文_賴建平 鵬凱環(huán)境科技股份有限公司

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目處理規(guī)模為10000m3/d，24h連續(xù)運(yùn)行，處理規(guī)模以416.67m3/h計(jì)，項(xiàng)目總投資1350萬(wàn)元。項(xiàng)目污水來(lái)源為城鎮(zhèn)生活污水及河道污水，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及處理程度

2 污水處理工藝分析

結(jié)合污水特性，為達(dá)到出水效果好，脫氮效果好的目的，采用循環(huán)升流式同步短程硝化反硝化水處理方式，保證了污水中污染物的高去除率，使其成為一種具有明顯優(yōu)越性的污水治理技術(shù)。

2.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

擁有可調(diào)控智能曝氣系統(tǒng)。DO儀表與風(fēng)機(jī)的聯(lián)動(dòng)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)，外圈采用分組曝氣系統(tǒng)，可隨時(shí)調(diào)整的厭氧、缺氧、好氧的分區(qū)，保證出水達(dá)標(biāo)排放。

外圈呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，只需低能耗即形成自循環(huán)系統(tǒng)，無(wú)額外的動(dòng)力設(shè)備。

高效好氧三相分離器的應(yīng)用。高效三相分離器應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)氣、水、泥分離，省去了傳統(tǒng)的二沉池，并利用氣體收集特殊結(jié)構(gòu)形成汽提作用，實(shí)現(xiàn)好氧至缺氧/厭氧的無(wú)動(dòng)力回流，省去傳統(tǒng)的回流系統(tǒng)，減少機(jī)電設(shè)備的使用，降低能耗。

碳源自調(diào)節(jié)MBBR活性填料。IRC-MBBR填料是在MBBR填料基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新型生物活性載體，在MBBR填料上復(fù)合固體碳源，為微生物快速附著生長(zhǎng)提供優(yōu)質(zhì)的碳源的同時(shí)，在填料表面形成大量的微孔結(jié)構(gòu)，為微生物提供更加有利的附著區(qū)。

側(cè)流除磷工藝的運(yùn)用，內(nèi)圈設(shè)置污泥濃縮區(qū)，在該池內(nèi)污泥形成厭氧環(huán)境，在厭氧環(huán)境下磷釋放出來(lái)，釋放的磷隨上層清液流入化學(xué)反應(yīng)沉淀池，在反應(yīng)池內(nèi)加入除磷劑形成化學(xué)沉淀，最終磷通過(guò)化學(xué)沉淀物排出系統(tǒng)。

內(nèi)圈充分好氧區(qū)域，因?yàn)槠涮厥獾暮醚醐h(huán)境，可在三相分離器下方形成好氧顆粒污泥，具有很強(qiáng)的去除COD，脫氮除磷的功能。

三相分離器上方形成一層污泥層，其中含有大量的好氧反硝化菌，經(jīng)三相分離器的出水經(jīng)過(guò)該層污泥層時(shí)發(fā)生好氧反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步達(dá)到脫氮的效果。循環(huán)升流式同步短程硝化反硝化池示意詳見(jiàn)圖1。

圖1 循環(huán)升流式同步短程硝化反硝化池示意圖

智慧云平臺(tái)控制系統(tǒng)：鵬凱智慧云平臺(tái)集軟硬件/多功能模塊和移動(dòng)辦公APP于一體，可滿足水質(zhì)監(jiān)測(cè)、維護(hù)預(yù)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)行監(jiān)控、安全防衛(wèi)、故障反饋、遠(yuǎn)程運(yùn)維等需求，通過(guò)遠(yuǎn)程集中智能化管理和低成本運(yùn)維管理，真正實(shí)現(xiàn)水處理站自動(dòng)運(yùn)行和無(wú)人值守。智慧云平臺(tái)控制結(jié)構(gòu)示意圖詳見(jiàn)圖2。

圖2 智慧云平臺(tái)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工程優(yōu)勢(shì)分析

自主研發(fā)模塊裝配式污水處理系統(tǒng)，采用模塊裝配化形式在自有工廠進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)和施工，可有效縮短工期，減少基建；土建成本和施工周期都可大幅減少，對(duì)于工期緊任務(wù)重的項(xiàng)目可高效應(yīng)對(duì)。

