珠海市斗門區(qū)新青水質(zhì)凈化廠工程工藝方案比較概要

1、珠海市斗門區(qū)新青水質(zhì)凈化廠工程初步設(shè)計(jì)工藝方案比較說明中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究院2008年12月1方案內(nèi)容1.1方案組成根據(jù)初步設(shè)計(jì)文件和業(yè)主意見，工藝比較由兩個(gè)方案組成，即CASS工藝和氧化溝工藝。方案一：CASS工藝，其構(gòu)筑物組成為：粗格柵、提升泵房細(xì)格柵、曝氣沉砂池水解池CASS池濾池紫外線消毒渠。方案二：氧化溝工藝，其構(gòu)筑物組成為：粗格柵、提升泵房細(xì)格柵、曝氣沉砂池水解池、氧化溝集配水井二沉池紫外線消毒渠。1.2水解池如前期設(shè)計(jì)文件所述，設(shè)置水解池的目的，一是提高污水的可生化性，既為后續(xù)脫氮除磷提供更多的易降解有機(jī)物，也為達(dá)到出水COD40mg/L的高標(biāo)準(zhǔn)要求（一級(jí)A為50mg/L，一

2、級(jí)B為60 mg/L）；二是防止電子工業(yè)廢水超標(biāo)排放的重金屬離子對(duì)微生物的毒害。按照原污水以工業(yè)污水為主較難降解的特點(diǎn)，進(jìn)水指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，水解池是必要的。為減少占地，方案二中水解池按與氧化溝合建考慮。若暫不考慮工業(yè)污水的難降解特性，根據(jù)環(huán)保局確定的進(jìn)水水質(zhì)，BOD/COD值為0.375，可生化性一般，若受投資限制并且進(jìn)水重金屬離子不超標(biāo)，可緩建水解池。1.3濾池為達(dá)到出水總P0.5mg/L的要求，固液分離是關(guān)鍵。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，對(duì)運(yùn)行良好的污水處理廠，即使投加化學(xué)藥劑后，在出水中仍會(huì)含有0.2mg/L左右的溶解磷，由于出水SS中含磷量通常達(dá)到3%6%，因此需控制其出水濃度不得超過10mg/

3、L，最好在5mg/L以下，采用沉淀池很難穩(wěn)定達(dá)到此要求，通常應(yīng)考慮設(shè)置后續(xù)過濾設(shè)施。同時(shí)，設(shè)置濾池還可帶來降低紫外消毒設(shè)施的投資和運(yùn)行費(fèi)用（均可降低約20%）及降低出水色度的益處。為減少用地和降低運(yùn)行水頭，濾池型式仍按表面過濾采用。2方案工程設(shè)計(jì)2.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)由于預(yù)處理、水解池和消毒設(shè)施兩方案均相同，故僅列出方案中不同構(gòu)筑物所采用的設(shè)計(jì)參數(shù)?？紤]到水解池緩上的可能，兩方案中CASS池和氧化溝的進(jìn)水水質(zhì)均不考慮水解池的降解作用。考慮到濾池暫不實(shí)施的可能，兩方案按化學(xué)輔助除磷投加點(diǎn)不同，分別采用不同的設(shè)計(jì)參數(shù)（投藥量、投加設(shè)施能力和污泥量）若實(shí)施濾池，則兩方案化學(xué)除磷設(shè)施布置完全一致。其中方案

4、一投加點(diǎn)設(shè)置在CASS池厭氧池出口，利用缺氧池設(shè)置的雙曲面攪拌器進(jìn)行混合，間歇投加，投加時(shí)間為曝氣階段的最后0.51h；方案二投加點(diǎn)設(shè)置在集配水井的出水井，利用管道或設(shè)置攪拌器進(jìn)行混合，連續(xù)投加。根據(jù)計(jì)算，本工程所需化學(xué)除磷量約為0.5mg/L，較小，可不考慮專門的絮凝設(shè)施。2.1.1方案一CASS工藝1、CASS池混合液濃度：4.2g/L6.2 g/LSVI值：100mL/g污泥回流比：2040水力停留時(shí)間：17 h，其中：選擇區(qū)：0.5 h厭氧區(qū)：1.5 h缺氧區(qū)：2 h主反應(yīng)區(qū)：13 h系統(tǒng)泥齡：17d最大水深：6.0m潷水深度1.97 m潷水器堰口負(fù)荷：20 L/（m·s）（

