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超高排放標(biāo)準(zhǔn)下污水廠設(shè)計(jì)案例

作者:甘肅環(huán)評(píng)信息來源:第一環(huán)保網(wǎng)時(shí)間:2017-12-05瀏覽次數(shù):5633次

   獲悉:北京市某污水處理廠二期工程出水執(zhí)行北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/890—2012)表1中的A標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)要求極為嚴(yán)格。設(shè)計(jì)中二級(jí)生物處理工藝采用改良型五段Bardenpho工藝,深度處理工藝采用混凝+高密度沉淀池+超濾膜+臭氧工藝。主要介紹了工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)特點(diǎn),運(yùn)行實(shí)踐表明,組合工藝處理效果良好,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,出水各項(xiàng)指標(biāo)全年穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

 


 

  1工程概況

 

  北京市房山區(qū)某污水處理廠二期工程于2013年9月獲得北京市房山區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)簽發(fā)的項(xiàng)目核準(zhǔn)批復(fù)。由于該廠二期工程的受納水體——刺猬河屬于Ⅲ類水體,因此該污水處理廠二期工程出水必須達(dá)到DB11/890—2012表1中的A標(biāo)準(zhǔn)。

 

  2設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

 

  污水處理廠二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為4萬m3/d,進(jìn)水以生活污水為主,收水范圍與一期工程相同。設(shè)計(jì)中進(jìn)水水質(zhì)這一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的確定是否合理,直接關(guān)系到工藝流程的選擇,也關(guān)系到處理構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)選擇的合理性,進(jìn)而影響出水水質(zhì)。

 


 

  本工程設(shè)計(jì)中,對(duì)該廠一期工程近3年的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,同時(shí)結(jié)合現(xiàn)狀情況,既考慮到區(qū)域發(fā)展可能帶來的水質(zhì)變化,又避免因保證率取值過高而導(dǎo)致的處理設(shè)施和設(shè)備配置過大所造成的浪費(fèi),最終確定的進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

 


 

  將出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)(即地表水Ⅲ類水體)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比,除SS在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中未作明確要求,以及對(duì)出水總氮指標(biāo)有所放寬外,其余指標(biāo)均與地表水Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)持平,可謂國內(nèi)最嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

 

  3工藝流程及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

 

  3.1工藝流程

 

  在設(shè)計(jì)中,對(duì)進(jìn)出水水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行了充分比較論證,明確了如下設(shè)計(jì)原則:

 

 ?。?)二級(jí)生物處理工藝必須采用具有深度除碳、脫氮、除磷功能的生物處理工藝,力爭在二級(jí)處理段全部解決氮(TN、NH3-N)的問題,絕大部分解決碳(COD、BOD5)的去除,兼顧解決部分磷(TP)的去除。

 

  (2)必須設(shè)置深度處理工藝,著重解決經(jīng)前序工藝處理后水中殘余的污染物,如:TP、SS、COD,同時(shí)還應(yīng)有脫色、消毒功能。

 

 ?。?)在確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下,兼顧工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性和靈活性、操作管理的方便性,并盡可能節(jié)約投資和運(yùn)行成本。

 

  經(jīng)過對(duì)各種工藝的充分比選,最終確定了如圖1所示的工藝流程。

 

  3.2主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

 

  3.2.1粗格柵及進(jìn)水泵站

 

  對(duì)一期工程粗格柵及進(jìn)水泵站進(jìn)行改造,更換2臺(tái)格柵機(jī),增設(shè)3臺(tái)潛水離心泵(2用1備,2臺(tái)變頻)。格柵寬度800mm,柵條間隙20mm;潛水泵單泵流量1083m3/h,揚(yáng)程14.5m。

 

  3.2.2細(xì)格柵間及曝氣沉砂池

 

  一期工程預(yù)處理階段未設(shè)置沉砂池,污水經(jīng)進(jìn)水泵提升后進(jìn)入柵隙寬度為1mm的轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵,然后直接進(jìn)入后續(xù)處理流程。經(jīng)多年運(yùn)行,轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵柵條損壞嚴(yán)重,影響了其截留效果。二期工程細(xì)格柵間及曝氣沉砂池將對(duì)一期工程污水一并進(jìn)行處理,處理后出水分兩路,分別進(jìn)入兩期工程后續(xù)處理流程。細(xì)格柵間與曝氣沉砂池連建,為地上式構(gòu)筑物。平面尺寸41.4m×10.6m。

