发表时间：2015-03-10
1 南七家污水处理站工程概况
南七家污水处理站是清河综合整治（二期）工程入河排污口治理重要项目之一，位于清河沙子营漫水桥上游300 m处的清河左岸。工程设计采用ABFT（曝气生物流化池）生化技术和潜流人工湿地组合技术，设计处理规模为5 600 m3/d，主要处理河道左岸歇甲庄、废品收购站和南七家附近居民生活区排出的生活污水。将污水通过收集管道引入南七家污水处理站后进行集中处理，ABFT生化处理单元的出水水质达到DB11/307-2005 《北京市水污染物排放标准》要求后进入潜流人工湿地，水质达到一级B 限值后排入清河。
2 ABFT生化技术及潜流人工湿地技术工艺简介
2.1 ABFT生化技术
曝气生物流化池（Aeration Biological Fluidized Tank），简称ABFT生化技术，是微生物细胞与载体自固定化技术的好氧生物反应器，载体在水中呈悬浮状，与固定床相比，该流化床具有比表面积大、接触均匀、传质速度快及压损低等许多突出的特点，污染物去除量及去除率均随进水浓度的提高而增加，ABFT具有很强的适应处理高浓度的能力。生物酶与载体的固定化技术是借助由高分子材料合成的载体上带有的氨基、羧基及环氧基等活性基团与微生物肽链氨基酸残基作用，形成离子键结合或共价键结合，从而将生物酶固定在载体上。高分子载体是一种具有空间网状结构的高分子合成材料，空隙率在96%以上，在污水中具有良好的稳定性和物化性能，由于其本身结构特点，可使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换，同时让生物膜大量地在载体内坐床，保持良好的生物活性和空隙可变特性，在运行过程中也可让气体在三维流动的污水带动下不断切割成更小的气泡，从而增加氧的利用率，可减小曝气量。因此，采用ABFT工艺可使装置容积大大减少，从而减少土地占有面积，降低工程造价。
2.2 潜流人工湿地技术
潜流人工湿地技术是目前较多采用的人工湿地类型。在潜流湿地运行系统中，污水在湿地床的内部流动。①可以充分发挥填料表面生长的生物膜、植物丰富的根系及表层土和填料截流等作用，进而提高其处理效果和处理能力；②因为水流在湿地表层以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响相对较小的特点，而传统的污水处理工艺运行时需要大量电能驱动风机和泵，给运行管理带来相当大的经济压力。
3 南七家污水处理站工艺原理
南七家污水处理站污水经预处理单元、ABFT生化处理单元和潜流人工湿地处理单元处理后，除去污水中大部分化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氧（NH3-N）及悬浮物（SS）等污染物质。汛期超过设计流量的雨水，通过设置在现状歇甲庄、废品收购站和南七家排污口出口的拍门直接排入清河；设计规模内的污水通过截污管道收集后进入前端曝气充氧池进行曝气充氧，利用初步沉淀池一方面经过充氧增加污水中的溶解氧，另一方面去除污水中较大的污泥颗粒，之后再用提升泵将沉淀后的污水提升至ABFT生化池进行生化处理，去除污水中的大部分污染物，从而减轻潜流湿地的运行负荷，最后经出水达标排放； ABFT的污泥通过单独的管道定期排泥，进入污泥池后达标排放，见图1。
3.1 预处理单元
预处理单元包括粗拦截格栅、收集管道、曝气充氧池、初步沉淀池、细拦截格栅及污泥提升泵，其作用是对原水进行预曝气和水质水量调节，将进水中存在的较大杂物阻挡在进水口外部，然后通过人工或机械的方式除去，同时减轻污水水质和水量的剧烈变化对ABFT系统的冲击。
3.2 ABFT生化处理单元
