生態(tài)環(huán)境保護示范工程2024-S-4
 

　　洋湖再生水廠三期及三期人工濕地項目
 

　　申報單位
 

　　湖南先導洋湖再生水有限公司
 

　　業(yè)主單位
 

　　湖南先導洋湖再生水有限公司
 

　　推薦單位
 

　　湖南省環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會
 

　　投運時間
 

　　2023年5月
 

　　工程示范點
 

　　①出水水質標準高：設計排放標準為《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T 1546-2018)中一級標準，是目前湖南省內污水處理廠執(zhí)行的最高排放標準，遠高于國內大多數(shù)污水處理廠執(zhí)行的《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中的一級A標準。三期項目自2023年5月投運以來，通過不斷優(yōu)化調整工藝參數(shù)和設備運行控制，近期主要出水水質指標絕大多數(shù)時段優(yōu)于地表水Ⅲ類水標準，其中COD<20mg/L，TP<0.1mg/L，氨氮<1mg/L；TN在不投加碳源或少量投加碳源的情況下，近半年平均維持在5mg/L左右。
 

　?、谀退繘_擊能力強：考慮到項目位于南方地區(qū)，在雨季需經(jīng)常面對超量合流污水的沖擊，在設計時預處理系統(tǒng)按1.3倍總變化系數(shù)設計，2倍峰值水量進行復核；二級生化段MSBR池通過增加有效水深，多點進水和分配碳源，增加出水堰數(shù)量及長度，強化內部回流和攪拌，增設池底穿孔曝氣設施防止積泥，采用CFD(計算機流體力學)仿真驗證等，確保生化系統(tǒng)具備大水量運行條件；深度處理采用通用的高效沉淀+反硝化深床濾池組合工藝，并且關鍵設備采用進口品牌。自2023年投運后，多次面對雨季合流污水沖擊下實現(xiàn)穩(wěn)定運行，三期生化段單組最高負荷達到2.5倍設計規(guī)模。
 

　?、鬯Y源循環(huán)利用：三期每天可為靳江河提供優(yōu)質生態(tài)補水(最終匯入湘江)，為湖南省的最大河流提供持續(xù)自我凈化動力。將片區(qū)產生污水通過凈化再生作為城市的“第二水源”，把寶貴的水資源循環(huán)利用，成功破解城鎮(zhèn)化過程中的水資源短缺、水環(huán)境保護和水生態(tài)良性發(fā)展“三水統(tǒng)籌”難題，提供了綠色可持續(xù)的洋湖解決方案，拆除了套在城市開發(fā)建設規(guī)模上的緊箍咒。在節(jié)約大量的自來水資源同時，實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟效益雙贏。
 

　?、芤I綠色低碳技術示范：利用MSBR池、停車場等構筑物建設分布式光伏電站，總裝機規(guī)模約4.2MWp(含已建一期和二期MSBR池等，三期安裝光伏規(guī)模約占40%)，采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式，25年平均發(fā)電量約360萬kWh，可全部用于洋湖再生水廠生產運營，實現(xiàn)約20%耗電量的自給。新建洋湖智慧能源站，利用三期項目優(yōu)質尾水資源，采用水源熱泵機組將洋湖再生水廠尾水與自來水進行能量交換，可為項目周邊區(qū)域約110萬平方米建筑提供集中供冷供熱服務。根據(jù)測算，相比常規(guī)供能方式智慧能源站綜合節(jié)能率達60%以上。開展智慧水務及智能曝氣、精準加藥試驗研究，較省內類似項目，三期項目實現(xiàn)電能消耗降低8%、乙酸鈉投加減少20%、PAC投加減少20%及以上。
 

　　⑤探索智慧水務全新領域：以設計、施工BIM數(shù)據(jù)為基礎，結合廠區(qū)日常管理及數(shù)字化平臺建設需求，將BIM、UE游戲引擎、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫等技術進行跨界融合，打造高水平的數(shù)字孿生運維管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以游戲引擎為底層支撐，創(chuàng)新性推出基于像素流技術的云端渲染模式，重點打造運行駕駛艙、生產運行、生產安全等核心功能模塊，全方位接入廠區(qū)實時運行數(shù)據(jù)、生產統(tǒng)計數(shù)據(jù)和異常報警信息等，提升管理系統(tǒng)可視化效果、輔助日常運維和異常信息監(jiān)控。
 

