青島市團(tuán)島污水處理廠工程工藝方案及設(shè)計(jì)

1、青島市團(tuán)島污水處理廠工程工藝方案及設(shè)計(jì)白月芬中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院，天津 3000741 概述 青島市地處膠東半島西南部，是我國(guó)北方著名的輕工港口城市、國(guó)家計(jì)劃單列城市和十五個(gè)經(jīng)濟(jì)中心城市之一。得天獨(dú)厚的旅游條件使青島市形成著名風(fēng)景旅游和避暑療養(yǎng)勝地，為保護(hù)旅游資源，創(chuàng)造更好的投資環(huán)境，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，青島市已被國(guó)家定為黃、渤海污染防治的重點(diǎn)城市。青島市有五大排水系統(tǒng)，即婁山后排水系統(tǒng)、李村河排水系統(tǒng)、海泊河排水系統(tǒng)、團(tuán)島排水系統(tǒng)和青島路以東排水系統(tǒng)。青島市團(tuán)島污水處理廠位于青島市市南區(qū)團(tuán)島，即原團(tuán)島污水處理廠西北側(cè)的規(guī)劃填海區(qū)，占地面積10公頃。青島市團(tuán)島污水處理廠工程的建設(shè)主要是

2、解決團(tuán)島排水系統(tǒng)青島市市南區(qū)西部（即老市區(qū)和市中心區(qū)）污水隨意排放的問(wèn)題，改善和治理污水對(duì)膠州灣的嚴(yán)重污染問(wèn)題。該工程收水面積為5.6 km2，服務(wù)人口為26萬(wàn)人，工程建設(shè)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。青島市團(tuán)島污水處理廠工程是第一批德國(guó)政府贈(zèng)款項(xiàng)目，贈(zèng)款總額為2500萬(wàn)德國(guó)馬克，屬青島市及山東省重點(diǎn)工程項(xiàng)目，工程概算總投資為32423萬(wàn)元，其中利用德國(guó)政府贈(zèng)款2500萬(wàn)德國(guó)馬克，折合人民幣8275萬(wàn)元，國(guó)內(nèi)自籌配套資金24148萬(wàn)元。本工程設(shè)備供應(yīng)商的確定、土建施工單位及設(shè)備安裝單位的確定均通過(guò)公平、公正、合理的招投標(biāo)方式進(jìn)行。受青島市市政總公司和青島市排水管理處的委托，中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院承

3、擔(dān)了本工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)任務(wù)，1991年4月完成了項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告，并通過(guò)省、市兩級(jí)專家會(huì)審。1992年至1993年德國(guó)政府派遣專家和官員對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)估，污水處理工藝由兩期實(shí)施的兩段法A+A2/O改為一期一步到位的一段法A2/O。1994年1月至1995年1月進(jìn)行了項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)及設(shè)備招標(biāo)書(shū)的編寫(xiě)與發(fā)售工作，共有7家外國(guó)公司參與投標(biāo)，經(jīng)過(guò)評(píng)標(biāo)、技術(shù)談判、商務(wù)談判三個(gè)階段認(rèn)真細(xì)致的工作，選出了中標(biāo)公司，并報(bào)國(guó)家外經(jīng)貿(mào)部和德國(guó)政府批準(zhǔn)，最終由德國(guó)普魯士革·諾爾（Preusag-Noell）公司中投，并成為進(jìn)口設(shè)備的總供貨商。1996年1月中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院又針對(duì)技術(shù)

4、上的一些變化及取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的變化，對(duì)原初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，1996年5月青島市建設(shè)委員會(huì)組織專家會(huì)審對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)。1998年5月最終完成本項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)。本工程于1996年4月正式開(kāi)工建設(shè)，1998年10月建成并進(jìn)行單機(jī)試車及聯(lián)動(dòng)試車，同時(shí)投入試運(yùn)行狀態(tài)，1999年4月整個(gè)工程全面竣工并通過(guò)了青島市有關(guān)部門組織的工程竣工驗(yàn)收。1999年4月正式交付使用。近三年的生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果表明，污水處理廠出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-88）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，污水處理廠運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，除磷脫氮效率高，運(yùn)行效果達(dá)到了預(yù)期的目的，充分體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)的高度創(chuàng)新性、先進(jìn)性和實(shí)

5、用性。綜合效益顯著，得到了國(guó)家、省、市領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)單位來(lái)訪專家的高度評(píng)價(jià)。國(guó)家建設(shè)部部長(zhǎng)俞正聲、山東省省長(zhǎng)李春亭、青島市市委書(shū)記張惠來(lái)、青島市市長(zhǎng)王家瑞等上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)先后視察了本工程，并給予了充分的肯定和很高的評(píng)價(jià)，該項(xiàng)工程目前已成為山東省其它城市建設(shè)城市污水處理廠的范例。2 進(jìn)、出水水質(zhì) 2.1 進(jìn)水水質(zhì) 根據(jù)團(tuán)島排水系統(tǒng)水質(zhì)特點(diǎn)： 水質(zhì)構(gòu)成以生活污水為主，工業(yè)廢水僅為數(shù)量不多的食品工業(yè)廢水，其可生化性較高。 污水濃度高，其BOD、COD、TN、TP等濃度是普通城市污水的3 4倍。水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料及華北院對(duì)水質(zhì)進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定見(jiàn)表1。 表1  團(tuán)島污水處理廠進(jìn)廠水質(zhì)  BOD5C

