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        某污水處理廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)探究

        2020-07-06 09:43:18
        四川水泥 2020年6期
        關(guān)鍵詞:排口化糞池外排

        張 慧

        (上海東石塘再生能源有限公司,上海 201417)

        1 工程概況

        依據(jù)2018年11月22日,上海市頒布的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/199-2018)新規(guī),本項(xiàng)目所涉的污水處理廠的能源污水外排需要執(zhí)行新規(guī)中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),而雨水外排執(zhí)行上海市頒布的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/199-2018)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在此之前,該廠所執(zhí)行的上海市《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/199-2009)標(biāo)準(zhǔn)中,污水外排為一類(lèi)污染物B 級(jí)標(biāo)準(zhǔn),雨水則為二類(lèi)污染物二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即依照項(xiàng)目環(huán)評(píng)批復(fù)的要求,將處理達(dá)標(biāo)后的污水排入市政污水管網(wǎng),經(jīng)全廠雨水管網(wǎng)收集后的達(dá)標(biāo)雨水直接排入自然水體[1]。

        綜上所述,需要針對(duì)舊有標(biāo)準(zhǔn)框架下的污水處理工藝、設(shè)備和方法進(jìn)行改造升級(jí)。

        2 標(biāo)準(zhǔn)分析

        對(duì)比新舊標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于污水和雨水的外排分類(lèi)情況可以得知,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于各類(lèi)污染物質(zhì)的含量指標(biāo)更加嚴(yán)格,尤其在化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、氨氮、總氮、總磷、固體懸浮物(Suspended solid,SS)、氯化物和鋅等指標(biāo)上有所收緊。

        針對(duì)上述收緊指標(biāo)進(jìn)行實(shí)際對(duì)比發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有污水處理工藝的實(shí)際COD、氨氮、總氮、總磷、SS、氯化物和鋅等指標(biāo)恰處于零界點(diǎn),總排口無(wú)異常情況,但各別排口存在外排水質(zhì)超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn),需要進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)改造以滿(mǎn)足處理功能和環(huán)保需求。

        3 前期研究

        為了節(jié)約改造工期,優(yōu)化改造成本,順利實(shí)現(xiàn)改造目的,需要對(duì)原有的工藝路線(xiàn)進(jìn)行研究剖析,通過(guò)水質(zhì)小試及中試研究并重新核算水平衡參數(shù)后,依據(jù)所歸納的指標(biāo)需求進(jìn)行改造。

        3.1 原工藝路線(xiàn)研究

        本次提標(biāo)改造目標(biāo)需要重點(diǎn)清除的污染物包括COD、氨氮、總氮、總磷、SS、氯化物和鋅,首先對(duì)現(xiàn)有工藝路線(xiàn)進(jìn)行剖析。該污水處置中心雨污水的原有排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行上海市《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/199-2009)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),將污水總排口接收五股廢水,如圖1所示:

        圖1 原有雨污水處理工藝路線(xiàn)

        如圖所示,總路線(xiàn)可以分為五點(diǎn):

        (1)雨水總排口接收循環(huán)水池排污水及全廠道路沖洗水,未設(shè)置暫存池裝置;

        (2)滲濾液處理系統(tǒng)主要處理垃圾儲(chǔ)坑里的滲濾液及初期雨水(包括卸料廳、引橋沖洗水和前15 分鐘的雨水);除鹽水系統(tǒng)的反滲透濃縮液經(jīng)污水管網(wǎng)直接排入污水總排口;

        (3)辦公樓、主廠房等車(chē)間產(chǎn)生的生活污水經(jīng)化糞池直接排入污水總排口;

        (4)煙氣凈化間的地面沖洗水經(jīng)污水管網(wǎng)收集后,直接排入污水總排口。焚燒間、污泥干化車(chē)間及滲濾液處理站等沖洗水經(jīng)滲濾液處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后,排入污水總排口。該污水總排口未設(shè)置相應(yīng)的暫存池;

        (5)鍋爐排污水(定排與連排污水)冷卻后作為冷卻塔循環(huán)水池的補(bǔ)水使用。循環(huán)水池的排污水通過(guò)雨水管網(wǎng)直接排入雨水總排口。一體化凈水器的反沖洗水,經(jīng)離心機(jī)脫泥后,脫泥清液回流至冷卻塔循環(huán)水池。

        3.2 小試及中試研究

        為了確定整體的工藝路線(xiàn),使排放后的雨水達(dá)到DB31/199-2018 二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),需要通過(guò)小試及中試研究對(duì)雨水處理中的重金屬含量、總磷等關(guān)鍵指標(biāo)處理效果進(jìn)行驗(yàn)證。

        (1)采用具有絡(luò)合能力的巰基硫化物JTS-01 實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水中重金屬(主要以鋅為主)的捕集,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知待處理水進(jìn)入反應(yīng)池與重捕劑JTS-01 進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間約20 分鐘即可達(dá)到良好的重金屬捕集效果,而JTS-01 的添加量?jī)H需廢水量的萬(wàn)分之五,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益[2];

        (2)針對(duì)總磷指標(biāo)的控制,在串行處理工藝中,經(jīng)過(guò)JTS-01 處理后的廢水需要與除磷藥劑反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間約為5-20 分鐘。隨后上述前驅(qū)體產(chǎn)物進(jìn)入反應(yīng)池3 之中,與凝聚沉淀劑聚丙烯酰胺反應(yīng)1 分鐘左右進(jìn)入沉淀池進(jìn)行處理。此時(shí)于水中的總磷含量控制在新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范以下,無(wú)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

        3.3 水平衡核算

        為確保雨污水排放達(dá)標(biāo),計(jì)算補(bǔ)水量,優(yōu)化補(bǔ)水成本,需要針對(duì)改造后的管路重新核算全廠水平衡,改造雨污水管網(wǎng),徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流,從而確保雨污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

