劉 虎 /中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司新疆分院

吐魯番市污水廠升級改造工程
——污水廠設(shè)計介紹

劉 虎 /中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司新疆分院

本文就吐魯番市污水廠的工藝情況，包括工藝設(shè)計尺寸、功能、運行參數(shù)、設(shè)備選型等內(nèi)容進行介紹，選擇符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的凈水處理工藝，建設(shè)一座基建投資省、運行費用低、出水水質(zhì)達標的污水廠。

污水廠；A2O工藝；設(shè)計

吐魯番市現(xiàn)狀污水廠位于城南約1.2公里處，處理工藝為氧化塘，設(shè)計處理規(guī)模為2萬m3/d，污水廠占地面積290畝。

根據(jù)《吐魯番市城市總體規(guī)劃》及吐魯番市提出的評選全國衛(wèi)生城市的要求，提出新建二級污水廠，污水廠在現(xiàn)狀氧化塘原址建設(shè)，根據(jù)總體規(guī)劃確定設(shè)計規(guī)模為近期規(guī)模（2015年）4萬m3/d，遠期規(guī)模（2030年）8萬m3/d，污水廠建設(shè)用地面積84843.37㎡，含遠期預(yù)留用地。

污水廠采用成熟的工藝，技術(shù)可靠，處理效率高，不僅能去除有機物和懸浮物，并能夠滿足脫氮除磷的要求，操作簡單。工程建設(shè)期為2016年—2017年，工程總投資約1億元。

一、設(shè)計進水水質(zhì)

根據(jù)吐魯番市的實際情況，目前的污水主要為生活污水，近期港城區(qū)會有一部分工業(yè)企業(yè)，根據(jù)水量預(yù)測到近期末，工業(yè)水量約占總水量的40%，對于新建污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)，其出水在滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》和《污水綜合排放標準》下達標排放。因此預(yù)測吐魯番市的污水水質(zhì)如下：

項目 BOD5 COD SS NH3-N TN TP PH值指標 280 mg/l 550 mg/l 350 mg/l 40 mg/l 50 mg/l 5 mg/l 6～9

二、設(shè)計出水水質(zhì)

根據(jù)總體規(guī)劃及環(huán)評的要求，確定本工程污水處理廠設(shè)計出水水質(zhì)應(yīng)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級B級標準。詳見下表：

項目 BOD5 COD SS NH3-N TN TP PH值指標 20 mg/l 60 mg/l 20 mg/l 8 mg/l 20 mg/l 1 mg/l 6～9

三、污水廠工藝確定

工藝選擇應(yīng)針對當(dāng)?shù)卦|(zhì)的特點，以基建投資少、運行費用低，出水水質(zhì)達標為出發(fā)點。污水廠采用A2O工藝，工藝流程如下圖：

四、污水廠總平面

污水廠建設(shè)用地面積84843.37㎡（含遠期用地），主要生產(chǎn)構(gòu)（建）筑物包括粗細格柵間及污水提升泵房、曝氣沉砂池、初沉池、A2O反應(yīng)池、二沉池、污泥回流泵池、污泥濃縮池、污泥脫水間（含污泥調(diào)理池）、鼓風(fēng)機房及配電室等，附屬建筑主要有綜合辦公樓、車庫及維修間、鍋爐房、值班室及大門等。水廠總平面是根據(jù)工藝要求結(jié)合周圍環(huán)境進行的，將廠區(qū)分為生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)。生產(chǎn)區(qū)布置按工藝流程順序自北向南布置。

五、污水廠主要建（構(gòu)）筑物設(shè)計參數(shù)

1.粗細格柵間及污水提升泵池。

設(shè)計規(guī)模：土建按8萬m3/d，設(shè)備按4萬m3/d安裝。

設(shè)置三道柵槽（近期一用一備，為遠期預(yù)留一道），粗格柵柵槽寬度1.0m，格柵間隙20mm，細格柵柵槽寬度1.2m，格柵間隙10mm。格柵間池體： 15.5m×6m×2.85m；提升泵站池體：9.6m×11.7m×5.45m；上部結(jié)構(gòu)：面積289.31㎡，H=6.4m。

格柵間主要設(shè)備為：回轉(zhuǎn)式格柵除污機2臺，單臺功率1.5KW，齒耙回轉(zhuǎn)式格柵除污機2臺，單臺功率2.2KW。

提升泵房主要設(shè)備為：共設(shè)大小泵4臺，大泵2臺（一用一備），參數(shù)為：Q=1500m3/h， H=12m，N=75Kw，小泵2臺（一用一備），參數(shù)為：Q=750m3/h， H=12m，N=45KW。

