京溪污水处理厂实习

中山大学

环境科学与工程学院

2011级实习报告

学生姓名：周宇轩

学生学号： 11323148

专业年级： 11级环境工程

实习单位：京溪地下净水厂

实习时间： 2013.8.27

指导老师：魏在山

2013年 8月 27日

1.认知实习目的

1.1深入了解广州京溪地下净水厂的污水净化原理及其所涉及的相关的具体流程，与书本中的知识理论体系相比较联系，学习思考相关的知识理论在环境工程中的具体应用。

1.2深入掌握广州京溪地下净水厂的主要处理工艺MBR（Membrane Bio-Reactor）膜生物反应器系统以及进一步掌握A2/O工艺在实际的污水净化中的相关工艺设

计及其流程。对膜生物反应器与传统的滤池与沉砂池进行对比。

1.3对比广州大坦沙污水处理厂，从各项数据指标进行理论科学的对比，并分析阐述各自的优缺点。

1.4进一步学会与理解如何将理论知识与实际的生产工艺相结合，通过工程师的讲解学习实践认知与锻炼观察力。

2．认知实习时间

2013年8月27日

3．认知实习地点及其简介

认知实习地点：广州京溪地下净水厂

京溪地下净水厂简介：

广州市污水治理有限责任公司投资约5.8亿元，在白云区沙太北路以东、犀牛南路以北地段建设京溪污水处理厂，拟单独处理沙河涌上游流域的污水，对沙河涌整治起到积极作用。广州市京溪地下净水厂是广州市亚运会配套城市河涌改造项目，日处理污水10万吨，采用当前世界最为先进的“膜生物反应器（MBR）处理工艺”。整厂处理工艺设备采用“地下全埋式”，分两层，深20米，为目前亚洲最大的地下污水处理厂，同时也是国内单位水量占地面积最小的污水处理厂，仅相当于传统工艺正常占地面积的十分之一。

京溪污水处理厂址位于沙太路旁金湖货运场内, 占地约28 亩( 1 亩=667

m2 ) 。服务范围包括沙河涌上游流域的左、右支流及南湖流域, 服务面积为15.

7 km2 ,服务人口13. 03 万人。污水处理厂设计规模10 万m3 / d, 采用膜生

物反应器( MBR) 工艺, 其出水排入沙河涌, 作为沙河涌的景观补水水源。

作为沙河涌的景观补水水源，京溪地下净水厂的出水水质标准须满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB 18918-2002) 一级A 标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》 ( DB 4426—2001) 第二时段的一级标准的要求。

4．认知实习具体内容

4.1认知学习京溪地下净水厂的净水总流程

京溪地下净水厂的净水总流程图如下所示：

上图所示即为京溪地下净水厂的工艺流程总图，包括沙河涌上游流域的左、右支流及南湖流域的污水排入污水厂后经过高位配水井输出一定流量的污水，污水首先通过细格栅除去一些水动力学粒径相对较大的固体颗粒，而后进入曝气沉砂池，使固体沙粒表面的有机物除去，同时使固体沉淀下来，污水进入精细格栅后进入MBR生化池，使污水中的TOC、TN、TP得到有效的降低与去除，而后处理后的污水进入净水厂最重要的MBR膜池，过滤除去微生物及大量的固体悬浮物，通过产水泵使膜内的污水汇集流出，经过紫外线消毒后，污水的各项指标均达到一级A 排放标准，污水通过美丽的假山排除厂外。当然，于此同时的，整个工艺流程都伴随着污泥回流以及生物除臭塔除臭等操作，使得净水厂更有效率，同时不对附近的居民产生感官性的污染。

该工艺流程使京溪地下净水厂的净水系统具有明显的特点：污水进入生物反应池中其中的有机物进行分解处理后，由微滤膜中汇集排除，细菌和悬浮物均被截留在曝气池中，出水达到悬浮物SS接近为0的优良水质。