ABFT生化处理单元由4 组并列的生化池组成（每组分为5 格），前端4 格生化池为流化反应池，最后一格为斜板沉淀池。每个生化池内有上下两层拦截网，在拦截网中间装有高分子材料制成的生物载体，在下拦截网下面装有曝气管。拦截网的主要作用是将载体流化限制到一定范围内，载体主要作用是固定微生物，形成生物膜，为微生物生长繁殖提供适宜的场所，曝气管主要为微生物的生长繁殖提供充足的氧气，并且促进载体的流化，污染物主要通过生物膜的代谢作用而去除，由ABFT生化池过来的污水，通过沉淀池斜板下面进沉淀池进行沉淀，清水通过溢流堰排到斜板沉淀池外的潜流湿地配水池。
3.3 潜流人工湿地处理单元
潜流人工湿地处理单元对污染物的净化去除主要由植物、基质以及微生物等通过物理、化学和生物多种途径共同作用完成，去除污水中大量的氮、磷及悬浮物。
4 工艺处理设计指标
南七家污水处理站设计出水要求符合DB11/307-2005 《北京市水污染物排放标准》一级B。处理站设计工艺参数和处理站各处理单元污染物的设计去除率见表1 和表2。
5 污水处理站主要工程配置
5.1 引水管线
管线从沈家坟闸上游左岸翼墙处引水，沿河道左岸滩地铺设至曝气沉淀池，分别在歇甲庄排污口和废品收购站排污口设DN300 mm 支管路，将污水截入主管线。管材选用DN300 mm PE 管，沿线每50 m设1 座检查井。在进水口、出水口及支管处分别设置阀门控制。在南七家排污口上游布置0.5 m高挡水堰，壅高水位，铺设DN300 mm PE 管道，穿过涵闸，沿堤脚引至曝气沉淀池，出口设阀门控制。
5.2 污水处理系统
包括曝气池、沉淀池、ABFT、人工潜流湿地及设备用房等，工艺配置参数详见表1。
6 运行效果评价及建议
6.1 运行效果总体评价
南七家污水站于2010 年7 月全面建设完成并投入运行，从实际运行效果看，这种“ABFT+潜流人工湿地”组合工艺相对于各自单一的ABFT和潜流人工湿地的处理工艺，充分发挥了ABFT工艺对CODCr、BOD5处理和潜流人工湿地对SS、NH3-N 处理效果较好的特长，总体出水水质明显变好，ABFT工艺段和潜流湿地工艺污水处理效果均能达到设计指标水平，其中CODCr、BOD5、SS 及NH3-N 的总去除率能满足设计一级B 标准要求的处理水平，见表2；但从来水情况看，进水水质指标明显好于设计最初指标；实际处理水量低于设计处理规模，而且来水水量随季节变化幅度较大，6—9 月份来水量较大，其余月份较少，而且具体到每天的进水量也明显不同，上午较少，下午较多，其处理能力还有待进一步挖掘，从而可充分发挥ABFT具有很强适应处理高浓度污水的能力。
6.2 运行管理建议
南七家污水处理站经过3 年的运行，建立健全了各项规章制度，运行管理人员配备齐全，为在日常运行中进一步发挥各段工艺的潜力和效果，提出如下建议。
（1）从实际运行来看，在进水量稳定的情况下，污染物总体去除效果明显，尤其ABFT生化工艺段净化污水效果良好，建议在运行过程中不断摸索合理的进水量，从而达到最佳运行效果，最大限度发挥潜流人工湿地的运行效果，同时要注意对湿地植物及时进行收割和补种。
（2）要定期清理各污水口上游沟渠垃圾、漂浮物，防止渠道淤堵，稳定上游来水。
（3）在来水不稳定的情况下，建议日常运行中充分利用前端曝气沉淀池，严格按照设计、运行要求进行曝气充氧，实现有机质的沉淀、水解和净化，降低ABFT负荷。
（4）在实际运行过程中，发现ABFT拦截网容易破损，致使曝气不均，生物载体数量流失严重，建议定期对ABFT拦截网进行维修排查，及时补充生物填料。具体参见更多相关技术文档。
7 结论
根据清河流域截污规划，下清河闸上游污水已截入清河和肖家河污水处理厂，沈家坟闸上游污水均截入北苑污水处理厂，从而使沈家坟上游河道水体基本还清，而清河沈家坟闸以下尚没有截污规划。为满足清河不黑不臭的水质总体治理目标，在清河综合整治（二期）治理中，采用ABFT生化技术和潜流人工湿地组合工艺，先期处理河道左岸歇甲庄、废品收购站和南七家附近居民小区的生活污水，既可满足目前没有大型污水处理厂的现实，也可满足清河整体水质的治理目标。该工程占地少，运行效果良好，减排效果明显，在今后河道点污染源治理中具有很好的应用价值。
