沙南污水處理廠一期改造及中水回用工程實踐.doc

沙南污水處理廠一期改造及中水回用工程實踐 陳今朝1，宋強1，謝會麗2 （1.漯河市水務(wù)投資有限公司沙南污水處理廠；2.漯河市漯河電視臺，河南漯河462000） 摘要：河南省漯河市沙南污水處理廠一期升級改造及中水回用工程新增深度處理單元處理規(guī)模8萬m3d，中水回用工程輸水規(guī)模9萬m3d，設(shè)計出水執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。介紹了深度處理設(shè)計方案中各個工藝單元的比選，就設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)，對比了一期升級改造后與原工程的污水處理工藝及污染物去除效果，以及一期升級改造工程的社會環(huán)境效益等。升級改造工程經(jīng)過1年多的連續(xù)運行和在線檢測，出水指標(biāo)達到設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：城市污水處理；中水回用；深度處理；升級改造 ：X703.1：A：（15）0324 ：1519 作者簡介：陳今朝（7），男，河南舞陽人，大學(xué)本科，工程師，主要從事污水處理研究工作。 河南省漯河市沙南污水處理廠系國家“九五”淮河流域水污染防治規(guī)劃重點項目之一。主要擔(dān)負(fù)著漯河市區(qū)沙河以南、107國道以東35km2區(qū)域內(nèi)生活污水和部分工業(yè)廢水的凈化處理任務(wù)1。沙南污水處理廠一期工程于2000年5月底建成投入運營，設(shè)計日處理規(guī)模8萬t，采用改良型氧化溝工藝，出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中城市二級污水處理廠二級排放標(biāo)準(zhǔn)。二期工程于xx年4月建成并運行，設(shè)計日處理規(guī)模5萬t，采用改良型氧化溝工藝，出水水質(zhì)達到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排污標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。目前沙南污水處理廠占地7.25ka，已建成規(guī)模為日處理污水13萬t，是漯河地區(qū)最大的污水處理廠1。 沙南污水處理廠一期工程于1998年10月開工建設(shè)，由于建設(shè)較早，設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)偏低。為了提升污染物削減量和總出水達標(biāo)率，xx年漯河市沙南污水處理廠一期工程進行了脫氮改造，改造后氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，其他出水水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。工程竣工后通過運行分析，出水指標(biāo)能夠達到脫氮改造的設(shè)計要求。 1一期升級改造工程污水處理工藝設(shè)計 1.1沙南污水處理廠一期升級改造前工藝流程 一期升級改造前工藝流程見圖1；一期工程原設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1；一期工程脫氮改造后設(shè)計進、出水水質(zhì)見表2。 由表1可以看出，由于沙南污水處理廠一期工程建成較早，設(shè)計采用的出水排放標(biāo)準(zhǔn)偏低，對氨氮、總氮和總磷在進出水指標(biāo)中沒有要求，并且對出水的CODCr、BOD5和懸浮物的要求不高。 由表2可以看出，沙南污水處理廠脫氮改造后氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)達到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級A標(biāo)準(zhǔn)，對其他有機物的排放標(biāo)準(zhǔn)有所提高，CODCr由120mg/L提高為60mg/L，BOD5由30mg/L提高為20mg/L，SS由30mg/L提高為20mg/L，總磷排放的要求為1.5mg/L。 xx年12月，漯河市水務(wù)投資有限公司與華電漯河發(fā)電有限公司簽訂了中水供應(yīng)合同。華電漯河一期（2300MW）熱電機組采用沙南污水處理廠達標(biāo)出水作為生產(chǎn)循環(huán)水水源。合同要求中水回用水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級A標(biāo)準(zhǔn)。因沙南污水處理廠一期8m3萬/d的出水指標(biāo)不能滿足中水回用標(biāo)準(zhǔn)，需要再次對一期工程進行升級改造，使一期工程出水主要污染物排放指標(biāo)達到CODCr50mg/L，BOD510mg/L，NH3-N5（8）mg/L、TN15mg/L、SS10mg/L，TP0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。 