天津市張貴莊污水處理及再生利用一期工程設(shè)計
王舜和， 郭淑琴
(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津300051)

摘要： 天津市張貴莊污水處理及再生利用一期S-．程是天津市中心城區(qū)最后一座大型污水
處理廠，也是天津市目前處理標(biāo)準(zhǔn)最高、功能最全的污水處理廠，主要包括20×104 m3／d污水廠、6
×104 1113／d再生水廠，廠內(nèi)污泥處理處置規(guī)模為300 t／d。污水廠采用AO脫氮除磷／反硝化深床濾
池工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行一級A排放標(biāo)準(zhǔn)；再生水廠采用雙膜法／臭氧脫色工藝，出水主要用于工業(yè)
循環(huán)冷卻，部分作為城市雜用水；污泥處理處置采用好氧發(fā)酵技術(shù)，產(chǎn)品用于園林綠化。

關(guān)鍵詞： 污水處理； 再生水利用； 污泥處置；好氧發(fā)酵； 深床濾池
中圖分類號：X703 文獻標(biāo)識碼：C 文章編號：1000—4602(2013)08—0052—05

Design of First-phase Project for Wastewater Treatment and Reclamation
at Tianjin Zhangguizhuang
WANG Shun—he． GU0 Shu—qin
(nonjin Municipal Engineering Design and Research Institute，死onjin 30005 1，China)
Abstract：The first—phase project of wastewater treatment and reclamation at Tianjin Zhangguizhuang
is the last large—scale wastewater treatment plant in the central area of Tianjin City，and it is al-
SO the highest standards and the most complete functions in Tianjin City，which has wastewater treatment
capacity of 20×1 04 m’／d．reclaimed water treatment capacity of 6×1 04 m3／d and sludge treatment ca—
paeity of 300 t／d．AO process for nitrogen and phosphorus removal and denitrification deep—bed filter are
used for wastewater treatment，and the effluent quality meets the first level A criteria．Dual membrane
process and ozone decoloration are used for reclaimed water treatment，and the effluent is used as indus—
trial circulating cooling water，and part of which is used as urban miscellaneous water．Aerobic fermenta—
tion technique is used for sludge treatment and disposal，and the products are used for garden greening．
Key words： wastewater treatment； reclaimed water use； sludge disposal； aerobic fermentation；
deep—bed filter

1工程概況
天津市中心城區(qū)污水排放形成了紀(jì)莊子、咸陽
路、北倉、東郊、張貴莊、雙林六個系統(tǒng)，分別流經(jīng)大
沽排水河、北塘排水河和永定新河匯人渤海。目前
已建成4座污水處理廠，分別為紀(jì)莊子污水處理廠、
東郊污水處理廠、咸陽路污水處理廠、北倉污水處理
廠。雙林污水廠在建，其系統(tǒng)內(nèi)污水暫時排人紀(jì)莊
子污水處理廠，而張貴莊系統(tǒng)污水暫時排人東郊污
水處理廠。張貴莊系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)天津市東麗區(qū)和河
東區(qū)的污水處理任務(wù)，隨著地區(qū)開發(fā)建設(shè)的速度日
益加快，東郊污水處理廠已難以處理張貴莊系統(tǒng)的
污水，在這一背景下天津市啟動了張貴莊污水廠的
建設(shè)。
張貴莊污水處理廠是天津市環(huán)境綜合治理的大
型工程，也是天津市目前處理標(biāo)準(zhǔn)最高、功能最全的
污水處理廠。作為天津市中心城區(qū)最后一座大型污
水處理廠，本工程將徹底解決東部地區(qū)的污水排放
問題，顯著改善天津市河道水系水質(zhì)；再生水廠使城
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王舜和，等：天津市張貴莊污水處理及再生利用一期X-程設(shè)計第29卷第8期