占地面積小。相對(duì)于傳統(tǒng)污水處理廠和一般一體化設(shè)備可大幅度減少占地，并可因地制宜的利用一些異形地塊，對(duì)工程用地的需求可大幅降低。

調(diào)試周期短。半個(gè)月內(nèi)完成調(diào)試，主要通過(guò)投加活性污泥及適當(dāng)馴化就可短時(shí)間達(dá)標(biāo)排放，且污泥來(lái)源為一般的污水處理廠活性污泥，取材簡(jiǎn)單可靠。

運(yùn)行操作簡(jiǎn)單。調(diào)試完成后在運(yùn)行過(guò)程中只需控制好溶氧即可基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)人員數(shù)量和技能要求不高。

能耗低。進(jìn)水經(jīng)一次提升后，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)；使用藥劑少，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)污泥沉降和連續(xù)出泥（必要時(shí)投加少量PAC）；運(yùn)行過(guò)程中主要靠活性污泥的生長(zhǎng)來(lái)消耗污水中的有機(jī)質(zhì)和污染物，對(duì)環(huán)境影響較小。

運(yùn)行成本低。主要成本為電耗和污泥，并且由于主工藝為生化活性污泥，所以污泥產(chǎn)量相較一般一體化設(shè)備可降低60%以上。

系統(tǒng)抗沖擊能力強(qiáng)。受來(lái)水變化影響小，因充分利用空間，增大了停留時(shí)間，且有效容積較大，可非常有效的抗擊原水水質(zhì)水量的突變，保障處理效果和環(huán)境安全。

池體可根據(jù)項(xiàng)目的使用年限要求采用碳鋼防腐或304不銹鋼材質(zhì)，在節(jié)約成本的前提下有效保證了池體結(jié)構(gòu)的安全使用壽命。

3 污水工藝設(shè)計(jì)分析

3.1 工藝流程設(shè)計(jì)

污水在通過(guò)格柵以最大程度地阻止了粗懸浮物和漂浮物流入后的處理后，經(jīng)由泵站提升泵提升進(jìn)入循環(huán)升流式同步短程硝化水處理設(shè)備中進(jìn)行處理。

循環(huán)升流式同步短程硝化水處理工段中含有厭氧段、缺氧段、好氧段和澄清段。主體設(shè)備呈環(huán)狀，在該裝置中，存在著大量的馴化細(xì)菌，通過(guò)兼氧、好氧微生物的代謝，去除其中的各種污染物。裝置內(nèi)環(huán)整合了好氧和澄清部分，采用專利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了水、氣、固的有效分離，分離后的氣被回收，形成氣提，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)污泥和水的無(wú)動(dòng)力回流。設(shè)備出水再經(jīng)濾布濾池進(jìn)行過(guò)濾后排放。

原水泵是為確保系統(tǒng)供水的流量與壓力均衡而設(shè)計(jì)的。水泵采用PLC自動(dòng)控制，具有缺水、高壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)功能，能有效延長(zhǎng)水泵的使用壽命。工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 工藝流程圖

3.2 工藝方案設(shè)計(jì)分析

3.2.1 格柵井及泵站

設(shè)1座，尺寸：L×B=9.0m×18.0m。主要設(shè)備有，格柵2臺(tái)，規(guī)格3mm，功率1.5kW；提升泵流量210m3/h，揚(yáng)程14m，功率15kW，設(shè)3臺(tái)，2用1備；超聲波液位計(jì)1套；pH檢測(cè)儀1套，測(cè)量范圍0～14；進(jìn)水電磁流量計(jì)1套，規(guī)格DN300。

3.2.2 循環(huán)升流式同步短程硝化反硝化池

設(shè)有1座，包含厭氧、缺氧區(qū)，好氧區(qū)，澄清區(qū)三部分，尺寸Ф28×6m，有效水深5.7m，有效容積3508m3。

主要設(shè)備有推流裝置2臺(tái)，功率4kW；曝氣鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，2用1備，風(fēng)量20.8m3/min，風(fēng)壓0.06Mpa，功率30kW；高效填料1批；溶解氧檢測(cè)儀1臺(tái)，量程范圍0～20mg/L；自動(dòng)曝氣系統(tǒng)1套；自動(dòng)回流系統(tǒng)1套；自動(dòng)排泥系統(tǒng)1套；分離沉淀系統(tǒng)1項(xiàng)；出水系統(tǒng)1項(xiàng)；碳源加藥裝置1套；堿加藥裝置1套；輔助除磷加藥裝置1套。

