1引言
在工業(yè)園區(qū)招商引資項目實施的同時,對配套的污水處理廠及管網(wǎng)進行建設(shè),以保證項目在建成投入生產(chǎn)后污水處理廠能同時運行,使區(qū)域產(chǎn)生的工業(yè)污水能及時得到處理,達到排放標準后排入附近河流或回收利用。堅持經(jīng)濟建設(shè)和環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實施、同步發(fā)展,實現(xiàn)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益的有機統(tǒng)一。污水廠近期工程主要的服務(wù)范圍為工業(yè)園區(qū)近期規(guī)劃區(qū)內(nèi)企業(yè)、園區(qū)配套居住服務(wù)區(qū)的工業(yè)廢水及生活污水,面積為267.36 hm2,遠期工程主要的服務(wù)范圍為整個工業(yè)園區(qū)規(guī)劃區(qū)內(nèi)企業(yè)、園區(qū)配套居住服務(wù)區(qū)的工業(yè)廢水及生活污水,面積為658.02 hm2。2污水進出水水質(zhì)及工藝流程設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。工程設(shè)計進水水質(zhì)見表1。
污泥處理工藝采用“污泥濃縮+污泥調(diào)理+高壓隔膜板框壓濾機”深度脫水工藝,具體工藝流程見圖2。
3工程設(shè)計完整的污水廠處理工藝主要有預處理工藝系統(tǒng)、生化處理工藝系統(tǒng)、污泥處理措施等,部分工程需要根據(jù)項目所在地情況設(shè)計采暖通風系統(tǒng)。每個系統(tǒng)所采用的方法各有特點,需結(jié)合項目實際進出水水質(zhì)和自然條件,因地制宜選擇最適合的工藝。
3.1預處理工藝系統(tǒng)本工程預處理單元包括調(diào)節(jié)池、混凝反應(yīng)初沉池及水解酸化池。經(jīng)細格柵處理后的廢水自流進入調(diào)節(jié)池,廢水水質(zhì)水量在調(diào)節(jié)池內(nèi)得以均衡,以減輕沖擊負荷,提高后續(xù)處理效果。為避免懸浮物在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉積,在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝有潛水攪拌機。由于廢水中懸浮物含量較高,且可能含有有毒有害物質(zhì),對厭氧微生物有毒害和限制作用,不利于生化處理,因此,為減輕后續(xù)生化系統(tǒng)的壓力,擬設(shè)置混凝反應(yīng)初沉池。針對工業(yè)廢水中難生物降解物質(zhì)多,廢水經(jīng)自流進入水解酸化池,通過厭氧菌、兼氧菌的作用,將廢水中的不溶性有機物水解為可溶性物質(zhì),將大分子難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)(如有機酸類),改善污水的可生化性,為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造條件。廢水經(jīng)水解、酸化后可生化性將大大提高。廢水經(jīng)預處理后去除了部分懸浮物和抑制微生物生長的有毒有害物質(zhì),并且把一些難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可生物降解的物質(zhì),為后續(xù)構(gòu)筑物的處理效率提供了保證。
(1)調(diào)節(jié)池設(shè)計規(guī)模數(shù)量1座,土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d建成及配套。規(guī)格尺寸L×B×H=28.5 m×22.0 m×6.5 m,有效水深6.0 m,有效容積3 750 m3,停留時間18 h。配套設(shè)備:潛污泵,設(shè)備參數(shù)為Q=105 m3/h,H=9.5 m,N=5.5 kW,數(shù)量3臺(2用1備,變頻控制);電動葫蘆,設(shè)備參數(shù)為起重量1.0 t,起升高度10 m,N=1.5kW,數(shù)量1套;潛水攪拌機,設(shè)備參數(shù)為D≥1 300mm,N=4kW,數(shù)量3套(含起吊系統(tǒng))。