4.2格栅

格栅是一组平行的的刚性栅条制成的框架，可以用来拦截水中大块的固体悬浮物。格栅通常倾斜设在其他处理构筑物或泵站集水池进口处的渠道中，防止漂浮物阻塞构筑物管道、闸门、搅拌机以及水泵等机械设备。因此，格栅起着进化水质和保护设备的双重作用。

京溪地下净水厂含有两种不同功能的格栅：一种是大家平常常见的转鼓式的细格栅，另一种是平常不常见的转鼓式的精细格栅。

转鼓式细格栅是圆柱状细格栅，设置在污水的进水渠入口处，在京溪地下净水厂中主要起着拦截一些粒径较大的悬浮物或漂浮物，以防随后的精细格栅、水泵、管道以及其他设备出现堵塞，转鼓式细格栅集清渣、输送、压榨等功能于一体，可减少栅渣的外运体积和外运费用，也有利于厂区的环境卫生。京溪地下净水厂一共设置了三台转鼓式的细格栅，采用时间和液位差两种控制方式，栅条间隙

5mm，过栅流速0.9m/s，过栅水头损失0.2m。

转鼓式的精细格栅也是圆柱形的格栅，与转鼓式细格栅不同的是，精细格栅的

栅隙更窄，其主要拦截的是一些纤维状的固体，如人体的毛发等，有效地防止了在MBR工艺中膜组件受到这些固体纤维的阻塞及相关的影响，保护了整个地下净水的稳定性及高效性。京溪地下净水厂设置了6台转鼓式的精细格栅，采用了时间差和液位差两种控制方式，栅条间隙为1mm，过栅流速0.75m/s，过栅水头损失为0.8m。同时6台转鼓式细格栅也具有集清渣、输送、压榨等功能于一体，可减少栅渣的外运体积和外运费用，也有利于厂区的环境卫生的能力。

4.3曝气沉砂池

曝气沉砂池是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，池底安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有一定的坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。

京溪地下净水厂的曝气沉砂池设置有两条廊道，每条廊道的平均流是0.1m/s，每立方米污水的曝气量为0.2m3。

普通沉砂池截留的沉砂中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点。曝气沉砂池由于池中设有曝气设备，它具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用。当然，考虑到后续工艺，曝气沉砂池从某种程度上说也具有一定的缺点，较大的曝气量增加了电量的大量损耗，同时也对后续的除磷脱氮的缺氧段和厌氧段造成一定的影响。

4.4生物反应池

4.4.1工艺简介

京溪地下净水厂采用的是改良型的A2/O工艺作为生物反应池工艺。

总所周知，传统的A2/O工艺面临着诸多的问题，例如：除磷效果难以提高，为90%左右；脱氮效果不理想，仅70%左右；沉淀池的溶解氧含量须控制得当，过低容易导致厌氧消化，污泥释放磷，过高时回流污泥可能对厌氧池造成影响……京溪污水厂采用的改良型的A2/O工艺运用了PASF、UCT和VIP等技术，克服了A2/O工艺部分固有缺陷，优化和提高了其处理能力，同时加强了除磷脱氮效果。

京溪地下净水厂采用的生物反应池工艺是传统的活性污泥、生物硝化反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。生化反应池分为三段，分别为厌氧段、缺氧段、好氧段，其中厌氧段主要是释放磷，同时部分有机物进行氨化，缺氧段的主要功能是脱氮，硝态氮来源主要是来自好氧段的内循环来提供，好氧段的主要作用则是去除BOD，硝化和吸收磷。厌氧、缺氧段内置潜水搅拌器，作用是含有微生物的活性污泥在污水中充分分散开，使污泥和污水混合充分混合，好氧段装有多孔曝气器供氧。

