生態(tài)環(huán)境保護(hù)示范工程2024-S-4
 

　　洋湖再生水廠三期及三期人工濕地項(xiàng)目
 

　　申報(bào)單位
 

　　湖南先導(dǎo)洋湖再生水有限公司
 

　　業(yè)主單位
 

　　湖南先導(dǎo)洋湖再生水有限公司
 

　　推薦單位
 

　　湖南省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
 

　　投運(yùn)時(shí)間
 

　　2023年5月
 

　　工程示范點(diǎn)
 

　　①出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高：設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)為《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB43/T 1546-2018)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是目前湖南省內(nèi)污水處理廠執(zhí)行的最高排放標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)高于國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。三期項(xiàng)目自2023年5月投運(yùn)以來，通過不斷優(yōu)化調(diào)整工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行控制，近期主要出水水質(zhì)指標(biāo)絕大多數(shù)時(shí)段優(yōu)于地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，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(qiáng)：考慮到項(xiàng)目位于南方地區(qū)，在雨季需經(jīng)常面對(duì)超量合流污水的沖擊，在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)處理系統(tǒng)按1.3倍總變化系數(shù)設(shè)計(jì)，2倍峰值水量進(jìn)行復(fù)核；二級(jí)生化段MSBR池通過增加有效水深，多點(diǎn)進(jìn)水和分配碳源，增加出水堰數(shù)量及長度，強(qiáng)化內(nèi)部回流和攪拌，增設(shè)池底穿孔曝氣設(shè)施防止積泥，采用CFD(計(jì)算機(jī)流體力學(xué))仿真驗(yàn)證等，確保生化系統(tǒng)具備大水量運(yùn)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(guān)鍵設(shè)備采用進(jìn)口品牌。自2023年投運(yùn)后，多次面對(duì)雨季合流污水沖擊下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，三期生化段單組最高負(fù)荷達(dá)到2.5倍設(shè)計(jì)規(guī)模。
 

　　③水資源循環(huán)利用：三期每天可為靳江河提供優(yōu)質(zhì)生態(tài)補(bǔ)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(dòng)力。將片區(qū)產(chǎn)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(hù)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(shè)規(guī)模上的緊箍咒。在節(jié)約大量的自來水資源同時(shí)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益雙贏。
 

　　④引領(lǐng)綠色低碳技術(shù)示范：利用MSBR池、停車場等構(gòu)筑物建設(shè)分布式光伏電站，總裝機(jī)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(chǎn)運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)約20%耗電量的自給。新建洋湖智慧能源站，利用三期項(xiàng)目優(yōu)質(zhì)尾水資源，采用水源熱泵機(jī)組將洋湖再生水廠尾水與自來水進(jìn)行能量交換，可為項(xiàng)目周邊區(qū)域約110萬平方米建筑提供集中供冷供熱服務(wù)。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(dá)60%以上。開展智慧水務(wù)及智能曝氣、精準(zhǔn)加藥試驗(yàn)研究，較省內(nèi)類似項(xiàng)目，三期項(xiàng)目實(shí)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。
 

　?、萏剿髦腔鬯畡?wù)全新領(lǐng)域：以設(shè)計(jì)、施工BIM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合廠區(qū)日常管理及數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)需求，將BIM、UE游戲引擎、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)進(jìn)行跨界融合，打造高水平的數(shù)字孿生運(yùn)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(shù)的云端渲染模式，重點(diǎn)打造運(yùn)行駕駛艙、生產(chǎn)運(yùn)行、生產(chǎn)安全等核心功能模塊，全方位接入廠區(qū)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和異常報(bào)警信息等，提升管理系統(tǒng)可視化效果、輔助日常運(yùn)維和異常信息監(jiān)控。
 

　?、薮蛟炀G色生態(tài)景觀標(biāo)桿：考慮項(xiàng)目周邊場地原狀及項(xiàng)目特點(diǎn)，采用人工濕地工藝對(duì)三期項(xiàng)目尾水進(jìn)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(shè)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(yīng)的同時(shí)，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(shí)體圍墻，營造綠色生態(tài)、通透舒適的景觀空間；廠區(qū)內(nèi)各建筑物設(shè)置可上人綠化屋頂，增加廠區(qū)綠化面積；因地制宜設(shè)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(chǎn)樓按綠色建筑二星級(jí)、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(zhì)量；在鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)置隔音材料、水泵采用潛水泵等措施降低生產(chǎn)噪音。
 

