隆回縣工業(yè)園污水處理廠工程設(shè)計實例

隆回縣工業(yè)園污水處理廠工程總設(shè)計規(guī)模 30000 m 3 /d，分兩期建設(shè)，上海自動化儀表有限公司其中期 15000 m 3 /d，設(shè)計采用“預(yù)處理+水解酸化池+改良型 A 2 /O+二沉池+V 型濾池+紫外毒”工藝，污泥采用高壓板框壓濾機脫水至 60 %以下的含水率后外運處置，本文重點介紹了各處理單元的工藝設(shè)計參數(shù)及設(shè)備配置情況，目前，上海自動化儀表有限公司污水廠已建成并投產(chǎn)運營，從運營效果來看，其各項指標(biāo)均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中一級 A 排放標(biāo)準(zhǔn)。1 項目概述隆回縣工業(yè)園污水處理廠工程位于隆回工業(yè)集中區(qū)寺山片區(qū)南部，其納污范圍為隆回工業(yè)集中區(qū)城東南主園區(qū)(集南片區(qū)、寺山片區(qū)、北山片區(qū))與隆回縣城城東生活片區(qū)。納污范圍面積為1087 ha，排水體制為雨污分流制，總設(shè)計規(guī)模 30000 m 3/d，分兩期建設(shè)，其中，一期 15000 m 3 /d，項目總占地積 46422 m 2 ，一期占地積 26575 m 2 。

由于該服務(wù)范圍內(nèi)的工業(yè)用地占比較大，經(jīng)預(yù)測，其工業(yè)污水量占比約 50 %~55 %。2 設(shè)計進、出水水質(zhì)2.1 設(shè)計進水水質(zhì)隆回縣工業(yè)園污水處理廠的廢水設(shè)計進水水質(zhì)預(yù)測主要根據(jù)工業(yè)區(qū)現(xiàn)有企業(yè)類型、規(guī)劃工業(yè)用地性質(zhì)及類比周邊地區(qū)同類型工業(yè)園污水處理廠實際運行水質(zhì)數(shù)據(jù)而定，具體指標(biāo)如下表 1 所示。同時考慮到工業(yè)園水質(zhì)波動的可能性較大，在工藝選擇上預(yù)留預(yù)處理工藝，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。2.2 設(shè)計出水水質(zhì)根據(jù)環(huán)評要求，本工程設(shè)計出水水質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級 A 排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 主要處理單元設(shè)計4.1 粗格柵及提升泵房土建按照遠(yuǎn)期規(guī)模 30000 m 3 /d 建成，設(shè)備按近期 15000 m 3 /d配套。水量變化系數(shù)取 1.53。(1)格柵渠：共設(shè) 2 條格柵渠，近遠(yuǎn)期合建，單渠工藝尺寸：L×B×H=6.7×1.2×8.0 m，過柵流速0.70 m/s，柵條間隙：20 mm，近期配套主要設(shè)備：鋼絲繩牽引格柵除污機 1 臺，寬 1.1 m，間隙20 mm，1.5 kW，渠深 8 m，鑄鐵方閘門：4臺，皮帶輸送機：1臺，超聲波液位差計：1 套，甲烷及硫化氫報警儀：1 套。(2)提升泵站：分為 2 格，其中一格預(yù)留給遠(yuǎn)期，與粗格柵井合建，單格工藝尺寸為 L×B=8.0×5.0×10.2 m。近期配套主要設(shè)備：潛污泵 3 臺，2 用 1 備，500 m 3 /h，11 m，30 KW，超聲波液位計：1 套，進水 COD 在線監(jiān)測儀：1 套，電磁流量計：1 套。4.2 細(xì)格柵及沉砂池設(shè)計規(guī)模按遠(yuǎn)期 30000 m 3 /d，分 2 組，單組設(shè)計規(guī)模為 15000m 3 /d，Q max =0.266 m 3 /s；(1)細(xì)格柵渠：過柵流速：0.65 m/s，柵前水深：0.9 m，柵條間隙：3 mm，安裝角度：75°，渠寬：1.2 m，柵渣量：0.45 m 3 /d。近期配套主要設(shè)備：回轉(zhuǎn)式格柵除污機 1 臺，寬 1.1 m，凈隙 3 mm，0.75 kW，渠深 1.5 m，無軸螺旋輸送機 1 臺；渠道閘門 4 臺。(2)旋流沉砂池(與細(xì)格柵合建)：根據(jù)設(shè)計手冊選擇型號 300，直徑3050 mm，有效容積 10.4 m 3 ，停留時間 39 s，有效水深 1 m，產(chǎn)砂量：0.45 m 3 /d。近期配套主要設(shè)備：旋流沉砂池除砂機 1 臺，處理量＞1200 m 3 /h，轉(zhuǎn)速 12~20r/min，1.5 kW；砂水分離器 1 臺。