生化池分为东西两条生产线，总有效容积为24200m3，设计的水量为10万吨每天，总有效停留时间为7.43h其中厌氧段为0.99h，缺氧段为1.99h，好氧段

为4.45h。膜池污泥回流比R= 150% ~ 300%, 好氧区混合液回流比R= 150%~ 400%, 缺氧区至厌氧区回流比R= 100%

4.4.2除磷加药间

生化池后设1 座除磷加药间,主要功能是为生物反应池投加除磷药剂,使污水

的TP达到相应的一级A标准，除磷加药间的土建尺寸为14.7m×13.74m×5.15 m,除磷药剂采用液体硫酸铝,储药池容积为68.5m3,储存时间30d, 加药泵的流量是800 L/ h,H=30m,N= 2.25 kW,加药间一共有三台加药泵,其中2台正在使用，还有1台作为备用。

4.5 MBR膜池

4.5.1 MBR膜

京溪地下净水厂采用的是聚偏氟乙烯（PVDF）真空纤维膜作为MBR工艺的膜材料。以聚偏氟乙烯PVDF真空纤维作为原材料有如下的优点：抗污染能力强，PVDF 具有独特的表面特性，污染物不易沾附在膜表面上；PVDF真空纤维材料易清洗，能够通过在线清洗有效去除膜污染；PVDF真空纤维材料具有较高的通量，单位面积成孔率高，透水性强，处理效率高，能耗少；PVDF真空纤维与其他膜材料相比，具有相当高的寿命，能够耐各种化学药剂，抗老化，膜的使用寿命极高，减少了膜更换的大量费用。

4.5.2 膜原理

京溪地下净水厂采用的膜处理的原理如下图所示：

上图的过滤原理是属于外压式的过滤原理，其主要可以分为三步，原水在产水泵的外压作用下通过真空状纤维PVDF，并在产水泵的作用下在纤维管内汇集流出，与此同时的第二步是原水中的污染物、悬浮物、细菌都被截留在膜表面，无法实现过膜，从而与原水中的液体流动相实现分离，第三步则是通过原水的冲击作用对膜的外表膜的污染物进行清洗分离，从而使膜重新具有相对较高的分离效率。

4.5.3 MBR工艺及其相关参数

MBR反应器是以酶、微生物、动植物作为催化剂进行生化反应，同时借助膜分离技术不断分离出产物和并截留催化剂而进行反应的装置。京溪地下净水厂是将

膜分离技术中的微滤和超滤技术与活性污泥法有机地结合在一起的污水处理新技术，MBR法采用的是新型的生化处理系统，它是将真空纤维膜组件直接放入曝气池中膜系统反应器下部直接与曝气装置和匹配，使膜在曝气装置的作用下保持有规律的左右律动，并不断受到上层气泡的刷洗，使膜表面得到清洁，也防止了膜表面被结垢物或油类大量附着，是真空纤维膜维持较高的处理效率。

京溪地下净水厂设2座MBR膜池,位于改良型A2/O生化池的后端,对生化后污水进行泥水分离，其作用相当于普通污水处理厂的生物滤池和二沉池。MBR设计膜通量为14.5L/(㎡.h),膜孔径0.1m,共设20个膜处理单元,每单元设10个膜组件。

4.5.4设备间

MBR反应器设有设备间，其主要功能是配置MBR膜组件系统配套的出水、反洗、循环、剩余污泥排放等设施。

其中产水泵的流量为320 m3/h,H =14 m, 每小时功率为22 kW,共22 台,其中的20台运行，剩余的2台作为备用。

反洗泵流量Q=360 m3/h，H=12 m,每小时功率为18.5 kW,设备间内一共配置有2台,1台式使用，另一台作为备用备，其主要作用是用原水对PVDF真空纤维膜表面进行清洗，使其保持较高的处理效率。

