城鎮(zhèn)污水處理廠畢業(yè)設(shè)計(jì)
城鎮(zhèn)污水處理廠畢業(yè)設(shè)計(jì),城鎮(zhèn),污水處理,畢業(yè)設(shè)計(jì)
XX市XX路污水處理廠設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)摘要: XX市XX路污水處理廠設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)關(guān)鍵詞: 污水處理廠 處理廠設(shè)計(jì) 技術(shù)要點(diǎn)建設(shè)XX路污水處理廠是海河流域XX污水治理項(xiàng)目的重點(diǎn)工程.對(duì)于改善XX市西部地區(qū)和大沽口渤海海域的環(huán)境質(zhì)量,對(duì)于開(kāi)發(fā)利用污水資源,促進(jìn)工、農(nóng)、漁業(yè)的健康發(fā)展,具有重要作用,將會(huì)產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。工程的內(nèi)容包括廠內(nèi)和廠外兩部分。廠內(nèi)工程的主體是規(guī)模為45萬(wàn)T/d的二級(jí)污水處理廠,配套一座720m3/d的污泥填埋廠;廠外工程包括雨污水管道21km和兩座2.0T/S的污水泵站。工程估算12億人民幣,部分建設(shè)資金利用日本政府貸款。 進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo),根據(jù)多年監(jiān)測(cè)資料綜合分析定為:CODCr:400mg/lBOD5:220mg/lSS:220mg/lNH3-N:40mg/lTP:3.5mg/l出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)出水滿足農(nóng)灌水質(zhì)指標(biāo)和排入渤??谶_(dá)到三類(lèi)海域的要求,執(zhí)行國(guó)標(biāo)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中二級(jí)水質(zhì)的規(guī)定。即:CODCr:120mg/lBOD5:30mg/lSS:30mg/lNH3-N:25mg/l磷酸鹽(以P計(jì)):1mg/l1污水處理工藝方案的選擇目前城市污水生化處理技術(shù)發(fā)展很快,工藝類(lèi)型較多。除廣泛采用的傳統(tǒng)活性污泥法外,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的有氧化溝法、A/A/O法、A/O法、A-B法、SBR法等。為了使XX路污水處理廠能夠選擇到最合適的處理工藝,按照因地制宜的原則,先排除不適用的處理工藝后,再對(duì)可以采取的處理工藝方案進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)選。 XX路污水處理廠具有處理規(guī)模大,地處XX市西郊區(qū)冬季氣溫低,且收水范圍是已建成區(qū),水量和水質(zhì)比較穩(wěn)定,沖擊負(fù)荷不大的特點(diǎn),按照各種處理工藝的適用條件,可以將SBR法、氧化溝法和A-B法排除,從而擬定出三個(gè)處理工藝方案。第一方案:采用“以傳統(tǒng)活性污泥法為基礎(chǔ)的生物硝化方法,降解有機(jī)物和NH3-N,同時(shí)采用以化學(xué)法除磷”的綜合處理工藝方案,簡(jiǎn)稱“傳統(tǒng)法”或“生物硝化法”。生物硝化的工藝流程與傳統(tǒng)活性污泥工藝流程一樣,只是以去除BOD5為主的傳統(tǒng)活性污泥工藝是中等負(fù)荷,而生物硝化工藝系低負(fù)荷或超低負(fù)荷。在曝氣池內(nèi),BOD5被分解轉(zhuǎn)化,有機(jī)氮同時(shí)被氨化成NH3-N,再與進(jìn)水原有的NH3-N一起被硝化成NO3-N。同步的化學(xué)沉淀法除磷,是在含磷污水中投加溶解度大、渣物少、易于控制的硫酸鐵作為混凝劑,使正磷酸鹽被置換成難溶的磷酸鐵鹽,沉淀后隨剩余污泥排出,反應(yīng)方程如下:Fe(SO4)3+2PO3-42FePO4+3SO42-化學(xué)法除磷運(yùn)轉(zhuǎn)控制靈活,可根據(jù)污水中磷的超標(biāo)程度隨時(shí)調(diào)整鐵鹽投加量,從而既保證出水中磷的含量達(dá)標(biāo)也能節(jié)約污水廠運(yùn)行成本。