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马小蕾 (中国市政工程西北设计研究院)
摘要:银川市第一污水处理厂设计规模10×104m3/d。污水处理采用SBR工艺,污泥直接浓缩脱水后外运。处理后尾水排入黄河。该厂工艺较好的适应了进厂污水水量水质的特点,经近一年的试运行,完全达到了设计要求,保证了出水的达标排放。
关键词:银川 污水处理厂 SBR工艺 设计
1.概述
银川市第一污水处理厂位于银川市北郊满春乡八里桥村,设计规模10×104m3/d,一次建成,占地面积128亩。污水处理厂服务于城区,排水区域面积22.4平方公里,人口22万人。接纳污水以生活污水为主,城市排水管网为雨污合流制。污水处理后,经过约5km排水沟流入黄河。污水生物处理部分采用进口设备,其他部分均采用国产设备。进口设备包括微孔曝气棒、滗水器、鼓风机、其他配套设备及控制系统。工程目前已建成,顺利通过竣工验收,已投入运行,运转情况良好。
服务区内北环泵站、西门泵站95年实测水质资料显示,污水中各项污染物指标均较低,结合我国部分污水处理厂运转期进水水质及设计水质情况,根据当地环保部门资料及要求确定设计进、出水水质为:
| 进水 | 出水 | CODcr | ≤350mg/l | ≤120mg/l | BOD5 | ≤160mg/l | ≤30mg/l | SS | ≤200mg/l | ≤30mg/l |
PH=6~9,设计最低污水温度10℃。
厂区内预留了污水处理发展用地,根据回用要求可增设污水回用处理设施。
在污水处理工艺方案选择中,初步选定DE型氧化沟工艺与SBR工艺两种方案进行比选,经过多方考察、技术经济比较以及多方论证后,最终确定采用美国汉氏SBR工艺。由于设计污泥龄较长,污泥在生物池中已基本稳定,污泥不经消化直接脱水。污水厂工艺流程见图2-1。
图2-1 污水污泥处理工艺流程框图
3.主要构筑物
3.1 粗格栅、污水提升泵房
污水自第四排水沟进入厂区,在泵房前设置粗格栅两套,设备宽度1.5m,采用回转式固液分离机,齿耙由高强度尼龙材料制成,可连续自动除污。栅片净距25mm。格栅倾角75°,过栅流速0.74m/s。格栅清污由液位开关根据栅前水位或由时间继电器定时控制。拦截的栅渣清除至渣桶后外运。
污水提升泵房一座,泵房内设潜水排污泵5台,Q=1375m3/hr,H=15m,N=80KW,其中4用1备,泵房内调节水量为一台潜污泵5分钟流量,根据泵房内液位自动控制水泵开停台数。另设电动葫芦一套,起吊重量3T,起吊高度12m,检修时起吊水泵至检修平台。
3.2 细格栅间及曝气沉砂池
细格栅间与曝气沉砂池合建。细格栅间内设三条宽1.3m细格栅渠道。分别设三台回转式固液分离机,栅距5mm,倾角60°。细格栅由栅前液位开关和时间继电器定时控制清污,细格栅截流栅渣经螺旋输送机经排栅漏斗排至渣斗。污水经过细格栅后的配水区进入曝气沉砂池。
曝气沉砂池一组分两格,每格宽度3.8m,有效水深3.05m,沉砂区总过水面积17.72m2,池长21.7m,水平流速0.08m/s,污水停留时间4.5min。油脂浮渣区表面积63m2。油脂、浮渣由吸砂机上的撇渣刮板刮至池进水端的两个浮渣室后,分别由两台螺旋输送机送至池外渣斗。曝气沉砂池采用穿孔管粗气泡曝气,曝气量标准0.22m3/m3污水。配低噪音罗茨鼓风机两台,一用一备,单台风量21.5 m3/min,升压58.8KPa,电机功率37KW。桥式吸砂刮渣机一套,跨度8.0m,配Q=54 m3/hr,H=2m,N=1.4KW吸砂泵两台,N=0.55KW刮渣提耙两套及驱动装置。池底沉砂经吸砂泵抽吸至池侧集砂槽,然后自流至砂水分离器。池外配砂水厂分离器一套,处理量20~27l/s,N=0.75KW。细格栅间及曝气沉砂池均为钢筋混凝土结构,曝气沉砂池鼓风机房建于细格栅间下部,净空高度3.5m。
3.3 SBR生物池