设备间内配备有两台循环泵，它们的流量为350m3/h,H =10 m,N=18.5kW。

设备间还配置有两台剩余污泥泵Q=100m3/h,其主要作用是将剩余污泥收集配送到污泥浓缩脱水间。

4.5.5膜清洗加药间

为了是PVDF真空纤维膜时刻保持较高的处理效率，防止其表面因受油污或结垢物的沾附而影响其净水效率，京溪地下净水厂在MBR 生化系统的基础上配套设1 座清洗加药间,其土建尺寸为14.7m×13.74 m× 5.15 m(与除磷加药间大小相同)，同时设置3 个储药罐,每个加药罐的体积是20m3 ,分别储备酸、碱和NaClO三种药剂,加药系统分在线和离线两种方式。

其中离线清洗泵Q=20m3/h，H=0.12MPa，N=4kW;在线清洗计量泵Q=1m3/h，

H=0.4MPa,N=0.37kW,一共有六台，三台作为备用。

4.5.6 MBR生物反应系统优点

MBR反应器具有较多的优点，下面一一介绍：

其一，出水水质优质稳定，由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

其二，剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低,理论上可以实现零污泥排放,降低了污泥处理费用。

其三，占地面积小，不受设置场合限制，生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

其四，可去除氨氮及难降解有机物，由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

其五，操作管理方便，易于实现自动控制，该工艺实现了水力停留时间与污泥停留时间的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

其六，易于从传统工艺进行改造，该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。

4.6填料式生物除臭系统

京溪地下净水厂采用对该厂采用全面除臭的理念,在预处理区、生化处理

区及污泥处理区均进行臭气收集, 分区集中除臭。

该厂采用的填料式生物除臭系统，收集的气体通过湿润、多孔和充满活性的微生物滤层，利用微生物对气体有机物进行吸附、吸收和降解。气体经过微生物吸附后进入活性炭吸附装置，再进一步减少气体中污染物的浓度。

填料式的生物除臭设置通常具有较强的生物活性与耐用性，其处理效果一般与填料的选择、温度、湿度、pH、营养物质和污染物浓度具有较大的关系。

京溪地下净水厂一共设置有三套除臭装置，其中东、西生化池各一套，设计的风量是40000m3/h，同时预处理区和脱水机房设置有一套，设计的风量为22000m 3/h。

4.7紫外消毒装置

本工程MBR 系统超滤膜能有效截留绝大部分细菌(粒径0.2至50微米) 和部分病毒,出水基本可以达到了粪大肠菌群1000个/ L的排放标准。为安全起见, 仍考虑设管式紫外线消毒设备,严格控制出水粪大肠菌群数。

其实采用紫外消毒装置，很大程度上是由于MBR出水系统浊度很小，透光性好，容易穿透，适合用紫外消毒的方法。紫外线消毒的原理是紫外线对微生物的DNA 有畸变的作用，使微生物的细胞失去活性，无法繁殖，细菌数量大幅度地减少，从而达到灭菌的目的。紫外消毒的消毒效率高，无二次污染，且作用时间很短，同时相对比于加氯消毒或投臭氧来说，无消毒副产物，不会造成二次污染。但整体的消毒效果不如投氯显著。

京溪地下净水厂设置有四台管式紫外消毒装置，每台紫外消毒的处理能力是

Q=2.5万m3/d，功率为45kW。

4.8污泥浓缩脱水间及储存系统

整个污水处理行业最令人头疼的，同时也是可能造成很大程度上二次污染的便是污水处理后的剩下的大量的污泥，若直接将污泥进行运输填埋处理则会消耗大量的人力，物力，因此，再考虑到此时，在整个工艺流程的末尾厂内配置有污泥浓缩脱水间，对大量的污泥实现脱水。

京溪地下净水厂采用MBR工艺，剩余的污泥的泥龄较长稳定程度较传统的活性污泥法有了较大的提高，因此直接使用离心脱水机进行浓缩脱水，剩余污水经过储泥池，有进泥泵输送进入离心浓缩脱水机，脱水后经干污泥泵送至料仓，之后由运泥机外运。污泥处理系统包括：储泥系统、进泥系统、脱水系统、加药系统以及运输系统