　?、鄻?gòu)建科普教育宣傳前沿堡壘：充分利用三期項(xiàng)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(shè)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(fèi)對(duì)中小學(xué)生和社會(huì)團(tuán)體開放，全年可接待參觀約3000-5000人次。與中南大學(xué)、湖南大學(xué)等高校共建產(chǎn)學(xué)研基地，為高校學(xué)生提供研學(xué)條件和配套基礎(chǔ)設(shè)施。
 

　　工程規(guī)模
 

　　工程設(shè)計(jì)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(jìn)入洋湖再生水廠三期前端預(yù)處理設(shè)施，首先進(jìn)入粗格柵，經(jīng)潛水泵提升進(jìn)入中、細(xì)格柵除渣及旋流沉砂池除砂。經(jīng)管道均勻配水進(jìn)入三期兩組MSBR生物池，在MSBR生物池對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)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(jí)生化處理后的污水經(jīng)中間提升泵站提升進(jìn)入深度處理設(shè)施高效沉淀池，重點(diǎn)去除污水中SS、TP。高效沉淀池出水再進(jìn)入反硝化深床濾池，深床濾池是確保TN達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。濾池出水最終進(jìn)入紫外光消毒池進(jìn)行消毒處理。各處理單元產(chǎn)生的污泥進(jìn)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(yùn)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(jìn)入配套人工濕地，首先流入庫塘濕地進(jìn)行調(diào)節(jié)緩沖再配水分流，其中3萬m3/d進(jìn)入垂直潛流人工濕地進(jìn)行處理，剩余的7萬m3/d尾水進(jìn)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(jìn)入靳江河(靳江河水位為常水位時(shí))。當(dāng)靳江河水位高于36.50m且應(yīng)急排水泵站水泵進(jìn)水口液位高于37.90m時(shí)，啟動(dòng)該泵站內(nèi)的水泵進(jìn)行強(qiáng)排，其余時(shí)間水泵關(guān)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(cè)設(shè)計(jì)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(yùn)行效果
 

