覃　麗，劉兵偉，郭世浩，李　娟（克拉瑪依市排水管理處，新疆　克拉瑪依　834000）

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克拉瑪依市南郊污水處理廠升級(jí)改造回用工程設(shè)計(jì)

覃麗，劉兵偉，郭世浩，李娟（克拉瑪依市排水管理處，新疆克拉瑪依834000）

克拉瑪依市南郊污水處理廠升級(jí)改造工程規(guī)模為10×104m3/d，原設(shè)計(jì)采用Orbal氧化溝加二次沉淀工藝，近年來(lái)由于克拉瑪依市對(duì)中水回用水質(zhì)指標(biāo)要求提高大，水廠在原處理工藝增加了混凝-沉淀-過(guò)濾-二氧化氯消毒的工藝。經(jīng)改建后，水廠出水水質(zhì)可以由原來(lái)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提高為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，完全可以滿足城市綠化和部分工業(yè)用水。

城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；升級(jí)改造；混凝沉淀；過(guò)濾；消毒

克拉瑪依市南郊污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為 10×104m3/d，采用Orbal氧化溝加二次沉淀工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行一級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)，升級(jí)改造后的出水執(zhí)行 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1　升級(jí)改造工程的進(jìn)、出水水質(zhì)

該項(xiàng)目采用南郊污水處理廠的出水，水廠的出水均已達(dá)到一級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)，因此本項(xiàng)目是在進(jìn)水水質(zhì)一級(jí)B為基礎(chǔ)，改造后出水水質(zhì)必須達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，本次升級(jí)改造設(shè)計(jì)后進(jìn)、出水水質(zhì)如表1。

表1　升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

2　工藝流程

對(duì)污水進(jìn)行再生處理的目的，是進(jìn)一步去除二級(jí)處理后的水中懸浮物、溶解性有機(jī)物、氨氮等污染物質(zhì)。作為再生處理原水的二級(jí)處理出水，所含懸浮物量較少，水中尚含有難于去除的色、味和有機(jī)物，它與給水處理中凈化技術(shù)乃至處理流程都有相似之處，但又不是常規(guī)的給水處理技術(shù)所能完全代替的。本工程采用：混凝—沉淀—過(guò)濾—消毒的新工藝見(jiàn)圖1，工藝穩(wěn)定可靠，可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

圖1　工藝流程圖

3　工藝設(shè)計(jì)單元及技術(shù)參數(shù)

3.1調(diào)節(jié)提升泵池

本工程新建調(diào)節(jié)提升泵池1座，平面尺寸30.0m×25.0m，池總深H=4.60m，有效容積4250m3，設(shè)計(jì)水量為1.215m3/s。設(shè)置潛水泵4臺(tái)，3用1備。單臺(tái)參數(shù)Q=1460m3/h、H=20m、N= 110kW。

3.2反應(yīng)沉淀間

新建反應(yīng)沉淀間1座，平面尺寸84.0m×58.8m。處理規(guī)模為10.50×104m3/d。內(nèi)設(shè)穩(wěn)壓配水井、混合池、絮凝池、沉淀等設(shè)施。

（1）穩(wěn)壓配水井

污水經(jīng)泵池提升后進(jìn)入穩(wěn)壓配水井，再均衡輸水進(jìn)入4個(gè)處理系列。穩(wěn)壓配水井1座，平面尺寸9.4m×4.2m，高H= 11.3m，分兩層，地下深3.6m，一層高5.15m，二層高2.55m設(shè)計(jì)水量1.215m3/s，水力停留時(shí)間5.75min，超高0.55m。

（2）混合池

設(shè)計(jì)4座機(jī)械混合池，單池參數(shù)如下：?jiǎn)纬卦O(shè)計(jì)水量0.304m3/s，平面尺寸1.2m×1.2m，有效水深4.6m，混合級(jí)數(shù)1級(jí)，一級(jí)混合時(shí)間20s，一級(jí)混合G值700-1，混合池主要機(jī)械設(shè)備為槳板式攪拌機(jī)。

（3）絮凝池

新建折板反應(yīng)池4座，單池平面尺寸14.8m×9.8m，單池設(shè)計(jì)水量0.304m3/s，絮凝時(shí)間24.51min，分段三段：①折板類型相對(duì)折板，停留時(shí)間7.09min，豎井流速0.2m/s，峰速0.29m/s，谷速0.15m/s，平均速度梯度80.11S-1。②折板類型平行折板，停留時(shí)間7.15min，單格尺寸1.3m×1.2m，折板流速0.19m/s，平均速度梯度51.13S-1。③停留時(shí)間10.27min，豎井尺寸1.3m× 2.0m，豎井流速0.11m/s，平均速度梯度18.05S-1，每座絮凝池設(shè)DN200氣動(dòng)快開(kāi)排泥閥7個(gè)，共28個(gè)。

