王 肖

(太原市泓源環(huán)境工程有限公司，山西 太原 030012)

40 000 t污水處理廠升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)

王 肖

(太原市泓源環(huán)境工程有限公司，山西 太原 030012)

結(jié)合某污水廠處理設(shè)施實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)的分析，采用“預(yù)處理+二級(jí)生化處理+深床濾池”的工藝方案，并對(duì)改造工藝的具體工藝流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，經(jīng)實(shí)踐表明該改造工藝切實(shí)可行，可供類似工程參考借鑒。

污水廠，水質(zhì)，水量，改造工藝

1 工程概況

1)污水處理廠改造前水質(zhì)、水量及實(shí)際運(yùn)行情況。

污水處理廠改造前采用百樂(lè)克工藝，設(shè)計(jì)處理能力為4.0萬(wàn)m3/d，實(shí)際平均日進(jìn)水量為3.0萬(wàn)m3/d左右，污水廠出水最終排入黃河流域。污水處理工藝采用預(yù)處理+二級(jí)生化處理(百樂(lè)克工藝)，污泥處理工藝采用帶式濃縮脫水。

通過(guò)對(duì)2012年—2013年污水廠進(jìn)出水質(zhì)數(shù)據(jù)情況分析，污水處理廠進(jìn)水中的COD,NH3-N進(jìn)水濃度比原設(shè)計(jì)進(jìn)水值高，BOD5,SS,TP濃度與原設(shè)計(jì)值相近。實(shí)際出水中各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)有百樂(lè)克工藝存在以下問(wèn)題：a.厭氧塘缺少攪拌設(shè)備及導(dǎo)流墻，造成實(shí)際運(yùn)行中污泥沉積，水力運(yùn)行不暢，形成短流，直接進(jìn)入曝氣池，導(dǎo)致工藝運(yùn)行缺少了原有的厭氧處理；b.經(jīng)計(jì)算，現(xiàn)狀生物池容積偏小，停留時(shí)間不足；c.曝氣池原有曝氣裝置60%以上損壞，目前曝氣池中曝氣不均勻，存在較多死區(qū)，且池中溶氧儀已經(jīng)損壞，運(yùn)行中無(wú)法監(jiān)測(cè)池中的溶解氧；d.鼓風(fēng)機(jī)損壞嚴(yán)重，原有的6臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)只有3臺(tái)能夠運(yùn)行，實(shí)際供風(fēng)量只有160 m3/min，遠(yuǎn)達(dá)不到原設(shè)計(jì)要求；e.曝氣池?zé)o混合液回流。以上五點(diǎn)原因?qū)е卢F(xiàn)狀出水水質(zhì)COD,BOD,NH3-N指標(biāo)偏高。

2)升級(jí)改造工程水質(zhì)、水量及工藝確定。

在改造前污水廠實(shí)際運(yùn)行進(jìn)水水質(zhì)和原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)的基礎(chǔ)上，參考周邊污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)，并考慮留有一定富裕量，確定升級(jí)改造工程實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)主要指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 污水廠改造工程進(jìn)水水質(zhì) mg/L

根據(jù)國(guó)家環(huán)保部要求：城鎮(zhèn)生活污水處理廠出水排入國(guó)家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊的應(yīng)執(zhí)行GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表1中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，為此須對(duì)污水廠進(jìn)行升級(jí)改造。處理工藝采用“預(yù)處理+改良A2/O+深床濾池”。污水廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為4.0萬(wàn)m3/d。

2 進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)分析

本工程污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)BOD/COD≈0.46，屬于易生物降解水質(zhì)范疇。理論上將1 g NO3-N還原為N2需要碳源有機(jī)物(以BOD5表示)2.86 g。一般認(rèn)為當(dāng)BOD5/TN≥4，才可認(rèn)為污水中碳源滿足反硝化菌利用，本工程設(shè)計(jì)水質(zhì)BOD5/TN≈3.4，碳源不充足。在污水廠實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)針對(duì)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)情況，向生物池中投加碳源，保證反硝化過(guò)程的充分進(jìn)行。

一般認(rèn)為有較好的磷去除率需BOD5/TP≥20。本工程進(jìn)水BOD5為220 mg/L,TP為4 mg/L，BOD5/TP指標(biāo)為55，滿足生物除磷對(duì)碳源的要求。但根據(jù)污水處理廠實(shí)際出水總磷分析，單純通過(guò)生物除磷難以達(dá)到總磷穩(wěn)定低于0.5 mg/L的出水要求，需要通過(guò)投加化學(xué)藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷。