 

  (1)細(xì)格柵間。設(shè)4條渠道,選用轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī),格柵后配套無軸螺旋輸送壓榨機(jī)1臺(tái)。根據(jù)格柵前后水位差或定時(shí)控制細(xì)格柵和輸送壓實(shí)機(jī)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。柵渠寬度1.5m,柵條間隙3mm,安裝角度35°。

 

 ?。?)曝氣沉砂池。曝氣沉砂池分2池。水力停留時(shí)間6min,水平流速0.1m/s,單位供氣量0.1——0.2Nm3/m3。池上設(shè)桁車式吸砂機(jī)2臺(tái),單臺(tái)跨度3.6m,吸砂泵2臺(tái),單泵流量20m3/h,揚(yáng)程10m,砂水分離器2臺(tái),羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備),風(fēng)量5.5m3/min,壓力3.9m。

 

  3.2.3改良型五段Dardenpho生物池及污泥泵站

 

  將生物池與回流及剩余污泥泵站合建,平面尺寸約80m×75.3m,有效水深6m。

 

  生物池分2組,每組按預(yù)缺氧區(qū)/厭氧區(qū)/缺氧區(qū)/好氧區(qū)/后缺氧區(qū)/好氧區(qū)的順序布置各池體?;旌弦河傻谝缓醚鯀^(qū)回流,在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)均設(shè)置了混合液內(nèi)回流點(diǎn),在預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、后缺氧區(qū)均設(shè)置了進(jìn)水點(diǎn),方便根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化靈活調(diào)整進(jìn)水點(diǎn)和內(nèi)回流點(diǎn),污泥由二沉池經(jīng)回流污泥泵提升回流至預(yù)缺氧區(qū),剩余污泥由剩余污泥泵排放至污泥處理系統(tǒng),外加碳源投加至后缺氧區(qū)。非曝氣區(qū)設(shè)水下攪拌器,曝氣區(qū)設(shè)穿孔曝氣管。

 

  3.2.4二沉池及配水井

 

  采用輻流式周進(jìn)周出二沉池2座,單池直徑36m,每池設(shè)中心驅(qū)動(dòng)單管吸泥機(jī)1臺(tái)。最大表面負(fù)荷1.06m3/(m2˙h)。

 

  3.2.5二次提升泵站

 

  為滿足深度處理及尾水排放的水力要求,在二沉池后設(shè)置二次提升泵站1座。為節(jié)省用地,將二次提升泵站與深度處理的混合、絮凝池、高密度沉淀池合建。泵站內(nèi)設(shè)潛水離心泵4臺(tái)(3用1備,全部變頻),單泵流量Q=722m3/h,揚(yáng)程6m。

 

  3.2.6混合、絮凝、高密度沉淀池

 

  高密度沉淀池分為2池,每池前端均設(shè)置機(jī)械混合池1座、機(jī)械絮凝池3座,機(jī)械混合池混合時(shí)間60s,機(jī)械絮凝池總絮凝時(shí)間15.1min,高密度沉淀池斜管區(qū)上升流速7.93m/h。

 

  底泥排放和回流泵房與高密度沉淀池合建,內(nèi)設(shè)污泥螺桿泵6臺(tái)(4用2備),單泵流量20——80m3/h,揚(yáng)程20m。

 

  3.2.7壓力式超濾膜凈水間

 

  凈水間內(nèi)設(shè)置壓力式超濾膜組件10組,膜孔徑0.03μm;在膜組件前設(shè)置自清洗過濾器3套,過濾精度200μm對(duì)污水處理廠二級(jí)出水進(jìn)行精細(xì)過濾;反沖洗廢水排入廠區(qū)污水系統(tǒng);超濾膜出水先進(jìn)入儲(chǔ)水池再進(jìn)入后續(xù)流程,儲(chǔ)水池為廠區(qū)回用水和膜池反沖洗水提供水源。

