项目现场图
1 建设背景
深圳市固戍水质净化厂，一期氧化沟处理水量24万m³/d，原出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的一级B标准，控源截污后，发现有12万m³/d 污水将要溢流，这些污水将有通过固戍涌直排前海的风险，该项目面临着提标改造和扩容的双重任务。
2 建设难点
原有氧化沟挖潜能力仅仅可以增加6万m³/d处理量，另有6万m³/d处理缺口；厂区仅有160×44米空地可用，可选择技术有限；经过专家多轮论证，最后采用A2/RPIR+深床滤池组合工艺新建6万m³/d污水处理构筑物，出水标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的一级A标准，达到扩容同时提标的目的。该项目计划投资1.1亿，仅用2个月时间，建成通水。
3 设计进出水质
根据现有的资料及要求，设计水量为6.0万m³/d，Kz=1.33，最大处理规模为8.0万m³/d，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准主要进、出水水质参数见表1。从运行效果看，部分指标可达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的IV类水标准。
表1 进出水水质标准
4 工艺流程
项目工艺流程如下。
图1 准IV类水标准扩容工程工艺流程图
流程说明：
在现有泵站内更换提升泵后，利用现有粗格栅，有效去除塑料、纸质等杂质，防止泵及其管道被磨损或阻塞。污水经提升后进入细格栅及旋流沉砂池，去除细小悬浮物和沙粒等颗粒物，降低后续的生物负荷。沉砂池的出水自流进入厌氧池，与从缺氧池回流的混合液一起完成释磷过程，同时部分容易降解的有机物被厌氧微生物分解利用。之后，厌氧池出水进入缺氧区，与回流的硝化液进行反硝化反应去除总氮，最后进入RPIR池进行好氧硝化反应，高效去除COD、NH3-N、TP、BOD5、SS等污染物。RPIR池出水再经过深床滤池的处理，进一步去除TN、SS等污染物。最后污水经过紫外消毒处理后实现达标排放。
项目产生的剩余污泥排至现有的污泥浓缩池一并处理至60%的含水率后，外运处置。
5 工艺设计
5.1 粗格栅及提升泵房（利旧）粗格栅及提升泵房作为第一道预处理工序，可以有效去除塑料、纸质等杂质，防止泵及其管道被磨损或阻塞。原有粗格栅及提升泵构筑物能够满足基本要求，只需要增加潜污泵。
设计流量：6万m³/天，变化系数1.33，利用现有提升泵。
5.2 细格栅及旋流沉砂池（新建）细格栅及旋流沉砂池合建，去除原水中细小的漂浮物及污水中粒径大于0.2 mm，密度大于2.65 t/m³的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞，以保证后续处理流程正常运行。
设计流量：6万m³/d，变化系数1.33；
细格栅池
栅前水深：0.7 m；
过栅流速：0.8 m/s；
栅条间距：5 mm；
格栅设备宽：1200 mm；
格栅渠宽：1400 mm；
安装角度：70°
旋流沉砂池
沉砂池表面负荷：180 m³/(m2·h)；
污水停留时间：30 s；
直径：φ=4.2 m；
有效水深：2 m；
尺寸：L×W×H=15×6×4 m；
结构类型：钢砼；
数量：2座
附属设备
细格栅：设备宽度1200 mm，N=1.1 kw，2套；
砂水分离器：外槽直径320mm，12-20L/S，N=0.37，2台；
罗茨鼓风机：Q=2 m³/min，H=4000 mm Aq，N=2.2 kW，2台
5.3 RPIR生化池（新建）RPIR生化池是整个污水处理厂的核心构筑物，能够高效去除COD、NH3-N、BOD5、TP、TN及SS等污染物。
设计水量：6万m³/d，Kz=1.33。
厌氧区
有效水深：7.0 m；
有效容积：3528 m³；
污水停留时间：1 h；