3 工藝方案確定

采用“預(yù)處理+二級(jí)生化處理(改良型A2/O工藝改造)+深床濾池”的方案。

預(yù)處理保留并利用原有進(jìn)水井、粗格柵間、污水泵房、細(xì)格柵間、沉砂池及初沉池；二級(jí)生化處理新建改良型A2/O的預(yù)缺氧池及厭氧池，改造原生化池為改良型A2/O的缺氧池及好氧池，保留并利用原有二沉池，改造配水系統(tǒng)；深度處理新建設(shè)備間、中間水池、深床濾池；消毒及出水新建接觸消毒池、巴氏計(jì)量槽、在線監(jiān)測(cè)間，保留并利用原有消毒間；污泥處理新建污泥回流池、污泥池，保留并利用原有污泥泵房、污泥脫水機(jī)房；并根據(jù)以上改造內(nèi)容合理新增或更換相關(guān)設(shè)備等。改造后工藝流程見(jiàn)圖1。

4 工藝設(shè)計(jì)

4.1 污水處理系統(tǒng)

1)預(yù)處理階段：保留并利用原有進(jìn)水井、粗格柵間、污水泵房、細(xì)格柵間、沉砂池及初沉池，及其相應(yīng)配套設(shè)備。

2)二級(jí)處理階段：拆除原有厭氧塘(土池)，新建改良A/A/O池的預(yù)缺氧池、厭氧池兩部分，合建1座，分2組運(yùn)行；停留時(shí)間分別為0.5 h，2.0 h。通過(guò)明渠進(jìn)行多點(diǎn)進(jìn)水，且有R=100%的污泥回流至預(yù)缺氧池及厭氧池前端。池中安裝潛水?dāng)嚢铏C(jī)，防止短流及污泥沉積。原組合池(曝氣池+二沉池)改造如下：a.原懸掛鏈曝氣池改造為缺氧池和好氧池兩部分，停留時(shí)間分別為：6.6 h,10 h。原有進(jìn)出水管、閘門均不變動(dòng)，正常使用；原污泥回流渠增加隔斷，分為混合液回流渠、污泥回流渠兩部分使用；混合液回流通過(guò)回流泵輸送至混合液回流渠(混合液回流比Ri=200%～250%)，污泥回流通過(guò)原排泥渠重力流輸送至新建污泥回流池(污泥回流比R=100%)。缺氧區(qū)與好氧區(qū)隔墻上、下層分設(shè)過(guò)渣孔、過(guò)水孔；缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)低速推流攪拌機(jī)，將回流混合液與原水混合，防止積泥；好氧區(qū)曝氣由懸浮鏈曝氣器改造為管式曝氣器。缺氧池中安裝低速推流攪拌機(jī)，防止短流及污泥沉積。在缺氧池前端(厭氧池出水管上)投加碳源，碳源來(lái)自設(shè)備間碳源投加裝置。b.二沉池采用平流式沉淀池，上設(shè)桁架式吸泥機(jī)。改造原配水系統(tǒng)，提高出水負(fù)荷要求。二沉池將原下端進(jìn)水孔封堵，改為矩形堰上端進(jìn)水；出水采用三角堰，L=156.18 m，最大時(shí)出水堰負(fù)荷2.09 L/(s·m)，平均時(shí)出水堰負(fù)荷1.48 L/(s·m)。好氧池標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下污水需氧量715.78 kg O2/h，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下供氣量284.04 m3/min。全段采用管式曝氣器，共2 256套。每套由2根組合，單根性能參數(shù)：φ75×1 000 mm，開(kāi)孔數(shù)17 400，通氣量(4～12)m3/根，氧轉(zhuǎn)移率大于30%，每根服務(wù)面積1.5 m2～2.5 m2。好氧池末端設(shè)混合液回流泵(帶浮筒)，每套浮筒上設(shè)2臺(tái)同型號(hào)水泵，共計(jì)6臺(tái)，4用2備，Q=(630-900-1 080)m3/h，H=(10-8-6.5)m，N=30 kW?；旌弦夯亓鞅萊i=200%～250%。

3)深度處理階段：新建中間水池、設(shè)備間、深床濾池。中間水池：池中設(shè)提升泵5臺(tái)，4用1備。Q=(350-500-600)m3/h，H=(14-12.5-10)m，N=30 kW。對(duì)污水進(jìn)行二次提升，以滿足深度處理工藝的豎向需求，池內(nèi)設(shè)低速推流攪拌機(jī)，防止積泥。設(shè)備間：用于放置深床濾池所需的反沖洗風(fēng)機(jī)、碳源投加裝置、PAC加藥設(shè)備等。反沖洗風(fēng)機(jī)3臺(tái)，2用1備，Q=40 m3/min，P=68.6 kPa，N=75 kW。碳源投加裝置2套，分別用于缺氧池、深床濾池的碳源投加。PAC加藥設(shè)備2套，用于深床濾池。深床過(guò)濾是使污水通過(guò)由某種顆?；蚩蓧嚎s濾料組成的濾床去除懸浮于污水中的顆粒物質(zhì)，與傳統(tǒng)過(guò)濾相比較，濾床更深，濾料粒徑更大。在深床濾池工藝中，向水中投加藥劑，一般投加PAC，F(xiàn)eCL3，Ca(OH)2等，投加量可以通過(guò)試驗(yàn)確定，混凝去除或降低的物質(zhì)有：溶解性磷酸鹽(TP)、懸浮物(SS)，同時(shí)也可去除生物處理流失出的生物絮體碎片、游離細(xì)菌等形成的COD。深床濾池：1座(5組)，有效濾料總體積：480 m3，總過(guò)濾面積：262.3 m2，單池過(guò)濾面積：52.46 m2。處理負(fù)荷：平均時(shí)：濾速6.35 m/h(5組濾池同時(shí)運(yùn)行)，強(qiáng)制濾速7.94 m/h (4組濾池同時(shí)運(yùn)行)；最大時(shí)：濾速8.96 m/h(5組濾池同時(shí)運(yùn)行)，強(qiáng)制濾速11.20 m/h (4組濾池同時(shí)運(yùn)行)。反沖洗水泵2臺(tái)，1用1備。Q=790 m3/h，H=10 m，N=55 kW。放置于同深床濾池合建的清水池內(nèi)。