2.曝氣沉砂池。

設(shè)計規(guī)模： 8萬m3/d。曝氣沉砂池設(shè)計停留時間8分鐘，有效容積584m3，有效水深2米，兩格，單格寬度3.0m，污水在池中流速0.08m/s。池體尺寸為： 42.1m×7.1m×4.62m

主要設(shè)備：HXS橋式吸砂機1臺，功率 2×0.37KW，羅茨風(fēng)機2臺，參數(shù)：Q=21m3/min， H=4m，N=30KW。

3.初沉池。

設(shè)計規(guī)模： 4萬m3/d。初沉池數(shù)量：2座，內(nèi)徑D=24m，有效水深：3.7m，表面水力負荷：2.7m3/（㎡·h），沉淀時間：1.4h，沉淀部分有效容積1612m3，沉淀池總高度6.07m。

主要設(shè)備：周邊傳動刮泥機2臺，直徑24m，N=0.37KW。

4.A2O反應(yīng)池。

設(shè)計規(guī)模：4萬m3/d。選取的主要設(shè)計參數(shù)為BOD5污泥負荷：0.12kgBOD5/(kg.mlss.d)，回流污泥濃度：6000mg/l，污泥回流比：r=80%，混合液懸浮固體濃度2700mg/l混合液回流比：200%。

近期A2/O反應(yīng)池2組，每組2格，單組尺寸為68.8m×43.8m×6.40m，有效水深5.5米，總有效容積30000m3，總停留時間18.52h，單格的容積為7750m3，其中厭氧段停留時間為1.8h，容積為750m3，缺氧段停留時間為6h，容積為2500m3，好氧段停留時間為10.8h，容積為4500m3。

主要設(shè)備：管式曝氣器1316根，單根長度1m，單根通氣量在6-8Nm3/h.m；內(nèi)回流泵4臺，參數(shù)為：800～1660m3/h,H=0.6～1.4m,N=5.0KW；潛水?dāng)嚢杵?8臺，雙曲面攪拌器4臺，螺旋槳直徑1000mm，P=1.5kw，高速潛水?dāng)嚢杵?臺，螺旋槳直徑340mm，P=3.0KW，中速潛水?dāng)嚢杵?6臺，螺旋槳直徑620mm，P=5.5KW。

5.二沉池。

設(shè)計規(guī)模：4萬m3/d。二沉池為輻流式沉淀池，周邊進水，周邊出水，二沉池設(shè)中心傳動單管吸泥機。二沉池數(shù)量2座，內(nèi)徑D=40m，有效水深2.5m，表面水力負荷0.94m3/（㎡·h），沉淀時間：2.5h。

要求孩子每天背誦《晨讀對韻》一韻，寫一兩副對聯(lián)，曬在群里，并請孩子集思廣益，互學(xué)互評，互相切磋。同時，請親友督促、參與，互相分享好對聯(lián)。

主要設(shè)備：中心傳動單管吸泥機2臺，直徑40m，N=0.37KW。

6.消毒間。

設(shè)計規(guī)模：土建按8萬m3/d，設(shè)備按4萬m3/d安裝。設(shè)計兩道渠道，近期一道，為遠期預(yù)留一道，單格渠道的尺寸為：10m×1.016m，渠道深為1.57m。選用3000PLUS型模塊10個，共計80根燈管，總功率為23KW。

7.鼓風(fēng)機房及配電室。

鼓風(fēng)機房與配電室合建，總建筑尺寸為：35.46m×22.78m×9.3m。

A2O池所需要的風(fēng)量為18000m3/h（20℃），考慮吐魯番市夏季高溫（50℃），計算氣體膨脹系數(shù)為1.1，則夏季高溫時（50℃）所需風(fēng)量為19800m3/h。風(fēng)壓為68.60KPa。

鼓風(fēng)機設(shè)兩座吸風(fēng)塔，空氣通過吸風(fēng)塔頂部百葉窗進入，由底部的卷簾式過濾器進行過濾，再經(jīng)過風(fēng)道進入鼓風(fēng)機。

主要設(shè)備：鼓風(fēng)機采用離心式鼓風(fēng)機，共3臺，近期2用1備，為遠期預(yù)留3臺的位置。鼓風(fēng)機采用變頻控制。參數(shù)為：q=165m3/min，P=68.8KPa，N=280KW。

8.污泥回流泵池。

設(shè)計規(guī)模：4萬m3/d。回流污泥泵池將二沉池排出的一部分污泥回流至A2O池，將另一部分污泥送至貯泥池。尺寸為：19.3米×13.2米，貯泥部分的尺寸為：8.6米×3.9米，有效水深3.3米，有效容積為110.6m3。污泥回流量按100%回流。剩余污泥量為 1703m3/d。