尺寸：L×W×H=42×12×7.5m
缺氧区
缺氧区污泥浓度：5.0 g/L；
缺氧区有效容积：Vn=14847 m³；
缺氧区停留时间：4.5 h；
有效水深：7.0 m；
脱氮负荷：0.036 kgTN/kgMLSS·d；
尺寸：L×W×H=42×50.5×7.5 m
好氧区
污泥浓度：6 g/L；
有效水深：6.5 m；
污水停留时间：8.2 h；
有效容积：27300 m³；
硝化液最大回流比：400%；
空气量：556 m³/min；
尺寸：L×W×H=42×100×7.0 m
附属设备
RPIR模块：L×W×H=5.0×2.4×3 m，224套；
微孔曝气盘：φ270 mm，12000套；
厌氧池：叶轮直径620 mm，N=5.0 kw，4台；
缺氧池：叶轮直径2500 mm，N=5.0 kw，16台；
回流泵：厌氧池：Q=700 L/s，N=5 kw，4台；
缺氧池：Q=700 L/s，N=10 kw，4台
5.4 深床滤池作为污水深度处理工艺及末端保障工艺，具有硝化、反硝化和截留悬浮物等功能。
设计流量6万m³/d，总变化系数Kz=1.33。
设计滤速取5.3 m/h，强制滤速取6.6 m/h。
滤池分为5格，采用单排布置，其中单格过滤面积93.8 m²，单格尺寸为14000×6700×4600 mm。
滤池反冲洗系统：反向滤池采用三段式气水联合反冲洗，其过程一般为：
单独气反冲洗，空气强度13 L/(s·m²)，反冲洗时间约2~3 min；
气水联合反冲洗，空气强度不变，水反冲洗强度约3.3 L/(s·m²)，反冲洗时间约4~6 min；
单独水反冲，强度约6 L/(s·m²)。
5.5 紫外消毒池（新建）对出水进行消毒，确保达标排放。
紫外有效剂量：21 mJ/cm²；
有效容积：470 m³；
有效水深：2 m；
尺寸：L×B×H=12×7×2.5 m；
数量：1座（分两系列）。
附属设备
紫外线消毒设备：N=37 kw，2套。
5.6 风机房（新建）提供风机安装场所，为RPIR生化池提供氧气。
尺寸：L×B×H=20×15×6 m；
结构：钢砼；
数量：1座
附属设备
风机：Q=140 m³/min，H=7000 mm，N=140 kw，5台，四用一备，带变频器。
5.7 加药间（新建）提供PAC装置的安装场所，PAC作为除磷剂投加至RPIR生化池。
投药量：PAC投加量为30 mg/L；
尺寸：L×B×H=15×10×6 m；
结构：钢砼；
数量：1间
附属设备
PAC投药系统：PAC储液罐：容积为20 m³，3个；
PAC加药罐：容积为20 m³，N=1.5 kw，1个；
计量隔膜泵：1200 L/H，N=0.55 kw，P=3.5 bar，3台，两用一备
6 运行费用分析
表2 新增设备耗电量一览表
6.1 电费电费以0.7元/(kw·h)计算，电费E1为：
E1=0.7*0.242=0.169元/吨水；
6.2 药剂费除磷剂：PAC投加量为30 mg/L，PAC单价为2元/kg；
污泥脱水剂：估算绝干污泥为10.2 t/d，设计污泥脱水剂投加量为4 kg/t-绝干污泥，PAM市场价为25元/kg；
E2=0.03*2+4*10.2*25/80000=0.073元/吨水；
6.3 污泥处置费
由于每日产生10.2 t绝干污泥，则含水率为80%的污泥为51 t，每吨污泥运输费为300元，则吨水产生的污泥运输费为：
E3=51*300/80000=0.191元/吨水
6.4 人工费配备厂长1人，月工资7000元；副厂长1人，月工资6000元；工人6名，月工资5500元；维修工2人，月工资6000元。每月总工资支出5.8万元，则人工费为：
E4=58000/（30*80000）=0.024元/吨水；
6.5 总运行费用E=E1+E2+E3+E4=0.169+0.073+0.191+0.024=0.457元/吨水。
图3 厂区原有空地不足（左）及扩容后卫星图（右）