5、注：按照城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)式潷水器（CJ/T 176-2007），規(guī)定潷水器堰口負(fù)荷在2040L/（m·s），為了獲得較低的出水SS，本設(shè)計(jì)按低限取值。）曝氣器氧轉(zhuǎn)移效率：25（通氣量10m3/h）（注：根據(jù)水處理用剛玉微孔曝氣器（CJ/T 263-2007），直徑×長度為100mm×750的管式剛玉微孔曝氣器的氧轉(zhuǎn)移效率為34%40%（通氣量104m3/h）。該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)新產(chǎn)品的要求，通常曝氣設(shè)施使用一段時(shí)間后，氧轉(zhuǎn)移效率都會(huì)下降，因此采用的管式剛玉微孔曝氣器的氧轉(zhuǎn)移效率為25%（通氣量10m3/h）?；旌弦菏Ｓ嗳芙庋鯘舛龋?mg/L最大供氣總量：160m3/

6、min 剩余污泥量：6.5tDS/d（其中化學(xué)污泥量1.3 tDS/d）剩余污泥體積：1090m3/d，含水率99.42、加藥系統(tǒng)藥劑：氯化鋁投藥量：310kg/d（商品重量）投配濃度：5（以商品重量計(jì)）投藥歷時(shí)：3h/（d.格）方案一氧化溝工藝1、氧化溝混合液濃度：3.5g/L污泥負(fù)荷：0.1kgBOD5/(kgMLSS.d)好氧泥齡：11d水力停留時(shí)間：15 h，其中：反硝化區(qū)：0.5 h厭氧區(qū)：1.5 h缺氧區(qū)：3 h好氧區(qū)：10 h污泥回流比：100混合液回流比：300最大水深：6.0m曝氣器氧轉(zhuǎn)移效率：25混合液剩余溶解氧濃度：2mg/L最大供氣總量：185m3/ min 氣水比：4

7、.63：1剩余污泥量：6.2tDS/d（其中化學(xué)污泥量0.9 tDS/d）剩余污泥體積：1040m3/d，含水率99.42、二沉池池型：周進(jìn)周出輻流式沉淀池表面負(fù)荷：平均日流量0.71m3/（m2.h）（注：按國外資料，沉淀池出水總磷為1mg/L時(shí)，沉淀池平均日表面負(fù)荷為：0.671.0 m3/（m2.h）；沉淀池出水總磷為0.5mg/L時(shí)，沉淀池平均日表面負(fù)荷為：0.50.8m3/（m2.h）。SVI值：120mL/g3、加藥系統(tǒng)藥劑：氯化鋁投藥量：230kg/d（商品重量）投配濃度：5（以商品重量計(jì)）投藥歷時(shí)：連續(xù)平面布置及流程圖平面布置及流程詳附圖。1、CASS方案水解池與CASS池分建

8、，可實(shí)現(xiàn)水解池緩上的可能性。根據(jù)平面布置，該方案可滿足5 萬m3/d分期實(shí)施的用地布置要求。2、氧化溝方案受建設(shè)場(chǎng)地所限，氧化溝方案只能采用水解池同其合建的形式。按水解池形式又分為方形和圓形兩個(gè)方案。圓形水解池同氧化溝合建方案，水力條件較好，結(jié)構(gòu)簡單，其沉淀部分刮泥設(shè)備可采用國產(chǎn)，但占地較大。矩形水解池同氧化溝合建方案，水力條件較差，配水困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沉淀區(qū)域底部刮泥設(shè)備需要進(jìn)口，投資大，且根據(jù)廣州獵得污水處理廠和成都沙河污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，該型設(shè)備磨損較大，每年更換配件費(fèi)用很高。但該方案相對(duì)圓形池占地較小。根據(jù)平面布置，該方案不能滿足5 萬m3/d分期實(shí)施的用地布置要求，矩形水解池方案雖

9、可勉強(qiáng)布置下構(gòu)建筑物，但管道布置困難。同時(shí)，氧化溝方案，水解池必須合建，靈活性差，一次性投資大。3、流程水頭從兩個(gè)比較方案的流程來看，在出水水位相同的情況下，CASS方案水頭損失較氧化溝方案高約1米，一年需增加約5萬元的提升費(fèi)用（電費(fèi)按1元/度計(jì)，增加約0.004元/m3污水）；主要構(gòu)筑物尺寸同理，僅列出兩方案不同構(gòu)筑物尺寸。表1 方案一（CASS）構(gòu)筑物尺寸序號(hào)名 稱主 要 參 數(shù)結(jié)構(gòu)形式單位數(shù)量備 注1水解池xH=26.7x5.8mR. C.座22CASS池LxBxH=42x101.2x6.8mR. C. 座14格表2 方案二（氧化溝）構(gòu)筑物尺寸序號(hào)名 稱主 要 參 數(shù)結(jié)構(gòu)形式單位數(shù)量備