圖1 污水廠工藝流程簡圖

主要設(shè)備：污泥回流泵3臺（2用1備），參數(shù)為：Q=800m3/h,H=10.0m，P=45KW；剩余污泥泵2臺（1用1備），參數(shù)為：Q=70m3/h,H=10.0m，P=4KW。

9.污泥濃縮池。

設(shè)計規(guī)模：4萬m3/d。本工程剩余污泥量為1703m3/d，含水率99.3%，濃縮后含水率達到95%～97%(即污泥固體濃度30～50kg/m3)。設(shè)置濃縮池2座，濃縮池直徑14m，濃縮池面積為153.86㎡，固體通量為38.7 kg/m3，濃縮時間12h，有效水深3.5m，總深度5.87m。

主要設(shè)備：垂架式中心傳動濃縮機（帶柵條）2臺，直徑14m，池邊水深4m，N=0.75KW。

10.污泥脫水間。

根據(jù)計算1703m3/d（含水率99.3%）經(jīng)過濃縮后污泥含水率97%以下，污泥量約397.37m3/d。污泥脫水間安裝3臺壓濾機。每臺壓濾機處理能力為6.0tDS/d,每天運行4個批次,每個批次的運行時間為4～4.5h。

污泥脫水間設(shè)置3座污泥調(diào)理池，單座尺寸為5m×5m×5m，有效容積為112.5m3。

本工程設(shè)計投加兩種藥劑，為無機絮凝劑FeCL3,助凝劑CaO,其中FeCL3的投加量為污泥絕干量的8%，CaO的投加量為污泥絕干量的17%。CaO料倉V=50m3，φ×H=2.9m×7.5m。

主要設(shè)備：廂式自動隔膜壓濾機3套，過濾面積400㎡，濾室容積7m3，單片濾布厚度1.0mm，濾板規(guī)格1500×1500×80,工作壓力≤2.5Mpa,壓榨壓力≤2.0Mpa，過濾壓力≤1.2Mpa。污泥進料系統(tǒng)、污泥壓榨系統(tǒng)、水洗濾布系統(tǒng)、空氣反吹系統(tǒng)、鐵鹽投加系統(tǒng)、泥餅輸送系統(tǒng)等設(shè)備配套供應(yīng)。建筑尺寸：L×B×H=55.55m×26.4m×12.9m。

11.除臭車間。

除臭車間按近期設(shè)計，主要考慮兩部分區(qū)域的除臭，第一部分為格柵間及污水提升泵房，第二部分為污泥濃縮池、污泥脫水車間,在污泥轉(zhuǎn)運車間內(nèi)設(shè)設(shè)置離子除臭。共建兩座除臭車間。

除臭車間一主要處理格柵間及污水提升泵池內(nèi)的臭氣，處理規(guī)模為5000m3/h。除臭車間一采用1套生物濾池除臭設(shè)備，填料為火山巖為主的復(fù)合填料。

主要設(shè)備：設(shè)2臺引風(fēng)機（1用1備），單臺風(fēng)量5000m3/h，風(fēng)壓3500Pa，功率7.5kw。

除臭車間二主要處理第二區(qū)域——污泥處理系統(tǒng)中污泥濃縮池、污泥脫水間板框壓濾機平臺底、污泥調(diào)理池的臭氣，處理規(guī)模為1.5萬m3/h。除臭車間2采用1套生物濾池除臭設(shè)備，填料為火山巖為主的復(fù)合填料。

主要設(shè)備：設(shè)2臺引風(fēng)機（1用1備），單臺風(fēng)量15000m3/h，風(fēng)壓3500Pa，功率22KW。

12.廠區(qū)污水提升泵井 。

廠區(qū)的污水經(jīng)過廠區(qū)污水泵井收集后，由潛污泵提升至前端的進水控制井，進行后續(xù)的處理。尺寸為：3.25m×2.5m×6.1m。

主要設(shè)備：潛污泵2臺（1用1備），參數(shù)為：Q=50m3/h,H=12m，P=3KW。

六、結(jié)束語

目前污水廠正在建設(shè)中，污水廠建成后將極大的改善吐魯番市的排水現(xiàn)狀，升級污水處理工藝，提高出水水質(zhì)。改善當(dāng)?shù)氐纳瞽h(huán)境。

[1]張中和，杭世珺，李藝.給水排水設(shè)計手冊，第5冊，城鎮(zhèn)排水/北京市政工程設(shè)計研究總院主編.-2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]張自杰，林榮憂,金儒霖.排水工程下冊.-4版.-北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[3]室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）.