　?、薮蛟炀G色生態(tài)景觀標桿：考慮項目周邊場地原狀及項目特點，采用人工濕地工藝對三期項目尾水進行深度凈化，不僅綠色低碳節(jié)能，而且還能利用人工濕地建設塑造城區(qū)中央的景觀公園，在消除傳統(tǒng)污水處理廠鄰避效應的同時，成功樹立污水處理廠全新形象；在滿足安防要求下，采用水系替代部分實體圍墻，營造綠色生態(tài)、通透舒適的景觀空間；廠區(qū)內各建筑物設置可上人綠化屋頂，增加廠區(qū)綠化面積；因地制宜設置綠化群，營造多樣性生態(tài)景觀，提升環(huán)境美觀與生態(tài)性，綠化景觀多樣，層次豐富、密度適宜，合理選用本地鄉(xiāng)土樹種；生產樓按綠色建筑二星級、裝配式建筑建造，充分貫徹綠色、低碳理念。
 

　?、呷尕瀼丨h(huán)保理念：采用綠化隔離+生物除臭+植物液除臭多手段消解廠區(qū)各處理段臭氣，保障廠界環(huán)境空氣質量；在鼓風機房設置隔音材料、水泵采用潛水泵等措施降低生產噪音。
 

　　⑧構建科普教育宣傳前沿堡壘：充分利用三期項目已建成的污水處理系統(tǒng)及外圍人工濕地系統(tǒng)，全面提升洋湖再生水廠科普教育宣傳體系，設立專業(yè)科普講解員，定制多條參觀路線和攝制科普視頻，免費對中小學生和社會團體開放，全年可接待參觀約3000-5000人次。與中南大學、湖南大學等高校共建產學研基地，為高校學生提供研學條件和配套基礎設施。
 

　　工程規(guī)模
 

　　工程設計規(guī)模100000 m3/d(Kz=1.3)。
 

　　工藝流程
 

　　洋湖再生水廠三期及三期人工濕地工藝流程如圖4所示，市政污水經(jīng)重力自流進入洋湖再生水廠三期前端預處理設施，首先進入粗格柵，經(jīng)潛水泵提升進入中、細格柵除渣及旋流沉砂池除砂。經(jīng)管道均勻配水進入三期兩組MSBR生物池，在MSBR生物池對有機污染物進行氧化分解及脫氮除磷，這是確保大部分污染物得到有效去除的核心單元。二級生化處理后的污水經(jīng)中間提升泵站提升進入深度處理設施高效沉淀池，重點去除污水中SS、TP。高效沉淀池出水再進入反硝化深床濾池，深床濾池是確保TN達標的重要環(huán)節(jié)。濾池出水最終進入紫外光消毒池進行消毒處理。各處理單元產生的污泥進入污泥脫水系統(tǒng)處理，經(jīng)離心脫水至含水率為80%以下再外運至長沙市污泥處置中心集中處置。
 

　　洋湖再生水廠三期尾水經(jīng)管道進入配套人工濕地，首先流入庫塘濕地進行調節(jié)緩沖再配水分流，其中3萬m3/d進入垂直潛流人工濕地進行處理，剩余的7萬m3/d尾水進入河流濕地。垂直潛流人工濕地出水再排入河流濕地，與其他尾水匯合后流向湖泊濕地，最終經(jīng)管道自流進入靳江河(靳江河水位為常水位時)。當靳江河水位高于36.50m且應急排水泵站水泵進水口液位高于37.90m時，啟動該泵站內的水泵進行強排，其余時間水泵關閉均為自流排放。為處理與一期人工濕地的豎向高差，打造局部景觀效果，在與一期人工濕地相接的北側設計了小型跌水景觀，跌水水量為900m3/d，跌水最終由水泵抽至河流濕地排放。
 

　　運行效果
 

　　本項目設計出水水質達到《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T 1546-2018)一級標準。
 

