1 项目背景
浙江省余姚市小曹娥城市污水处理厂位于余姚市小曹娥镇，是余姚市最大的污水处理厂，服务范围包括主城区、姚北新城、小曹娥、黄家埠、临山、滨海园区、滨海新城、泗门、马渚、梁弄、丈亭、陆埠以及三七市、河姆渡等，服务面积总计约120k㎡。
服务范围示意图
本厂总用地面积19.16h㎡，远期规划规模30万m³/d，现状处理规模22.5万m³/d，先后建成了一期工程、二期工程和三期一阶段工程，一期工程分两批建设，各为6万m³/d，其中一批工程于2004年建成运行，二批工程于2010年建成运行。二期工程对一期生物池进行了改造，增加了滤池等，扩建规模3万m³/d，于2014年底建成。三期一阶段工程扩建规模7.5万m³/d，于2018年建成。
用地现状示意图
本厂现执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。现状工艺流程见下图。
现状工艺流程图
2018年12月，浙江省发布地方标准《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》（DB33/2169-2018）（以下简称清洁排放标准），该标准在国标一级A的基础上加严了化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等4项污染物的排放限值，详见下表。
注：括号内数值为每年11月1日至次年3月31日执行。
另外，结合本厂服务片区污水量增长情况，预计2022年进水总量将超过22.5万m³/d，因此确定本工程设计规模为25万m³/d。
为满足上述清洁排放标准和新增污水量，需对本厂进行提标改造和扩建。
2 重难点分析
（1）进水水量难分配、预处理设施较薄弱
现状进水高位井缺少配水措施，难以保证改造后各路配水的均匀性。现状预处理构筑物中无格栅，导致后续处理构筑物中混有较大的悬浮物和漂浮物。现有预处理设施综合池，具有一定的沉砂和水解酸化作用，也一定程度消耗了进水碳源，不利于出水TN的提标。
（2）现状一、二期生物反应池容积偏小，二沉池负荷偏高
现状一、二期生物反应池容积偏小，在目前进水水质低于设计值情况下，勉强达到一级A标准，但不利于稳定达标，更无法满足清洁排放标准的要求。一、二期二沉池表面水力负荷较高（1.50m³/㎡·h），时有漂泥现象产生。
（3）现状榨菜废水严重威胁本厂的稳定运行。
现状榨菜废水预处理站进水水质严重超标，出水水质不符合纳管标准，严重威胁本厂的稳定运行，对达到清洁排放标准带来隐患。
（4）进水B/C偏低，含难降解有机物
本厂BOD5/CODCr在0.34左右，可生化性一般，进水中含有部分难生化降解的有机物，可能对出水COD的稳定达标产生影响，需采取相关去除措施。
（5）厂内管线错综复杂
本厂先后建成一期、二期和三期工程，厂区内工艺管线、污泥管线、空气管线、加药管线、雨污水管线等错综复杂，导致本厂总平管线布置难度较大。
（6）用地较为紧张
厂区用地较为紧张，现状19.16h㎡用地仅勉强满足30万m³/d处理规模的用地需求。
（7）施工期间达标运行保障
本工程施工期间，应保证不对现有处理工艺及运行造成较大影响，尽量缩短断水施工时间，并尽可能减少或不影响污水厂的运行，保证施工期间出水达标。另外，由于本次工程会占用部分稳定塘用地，稳定塘主要对CODCr、SS和TP有进一步去除效果，施工期间需采取措施强化上述指标的去除。
3 设计方案
（1）工艺流程
污水处理工艺流程示意图
本工程污水处理工艺流程见上图所示，首先结合厂外泵站及管网改造工程（不在本工程范围内），废除现有高位井，新建一座进水高位井，按照远期30万m³/d的规模建设，同时满足最新的配水和进水水头需求。
新建的高位井出水经配水后分别进入新建1#细格栅及曝气沉砂池（20.5万m³/d）和2#细格栅及曝气沉砂池（土建按9.5万m³/d一次建成，设备安装4.5万m³/d）。
榨菜废水（3000m³/d）进入现状预处理站中的格栅井调节池（更换格栅），格栅井调节池出水进入新建榨菜废水混凝沉淀池（3000m³/d）。混凝沉淀池出水经提升后进入预处理站中的现状水解酸化池，其出水与小曹娥城市污水处理厂污水混合进入（以调控氯离子浓度在微生物耐受范围）小曹娥厂内北侧2座综合池，将北侧2座综合池改造为榨菜废水强化处理池，对榨菜废水进一步强化处理后排入1#细格栅及曝气沉砂池出水端。
1#细格栅及曝气沉砂池出水经均匀分配后分为2路，第1路出水部分进入一期综合池（改造为侧流强化池），另一部分进入一期、二期生物反应池（改造为Bardenpho工艺，每座池按5.75万m³/d运行，共11.5万m³/d），同时一期、二期生反池的部分污泥回流至侧流强化池，在硝化效果较差时，可延长部分污泥的停留时间，提高硝化细菌比例，从而强化硝化效果；第2路出水进入已建三期一阶段生物反应池（Bardenpho工艺，处理规模增加至9.0万m³/d）。
