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摘 要:在某污水处理厂的设计过程中,设计者考虑了设计合理的建设规模以及选用合理的工艺技术,从而使该工程达到了投资省,见效快,运行费用低的效果。
关键词:污水处理厂 设计
中图分类号:X505 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0102-01
1 合理确定建设规模
对一个城市来说,需根据城市总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造,污水的收集、输送(包括泵站),污水处理和排放利用,以及污泥处置等问题;在河网城市,还需考虑上游、下游和水体自净问题。
合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市由于市区污水管道未形成系统,缺乏长期积累的污水水质水量资料,一般采取按规划面积、人口和工业发展的预测来推导污水量,并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例,其不确定因素较多,因此提出的设计污水量往往偏大。实际上,按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的,设计的污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量,并分期建设污水处理厂。对设计的污水水质,应该对现有实测的水质资料进行分析(包括工业废水正在限期达标排放的水质水量变化和管渠内地下水的渗入量),对雨污合流和老城区排水系统需科学地确定污水管道的截流倍数(干管和支管可采用不同的截流倍数)。现在设计的需处理污水水质偏高的问题是普遍存在的,设计的污水水量和污水水质要通盘考虑,留余地过大,既增加投资亦会使设备闲置或低效运行。
国内有些环保公司提出对污水处理厂投资采用多方集资和融资方案(如环保公司和业主出资50%,其余50%资金由银行贷款),然后通过收取的排污费逐年偿还,这种方法是有积极意义的。但有两个问题需要明确:一个是出资的环保公司采用的工艺和设计参数需要通过评议,选用的设备需通过招标,正如国外贷款(包括政府贷款)其工艺和设备需评议和招标一样;另一个是要明确污水处理厂的股权和产权问题,需制订相应的政策和协议。有的环保公司在报上一再宣传采用曝气生物滤池和气浮池替代沉淀池技术处理城市污水,投资可减至400元/m3,占地可减少4/5,运转费用可减少一半,操作人员可减少9/10,这完全是误导。住建部要求城市污水厂绿化占全厂1/3面积,再加上道路及辅助设施、办公生活设施,总面积约占全厂的1/2。减少曝气池和沉淀池面积绝不可能使总的面积减少一半。从技术上看,用气浮池代替沉淀池,对代替初沉池来说是行不通的,对于代替二沉池需作具体比较(包括土建、设备、电耗、管理等方面)。另外,还应对大规模气浮装置的技术可行性作出评估。
2 污水处理工艺的选择。
2.1 污水处理工艺选择
污水处理工艺的选用是与污水处理厂进水水质和要求达到的处理效率密切相关的,污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最有效和最常用的方法。根据株洲市河西污水处理厂进水水质指标,BOD5/CODcr=0.565,表明株洲市河西污水处理厂可以采用生化处理工艺,且可生化性好。活性污泥法是使用时间最长的污水处理工艺,其技术发展很快,类型较多。常规的活性污泥法工艺对去除氨氮和磷的功能较差。根据上述进出水水质分析,污水处理工艺应选择具有生物除磷和硝化及部分反硝化功能的活性污泥法,在技术上较为合理。从国内外污水处理记住的发展来看,A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等诸多工艺不紧具有去除有机污染物的功能而且还具有不同程度的除磷脱氧效果。
2.2 污水处理工艺
针对株洲市河西污水处理厂的污水成分主要是生活污水及水质近似生活污水的工业废水和经预处理后符合排放标准并可以与城市污水合并处理的工业废水的特征,本次初设采用设计中标方案——“生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”工艺。
2.2.1 “生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”设计原理:
由于进水水质BOD5浓度低,工艺设计上,卡鲁赛尔改良型氧化沟系统采用了较低的污泥负荷。为了防止地负荷下易出现的污泥膨胀现象,在系统中设置了选择池。其主要目的是使部分回流污泥在进入氧化沟系统之前,使其与进水有一个短时间的接触,并通过池中的推流流态和梯度的形成,对丝状菌等影响污泥沉降性的微生物的生长进行抑制,从而改善污泥的沉降性。
由于出水要求的NH3-N8mg/l,更提出了TN20mg/l的要求。因此。在设计工艺上需对系统硝化和反硝化过程进行适当考虑。设计中采用了卡鲁赛尔改良型氧化沟池型由于曝气上、下游DO梯度大,可大大提高氧的利用率,从而节省了能耗,减少了运行费用;同事,曝气机下游DO为3～3.5mg/l,而曝气机上有的DO约为0～0.5mg/l,在一个氧化沟内形成多个A/O的串联,可提高COD的去除率;通过带有强化生物脱氧的前置反硝化区的设置,有利于聚磷菌及硝化杆菌在厌氧及缺氧条件下获得充足的碳源,从而完成磷的释放及NO3-N的反硝化,在硝化反应充分进行的条件下,反硝化反应就有了顺利进行的基础,可满足出水指标的脱氧要求;由于氧化沟出水在富氧区,聚磷菌可过滤吸收磷,从而实现生物除磷。
以上处理过程尽管复杂,却能在构造上十分简单的氧化沟内实现。改良型氧化沟流程简单、管理控制方便、节省基建投资、运行费用低、能除磷脱氮、出水水质好。
2.2.2 “生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”工艺技术特点:
①工艺流程先进且简单;处理构筑物少、机械设备少(与A2/O法相比较,没有混合液内回流泵系统,由于污泥相对好氧未定一般不设污泥的厌氧消化系统等构筑物)运行管理方便;工艺运转稳定性很好,出水水质稳定。②具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势,能承受水量、水质变化较大的冲击负荷,处理效果稳定。③污泥产量少,污泥相对好氧稳定,从而省去了污泥厌氧消化系统处理构筑物,只须污泥机械浓缩脱水即可。剩余污泥采用一体化机械浓缩脱水工艺,可实现快速脱水,从而有效防止磷的再次释放,确保污水处理厂达到良好的除磷效果。④投资省。由于卡鲁赛尔改良型氧化沟设备台数少,因此就其它氧化沟工艺而言,采用卡鲁赛尔改良型氧化沟工艺的污水处理厂工程如采用同一档次的设备,其总投资交其它氧化沟工艺低。
3 结语
是由于在本工程设计中考虑了以上几点,从而更加优化了工程设计,降低了建设成本,将大大提高本工程的运行效率,从而达到“高、快、好、省”的要求,为本工程的顺利建成投产奠定了坚实的基础。
关键词:污水处理厂 设计
中图分类号:X505 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0102-01
1 合理确定建设规模
对一个城市来说,需根据城市总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造,污水的收集、输送(包括泵站),污水处理和排放利用,以及污泥处置等问题;在河网城市,还需考虑上游、下游和水体自净问题。
合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市由于市区污水管道未形成系统,缺乏长期积累的污水水质水量资料,一般采取按规划面积、人口和工业发展的预测来推导污水量,并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例,其不确定因素较多,因此提出的设计污水量往往偏大。实际上,按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的,设计的污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量,并分期建设污水处理厂。对设计的污水水质,应该对现有实测的水质资料进行分析(包括工业废水正在限期达标排放的水质水量变化和管渠内地下水的渗入量),对雨污合流和老城区排水系统需科学地确定污水管道的截流倍数(干管和支管可采用不同的截流倍数)。现在设计的需处理污水水质偏高的问题是普遍存在的,设计的污水水量和污水水质要通盘考虑,留余地过大,既增加投资亦会使设备闲置或低效运行。