（4）沉淀池

斜板沉池4座，單池平面尺寸23.3m×14.8m，池總深5.50m。單池設(shè)計(jì)水量0.304m3/s，顆粒沉降速0.135mm/s，設(shè)計(jì)水平流速度8.0mm/s。池內(nèi)斜板長(zhǎng)3.0m，斜板水平板距50mm，斜板與水平傾角60°，斜板材質(zhì)乙丙共聚塑料，出水濁度：2NTU以下，排泥采用雙鋼絲繩牽引式刮泥機(jī)，可按泥位或時(shí)間程序進(jìn)行自動(dòng)控制排泥。每池設(shè)3個(gè)，共12個(gè)。

3.3濾池間

濾池間1座，平面尺寸81.0m×48.0m，處理規(guī)模為10.50× 104m3/d。

濾池間內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)盤濾池、V型濾池、濾池反沖洗設(shè)備間，其中轉(zhuǎn)盤濾池4座單排布置，V型濾池8座采用雙排布置。

（1）轉(zhuǎn)盤濾池

單池設(shè)計(jì)水量0.304m3/s，濾速8m/h，單座濾池面積30.6m2，濾盤直徑3.0m，有效過(guò)濾面積70.0m2，濾池總高度4.7m，清洗和排泥用水頭損失或時(shí)間控制反沖洗周期。轉(zhuǎn)盤濾池反沖洗泵8臺(tái)，4用2備，每池2臺(tái)，單機(jī)參數(shù)如下：Q=50m3/ h，H=7m，N=2.2kW。

（2）V型濾池

出水濁度≤1NTU，單池過(guò)濾面積84m2，正常過(guò)濾速度6.8m/h，反沖洗時(shí)強(qiáng)制濾速7.52m/h（單座），砂濾池反沖洗周期24h，氣、水反沖洗總歷時(shí)12min，氣洗歷時(shí)2min，氣洗強(qiáng)度50.4m3/（hm2），氣水同時(shí)沖洗歷時(shí) 4min，氣洗強(qiáng)度50.4m3/ （hm2），水洗強(qiáng)度 12.6m3/（hm2），后水洗歷時(shí) 6min，水洗強(qiáng)度25.2m3/（hm2），表面掃洗強(qiáng)度5.4m3/（hm2），配水配氣層高度1.0m，均質(zhì)石英砂濾料層厚度 1.5m，濾料有效粒徑 0.9～1.2mm，濾料上水深1.4m。

（3）反沖洗設(shè)備

反沖洗設(shè)備間平面尺寸30.0m×12.0m。房間內(nèi)設(shè)有V型濾池反沖洗水泵3臺(tái)，2用1備，單臺(tái)參數(shù)反沖洗泵Q= 1100m3/h H=10m N=55kW；反沖洗鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)參數(shù)羅茨鼓風(fēng)機(jī)Q=72m3/min P=58.8kPa N=110kW。

3.4清水池

清水池共計(jì)2座，池容積取水廠最高日設(shè)計(jì)水量的10%，其調(diào)節(jié)容積為10000m3。平面尺寸50.0×25.0m，有效水深4.0m，池總深4.45m，2座清水池出水之間設(shè)聯(lián)絡(luò)管。每座清水池設(shè)溢流管，每座清水池設(shè)出水管2根，分別至送水泵房吸水井和重力流出水。

3.5外輸泵房（含吸水井）

新建吸水井1座，平面尺寸34.4m×4.0m，深6.0m，新建外輸泵房1座，半地下式結(jié)構(gòu)，平面尺寸48.0m×12.0m。地上部分高7.3m，地下部分深4.0m。設(shè)6臺(tái)離心泵，4用2備，2臺(tái)變頻，單泵性能參數(shù)：Q=1100m3/h、H=75m，N=315kW，外輸泵房?jī)?nèi)設(shè)5t電動(dòng)橋式起重機(jī)和電動(dòng)葫蘆各1套。

3.6二氧化氯消毒間

二氧化氯消毒間平面尺寸為：22.5m×18.0m。

本設(shè)計(jì)采用6臺(tái)二氧化氯發(fā)生器，5用1備，單臺(tái)二氧化氯產(chǎn)量10kg/h，消毒最大投加量20mg/L，采用復(fù)合環(huán)控制。二氧化氯發(fā)生器為自動(dòng)控制運(yùn)行的真空投加系統(tǒng)，原料為亞氯酸鈉和鹽酸溶液。

本設(shè)計(jì)設(shè)鹽酸儲(chǔ)罐1臺(tái)，單臺(tái)V=15m3，設(shè)亞氯酸鈉溶液調(diào)制罐1臺(tái)，單臺(tái)V=15m3。設(shè)1m3鹽酸計(jì)量罐、亞氯酸鈉計(jì)量罐、水計(jì)量罐各1臺(tái)。二氧化氯發(fā)生器在自動(dòng)運(yùn)行的工況上，通過(guò)出水上的二氧化氯分析儀控制原料驅(qū)動(dòng)泵，控制亞氯酸鈉溶液和鹽酸溶液的投加量，從而控制二氧化氯的產(chǎn)量，二氧化氯發(fā)生器通過(guò)隔膜計(jì)量泵將產(chǎn)出的二氧化氯打入壓力水管，使產(chǎn)出的二氧化氯溶液與水混合，投加至加氯點(diǎn)。本設(shè)計(jì)亞氯酸鈉藥庫(kù)及鹽酸儲(chǔ)罐按水廠正常投加量運(yùn)行15d用藥量考慮。二氧化氯設(shè)備間內(nèi)設(shè)余二氧化氯分析儀、漏氯報(bào)警儀各1套，并設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，事故時(shí)軸流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，將有害氣體排除出室外。

