沙特第九污水处理厂第五期工程的设计总结
张建明
（北京桑德环境工程有限公司，北京，101102）
设备按照 摘要 沙特阿拉伯第九污水处理厂第五期工程土建规模按照远期72000 m3/d设计，
该水厂严格执行沙特皇家委员会设计标准。介绍了该水厂的工艺、近期55000m 3/d规模安装，
主要构筑物以及设计参数，经过一年多的稳定运行表明了工艺设计合理可靠，出水完全能满足皇家委员会2004灌溉标准。总结了该项目的设计难点以及设计运行中存在的一些问题，为以后中东地区的污水处理厂设计提供了宝贵经验。
关键字 沙特阿拉伯；污水处理厂；皇家委员会设计标准；灌溉标准；设计总结
Design Summarizing of Stage Ⅴ Project of The ninth Sanitary
Wastewater Treatment Plant of Saudi Arabia
ZHANG Jianming
（Beijing Sound Environment Engineering Co. Ltd, Beijing , 101102，China ）
Abstract: Civil and structure design of stage Ⅴ project of the ninth sanitary wastewater treatment plant of Saudi Arabia is based on future scale 72000 m3/d, equipments installation is based on current scale 55000 m3/d, the plant strictly comply with royal commission design criterion. Introduction was made to plant process, main units and design parameters. More than one years’ operation shows than process design is rational and reliable, the effluent is satisfy the irrigation
standard 2004 of royal commission. Summarizing was made to design difficulties and issues of design and operation, which providing good experiences to wastewater treatment plant designing in mid-east area for future.
Keywords: Saudi Arabia; Wastewater treatment plant; Royal commission design criterion; Irrigation
standard; Design summarizing
1 项目概况
沙特阿拉伯朱拜勒及延布电力、水利公共事业公司辖下的Tareeq Al-Matar 第九污水处理厂位于朱拜勒市，濒临波斯湾。该水厂由第一阶段工程和第二阶段工程组成，目前共五期。
第一阶段工程80年代中期建成，共分四期；第二阶段工程即第五期，为新建项目，项目合同额3.18亿沙币，约5.6亿人民币。第五期工程主要处理来自朱拜勒市第二工业区的生活污
水及部分工业废水，设计规模近期55000m 3/d，远期72000 m3/d。土建按照远期设计，设备按照近期安装。
2设计进出水水质
沙特阿拉伯地处沙漠地区，水资源匮乏，所以污水处理厂的出水必须达到皇家委员会（RCER ）灌溉标准（2004）。具体的设计进出水水质见表1
表1 设计进出水水质
Tab.1 Design water quality of influent and effluent
项目
COD cr
BOD 5
TSS
TKN
氨氮
TP
浊度