污泥浓缩脱水间是按京溪地下净水厂10万m3/d的处理量来设计的,土建尺寸为19.25m×22.5m×5.8m,污泥量12.94tDS/d,进泥含水率99.2%,出泥含水率75%至78%。

内部2座储泥池,土建尺寸为9.3m×3m×3.3m,储泥时间为1h,安装2台搅拌器,单机功率N=2.2kW。

5.实习与认知总结

本次实习仍然学到了很多，与第一次实习所截然不同的，心情不再是紧张的，学习的目的也不会像第一次那样的盲目：不知道你到底应该看什么值得你去观察的，不知道如何从工程师耳中获取你所应该获取的。我想，这都是我从心态上的所获得的在社会实践过程中的进步。

就京溪地下净水厂所展现给我们大家的一种视觉上的感官就是——高端大气上档次，虽然是一座污水处理厂，但它所呈现在我们面前的便犹如一座美丽的花园，不再是那种昔日的污水处理厂那种死气沉沉的感觉，仿佛给人带来了一种新鲜的活力，我想可能因为这一点便足以激发厂内的一些员工以更加积极饱满的心态进行工作吧。这一点似乎与我们环境工程专业领域无关，但对我的启发是，一个厂、公司甚至是一个国家，必须要表现出足够的外在的环境与氛围，从心灵上给人以心灵上的享受，认为：这不是一个工厂，而是一座伟大的花园。

从技术层面上来说，京溪地下净水厂确实是足够优秀，其优秀表现在5个字：传承与革新，京溪地下净水厂是亚洲最大的地下净水厂，其影响力不言而喻，京溪地下净水厂在采用传统的生物反应池的前提下进行了改良，大大提高了除磷脱氮的效率。同时，京溪地下净水厂敢于采用先进的科学技术，敢于走在世界的最前端，大胆使用PVDF聚偏氟乙烯真空纤维材料，将膜分离技术与传统的活性污泥法有机地结合在一起，不仅大量地提高了污水的处理效率，同时还大大地减少了污水处理厂的占地面积，有效地缩短了污水的停留时间，将我们只有在书本上才能看到的MBR工艺大胆地运用在实际的生产工艺中，这本身就是一个伟大的创举。我时常听着一些博士生师兄说他们做的领域只能发表一些文章却无法真正运用于实际的生产生活中。我想这是当代大学生的普遍性问题，我们时常想的是我们的研究出来的知识到底能不能被运用，我们却很少自己亲自去尝试，去真正地勇敢地将知识运用于实践，京溪地下污水厂形象而有深刻地向我们阐述了一种观点：知识不仅可以改变自己的命运，更可以改变世界的命运，只要你足够勇敢地迈出你的第一步。

京溪污水厂能取得成功，我想很大程度上还取决于它拥有一群热情的员工：他们以热情的接待方式，为我们播放视频讲解；为我们配发矿泉水；为我们提供厂内介绍的小册子；甚至连副厂长都主动参与为我们这些学生进行讲解的工作

中……这一些小细节决定着这个团队的待人处事的一种态度。对我而言，我们当然相信这样的一群员工绝对能认真对待每一件事。

当然，我认为京溪污水处理厂的一些小方面仍然有待加强，其一，在整个参观的过程中，恶臭的情况太过严重，虽然厂内设置有专门的除臭装置，但臭气仍然弥漫这整个厂房，其主要原因是剩余污泥收集时产生的臭气，其实，我认为可以单独隔开一条通道进行污泥回流并收集该通道内的臭气，这样可以有效缓解厂内的臭气状况。

本次实习认知更加坚定了通过实践获取知识的勇气与决心，同时也激励着我努力学习环工知识，并勇敢地运用于生产与生活中去，京溪地下净水厂让我坚信了科技才是环境界的不竭动力。