6、ODcrSSTKNTP設(shè)計(jì)水質(zhì)（mg/L）450900650124102.2 出水水質(zhì)團(tuán)島排水系統(tǒng)附近無(wú)可用以接納污水的河流，自形成排水系統(tǒng)以來(lái)，一直將膠州灣海域作為其受納水體，團(tuán)島污水處理廠建成后亦如此。膠州灣位于黃海中部膠州半島東南部，按海域水體物理交換能力的程度劃分，膠州灣大體上可分為兩個(gè)區(qū)域：北部為滯緩區(qū)，南部為活躍區(qū)。團(tuán)島污水處理廠排放口即處于活躍區(qū)交換能力最強(qiáng)部位。本工程的二級(jí)處理出水標(biāo)準(zhǔn)保證值按照國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-88）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和城市二級(jí)污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)綜合確定，并完全滿足該兩標(biāo)準(zhǔn)的要求。深度處理的出水標(biāo)準(zhǔn)保證值按國(guó)家建設(shè)部生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ25.1-

7、89）之規(guī)定制定，并充分滿足這一標(biāo)準(zhǔn)的要求。 表2  出水水質(zhì)指標(biāo)一覽表    SSBOD5CODcrNH4+-NTKNTP濁度備注二級(jí)處理（mg/L） 最高值303010015      GB8978-88平均值202080463    深度處理（mg/L）最高值5105010  0.55  平均值4640460.43  3 處理工藝的確定 3.1 污水處理工藝確定根據(jù)團(tuán)島污水系統(tǒng)原污水的水質(zhì)特點(diǎn)和排放所要求的處理程度，單純采用物理處理顯然已不能適應(yīng)，必須采用生化二級(jí)處理來(lái)滿足預(yù)期的

8、處理目標(biāo)。而生化處理技術(shù)起步較早，發(fā)展較快，目前應(yīng)用類型很多，在可研報(bào)告中對(duì)將可能采用的工藝方案進(jìn)行了比較。 傳統(tǒng)活性污泥法對(duì)于大規(guī)模的城市生活污水處理廠采用最多的工藝就是傳統(tǒng)活性污泥法的生物曝氣工藝。這種工藝是于物理處理過(guò)程之后利用在同一人工環(huán)境中培養(yǎng)的好氧微生物（包括細(xì)菌和原生動(dòng)物）對(duì)污水中的有機(jī)污染質(zhì)進(jìn)行降解。其工藝較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行效果可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)成熟，為一般大型污水處理廠所采用。對(duì)于團(tuán)島污水系統(tǒng)而言，其COD、BOD5、和SS的去除效率完全可以達(dá)到預(yù)期要求。但是，這種方法只有單一的生物環(huán)境，不能發(fā)揮和強(qiáng)化不同微生物的生物特性和優(yōu)勢(shì)，既不能提高對(duì)高濃度污水的有效處理，也

9、不能對(duì)NH3-N和TP等污染質(zhì)有效地去除。因而無(wú)法適于團(tuán)島污水系統(tǒng)的排放要求，而若采用物理化學(xué)的辦法加強(qiáng)對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素的去除，無(wú)論從處理成本上還是運(yùn)行條件上看，都是較為困難的。 附氧化二級(jí)處理法這種污水生物處理方法也稱為AB（Adsorption Biodegradation）法，是德國(guó)亞琛大學(xué)B.Bohnke教授于七十年代中期發(fā)明的兩段高負(fù)荷活性污泥法新工藝。這種工藝根據(jù)不同微生物群落的生長(zhǎng)特性，采取不同的生物環(huán)境來(lái)發(fā)揮不同類型微生物的優(yōu)勢(shì)。將傳統(tǒng)的活性污泥法的曝氣過(guò)程分為兩段。第一段即A段充分利用世代時(shí)間短，適應(yīng)能力強(qiáng)的菌種在兼性環(huán)境中對(duì)有機(jī)污染質(zhì)進(jìn)行以絮凝吸附為主的高效去除特性。在低供

10、氧和高污泥負(fù)荷的條件下達(dá)到高效去除的結(jié)果，從而降低了因原污水濃度高而增大的動(dòng)力負(fù)荷和基建投資。第二段即B段，則主要利用原生動(dòng)物和少量菌膠團(tuán)在好氧環(huán)境中進(jìn)行低負(fù)荷的“精加工”，提高和保證最終的出水水質(zhì)。這種工藝不僅能在保證對(duì)COD、BOD5、和SS這些主要污染質(zhì)去除效率的條件下，大大降低動(dòng)力費(fèi)用和運(yùn)行成本，而且由于A段增加了氮的去除和B段的泥齡延長(zhǎng)，使硝化所需的工藝邊界條件得到明顯的改善。從而提高了對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的去除。盡管這種方法十分適宜于高濃度城市污水并較之于傳統(tǒng)活性污泥法提高了對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除，改善了COD和BOD5的比值，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)COD的去除效率，但是就營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而言，其NH