(2)混凝反應(yīng)初沉池設(shè)計規(guī)模數(shù)量1座(2組并聯(lián)運行),土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d建成及配套。規(guī)格尺寸L×B×H=20.0 m×12.0m×4.5m,反應(yīng)時間40min,表面負荷0.9m3/(m2·h)。配套設(shè)備:污鐵鹽+石灰干污泥外運處置濾液回流至進水泵房上清液回流至進水泵房污泥污泥濃縮池污泥調(diào)理池高壓隔膜板框壓濾機圖1污水處理工藝流程污水處理工藝流程見圖1。
剩余污泥至污泥濃縮池污泥回流泵房污泥至污泥濃縮池反沖洗廢水至進水泵房次氯酸鈉硝化液回流硝化液回流PAC,PAM巴氏計量槽消毒池活性砂濾池混凝沉淀池達標排放細格柵及曝氣沉砂池粗格柵及進水泵房混凝反應(yīng)初沉池水解酸化池A/O生物池A/O生物池二沉池PAC,PAM污泥回流外運處置柵渣、砂、浮渣工業(yè)園區(qū)廢水5000m3/d污泥至污泥濃縮池調(diào)節(jié)池泵,設(shè)備參數(shù)為Q=45m3/h,H=10m,N=2.2kW,數(shù)量3臺(2用1備);攪拌機I,設(shè)備參數(shù)為轉(zhuǎn)速50 r/min,N=1.5kW,數(shù)量1套;攪拌機II,設(shè)備參數(shù)為轉(zhuǎn)速15 r/min,N=0.75kW,數(shù)量2套。
(3)水解酸化池設(shè)計規(guī)模數(shù)量1座(2組并聯(lián)運行),土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d建成及配套,池內(nèi)設(shè)置潛水推流器及組合填料。配水方式為管路及進水孔洞配水,經(jīng)過潛水推流器作用,污水處于推流完全混合態(tài)。規(guī)格尺寸L×B×H=40.0m×16.0m×6.5m,有效水深6.0m,有效容積3 840m3,停留時間18 h。配套設(shè)備:潛水推流器,設(shè)備參數(shù)為D≥1.2 m,N=3kW,數(shù)量4套(含起吊系統(tǒng));組合填料,設(shè)備參數(shù)為準160mm×H3 000 mm,間距200 mm,數(shù)量為615 m3(配套填料支架)。
3.2生化處理工藝系統(tǒng)本工程二級處理的主體工藝采用兩級A/O生物池工藝,該工藝兼具生物脫氮除磷功能,提高污泥負荷,通過保證氧化溝多樣的污泥生長狀態(tài)和良好的污泥濃度梯度,可有效提高生物降解效率,增加生物除磷功效,減少后續(xù)工序的化學除磷的加藥量,減少能耗。經(jīng)兩級A/O生物池處理后廢水自流進入二沉池進行沉淀,二沉池的污泥通過污泥泵回流至水解酸化池及A/O生物池以保證池內(nèi)的污泥濃度及滿足除磷需要,少部分剩余污泥排至污泥濃縮池。
(1)兩級A/O生物池設(shè)計規(guī)模土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d建成及配套,規(guī)格尺寸L×B×H=40.0 m×29.0 m×6.8 m,有效水深6.0 m,有效容積6 960 m3,總停留時間34 h(其中缺氧池12 h,好氧池22 h),數(shù)量1座,污泥濃度MLSS=4 000 mg/L,污泥齡SRT=15 d,氣水比15 ∶1(海拔修正后為20 ∶1),硝化液回流比200%~400%,污泥回流比50%~100%。配套設(shè)備:缺氧池潛水攪拌機,設(shè)備參數(shù)為N=4kW,數(shù)量4套(含提升系統(tǒng));硝化液回流泵,設(shè)備參數(shù)為Q=420 m3/h,H=1.2 m,N=4kW,數(shù)量3臺(2用1備,含提升系統(tǒng),變頻控制);微孔曝氣器,設(shè)備參數(shù)為氧利用率20%~30%,單個曝氣器1~3 m3空氣/h,數(shù)量為2 085套。
(2)二沉池及污泥回流泵房設(shè)計規(guī)模中進周出輻流式二沉池土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d建成及配套。二沉池規(guī)格尺寸:準20.0m×4.5 m,二沉池有效水深4.0 m,表面負荷0.66 m3/(m2·h),污泥回流泵房規(guī)格尺寸:5.0 m×2.0 m×4.5 m,數(shù)量1座(二沉池、污泥回流泵房各1座)。配套設(shè)備:污泥回流泵,設(shè)備參數(shù)為Q=210 m3/h,H=4 m,N=4kW,數(shù)量2臺(1用1備,變頻控制);剩余污泥泵,設(shè)備參數(shù)為Q=20 m3/h,H=8 m,N=1.1kW,數(shù)量2臺(1用1備);周邊傳動刮吸泥機,設(shè)備參數(shù)為準20 m,V =1.8 m/min,N=0.55kW,數(shù)量1臺;套筒閥,設(shè)備參數(shù)為準400,數(shù)量1臺(含手動啟閉機)。
