污水處理廠一體化氧化溝工程設(shè)計(jì)的探討

1、污水處理廠一體化氧化溝工程設(shè)計(jì)的探討污水處理廠一體化氧化溝工程設(shè)計(jì)的探討 氧化溝工藝因其構(gòu)筑物簡單和運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理工程中被廣泛采用。一體化氧化溝技術(shù)是污水處理一體化技術(shù)在氧化溝工藝領(lǐng)域發(fā)展起來的一種污水處理新技術(shù)，又稱合建式氧化溝。一體化氧化溝是指充分利用氧化溝較大的容積和水面，在不影響氧化溝正常運(yùn)行的情況下，通過改進(jìn)氧化溝部分區(qū)域的結(jié)構(gòu)和在溝內(nèi)設(shè)置一定的裝置，使水泥分離過程在溝內(nèi)完成的氧化溝。 河南濮陽市中原區(qū)某污水處理廠擴(kuò)建工程建設(shè)總規(guī)模為 4.0 萬 m3/d，采用一體化氧化溝工藝，污水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級 B 標(biāo)準(zhǔn)。

2、1 1 一體化氧化溝特點(diǎn)一體化氧化溝特點(diǎn) 一體化氧化溝在普通氧化溝基礎(chǔ)上，將曝氣凈化與固液分離合并形成集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體的新型反應(yīng)器。 一體化氧化溝具有以下幾個(gè)特點(diǎn):工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，故投資省、占地少、能耗低;處理效果穩(wěn)定可靠，其 BOD5，SS 的去除率在 90%以上，COD的去除率在 85%以上，同時(shí)也能較好的脫氮除磷;運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便、設(shè)備故障率低;污泥無泵自動回流，減少了污泥膨脹的可能，產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定，易脫水;固液分離器采用獨(dú)特的固液分離原理，表面負(fù)荷大，能承受較大的水質(zhì)和水量變化，占用面積小。 一體化氧化溝設(shè)計(jì)要點(diǎn)：在氧化溝的設(shè)計(jì)中，

3、要保證渠內(nèi)循環(huán)，水流速度不小于 0.3m/s，以維持活性污泥的懸浮狀態(tài)，防止污泥在渠中沉降。 側(cè)溝固液分離器是一種具有獨(dú)特工作原理的高效固液分離設(shè)施，與一般二沉池比較，側(cè)溝固液分離器有效高的表面負(fù)荷，表面負(fù)荷為 50m3/(m2d)左右時(shí)，側(cè)溝出水 SS 一般穩(wěn)定在 20mg/L 以下。 只要在側(cè)溝內(nèi)污泥絮凝形成懸浮層，阻擋攔截作用就存在，同時(shí)隨著懸浮層密度增大，重力沉降性能還有所改善。因此，側(cè)溝固液分離器對污泥沉降性能的變化有較強(qiáng)的承受能力。 分離器宜設(shè)置在氧化溝流態(tài)較好的區(qū)段內(nèi)，若分離器前設(shè)有轉(zhuǎn)刷，則二者之間的距離應(yīng)足以使氣水分離，且二者之間應(yīng)考慮整流措施。分離器不宜設(shè)在水流紊動強(qiáng)烈的位置

4、，主溝的流態(tài)越均勻越穩(wěn)定，側(cè)溝的分離效果就越好，并且側(cè)溝應(yīng)離轉(zhuǎn)刷有足夠的距離，以保證氣水充分分離，避免氣泡在側(cè)溝內(nèi)釋放。 2 2 工程實(shí)例工程實(shí)例 濮陽市中原區(qū)現(xiàn)有污水處理廠規(guī)模 3.0 萬 m3/d，采用活性污泥處理工藝，處理后水質(zhì)達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著基地的發(fā)展，人口的增加，原有污水處理廠已經(jīng)不能滿足基地的污水處理要求，擴(kuò)建基地污水處理廠顯得很迫切。 2.1 設(shè)計(jì)污水量 中原區(qū)污水處理廠服務(wù)面積達(dá)到 25 平方公里，服務(wù)人口大約 20.5 萬，居住區(qū)平均用水量定額取 220L/人.d，按 80% 生活用水量確定污水量為 4.4 萬 m 3/d。據(jù)中原區(qū)提供的資料，工業(yè)廢