市污水得以回用，為區(qū)域工業(yè)發(fā)展提供了有力保證；
污泥處理處置的同步實施，實現(xiàn)了“水、泥并治”的
現(xiàn)代污水處理理念，具有顯著的社會經(jīng)濟效益。
本工程主要內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模如下：污水廠、再生
水廠分別為遠期48×104 m3／d、15×104 m3／d，一期
規(guī)模分別為20×104 m3／d、6 X 104 1T13／d，污泥處理
處置規(guī)模為300 t／d。污水廠采用AO脫氮除磷／反
硝化深床濾池工藝，再生水廠采用雙膜法／臭氧脫色
工藝，污泥處理處置采用好氧發(fā)酵技術(shù)。
2工程設(shè)計方案
2．1 設(shè)計水質(zhì)
本工程設(shè)計進、出水主要指標(biāo)見表1。
表1 進、出水設(shè)計指標(biāo)
Tab．1 Major indexes of irlnuent and eⅢuent
mg·L
項目BOD。COD SS NH，一N TN TP
進水300 500 400 55 70 8
一級A出水10 50 10 5(8) 15 0．5
由于張貴莊系統(tǒng)內(nèi)污水現(xiàn)狀通過管道經(jīng)小王莊
泵站輸送至東郊污水廠，因此進水指標(biāo)的確定主要
依據(jù)該泵站的實測數(shù)據(jù)和中心城區(qū)內(nèi)其他污水廠的
統(tǒng)計數(shù)據(jù)，特別是東郊污水廠近年的實測數(shù)據(jù)。從
歸納的數(shù)據(jù)可見，本工程進水水質(zhì)帶有鮮明的北方
工業(yè)城市特點，污染物指標(biāo)均較高。
張貴莊污水處理廠作為新建廠，依據(jù)天津市地
方標(biāo)準(zhǔn)《污水排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 12／356--2008)，其出
水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
(GB 18918--2002)的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
2．2 工藝流程
本工程采用的工藝流程如圖l所示，主要分為
預(yù)處理、生物處理、深度處理、再生水處理、污泥處理
處置五個部分。預(yù)處理包括進水提升、粗細格柵、曝
氣沉砂池；生物處理包括高效AO反應(yīng)池、二沉池；
深度處理包括二次提升泵房、機械混合池絮凝池、斜
管沉淀池、反硝化深床濾池、接觸消毒池。處理出水
一部分通過出水泵房排放至東麗區(qū)河道水系，一部
分進入再生水處理系統(tǒng)。再生水處理采用雙膜法+
臭氧脫色，經(jīng)消毒后由送水泵房送至用戶。處理廠
內(nèi)產(chǎn)生的污泥經(jīng)機械濃縮脫水后進入廠內(nèi)好氧發(fā)酵
污泥處理中心，處理后的污泥用于園林綠化。
圖1工藝流程
Fig．1 Flow chart of treatment process
2．3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
2．3．1預(yù)處理
污水自廠外收集后匯人d 2 600 mm管道，在進
廠后分為d 2 000 mm和d 2 400 mm管道，分別接入
一、二期污水系統(tǒng)，二期污水管道暫時封堵。一期污
水進入進水交匯井，同廠內(nèi)污水混合后進人4臺B
=1．2 m的回轉(zhuǎn)式粗格柵(柵寬為20 mm)，去除污
水中較大雜質(zhì)后由6臺Q=2 167 in3／h、H=135 kPa
的潛水泵提升進入細格柵渠道。細格柵渠由4臺B
=2．2 nl的轉(zhuǎn)鼓式細格柵(柵寬為5 mm)組成。處
理后的污水進入曝氣沉砂池除砂，主要由2臺橋式
吸砂機(軌距為8．6 m)組成，底部設(shè)震動式曝氣器。
沉砂由潛水吸砂泵送至2臺Q=60 m3／h的砂水分
離器。沉砂后的污水進入4組巴氏計量槽渠道(喉
寬為0．75 111)計量進水流量，隨后由四根DN 1 000
管道接入初沉池。初沉池為4座，中進周出式，單池
直徑為33 in，表面負(fù)荷為3．2 in3／(m2·h)，沉淀時
間為1．0 h。每兩座初沉池間設(shè)一座初沉污泥泵房，
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第29卷第8期中國給水排水