　　本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB43/T 1546-2018)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　三期項(xiàng)目設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)為《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB43/T 1546-2018)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是目前湖南省內(nèi)污水處理廠執(zhí)行的最高標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于省內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。三期人工濕地出水水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目自2023年5月投運(yùn)以來，通過不斷優(yōu)化調(diào)整工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行控制，近期已實(shí)現(xiàn)主要出水水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定運(yùn)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(yù)處理細(xì)格柵反沖洗廢水、深度處理系統(tǒng)反沖洗廢水等生產(chǎn)運(yùn)營中產(chǎn)生的廢水均通過污水管道收集后回流至預(yù)處理進(jìn)水端，與進(jìn)入廠區(qū)的污水共同處理后達(dá)標(biāo)排放。MSBR池投運(yùn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生部分剩余污泥，在1/7序批單元設(shè)有剩余污泥泵，根據(jù)程序設(shè)定會(huì)自動(dòng)在序批沉淀的時(shí)候排泥，每次排泥不超過10min，每個(gè)半周期排泥3~5次。儲(chǔ)泥池內(nèi)的污泥經(jīng)均化調(diào)理后再泵送至污泥脫水間處理。本項(xiàng)目的污泥在廠區(qū)處理至含水率80%以下，再運(yùn)至長沙市污泥處置中心進(jìn)行集中處置。人工濕地產(chǎn)生的植物秸稈后，利用植物秸稈發(fā)酵制備有機(jī)肥，有機(jī)肥料總養(yǎng)分含量≥5%、有機(jī)質(zhì)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(shè)計(jì)10單元格MSBR池2座，設(shè)計(jì)單座處理能力5×104m3/d(Kz=1.3)、有效容積40458.33m3、水力停留時(shí)間19.42h，設(shè)計(jì)運(yùn)行污泥濃度3500mg/L、污泥負(fù)荷0.042kg BOD5/kg MLVSS·d、污泥泥齡17.52d。為適應(yīng)低C/N比污水處理需求和更高的TN排放標(biāo)準(zhǔn)，在廣泛應(yīng)用的7單元格MSBR基礎(chǔ)上增加了1A、5A和7A三個(gè)單元進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yīng)單元、2為泥水分離單元(濃縮單元)、3為預(yù)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(jī)械混合池、機(jī)械絮凝池和斜管沉淀池于一體。設(shè)計(jì)1座2組，處理規(guī)模10.0×104m3/d(Kz=1.30),混合時(shí)間1.84min,絮凝時(shí)間8.53min沉淀池液面負(fù)荷17.00m3/(m2·h)。主要設(shè)備包括：進(jìn)水電動(dòng)閘板、混凝攪拌器、絮凝攪拌器、刮泥機(jī)、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(shè)計(jì)規(guī)模10.0×104m3/d(KZ=1.35)，共設(shè)置8池，雙排布置，單格過濾面積87.66m2、正常濾速：7.72m/h、強(qiáng)制濾速：8.83m/h、反沖洗水洗強(qiáng)度：20m3/m2.h、反沖洗氣洗強(qiáng)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(gè)反硝化深床濾池設(shè)有進(jìn)水堰板、濾料層、承托層、濾磚層、出水槽、進(jìn)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(shè)計(jì)處理規(guī)模：10萬m3/d，面積約2424.78m2，由塘內(nèi)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(shè)計(jì)水深為1.9m，壩以下設(shè)計(jì)水深為1.5m，設(shè)計(jì)底標(biāo)高37.90m，邊坡為自然1:5放坡，庫塘濕地防滲設(shè)計(jì)采用膨潤土防水毯。庫塘塘內(nèi)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(shè)計(jì)標(biāo)高為37.60m，濕地填料完成面標(biāo)高為38.80m，濕地池頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為39.30m。水力表面負(fù)荷2.26(m3/m2·d)、水力停留時(shí)間0.146d。人工濕地底部和側(cè)面鋪設(shè)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(jié)合總平面設(shè)計(jì)，將垂直流濕地系統(tǒng)分成東西2大區(qū)域，共6個(gè)布水單元(A1/A2，B1/B2，C1/C2)，每個(gè)布水單元面積約2250m2。每個(gè)布水單元由1組閥門組(含一臺(tái)電動(dòng)閥門和一臺(tái)手動(dòng)閥門)控制。通過布水管道，將水引至每個(gè)布水單元均布。運(yùn)行時(shí)，每3個(gè)布水單元同時(shí)進(jìn)水運(yùn)行，每次運(yùn)行6小時(shí)；6小時(shí)后切換至另外3個(gè)布水單元進(jìn)水，如此循環(huán)輪流運(yùn)行。運(yùn)行模式可根據(jù)實(shí)際進(jìn)出水情況進(jìn)行調(diào)整。垂直流人工濕地中植物的配置結(jié)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(jìn)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(shè)計(jì)植物種植密度12株/m2，合計(jì)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(shè)計(jì)長度約250m，平均寬度8~10m，河流濕地河底設(shè)計(jì)標(biāo)高為37.10m~37.00m，設(shè)計(jì)水深深度0.8~1.0m，設(shè)計(jì)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(shí))。河流濕地內(nèi)鋪設(shè)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(shè)計(jì)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(cè)的邊坡種植護(hù)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(hù)坡草或撒播草籽覆綠。
 

　　7.湖泊濕地
 

　　湖泊濕地面積4149.49m2，設(shè)計(jì)底標(biāo)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(nèi)水深控制在0.5m。湖泊濕地防滲設(shè)計(jì)采用膨潤土防水毯。通過沉水植被構(gòu)建、浮游動(dòng)物構(gòu)建、底棲動(dòng)物構(gòu)建、魚類調(diào)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(duì)營養(yǎng)物質(zhì)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(dòng)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(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
 

　　洋湖再生水廠三期出水水質(zhì)達(dá)到《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB43/T 1546-2018)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中表4的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。廠界噪聲達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348-2008)表1中2類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。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(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門進(jìn)行處理；污泥由離心脫水機(jī)處理后交由長沙市污泥處理中心進(jìn)行處理處置。紫外線廢燈、化驗(yàn)室廢液、化學(xué)藥品廢棄包裝物、廢機(jī)油等經(jīng)收集暫存后委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行處置。
 

　　原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|洋湖再生水廠三期及三期人工濕地項(xiàng)目