工程中一般按去除lg磷投加12g硫酸鐵控制。第二方案:生物除磷脫氮工藝(A2/O工藝)以厭氧/缺氧/好氧即A/A/O系統(tǒng)為特征的生物除磷脫氮工藝。其中除磷是通過(guò)磷的厭氧釋放和好氧吸附兩個(gè)過(guò)程完成的,脫氮是通過(guò)好氧硝化和缺氧反硝化兩個(gè)過(guò)程完成的,有機(jī)物的降解是在好氧曝氣階段完成的。A/A/O工藝具有處理效率高,污泥沉降性能好,可以不設(shè)沉淀池和污泥消化池等優(yōu)點(diǎn)。第三方案;A/O生物法除磷、生物硝化法脫氨、化學(xué)法降解濾液與上清液余磷的處理工藝,簡(jiǎn)稱A/O法。表1 三個(gè)方案主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)照表參數(shù)方案第一方案第二方案第三方案污泥負(fù)荷(kgBOD/kgMLSS.d)0.140.1050.18泥齡(d)122810回流比75%100%(內(nèi)回流比300%)75%水力停留時(shí)間(h)6.6 147.5MLSS(mg/L )3.04.03.0以上三種工藝方案均能滿足處理達(dá)標(biāo)的要求,都是可靠的。剖析三種方案的機(jī)理,有機(jī)物的降解都是在好氧曝氣階段完成。污染因子氮的降解,在第一和第三方案中是通過(guò)生物硝化反應(yīng),利用它能自養(yǎng)微生物將污水中氨氮氧化成硝酸鹽的過(guò)程。在XX東郊污水處理廠已經(jīng)多次試驗(yàn)證明,在曝氣池中只要污泥負(fù)荷降到0.2kg BOD/kg MLSS.D以下,曝氣時(shí)間延長(zhǎng)到4.5h以上,有機(jī)氮和氨氮氧成化NO3-N的效率可以達(dá)到50%60%以上;第二方案則是在硝化作用的基礎(chǔ)上增加了反硝化的生化過(guò)程,利用缺氧池將硝態(tài)氮還原成氮?dú)庖绯?,使得生物脫氮反?yīng)進(jìn)行得更加徹底;另一個(gè)污染因子磷的去除,在第一方案是采用化學(xué)法,利用投加硫酸鐵等混凝劑,將污水中正磷酸鹽置換成難溶解的磷酸鐵,隨即在二沉池通過(guò)剩余污泥排除;而第二和第三方案則是以生物法為主,設(shè)置厭氧池,先使混合液中的聚磷菌處于壓抑狀態(tài),釋放細(xì)胞內(nèi)的聚磷而蓄存能量,再在后續(xù)的好氧池中通過(guò)聚磷菌貯存的能量大量吸收污水中的磷,并在細(xì)胞內(nèi)將磷轉(zhuǎn)化為聚磷酸鹽,最后以剩余污泥的形式從污水中排出,從而完成除磷過(guò)程。在污泥處理過(guò)程中產(chǎn)生的含磷濾液與上清液則通過(guò)化學(xué)法進(jìn)行再處理。 脫氮工藝的選擇是只依靠硝化作用還是后加反硝化作用來(lái)完成,除磷工藝的選擇是依靠化學(xué)法還是生物法來(lái)完成,兩者各有利弊。根據(jù)XX市已建污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),必須把降低運(yùn)行管理費(fèi)用作為污水處理方案選擇的主要因素,因此推薦第三方案。采用生物硝化脫氮,既可以不設(shè)缺氧池,減少占地和工程造價(jià),又能節(jié)省提升回流液的設(shè)備和能耗,出水也能達(dá)標(biāo);采用以生物法為主除磷,可以節(jié)省能源,節(jié)省投藥量,減少運(yùn)行費(fèi)用。在投產(chǎn)以后,還應(yīng)該根據(jù)不同情況及時(shí)調(diào)整運(yùn)行工況,如出水用于農(nóng)灌時(shí),對(duì)氮磷的指標(biāo)可以放寬,有進(jìn)一步降低運(yùn)行成本的余地。第三方案污水處理流程如下圖。2污泥處理和處置工藝方案的選擇污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的大量活性污泥必須通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚧胧档推溆袡C(jī)物含量及含水率,減少污泥體積,同時(shí)殺滅大部分致病菌和寄生蟲(chóng)卵,達(dá)到化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和衛(wèi)生防疫無(wú)害化,避免形成二次污染,保證污水處理廠的正常運(yùn)行。