荷蘭鹿特丹DOKHAVEN市政污水處理廠始建于1979年，負(fù)責(zé)處理來自鹿特丹市中心、南部與西部部分地區(qū)城市污水。其主體污水處理工藝構(gòu)筑物完全置于地面附近存在大量居民住宅的地下，使之成為荷蘭，乃至世界污水處理廠建設(shè)史上為數(shù)不多的經(jīng)典工程之作。同時(shí)，因其污水與污泥處理工藝升級(jí)時(shí)不斷采用世界上適合先進(jìn)的工藝流程，如 SHARON（中溫亞硝化）與ANAMMOX（厭氧氨氧化）等現(xiàn)代技術(shù)已生產(chǎn)化應(yīng)用于其污泥消化液的脫氮處理之中，從而使它成為世界上技術(shù)裝備適合為先進(jìn)的污水處理廠。它的總占地面積僅相當(dāng)于普通處理廠的1/4，這意味著它不僅在能源與材料消耗方面有著很大程度上的可持續(xù)意義，而且在節(jié)省占地方面亦呈現(xiàn)出十分緊湊的可持續(xù)特點(diǎn)。此外，該處理廠在通風(fēng)尾氣的利用與處理、防振消音等方面的工程措施也有獨(dú)到之處。

　　本文從DOKHAVEN污水處理廠興建的歷史背景、工藝沿革、除磷脫氮、污泥處理、尾氣處理、過程控制、安全防護(hù)等方面一一介紹該處理廠的情況，目的是使國(guó)內(nèi)同行在跟蹤先進(jìn)污水處理工藝設(shè)計(jì)以及升級(jí)過程的同時(shí)，了解發(fā)達(dá)國(guó)家在污水處理設(shè)施建設(shè)方面的階段性與總體發(fā)展思路以及具體工程實(shí)施辦法。

    1　歷史背景

　　 1977年荷蘭ZHEW水務(wù)局決定在鹿特丹興建3個(gè)市政污水處理廠，以處理從鹿特丹市排放的全部污水。其中一個(gè)打算建在鹿特丹市中心的污水處理廠選址在當(dāng)時(shí)成了一大難題。在市中心Vaanplein附近建處理廠不僅耗資巨大，而且也存在著很多棘手的問題，例如通向新馬斯河的截流下水道不得不改變方向而穿過鹿特丹市中心地區(qū)。這些實(shí)際問題迫使市政當(dāng)局尋找另外較為合適的場(chǎng)址，適合后選定了DOKHAVEN——一個(gè)已有一個(gè)世紀(jì)歷史但已被廢棄多年的船塢碼頭。

　　由于地表可用面積的限制以及周圍已經(jīng)存在大量居民住宅，污水處理構(gòu)筑物不得不選擇全地下式結(jié)構(gòu)，而且能夠利用的適合大地下占地面積也僅為傳統(tǒng)工藝所需面積的1/4。DOKHAVEN污水處理廠于1979年決定興建，1981年開始施工，1987年11月3日正式開始運(yùn)行。

　　因占地所限，在污水處理工藝的現(xiàn)場(chǎng)不可能再興建污泥處理與處置設(shè)施，只好將污泥送往距 DOKHAVEN主場(chǎng)地 600 m以外的另一場(chǎng)地進(jìn)行單獨(dú)處理。同時(shí)，利用這一場(chǎng)地對(duì)從地下式全封閉污水處理工藝中排出的尾氣進(jìn)行必要的處理并排放。實(shí)際上，從DOKHAVEN污水處理廠投入運(yùn)行伊始，污水排放標(biāo)準(zhǔn)便不斷提高。這意味著處理工藝必須順應(yīng)時(shí)代的要求不斷升級(jí)與變型。在此方面，DOKHAVEN污水處理廠不僅設(shè)計(jì)時(shí)便采用了當(dāng)時(shí)適合先進(jìn)的AB法，而且在近兩年內(nèi)又及時(shí)吸收了研發(fā)于荷蘭的適合新脫氮技術(shù)——SHARON與ANAMMOX工藝，適合大限度地以較可持續(xù)的方式降低出水中氮的排放濃度。

    2　排放標(biāo)準(zhǔn)提高與處理工藝升級(jí)