11、3-N的去除效率不足30%，TP的去除效率僅為50%左右，仍不能滿足最終的排放目標(biāo)。 生物除磷脫氮方法生物處理技術(shù)進(jìn)步所遵循的途徑主要有兩條：一是提高參與作用的微生物量，增加有機(jī)物與微生物接觸的機(jī)率，其實(shí)現(xiàn)的手段是提高混合液濃度。二是發(fā)揮不同微生物優(yōu)勢(shì)的代謝特性，篩選菌種，提供與優(yōu)勢(shì)微生物生理特性相適應(yīng)的生物環(huán)境，使各類微生物盡其所能“分工負(fù)責(zé)”，發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)人類所預(yù)期的處理目標(biāo)。生物除磷脫氮工藝即采取這一途徑，其脫氮是先通過(guò)延長(zhǎng)曝氣時(shí)間，利用世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化菌，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，再利用缺氧條件下的兼性厭氧反硝化菌將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮逸出，從而達(dá)到去除原水中NH3-N的目的。除磷則是

12、先利用厭氧條件下兼性和好氧聚磷菌進(jìn)行磷的有效釋放，再利用經(jīng)厭氧放磷的菌群在好氧條件下大量增殖吸磷的特性，使原污水中的磷轉(zhuǎn)化為生物細(xì)胞（活性污泥），最終通過(guò)沉淀分離，將富磷剩余污泥排除來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于這一完整的除磷、脫氮過(guò)程是分別在厭氧、兼氧和好氧條件下進(jìn)行的，所以通常被稱之為A2/O工藝（即厭氧Anaerobic+缺氧Anoxic+好氧Oxic工藝）。這一技術(shù)自七十年代初在南非和美國(guó)問(wèn)世至今，雖只有二十年左右的歷史，但這種工藝已受到世界各國(guó)污水處理技術(shù)界的極大重視和采用。隨著對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，很多國(guó)家都把這種工藝作為首選工藝。其理論研究更是日益深入，發(fā)展極快，現(xiàn)已臻成熟，并已發(fā)展出多種改進(jìn)型，

13、可適應(yīng)不同條件的污水水質(zhì)。在可研報(bào)告中推薦的是當(dāng)時(shí)應(yīng)用最普遍的一種模式，稱為phoredox三階段工藝，是最基本的A2/O工藝，適合于污水碳源較為充足的情況，通常是TKN/COD<0.08。但是，我院所作青島市團(tuán)島污水處理試驗(yàn)結(jié)果表示，團(tuán)島系統(tǒng)的污水沉淀后TKN/COD116/6560.177，碳源不甚充足，“試驗(yàn)結(jié)果和動(dòng)力學(xué)計(jì)算都表明，在此種特殊的水質(zhì)條件下利用生物方法脫氮的同時(shí)，達(dá)到很好的除磷效果是比較困難的。這是因?yàn)樵荚床蛔銓?dǎo)致了A2/O工藝缺氧段反硝化不充分，出水中NO3-N濃度較高，大量的NO3-N隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬醵危⒃谀抢镞M(jìn)行反硝化，迅速消耗快速COD，抑制了厭氧段磷

14、的有效釋放，因而在好氧段磷的吸收也幾乎全無(wú)發(fā)生，導(dǎo)致了除磷效果不佳。針對(duì)上述情況，在設(shè)計(jì)中考慮了兩種改良型的A2/O工藝。這兩種工藝的共同特點(diǎn)是，在碳源不十分充足、反硝化程度不高的情況下仍可獲得較好的除磷效果，這兩種工藝分別稱MUCT工藝和改良型的phoredox工藝，其運(yùn)行方式見(jiàn)圖1、圖2。 圖1  MUCT除磷脫氮工藝圖2  改良型phoredox除磷脫氮工藝這兩種工藝的適用條件和效果相近，但后者可節(jié)省一級(jí)污泥回流泵，可相對(duì)地節(jié)省部分建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用。因此本工程設(shè)計(jì)確定采用這種改良的phoredox除磷脫氮工藝。工藝流程見(jiàn)圖3。圖3  污水處理工藝流程圖3.2

15、 污泥處理工藝確定 污泥處理采用目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍的中溫消化處理工藝，采用這種工藝不僅可以達(dá)到污泥穩(wěn)定的目的，而且可以消滅污泥中的部分致病菌和寄生蟲(chóng)卵。在消化過(guò)程中所產(chǎn)生的沼氣可以用作燃料來(lái)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，降低污水處理廠的電耗。采用一級(jí)中溫消化，機(jī)械攪拌。本工程設(shè)計(jì)污泥處理工藝流程見(jiàn)圖4。3.3 污水深度處理工藝 污水的深度處理采用常規(guī)混凝沉淀過(guò)濾工藝，其出水水質(zhì)可充分滿足生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅可用于廁所沖洗、城市綠化、洗車和掃除，也可用作冷卻用水。工藝流程如圖5。 圖4  污泥處理工藝流程圖圖5  污水深度處理工藝流程圖4 工藝設(shè)計(jì) 4.1 粗格柵粗格柵采用高鏈?zhǔn)綑C(jī)械