　　三期項目設計排放標準為《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T 1546-2018)中一級標準，是目前湖南省內污水處理廠執(zhí)行的最高標準，優(yōu)于省內大多數(shù)污水處理廠執(zhí)行的《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中的一級A標準。三期人工濕地出水水質達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)中準Ⅳ類標準。本項目自2023年5月投運以來，通過不斷優(yōu)化調整工藝參數(shù)和設備運行控制，近期已實現(xiàn)主要出水水質指標優(yōu)于地表水Ⅲ類水標準穩(wěn)定運行，其中TN在5～8mg/L，TP穩(wěn)定<0.1mg/L，氨氮<1mg/L。
 

　　二次污染控制
 

　　預處理細格柵反沖洗廢水、深度處理系統(tǒng)反沖洗廢水等生產運營中產生的廢水均通過污水管道收集后回流至預處理進水端，與進入廠區(qū)的污水共同處理后達標排放。MSBR池投運時會產生部分剩余污泥，在1/7序批單元設有剩余污泥泵，根據(jù)程序設定會自動在序批沉淀的時候排泥，每次排泥不超過10min，每個半周期排泥3~5次。儲泥池內的污泥經(jīng)均化調理后再泵送至污泥脫水間處理。本項目的污泥在廠區(qū)處理至含水率80%以下，再運至長沙市污泥處置中心進行集中處置。人工濕地產生的植物秸稈后，利用植物秸稈發(fā)酵制備有機肥，有機肥料總養(yǎng)分含量≥5%、有機質含量≥70%，主要用于洋湖濕地土壤改良。
 

　　主要工藝參數(shù)
 

　　1、MSBR池
 

　　三期設計10單元格MSBR池2座，設計單座處理能力5×104m3/d(Kz=1.3)、有效容積40458.33m3、水力停留時間19.42h，設計運行污泥濃度3500mg/L、污泥負荷0.042kg BOD5/kg MLVSS·d、污泥泥齡17.52d。為適應低C/N比污水處理需求和更高的TN排放標準，在廣泛應用的7單元格MSBR基礎上增加了1A、5A和7A三個單元進而優(yōu)化設計為10單元格MSBR，其中1和7為SBR序批單元、1A和7A為缺氧/好氧反應單元、2為泥水分離單元(濃縮單元)、3為預缺氧單元、4為厭氧單元、5和5A為缺氧單元、6為主曝氣好氧單元。
 

　　2、高效沉淀池
 

　　高效沉淀池集機械混合池、機械絮凝池和斜管沉淀池于一體。設計1座2組，處理規(guī)模10.0×104m3/d(Kz=1.30),混合時間1.84min,絮凝時間8.53min沉淀池液面負荷17.00m3/(m2·h)。主要設備包括：進水電動閘板、混凝攪拌器、絮凝攪拌器、刮泥機、出水疊梁閘、污泥回流泵、污泥排放泵、潛水軸流泵等。
 

　　3、反硝化深床濾池
 

　　設計規(guī)模10.0×104m3/d(KZ=1.35)，共設置8池，雙排布置，單格過濾面積87.66m2、正常濾速：7.72m/h、強制濾速：8.83m/h、反沖洗水洗強度：20m3/m2.h、反沖洗氣洗強度：75m3/m2.h、反沖洗周期：1次/24h。濾料采用生物陶粒濾料，有效粒徑2.5mm，濾層厚度：1800mm。每個反硝化深床濾池設有進水堰板、濾料層、承托層、濾磚層、出水槽、進出水閥門、反沖洗系統(tǒng)閥門及放空閥門等。
 

　　4.庫塘濕地
 

　　庫塘濕地設計處理規(guī)模：10萬m3/d，面積約2424.78m2，由塘內一座跌水壩一分為二，壩以上的池體兼具垂直流人工濕地配水池的功能，設計水深為1.9m，壩以下設計水深為1.5m，設計底標高37.90m，邊坡為自然1:5放坡，庫塘濕地防滲設計采用膨潤土防水毯。庫塘塘內栽植沉水植物，駁岸植草或撒播草種綠化。庫塘濕地高位水池兼具人工濕地配水井功能。
 