        水平衡核算中的關(guān)鍵指標(biāo)包括取水量、重復(fù)利用水量、耗水量、排水量、漏水量等,基本的評(píng)價(jià)考核參數(shù)以重復(fù)利用率R0、間接冷卻水循環(huán)率R冷、工藝水回用率Rx、污水回用率R污等。

        根據(jù)全廠水平衡參數(shù),按全廠最大水量計(jì)算需要回噴處置的濃縮液量為34m3/d(已計(jì)算冗余處理量)。為實(shí)現(xiàn)雨污水排放長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,需要將冷卻塔循環(huán)水池的排污管從雨水排口改至污水排口,限定雨水池中的污染物成分,降低處理難度。與此同時(shí),還需要考慮控制污水部分的處理成本,將大部分難以處理的廢水作為中水回用處置,其余廢水通過(guò)滲濾液處理設(shè)施處理后達(dá)標(biāo)排放,以滿(mǎn)足污水總排口長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的要求。

        3.4 需求歸納

        綜上所述,本案中需要實(shí)際提標(biāo)改造的部分包括:

        (1)對(duì)雨水、污水中的COD、氨氮、總氮、總磷、SS、氯化物和鋅等收緊指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步地降低處理;

        (2)改造雨污水管網(wǎng),徹底實(shí)現(xiàn)雨水和污水的分流;

        (3)需要針對(duì)工藝變化增設(shè)污水外排暫存池、化糞池出水匯集系統(tǒng)、豎流式沉淀池及其加藥裝置、鍋爐換熱器、反滲透設(shè)備等處理設(shè)備。

        4 工程改造設(shè)計(jì)探討

        4.1 整體工藝改造設(shè)計(jì)

        根據(jù)3.4 中的需求歸納,整體的工藝改造方案如圖2所示:

        圖2 雨污水處理改造方案

        如圖2所示,改造后的雨污水處理方案包括滲濾液處理站、冷卻塔循環(huán)水池、污水暫存池、雨水暫存池、洗煙廢水處理裝置、雨水總排口、污水總排口等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

        4.2 雨污分流設(shè)計(jì)

        在雨污分流設(shè)計(jì)中,污水在滲濾液處理站經(jīng)CLR、MBR、UF、NF、RO 等處理合格后經(jīng)由冷卻塔循環(huán)水池,流入在污水總排口的巴歇爾槽前新增的污水外排暫存池。在污水外排暫存池內(nèi)增加一臺(tái)回流泵,將不合格的污水提升至附近污水井,通過(guò)全廠污水收集系統(tǒng)收集不合格污水。在垃圾儲(chǔ)坑滲濾液收集廊道附近的污水井內(nèi)放置潛污泵,并將泵的出口管路接至調(diào)節(jié)池,經(jīng)滲濾液處理系統(tǒng)處理合格后,外排污水總排口。每次外排污水前,需要檢測(cè)污水水質(zhì),污水水質(zhì)合格方可外排,否則,回流至滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。;

        雨水處理則是將引橋沖洗水、道路沖洗水等匯集入初期雨水收集池后流向雨水暫存池,經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后排入雨水總排口。二者管路具有物理隔離,處理邏輯清晰明了,實(shí)現(xiàn)了徹底的分流設(shè)計(jì)。

        該分流設(shè)計(jì)中雨污水的處理并非毫無(wú)聯(lián)系,當(dāng)雨水處理不達(dá)標(biāo)時(shí),需要重新流入滲濾液處理站,經(jīng)過(guò)在冷卻塔循環(huán)水池的排污管路上新增的豎流式沉淀池和混凝劑、除磷劑及螯合劑加藥裝置進(jìn)行處理,利用聚合氯化鋁、除磷劑及針對(duì)鋅的螯合劑,防止雨水總排口的固體懸浮物和重金屬鋅超標(biāo)。

        經(jīng)過(guò)分流設(shè)計(jì)后,調(diào)試結(jié)果證明冷卻塔循環(huán)水池的排污水的水量增加到1000m3/d,排污水中氯離子的濃度將達(dá)到230mg/L 左右,可以滿(mǎn)足雨水總排口的要求。

        4.3 化糞池出水匯集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        本案在污水總排口附近建設(shè)一座5m×3m×3m 的化糞池出水和隔油池出水匯集池,即化糞池出水匯集系統(tǒng)。

        為達(dá)到處理效果,需要在匯集系統(tǒng)底部增設(shè)兩臺(tái)潛污泵(一用一備,處理能力為20t/h),通過(guò)液位計(jì)自動(dòng)控制將水提升至滲瀝液調(diào)節(jié)池;在各個(gè)化糞池溢流池設(shè)兩臺(tái)潛污泵(一用一備,處理能力為10t/h),通過(guò)液位計(jì)自動(dòng)控制將水提升至新建化糞池匯集池,同時(shí)封堵各個(gè)化糞池溢流到污水管網(wǎng)的排口,實(shí)現(xiàn)分流設(shè)計(jì)避免污染。

        5 改進(jìn)效果分析

        經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)試、深化設(shè)計(jì)和運(yùn)行評(píng)估,從雨污水的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看,本次改造后COD、氨氮、總氮、總磷、SS、氯化物和鋅等污染物水平能穩(wěn)定保持在新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指標(biāo)之下,但從長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益而言,本次改造方案具有重要意義。

        6 結(jié)論

        本案在舊有雨污水處理工藝及管網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化處理邏輯,增設(shè)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)了雨污水的分流處理;同時(shí)引入先進(jìn)材料對(duì)雨污水中的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行定向降低,并利用中水回用系統(tǒng)節(jié)省了處理成本,為相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施提供了技術(shù)范例。

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