污泥處理方案流程如下圖。污水處理廠建成投入正常運(yùn)行后,每天要產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的剩余污泥,從目前東郊和紀(jì)莊子污水處理廠的情況看,傳統(tǒng)的用作農(nóng)肥的處置方法,已無(wú)可靠出路,所以污泥的最終處置也成為國(guó)內(nèi)多數(shù)污水處理廠的重大難題。處置是否妥當(dāng)直接關(guān)系污水處理廠能否生存的問(wèn)題。矛盾相當(dāng)突出。綜合國(guó)內(nèi)外情況,采用污泥填埋手段處置市政污泥,在國(guó)外已得到較為廣泛的應(yīng)用,但在我國(guó)還沒(méi)有起步。設(shè)計(jì)中經(jīng)過(guò)對(duì)污泥處置的各種方案,包括堆肥、焚燒、填埋進(jìn)行反復(fù)比較后,決定了采取衛(wèi)生填埋的方案,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。為此隨XX路污水處理廠工程同時(shí)建設(shè)市政污泥填埋廠一座,日處理規(guī)模720T,計(jì)劃連同擴(kuò)建后的紀(jì)莊子污水處理廠及擬建的北倉(cāng)污水處理廠的污泥一并在此進(jìn)行填埋處置。3工藝處理設(shè)計(jì)的技術(shù)措施為了使XX路污水處理廠建成后能具有二十世紀(jì)現(xiàn)代化的水平達(dá)到國(guó)內(nèi)一流,國(guó)際先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)。除了精心設(shè)計(jì),精心施工,精心管理外,還要在設(shè)計(jì)中采取一系列先進(jìn)技術(shù)措施。1、進(jìn)水泵房及回流污泥泵房,采用變速拖動(dòng)技術(shù),既能適應(yīng)進(jìn)廠污水量和回流污泥量不時(shí)變化的特定條件,保持前池水位的穩(wěn)定,同時(shí)水泵維持在最高效率區(qū)工作,實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能運(yùn)行。2、沉砂池在總結(jié)XX東郊和紀(jì)莊子兩座污水處理廠現(xiàn)有沉砂池使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,XX路采用了具有簡(jiǎn)單、可靠、管理方便的旋流沉砂池。通過(guò)自動(dòng)沉砂、吹砂、洗砂、提砂、輸砂以達(dá)到既能高效率除砂,同時(shí)也能夠徹底分離砂粒上的有機(jī)物送至后續(xù)處理的效果。但是如此大型處理廠采用旋流沉砂的方法,國(guó)內(nèi)沒(méi)有先例。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),將六旋流沉砂池精巧緊湊地布置成梅花形:配水井置于中央,保證進(jìn)出水順暢、配水均勻。 3、為了保證厭氧/好氧工藝的除磷效果,吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)采取了活性污泥分段回流的嶄新工藝。即:約2530%回流污泥可回流到厭氧池,以保持池內(nèi)理想的厭氧工況,提高除磷效果,其余回流污泥回流到曝氣池,同時(shí)提高生物硝化處理效果。目前這種工藝在國(guó)內(nèi)還只處在起步階段。4、由于市政污水的水量和水質(zhì)具有不穩(wěn)定的特點(diǎn),設(shè)計(jì)的處理工藝流程也具有相應(yīng)的可調(diào)整性,以便同來(lái)水的變化相適應(yīng)。當(dāng)來(lái)水有機(jī)物指標(biāo)偏低時(shí),為保證除磷脫氮效果可以超越初沉池;當(dāng)初期雨水量偏大時(shí),部分來(lái)水可以超越二級(jí)處理設(shè)施;當(dāng)受納污水河道在枯水季節(jié)時(shí),可以超越二級(jí)泵房自流排出廠外。 5、由于XX市是嚴(yán)重缺水的城市,污水回用勢(shì)在必行。廠內(nèi)經(jīng)二級(jí)處理的出水,除大量用于農(nóng)業(yè)灌溉外,還設(shè)置規(guī)模2萬(wàn)T/d的深度處理設(shè)施,計(jì)劃采用先進(jìn)的流動(dòng)性砂過(guò)濾器,達(dá)到市政雜用水以上的標(biāo)準(zhǔn),為市政和工業(yè)用水提供水源。