4.3 調(diào)節(jié)池及事故池近期：調(diào)節(jié)池按照一期規(guī)模 15000 m 3 /d 建成，分為兩格，其中 1 格近期作為事故池使用。遠(yuǎn)期：再新建一座事故池，現(xiàn)有事故池改作調(diào)節(jié)池使用。設(shè)計水力停留時間：8.0 h，其中事故池停留時間 4.0h，調(diào)節(jié)池停留時間 4.0 h，總有效容積=5000 m 3 ，單格 2500 m 3 ，總工藝尺寸：37.0×26.0×6.0 m，有效水深 5.5 m。配套主要設(shè)備：潛污泵 3 臺，2 用 1 備，320 m 3 /h，18 m，30kW；鼓風(fēng)機 2 臺，1 用 1 備，21.86 m 3 /min，49kPa，30 kW；電磁流量計 1 臺。4.4 水解酸化池設(shè)計流量 15000 m 3 /d，分為兩組，單組設(shè)計流量 7500 m 3 /d，停留時間：6 h，總有效容積 3750 m 3 ，單組 1875m 3 ；水力負(fù)荷：1.0 m 3 /(m 2 .h)，單組面積：312.5 m 2 ，有效水深：6 m，工藝尺寸：2-25.8×13.3×6.8 m。采用脈沖式布水，脈沖布水器計算：充放比 4.6:1，充水時間：103.5 s，放水時間：22.5 s，單組設(shè)計 4 個脈沖罐，單個脈沖罐平均流量：0.12 m 3 /s。配套主要設(shè)備：脈沖布水器 80 m 3 /h，8 套，彈性填料 ?150-80，數(shù)量：900 m 3 。4.5 改良型 A 2 /O 生化池設(shè)計規(guī)模為 15000 m 3 /d，MLSS：3.5 g/L，(1)選擇區(qū)：HRT 1 =0.5h，有效容積：V 1 =156.25 m 3 ，有效水深：5.0 m，工藝尺寸：2-7×5×5.6m；(2)厭氧區(qū)：HRT 2 =1.4 h，有效容積：V 2 =440 m 3 ，有效水深：5.0 m，工藝尺寸：2-17.6×5×5.6 m(3)缺氧區(qū)：設(shè)計取反硝化速率K de(20) =0.03 kgNO 3 -N/(kgMLSS.d)，污泥產(chǎn)率系數(shù) Yt 取0.6kgMLSS/kgBOD 5 ，排出系統(tǒng)的微生物量 ΔX v =1638 kg/d，單格有效容積：V 3 =1250 m 3 ，HRT 3 =4 h，工藝尺寸：2-25×10×5.6 m；(4)好氧區(qū)：設(shè)計 BOD 5 污泥荷 0.10 kgBOD 5 /(kgMLSS?d)，好氧區(qū)設(shè)計污泥泥齡 θ c=9.69 d，單格有效容積：V 4 =3850 m 3 ，HRT 4 =12.3h ， 工 藝 尺 寸 ： 2-30.8×25×5.6 m ， 校 核 總 氮 負(fù) 荷率 0.02kgTN/(kgMLSS?d)，理論需氧量 4402.42 kg/d，污泥回流比：100 %，混合液回流比：200 %，剩余污泥量 ΔX=2.9 t/d。配套主要設(shè)備：生物選擇區(qū)潛水?dāng)嚢杵?2 臺，?260 mm，1.5kW，轉(zhuǎn)速 960 r/min；厭氧區(qū)潛水?dāng)嚢杵?4 臺，?1100 mm，2.2 kW，轉(zhuǎn)速 52 r/min；缺氧區(qū)潛水?dāng)嚢杵?4 臺，?1800mm，4 kW，轉(zhuǎn)速43 r/min；混合液回流泵 620 m 3 /h，1.5 m，11 kw，4 臺，2 用 2備；鼓風(fēng)機 64 m 3 /min，58.8 kPa，90 kW，3 臺，2 用 1 備，配變頻；微孔曝氣器 ?250，單個曝氣量為 3~4 m 3 /h，數(shù)量 2400 個；溶解氧測定儀 2 臺；ORP 計 2 臺。4.6 二沉池設(shè)計流量 15000 m 3 /d，分 2 組；表面負(fù)荷：0.82 m 3 /m 2 ·h，沉淀時間 3 h；有效水深 2.5 m，單池工藝尺寸：?22.0×4.1 m，校核固體負(fù)荷：138.2 kg/m 2 d，出水堰口負(fù)荷：1.26 L/(S?m)；配套主要設(shè)備：中心傳動吸泥機 ?22m，0.75 kW，2 臺。4.7 V 型濾池設(shè)計規(guī)模：15000 m 3 /d，設(shè)計濾速：7.4 m/h，過濾面積：84 m 2 ，分為 3 格，單格面積 28 m 2 ，有效水深 3.9m，單格工藝尺寸：5.1×7.0×4.5 m，設(shè)計水反洗強度 5 L/s·m 2 ，氣反洗強度 15.4 L/s·m 2 ，反洗時間 15 min，反洗方式：氣洗－水氣洗－水洗。配套主要設(shè)備：鼓風(fēng)機 26 m 3 /min，49 kPa，37 kW，數(shù)量 2臺，1 用 1 備，反沖洗水泵250 m 3 /h，14 m，15 kw，數(shù)量 3 臺，2 用 1 備。