　　根據(jù)歐洲委員會(huì)《地面水污染協(xié)定》（75/440/EEC及79/869/EEC）與《市政污水處理協(xié)定》（91/271/EEC）［1］，荷蘭為滿足境內(nèi)《地面水污染協(xié)定》的目標(biāo)，相應(yīng)制訂了自己嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)——《市政污水排放規(guī)范》。污水處理廠出水不僅要滿足這個(gè)規(guī)范對(duì)出水水質(zhì)的要求，而且還不得不滿足對(duì)臭味與噪音控制的需要，即滿足《環(huán)境管理協(xié)定》所規(guī)定的內(nèi)容。

　　原始工藝設(shè)計(jì)（1980年）并未考慮對(duì)氮、磷的去除（見表1），而新的《市政污水排放規(guī)范》明確規(guī)定從1995年起對(duì)磷的排放限制，而且從那時(shí)起對(duì)氮的限制也逐漸由對(duì)TKN 的控制轉(zhuǎn)向?qū)偟目刂?。顯然，原始的設(shè)計(jì)不能滿足對(duì)營(yíng)養(yǎng)物去除的要求，需要進(jìn)行升級(jí)。對(duì)于除磷而言，因場(chǎng)地的限制而不得不在原始的生物處理過程主流線上補(bǔ)充化學(xué)除磷步驟。而對(duì)脫氮來說，及時(shí)對(duì)污泥消化液采用了近年在荷蘭研發(fā)出來的SHARON和 ANAMMOX工藝。污泥消化液僅占全場(chǎng)進(jìn)水總量的1%，而所含氮的負(fù)荷卻占了總進(jìn)水氮負(fù)荷的1 5%。因此，對(duì)這小部分水量進(jìn)行集中脫氮處理可顯著地降低總的出水氮排放濃度。

    3　污水處理廠概況

　　　污水處理廠處理構(gòu)筑物全部設(shè)計(jì)于地下。首先，從原船塢地面向海平面以下 7～8 m要挖去厚厚的淤泥層，緊接著向下是3～4 m厚的砂層。原船塢碼頭便建在砂層以下的隔水（新馬斯河）層上，因此，污水處理工藝流程也只能建在這個(gè)隔水層上。污水處理工藝施工采用干式法。處理構(gòu)筑物現(xiàn)場(chǎng)原為碼頭，而現(xiàn)今已變成一個(gè)擁有5 hm2面積的公園。

　　全地下污水處理工藝構(gòu)筑物占據(jù)兩層，總平面面積為4 hm2。它的處理能力為47萬人口當(dāng)量，其中大約30% 來自于服務(wù)區(qū)域內(nèi)商業(yè)污水。污水處理廠進(jìn)水依靠5個(gè)終端泵站通過壓力管道導(dǎo)入。原設(shè)計(jì)中的污泥消化液也通過壓力輸送回到處理廠（現(xiàn)已單獨(dú)處理）。暴雨季節(jié)，處理廠適合大小時(shí)處理能力為1.9萬m3。

　　處理工藝為二級(jí)，首先去除懸浮物，然后為二段生物處理工藝（AB法）。適合后，處理水用泵抽入地上的新馬斯河排放。處理廠的主要投資用于防護(hù)性措施，以保證周圍居民免于臭味、振動(dòng)或噪音的干擾。

　　污水處理過程中產(chǎn)生的污泥用泵送往600 m以外的另一處約1 hm2的地上場(chǎng)地單獨(dú)處理。污泥首先濃縮，然后消化。消化過程產(chǎn)生的甲烷用于發(fā)電，供應(yīng)處理廠用電。每年從污泥消化產(chǎn)品——甲烷中產(chǎn)生的電量相當(dāng)于2 750個(gè)荷蘭家庭的用電量。適合后，消化后的脫水污泥被運(yùn)往鹿特丹以南的一個(gè)專用焚燒場(chǎng)做適合終焚燒處置。

　　消化上清液（消化液）原設(shè)計(jì)為回流到污水處理工藝流程再行處理。但因2006年后對(duì)氮的控制將完全改用總氮標(biāo)準(zhǔn)，所以原設(shè)計(jì)顯然不能滿足要求 （見表1），必須尋求新的方法進(jìn)行升級(jí)。由于原污水處理工藝場(chǎng)地根本無余地再行擴(kuò)建，所以DOKHAVEN污水處理廠經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)比較，適合終選定了以SHARON+ANAMMOX 處理消化液中高濃度氨氮的方案。