16、除渣粗格柵，設(shè)3臺(tái)，其中一臺(tái)備用。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量1.5 m3/s，柵渠寬度0.8 m，柵前水深1.2 m，柵前流速0.78 m/s，柵條間隙20 mm，柵條厚度8 mm，過(guò)柵流速1.3 m/s。運(yùn)行控制：根據(jù)過(guò)柵水頭損失控制柵耙運(yùn)行，最大過(guò)柵水頭損失200 mm，同時(shí)設(shè)定時(shí)和手動(dòng)控制。柵渣處置：柵渣經(jīng)壓榨機(jī)擠壓脫水后運(yùn)往廠外填埋，3臺(tái)粗格柵，共用一臺(tái)無(wú)軸式螺旋輸送機(jī)和壓榨機(jī)。為節(jié)省土建費(fèi)用及便于管理，把細(xì)格柵同粗格柵及其柵渣壓榨機(jī)合建于一體，上面設(shè)雨棚。設(shè)備制造廠家：粗細(xì)格柵德國(guó)Preussag NOELL公司；柵渣壓榨機(jī)德國(guó)EMU公司。材料：格柵水下部分及其它同水接觸部分均為不銹鋼，

17、柵渣壓榨機(jī)全部為不銹鋼。4.2 細(xì)格柵 細(xì)格柵設(shè)3臺(tái)，2用1備，全部為機(jī)械除渣高鏈?zhǔn)郊?xì)格柵。設(shè)計(jì)參數(shù)：流量1.5 m3/s，柵渠寬度0.8 m，水深1.2 m，柵條間隙6 mm，柵條厚度4 mm。柵渣處置和運(yùn)行控制同粗格柵。4.3 曝氣沉砂池 沉砂采用帶除渣撇油渠的矩形曝氣沉砂池，設(shè)兩格。設(shè)計(jì)參數(shù)：流量1.5 m3/s，停留時(shí)間T=4 min，水平流速0.1 m/s，池長(zhǎng)25 m。穿孔管大氣泡曝氣系統(tǒng)，曝氣量1.6 m3/h·m3池容，總氣量576 m3/h，鼓風(fēng)機(jī)300 m3/h×(2+1)（帶噪音控制罩）。排砂機(jī)械：橋式刮砂機(jī)，兩格共用一車，每格設(shè)一個(gè)吸砂泵，一個(gè)圓形旋

18、流式砂水分離器。撇油除渣：每格設(shè)一個(gè)浮渣刮板，刮除的浮渣和油脂用浮渣泵（2用1備）送至污泥消化池或污泥濃縮池，浮渣泵規(guī)格Q=30 m3/h，H=6 m。材料：所有空氣管均為不銹鋼管材。4.4 進(jìn)水泵房 設(shè)計(jì)流量       Q=1.5 m3/s。水泵采用德國(guó)進(jìn)口的不堵塞型潛水泵，共設(shè)4臺(tái)，3用1備。設(shè)計(jì)參數(shù)：水泵揚(yáng)程12 m，流量500 L/s，軸功率75 kW。為節(jié)省占地和造價(jià)及管理的方便，泵房與粗格柵、細(xì)格柵及曝氣沉砂池四位一體，建在一起。水泵由PLC控制，自動(dòng)運(yùn)行，根據(jù)進(jìn)水量或集水池位調(diào)整工作出水泵的臺(tái)數(shù)。每臺(tái)水泵的工作都是均衡

19、的，互為備用。地上設(shè)就地控制箱。4.5 初沉池 初沉池采用矩形平流池，這一方面是為節(jié)省占地面積，解決本工程占地面積不足的問(wèn)題，另外根據(jù)理論研究結(jié)果，平流沉淀池運(yùn)行的水力條件要比輻流池好些，例如配水均勻、水流穩(wěn)定、耐沖擊負(fù)荷性強(qiáng)、受風(fēng)力影響較小等，因而沉淀效果好。在造價(jià)方面，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，格數(shù)的增多，造價(jià)也逐漸降低。對(duì)此，近幾年隨著對(duì)外交流機(jī)會(huì)的增多，在出國(guó)考察時(shí)，我們也深有體會(huì)和驗(yàn)證。同國(guó)內(nèi)不同，國(guó)外污水處理廠中平流式沉淀池的應(yīng)用是十分普遍的。4.6 初沉池主要設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)備規(guī)格 設(shè)計(jì)流量5400 m3/h，表面負(fù)荷2 m3/h·m2，停留時(shí)間1.5 h，有效水深3.0 m，水平流