3.3深度處理工藝系統(tǒng)經(jīng)二沉池出水的大部分有機物、TN、NH3-N已被生物降解,生化指標如CODCr,BOD5,NH3-N,TN指標已滿足排放和回用要求,但SS及TP仍無法穩(wěn)定達到排放要求,因此必須配套“沉淀+過濾”的方法使SS滿足排放要求。本設(shè)計深度處理采用“混凝沉淀+活性砂濾池”。經(jīng)濾池過濾后自流進入消毒池,考慮回用水管網(wǎng)須有持續(xù)消毒效果,因此采用一次性投資較低、占地面積小、殺菌效率高、安全、二次污染較小、運行管理簡單的次氯酸鈉消毒法,經(jīng)次氯酸鈉消毒后的清水即可達標排放及回用。
(1)混凝沉淀池集機械混合、絮凝、澄清和高效混合于一身,本設(shè)計加設(shè)蜂窩斜管可以更有效地去除水中的SS和TP及部分有機物。混凝沉淀池土建及設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d建成及配套,混凝反應(yīng)時間40 min,沉淀池表面負荷0.8 m3/(m2·h),沉淀池尺寸L×B×H=15.0 m×15.0 m×4.5 m,數(shù)量1座(2組并聯(lián)運行)。配套設(shè)備:快速攪拌機,設(shè)備參數(shù)為N=1.5kW,數(shù)量1臺;慢速攪拌機,設(shè)備參數(shù)為N=0.75kW,數(shù)量2臺;污泥泵,數(shù)量2臺(1用1備),設(shè)備參數(shù)為Q=45 m3/h,H=10 m,N=2.2kW。(2)活性砂濾池土建規(guī)模按1.0萬m3/d建成,與混凝沉淀池合建,設(shè)備規(guī)模按近期0.5萬m3/d配套。總尺寸L×B×H=15.0 m×5.0 m×5.7 m,單組尺寸L×B×H=5.0 m×5.0 m×5.7 m,數(shù)量1座分2組,1組分4格,有效水深5.2 m,有效過濾面積25 m2,濾速8.35m/h,水頭損失<1.0 m,活性砂粒徑1.2~2.0 mm,濾層高度:自布水器底面至頂部共2.0 m,單個裝置洗砂最大空氣消耗量0.15 m3/min,單個裝置洗砂排水量0.4~0.7 L/s。配套設(shè)備:提升泵,設(shè)備參數(shù)為Q=105 m3/h,H=4 m,N=4kW,數(shù)量3臺(2用1備,變頻),成套設(shè)備4套;活性砂,規(guī)格1.2~2.0 mm,數(shù)量50 m3;壓縮空氣系統(tǒng),與污泥脫水系統(tǒng)共用。
(3)接觸消毒池和回用水池設(shè)計規(guī)模土建及設(shè)備規(guī)模均按1.0萬m3/d建設(shè)及配套,預留回用水泵位置,尺寸L×B×H=10.0 m×6.0 m×4.0 m,有效水深3.5 m,停留時間1 h,數(shù)量1座,有效容積208 m3。配套設(shè)備:次氯酸鈉儲罐,設(shè)備參數(shù)為V=15 m3,材質(zhì)PE,數(shù)量2臺;次氯酸鈉加藥計量泵,設(shè)備參數(shù)為Q=0~120 L/h,N=0.25kW,計量泵2臺(1用1備)。
3.4污泥處理措施
3.4.1污泥濃縮池污泥濃縮池規(guī)模按1.0萬m3/d建成,預留1.0萬m3/d位置,數(shù)量1座,設(shè)計進泥含水率99.6%,設(shè)計出泥含水率98%,污泥固體負荷40.0 kg/(m2·d),濃縮池直徑Φ10 m,有效水深4 m,停留時間12 h。
3.4.2污泥調(diào)理池污泥調(diào)理池土建按遠期2.0萬m3/d一次建成,設(shè)備按近期0.5萬m3/d配套,數(shù)量2座,單座尺寸L×B×H=4.0 m×4.0 m×4.5 m。配套設(shè)備:槳葉式調(diào)理攪拌機,數(shù)量1臺,設(shè)備參數(shù)為D=1 500 mm,r=50 r/min,N=11kW;石灰料倉,數(shù)量1套,設(shè)備參數(shù)為N=4kW,容量30t,含支撐架、閘板閥、料位計、避雷裝置等;傾斜螺旋給料機,數(shù)量1套,設(shè)備參數(shù)準200mm,傾角α=20°,L=6.5 m,N=5.5kW;雙向螺旋輸送機,數(shù)量1套,設(shè)備參數(shù)為準200mm,傾角α=0°,L=4.0 m,N=2.2kW。