    4　污水處理工藝

    4.1　工藝流程

　　 DOKHAVEN污水處理工藝流程見圖1。進(jìn)水靠場(chǎng)外5個(gè)終端污水泵站以及污泥消化液回流泵通過壓力管線被泵入進(jìn)水池（1）。每條壓力管線在處理廠內(nèi)均可控制開啟；發(fā)生故障時(shí)進(jìn)水也可通過跨越管線而直接排入新馬斯河。進(jìn)水首先進(jìn)入細(xì)格柵（2）。有4組用于去除漂浮物與纖維物質(zhì)的細(xì)格柵，每組細(xì)格柵包括2個(gè)孔徑為5 mm的轉(zhuǎn)鼓，水流垂直進(jìn)入，截留雜物靠水力擠壓后收集。

    1 進(jìn)水 2 細(xì)格柵 3 沉砂池 4 A段曝氣池 5 中間沉淀池

    6 回流污泥 7 剩余污泥回流 8 浮滓去除 9 污泥調(diào)節(jié)池

    10 B段曝氣池 11 適合終沉淀池 12 出水排放新馬斯河

    13 剩余污泥至另一處理廠 14 格柵截留物排除 15 沉砂排除

    圖1　DOKHAVEN污水處理工藝流程

　　通過格柵后，進(jìn)水及此前回流的部分污泥經(jīng)過一個(gè)配水槽被平行分為8股，各自進(jìn)入一個(gè)完全相同的曝氣沉砂池（3）。沉淀砂粒通過底部刮砂機(jī)排出并被沖洗后運(yùn)出。

　　然后，進(jìn)水以及部分回流污泥進(jìn)入8個(gè)平行的A段曝氣池（4）。因雨季時(shí)污水同雨水混合，所以雨季時(shí)的曝氣池停留時(shí)間適合短，為15 min；旱季時(shí)的正常停留時(shí)間為30 min。在A段曝氣池中，COD 去除率約 80%，同時(shí)氮和磷也會(huì)因細(xì)菌合成或化學(xué)沉淀而顯著減少。在A段曝氣池中，鐵鹽、混凝劑與絮凝劑配合細(xì)菌代謝使用，主要作用是化學(xué)除磷。如果曝氣池表面出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象，還要投加除泡劑?！　?/p>

　　 8個(gè)平流式中間沉淀池（5）負(fù)責(zé)對(duì)來自A段曝氣池（浸沒式微孔曝氣）的混合液沉淀分離。底部刮泥機(jī)以及水面浮滓撇除板清除沉淀污泥與浮滓?；亓魑勰啵?）靠16臺(tái)大功率水泵回流至格柵前（旱季時(shí)），而在雨季時(shí)污泥直接回流進(jìn)入A段曝氣池。不斷產(chǎn)生的剩余污泥（7）和被撇除的浮滓（8）通過一個(gè)調(diào)節(jié)池送往污泥處理部分。

　　 由中間沉淀池分離的上清液（中間出水）依次進(jìn)入4組B段曝氣池（每組中設(shè)4個(gè)表面曝氣器）。自動(dòng)控制閥門讓 B段曝氣池保持一個(gè)恒定的水位，以確保穩(wěn)定的運(yùn)行。對(duì)B段曝氣池來說，存在著一個(gè)適合大的允許接納水量。如果中間出水流量超過14 500 m3/h，多余的水量將被直接排入新馬斯河，這種情況顯然只在雨季時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。B段曝氣池再去除85%的有機(jī)物，加上A段曝氣池較早已去除的約80%，兩段曝氣總有機(jī)物去除率為96% 。在B段曝氣池中，氨氮通過硝化作用被氧化為硝酸氮。污泥在適合終沉淀池（11）中沉淀分離，回流污泥（6）返回B段曝氣池；剩余污泥（7）和浮渣（8）通過一個(gè)調(diào)節(jié)池送往污泥處理部分；適合終出水靠出水泵排入有著較高水位的新馬斯河。

　　 整個(gè)污水處理工藝流程的水力停留時(shí)間為12 h，而傳統(tǒng)工藝的停留時(shí)間往往需要48 h（如在荷蘭廣泛采用的氧化溝系統(tǒng)）。

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