5、水排放量占污水處理廠污水排放量的 20左右。結(jié)合污水量、污水處理廠現(xiàn)有場地情況、考慮城鎮(zhèn)化水平的提高，確定中原區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為 7.0m 3/d，即續(xù)建工程設(shè)計(jì)規(guī)模 Q4.0m 3/d。 2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì) 根據(jù)安全環(huán)保監(jiān)理總站對水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)范圍：設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：COD：250mg/L，BOD5：100mg/L，SS：130mg/L， NH3 3N：30 mg/L，PO43P：4mg/L。 根據(jù)濮陽市環(huán)保局要求，污水處理續(xù)建工程出水水質(zhì)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB89781996）一級 B 標(biāo)準(zhǔn)：BOD520 mg/L，CODCr60 mg/L，SS20 mg

6、/L，NH3 3N15 mg/L，PO43-P 達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)：PO43-P1.0 mg/L。 2.3 工藝設(shè)計(jì)具體流程 工藝設(shè)計(jì)具體流程如圖所示： 工藝流程圖工藝流程圖 2.4 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù) （1）粗格柵井。1 座，分 2 格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸：10.01.2 m。過柵流速：v=0.51.0m/s；柵條間隙：=20mm；柵條總寬：B=1.50m；安裝角度：=75；格柵井進(jìn)水管與原有格柵井進(jìn)水管用閘門井連通，既可將兩種工藝獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)，又可滿足利用擴(kuò)建工程處理近期污水量，將原有工藝進(jìn)行改造。 （2）污水提升間及吸水井。1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與粗格柵井合建。按 4.0104m3

7、/d 設(shè)計(jì)，Kz=1.35。內(nèi)設(shè) 4 臺污水提升泵，Q =800m3/h；H=16m，N=55kW，3 用 1 備。吸水井平面尺寸：14.010.0m，有效容積 V=300 m3，有效水深 H=2.0m。 （3）細(xì)格柵渠。1 座，分 2 格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸：7.01.6m。過柵流速：v=0.6m/s；柵條間隙：=5mm；柵條總寬：B=800mm；安裝角度：=75；選用回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)共 2 臺 （4）旋流沉砂池。2 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與細(xì)格柵渠合建。池子直徑 上=3.65m， 下=1.5m 水力停留時(shí)間：t=34s； 每座沉砂池設(shè)有除砂機(jī) 1臺，N=0.75kW，吸砂泵 1 臺，Q

8、=510m3/h，出口壓力 P=0.4Mpa。螺旋式砂水分離器 1 臺，處理量為 Q=512l /s，螺旋直徑 260mm，N=0.37kW。 （5）一體化氧化溝。2 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。平面尺寸：155.41 m，有效水深 4.5m。 厭氧區(qū)有效容積：2740 m3；缺氧區(qū)有效容積：2730 m3；主溝有效容積：22626 m3（含側(cè)溝 3900 m3）；厭氧區(qū)水力停留時(shí)間：1.6h；缺氧區(qū)水力停留時(shí)間：1.6h；主溝水力停留時(shí)間：13.6h；主溝 MLSS：4000mg/l；側(cè)溝沉淀區(qū)水力負(fù)荷：1.88 m3/ m2h；污泥內(nèi)回流比：10%30%；主溝 BOD5 容積負(fù)荷FV=0.159k

9、g BOD5/ m3；每座厭氧池設(shè)低速潛水推流器 2 臺，葉輪直徑 1800mm，電機(jī)功率 1.5kW，主軸轉(zhuǎn)速 42r/min;每座缺氧池設(shè) 1 臺低速潛水推流器，葉輪直徑 1100mm，電機(jī)功率為 3.0kW，主軸轉(zhuǎn)速 135r/min;每座一體化氧化溝主溝內(nèi)設(shè)有 9m 長轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī) 5 臺，工作水深為 300mm，標(biāo)態(tài)下清水充氧效率為8.22kgO2/m時(shí),N=45kW，4 用 1 備，設(shè)有 7 臺高速潛水推流器，640mm，主軸轉(zhuǎn)速 303r/min，N7.5kW臺，保證溝內(nèi)流速大于 0.3m/s。同時(shí)，在側(cè)溝設(shè)有沉降分離組件 225 組和 1 臺行車式刮沫機(jī)，刮沫機(jī)軌距 4.5m，行