3.2.3 深度處理系統(tǒng)

即濾布濾池設(shè)備，設(shè)1座，尺寸為L(zhǎng)×B=4.8m×3.0m。主要設(shè)備有自動(dòng)閥組1套；自動(dòng)布水系統(tǒng)1套；自動(dòng)反洗系統(tǒng)1套；濾盤1套。

3.2.4 污泥脫水系統(tǒng)

主要設(shè)備有污泥濃縮池2座，尺寸D×H=4.2m×5.5m，有效水深5.0m，有效容積69m3，螺桿泵3臺(tái)，2用1備，流量4m3/h，揚(yáng)程H=60m，功率4kW；板框脫水機(jī)1臺(tái)，過(guò)濾面積100m2；PAM（陽(yáng)）加藥系統(tǒng)1套；儲(chǔ)泥裝置及脫水機(jī)平臺(tái)1項(xiàng)。

3.2.5 出水及其他配套系統(tǒng)

主要設(shè)備有超聲波流量計(jì)1臺(tái)；巴氏流量槽1套，0～15000m3/d；除臭設(shè)備1套，風(fēng)量3000m3/h，功率5kW，電控系統(tǒng)1套。

4 工程效益及經(jīng)濟(jì)可行性分析

4.1 工程效益分析

該工程的實(shí)施，將會(huì)改善當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境，并在此基礎(chǔ)上，完善污水處理設(shè)施，改造現(xiàn)有的污水不經(jīng)處理，直接排放到天然水體中，從而提高城市的環(huán)境容量，改善項(xiàng)目周圍的水質(zhì)。它的受益者是附近居民、旅游者，為當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

建立污水處理廠的先決條件是完善配套管網(wǎng)，形成一體化的污水收集和處理體系，既能為居民帶來(lái)衛(wèi)生和環(huán)保的利益，又能滿足人們的需要。

目前，污水治理已經(jīng)被列入環(huán)境保護(hù)行業(yè)，不僅能為社會(huì)創(chuàng)造環(huán)境效益，還能帶動(dòng)周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為環(huán)境提供一定的投資收益，起到美化環(huán)境的作用。

4.2 經(jīng)濟(jì)可行性分析

4.2.1 設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)分析

設(shè)備處理水量10000m3/d，合計(jì)裝機(jī)功率183.34kW，實(shí)際運(yùn)行功率129.94kW，日用電量2072.10kWh/d，電費(fèi)0.8元/kWh，水費(fèi)0.17元/t。詳細(xì)用電量見(jiàn)表2。

表2 設(shè)備運(yùn)行用電量詳情

4.2.2 藥劑費(fèi)用分析

項(xiàng)目投加藥劑主要為PCA和次氯酸鈉，其中PAC投加量10mg/L，日用量100kg，價(jià)格為2.5元/kg，費(fèi)用為250元/d；次氯酸鈉投加量為5mg/L，日用量50kg，價(jià)格為1元/kg，費(fèi)用為50元/d。合計(jì)300元/d，噸水藥劑費(fèi) 0.03元 /t。

4.2.3 污泥處置費(fèi)及人工費(fèi)分析

項(xiàng)目產(chǎn)生含水率80%的濕污泥為3t/d，污泥脫水由自行解決，污泥外運(yùn)單價(jià)以500元/t。污泥處理費(fèi)用為3×500=1500元 /d=0.15元 /t。

人工費(fèi)為4500元/月，共需雇傭4人，噸水費(fèi)用為0.06元/d。

4.2.4 可行性分析

由以上分析可知，項(xiàng)目總運(yùn)行費(fèi)用為0.41元/d，日產(chǎn)水10000m3/d，日利潤(rùn)4100元，年利潤(rùn)1496500元，項(xiàng)目盈利效益較好，經(jīng)濟(jì)可行性較高。

5 結(jié)語(yǔ)

采用“格柵+循環(huán)升流式同步短程硝化反硝化池+濾布濾池+次氯酸鈉消毒”工藝，能夠確保出水的穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)、降低污水處理費(fèi)用，能耗較低，抗沖擊能力強(qiáng)。大大提高了工藝構(gòu)筑物的壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，且具有較好的經(jīng)濟(jì)可行性。