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新聞詳情

重慶某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站提標改造項目設(shè)計案例分析

來源:上海自動化儀表作者:上海自動化儀表網(wǎng)址:http://www.v2350.cn

上海自動化儀表隨著對環(huán)保的要求越來越高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站的運營至關(guān)重要。以重慶某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站提標改造項目為實例,對設(shè)計工藝進行對比分析,涵蓋現(xiàn)有污水處理全過程: 污水可生化分析、預處理、二級處理、深化處理、消毒、污泥處置等,非常終確定污水工藝調(diào)整為“Cwater-HRB 生化 + 過濾 + 紫外消毒”工藝,經(jīng)工程驗證,該工藝不僅實現(xiàn)社會效益及經(jīng)濟效益的非常大化,還滿足當前鄉(xiāng)鎮(zhèn)的區(qū)域特征,為類似工程設(shè)計提供一定借鑒。

工程概況

本工程為鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站提標改造項目,現(xiàn)有污水處理廠站設(shè)計規(guī)模較小,采用“A2 /O 污水一體化”處理工藝,設(shè)計出水水質(zhì)達到 GB 18918—2002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級 B 標準; 一方面根據(jù)近期國內(nèi)對環(huán)保的要求越來越高[1,2],另一方面通過對現(xiàn)有出水口水質(zhì)的監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)出水水質(zhì)不能正常達標排放,具體監(jiān)測結(jié)果見表1。綜上所述,對現(xiàn)有各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站進行提標改造,主要對部分構(gòu)建筑物進行拆除、新建等工程,使出水水質(zhì)達到 GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A 標準,具體進出水質(zhì)詳見表 2。非常主要建設(shè)內(nèi)容包括新建格柵井、沉砂池、調(diào)節(jié)池、污泥池、Cwater-HRB 生化一體化( 包括缺氧池、一級好氧池、二級好氧池、中間沉淀池、斜板沉淀池) 、纖維濾布濾池、出水渠、設(shè)備間、衛(wèi)生間、值班室; 新增 CODCr,NH3-N 在線監(jiān)測儀、后置反硝化一體化、管道式紫外線消毒等儀器、設(shè)備。


2 工藝選擇

2. 1 工藝選擇原則[3]

污水處理工藝的選擇是污水處理廠站的設(shè)計關(guān)鍵,不僅影響處理廠站的處理效果、出水水質(zhì),而且還影響處理廠站的 基 建投 資 大 小、運 行 的 可 靠 性、運 行 費 用 的 高低、管理操作的復雜程度、總占地面積大小、處理廠站人員指標等各個方面。綜上,此次提標改造設(shè)計工藝選擇原則如下: 1) 根據(jù)進、出水水質(zhì)要求及水量等,選擇處理效果好,具有低基建費、運行可靠、低運行費、操作管理方便、低能耗、除磷脫氮工藝成熟的污水處理工藝; 2) 污水處理廠站應積極考慮占地及投資費用,在總平面布置上緊湊合理,達到土方平衡; 在豎向布置上工藝流程順暢,污水處理設(shè)施考慮一次提升; 3) 為避免廠站人員指標的浪費,對污水處理過程中選擇的自動控制,力求安全可靠、經(jīng)濟實用,進而提高管理水平;4) 污水處理工藝對水質(zhì)變化用性強、出水達標穩(wěn)定性高、有足夠的設(shè)計及施工經(jīng)驗可以借鑒( 特別是采用經(jīng)實踐證明是行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備) 。


2. 2 污水可生化性分析

污水生物處理是微生物利用污水中所含的污染物作為營養(yǎng)源進行相應的代謝作用,使得水中污染物被降解,進而使得污水得以凈化,因此對污水進水水質(zhì)成分的分析至為關(guān)鍵。


本項目進水水質(zhì) BOD5 /CODCr = 0. 57,表明進水可生化性較好,適宜采用生化處理工藝; BOD5 /TN = 5,表明進水滿足生物脫氮要求,同時考慮進水為所收集區(qū)域的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水,在運營過程中可能出現(xiàn)水質(zhì)波動較大等情況,故為使反硝化過程能夠順暢,達到預期的生化效果,建議投加碳源; BOD5 /TP > 20,經(jīng)研究表明,BOD5 /TP 比值越大,生物除磷效果越明顯; 故本項目達到生物處理要求。


2. 3 預處理工藝

采用“格柵 + 沉砂池 + 調(diào)節(jié)池”工藝,主要去除污水中的砂粒、懸浮物、漂浮物等雜質(zhì)。

2. 4 二級處理工藝比選

經(jīng)國內(nèi)市場實踐調(diào)研及文獻查閱[5-8],目前污水處理二級處理非常常用工藝如下( 具體工藝分析對比表見表 3) :