主要設(shè)備為Q=40 m3／h、H=150 kPa的凸輪泵(2
用1備)。
2．3．2生物處理
本工程所采用的高效AO工藝，以AO理論為
基礎(chǔ)，通過工藝配置優(yōu)化了碳源的分配，提高了處理
效率，適用于TN含量較高的污水處理。
本工程設(shè)4座生物反應(yīng)池，每兩座共用1座綜
合管廊。單座反應(yīng)池長約104 m，寬約71 m，有效水
深為6．3 m，由四個連續(xù)的AO系列組成，污水分別
由四個A池進入，0池末端設(shè)有機動段。單池設(shè)有
潛水?dāng)嚢杵?4臺，內(nèi)回流泵4臺，底部鋪設(shè)管式曝
氣器約1 600 m。針對工藝設(shè)計分組進水的特點，在
工程中采用中心管廊的方案，管廊長約104 m，寬為
6 m，兩側(cè)分別設(shè)有DNl 000的進水干管、DN800的
空氣干管及電纜橋架等。其中每級進水管設(shè)有進水
調(diào)節(jié)閥和流量計，便于在運行管理中準(zhǔn)確便利地調(diào)
節(jié)流量。從空氣主管中分出四路管線分別為0池
曝氣，在管道起端設(shè)有曝氣控制系統(tǒng)，這一方面解決
傳統(tǒng)工藝中溶解氧濃度過高帶來的電能浪費問題，
此外也解決高效AO工藝自身的主要缺陷——過度
曝氣引起的處理效果逐級惡化問題，進一步確保了
工藝運行的經(jīng)濟性和安全性。反應(yīng)池中還設(shè)有在線
生物除臭裝置80套，利用曝氣池培養(yǎng)生物除臭菌
種，通過污泥回流將除臭菌種分布至污水處理系統(tǒng)
各個工段，省去了常規(guī)生物除臭技術(shù)中需要增加的
“反應(yīng)池加蓋和除臭收集管路”等工程費用。
經(jīng)過生物處理后的污水進入8座周進周出輻流
二沉池進行泥水分離，單池直徑為37／／1，表面負(fù)荷
為1．26 m3／(Ill2·h)(高Et高時)。
2．3．3深度處理
本工程中所采用的深度處理工藝采用集約化設(shè)
計，內(nèi)含中間提升泵房、機械混合池、機械絮凝池、斜
板沉淀池和反硝化深床濾池，其中反硝化深床濾池
是專為解決高氮城鎮(zhèn)污水所開發(fā)的處理技術(shù)，國外
已有較多的應(yīng)用業(yè)績，但在國內(nèi)剛處于起步階段。
濾池之前主要為除磷功能，濾池進口處設(shè)投加甲醇
點，進一步提高對TN的處理效果。本工程設(shè)計了
適應(yīng)季節(jié)性變化的多模式深度處理工藝，其中所包
含的混凝沉淀組合池與濾池應(yīng)可獨立運行，也可聯(lián)
合同時運行，設(shè)計共提出了三種運行模式，在保證工
藝達標(biāo)運行的基礎(chǔ)上，運行管理方可根據(jù)污水進水
水質(zhì)的實際情況靈活運行，達到進一步節(jié)省運行成
本的目的。
模式一：混合一絮凝一沉淀池一反硝化深床濾
池一出水。
模式二：混合一絮凝一沉淀池一出水。
模式三：反硝化深床濾池一出水。
深度處理工藝尺寸約72 rn×68 m，分為2個系
列，每個系列含1座提升泵房、l座機械混合池、8座
機械絮凝池、2座斜管沉淀池和1座反硝化深床濾
池�；旌蠒r間不小于30 S，絮凝時間為12 min，沉淀
池上升流速為13．8 m／h，反硝化深床濾池單系列為
7格，單格尺寸為28 mm×3．56 m，濾床深度約1．8
m，峰值濾速為7．7 m／h。經(jīng)過混合絮凝沉淀后的污
水補充碳源由濾池上方進入，通過石英砂濾料過濾
去除SS，同時附著在濾料上的反硝化細菌在缺氧環(huán)
境下將硝基氮、亞硝基氮轉(zhuǎn)化為氮氣。濾后水經(jīng)過
收水系統(tǒng)收集流出。反硝化過程不斷產(chǎn)生的氮氣氣
泡在濾床中累積，會增加濾床的水頭損失，故定期通
過反沖洗釋放。反沖方式為氣洗一氣水聯(lián)合一水
洗。氣沖強度為92 m3／(m2·h)，水沖強度為14．7
m3／(m2·h)。經(jīng)過反硝化濾池處理后，部分出水進
入再生水處理系統(tǒng)，部分出水進入污水源熱泵系統(tǒng)
為廠區(qū)提供熱源，還有部分出水進入接觸消毒池，通
過投加二氧化氯達到衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)，其接觸時間為30
min，二氧化氯投加量為8～10 mg／L。

