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        山西省聞喜縣排水設(shè)計(jì)

        2013-08-20 12:35:38王紅濤陳宏平
        山西建筑 2013年29期
        關(guān)鍵詞:聞喜縣水池處理廠

        王紅濤 陳宏平

        (太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原 030024)

        1 城市排水概況

        聞喜縣位于山西省西南部,運(yùn)城市北端,運(yùn)城盆地與臨汾盆地的交界處,地理坐標(biāo)為東經(jīng) 110°59′33″~111°37′29″、北緯 35°9′38″~35°34′11″之間。

        聞喜縣縣城自20世紀(jì)60年代至今一直使用蓋板溝排水,排水體制為合流制。聞喜縣城現(xiàn)狀沒有污水處理廠,污水經(jīng)蓋板溝收集后,經(jīng)東排污渠、西排洪渠,最終排入涑水河。根據(jù)聞喜縣地形較平坦,地勢西北高東南低的情況,排水規(guī)劃原則確定為“雨污分流,分區(qū)排水,污水集中處理;雨水分散排放,就近排河”。根據(jù)該區(qū)地形及豎向規(guī)劃,污水管采用低邊式布置,污水收集至西湖北(南)路的污水總干管,污水由西北向東南送至污水處理廠,處理后排放。工業(yè)污水必須處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后,方可排入城區(qū)污水管道系統(tǒng)。

        2 總體設(shè)計(jì)

        聞喜縣縣城是政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商貿(mào)中心,也是周邊地區(qū)重要的物質(zhì)集散地和交通運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~。規(guī)劃末期(2020年)縣城人口為11.0萬人,居民生活用水定額取為120L/(cap·d)。污水定額一般為生活用水定額的80%~90%,則近期(2020年)城區(qū)生活污水量為10560m3/d,根據(jù)設(shè)計(jì)資料,工廠污水排放量為2968.8m3/d,未預(yù)見水量為 1352.88m3/d,所以城區(qū)污水的總量為1.5萬 m3/d。污水廠在城區(qū)涑水河下游,設(shè)計(jì)規(guī)模為1.5萬 m3/d。

        根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求,確定污水處理廠出水水質(zhì)滿足GB 18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級A標(biāo)準(zhǔn),污水處理廠處理進(jìn)、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及各主要污染物去除率見表1。

        表1 進(jìn)、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及污染物去除率

        3 工藝設(shè)計(jì)

        根據(jù)聞喜縣城污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模,進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)的特點(diǎn),綜合考慮運(yùn)行、管理等方面的因素,本工程污水處理工藝仍采用奧貝爾氧化溝+微絮凝過濾工藝,具體工藝流程圖如圖1所示。

        圖1 工藝流程圖

        4 工程設(shè)計(jì)

        聞喜縣城2020年最高日污水流量15000m3/d,平均時流量為625m3/h;時變化系數(shù)為1.60,最大時流量為Qmax=1000m3/h,設(shè)計(jì)考慮到污水處理工藝的安全性,主要污水處理構(gòu)筑物分為兩組,并預(yù)留遠(yuǎn)期用地。

        各個構(gòu)筑物流量計(jì)算見表2。

        表2 各個構(gòu)筑物流量計(jì)算表

        主要工藝設(shè)計(jì)為:

        1)粗格柵提升泵房。

        粗格柵設(shè)計(jì)流量為1000m3/h,設(shè)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)2臺,每臺格柵寬1.000m,柵條間隙20mm,配用電機(jī)功率1.1kW,過柵流速0.5m/s,柵前水深0.6m。提升泵房與集水池合建,集水池用于耦合安裝潛污提升泵,其有效容積按不小于最大1臺工作泵5min的出水量確定,污水提升泵選用自動攪均潛污泵,污水泵共設(shè)4臺,2用2備,泵的參數(shù)為:Q=610m3/h,H=18m,N=45kW。為使水泵適應(yīng)來水量變化并節(jié)約能耗,設(shè)變頻調(diào)速裝置1套。

        粗格柵間平面尺寸為:L×B×h(層高)=(9.0×7.5×4.9)m,磚混結(jié)構(gòu)。

        2)細(xì)格柵、旋流沉砂池。

        細(xì)格柵設(shè)計(jì)流量1000m3/h,采用循環(huán)齒耙式細(xì)格柵除污機(jī)兩套,柵條間隙5mm,每臺格柵寬B=1.2m,配用電機(jī)功率0.75kW。設(shè)計(jì)過柵流速 0.7m/s,柵前水深 1.25m,安裝角度 75°。

        旋流沉砂池設(shè)計(jì)流量:Qmax=1000m3/h,設(shè)置兩座,每座直徑3.05m,池深(砂斗以上部分)2.4m,砂斗直徑 1.50m,砂斗深度2.2m。水力表面負(fù)荷:124.10m3/(m2·h)。水力停留時間31.54s,有效水深1.2m,旋流沉砂池采用封閉設(shè)計(jì)。