一期工程升級改造及中水回用工程設(shè)計進、出水水質(zhì)見表3。 1.2一期升級改造工程工藝確定 xx年，漯河市水務(wù)投資有限公司決定對沙南污水處理廠一期工程增加深度處理單元和中水回用設(shè)施。提出一期深度處理工程設(shè)計規(guī)模8m3萬/d，并考慮留有一定富余水量；中水回用工程設(shè)計輸水規(guī)模為9萬m3/d。 為了節(jié)約資金，一期升級改造工程在沙南污水處理廠現(xiàn)有用地基礎(chǔ)上進行升級建設(shè)。根據(jù)本工程的處理規(guī)模和進出水水質(zhì)要求，結(jié)合現(xiàn)場實際勘察情況，本工程在現(xiàn)有二級生物處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增深度處理單元和中水回用泵站。深度處理工藝擬采用微絮凝-沉淀-過濾-消毒工藝；主要構(gòu)筑物有深度處理提升泵站、絮凝沉淀池、纖維濾料高速濾池及反沖洗設(shè)備間、接觸消毒池、加藥間和中水回用泵站等。深度處理建設(shè)的目標(biāo)主要是進一步降低污水中的SS值2，隨著SS的降低，CODCr、BOD5和TP也進一步降低，從而確保中水回用工程輸出水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級A標(biāo)準(zhǔn)。 1.2.1混合方式 在一期升級改造工程混合方式的選型上，通過對水泵混合、機械混合和管式靜態(tài)混合器3種混合方式的比較和分析后，決定采用管式靜態(tài)混合器。管式靜態(tài)混合器具有混合時間短，混合均勻，不需要動力設(shè)備；安裝連接方便，無需特殊容器以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，無維修保養(yǎng)費用等特點。 1.2.2反應(yīng)器 通過對機械反應(yīng)器、網(wǎng)格反應(yīng)器、折流反應(yīng)器等反應(yīng)形式的比較分析后，決定采用了網(wǎng)格反應(yīng)器。網(wǎng)格反應(yīng)器具有操作簡單，安裝方便，有利于運行管理；可有效預(yù)防淤泥及藻類的滋生以及不易損壞，使用壽命長等特點。 1.2.3沉淀池 通過對斜管（板）沉淀池、平流沉淀池、高效澄清池和絮凝沉反應(yīng)淀池等4種沉淀池型比較，并結(jié)合現(xiàn)有場地條件，最終決定采用絮凝沉反應(yīng)沉淀池。這種絮凝反應(yīng)沉淀池節(jié)省占地面積，構(gòu)筑物簡單，無需機械攪拌。 1.2.4濾池 通過對V型氣水反沖濾池和纖維高速濾池的比較后，決定采用纖維濾料高速濾池。V型濾池為氣水反沖洗均粒濾料濾池，采用V型槽進行配水，反沖洗時兼作表面掃洗布水槽。這種濾池目前在國內(nèi)應(yīng)用很廣。其優(yōu)點是過濾周期長，出水水質(zhì)好，自動化程度高；采用用氣水反沖洗時，反沖效果好，沖洗耗水量小。缺點是配套設(shè)備多，占地面積大，土建復(fù)雜。纖維濾料高速濾池采用旋翼式纖維作為濾料，氣水聯(lián)合沖洗。纖維濾料濾池具有傳統(tǒng)快濾池的優(yōu)點，濾速一般可達到2040m/h，是一般V型濾池的34倍。與V型濾池相比可大大減少濾池占地面積。并且投資小，運行費用低、易反沖洗等優(yōu)點。是一種實用、新型、高效的濾池。 1.2.5消毒方式 通過對二氧化氯消毒法和紫外線消毒法兩種出水消毒方案的對比可知，紫外線消毒持續(xù)能力差、消毒效果不徹底，而二氧化氯消毒具有高效、殺菌能力強的特點。因此最終設(shè)計決定采用二氧化氯消毒方式。 此外，中水回用泵站供水服務(wù)水壓按滿足用戶10m左右的服務(wù)水頭。輸水管線采用D600的鋼筋混凝土管，總長約800m。 沙南污水處理廠一期升級改造及中水回用工程最終確定的工藝流程為：二沉池出水深度處理提升泵站加藥（PAC、PAM）絮凝反應(yīng)沉淀池高速濾池及反沖洗設(shè)備間加藥（二氧化氯）接觸消毒池中水回用泵站輸送到中水用戶（多余外排）。 沙南污水處理廠一期升級改造及中水回用工程工藝流程見圖2。 2主要新建構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù) 2.1深度處理提升泵站 深度處理提升泵站主要將一期二沉池出水提升至絮凝反應(yīng)沉淀池進行處理。在提升泵后端輸水管上安裝管式靜態(tài)混合器，在混合器和提升泵之間添加藥劑PAC和PAM，以便使聚氯化鋁和聚丙乙酰胺在混合器中與二沉池出水短時間混合均勻。提升泵站平面面積46.5m2，安裝4臺潛污泵（3用1備），單臺泵設(shè)計Q=1450m3/h，H=8m，N=45kW；設(shè)計流量Q=4333m3/h，揚程H=8m。 2.2絮凝反應(yīng)沉淀池 絮凝反應(yīng)沉淀池設(shè)計處理規(guī)模8萬m3/d，池內(nèi)水深5.6m，絮凝時間1215min。絮凝反應(yīng)分3個階段，第一階段為7格，豎井中安裝網(wǎng)格反應(yīng)器，過網(wǎng)流速0.3m/s；第二階段為6格，安裝網(wǎng)格反應(yīng)器，過網(wǎng)流速0.23m/s；第三階段為6格，豎井中不安裝網(wǎng)格反應(yīng)器，流速0.23m/s。 