国内有些环保公司提出对污水处理厂投资采用多方集资和融资方案(如环保公司和业主出资50%,其余50%资金由银行贷款),然后通过收取的排污费逐年偿还,这种方法是有积极意义的。但有两个问题需要明确:一个是出资的环保公司采用的工艺和设计参数需要通过评议,选用的设备需通过招标,正如国外贷款(包括政府贷款)其工艺和设备需评议和招标一样;另一个是要明确污水处理厂的股权和产权问题,需制订相应的政策和协议。有的环保公司在报上一再宣传采用曝气生物滤池和气浮池替代沉淀池技术处理城市污水,投资可减至400元/m3,占地可减少4/5,运转费用可减少一半,操作人员可减少9/10,这完全是误导。住建部要求城市污水厂绿化占全厂1/3面积,再加上道路及辅助设施、办公生活设施,总面积约占全厂的1/2。减少曝气池和沉淀池面积绝不可能使总的面积减少一半。从技术上看,用气浮池代替沉淀池,对代替初沉池来说是行不通的,对于代替二沉池需作具体比较(包括土建、设备、电耗、管理等方面)。另外,还应对大规模气浮装置的技术可行性作出评估。
2 污水处理工艺的选择。
2.1 污水处理工艺选择
污水处理工艺的选用是与污水处理厂进水水质和要求达到的处理效率密切相关的,污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最有效和最常用的方法。根据株洲市河西污水处理厂进水水质指标,BOD5/CODcr=0.565,表明株洲市河西污水处理厂可以采用生化处理工艺,且可生化性好。活性污泥法是使用时间最长的污水处理工艺,其技术发展很快,类型较多。常规的活性污泥法工艺对去除氨氮和磷的功能较差。根据上述进出水水质分析,污水处理工艺应选择具有生物除磷和硝化及部分反硝化功能的活性污泥法,在技术上较为合理。从国内外污水处理记住的发展来看,A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等诸多工艺不紧具有去除有机污染物的功能而且还具有不同程度的除磷脱氧效果。
2.2 污水处理工艺
针对株洲市河西污水处理厂的污水成分主要是生活污水及水质近似生活污水的工业废水和经预处理后符合排放标准并可以与城市污水合并处理的工业废水的特征,本次初设采用设计中标方案——“生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”工艺。
2.2.1 “生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”设计原理:
由于进水水质BOD5浓度低,工艺设计上,卡鲁赛尔改良型氧化沟系统采用了较低的污泥负荷。为了防止地负荷下易出现的污泥膨胀现象,在系统中设置了选择池。其主要目的是使部分回流污泥在进入氧化沟系统之前,使其与进水有一个短时间的接触,并通过池中的推流流态和梯度的形成,对丝状菌等影响污泥沉降性的微生物的生长进行抑制,从而改善污泥的沉降性。
由于出水要求的NH3-N8mg/l,更提出了TN20mg/l的要求。因此。在设计工艺上需对系统硝化和反硝化过程进行适当考虑。设计中采用了卡鲁赛尔改良型氧化沟池型由于曝气上、下游DO梯度大,可大大提高氧的利用率,从而节省了能耗,减少了运行费用;同事,曝气机下游DO为3～3.5mg/l,而曝气机上有的DO约为0～0.5mg/l,在一个氧化沟内形成多个A/O的串联,可提高COD的去除率;通过带有强化生物脱氧的前置反硝化区的设置,有利于聚磷菌及硝化杆菌在厌氧及缺氧条件下获得充足的碳源,从而完成磷的释放及NO3-N的反硝化,在硝化反应充分进行的条件下,反硝化反应就有了顺利进行的基础,可满足出水指标的脱氧要求;由于氧化沟出水在富氧区,聚磷菌可过滤吸收磷,从而实现生物除磷。
以上处理过程尽管复杂,却能在构造上十分简单的氧化沟内实现。改良型氧化沟流程简单、管理控制方便、节省基建投资、运行费用低、能除磷脱氮、出水水质好。
2.2.2 “生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”工艺技术特点:
①工艺流程先进且简单;处理构筑物少、机械设备少(与A2/O法相比较,没有混合液内回流泵系统,由于污泥相对好氧未定一般不设污泥的厌氧消化系统等构筑物)运行管理方便;工艺运转稳定性很好,出水水质稳定。②具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势,能承受水量、水质变化较大的冲击负荷,处理效果稳定。③污泥产量少,污泥相对好氧稳定,从而省去了污泥厌氧消化系统处理构筑物,只须污泥机械浓缩脱水即可。剩余污泥采用一体化机械浓缩脱水工艺,可实现快速脱水,从而有效防止磷的再次释放,确保污水处理厂达到良好的除磷效果。④投资省。由于卡鲁赛尔改良型氧化沟设备台数少,因此就其它氧化沟工艺而言,采用卡鲁赛尔改良型氧化沟工艺的污水处理厂工程如采用同一档次的设备,其总投资交其它氧化沟工艺低。
3 结语
是由于在本工程设计中考虑了以上几点,从而更加优化了工程设计,降低了建设成本,将大大提高本工程的运行效率,从而达到“高、快、好、省”的要求,为本工程的顺利建成投产奠定了坚实的基础。