3.4.3污泥脫水機房污泥脫水機房土建規(guī)模按遠期2.0萬m3/d建設(shè),設(shè)備按近期0.5萬m3/d配套,污泥脫水機房平面尺寸為L×B×H=27.0 m×9.0 m×10.0 m。污泥深度脫水系統(tǒng)設(shè)計平均處理量近期為2 500 kgDS/d,出泥含水率≤60%,則每天外運泥量為6.25 t。配套設(shè)備:高壓隔膜板框壓濾機,數(shù)量1臺,設(shè)備參數(shù)為過濾工作壓力0.5~0.6 MPa,腔室容積2.54 m3,濾板1 250 mm×1 250 mm,進泥含水率98%,出泥含水率60%以下,N=14.1kW;進料泥漿泵,數(shù)量2臺(1用1備),設(shè)備參數(shù)為Q=24 m3/h,H=1.5 MPa,N=11kW;清洗水立式多級離心泵,數(shù)量2臺(1用1備),設(shè)備參數(shù)為Q=8~12 m3/h,H=180~200 m,N=15kW;壓榨水立式多級離心泵,數(shù)量2臺(1用1備),設(shè)備參數(shù)Q=10~30 m3/h,H=100~150 m,N=11kW;壓榨、水洗水箱,數(shù)量2臺(各1個),設(shè)備參數(shù)為V=6 m3;壓縮空氣系統(tǒng),數(shù)量1套(含1個氣罐、1臺空壓機),設(shè)備參數(shù)為Q=5 m3/min,壓力0.8 MPa,P=30kW;電動污泥料斗,數(shù)量1臺,設(shè)備參數(shù)為V=10 m3,N=4kW;雙軌道行車,數(shù)量1套,設(shè)備參數(shù)為N=3.85kW。
3.5除臭設(shè)計本工程臭氣主要來源于粗格柵及污水提升泵房、細格柵及曝氣沉砂池、調(diào)節(jié)池、混凝反應(yīng)初沉池、水解酸化池、污泥濃縮池、污泥調(diào)理池及污泥脫水機房等,主要污染物是硫化氫,且濃度一般較高。各處理單元采取分散收集、加蓋密封、集中處理模式,經(jīng)收集的惡臭廢氣采用生物濾池除臭裝置處理達標后通過1根15 m高的排氣筒排放;污泥脫水機房采用空間霧化除臭,盡量減少臭氣散發(fā),壓濾機及時清洗。除臭總風量約7 743 m3/h。
3.6采暖通風設(shè)計項目位于西藏自治區(qū)拉薩市,該地區(qū)屬內(nèi)陸高原溫帶半干旱氣候,日照充足,空氣干燥,晝夜溫差大,降水量小、蒸發(fā)量大。水處理過程涉及各種物化反應(yīng)、生化反應(yīng)等,易產(chǎn)生各種有害氣體,在冬季氣體不易擴散,容易對工作人員和系統(tǒng)處理設(shè)備產(chǎn)生不利影響。故水處理間、化水處理間等在設(shè)計上須考慮通風措施。同時構(gòu)筑物、系統(tǒng)管道在冬季容易凍裂,影響系統(tǒng)的正常運行,為了保障工業(yè)園區(qū)污水處理廠的冬季正常運行,確保水處理的設(shè)施可以穩(wěn)定運行,采暖系統(tǒng)的熱源為工業(yè)園區(qū)的市政采暖供熱管道統(tǒng)一供熱,熱負荷估算見表3。
解決室外管道凍裂防凍保溫主要通過加設(shè)保溫措施,根據(jù)實際情況選定合適的保溫材料,不僅要保證保溫效果,還要保持材料的耐久性。保溫材料采用阻燃橡塑海綿管殼,再纏綠色壓延膜2道,確保給排水管道的保溫效果。
4結(jié)論西藏自治區(qū)某工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程近期(2017—2025年)規(guī)模為0.5萬m3/d,遠期(2026—2035年)規(guī)模為2.0萬m3/d。預處理系統(tǒng)工藝采用常規(guī)技術(shù)手段;生化系統(tǒng)處理工藝采用多級A/O生物技術(shù)手段,具生物脫氮除磷功能;深度處理系統(tǒng)采用“混凝沉淀+活性砂濾池”方法;污泥處理工藝采用“污泥濃縮+污泥調(diào)理+高壓隔膜板框壓濾機”深度脫水工藝。此外,還設(shè)有接觸消毒池,應(yīng)用次氯酸鈉消毒,出水水質(zhì)可滿足排放標準要求。
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