10、注1水解池及氧化溝AxBxH=95x30x6.8mR. C.座22二沉池xH=36x4.8mR. C. 座23集配水井xH=13x7.6mR. C.座1主要設(shè)備同理，僅列出兩方案不同構(gòu)筑物設(shè)備。表3 方案一（CASS）主要設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格材料單位數(shù)量備注1潛污泵Q=535m3/h,H=16m,N=37kW臺(tái)22用2潛污泵Q=1000m3/h,H=16m,N=58kW臺(tái)21用1備3電動(dòng)進(jìn)水調(diào)節(jié)堰門TYX-3000×1450B=3.0mN=0.37kW最大調(diào)節(jié)范圍H=800mm套44撇水器Qmax=2650m3/hN=2.2 kW套45回流污泥泵Q=92.5L/S，H=3.52.1m N

11、=7.5 kW套9其中1臺(tái)倉庫備用6剩余污泥泵Q=3040L/S，H=4.63.3m N=3.1 kW套5其中1臺(tái)倉庫備用7管式曝氣器設(shè)計(jì)氣量Q=10m3/h.m根19208手動(dòng)蝶閥DN200 PN=0.60Mpa 金屬密封個(gè)169雙曲面攪拌機(jī)N=3 kW葉輪直徑=1000不銹鋼套410雙曲面攪拌機(jī)N=3 kW葉輪直徑=2000不銹鋼套811雙曲面攪拌機(jī)N=5.5 kW葉輪直徑=2000不銹鋼套812折漿式攪拌器N=4.0 kW葉輪直徑=2000不銹鋼套113鑄鐵鑲銅圓閘門DN600 法蘭式安裝 H=1.405m套814刀閘閥DN300臺(tái)415刀閘閥DN200臺(tái)616橡膠瓣止回閥DN150臺(tái)4

12、17手動(dòng)啟閉機(jī)QSL-400啟閉力：1.5噸套2018鑄鐵鑲銅方閘門0.6×0.6m套1219橡膠拍門DN250HDPE套1620超聲波液位計(jì)010米套421DO檢測(cè)儀020ppm，氧：±0.5%，溫度：±0.1套422MLSS濃度計(jì)030g/L套423電磁流量計(jì)K300 DN200 IP65套8注：潛污泵為粗格柵提升泵房用，在出水水位相同的情況下，CASS方案水頭損失較氧化溝方案大約1米，故其配置的電機(jī)功率也均較高于氧化溝方案。表4 方案二（氧化溝）主要設(shè)備氧化溝方案主要設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格材料單位數(shù)量備注1潛污泵Q=535m3/h,H=15m,N=34kW臺(tái)22用

13、2潛污泵Q=1000m3/h,H=15m,N=55kW臺(tái)21用1備3潛水?dāng)嚢杵?450 N=3kWn=325rpm不銹鋼套24潛水推流器=1300 N=4 kWn=92rpm不銹鋼套45潛水推流器=2300 N=5 kWn=35rpm不銹鋼套126潛水循環(huán)泵Q=935m3/h，H=2.5m N=3 kW套47管式曝氣器氧利用率25%通氣量10 m3/h套9608圓形鑄鐵鑲銅閘門DN600 N=0.75 kW套29圓形鑄鐵鑲銅閘門DN700 N=0.75 kW套210手動(dòng)蝶閥DN150鑄鐵個(gè)1611手動(dòng)蝶閥DN600鑄鐵個(gè)212手動(dòng)蝶閥DN300鑄鐵個(gè)613鑄鐵鑲銅方閘門0.6×0.6

14、m套1214單管式吸泥機(jī)36m n=0.028rpm不銹鋼套215手動(dòng)蝶閥DN500鑄鐵個(gè)216手動(dòng)蝶閥DN300鑄鐵個(gè)217手動(dòng)堰門及啟閉機(jī)500×600不銹鋼套218潛污泵Q=730m3/h，H=6m N=22kW套319潛污泵Q=35m3/h，H=25m N=4kW套220電動(dòng)葫蘆起重量1.0t 起吊高12m N=1.9 kW套121手動(dòng)閘閥DN500鑄鐵個(gè)622斜座式止回閥DN500鑄鐵個(gè)323手動(dòng)閘閥DN150鑄鐵個(gè)424斜座式止回閥DN150鑄鐵個(gè)225法蘭伸縮接頭DN150鑄鐵個(gè)226手動(dòng)閘門及啟閉機(jī)700鑄鐵套23方案比較3.1方案比較表（含水解池、濾池）表5 方案技