2．3．4再生水處理
本工程再生水產(chǎn)水規(guī)模為6×104 m3／d，主要供
工業(yè)企業(yè)用作循環(huán)冷卻水，此外還將供給附近新市
鎮(zhèn)用于城市雜用。再生水處理采用在天津地區(qū)廣泛
應(yīng)用的雙膜法+臭氧脫色工藝。主要處理指標(biāo)為濁
度、溶解性總固體、色度和衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)。污水經(jīng)深度
處理后進入膜車間，其中包含浸沒式超濾膜和反滲
透膜組各6套，并配有加藥及反沖洗系統(tǒng)等。隨后
處理水進入臭氧接觸池，設(shè)計接觸時間為20 rain，臭
氧投加濃度為5 mg／L，由3臺臭氧發(fā)生器(2用1
備)提供臭氧，單臺發(fā)生量為6．3 kg／h。處理后的
再生水進入清水池儲存，并加氯消毒，隨后由送水泵
房輸送至廠外用戶。

2．3．5 廠內(nèi)污泥處理處置工程
本工程作為天津市首個同步實施污泥處理處置
工程的污水處理廠，在廠內(nèi)設(shè)有完善的污泥處理流
程，工藝路線為好氧發(fā)酵，設(shè)計規(guī)模為300 t／d(80％
含水率)。主要內(nèi)容包括污泥濃縮脫水機房、污泥
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王舜和，等：天津市張貴莊污水處理及再生利用一期工程設(shè)計第29卷第8期
輸送系統(tǒng)及污泥處理處置中心。
本工程污泥從來源卜主要分為三個部分：初沉
污泥、牛物污泥和化學(xué)污泥。由于含水率不同，生物
污泥和化學(xué)污泥首先進入污泥濃縮機，然后和初沉
}虧泥混合進入污泥脫水機。工程采用螺壓式污泥濃
縮機5臺，處理能力為85 m3／h，配套5臺進泥凸輪
泵(Q=50～100 m3／h，H=200 kPa)及絮凝劑制備
裝置等。脫水采用7臺全封閉螺壓式脫水機，處理
能力為16 m3／h，配套7臺進泥凸輪泵(Q=10～20
m3／h，H=300 kPa)及絮凝劑制備裝置等。為改善
污泥濃縮脫水機房內(nèi)的工作環(huán)境，設(shè)離子除臭系統(tǒng)
l套，包括4臺Q=7 000 m3／h的送風(fēng)設(shè)備箱、1臺
Q=7 000 m3／h的外排處理箱、2臺Q=2 000 m3／h
的外排處理箱。脫水后的污泥由螺旋輸送機輸送至
污泥輸送系統(tǒng)。
污泥輸送系統(tǒng)主要用于將80％含水率的污泥
輸送至污泥處理處置中心。國內(nèi)通常采用車輛或者
輸送機進行運輸，但往往在運輸過程中污染廠區(qū)、影
響美觀。為此，本工程采用地埋管道的方式壓力輸
送污泥，主要設(shè)備包括：活塞t虧泥泵(Q=20 m3／h)、
保漿緩存?zhèn)}(20 m3)、螺旋喂料機(Q=20 m3／h)、液
壓站等。由于污泥在完全封閉的管道內(nèi)輸送，故不
會對廠內(nèi)環(huán)境造成影響。
t虧泥處理處置采用好氧發(fā)酵技術(shù)，設(shè)污泥處理
處置中心1座，建筑面積約12 300 m2，其中包括污
泥發(fā)酵區(qū)、料倉間及混料區(qū)、填充料儲存區(qū)、成品存