10、車速度為2m/min，驅(qū)動功率為 0.55kW。 一體化氧化溝側(cè)溝出水采用穿孔集水管 DN200 進(jìn)入集水槽，再通過電動回轉(zhuǎn)堰門出水排入出水管。電動回轉(zhuǎn)堰門長度 5.0m，堰門最大調(diào)節(jié)高度 500mm，電機(jī)功率為 0.75kW。 同時(shí)，根據(jù) MLSS 測定結(jié)果，若主溝里 MLSS 大于 4000 毫克升，則打開排泥閥將側(cè)溝污泥排到集泥池。 （6） 集泥池，1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。有效容積 V=144m3。為保證除磷效果，將集泥池污泥回流到厭氧池，回流比為 10%30%。剩余污泥用泵提升至污泥濃縮池， Q25m3小時(shí)，H14m，N2.2kW，2 臺，1 用 1 備。 （7）污泥濃縮池。1 座，鋼

11、筋混凝土結(jié)構(gòu)。按 7.0104m3/d 規(guī)模設(shè)計(jì)。濃縮池直徑：=8.0m；有效水深：H=4.5m；污泥濃縮時(shí)間：t=12h；濃縮后污泥含水率：97%； （8）吸泥井。1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。有效容積 V=48m3，內(nèi)設(shè)污泥提升泵 2臺，1 用 1 備，Q=25m3/h，H=8m，N=1.5kW。 3 3 工程投資及成本分析工程投資及成本分析 投資估算范圍包括：污水處理、污泥處理程、其他附屬建筑、公用工程等。工程總費(fèi)用 5499.8 萬元，本項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)年總成本 1311 萬元，單位污水處理成本0.45 元米3，年經(jīng)營成本 938 萬元，單位污水處理經(jīng)營成本 0.32 元米3, 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為 0.48

12、 元/米3。項(xiàng)目收費(fèi)在 12.5 年中可回收全部投資。本工程達(dá)產(chǎn)后避免了城市污水未經(jīng)處理直接排入附近水體，每年可減少 BOD5 排放量3614 噸，CODCr 排放量 7556 噸，SS 排放量 5512 噸，氨氮排放量 565.8 噸，PO43-P 排放量 87.6 噸，環(huán)境效益顯著。 4 4 運(yùn)行效果運(yùn)行效果 根據(jù)油田監(jiān)測站采樣的監(jiān)測顯示，該系統(tǒng)對 COD 的去除率為 6992%；氨氮的去除率81%，一般可達(dá) 91%；SS 的去除率為 6992%；氨氮的去除率均78%。從污水處理廠投入運(yùn)行以來，整個(gè)污水處理廠各個(gè)構(gòu)筑物均正常運(yùn)轉(zhuǎn)，出水各項(xiàng)生化指標(biāo)均滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918 一 2002)一級 B類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。 5 5 結(jié)束語結(jié)束語 從某污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況來看，文中所述設(shè)計(jì)參數(shù)取值是合理可行的，一體化氧化溝工藝的處理效果完全滿足國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918 一 2002)的相關(guān)要求和規(guī)定，而且該工藝具有構(gòu)筑物少、設(shè)備數(shù)量少、設(shè)備裝機(jī)功率低、運(yùn)行成本低、建設(shè)費(fèi)用低、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)。一體化氧化溝通過對氧化溝的技術(shù)改造，其工藝進(jìn)一步得到完善，優(yōu)化了氧化溝的運(yùn)行模式。 工程實(shí)踐表明，使用一體化氧化溝污水處理效果更好，脫氮更為明顯，而且運(yùn)行操作方便。在我國目前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下，可以認(rèn)為是一種適合我國國情、行之有效的污水處理