備投加裝置，干式投加，通過水射器投加至機械混合池。臭氧最大設計投加量為16 mg／L，設臭氧發生器2套，不設備用，采用流量比例控制臭氧發生量和投加量。

3．2．12污泥處理系統

二期工程借鑒了一期工程的經驗教訓，采用了重力濃縮＋帶式濃縮脫水一體機工藝作為污泥處理工藝。

本工程污泥干固量為9 227 kgDS／d，濃縮池進泥含水率為99．5％，脫水機進泥含水率為98％，脫水機出泥含水率為80％。

設置輻流式濃縮池2座，單池直徑10 m，固體負荷為58．74 kgDS／（m2·d），每池上設中心傳動柵耙污泥濃縮機1臺，脫水機進泥采用污泥螺桿泵，設置3臺（2用1備），單泵流量30 m3／h， 揚程25 m。

污泥脫水機房內設帶式濃縮脫水機2臺，單臺能力30m3／h。配套設備包括沖洗水泵、空壓機、絮凝劑制備裝置、加藥螺桿泵及螺旋輸送機等。

3．2．13除臭設計

采用全流程除臭工藝。除臭系統由微生物培養系統和除臭污泥投加系統組成。微生物培養系統由微生物培養箱、生物填料和供氣系統組成，培養箱內安裝AB組合填料，培養箱供氣管道就近接自生物池曝氣管道，溶解氧控制在0．15～0．5 mg／L。除臭污泥投加系統包括除臭污泥泵和污泥管道，除臭污泥投加量為生物池進水量的2％～6％，可根據實際運行情況適當調整。

生物培養箱布置在生物池的厭氧、缺氧段，空氣由好氧段空氣干管提供，除臭污泥回流泵設置在回流及剩余污泥泵站，除臭污泥通過管道回流至粗格柵前進水井。設除臭污泥回流泵2臺（1用1備），單泵流量70m3／h，揚程12 m。

3．3工藝特點分析

（1）預處理段選擇了粗格柵、進水提升泵站、細格柵、曝氣沉砂池工藝，主要作用是去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物，從大塊垃圾到顆粒粒徑為數毫米的懸浮物。

（2）二級生物處理工藝采用了具有深度除磷脫氮功能的五段Bardenpho工藝，并對該工藝進行了如下改良設計：①在厭氧區前增設預缺氧區，按預缺氧區－厭氧區－缺氧區－好氧區－后缺氧區－好氧區的順序布置各池體，回流污泥進入預缺氧區，從而消除了硝酸鹽對生物除磷的不利影響；②采用多點進水：在預缺氧區、厭氧區、缺氧區、后缺氧區均設置了進水點，方便根據進水水質靈活調整進水點和各點進水量，從而提高原水中碳源的利用率，降低外加碳源使用量，外加碳源投加點設置在后缺氧區前端；③采用多點混合液回流：在厭氧區和缺氧區設置了混合液內回流點，混合液自第一好氧區末端回流，可根據進水水質靈活調整回流點及回流量。

（3）深度處理工藝采用混凝＋高密度沉淀池＋超濾膜＋臭氧工藝。該工藝集化學除磷、高效去除殘余SS和COD、脫色、消毒等多種功能于一體。

（4）重力濃縮池的固體負荷選擇了規范規定的上限［60 kgDS／（m2d）］，既起到了預濃縮的作用又有調蓄來泥流量不均勻性的作用。

4．1處理能力

該污水處理廠二期工程于2015年9月21日正式運行（之前經過了28天的調試），實際運行中未投加粉末活性炭。

一年多的運行實踐表明，該工藝處理效果良好，系統運行穩定，無論寒暑出水各項指標均達到了設計要求。該污水處理廠二期工程投產以來，極大地改善了刺猬河流域的水體水質，取得了顯著的環境效益和社會效益，得到了房山區水務局、房山區環保局以及業內專家的高度評價，并為出水執行高標準的污水處理廠設計提供了成功范例。