儲區(qū)和篩分區(qū)。污泥發(fā)酵區(qū)由4座發(fā)酵池組成，單
座長為88 m、寬為16．75 m，每座分為4格，每格長
為88 m、凈寬為3．05 m。80％含水率的污泥首先輸
送至料倉間及混料區(qū)，存儲于地下的2座}虧泥料倉
中；通過皮帶輸送機將新污泥、發(fā)酵后的返混污泥和
新加入的填充料(如秸稈鋸末等)送至混料機，使它
們完全混合；混料完畢后經(jīng)皮帶輸送機將污泥送至
每個發(fā)酵槽起端。翻拋機每日將物料向前推進，直
至到出口時完成21 d的發(fā)酵周期。發(fā)酵后的熟料
經(jīng)皮帶輸送機輸送至篩分區(qū)，部分作為返混料與進
泥繼續(xù)混合，其余作為成品外運用于園林綠化。
好氧發(fā)酵供氧系統(tǒng)采用負(fù)壓抽吸技術(shù)，通過變
頻風(fēng)機從發(fā)酵槽中吸入空氣，在完成供氧的同時將
收集起來的空氣送人除臭系統(tǒng)進行處理，同常規(guī)的
正壓供氧方式相比，負(fù)壓抽吸降低了臭氣的散發(fā)程
度，有利于發(fā)酵過程的臭氣控制。此外，工程對發(fā)酵
槽周邊采用PVC隔離幕進行隔離，對所有輸送機進
行封閉處理，以達到更好的環(huán)境污染控制效果。在
污泥處理處置中心東側(cè)設(shè)生物除臭濾池一座，用于
處理負(fù)壓抽吸所收集的臭氣。除臭濾池為半地下鋼
筋混凝土結(jié)構(gòu)，分為2級，長為33 m，寬為14．8 m。
臭氣在一級濾料中為上進下出，在二級濾料中為下
進上出，處理后的空氣通過15 m高的排氣煙囪排放
至大氣。
工程主要設(shè)備包括：帶寬為1．0 m的皮帶輸送
機總長度約410 m；容積為50 m3的料倉4臺，分別
用于污泥(2臺)、返混料(1臺)、填充料(1臺)；l臺
混料機，能力為100 m3／h；負(fù)壓供氧風(fēng)機分四種類
型，每種4臺，均為變頻，參數(shù)分別為Q=5 500 m3／
h、P=5 kPa，Q=8 000 m3／h、P=5 kPa，Q=5 500
m’／h、P=3 kPa，Q=4 000 m’／h、P=3 kPa；2臺翻拋
機(配套移行車)，能力為800～l 100 m3／h；1臺篩
分機，能力為160 m3／h；濾池二級濾料頂部設(shè)除臭
風(fēng)機3臺(2用l備)，單臺參數(shù)為Q=6 000 m3／h，P
=2．6 kPa。
3工程調(diào)試
工程調(diào)試從2012年4月一7月約3個月，日均
水量為13×104 m’／d。進水COD、NH、一N、TN分別
為(170～980)、(32～63)、(4l～75)m(L，出水
COD<30 mg／L、NH，一N<2 mg／L、TN<20 mg／I．。
調(diào)試期間處于雨季，BOD，含量較低，初期培養(yǎng)活性
污泥未投加碳源，因此出水TN維持在20 mg／L左
右。為達到較好的反硝化效果，在調(diào)試末期由曝氣
池末端投加碳源，從而使TN下降到15 mg／L以下，
出水指標(biāo)達到一級A標(biāo)準(zhǔn)，較好地實現(xiàn)了設(shè)計要
求。后續(xù)將陸續(xù)開展污泥和再生水的調(diào)試工作。