1) 厭氧 + 多級 A/O( 缺氧/好氧) 工藝: 占地面積較大,不適用于現(xiàn)有小型污水處理廠站提標改造施工。


2) A2 /O 工藝: 對于小型污水處理廠站,工藝相對復雜,能耗較高。


3) Cwater-HRB 工藝: 結(jié)構(gòu)簡單,無需單獨設(shè)置沉淀池,投資低; 設(shè)備少,能耗低,運行成本低; 單獨脫硝工藝,工藝調(diào)整靈活,確保水質(zhì)達標; 污泥零分離,脫氮除磷效果好; 污泥回流路徑短且無需動力設(shè)備; 組裝運輸方便; 出水水質(zhì)穩(wěn)定達 標 有保 障; 先 進 的 遠 程 控 制 管 理 技 術(shù); 投 加 填 料 潛力大。


4) CASS 工藝: 系統(tǒng)總體運行脫氮效果較好而除磷較差,對需大量投加化學藥劑除磷的城市污水,有可能因堿度的過度消耗而導致系統(tǒng)失敗; 對自動化的依賴程度很高,對管理人員的技術(shù)水平有較高的要求,由于一般采用鼓風曝氣,需增設(shè)專門的鼓風機房; 變水位工作造成系統(tǒng)水頭損失大,易增加提升費用; 由于無法去除浮渣,衛(wèi)生觀感差。


綜上所述,根據(jù)本工程對污水處理程度的要求和污水水質(zhì)處理目標及污染物去除的條件,并結(jié)合現(xiàn)有污水處理廠站已建現(xiàn)狀、提標改造要求、可用地較為緊張、操作管理自動化要求高、運行成本低等特點,采用 Cwater-HRB 生化一體化工藝。結(jié)合工藝分析對比表( 見表 4) ,采用纖維濾布濾池過濾工藝。


2. 6 消毒工藝比選

結(jié)合工藝分析對比表( 見表 5) ,采用紫外線消毒工藝。

2. 7 污泥處理工藝比選

經(jīng)國內(nèi)市場實踐調(diào)研及文獻查閱[9],目前污泥處理非常常用工藝如下: 1) 濃縮工藝: 采用污泥池進行重力濃縮。 2) 脫水工藝: 從使用效果、對環(huán)境的安全性、其建設(shè)及運行成本、維護費用等方面比較,同時考慮鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模大小及道路情況,通過疊螺脫水機對污泥進行處理。綜上所述,采用疊螺脫水機對污泥進行處理。


2. 8 污泥處置工藝

經(jīng)污水處理工藝處理后的污泥已基本得到穩(wěn)定,經(jīng)干化或脫水后含水率不大于 80% ,處理后的污泥委托當?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社,用于培養(yǎng)種植苗木、魚類飼養(yǎng)等。 3 主要處理單元及設(shè)計參數(shù)


3. 1 污水處理工藝

本工 程 近 期 規(guī) 劃 年 限 為 2024 年,遠 期 規(guī) 劃 年 限 為2030 年; 本工程按近期規(guī)模設(shè)計,近期設(shè)計規(guī)模 200 m3/d,總變化系數(shù) Kz = 2. 30; 確定污水工藝調(diào)整為“Cwater-HRB生化 + 過濾 + 紫外消毒”工藝。


1。污水通過污水管網(wǎng)自流至格柵、沉砂池,將渣子和泥砂攔截下來,保證后續(xù)處理單元的正常運行,攔截的柵渣進行定期人工清理,然后沉砂池上清液自流進入調(diào)節(jié)池內(nèi),對進水水質(zhì)水量進行均勻混合處理,調(diào)節(jié)池的污水通過提升泵進入 CwaterHBR 污水處理工藝。 Cwater-HBR 工藝: 由缺氧池、一級 OAS 池、二級 OAS 池、絮凝反應池、斜管沉淀池組成。功能:通過投加比表面積較大的懸浮生物填料,并接種硝化菌、反硝化菌和其他生物菌群,通過間歇曝氣,在曝氣區(qū)營造好氧、兼氧和厭氧環(huán)境,不同的微生物菌群在懸浮填料和活性污泥中生長繁殖,污水中的有機物作為生物菌群的營養(yǎng)源,在其生長繁殖過程中被硝化吸收,污水得以降解。同時在該池中加入絮凝劑,進一步去除水中 SS 及 BOD,COD,P 等污染物以及氧化池脫落的生物量。經(jīng)沉淀后的上清液進入污水后置反硝化污水處理一體化設(shè)備,去除大部分 TN,經(jīng)該工藝段處理后的出水 COD,TN 等主要指標達到 GB 18918—2002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級 A 標準。


3. 2 主要處理單元及設(shè)計參數(shù)