本工程采用间歇进水、低污染物负荷的SBR工艺,主反应池前端设高负荷厌氧选择区及接触混合区。污水进水与内回流混合液在厌氧区混合,在厌氧条件下,微生物进行聚磷菌的释放,而高污染物负荷及低溶解氧状态可抑制丝状菌的生长,防止沉淀过程中污泥膨胀。其后设置的接触混合区,使得SBR反应池不仅在时间序列上是理想的推流状态,而且在空间上也具有了推流特征。整个系统还具有良好的除磷脱氮功能、较低的污泥产率、较高的氧转移推动力以及良好的沉淀分离效果。
污水经过配水井后进入SBR生物池,生物池共4组,每组2座,每座生物池周期性循环运行。每个周期包括:曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段。曝气及沉淀过程中进水,滗水过程即出水过程,闲置过程中排除剩余污泥。
一个典型的周期约四个小时,每组的两座生物池运行状态如下:
时间min 生物池
| 0~60 | 61~120 | 121~180 | 181~240 | A池 | 进水、曝气 | 进水、曝气 | 进水、沉淀 | 滗水、闲置、排泥 | B池 | 进水、沉淀 | 滗水、闲置、排泥 | 进水、曝气 | 进水、曝气 |
每座生物池长53.1米,宽23米,最大水深5.7米,最小水深3.95米,池深6.2米。总有效面积9568m2,最大有效总容积54537 m3 。总水力停留时间8.4hr,污泥龄15天,混合液回流比18%,污泥负荷平均0.083kgBOD5/kgMLSS.d,曝气池溶解氧范围:0.5~2.0mg/l。池底均布微孔棒状曝气器,φ90mm,L=1.0m,共计4880 根。每池出水端安装2台浮桶式滗水器,共计16台,单台出水量 387 l/s。每座池出水端设置2台潜水排污泵,1台用于混合液回流,1台用于排除剩余污泥,单台流量44l/s,回流泵扬程6米,电机功率8.1kw,剩余污泥泵扬程12米,电机功率12.2kw。每座反应池设:进水控制阀(电动偏心旋塞阀)、空气控制阀(电动蝶阀)和出水控制阀(电动蝶阀),并在剩余污泥管道、回流污泥管道和空气支管上设置阀门。
生物池运行以时间控制,并根据池中溶解氧浓度调节鼓风机供气量。
生物池采用一级配水,污水经过进水控制阀的水头损失较大,因此由于管道长度不同所引起沿程水头损失的差别可以忽略不计,基本做到配水均匀。
3.4 鼓风机房
鼓风机房平面尺寸:30×12m,建筑高度8.5米。内设5台罗茨风机,其中4用1备,单台风量:195 m3/min,升压68.6kPa,电机功率280kw。每台工作风机服务于1组生物池。每台鼓风机配变频调速装置、入口过滤器、进出口消音器、出口蝶阀、止回阀、减压阀。鼓风机房设有进风廊道,廊道入口处设空气粗过滤器。机房内设5吨桥式单梁起重机。
3.5 接触池及加氯间
污水出厂前采用液氯消毒。最大加氯量标准8mg/L,最大加氯量44kg/hr;平均加氯量标准4mg/L,平均加氯量400kg/d。液氯储量为15天用量,采用流量配比的方式来控制加氯量。加氯间建筑面积250m2 ,其中包括氯库、加氯室、值班室等。设真空加氯机2台,单台加氯量57kg/hr,1用1备,压力自动切换装置一套,漏氯检测报警仪一台,充装量1000kg的氯瓶12个,2T数字式台秤两台。电动葫芦一套。
接触池平面尺寸30.0×15.0m,有效水深4.0m,高峰流量时,污水停留时间19.6分钟,平均流量时,停留时间26分钟。接触池出水流经第四排水沟、银新干沟进入黄河,在排水沟中继续接触消毒。
污水在沉砂池后、接触池后分别以电磁流量计、明渠超声波流量计检测进厂、出厂流量。
3.6 污泥浓缩池及均质池
剩余污泥量13.0T/d。浓缩池固体负荷31kg/ m2·d。
生物池剩余污泥含水率为99.6%,浓缩后污泥含水率为97%。浓缩前污泥体积3250m3/d,浓缩后污泥体积为433 m3/d。浓缩池直径16m,共两座,每座内设中心传动浓缩池刮泥机一台;每座池附设污泥提升泵站与浓缩池合建,配Q=40 m3/hr,H=7m,N=2.4KW污泥提升泵一台。