        3)厭氧池。

        厭氧池要用于除磷,設(shè)在氧化溝前可起到生物選擇的作用,有利于抑制絲狀菌的膨脹,改善活性污泥的沉降性能,并能減輕后續(xù)氧化溝工藝的負(fù)荷。厭氧池設(shè)計(jì)兩座,單座設(shè)計(jì)流量5000m3/h,水力停留時間1.8h。

        4)奧貝爾氧化溝。

        溝道設(shè)計(jì)成具有三個不同斷面的同心溝道,三溝的容積分配為:外溝(第一溝)約占總池容的51%,中溝(第二溝)約占總池容的33%,內(nèi)溝(第三溝)約占總池容的16%。奧貝爾氧化溝設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

        表3 奧貝爾氧化溝設(shè)計(jì)參數(shù)

        設(shè)計(jì)選用φ=1500mm轉(zhuǎn)碟,單碟充氧能力按2.0kgO2/(h·ds)考慮,則奧貝爾氧化溝系統(tǒng)共需選用23片/套A型轉(zhuǎn)蝶8套,功率30.0kW;(12+9)片/套 B 型轉(zhuǎn)蝶 8套,功率 22.0kW,潛水推進(jìn)器20臺,水推力為2365N,功率3.0kW。

        5)二次沉淀池。

        輻流式沉淀池2座,單座設(shè)計(jì)流量為500m3/h,設(shè)計(jì)流量時表面水力負(fù)荷q=0.7m3/(m2·h),單池直徑D=30m,有效水深2.5m,水力停留時間4.0h。二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水輻流式,二次沉淀池的出水采用環(huán)形集水槽,雙側(cè)溢流堰出水。每座沉淀池內(nèi)設(shè)1臺周邊傳動的全橋式刮吸泥機(jī),周邊線速度2m/min,驅(qū)動裝置功率0.55kW。

        6)深度處理。

        工程設(shè)深度處理,其工藝流程主要包括中間提升水池、機(jī)械絮凝池、活性砂濾池以及消毒水池,設(shè)計(jì)規(guī)模為15000m3/d,變化系數(shù)為 1.6。

        a.凈水車間。

        由于建設(shè)工程所處地區(qū)冬季溫度低,為保證冬季的正常運(yùn)行,設(shè)計(jì)凈水車間一座,結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu),屋頂采用輕鋼結(jié)構(gòu),平面尺寸30.00×42.00。

        b.混合設(shè)備。

        中間提升水池一座,平面尺寸10.00m×7.5m,容積270m3,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主要設(shè)備:潛水排污泵3臺,2用1備。水泵參數(shù):流量:630m3/h,揚(yáng)程:18m,功率:45kW。

        c.折板絮凝池。

        根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)在進(jìn)水管處投加PAC及PAM,為了使投加的絮凝劑能同水均勻地混合,設(shè)計(jì)可以采用管式靜態(tài)微渦混合器,混合時間3s。靜態(tài)混合器是利用在管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)固定式分流板使水流成對分流,同時又有交叉入旋渦反向旋轉(zhuǎn),以達(dá)到混合效果。

        絮凝池設(shè)計(jì)水量15000m3/d,絮凝時間20min,分兩系列,單系列絮凝池處理能力6000m3/d。水力分級為三級,每級設(shè)攪拌設(shè)備。攪拌機(jī)的功率分別為N1=0.8kW,N2=0.28kW,N3=0.09kW。G值分別為 65s-1,38s-1,19s-1。

        d.活性砂濾池。

        設(shè)計(jì)采用活性砂過濾池一座,分為2組,單組平面尺寸14.4m×4.9m,有效水深3.80m,內(nèi)設(shè)活性砂布水布砂設(shè)備12套。

        單套技術(shù)參數(shù):處理水量45m3/h,過濾面積6.0m2,濾速7.5m/h,砂床高度1500mm,反洗空氣消耗量150L/min。

        濾料選擇:采用天然淘洗的、均質(zhì)的、表面飽滿、含硅石量高的天然優(yōu)質(zhì)石英砂,其主要性能參數(shù)如下:粒徑范圍0.9mm~1.2mm,有效粒徑(D10)0.9mm ± 0.05mm,不均勻系數(shù)(D60/D10)小于 1.5,堆積密度 1.6t/m3~1.8t/m3。

        7)接觸消毒池。

        消毒水池作為用水單位與污水處理廠之間的調(diào)節(jié)構(gòu)筑物,同時兼具消毒接觸池的作用,水池容積按照消毒接觸時間45min計(jì)算,所需容積為760m3,平面尺寸20m×10m,有效水深3.8m。

        5 成本費(fèi)用核算及結(jié)論

        聞喜縣城污水處理與回用工程概算總投資8059.19萬元,其中土建工程費(fèi)1741.07萬元、安裝工程費(fèi)2420.88萬元、設(shè)備購置費(fèi)1565.83萬元、其他建設(shè)費(fèi)用2331.41萬元。

        [1]GB 50014-20011,室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [2]張自杰.排水工程(下冊)[M].第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.

        [3]張 勤,張建高.水工程經(jīng)濟(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

        [4]崔玉川.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

        [5]劉 斌,楊云龍.奧貝爾氧化溝在縣城污水廠的應(yīng)用[J].山西建筑,2012,38(11):126-127.

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