4)消毒及出水：新建接觸消毒池、巴氏計(jì)量槽、在線監(jiān)測(cè)間，保留并利用原有消毒間。

接觸消毒池：通過(guò)投加二氧化氯來(lái)進(jìn)行消毒，保證30 min的消毒接觸時(shí)間。巴氏計(jì)量槽：水位可測(cè)范圍0.05 m～0.75 m，流量可測(cè)范圍為12.5 L/s～850 L/s。消毒間：增加復(fù)合式二氧化氯發(fā)生器3套，2用1備，單臺(tái)有效氯產(chǎn)率10 kg/h。

4.2 污泥處理系統(tǒng)

新建污泥回流池、污泥池，保留并利用原有污泥泵房、污泥剩余泵、污泥脫水機(jī)房。污泥回流池:收集二沉池污泥，滿足污泥回流泵及剩余污泥泵連續(xù)運(yùn)行的要求。池內(nèi)設(shè)低速推流攪拌機(jī)，防止積泥。污泥回流泵3臺(tái)，2用1備，Q=(630-900-1 080)m3/h，H=(10-8-6.5)m，N=30 kW,污泥回流比:R=100%。剩余污泥泵2臺(tái)，1用1備，Q=23-30-40 m3/h，H=(15-10-7)m，N=2.2 kW。污泥池:根據(jù)污泥脫水系統(tǒng)工作運(yùn)行周期，并結(jié)合初沉池、二沉池運(yùn)行排泥方式，污泥池應(yīng)有不小于每天8 h的剩余污泥量加初沉池污泥量的有效儲(chǔ)泥容積，即405 m3，原有的儲(chǔ)泥池最大有效容積250 m3，不能滿足工藝運(yùn)行要求，須拆除原有儲(chǔ)泥池，并在原有位置新建1座450 m3污泥池，對(duì)初沉池、二沉池、污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行調(diào)蓄。污泥脫水機(jī)房：更換原有設(shè)備，采用3臺(tái)環(huán)碟式污泥脫水機(jī)(2用1備)，進(jìn)行連續(xù)工作。每臺(tái)環(huán)碟式污泥脫水機(jī)處理絕干污泥量為300 kg/h，每天16 h運(yùn)行。脫水后含水率小于80%。

5 工程投資

升級(jí)改造工程投資為4 793.76萬(wàn)元，其中，工程費(fèi)用為4 020.59萬(wàn)元，二類費(fèi)用426.32萬(wàn)元，預(yù)備費(fèi)266.81萬(wàn)元，鋪底流動(dòng)資金80.04萬(wàn)元。

6 結(jié)語(yǔ)

40 000 t污水處理廠升級(jí)改造采用“預(yù)處理+改良A2/O+深床濾池”工藝后，運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，對(duì)COD，NH3-N，TN的去除率分別為90%,89%,77%，出水水質(zhì)達(dá)到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表1中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。改造工藝切實(shí)可行，為類似污水廠升級(jí)改造提供了借鑒。

[1] 崔玉川，劉振江，張紹怡.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].第2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2] 崔玉川，楊崇豪，張東偉.城市污水回用深度處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3] 尤會(huì)春.改良A2/O工藝用于大連開(kāi)發(fā)區(qū)污水二廠提標(biāo)改造[J].中國(guó)給水排水,2014(12):145-147.

The upgrading and reconstruction engineering design of 40 000 tons sewage treatment plant

Wang Xiao

(TaiyuanHongyuanEnvironmentalEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030012,China)

Combining with the actual situation of a sewage treatment facilities, through the analysis on influent water quality characteristics, used the process scheme of “pretreatment + secondary biochemical treatment + deep bed filter”, and analyzed systematically the specific process and design main points of transformation process, through the practice showed that the transformation process was feasible, could be used in other similar project for reference.

sewage treatment plant, water quality, water quantity, transformation process

2015-01-15

王 肖(1983- ),女,助理工程師

1009-6825(2015)09-0124-03

X703

A