pH 单位 来水 出水允许最大值 50 10 10 35 5 — 月平均值 ≤35 ≤7 ≤7 ≤25 ≤2.5 — mg/L 660 mg/L 300 mg/L 470 mg/L 55 mg/L 40 mg/L 18 NTU — 5 ≤2 — — 6.5-8.4 6.5-8.4
3工艺设计
3.1 工艺流程
根据表1中数据可知，来水COD 值虽偏高，但B/C值为0.45，可生化性良好，且出水对磷没有要求，仅考虑脱氮即可，又BOD 5/TKN =5.45，所以主工艺采用A/O法即可。由于朱拜勒市处于沙漠地区，所以污水厂的预处理要充分考虑除砂。大型污水厂除砂系统常采用旋流除砂及曝气除砂两种工艺，本水厂设计采用曝气除砂工艺，一是通过曝气沉砂池的曝气过程，能使砂子上的有机物和砂子剥离，有利于后续生化系统运行；二是沙特地区气温高，砂子较洁净有机物含量少，可减少臭味的产生，从而减小除臭系统的负荷。另外，为了保证出水的悬浮物浓度，二沉池后增加砂滤系统。具体工艺流程见图1。
图1 工艺流程图
Fig.1 Process flow chart
3.2 主要构筑物介绍
1. 格栅间和曝气沉砂池
格栅间和曝气沉砂池合建，地上式钢混结构。格栅间设置3台细格栅，栅条间距6mm ，宽1216mm ，高4157mm ，两用一备。曝气沉砂池4组，近期使用3组，水力停留时间为5min ，配置桥式吸砂撇渣机3台；砂水分离器3台，2用1备；罗茨鼓风机4台，3用1备。
2. 初沉池
初沉池3座，为中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，设计表面负荷2m 3/m2/h。每座直径28m ，水深4.6m 。每个初沉池配置1台周边传动刮泥机，功率为0.92Kw ，周边线速度为2m/min。系统设计产泥量为438 m3/d，污泥浓度1006Kg/ m3，污泥含水率为97%。同时该系统还配置了2台浮渣泵，流量5 m3/h，扬程20m ，用于把初沉池的浮渣排至污泥储池。
3. A/O池
初沉池的出水和二沉池的回流污泥在A/O池分配井中混合均匀后，通过堰板配水至3组A/O池，每组A/O池进水口设置电动闸门来控制进水。A/O系统主要分为缺氧系统，好氧系统，污泥回流系统三部分。缺氧区设计水力停留时间为3.5h ，配置了6台12KW 的机械搅拌器，一是防止池内出现死角，二是缓慢搅拌有利于氮气的释放。好氧区水力停留时间15h ，设计污泥浓度3500mg/L，溶解氧浓度2 mg/L。曝气系统采用鼓风曝气，总曝气量为335m 3/min，设置4台变频离心风机，3用1备，每台风机风量118 m3/min，风压7m 。在O 池池底设置1344对美国EDI 的微孔曝气管。内回流系统采用6台变频内回流泵，回流总量为9887m 3/h，每台泵的流量为515L/s，扬程1.3m ，回流比调节范围为100%-400%。
4. 二沉池
二沉池3座，采用周进周处的辐流式沉淀池。每个二沉池的直径为36m ，有效水深3m ，水力停留时间3.5h ，每个池子配备了1台中心传动单管刮吸泥机。
5. 过滤系统
过滤系统主要由四部分组成，即提升泵站系统，加药系统，过滤系统，反洗系统。提升
内置立式离心提升泵5台，2用2辅助1备，每台泵的流量为1440m 3/h，泵站有效容积288 m3，
扬程36m，功率200KW。过滤系统采用12台西门子的水平式过滤罐，直径3m，长12m，过滤速率7 m3/（m 2.h ），过滤器内滤料由450mm 厚无烟煤和350厚的石英砂两部分组成。反洗系统由水反洗系统和气反洗系统组成，水系统设置 2台离心式反洗泵，气系统设置2台罗
S ；清水反洗10min ，反洗强度10L/m2．S ；茨风机。反洗次序为气体反洗5min ，反洗强度16L/m2．
正冲5min 。
6. 污泥处理系统
污泥处理系统主要由初沉污泥泵站，二沉污泥泵站，污泥储池，污泥浓缩压滤脱水间和污泥厌氧消化罐组成。初沉污泥和二沉池的剩余污泥通过各自的污泥泵排至污泥储池，然后通过螺杆泵加压送至污泥浓缩机进行浓缩，浓缩后的污泥再由螺杆泵送至污泥厌氧消化罐进行厌氧消化，消化后的污泥被污泥带式压滤机压滤，最后泥饼外运填埋。设计污泥产量为