 

  3.2.8臭氧接觸池及出水計(jì)量槽

 

  臭氧接觸池與巴氏計(jì)量槽合建,臭氧接觸池為加蓋封閉池體,有效水深6m,接觸時(shí)間30min,臭氧投加濃度為16mg/L。

 

  3.2.9鼓風(fēng)機(jī)房

 

  鼓風(fēng)機(jī)房與變配電站合建,內(nèi)設(shè)多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備),均變頻調(diào)速,總供氣量13500Nm3/h,風(fēng)壓6.7m。

 

  3.2.10綜合加藥間

 

  綜合加藥間設(shè)在超濾膜凈水間內(nèi),設(shè)置兩種藥劑的投加系統(tǒng):PAC投加系統(tǒng)和碳源投加系統(tǒng)。

 

  (1)PAC投加系統(tǒng)?;瘜W(xué)除磷及深度處理絮凝劑采用液體PAC,商品濃度為10%,投加濃度為5%,投加量為55mg/L(液態(tài)商品計(jì)),投加泵采用氣動(dòng)隔膜計(jì)量泵,投藥點(diǎn)設(shè)置在機(jī)械混合池。

 

  (2)碳源投加系統(tǒng)。采用乙酸鈉作為補(bǔ)充碳源,固態(tài)商品乙酸鈉的純度為60%,投加濃度為10%,投加量為245mg/L(固態(tài)商品計(jì))。投加泵采用氣動(dòng)隔膜計(jì)量泵,投加點(diǎn)在生物池的后缺氧區(qū)。

 

  3.2.11粉炭投加間及臭氧發(fā)生器間

 

  粉末活性炭最大設(shè)計(jì)投加量為30mg/L,采用一體化制備投加裝置,干式投加,通過水射器投加至機(jī)械混合池。臭氧最大設(shè)計(jì)投加量為16mg/L,設(shè)臭氧發(fā)生器2套,不設(shè)備用,采用流量比例控制臭氧發(fā)生量和投加量。

 

  3.2.12污泥處理系統(tǒng)

 

  二期工程借鑒了一期工程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),采用了重力濃縮+帶式濃縮脫水一體機(jī)工藝作為污泥處理工藝。

 

  本工程污泥干固量為9227kgDS/d,濃縮池進(jìn)泥含水率為99.5%,脫水機(jī)進(jìn)泥含水率為98%,脫水機(jī)出泥含水率為80%。

 

  設(shè)置輻流式濃縮池2座,單池直徑10m,固體負(fù)荷為58.74kgDS/(m2˙d),每池上設(shè)中心傳動(dòng)?xùn)虐椅勰酀饪s機(jī)1臺(tái),脫水機(jī)進(jìn)泥采用污泥螺桿泵,設(shè)置3臺(tái)(2用1備),單泵流量30m3/h,揚(yáng)程25m。

 

  污泥脫水機(jī)房內(nèi)設(shè)帶式濃縮脫水機(jī)2臺(tái),單臺(tái)能力30m3/h。配套設(shè)備包括沖洗水泵、空壓機(jī)、絮凝劑制備裝置、加藥螺桿泵及螺旋輸送機(jī)等。

 

  3.2.13除臭設(shè)計(jì)

 

  采用全流程除臭工藝。除臭系統(tǒng)由微生物培養(yǎng)系統(tǒng)和除臭污泥投加系統(tǒng)組成。微生物培養(yǎng)系統(tǒng)由微生物培養(yǎng)箱、生物填料和供氣系統(tǒng)組成,培養(yǎng)箱內(nèi)安裝AB組合填料,培養(yǎng)箱供氣管道就近接自生物池曝氣管道,溶解氧控制在0.15——0.5mg/L。除臭污泥投加系統(tǒng)包括除臭污泥泵和污泥管道,除臭污泥投加量為生物池進(jìn)水量的2%——6%,可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況適當(dāng)調(diào)整。

 

