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污水处理厂工程设计研究

 【摘要】介绍云南某工业园区污水处理厂的工程简况,采用水解酸化+改良AAO氧化沟+臭氧接触池+BAF工艺,出水各项指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准。文中简单介绍了污水处理厂的工艺流程,主要构筑物设计参数等。

【关键词】工业废水;改良AAO氧化沟;臭氧接触池;BAF

1工程概况

云南某工业园区污水处理厂选址位于白土村附近,厂区地势南高北低,自然地面标高为1866~1882m,东南为山地,北侧为鱼塘,现状为丘陵旱地。污水厂拟收集工业园区片区绝大部分工业废水及生活污水,近期规模1.0万m3/d,远期规模4.0万m3/d。

2设计进水水质和出水水质

该工业园区主导产业为钢铁冶炼及加工制造片区,石化基地、石化中下游产业基地,磷肥工业基地。通过分析该工业园区现有企业的废水水质成分,近期主要污水水量以钢铁工业废水、磷肥工业产业废水为主,各占约26.25%和22.87%,合成氨工业产业废水占5.25%,石化中下游工业废水约22.45%和生活污水约20%,其他行业废水占3.17%。远期引进的企业废水排放标准应满足行业标准,如磷化工企业须满足《磷肥工业水污染物排放标准》(GB15580-2011),钢铁工业产业废水满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)表2标准。在此基础上,将各类废水污染因子加权平均后,适当放大作为该工业园区设计进水水质。该工业园区出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002一级A标准。该工业园区中水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002一级A标准,主要用于园区工业企业工序用水,如洗矿冲渣,冷却系统外循环补水等。设计进出水水质见表1。

3工艺流程

针对本工程工业废水可生化性较差,难降解污染物含量较高等特点,预处理单元采用“调节池、混凝反应初沉池、中和池及水解酸化池”。污废水经细格栅进入调节池,经调节池调节后,水质水量得以均衡,减轻冲击负荷。为减轻后续生化系统压力,设置混凝反应沉淀池,并采用NaOH+Ca(OH)2的除磷工艺,降低除磷所产生的污泥量,混凝反应沉淀后的废水经pH回调后自流入水解酸化池,经水解酸化后大大提高废水可生化性。本工程二级处理的主体工艺采用“改良AAO氧化沟”工艺,该工艺通过保证氧化沟多样的污泥生长状态和良好的污泥浓度梯度,可有效提高生物降解效率,增加生物除磷功效,减少后续工序的化学除磷的加药量,减少能耗。二沉池沉淀后,采用“机械搅拌+高密度沉淀池”工艺去除TP至0.5mg/L以下。常规二级生化处理难以去除难生物降解有机物,本工程采用“臭氧气接触池、BAF、V型滤池”深化处理工艺,去除二级生化处理后难以去除的有机物。具体工艺流程如图1所示。

