【正文】 11 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 12 處理水質(zhì)指標(biāo) 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 根據(jù) 污水廠 水質(zhì)監(jiān)測資料顯示， 污水處理廠進(jìn)水 指標(biāo)如下： : BOD5≤ 200mg/1， CODcr≤ 400mg/1， SS≤ 180mg/1， 氨氮≤ 40mg/1，TP≤ 。 設(shè)計出水水質(zhì) 由于本工程污水處理廠的受納水體為 C 河 ，按照總體規(guī)劃，到2020 年 C 河 的目標(biāo)水質(zhì)為 III 類，因而要求污水處理廠出水水質(zhì)應(yīng) 提高到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB189182020 一級標(biāo)準(zhǔn)中的 B 類標(biāo)準(zhǔn)。 污水處理工藝論證 選擇二級處理方案的原則主要有以下幾點： ●對所需去除的污染物有較高的處理效率，具有國際先進(jìn)水平的工藝流程； ●投資 及運行成本應(yīng)較低； ●具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力； X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 13 ●具有足夠的經(jīng)驗以資借鑒； ●操作和維修簡單； ●在國內(nèi)有成熟的運行管理經(jīng)驗。 根據(jù)本工程的進(jìn)出水水質(zhì)要求，最終選用的污水處理工藝必須具有脫氮除磷的功效。 根據(jù)本工程的自身特點，以下主要針對曝氣生物濾 池工藝 和填料活性污泥 進(jìn)行分別論述。 曝氣生物濾池工藝 曝氣生物濾池（ biological aerated filter）簡稱 BAF，是 20 世紀(jì)80 年代末 90 年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，并借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理新工藝。自 80 年代在歐洲建成 第一座曝氣生物濾池污水處理廠后，曝氣生物濾池已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家廣為流行，目前世界上已有數(shù)百座污水處理廠采用了這種技術(shù)。隨著研究的深入，曝氣生物濾池從單一的工藝逐漸發(fā)展成系列綜合工藝，具有去除 SS、 COD、 BOD、硝化、脫氮除磷、去除 AOX（有害物質(zhì)）的作用，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化。此外，曝氣生物濾池工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時間短、所需基建投資少、能耗及運行成本低，同時該工藝出水水質(zhì)高。 根據(jù)其不同的池型結(jié) 構(gòu)形式和選用的生物膜載體的不同，曝氣生 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 14 物濾池主要可分為三大類別，即德國 PHILIPP M252。LLER 公司的BIOFOR、法國 OTV 公司的 BIOSTYR、瑞士 VA TA TECH WABAG Winterthur 公司的 BIOPUR，而在國內(nèi)應(yīng)用較多的是類似于德國PHILIPP M252。LLER 公司的 BIOFOR 結(jié)構(gòu)形式的曝氣生物濾池，該種形式的濾池采用陶粒作為微生物的載體。 本處理工藝流程框圖如下： 原污水廠出水 → 提升泵房 → 一級曝氣 生物濾池 → 二級曝氣 生物濾池 ↓ 出水 ← 消 毒 填料活性污泥 工藝 填料活性污泥工藝為在不增加原生化池容積的基礎(chǔ)上，增加除磷脫氮工藝。為彌補(bǔ)生化池容積不足的問題， 在生化池內(nèi)增加填料，使生化池內(nèi)微生物量大量增加。因此可在污泥負(fù)荷基本不變的情況下，去除更多的 BOD 和氮磷等污染物。 污泥處理工藝論證 污水經(jīng)處理后，水中的大多數(shù)有機(jī)物和無機(jī)物都轉(zhuǎn)化為污泥，如果污泥處置不當(dāng)，將會造成二次污染，形成新的公害，使城市污水處理事倍功半。 一般現(xiàn)行的污泥處理流程框圖如下： X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 15 剩余污泥 → 濃縮池 → 脫水間 → 外運 污泥經(jīng) 濃縮池 后進(jìn)行脫 水，能夠有效 節(jié)約能量，降低泥餅的含水率 。 但是， 由于濃縮池停留時間過長，且池內(nèi)處于厭氧狀態(tài)。