  生物培養(yǎng)箱布置在生物池的厭氧、缺氧段,空氣由好氧段空氣干管提供,除臭污泥回流泵設(shè)置在回流及剩余污泥泵站,除臭污泥通過管道回流至粗格柵前進(jìn)水井。設(shè)除臭污泥回流泵2臺(tái)(1用1備),單泵流量70m3/h,揚(yáng)程12m。

 

  3.3工藝特點(diǎn)分析

 

 ?。?)預(yù)處理段選擇了粗格柵、進(jìn)水提升泵站、細(xì)格柵、曝氣沉砂池工藝,主要作用是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物,從大塊垃圾到顆粒粒徑為數(shù)毫米的懸浮物。

 

 ?。?)二級(jí)生物處理工藝采用了具有深度除磷脫氮功能的五段Bardenpho工藝,并對(duì)該工藝進(jìn)行了如下改良設(shè)計(jì):

 

 ?、僭趨捬鯀^(qū)前增設(shè)預(yù)缺氧區(qū),按預(yù)缺氧區(qū)-厭氧區(qū)-缺氧區(qū)-好氧區(qū)-后缺氧區(qū)-好氧區(qū)的順序布置各池體,回流污泥進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū),從而消除了硝酸鹽對(duì)生物除磷的不利影響;②采用多點(diǎn)進(jìn)水:在預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、后缺氧區(qū)均設(shè)置了進(jìn)水點(diǎn),方便根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)靈活調(diào)整進(jìn)水點(diǎn)和各點(diǎn)進(jìn)水量,從而提高原水中碳源的利用率,降低外加碳源使用量,外加碳源投加點(diǎn)設(shè)置在后缺氧區(qū)前端;③采用多點(diǎn)混合液回流:在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)設(shè)置了混合液內(nèi)回流點(diǎn),混合液自第一好氧區(qū)末端回流,可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)靈活調(diào)整回流點(diǎn)及回流量。

 

  (3)深度處理工藝采用混凝+高密度沉淀池+超濾膜+臭氧工藝。該工藝集化學(xué)除磷、高效去除殘余SS和COD、脫色、消毒等多種功能于一體。

 

 ?。?)重力濃縮池的固體負(fù)荷選擇了規(guī)范規(guī)定的上限[60kgDS/(m2d)],既起到了預(yù)濃縮的作用又有調(diào)蓄來泥流量不均勻性的作用。

 

  4處理效果分析

 

  4.1處理能力

 

  該污水處理廠二期工程于2015年9月21日正式運(yùn)行(之前經(jīng)過了28天的調(diào)試),實(shí)際運(yùn)行中未投加粉末活性炭。

 


 

  2016年該廠二期工程處理水量統(tǒng)計(jì)分析見表2,進(jìn)水水質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

 


 

  由表2、表3可以看出:實(shí)際處理水量已達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模,進(jìn)水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)與原設(shè)計(jì)值較為吻合,該廠的運(yùn)行不存在所謂“大馬拉小車”的問題。

 

  4.2出水水質(zhì)

 

  工程2016年逐月實(shí)際出水水質(zhì)見表4;對(duì)2016年逐日實(shí)際出水水質(zhì)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見表5。

 




 

  實(shí)際運(yùn)行結(jié)果顯示,該廠二期工程出水各項(xiàng)指標(biāo)全年穩(wěn)定達(dá)標(biāo),成功達(dá)到了深度高效去除各類污染物的目的。自正式投產(chǎn)運(yùn)行以來,泵、鼓風(fēng)機(jī)、攪拌器、曝氣器、臭氧發(fā)生器、超濾膜系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)等主要設(shè)備未出現(xiàn)過故障,運(yùn)行穩(wěn)定正常。

 

  5結(jié)論

 

  一年多的運(yùn)行實(shí)踐表明,該工藝處理效果良好,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,無論寒暑出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該污水處理廠二期工程投產(chǎn)以來,極大地改善了刺猬河流域的水體水質(zhì),取得了顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益,得到了房山區(qū)水務(wù)局、房山區(qū)環(huán)保局以及業(yè)內(nèi)專家的高度評(píng)價(jià),并為出水執(zhí)行高標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠設(shè)計(jì)提供了成功范例。

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