6、隨著XX路污水處理廠工程的建設(shè),將建成國(guó)內(nèi)第一座市政污泥填埋場(chǎng)。污泥填埋的操作需要在實(shí)踐中逐步規(guī)范化。目前已經(jīng)注意到污泥填埋技術(shù)的關(guān)鍵是保證污泥有足夠的含固率。根據(jù)國(guó)外資料介紹污泥含固率必須在30%以上、有機(jī)成份應(yīng)該盡量降低、污泥抗剪強(qiáng)度應(yīng)25KN/m2才適合于填埋。所以填埋的污泥需要經(jīng)過(guò)良好的污泥消化,使用高干度的機(jī)械脫水,必要時(shí)還得添加石灰進(jìn)行衛(wèi)生處理。為了保證污泥填埋場(chǎng)能夠正常工作,先期將進(jìn)行試驗(yàn)研究。 7、為了探討采用填埋以外的其他辦法處置污泥,也為了延長(zhǎng)污泥填埋場(chǎng)的使用年限,并且給污泥資源化奠定基礎(chǔ),將對(duì)100T/d的污泥采用干燥方法處置,將經(jīng)過(guò)消化、機(jī)械脫水后的污泥在多重盤(pán)式干燥爐中干化后,使含固率達(dá)90%以上,可以用作裝袋的高級(jí)農(nóng)肥,也可以作為建筑材料的輔料利用。8、充分利用消化池產(chǎn)生的沼氣能源,配置閉路的沼氣攪拌、沼氣鍋爐、污泥熱交換器和沼氣驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。使沼氣能源的綜合利用率達(dá)80%以上。根據(jù)沼氣發(fā)電時(shí)能源利用回收率低、發(fā)電并網(wǎng)困難的經(jīng)驗(yàn),暫不采取沼氣發(fā)電的方法。9、各主要的處理單元作到準(zhǔn)確、可靠的閉路自控。包括沉砂池與砂水分離機(jī)自動(dòng)按程序操作;鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)各曝氣池內(nèi)工況變化、自動(dòng)調(diào)節(jié)供風(fēng)量,保證曝氣池穩(wěn)定的溶解氧值。以及消化池的污泥攪拌、加熱系統(tǒng)的全自動(dòng)控制。10、中央控制室采用模擬屏和投影儀相配合的顯視設(shè)備,達(dá)到靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的有機(jī)結(jié)合;自動(dòng)控制系統(tǒng)采用總線型拓樸結(jié)構(gòu),提高布線和擴(kuò)展的靈活性。11、污水處理設(shè)備的選型是污水處理廠能否實(shí)現(xiàn)科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題,也是污水處理廠技術(shù)水平是否先進(jìn)的重要標(biāo)誌。設(shè)備選型將遵循先國(guó)內(nèi),后國(guó)外的要求。將進(jìn)口設(shè)備壓縮到最低限度。但是處理廠的關(guān)鍵設(shè)備,國(guó)內(nèi)制造技術(shù)尚不過(guò)關(guān)的設(shè)備必須進(jìn)口。進(jìn)口設(shè)備選擇的原則是用超前的標(biāo)準(zhǔn),精心挑選具有技術(shù)含量高、有創(chuàng)造性、有特點(diǎn)、并且在使用中證明效果可靠的,屬于世界一流水平的設(shè)備,再通過(guò)競(jìng)標(biāo)決定。一定要把住技術(shù)關(guān),為污水處理廠建成投產(chǎn)后保持國(guó)內(nèi)前沿水平奠定基礎(chǔ)。初步擬定進(jìn)口設(shè)備包括:泵、鼓風(fēng)機(jī)、細(xì)格柵、旋流沉砂機(jī)、曝氣器、污水回用、污泥消化、沼氣利用、污泥干化及儀表自控等方面的設(shè)備。個(gè)別設(shè)備也將采取引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技和主機(jī),在國(guó)完成配套的方法,如刮泥機(jī)等。目前廠內(nèi)外工程已全面開(kāi)始進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備工作,預(yù)計(jì)2004年建成投產(chǎn)。
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