15、術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表（3.5萬m3/ d）序號(hào)項(xiàng) 目CASS方案氧化溝方案比較備注1廠內(nèi)部份投資靜態(tài)總投資（萬元）9971.3710544.66>第一部份費(fèi)用（萬元）8210.438701.73>基建指標(biāo)（元/m3污水）2345.842486.21>2占地占地指標(biāo)小較大>3場(chǎng)地的可實(shí)施性可不可>4定員總編制人數(shù)（人）5050=5電耗設(shè)備總裝機(jī)容量（kw）1450.591444.58<有功功率（kw）820.39812.19<年電耗（萬kw.h）430.63426.89<指標(biāo)（度/m3污水）0.330.336工程費(fèi)用年處理成本（萬元/年）1900.4419

16、84.03>考慮了建設(shè)期貸款利息單位處理成本（元/m3污水）1.491.55>單位運(yùn)行費(fèi)用（元/m3污水）1.171.22>7污水處理效果主要污染物處理效果優(yōu)優(yōu)=脫氮除磷能力優(yōu)優(yōu)=高沖擊負(fù)荷能力優(yōu)優(yōu)=穩(wěn)定性優(yōu)優(yōu)=適應(yīng)性優(yōu)優(yōu)=8污泥產(chǎn)泥量（T/d）6.56.2<污泥衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)優(yōu)優(yōu)=9工藝處理流程簡捷較長>10水頭損失較大小<11自動(dòng)化程度優(yōu)優(yōu)=12運(yùn)行管理要求高低<13綜合評(píng)價(jià)優(yōu)+優(yōu)> 注：1、“>”表示優(yōu)于，“<”表示差于，“=”表示相同或接近3.2化學(xué)除磷方案比較表 CASS方案1、 主要設(shè)備表6 CASS方案加藥間設(shè)備表序號(hào)名稱規(guī)

17、格材料單位數(shù)量備注1藥劑制備裝置100kg/h套12計(jì)量泵Q=500L/h臺(tái)42用2備2、 化學(xué)除磷用藥量及費(fèi)用² 用藥量（AlCl3）：310kg/d² 藥劑費(fèi)用：17萬元/年3、 污泥脫水用藥量及費(fèi)用² 用藥量（PAM）：33 kg/d，按污泥干重的5計(jì)² 藥劑費(fèi)用：46萬元/年 氧化溝方案1. 主要設(shè)備表7 氧化溝方案加藥間設(shè)備表序號(hào)名稱規(guī)格材料單位數(shù)量備注1藥劑制備裝置100kg/h套12計(jì)量泵Q=500L/h臺(tái)21用1備2. 化學(xué)除磷用藥量及費(fèi)用² 用藥量（AlCl3）：230kg/d² 藥劑費(fèi)用：13萬元/年3. 污泥脫水

18、用藥量及費(fèi)用：² 用藥量（PAM）：31 kg/d，按污泥干重的5計(jì)² 藥劑費(fèi)用：43萬元/年 脫水設(shè)備由于兩個(gè)方案污泥總量相差很小，對(duì)脫水設(shè)備的選型沒有影響。3.3方案比較分析上述兩個(gè)比較方案都能滿足新青水質(zhì)凈化廠處理要求。其中CASS方案：靜態(tài)總投資小，較氧化溝方案節(jié)省570萬元；占地小，場(chǎng)地可布置，水解池可同CASS池分建，可緩建；雖提升水頭高1m，但受建設(shè)期貸款利息的影響，其運(yùn)行費(fèi)用仍低；如濾池緩建，采用化學(xué)輔助除磷，則該方案加藥量和污泥量較氧化溝方案較大；要求管理水平較氧化溝方案高。氧化溝方案：靜態(tài)總投資較大，難以滿足業(yè)主方的投資限額要求；占地較大，場(chǎng)地不能布置，

19、且水解池只能同氧化溝合建，不能緩建；運(yùn)行費(fèi)用較高；如濾池緩建，采用化學(xué)輔助除磷，其加藥量和污泥量較CASS方案小，一年可節(jié)約（1746）（1343）7萬元的藥劑費(fèi)用，但不能彌補(bǔ)運(yùn)營期內(nèi)基建投資大帶來的缺口。要求的管理水平較CASS方案低。4結(jié)論及建議4.1結(jié)論根據(jù)上述分析比較，由于受用地這個(gè)關(guān)鍵因素的制約，且兩方案靜態(tài)總投資相差較大（約573萬元），從節(jié)約投資和可實(shí)施性方面考慮，推薦采用方案一，即CASS工藝。4.2建議為避免本工程因投資問題影響實(shí)施，建議：1、鑒于污水廠建成后一段時(shí)間內(nèi)（約3年），進(jìn)水水質(zhì)通常均低于設(shè)計(jì)水質(zhì)，因此可緩上水解池和濾池。2、從現(xiàn)在開始，應(yīng)對(duì)工業(yè)園區(qū)污水實(shí)施長期連續(xù)