4結(jié)語
①張貴莊污水處理廠是天津市中心城區(qū)最后
一座大型污水處理廠，也是天津市目前處理標(biāo)準(zhǔn)最
高、功能最全的污水處理廠，本工程的實施對天津市
環(huán)境保護及節(jié)能減排工作具有重要的促進作用。
②生物處理采用高效AO工藝，以優(yōu)化碳源
分配，池內(nèi)設(shè)有內(nèi)回流泵及曝氣控制系統(tǒng)，進一步確
保工藝運行的經(jīng)濟性和安全性。為提升TN處理效
果，設(shè)計了具有反硝化功能的深床濾池。深度處理
工藝可采用多模式運行以適應(yīng)季節(jié)性變化。
(下轉(zhuǎn)第59頁)
·55·


黃焱歆：鐵路站段真空卸污系統(tǒng)之真空管道設(shè)計探討第29卷第8期
E=A‘萬L。蠡(4)
局部水頭損失：
．，2
研=孝。麥(5)
式中L——管道長度，m
D——管徑，mm
口——流速，m／s
A——沿程阻力系數(shù)
亭——局部阻力系數(shù)
3結(jié)論
通過對上海動車所真空管道設(shè)計要素及關(guān)鍵節(jié)
點的分析，可以得出以下結(jié)論：對于真空管道設(shè)計，
首先要保證真空損失不能超過最不利點的要求；在
設(shè)計中防止氣水分離是保證系統(tǒng)真空的關(guān)鍵；對于
關(guān)鍵節(jié)點必須進行細化分析和設(shè)計，并對整個管道
系統(tǒng)進行校核，以控制系統(tǒng)的絕對提升高度≤3 m；
對于真空管道必須采用符合真空要求的特殊管件，
以保證管道內(nèi)氣水不分離；盡量采用電熔連接以確
保管道施工質(zhì)量。


(上接第55頁)


③再生水處理采用雙膜法／臭氧脫色工藝，產(chǎn)
品水主要供地區(qū)工業(yè)用作循環(huán)冷卻水，此外還將供
給附近新市鎮(zhèn)用于城市雜用。
④污泥處理流程主要包括：濃縮脫水、污泥輸
送、污泥好氧發(fā)酵等。脫水機房采用能耗較低、衛(wèi)生
條件較好的螺壓式濃縮機和脫水機；脫水至含水率
為80％的污泥采用管道輸送至料倉問。發(fā)酵系統(tǒng)
采用負(fù)壓供氧，自動進出料，成品外運可用于園林綠
化。
⑤廠內(nèi)除臭系統(tǒng)分為三類：污水系統(tǒng)采用在
線生物除臭裝置；濃縮脫水機房采用離子除臭；體量
較大的污泥處理處置中心采用生物濾池除臭。
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作者簡介：黃焱歆(1969一)， 女， 吉林通化人，
碩士， 副研究員， 研究方向為給排水及環(huán)
境工程j
E—mall：hyxdas@126．corn
收稿日期：2013—0l一09
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作者簡介：王舜和(1981一)， 男， 黑龍江哈爾濱
人，碩士， 工程師， 從事給排水和污水
處理設(shè)計工作， 獲天津市工程咨詢一等獎
一項、二等獎一項。
E—mail：johnason80@126．corn
收稿日期：2012一12—05


第29卷第8期
2013年4月
中國給水排水
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V01．29 No．8
Apr．2013