20、速8 mm/s，池長(zhǎng)43 m，格寬8 m，8格。排泥：每池設(shè)鏈條式刮泥機(jī)，自后向前刮泥至池首處的泥斗，定時(shí)靠靜水壓將泥排出池外，用排泥泵排至污泥濃縮池，每天排泥約12小時(shí)。選用氣動(dòng)排泥閥。鏈條式刮泥機(jī)，鏈條及鏈輪均用不銹鋼制造，刮板用特種木材制造。浮渣槽設(shè)于池末端，用不銹鋼制造。浮渣泵為德國(guó)KSB潛水泵，Q=10 m3/h，H=10 m，3臺(tái)(2+1)。設(shè)2臺(tái)空氣壓縮機(jī)(1+1)，一個(gè)空氣罐，作為氣動(dòng)閥的氣源。設(shè)排泥泵2臺(tái)(1+1)，Q=90 m3/h，H=10 m。運(yùn)轉(zhuǎn)說(shuō)明： 每池前端設(shè)進(jìn)水閘門和配水穿孔墻，池后部設(shè)指形槽集水，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可單池停池檢修，并可視進(jìn)水碳源情況關(guān)閉1 4個(gè)池子，縮短停

21、留時(shí)間，以求盡可能的提高曝氣池的碳氮比，改善反硝化條件； 各池輪流排泥。4.7 曝氣池 池    型：矩形推流式鼓風(fēng)曝氣池主要設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果：設(shè)計(jì)流量：因?yàn)槠貧獬厮νＡ魰r(shí)間很長(zhǎng)，故其設(shè)計(jì)流量按最高日平均時(shí)流量計(jì)算，日變化系數(shù)Kd取1.1，Q=4583 m3/h。進(jìn)水溫度14，安全系數(shù)2.5，硝化區(qū)泥齡6 d，非曝氣污泥比0.48。硝化菌的生長(zhǎng)率為14=0.43（按t=0.47×1.103t-15，Downing公式），系統(tǒng)總泥齡11.5 d。污泥產(chǎn)率YSS按德國(guó)ATV，ABI公式： 式中：SS0進(jìn)入曝氣池的SS濃度，為318 mg/L；BOD5進(jìn)入

22、曝氣池的BOD5，為292 mg/L；tDS系統(tǒng)的總泥齡，d；計(jì)算結(jié)果，污泥產(chǎn)率為Yss=1.05 kgSS/kgBOD曝氣池中SS總量： 混合液濃度MLSS=4 kg/m3。曝氣池總?cè)莘eV=88 147 m3，水力停留時(shí)間Td=19.2 h，其中好氧（硝化）區(qū)停留時(shí)間10 h，池容積46 000 m3；回流污泥反硝化區(qū)停留時(shí)間1 h，池容積46 000 m3；厭氧（磷釋放）區(qū)停留時(shí)間1.5 h，池容積6700 m3；缺氧（反硝化）區(qū)停留時(shí)間6.5 h，池容積29 800m3；脫氣區(qū)池容積1000 m3。校核參數(shù)：BOD容積負(fù)荷LV=0.33 kgBOD/m3·d；BOD污泥負(fù)荷Ls

23、=0.08 kgBOD/kgSS·d。4.8 池體布置及主要尺寸 共設(shè)4池，并聯(lián)工作，每池從前至后依次是回流污泥反硝化區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、缺氧、好氧兩用區(qū)和好氧區(qū)、除氣區(qū)。好氧區(qū)內(nèi)安裝曝氧頭，兩用區(qū)安裝曝氣頭和水下攪拌器，其余各區(qū)均安裝水下攪拌器。有效水深：6.5 m。污泥回流：回流污泥用不堵塞型潛水泵提升，回流泵最大流量按回流比R=150%計(jì)，為6250 m3/h，為便于調(diào)節(jié)流量設(shè)7臺(tái)水泵，6用l備，水泵揚(yáng)程6 m。剩余污泥：剩余污泥單獨(dú)用泵提升送至污泥濃縮池，剩余污泥泵設(shè)4臺(tái)（其中1臺(tái)備用），設(shè)2套變頻調(diào)速器，以便調(diào)節(jié)排泥量。曝氣系統(tǒng)：選用德國(guó)OXYFLEX公司生產(chǎn)的板式曝氣頭，

24、氧轉(zhuǎn)移率不低于15 gO2/m3·m水深，通過(guò)曝氣頭的損失不大于250 mm，每座曝氣池內(nèi)均適當(dāng)設(shè)置甲酸沖洗接口和（冷凝水）排水管，配備兩套移動(dòng)式甲酸沖洗設(shè)備。水下攪拌器：為防止非曝氣區(qū)內(nèi)混合液形成沉淀，在其中設(shè)水下攪拌器。攪拌功率：硝化、反硝化兩用區(qū)內(nèi)5 W/m3池容，其余3 W/m3池容，攪拌器采用FLYGT公司產(chǎn)品。空氣管道：全部空氣管道均由外方提供，池內(nèi)為不銹鋼管，池外至鼓風(fēng)機(jī)房均為熱鍍鋅鋼管。溶解氧控制水平：       好氧段2 mg/L；缺氧段<0.7 mg/L；厭氧段<0.5mg/ L。4.9 二