浓缩池连续排泥,为配合污泥脱水机的间歇运行,在浓缩池后设均质池,均质池直径6.5m,周边有效深度5.4m,其调节容积143 m3,可贮存7.3小时的剩余泥量。均质池内设一台低速淹没式搅拌器,功率2.8KW。
3.7 污泥脱水间
脱水间平面尺寸31.0×16.0m,高度5.30m。内设带式压滤机3台,交替使用,滤带宽度2.0m,电机功率2.2KW,单台处理能力约9~12m3/hr,每天工作16~12小时,污泥脱水前投加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺,投加量为3~5kg/kgDS, 絮凝剂耗量52kg/d。设全自动投药装置一套,投加量5kg/hr,配3台投药泵。脱水间设有污泥投配泵4台,单台Q=12m3/hr,H=20m,其中3用1备。在污泥脱水间外设冲洗水加压泵站,冲洗水来自生物池出水,脱水机工作时,冲洗泵同时工作。污泥经过机械脱水后,含水率降至76~80%,体积为65~54 m3/d。脱水后泥饼经螺旋输送机送至污泥堆栅装车,共设3台螺旋输送机,输送长度11m,安装角度240。
4.设计体会
4.1 污水厂设计中,要合理确定进厂水质及出水标准。目前许多中小城市污水水质检测资料仍不完善,这就要求项目在开展前期工作的同时连续监测各主要排放口的污水水质,并收集主要工业企业用水及排水资料,为合理确定进厂水质提供可考的依据。根据污水出路、环境容量和环保部门要求确定出水水质标准,不宜盲目追求一次达到很高的出水标准,在污水厂工艺选择、总平面布置及竖向布置上留有发展余地,将来通过增加生物池组或增加生物处理的厌氧段、缺氧段提高出水水质。随着回用水技术的日益发展,总平面布置中留有发展用地也是必要的。
4.2 SBR工艺的优点是:工艺流程简单,运行方式灵活多变,空间上完全混合,时间上理想推流,对进水水质、水量变化的适应性好,氧利用率高,沉淀分离效果良好,生物处理出水可以达到一级排放标准;池深较大,布置紧凑,占地面积小,基础处理费用及土建费用相对较低;在对环境要求高的地区容易加盖防臭。另一方面,设备费用较其他工艺略高一些,对自动控制系统依赖性较高。因此在污水厂工艺选择时,应结合具体工程的规模、进出水水质、周围环境、地形、资金状况、当地技术水平、电力资源等因素综合考察、比较各工艺方案。
4.3 目前我国采用雨污水合流制排水体系的城市很多,在雨季超出污水厂处理能力的污水一般在进厂前溢流排放或进厂经一级处理后排放,对环境仍有一定污染。SBR工艺生物池各阶段划分以时间控制,通过改变周期设置,可以灵活调节曝气时间、有效沉淀面积、生物池出水能力,相应增加了处理能力。对于设计出水水质达到一级排放标准的污水厂,出水中氮磷指标除去稀释作用外,可能有所升高,但CODcr、BOD5、SS达标还是比较容易保证的。
4.4目前新建的工程中采用旋流沉砂池者较多,对于SBR工艺,采用曝气沉砂池有两个优点:一是除砂效果好且稳定,SBR生物池周期性的用于沉淀,如果砂砾进入生物池将很难排除;二是可以有效去除油脂浮渣,采用其他工艺,污水中浮渣可以在终沉池中排除,SBR工艺生物处理部分较难去除浮渣,而曝气沉砂池具有沉砂、撇渣、除油的功能,因此采用曝气沉砂池可以完善处理工艺。由于采用穿孔管大气泡曝气,且停留时间仅4.5min,因此对后续的厌氧环境影响不大。
4.5污泥的脱水性能直接影响到生物池的正常运行。污水厂的生产废水、生活污水排至进厂污水提升泵房,进入污水处理系统。污泥脱水设备的固体回收率较低时,每日从系统中排出的污泥量减少了,一部分污泥随滤液重新回到污水系统中,对于SBR工艺,会造成污泥在生物池的沉积,所以应对污泥脱水设备给予足够的重视,选用固体回收率高的脱水设备。
来源:全国城市污水处理设施建设经验与技术研讨交流会 |
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