3.7加藥間

本工程新建加藥間平面尺寸為：24.0m×15.0m。

本工程投藥系統(tǒng)混凝劑投加堿式氯化鋁，絮凝劑投加聚丙烯酰胺。堿式氯化鋁最大投加量為80mg/L，平均投藥量40mg/L，投加濃度10%，聚丙烯酰胺投加量1mg/L，平均投加量為0.5mg/L，投加濃度為投加濃度0.5%。

（1）堿式氯化鋁投加系統(tǒng)

投藥間設(shè)堿式氯化鋁溶液池2座，平面尺寸6.0m×2.2m，池深為2.3m，有效池深1.8m。藥庫(kù)尺寸9.0m×6.0m，藥劑儲(chǔ)存時(shí)間為：堿式氯化鋁藥劑儲(chǔ)存時(shí)間10d，聚丙烯酰胺藥劑儲(chǔ)存時(shí)間10d。

堿式氯化鋁加藥系統(tǒng)主要設(shè)備如下：

羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)Q=14m3/min、H=39.2kPa、N=11kW。液壓計(jì)量泵6臺(tái)，4用2備，單臺(tái)參數(shù)Q=950L/h N= 2.2kW H=0.5MPa。藥劑投加點(diǎn)設(shè)在混合池的第一個(gè)進(jìn)水池內(nèi)。

（2）聚丙烯酰胺投加系統(tǒng)

藥液配置采用一體化混合裝置，藥液配比濃度為0.5%，混合裝置的流量為880L/h，藥液投加采用螺桿泵，設(shè)計(jì)采用6臺(tái)投加泵（4用2備），單泵流量Q=900L/h，N=0.5kW，藥劑投加點(diǎn)設(shè)在絮凝部分第一段的末尾端。

3.8污泥處理

再生水廠內(nèi)的污泥來(lái)源主要是反應(yīng)沉淀池排泥，污泥重力流至南郊污水處理廠現(xiàn)有污泥濃縮池。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)，原水進(jìn)水設(shè)定濁度為50NTU，NTU與SS比值接近1.0，計(jì)算干泥量為1.9T/d。本工程擬投加的藥劑為堿式氯化鋁，Al2O3含量為30%，固態(tài)堿式氯化鋁平均投加量40mg/L計(jì)算，每天投加量為4200kg，折合Al2O3投加量D=40×30%=12mg/L。通過(guò)計(jì)算，再生水廠的總排泥量為S=7.18T/d，本工程沉淀池刮泥設(shè)備采用雙鋼絲繩牽引式刮泥機(jī)，根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有水廠的運(yùn)行情況，這種刮泥機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，排泥含固率較高，一般在0.5%左右，本工程按0.5%計(jì)算，所以計(jì)算總排泥量為：1436m3/d，含水率99.5%。沉淀池排泥周期可根據(jù)測(cè)定的污泥區(qū)濃度值或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)值確定。

4　產(chǎn)生的運(yùn)行成本

南郊污水處理廠升級(jí)改造工程日常運(yùn)行成本主要包括動(dòng)力費(fèi)、人工費(fèi)和藥劑費(fèi)，處理能力10萬(wàn)方m3/d。生產(chǎn)運(yùn)行主要消耗的指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2　生產(chǎn)運(yùn)行主要消耗的指標(biāo)

5　結(jié)論

克拉瑪依市南郊污水處理廠采用混凝-沉淀-過(guò)濾-二氧化氯消毒的工藝之后，出水水質(zhì)可以達(dá)到一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)，由于源水為污水廠的二級(jí)出水，具有C、N、P比值低，在冬季北方低氣溫時(shí)會(huì)降低濾池的氧化效果，造成對(duì)除磷藥劑和碳源加藥量增大，在運(yùn)行中可以考慮進(jìn)一步控制持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)水量、保證水的停留時(shí)間，同時(shí)可以在氧化溝增加污泥的回流量和充氧量，以保證升級(jí)改造工程深度處理階段的穩(wěn)定運(yùn)行。

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劉兵偉。

TP29

A

2095-2066（2016）11-0003-02

2016-3-8

覃 麗（1976-），女，工程師，2000年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，自動(dòng)化專業(yè)，主要研究方向?yàn)槲鬯幚矸矫娴募夹g(shù)的研究、計(jì)算機(jī)在污水處理中的應(yīng)用等。