含水率为98.6%，经带式浓缩机浓缩后，含水率为95%，加入的PAM 量为64.4Kg/d。60 m3/h，
每天产生含水率为96.7%的消化泥量为410 m3，最终产生含水率为78%的泥饼52.4 m3/d。厌氧罐所产生的沼气经加压后用于罐内搅拌，多余沼气经过处理后还可以供应给锅炉房使用，剩余气体通过火炬燃烧。
7. 除臭系统
本工程采用生物除臭法处理格栅间及曝气沉砂池，初沉污泥泵站、污泥脱水间、污泥储池产生的臭气。配备直径4.2m ，高8.8m 的生物洗涤过滤塔6座；功率100Kw 的玻璃钢风机3台。同时还配有营养投加系统，以及过滤塔循环系统。
4设计难点及问题总结
4.1 设计难点
1. 采用标准不同。该污水厂的设计标准按照沙特皇家委员会的设计标准执行（大部分参考美标，也有小部分参考欧标），因此设计难度大。
2. 自动化要求程度高。为了管理便捷，实现资源最优化，该项目对自控要求高于国内项目。如进水渠道流量计与变频风机连锁，以便根据水量及时调整鼓风机的供气量，以达到节能目的。
3. 来水的小时峰值变化系数大，为2.4。整个水厂不允许设置超越，必须接纳全部来水并处理达标回用。因此设计中考虑预留了备用系统，如初沉池，当来水正常时，2座初沉池投入运行，当来水达到峰值时，PLC 系统会根据进水渠道的流量计反馈来的信号启动初沉分配井中的电动闸门，从而使第3座初沉池投入运行。
4. 消防系统设计要求高。沙特皇家委员会的设计标准主要以美国防火协会标准（NFPA ）为准。根据NFPA820-2008，污水厂的不同部位要求的火灾报警及灭火系统不同，其要求高于国内，尤其是自动气体灭火系统要求采用新一代的NOVEC1230灭火剂。
5. 设计过程沟通协调难。该水厂的土建设计为印度的Kentz 沙特分公司，监理公司为英国的Jacobs Zate，办公地域不同，因此沟通协调困难。
6. 国家不同，设计理念不同。如厂区的排水检查井，采用皇家委员会的标准图纸，但监理公司的工程师提出了10条意见，虽说问题不大，但充分反应了他们的设计习惯和理念。
4.2 问题总结
该项目于2010年底开始建设，于2012年4月开始进行生物系统调试，同年8月份水线全部贯通，至今运行较为稳定，出水达标。但在施工和调试过程中，也发现一些问题。
1. 设计要和当地的管材管件市场充分结合。根据皇家委员会标准，UPVC 管材管件既有美标也有欧标，所以设计时为了统一标准，全部采用美标。但在施工过程中，发现当地大部分UPVC 管材管件为欧标，采购美标管件比较困难。为了不影响施工进度，根据实际情况一是更换管道材质，二是更换阀门。
2. 设备材质问题。由于来水中氯离子含量较高，所以对设备（尤其是与水接触的部分）材质要求高，但水厂运行一段时间后，格栅及二沉池的刮吸泥机均出现故障，检测核实后发现格栅链条的销轴轴套以及二沉池桁架拉索的销轴均为碳钢材质，不满足设计要求（不锈钢材质）才导致了故障发生。后更换部件材质，设备运行稳定。
3. 设备选择要考虑当地气温问题。当地夏季最高气温可达55℃，但鼓风机轴温报警高限值为50℃，所以经常导致电机轴温报警而故障停机。后在鼓风机房增加2台空调保证了鼓风机的正常运行。
4. 曝气沉砂池设备电气故障问题。桥式吸砂机的电气控制箱为厂家自带，放置在桥式吸砂机上，随吸砂机一起在沉砂池上方运行，但由于污水中的腐蚀性气体含量较高，曝气后
释放出来，经过控制箱底部的进线孔进入箱体内部腐蚀了部分电气元件，从而导致设备故障停机，后改变了控制箱位置保证了设备正常运行。
5. 防不均匀沉降问题。整个厂区均为砂地，因此无论是构筑物的设计还是管道的设计均需要考虑采取防不均匀沉降措施。
5结语
沙特第九污水厂严格按照沙特皇家委员会标准进行设计，得到了监理公司以及业主的认可。目前污水厂远期设备也已安装完毕，整个水厂已投入运营一年多，运行稳定，出水达到了皇家委员会2004灌溉标准要求。该项目的实施不仅缓解了当地水资源紧张问题，还为国际项目积累了宝贵的经验。
作者简介：张建明（1982-），男，河南灵宝人，硕士研究生，工程师，毕业于河北工程大学，主要从事污水处理设计工作。
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