因此磷很容易重新釋放到上清液中。因此應(yīng)考慮在污泥濃縮池進(jìn)水管上投加生石灰，以促進(jìn)磷的沉淀并通過調(diào)整 PH來阻止磷的釋放。 各設(shè)計方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 以下主要針對曝氣生物濾池方案、 填料活性污泥 方案進(jìn)行一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 各方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 （ 1）技術(shù)比較 各方案主要優(yōu)缺點比較表 方案 \ 項目 主要優(yōu)點 主要缺點 運行管理 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 16 曝氣生物濾池方案 產(chǎn) ； ； 。 ； ； ，施工難度大。 。 ，運行控制簡單。 ，維護(hù)量較大。 填料活性污泥方案 ； ，避免重新征地。 。 低。 （ 2）經(jīng)濟(jì)比較 各方案經(jīng)濟(jì)比較表 方案 \ 項目 總投資 （萬元） 單位經(jīng)營成本 （元 /噸） 總成本 （元 /噸） 年用電量 （萬度 /年） 曝氣生物濾池方案 填料活性污泥 方案 根據(jù)以上經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，在技術(shù)上， 填料活性污泥 方案 建設(shè)時間短，不增加占地 ，管理維護(hù)方便，對運管人員素質(zhì)要求不高，更 適合污水廠目前 的實際情況。 在經(jīng)濟(jì)上， 填料活性污泥方案也明顯優(yōu)于其它 方案。因此我們 推薦 填料活性污泥 方案 作為 本 工程的 處理工藝。 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 17 設(shè)計原則 （ 1）結(jié)合 X 市城市發(fā)展總體規(guī)劃，符合區(qū)域污染綜合治理及 X市排水系統(tǒng)總體發(fā)展規(guī)劃的要求。 （ 2）根據(jù)用戶需要，合理確定工程規(guī)模，考慮國家和地方財政的支付能力， 控制投資數(shù)額，達(dá)到切合實際，降低工程費用的目的。 （ 3）采用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝。 （ 4）統(tǒng)籌考慮施工方便、管理維護(hù)便捷、運轉(zhuǎn)安全等因素，工程的自控水平要達(dá)到國內(nèi)外的先進(jìn)水平。 （ 5）盡量節(jié)約用地，注重環(huán)境保護(hù) 。 原污水廠工藝設(shè)計介紹 污水廠 設(shè)計規(guī)模 10 萬 m3/d， 總占地面積 公頃。 污水及污泥處理工藝構(gòu)筑物有粗格柵間、污水提升泵站、細(xì)格柵間、曝氣沉砂間、A 段曝氣池、中間沉淀池、 B 段曝氣池、二沉池、排水泵房、回流污泥泵房、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥濃縮池、濃縮污泥提升泵房、污泥 脫水間。配套工程包括清水池、送水泵房、變配電設(shè)施、供熱設(shè)施、綜合樓等。 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 18 污水提升泵房前設(shè)置機(jī)械粗格柵，以保護(hù)污水提升泵不受損害。 粗格柵主要設(shè)計參數(shù)如下： 數(shù) 量： 1 座 設(shè)計水量： Q= ， 過柵流速： V= 柵條寬度： S= 10mm 柵條間距： b= 25mm 格柵傾角： ?= 70? 柵前水深： 柵前進(jìn)水總渠流速： 采用兩臺機(jī)械格柵除污機(jī)，每一格柵設(shè)一過水渠道，渠寬 ，為便于格柵的逐個檢修，在每個過水渠道的格柵前后 各設(shè)一個電動提板閘。粗格柵間內(nèi)設(shè)一臺皮帶輸送機(jī)，清除的柵渣經(jīng)輸送機(jī)送至柵渣收集間后外運。按 1000m3污水產(chǎn)生 柵渣計算，每天柵渣量為 5～6m3，柵渣含水率在 80%左右。 格柵間內(nèi)設(shè)一臺電動單梁懸掛起重機(jī)，起重量為 。還設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)，定時通風(fēng)及排氣。 格柵除污機(jī)和柵渣輸送機(jī)的開、停根據(jù)格柵前、后液位差和時間程序自動控制，也可手動控制。 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 19 由于粗格柵間與污水總提升泵房合建，因此本設(shè)計采用粗格柵間與污水提升泵房公用一座配電值班室。 