絮凝反應(yīng)沉淀池對添加PAC和PAM后的二沉池出水進行絮凝沉淀，進一步去除出水中的BOD5、CODCr、TN、TP等污染物負(fù)荷。同時確保濾前水濁度10NTU。絮凝反應(yīng)沉淀池外排污泥廢水接入污水管與進廠污水合并處理。 2.3纖維高速濾池與反沖洗車間 纖維高速濾池分8格，雙排分布，單格內(nèi)空尺寸6.04m5.28m，過濾面積24m2，平均濾速為17.6m/h，設(shè)計處理規(guī)模為8萬m3/d，反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗。反沖洗分3個階段進行。第一階段為單獨氣沖洗，沖洗強度23L/sm2，沖洗時間35min；第二階段氣水聯(lián)合沖洗，水沖強度6L/sm2，氣沖洗強度2，8L/sm2，沖洗時間810min；第三階段為單獨水沖洗，沖洗強度6L/sm2，沖洗時間35min。 反沖洗車間安裝沖洗泵2臺（1用1備），單臺泵設(shè)計Q=520m3/h，H=10m，N=22kW。安裝三葉羅茨風(fēng)機2臺（1用1備），性能為42m3/min，風(fēng)壓50kPa，N=55kW，沖洗總歷時1216min，沖洗周期1224h。安裝螺桿式空氣壓縮機2臺（1用1備），單機性能設(shè)計為：Q=1.0m3/h，風(fēng)壓0.7MPa，N=7.5kW。每臺空氣壓縮機配備1m3的儲氣罐1個。反沖洗廢水接入污水管與進廠污水合并處理。 2.4接觸消毒池 接觸消毒池主要殺滅出水中的細(xì)菌和病毒。消毒池平面面積為512m2，水深5.2m，用于將過濾后的水進行消毒處理，用二氧化氯殺滅細(xì)菌和病菌。最大設(shè)計流量Q=4167m3/h，接觸時間30min。 2.5中水回用泵站 中水回用泵站設(shè)計平面面積為48m2，水深5.2m，主要將深度處理后的達標(biāo)水加壓輸送到用戶。設(shè)計最大流量Q=5750m3/h，安裝3臺潛水泵（2用1備），單臺泵設(shè)計Q=1100m3/h，揚程H=36m，N=160kW。 2.6加藥間 加藥間主要用于深度處理時投加PAC、PAM進行混凝及投加二氧化氯進行消毒。對PAC的投加選用3臺（2用1備）隔膜式計量泵，單臺設(shè)計參數(shù)Q=1500L/h，H=0.2MPa，N=1.5kW，投藥濃度為5%10%。 配備二氧化氯發(fā)生投加裝置機3套（2用1備），每套二氧化氯制備投加量為20kg/h，N=0.3kW。 聚丙乙酰胺（PAM）的投加選用3臺（2用1備）螺桿計量泵，單臺設(shè)計參數(shù)Q=2000L/h，H=0.2MPa，N=2kW,投藥濃度為0.5%。 3結(jié)論 沙南污水處理廠一期升級改造及中水回用工程在原有的一期工程基礎(chǔ)上新增加了深度處理單元和中水回用設(shè)施，由于構(gòu)筑物布局受場地制約，因此在深度處理單元的構(gòu)筑物選型上進行充分比較，從而選取了最合適的工藝。 xx年12月，漯河市沙南污水處理廠一期升級改造及中水回用工程建成并投入試運行，xx年4月份通過環(huán)保驗收。經(jīng)過近兩年的連續(xù)運行和檢測，出水水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-xx）一級A標(biāo)準(zhǔn)，其中CODCr、NH3-N和SS均優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)。在線檢測顯示，沙南污水處理廠一期總排水CODCr年平均值為29.1mg/L，NH3-N年平均值為2.15mg/L，人工檢測SS年平均值為5.6mg/L。 沙南污水處理廠一期升級改造及中水回用工程的建設(shè)運行，實現(xiàn)了城市污水資源化利用。在為公司創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時，減輕了總排水對環(huán)境的污染，使黑河出境省控斷面出水水質(zhì)得到極大改善，確保了黑河出境省控河流斷面水質(zhì)的達標(biāo)，對保護下游區(qū)域群眾身體健康和改善漯河市及下游生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。 參考文獻 1王斌，陳今朝.漯河市沙南污水處理廠收水管網(wǎng)清淤方案比較.中國資源綜合利用，xx，27（9）：39-41. 2鄧耀杰，李平，朱凡以回用為目標(biāo)的污水深度處理組合工藝及其發(fā)展.環(huán)境工程，xx，23（3）：10-14. （陳軍） 廢鋼進口稅收優(yōu)惠措施正在研究當(dāng)中 廢鋼作為能代替鐵礦石的原料商品，由于其污染少、價格低，正受到產(chǎn)業(yè)的重視。工信部原材料司鋼鐵處處長徐文立近日表示，目前中國廢鋼產(chǎn)業(yè)布局仍有很多困難，未來將重點建設(shè)廢鋼加工基地，當(dāng)前有關(guān)部委正在研究廢鋼進口稅收優(yōu)惠措施。 節(jié)能減排是當(dāng)前鋼鐵等重工業(yè)面臨的重要問題。據(jù)相關(guān)機構(gòu)測算，與使用鐵礦石相比，用