4污水处理厂主要构筑物及设计参数

[1~2]4.1粗格栅及进水泵房粗格栅与进水泵房合建,共1座,土建按远期规模一次建成,设备分期安装。粗格栅渠共2条,近期安装1台粗格栅,预留远期1台粗格栅位置。粗格栅过栅流量为0.3m3/s,栅缝20mm,安装角度75°,电机功率1.1kW,设备宽1000mm,过栅流速0.9m/s,过栅损失20cm。进水泵采用潜污泵,2用1备,Q=270m3/h,杨程H=35m,功率55kW。粗格栅及进水泵房平面尺寸为10.0m×8.0m。4.2细格栅及调节池细格栅与调节池合建,土建及设备规模分期建设,共1座,分2组。单组细格栅及调节池尺寸为32.9m×12.3m。细格栅近期安装回转式格栅除污机1台,栅条间隙5mm,格栅宽度70cm,栅条安装倾角75°,配用电机功率1.1kW。调节池总有效容积为4600m3,停留时间12h,调节池内近期安装潜水搅拌机2台,功率为5.5kW,潜污泵3台(2用1备),Q=208m3/h,H=6.2m,P=0.75kW。4.3混凝反应初沉池及中和池混凝反应初沉池及中和池合建,土建及设备规模分期建设,共1座,平面尺寸为27.4m×12.9m。混凝反应时间为30min,采用机械搅拌混合,初沉池表面负荷2.0m3/m2•h,采用机械排泥方式;中和反应时间10min,采用机械搅拌。4.4水解酸化池及改良AAO氧化沟[3]水解酸化池与改良AAO氧化沟合建,土建及设备规模分期建设,共1座。水解酸化池共1座,分2组,单组水解酸化池尺寸为27.4m×11.7m。总有效容积3537.6m3,停留时间8.5h,池内设置潜水推流器及组合填料,潜水推流器功率为5.5kW。改良AAO氧化沟共1座,尺寸为51.3×27.4m,有效水深6.0m。污泥浓度MLSS=3500mg/L,SRT=10d,总有效容积7942m3,其中厌氧池有效容积610m3,缺氧池有效容积1824m3,好氧池有效容积5508m3;总停留时间19.06h,其中厌氧停留时间1.46h,缺氧停留时间4.38h,好氧停留时间13.22h,气水比7:1,污泥内回流比200%,污泥外回流比50~100%,池内设置潜水推流器及微孔曝气系统。4.5二沉池二沉池土建及设备规模分期建设,共1座,尺寸为准28m,有效水深为4.0m。表面负荷:0.85m3/m2•h,停留时间4h,采用周进周出辐流式二沉池。采用中心传动单管吸泥机,D=28m,功率1.5kW,不锈钢材质。二沉池前端设计回流污泥及剩余污泥区,将污泥回流至AAO池厌(缺)氧去,外回流污泥泵共3台泵,2用1备,Q=210m3/h,H=5.0m,N=7.5kW;剩余污泥泵2台,1用1备,Q=20m3/h,H=7.0m,N=1.5kW。4.6高密度沉淀池高密度沉淀池土建及设备规模分期建设,共1座,基本尺寸为20.25×8.8m,混合池停留时间为3.6min,基本尺寸为2.2×1.8×6.8m,有效水深为6.4m;絮凝池停留时间20min,基本尺寸为4.8×4.8×6.8m,有效水深6.3m,沉淀池基本尺寸8.8×8.8×6.8m,有效水深6.1m,上升流速6.2m/h。4.7臭氧系统臭氧接触池与臭氧车间合建,土建及设备规模分期建设,臭氧车间尺寸为15.8×10.8m,共1座。臭氧投加量24mg/L,臭氧接触时间30min,反应时间90min,总停留时间2h。4.8BAF系统BAF清水池与反冲洗废水池合建,土建及设备规模分期建设。BAF共4格,滤速为3.0m/h,单格面积为40m2,滤料层厚3m,承托层厚250mm,配水区高度1.3m,清水区高度1.8m,超高0.5m。BAF清水池容积为360m3,清水池上作为BAF风机房,清水池内配置反冲洗水泵;BAF反冲洗废水池容积为270m3,池内配套潜水搅拌机1台;BAF反冲洗水洗轻度为21.14m3/(m2•h),气洗强度为58.83m3/(m2•h)。一次反冲洗历时30min,其中气洗10min,气水联合洗10min,水洗10min,反冲洗周期为24h~48h。BAF系统平面尺寸为32.4×15.0m。4.9V型滤池V型滤池基本尺寸为20×12.05m,有效水深3.6m,共1座(分三格)。V型滤池总过滤面积为96m2,单格过滤面积为32m2,设计滤速为5.8m/h,强制滤速为8.7m/h,滤层厚度1.2m,滤料粒径4~6mm,反冲洗周期48h,气洗时气洗强度15L/s•m2,反冲时间2min,气水联合反冲洗时,反冲时间4min,气洗强度15L/s•m2,水洗强度2.5L/s•m2,横向扫洗强度1.5L/s•m2,水反冲洗时,反冲时间6min,水洗强度5L/s•m2,横向扫洗强度1.5L/s•m2。4.10清水池及送水泵房清水池与送水泵房合建,清水池平面尺寸为18.6×12.7m,ClO2接触反应时间为30min。4.11巴氏流量计槽巴氏流量计槽平面尺寸13.3×1.2m,共1座,按远期一次建成。4.12污泥脱水机房污泥脱水机房平面尺寸为46.2×17.7m,共1座。脱水机房土建一次建成,设备分期安装,近期安装全自动隔膜压滤机2台,1用1备,压滤机处理能力为30t/d,工作时间为12h/d,功率为3kW。4.13污泥浓缩池污泥浓缩池平面尺寸为准12m,有效水深4.5m,固体负荷33.6kgDSS/m2•d,浓缩时间24h。浓缩池中心安装悬挂式中心传动污泥浓缩机1台,浓缩机直径12m,功率0.75kW。

5总结

(1)工业园区的工业污废水水质变化较大,本工程设计根据现状工业企业用水水质分析,初步确定设计进水水质指标,后续运营阶段需加强水质的监测,根据水质水量变化及时调整污水处理各工段处理程序,保证处理出水达到要求。(2)在工业污废水污染问题日益严重的今天,本工程的设计思路及工艺设计参数可供类似工程参考借鉴。

参考文献

[1]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M].黑龙江:哈尔滨工业大学出版社,2002.

[2]崔玉川.城市污水厂处理设施设计计算(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2011.

[3]邵丽,苏颖,刘东玲.某工业园区污水处理厂工程设计方案[J].净水技术,2017,36(9):86~90.

 

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