污水提升泵房采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，泵 間平面尺寸 18m 9m。污水提升泵采用無堵塞潛水排污泵，該泵安裝、檢修簡單，易于管理，土建施工較容易。一期工程的主要設(shè)計參數(shù)如下： 設(shè)計水量（一期）： 一期工程共設(shè) 4 臺立式潛水排污泵 (3 用 1 備 )，單臺泵參數(shù)為： 提升水量： Q=1667m3/h 揚 程： H=12m 電機(jī)功率： N=75kw 為便于泵站內(nèi)設(shè)計機(jī)組的檢修及安裝，在泵間內(nèi)設(shè)有一電動單梁懸掛起重機(jī)，起重量為 2 噸，起吊高度為 9 米。 污水提升泵的開、停根據(jù)泵吸口的液位進(jìn)行控制。 細(xì)格柵主要設(shè)計參數(shù)如下： 數(shù) 量： 1 座 設(shè)計水量： Q= ， 過柵流速： V= X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 20 柵條間距： b= 6mm 格柵傾角： ?= 60? 柵前水深： 柵前進(jìn)水總渠流速： 采用兩臺階梯式機(jī)械格柵除污機(jī)及一臺手動格柵（不銹鋼格柵，柵距 10mm），每一機(jī)械格柵設(shè)一過水渠道，渠寬 ，為便于格柵的逐個檢修，在每個過水渠道的格柵前后各設(shè)一個電動提板閘。細(xì)格柵間內(nèi)設(shè)一臺無軸螺旋輸送壓榨機(jī)，清除的柵渣經(jīng)輸送壓榨機(jī)脫水后外運。按 1000m3污水產(chǎn)生 柵渣計算，每天柵渣量為 5～ 6m3，柵渣含水率在 80%左右。 在格柵過水渠道上方設(shè)一座格柵間，作為格柵操作和檢修的場所，格柵間內(nèi)設(shè)一臺電動單梁懸掛起重機(jī)，起重量為 噸。還設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)，定時通風(fēng)及排氣。 格柵除污機(jī)和柵渣輸送壓榨機(jī)的開、停根據(jù)格柵前、后液位差和時間程序自動控制，也可手動控制。 本工程沉砂池采用曝氣沉砂池，設(shè)計流量按一期為 ，共設(shè)兩池，單池設(shè)計參數(shù)如下： 平面尺寸： 有效水深： X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 21 停留時間： 水平流速： 采用吸砂橋排砂，兩池共用 一套吸砂橋，考慮到在冬季設(shè)備可正常運行，兩座沉砂池設(shè)在一座沉砂間內(nèi)，沉砂間平面尺寸 24m 15m。沉在池底的砂礫，由排砂泵提升至吸砂橋上的砂水分離器內(nèi)進(jìn)行砂水分離。脫水后的砂外運填埋。 吸砂橋上共設(shè)兩套砂泵及一臺砂水分離器。 曝氣沉砂間內(nèi)設(shè) 2 臺鼓風(fēng)機(jī)，每立方米污水用氣量按 。 曝氣沉砂池出水進(jìn)入 A 段曝氣池，根據(jù)曝氣池進(jìn)水水質(zhì)和預(yù)去除率的要求，曝氣池采用推流式曝氣池。主要設(shè)計參數(shù)如下： 總設(shè)計水量： Q=12 104m3/d= m3/s 進(jìn)水 BOD5： 200 mg/L 出水 BOD5： 100 mg/L 污泥負(fù)荷： 混合液污泥濃度： 2200 mg/L 混合液揮發(fā)性污泥濃度： 1364 mg/L 污泥指數(shù)： SVI=80 曝氣時間： 小時 污泥齡 ： X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告 22 污泥回流比： 20%～ 50% 污泥產(chǎn)率系數(shù) a=，內(nèi)源呼吸率 b=， SS 產(chǎn)泥系數(shù)取為。 一期工程共設(shè)兩座推流式曝氣池，單池平面尺寸 ，有效水深 m，每池設(shè)三廊道，每廊道寬 m。采用微孔曝氣器進(jìn)行充氧 、攪拌，氧的利用率按 18%計算，池內(nèi)溶解氧含量按 控制。兩座曝氣池的進(jìn)、出水完全分開，并設(shè)有進(jìn)、出口閘門。 氧化每公斤 BOD 需氧量 a39。取為 ，污泥自身氧化率 b39。取為。 曝氣池的運行及控制的主要參數(shù)有 BOD 負(fù)荷、污水水溫、 PH值、溶解氧濃度、各營養(yǎng)物的平衡、污泥指數(shù)、污泥沉降比及各類有毒物質(zhì)的監(jiān)測。通過對上述各參數(shù)的控制及監(jiān)測，保證曝氣池在良好的環(huán)境下工作，保證出水水質(zhì)。 A 段曝氣池出水進(jìn)入中間沉淀池，總設(shè)計流量 m3/s。中沉池選用中心進(jìn)水周邊出水輻流式 沉淀池，一期工程設(shè)兩座中沉池。單池主要設(shè)計參數(shù)如下： 設(shè)計流量： Q= m3/s 表面負(fù)荷： q= m3/ 沉淀時間： T= 小時 X 市（中心城區(qū)）污水處理廠改造工程可行性研究報告