2#细格栅及曝气沉砂池出水经均匀分配后分为2路，第1路出水进入本工程新建生物反应池（Bardenpho工艺，处理规模4.5万m³/d）；第2路出水预留给远期拟建生物反应池（Bardenpho工艺，处理规模5.0万m³/d）。
生物反应池出水进入二沉池（与生物反应池合建），实现固液分离。一期、二期和三期二沉池出水经中间提升泵房（新建）提升后与本次新建二沉池出水混合进入加磁粉高效沉淀池（新建），通过混凝沉淀进一步降低水体中污染物，同时在加磁粉高效沉淀池中设置粉末活性炭反应池，在必要时投加粉末活性炭保证出水COD的稳定达标。
高效沉淀池出水接入滤站（改造）进一步过滤提高出水水质。滤站出水进入消毒池（已建，保留利用），投加二氧化氯消毒，出水水质达标后外排至排海泵站，由排海泵站最终排入杭州湾。
（2）总平面布置
本工程中主要新增构筑物有新建1#和2#细格栅及曝气沉砂池、扩建Bardenpho生物反应池及污泥泵房、扩建二沉池、新建中间提升泵房、高效沉淀池、扩建鼓风机房、扩建加药间、迁建中水泵房、扩建厂区污水泵房、扩建除臭系统、新建侧流强化鼓风机房、新建侧流强化污泥回流泵房、新建榨菜废水鼓风机房等。改造的构筑物有一期综合池改造为侧流强化池、二期综合池改造为榨菜废水强化处理池、一期和二期生物反应池改造、滤站扩容、污泥脱水机房扩容等。
新建进水高位井（由其他项目实施）位于现状高位井东侧，1#细格栅及曝气沉砂池布置在上一期工程新建的变配电间西侧空地上，2#细格栅及曝气沉砂池布置在现状榨菜废水预处理站西侧塘的用地上，新建侧流强化鼓风机房布置在一期与二期二沉池之间的空地、新建侧流强化污泥回流泵房布置在一期综合池（1#和2#）之间的空地、新建榨菜废水鼓风机房布置在污泥浓缩池北侧的空地。由于用地受限，新建Bardenpho生物反应池及二沉池、新建中间提升泵房、新建高效沉淀池、新建变配电间、新建鼓风机房、新建加药间布置在现状稳定塘的用地上。新建厂区污水泵房布置在现状厂区污水泵池旁的空地上。其余配套设施如厂区中水泵房、除臭设施等根据现有场地情况分散设置。总平面布置图详见下图。
总平面布置示意图
（3）施工期间运行保障
考虑从以下三方面来保障施工期间正常运行：
第一，结合本厂实际，优化总平面布置。本厂现状平面布局如下图所示，在厂区东面有三座串联的稳定塘，一期和二期二沉池的出水经稳定塘处理后再依次进入滤站和消毒池。运行数据表明，稳定塘主要对CODCr、SS和TP有进一步去除效果，尤其是对CODCr的稳定达标起到了重要作用。
为尽量保留稳定塘的功能，作为施工期间运行达标的保障措施，总平面布置将大部分新建单体集中布置在南面的稳定塘中，以保留利用北面两座稳定塘，如下图所示，结合中间提升泵房进水管设置施工期间临时连通管，将现状二沉池出水接入北面两座稳定塘，在施工期间，二沉池出水可经过稳定塘进一步处理。
第二，合理安排施工工序。由于本厂用地紧张，本工程仍需占用部分稳定塘用地，为此，建议先实施上图红框内的中间提升泵房、高效沉淀池、加药间和配电间。建成后，现状二沉池出水可由高效沉淀池进一步处理，从而保证出水达标。
第三，做好管道切换，强化运行效果。本厂进水高位井（由其他项目新建）、细格栅及曝气沉砂池、中间提升泵房等单体建成后需进行管道切换，设计中考虑预留接头和阀门，同时与进水高位井设计单位、施工单位做好对接，便于管道的快速切换，尽量减少断水时间。另外，施工期间通过增加生物反应池末端和滤站进水端的PAC投加量，增加生物反应池曝气量、投加粉末活性炭等措施，强化CODCr、SS和TP的进一步去除，从而保证出水达标。
4 总结
（1）结合厂外进水管网及泵站改造工程，新建进水高位井解决进水分配问题。新建细格栅及曝气沉砂池完善现有预处理设施，同时可将现有综合池用于榨菜废水强化处理和弥补一、二期生物反应池池容。
（2）针对现状一、二期生物反应池容积偏小，二沉池负荷偏高的问题，对一、二期生物反应池及二沉池采取减量运行，同时将一期综合池改造为侧流强化池，延长部分污泥的停留时间，提高硝化细菌比例，从而强化硝化效果。
（3）针对现状榨菜废水预处理站出水超标严重的问题，本工程结合实际情况，最大程度地利用原有处理设施，通过适当改造、完善现有二期综合池，对现状榨菜废水预处理站出水进一步强化处理，以确保城市污水处理厂出水稳定达到清洁排放标准。
（4）本厂进水可生化性一般，含有部分难生化降解的有机物，在加磁粉高效沉淀池中设置粉末活性炭反应池，必要时通过投加粉末活性炭保证出水COD的稳定达标。
（5）针对施工期间运行保障的问题，从优化总平面布置、合理安排施工工序和做好管道切换、强化运行效果等方面综合考虑，保障施工期间出水水质的达标。