主要處理單元及設(shè)計參數(shù)。

4 廠站內(nèi)配套管網(wǎng)施工

4. 1 管材及接口

廠區(qū)壓力污水管、污泥管采用焊接鋼管,焊接或法蘭連接; 空氣管采用不銹鋼管,焊接或法蘭連接; 加藥管采用化工 PVCU,承插粘接; 給水管道用給水用聚氯乙烯 PE 管,熱熔連接; 污廢水管、雨水管采用 UPVC 雙壁波紋管,承插粘接。


4. 2 管道鋪設(shè)

1) 車行道下所有管道覆土深度不小于 700 mm,非車行道下則須滿足覆土深度不小于 400 mm; 管道交叉時,管道埋深在滿足上述條件下可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整。


2) 在一般土壤區(qū),管道應鋪設(shè)在未經(jīng)擾動的原土上; 若管道鋪設(shè)在巖石、礫石等巖性地基上,應作砂土墊層,其厚度為 100mm( 金屬管) 、150 mm ~ 200 mm( 非金屬管) ,并均勻夯實; 在淤泥層、流沙等松軟地區(qū),給水排水管道應鋪設(shè)在管道基礎(chǔ)上,若鋪設(shè)在回填土上,原土以上部分分層夯實,夯實密度大于 95% ,管頂上部 500 mm 以內(nèi)不得回填直徑大于 100mm 的塊石、凍土塊,500 mm 以上部分回填塊石或凍土不得集中,用機械回填不得在管溝上行走,管溝回填土應分層夯實,夯實密度應大于 95% 。機械夯實不大于300 mm; 人工夯實不大于 200 mm,管道接口坑的回填必須仔細夯實。


4. 3 管道防腐

管道防腐應嚴格按 GB 50268—97 給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范表面除銹后方可涂漆。埋地管道外防腐采用厚漿型環(huán)氧煤瀝青三油兩布加強防腐,埋地管道內(nèi)防腐采用 IPN8710。


5 運行效果分析

確定污水工藝調(diào)整為“Cwater-HRB 生化 + 過濾 + 紫外消毒”工藝,通過對提標改造前后數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn),此次提標改造工藝對環(huán)境產(chǎn)生一定的正效應。


6、思考與建議

1) 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施規(guī)模小、布局散、數(shù)量多,建設(shè)運行成本高且難度大,應依靠集團化、規(guī)模化的管理,進而保證專業(yè)化、規(guī)范化的運行。

2) 污水收集難度大,居民思想程度不高,無法完全收集,易致使設(shè)計規(guī)模偏大: 一方面人均用水定額采用偏高,應采 用 SL687—2014 村 鎮(zhèn) 供 水 工 程 設(shè) 計 規(guī) 范 中 的60 L /( 人·d) ~ 130 L /( 人·d) ,另一方面用水人口數(shù)量預測過高: 城鎮(zhèn)化越來越快,人口不增反減; 但部分區(qū)域應因地制宜,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污水濃度較大,無法堵截,及時調(diào)查,設(shè)計成分考慮,易影響整個管網(wǎng)體系運行。


3) 鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中心一個中體量污水處理廠站,分散性大,且道路不通暢,致使后期運營維護、加藥等難度增大; 運行成本高,地方財政壓力較大; 可“污染者付費”,及時開征鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理費。

4) 配套管網(wǎng)不完善,無遠期規(guī)劃,只針對沿河區(qū)域或嚴重污染等區(qū)域進行規(guī)劃設(shè)計( 管網(wǎng)覆蓋度不夠、二三級管網(wǎng)不健全、管網(wǎng)老化損毀等; 合流制和混合制,雨季處理難度加大; 無化糞池,易堵塞管網(wǎng)) ,易致使配套管網(wǎng)一直處于完善狀態(tài)( 可以分類定標,適當區(qū)域適當降低排水標準,進而降低運行成本) ; 廠網(wǎng)一體,截污治污體系閉合運行。


7 結(jié)語

1) 以重慶某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站提標改造項目為實例,綜合影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠站建設(shè)、設(shè)計與施工的各類因素,對涵蓋現(xiàn)有污水處理全過程: 污水可生化分析、預處理、二級處理、深化處理、消毒、污泥處置等進行設(shè)計工藝對比分析,非常終確定污水工藝調(diào)整為“Cwater-HRB 生化 + 過濾 +紫外消毒”工藝。


2) 除對污水處理工藝選擇進行論述外,還對處理廠站內(nèi)配套管網(wǎng)施工進行敘述,合理考慮所有污水處理廠站設(shè)計情況。


3) 上海自動化儀表通過建成后的運行效果分析,該工藝不僅實現(xiàn)社會效益及經(jīng)濟效益的非常大化,還滿足當前鄉(xiāng)鎮(zhèn)的區(qū)域特征,為類似工程設(shè)計提供一定借鑒。


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