4.8 紫外消毒渠設(shè)計規(guī)模按遠(yuǎn)期 30000 m 3 /d，分 2 組，單組設(shè)計規(guī)模為 15000m 3 /d，出水固體懸浮物(SS)≤10mg/L，消毒后糞大腸菌數(shù)＜10 3 個/L，通道設(shè)計流速 0.48 m/s，有效過水?dāng)嗝婷娣e=0.36 m 2 ，燈管弧長 147.5 cm，停留時間 3.07 s，設(shè)計取燈管數(shù) 48 根，設(shè)置 6 個模塊，每個模塊 8 根燈管，紫外光強 Iavg=10.64 mw/cm 2 ，紫外光計量 32.66 mJ/cm 2。近期配套主要設(shè)備：紫外線消毒裝置 Q max =18000 m 3 /d，7.5kW，數(shù)量 1 套。4.9 污泥脫水系統(tǒng)(1)儲泥池：設(shè)計絕干污泥量 2.9 t/d，生化剩余污泥量(含水率99.2 %)：368 m 3 /d，儲泥池有效容積 48 m 3 ，工藝尺寸：4.0×4.0×3.6m，水力停留時間：3 h。(2)污泥濃縮脫水系統(tǒng)：濃縮后污泥量(含水率 97 %)：96.67 m 3 /d污泥調(diào)藥劑采用石灰及鐵鹽，石灰投加量：0.35 t/d(絕干泥12 %計)；鐵鹽投加量：0.23 t/d，配藥濃度 10 %，加藥量 2.32 m 3 /d，(絕干泥 8 %計)；污泥脫水 PAM 投加量：3.6 kg/h(5 ‰)，配藥濃度 1.5 ‰，加藥量：2.4 m 3 /h。污泥脫水工作時間：首期每天工作 16 h；脫水后污泥量(含水率 60 %)：7.25 t/d，脫水后污泥外運填埋場處置。配套主要設(shè)備：疊螺式濃縮機 1 臺，絕干污泥處理量為120~240 kgDs/hr；高壓板框壓濾機 1 臺，過濾面積 180 m 2 ，7.5+7.5kw；污泥轉(zhuǎn)輸泵 2 臺，1 用 1 備，26~30 m 3 /h，120m，22 kW；壓榨進料泵 2 臺，1 用 1 備，6 m 3 /h，180 m，7.5 kW；螺桿式空氣壓縮機 1 臺，3.0 m 3 /min，0.8MPa，18 kW；冷干機 1.0 m 3 /min，0.8 Mpa，儲氣罐 5 m 3 ；壓榨水箱 5 m 3 ；石灰加藥系統(tǒng) 1 套；鐵鹽加藥系統(tǒng)1 套；PAM 加藥系統(tǒng) 1 套、皮帶輸送機及無軸螺旋輸送機等。4.10 臭氣處理系統(tǒng)除臭風(fēng)量均按照構(gòu)建筑物凈空的換氣次數(shù)計算：預(yù)處理、調(diào)節(jié)池、事故池及水解酸化池、缺氧池等構(gòu)筑物通風(fēng)次數(shù)為 3 次/h計算，污泥脫水間通風(fēng)次數(shù)為 6 次/h?？偝魵馓幚砹?34000 m 3 /h，配套兩套生物除臭系統(tǒng)，單套 17000 m 3 /h。5 工程運行效果本項目于 2018 年 9 月正式投入運營，目前系統(tǒng)日平均處理水量約為 12000 m 3 /d，對各單元進出水水質(zhì)進行連續(xù) 8 周的水質(zhì)檢測，實測水質(zhì)數(shù)據(jù)如圖 2，圖 3 所示，從運行數(shù)據(jù)可以看出，系統(tǒng)處理效果良好，達(dá)到了設(shè)計預(yù)期效果，出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級 A 排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

6 技術(shù)經(jīng)濟分析該工程總投資約為 4400 萬元，噸水投資約 2900 元，運行期間電耗：0.83 元/m 3 ，人工費用為 0.14 元/m 3 ，藥劑費用：0.29 元/m 3 ，水費：0.02 元/m 3 ，噸水運營直接成本 1.28 元/m 3 。7 結(jié)論及建議(1)本項目運營已 1 年有余，從運營效果來看，采用“預(yù)處理+水解酸化池+改良型 A 2 /O+二沉池+V 型濾池+紫外消毒”工藝，處理類似工業(yè)園區(qū)污水效果良好，出水能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級 A 排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。(2)對于類似上述這種工業(yè)與生活污水混合類型的污水處理廠，尤其工業(yè)污水量占比較高的情況，為確保污水處理能夠達(dá)到預(yù)期的效果，上海自動化儀表有限公司須對排入園區(qū)污水系統(tǒng)的企業(yè)污水排放進行嚴(yán)格監(jiān)管，確保其污水經(jīng)預(yù)處理后達(dá)到下水道的納管標(biāo)準(zhǔn)后，方能排入園區(qū)污水系統(tǒng)。