25、沉池 二沉池采用矩形平流式，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)流量1.5 m3/s（5420 m3/h），表面負(fù)荷1.0 m3/m2·h，停留時(shí)間3.5 h，格寬10 m，格長(zhǎng)66.0 m，12格。有效水深3.5m，總水深4.0 m，水平流速8 mm/s。二沉池出水經(jīng)加氯后進(jìn)接觸池、接觸30分鐘后排出廠外。4.10 鼓風(fēng)機(jī)房 鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)流量為66 500 m3/h，選用HV型單級(jí)高速離心式鼓風(fēng)機(jī)、設(shè)4臺(tái)、其性能參數(shù)為：流量16 625 m3/h，壓力7500 mm水柱，軸功率425 kW。另外配備沼氣拖動(dòng)的相同規(guī)格鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，不另設(shè)備用鼓風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)房墻外設(shè)進(jìn)風(fēng)廊道和進(jìn)風(fēng)塔，廊道入口處設(shè)兩個(gè)卷簾式空

26、氣除塵器。每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)口均設(shè)有進(jìn)口消聲過(guò)濾器，出口處設(shè)有排氣安全閥。沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率僅30%。為了提高沼氣能源的利用率，配備全套的余熱回收系統(tǒng)，把沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和排煙氣中的余熱回收起來(lái)，利用其為消化池內(nèi)的污泥加熱。這樣可以回收到沼氣熱量的40%，使綜合效率提高70%?；厥盏倪@部分熱量，在夏季已足夠消化池加熱，冬季不足部分由燃油鍋爐補(bǔ)充。鼓風(fēng)機(jī)的工作，由PLC自動(dòng)控制。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)根據(jù)兩曝氣池內(nèi)溶解氧的大小由PLC自動(dòng)地調(diào)整某一臺(tái)工作風(fēng)機(jī)的出風(fēng)量或增減工作風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)，維持曝氣池中溶解氧在設(shè)定的范圍內(nèi)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)量的改變是由伺服馬達(dá)調(diào)整風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉片的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。4.11 混

27、合液回流 最大的混合液回流比按q=400%計(jì)。混合液回流泵采用潛水軸流泵，設(shè)在曝氣池的末端池內(nèi)，每個(gè)曝氣池設(shè)1臺(tái)，共4臺(tái)。設(shè)計(jì)回流泵流量4180 m3/h，揚(yáng)程0.8 m。4.12 污泥濃縮池 初沉池污泥和剩余活性污泥均進(jìn)入污泥濃縮池中進(jìn)行濃縮。這樣作的好處是比較經(jīng)濟(jì)，也簡(jiǎn)化管理，但在技術(shù)上卻因污水處理工藝的不同而有不同的評(píng)價(jià)。對(duì)僅以去除含碳有機(jī)物（即BOD）為目標(biāo)的普通污性污泥法是合理的，也是廣泛應(yīng)用的。但對(duì)于具有生物除磷脫氮作用的A2/O工藝卻存在著一個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題。我們知道，在A2/O工藝過(guò)程中，由于受到原污水中碳源、非曝氣污泥比值及混合液比的限制，在硝化段產(chǎn)生的硝態(tài)氮不可能全部被反硝

28、化成氮?dú)?，這樣在剩余污泥中勢(shì)必含有一定數(shù)量的硝態(tài)氮，而在初沉池污泥中又存在著一定數(shù)量的BOD物質(zhì)，如果把這樣的兩種污泥混合并置于厭氧條件下的重力式污泥濃縮池中，就會(huì)造成硝態(tài)氮反硝化以及聚磷菌的磷釋放。反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的氮?dú)庠诔刂猩仙?，造成某種程度的污泥上浮，嚴(yán)重影響濃縮效果，并提高上清液中懸浮物的含量。這樣的上清液在回到污水處理工藝系統(tǒng)中將增加系統(tǒng)的負(fù)荷。而磷釋放又使本來(lái)可以隨污泥一起排除的磷又回到系統(tǒng)中，也加重系統(tǒng)的負(fù)荷。另外，重力式污泥濃縮池用以濃縮活性剩余污泥，其效果并不十分理想，通常最大可以達(dá)到3%的含固率。而較低的含固率造成污泥體積流量的加大，又導(dǎo)致污泥消化池體積大、能耗高等方面的技

29、術(shù)不合理。針對(duì)這些問(wèn)題，充分利用引進(jìn)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，參照國(guó)外日益普遍的作法，對(duì)剩余污泥單獨(dú)進(jìn)行機(jī)械濃縮，而初沉池污泥仍用重力式濃縮。經(jīng)機(jī)械濃縮后，剩余污泥的含固率可達(dá)5%，其體積流量減少到580 m3/d，比采用重力濃縮式減少40%，消化池容積大為降低，用于消化池?cái)嚢琛⒓訜岱矫娴哪芎囊矊⒋蠓冉档?，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面都具有極大的優(yōu)越性。對(duì)剩余污泥的機(jī)械脫水，有兩種設(shè)備可供選擇：其一是離心濃縮機(jī)，具有全密封操作、衛(wèi)生條件好以及混凝劑用量少、單機(jī)產(chǎn)率高、節(jié)省占地等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備價(jià)格較高，且耗電量也略高些；其二是帶式濃縮機(jī)，在操作條件、混凝劑耗量方面明顯劣于離心機(jī)，但價(jià)格可低100萬(wàn)馬克。考慮本工程德國(guó)贈(zèng)款