　　5.垂直潛流人工濕地
 

　　垂直潛流人工濕地凈面積為13293.10m2，填料總厚度1.2m，其中功能性填料厚度為0.2m，碎石填料厚度為1.0m。濕地池底設計標高為37.60m，濕地填料完成面標高為38.80m，濕地池頂設計標高為39.30m。水力表面負荷2.26(m3/m2·d)、水力停留時間0.146d。人工濕地底部和側面鋪設PE防滲膜15996.40m2，單膜厚度0.3mm，重量≥800g/m2，斷裂伸長率30%~100%，防滲層的滲透系數(shù)不低于10-8m/s。為了保證濕地系統(tǒng)布水均勻，結合總平面設計，將垂直流濕地系統(tǒng)分成東西2大區(qū)域，共6個布水單元(A1/A2，B1/B2，C1/C2)，每個布水單元面積約2250m2。每個布水單元由1組閥門組(含一臺電動閥門和一臺手動閥門)控制。通過布水管道，將水引至每個布水單元均布。運行時，每3個布水單元同時進水運行，每次運行6小時；6小時后切換至另外3個布水單元進水，如此循環(huán)輪流運行。運行模式可根據(jù)實際進出水情況進行調整。垂直流人工濕地中植物的配置結合景觀，以不同高度、不同形態(tài)、不同花期、不同花色的濕地植物進行片狀種植，形成既具有凈化污水功能，又具有一定美觀效果的景觀濕地。凈面積為13293.10m2的垂直流人工濕地中，設計植物種植密度12株/m2，合計所需植物工程量為159518株。
 

　　6.河流濕地
 

　　河流濕地貫穿垂直潛流人工濕地，連接庫塘濕地與湖泊濕地，設計長度約250m，平均寬度8~10m，河流濕地河底設計標高為37.10m~37.00m，設計水深深度0.8~1.0m，設計流速為0.2~0.3m/s，局部最大流速為0.52m/s(18萬m3/d的過流能力時)。河流濕地內鋪設0.2m厚度種植土，為水生植物生長提供載體。河流濕地防滲設計采用膨潤土防水毯。河流濕地邊坡放坡考慮為1:4，在河流濕地兩側的邊坡種植護坡草或撒播草種，在河流濕地中栽植沉水植物，美化環(huán)境。河流濕地凈面積約為2523.08m2，沿河道兩岸邊坡種植護坡草或撒播草籽覆綠。
 

　　7.湖泊濕地
 

　　湖泊濕地面積4149.49m2，設計底標高為36.40m，邊坡為1:5放坡，中央處水深為1.5m，岸邊淺水區(qū)2m范圍內水深控制在0.5m。湖泊濕地防滲設計采用膨潤土防水毯。通過沉水植被構建、浮游動物構建、底棲動物構建、魚類調控等措施，提高水體自凈能力。營造良好生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮沉水植物對營養(yǎng)物質的深度吸收凈化功效，微生物群落的凈化效能，提高物種多樣性，充分展現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的“水源涵養(yǎng)凈化”功能。沉水植物為菹草，深水區(qū)投放水生動物以濾食性魚類為主，兼顧觀賞性，并投放少量肉食性魚類，投放的魚種鯉魚、鯽魚、鰱魚、鳙魚。
 

　　達到的標準或性能要求
 

　　洋湖再生水廠三期出水水質達到《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》(DB43/T 1546-2018)中一級標準。廠界NH3、H2S及臭氣濃度符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中表4的二級標準要求。廠界噪聲達到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)表1中2類區(qū)標準。柵渣、沉砂池沉砂、人工濕地植物收割物、生活垃圾收集后交由當?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門進行處理；污泥由離心脫水機處理后交由長沙市污泥處理中心進行處理處置。紫外線廢燈、化驗室廢液、化學藥品廢棄包裝物、廢機油等經(jīng)收集暫存后委托有資質的單位進行處置。
 

　　原標題：環(huán)保新質生產力|洋湖再生水廠三期及三期人工濕地項目