20、檢測(cè)，以便對(duì)將來水解池和濾池的實(shí)施安排提供依據(jù)，尤其是避免重金屬離子對(duì)微生物的毒害導(dǎo)致整個(gè)污水處理廠的癱瘓。3、當(dāng)進(jìn)水BOD/COD>0.4，和進(jìn)水重金屬離子不超過下表限制時(shí)，可不建設(shè)水解池。但考慮到園區(qū)企業(yè)內(nèi)部污水處理設(shè)施可能存在的超標(biāo)排放及事故情況，在可能的情況下，應(yīng)盡量建設(shè)水解池。表8 重金屬離子濃度對(duì)照表序號(hào)有害物質(zhì)名稱允許濃度（mg/L）排放標(biāo)準(zhǔn)值構(gòu)筑物進(jìn)水允許值01三價(jià)鉻302六價(jià)鉻0.50.503銅2104鋅10505鎳1206鉛10.507鎘0.10.108鐵101009銻10.210汞0.050.0111砷0.50.24、根據(jù)計(jì)算，當(dāng)進(jìn)水總磷在5mg/L時(shí)，出水SS含磷

21、量約為3，要求控制出水SS不得超過10mg/L，應(yīng)實(shí)施濾池。當(dāng)進(jìn)水總磷在3.5mg/L時(shí)，出水SS含磷量約為2.2，要求控制出水SS不得超過14mg/L，可緩建濾池。5風(fēng)機(jī)選擇5.1運(yùn)行條件污水處理工藝為CASS，變液位運(yùn)行。要求風(fēng)機(jī)風(fēng)量為80m3/min，出口升壓0.67bar，數(shù)量3臺(tái)。5.2技術(shù)特性比較1、羅茨風(fēng)機(jī)故障及維護(hù)：相對(duì)故障較高，但因?qū)僮詈唵蔚幕剞D(zhuǎn)機(jī)械，易于就地維護(hù)而不需制造廠來人；壓力隨背壓變化；小流量高速風(fēng)機(jī)效率較高；效率一般低于多級(jí)、單級(jí)離心風(fēng)機(jī)；噪聲（自由空間1m處）：不加隔音罩為102dBA，加隔音罩為83 dBA。單機(jī)流量小于100m3/min時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。羅茨鼓風(fēng)機(jī)

22、可通過變頻調(diào)速達(dá)到65100%的風(fēng)量調(diào)整范圍，較離心風(fēng)機(jī)調(diào)整范圍小。如果采用進(jìn)、出口節(jié)流調(diào)節(jié)，只能調(diào)整風(fēng)量，對(duì)提高整機(jī)效率和降低能耗不起作用。羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于正位移型風(fēng)機(jī)，其風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，而與出口壓力無關(guān)。當(dāng)風(fēng)壓一定時(shí)，軸功率與流量成正比，因此在改變風(fēng)量時(shí)，可采用變頻調(diào)速的方式來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力與流量的性能曲線，隨著出口壓力較大幅度變化的情況下，羅茨風(fēng)機(jī)流量只作小幅波動(dòng)，由于其對(duì)變壓頭適應(yīng)性強(qiáng)，更適合于液位系統(tǒng)窄幅調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量。2、多級(jí)離心機(jī)低轉(zhuǎn)速機(jī)械，可靠性高，使用壽命長；購買成本較低；備件為標(biāo)準(zhǔn)件，費(fèi)用低，不需要復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)；易于采用全冷式設(shè)計(jì)，無冷卻水相關(guān)故障和維保費(fèi)用；操作維護(hù)簡單，但有時(shí)需要特別訓(xùn)練的操作維修人員；滿載效率高于羅茨風(fēng)機(jī)，低于單級(jí)離心風(fēng)機(jī)；電機(jī)功率小于400kW的機(jī)型可選用變頻調(diào)速和直連驅(qū)動(dòng)方式，可大大提高部分負(fù)載的工作效率。在大部分工況下，變頻調(diào)速的多級(jí)離心機(jī)效率會(huì)高于單級(jí)離心機(jī)。由于部分負(fù)載是污水處理廠最典型的工況，因此，多級(jí)離心機(jī)對(duì)于中小型污水處理廠來說具有更好的性