30、許用額度缺口較大，若引進(jìn)離心濃縮機(jī)，只能擠掉其它設(shè)備，因此只能舍而求其次，選用帶式濃縮機(jī)。機(jī)型采用德國(guó)KLEIN公司雙帶式濃縮機(jī)，設(shè)計(jì)四臺(tái)，三用一備?；炷齽┎捎肞AM干粉，投加量1 2 kg/t干污泥?；炷齽┲破芳巴都尤自O(shè)備均采用德國(guó)產(chǎn)品，投藥量按污泥量比例自動(dòng)控制。剩余污泥量29 000 DS。濃縮前含固率0.67%，體積流量4328 m3/d；濃縮后含固率5%，體積流量580 m3/d初沉污泥仍采用重力式濃縮池，池型為圓形幅流式。污泥量37050 kgSS/d，濃縮前含固率3%，體積流量1235 m3/d，表面固體負(fù)荷93 kgSS/m2·d，濃縮池總表面積400 m2；2池，

31、每池面積200 m2，直徑16 m，停留時(shí)間24小時(shí)，有效深4 m；懸掛式中間傳動(dòng)帶柵條式刮泥機(jī)，主要部件均用不銹鋼制造；濃縮后含固率5%。4.13 污泥消化池 污泥消化采用一級(jí)中溫消化。設(shè)計(jì)污泥量66 720 kgDS/d，有機(jī)含量59%，消化前含固量5.39%，體積流量1219 m3/d，停留25 d（投配率4%）。消化池4座，總?cè)莘e30 000 m3，單池容積7500 m3。有機(jī)物分解率50%。消化后污泥量47 000 kgDS，消化池溫度35±1，池外間接加熱，熱媒為90熱水，來(lái)自鍋爐房或沼氣機(jī)余熱系統(tǒng)。攪拌方式的說(shuō)明：主要的攪拌方式有沼氣攪拌和機(jī)械攪拌兩種，目前，國(guó)內(nèi)大型污

32、泥消化池多采用沼氣循環(huán)攪拌，這種方式具有攪拌均勻，便于控制的優(yōu)點(diǎn)。又因?yàn)槌貎?nèi)沒(méi)有活動(dòng)部件，而便于檢修。另外的一種攪拌方式是機(jī)械攪拌，這種攪拌方式最突出的優(yōu)勢(shì)是攪拌均勻而且能耗低，因而在60年代以前曾在消化池?cái)嚢柚姓紦?jù)主導(dǎo)地位。后來(lái)因維修困難才逐步為沼氣攪拌所替代。但近年來(lái)，國(guó)外研究出的幾種新型機(jī)械攪拌器徹底解決了維修難的問(wèn)題，其明顯的節(jié)能效果受到污水處理界的重視，又逐步重新被廣泛的采用。其中具有代表性的是短軸式機(jī)械攪拌器。這種攪拌器由一個(gè)導(dǎo)流筒和一個(gè)立式軸流泵組成。軸流泵設(shè)在池內(nèi)上部液位以下，下面接導(dǎo)流筒。軸流泵由設(shè)于池蓋上面的立式電機(jī)脫動(dòng)，泵軸和葉輪可從池內(nèi)抽出進(jìn)行檢修。4.14 污泥控制室

33、 四座消化池共用一座污泥控制室。污泥控制室占地540平方米，控制室內(nèi)設(shè)有污泥投配泵，污泥循環(huán)泵，熱交換器和單軌吊車。(1) 污泥投配泵。每日污泥投配量1315 m3/d，每日投配時(shí)間6 h。設(shè)5臺(tái)投配泵，4用1備，單臺(tái)流量5 50 m3/h，揚(yáng)程40 m，軸功率10 kW。污泥投配泵選用偏心螺桿泵，生產(chǎn)廠家為NETZSCH或ALLWEILER型號(hào)為NFl00，帶有變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)。(2) 污泥循環(huán)泵。循環(huán)泵將污泥從消化池抽出，壓送熱交換器，最終返回消化池。設(shè)5臺(tái)循環(huán)泵，4用1備。單臺(tái)流量150 m3/h，揚(yáng)程4 m，軸功率6 kW，EMU或KSB生產(chǎn)。(3) 熱交換器。用于投配污泥和循環(huán)污泥的加熱

34、。采用管式熱交換器。共設(shè)兩臺(tái)，每臺(tái)熱交換器負(fù)責(zé)2個(gè)消化池污泥的加熱。每臺(tái)換熱面積為30平方米。熱媒為熱水，水溫大約70，來(lái)自于沼氣余熱回收利用和鍋爐房。熱交換器功率為850千瓦，生產(chǎn)廠家為FUNKE或PREUSSAG NOELL。(4) 單軌吊車?？刂剖覂?nèi)設(shè)手動(dòng)單梁懸掛式起重機(jī)二臺(tái)，Q=2噸，用于設(shè)備的安裝和維修。(5) 控制通過(guò)PLC對(duì)四座污泥消化池實(shí)行自動(dòng)控制維持其恒濕恒壓和恒水位。4.15 污泥脫水機(jī)房 根據(jù)國(guó)內(nèi)大多數(shù)污水廠的經(jīng)驗(yàn)，采用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行消化污泥的脫水，在耗藥量、泥餅含固率方面都比較好，操作和維護(hù)也都較簡(jiǎn)單。但其濾布需沖洗要耗費(fèi)較多的清水，而且難以做到全封閉，工作中要散發(fā)臭味

35、并有細(xì)小水珠濺出，對(duì)操作間環(huán)境造成不良影響甚至危害操作工人的身體健康。據(jù)廣州市大坦沙污水廠統(tǒng)計(jì)，污泥脫水間操作工人各種疾病的發(fā)病率都比其它崗位要明顯偏高。離心脫水機(jī)在國(guó)外早以普遍采用，我國(guó)污水處理行業(yè)應(yīng)用較晚，目前正式投入運(yùn)行的僅有上海曹陽(yáng)污水處理廠和龍華污水處理廠。使用效果都很好。這種脫水機(jī)靠高速旋轉(zhuǎn)造成的強(qiáng)大動(dòng)力，把固體顆粒的沉降力由重力濃縮的MG，提高到幾千倍的MG，因而固液分離效果好，節(jié)省混凝劑用量并且可以得到更高的含固率，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都是完全密閉的，因而沒(méi)有任何臭味散發(fā)出來(lái)，操作環(huán)境十分衛(wèi)生，在連續(xù)工作時(shí)也不需要用水沖洗。經(jīng)多次商討，確定本工程采用離心脫水機(jī)進(jìn)行消化污泥的脫水。主要設(shè)

36、計(jì)參數(shù)：污泥量49 290 kgDS/d，脫水前含固率5%，體積流量486 m3/d，每日工作時(shí)間24 h，脫水后污泥含固率25%，離心脫水機(jī)3臺(tái)（2用1備），每臺(tái)脫水能力25 32 m3/h。選用固體聚丙烯酰胺混凝劑，最大投加量6.5 kg/tDS。螺旋式污泥輸送機(jī)一套，干污泥槽4個(gè)，每個(gè)容積7 m3，混凝劑制備和投加系統(tǒng)一套，污泥投配泵三臺(tái)?？刂品绞剑何勰啾脦ё冾l調(diào)速，投藥泵有調(diào)頻和可動(dòng)兩種方式，按進(jìn)泥量設(shè)定比例自動(dòng)投加。4.16 沼氣的凈化和利用 基本參數(shù)：消化前污泥量65 720 kgSS/d，其中VSS占59%，消化后VSS分解率50%，產(chǎn)氣率0.7 m3沼氣/kgVSS，日產(chǎn)氣量1

37、3 571 m3/d，沼氣熱值6 kW·h/m3（5160 kcal/m3），每日沼氣總儲(chǔ)量81427 kW·h/d或3390 kW·h/h沼氣利用： 用于兩臺(tái)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)，直接拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，輸出功率402 kW×2=804 kW； 用于一臺(tái)沼氣鍋爐，輸出功率600 kW。余熱利用：兩臺(tái)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率804 kW，輸入功率2680 kW（效率為30%），通過(guò)余熱回收可得到1100 kW·h/h的儲(chǔ)量（回收率41%），用于污泥的加熱。沼氣凈化：采用二臺(tái)干式沼氣脫硫塔及兩個(gè)沼氣過(guò)濾器。4.17 水力循環(huán)澄清池 本工程污水深度處理中沉淀部分采用改進(jìn)型

38、的水力循環(huán)澄清池。這種水力循環(huán)澄清池由進(jìn)水噴咀、喉管、第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室和沉淀區(qū)幾部分構(gòu)成。同傳統(tǒng)的水力循環(huán)澄清池相比，具有水頭損失小，出水水質(zhì)好和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)流量按供水量加上10%的自用水量計(jì)，44 000 m3/d（1833 m3/h），共設(shè)2池，單池設(shè)計(jì)流量917 m3/h。主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：噴咀出口流速4.1 m/s，喉管內(nèi)混合液體上升流速0.2 m/s，第一反應(yīng)室出口流速0.04 m/s，反應(yīng)時(shí)間1.0 min；第二反應(yīng)室進(jìn)口流速0.03 m/s，反應(yīng)時(shí)間4.0 min；澄清區(qū)液面上升流速2.2 mm/s；池外徑14.5 m，池總高10.3 m；聚丙烯酰胺混凝劑投加量5 mg/L，投加濃度1%，投加于澄清池前面的靜態(tài)混合器中。4.18 濾池 過(guò)濾采用氣水反沖洗雙層濾料快濾池?？傇O(shè)計(jì)流量為供水量加上5%的自用水量，42000 m3/d（1750 m3/h），共設(shè)8池，單池過(guò)濾面積33 m2；濾速6.6 m/h，強(qiáng)制濾速7.6 m/h。濾料構(gòu)成：石英砂0.8 m，粒徑1.4 2.5 mm；無(wú)煙煤0.6 m，粒徑0.8 1.2 mm，承托層共0.2 m，濾料表面以上水深1.7 m。長(zhǎng)柄濾頭小阻力配水系