昆明市第二污水處理廠設計案例
昆明市第二污水處理廠于1996 年建成投產(chǎn),該廠設計流量Q = 10 ×104 m3/ d; 進水水質(zhì): BOD = 180 mg/L , SS =250 mg/L , TN =45 mg/L , TP=5 mg/L ; 出水水質(zhì): BOD ≤15 mg/L , SS ≤15 mg/L , TN ≤8 mg/L , TP ≤1 mg/ L 。
1 進水泵房
進水泵房的前池是粗格柵井,分為兩格,每格寬2m 、長9m 、深617m, 每格前后均設¢1.5m 鑄鐵閘門,可以全開通水,也可以全閉斷水,互為備用。北側(cè)的前池設有固定格柵,采用鏈條傳動、耙齒在柵條上移動清污的格柵機;南側(cè)前池采用鏈條傳動、連續(xù)篩濾式的翻轉(zhuǎn)格柵。柵條間距均為40 mm, 用定時器定時控制或由液位計水位控制運行,信號輸送到PLC 系統(tǒng),顯示運轉(zhuǎn)啟閉狀態(tài)和發(fā)出事故警鳴。
進水泵采用五臺潛污泵,置于集水池中。集水池尺寸為5.8m ×8m ×9 m, 水泵單機流量0. 43 m3/ s ,4 用1 備。PLC 系統(tǒng)可以根據(jù)水位控制水泵的開停,也可使泵按交替方式運行。其中一臺泵的出水管上裝有電控閥,可以在控制水位中起到微調(diào)作用。如果來水量大于設計流量,水位異常升高時, 將通過溢流道溢出,溢流水位是3.40 m 。
提升上來的污水由三個渠道通過細格柵攔污。渠道長3.7 m, 寬4.6 m, 深1.6 m, 每條渠道前后均設插板閘門,也可以采取2 用1 備的運行方式。細格柵采用階梯格柵,柵條間距6 mm, 細格柵后設有脫水輸渣機,將柵渣送往運渣井。
進水泵房的能力可以滿足近期和遠期水量的要求。水泵和粗細格柵均為全自動工作,水泵的運行由PLC 控制,粗細格柵的動作情況傳送到PLC 顯示,所以進水泵站實際上是全自動無人管理的泵站。
2 沉砂池
經(jīng)細格柵篩濾后的污水流入兩個平流沉砂池, 每個沉砂池分兩格,工藝尺寸28 m ×(2.2+2.2) m ×2.1m 。兩個沉砂池中間設有輸砂溝,溝槽斷面為0.35 m×0.5 m, 每個沉砂池安裝一套帶2 臺潛污泵的橋式移動除砂裝置,用泵將沉積在池底的砂粒提升到輸砂溝槽,借槽底0. 7 % 的坡度匯集到砂水分離器(安裝在進水泵房內(nèi)) 進行脫水。沉砂池四個格的進出水口均設置插板閘,以備維修清池時使用。
橋式移動除砂裝置是全自動工作,其工作狀態(tài)信號輸送到PLC 系統(tǒng),可顯示除砂裝置的運轉(zhuǎn)啟閉狀態(tài)和發(fā)出警鳴,螺旋砂水分離器的運轉(zhuǎn)由除砂裝置的控制箱控制,可以確保同步工作。
沉砂池在水量為10 ×104m3/ d 及15 ×1104 m3/ d 時,水深改變,停留時間均為1.56 min, 池內(nèi)流速通過下游咽喉式節(jié)流設施控制,可以始終保持在0. 3m/s 左右,這樣既能去除較大的砂粒,又能防止可降解有機物沉淀,使其順利進入后續(xù)的生物處理設施。
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整套沉砂池裝置可以保證如下沉砂率:砂粒直徑≥0.149 mm, 去除率80 %; 砂粒直徑≥0.211 mm, 去除率90 %; 砂粒直徑≥0.29 mm, 去除率98 % 。
除砂率的測定方法是:在同一個沉砂池進出口各取一個水樣,水樣經(jīng)過濾和干燥后用顯微鏡測量砂粒尺寸。
3 流速控制和流量計量設施
污水從沉砂池出來到厭氧池的渠道上要通過流速控制設施和巴氏流量計。
① 沉砂池流速控制設施
設計中采用節(jié)流方法,通過沉砂池出水渠直線段上的咽喉式節(jié)流構(gòu)筑物在水量變化時對沉砂池水位的調(diào)節(jié),達到維持沉砂池中0.3 m/s 流速的要求。
咽喉式節(jié)流裝置由明渠突縮口、明渠段、明渠漸放口三部分組成,其中明渠突縮口起主要節(jié)流作用, 明渠段起穩(wěn)定流速作用,明渠漸放口起聯(lián)接咽喉式節(jié)流構(gòu)筑物與巴氏計量槽作用,上游直線段起到逐漸降低污水流速,使水流以較好的水力條件流入巴氏計量槽的作用。
② 巴氏(Parshall) 計量槽
巴氏計量槽設在沉砂池后、厭氧池前的渠道上, 水頭損失小、精度高、操作簡便、不易沉積雜物,主要參數(shù)按設計最大流量15 ×104 m3/ d 選定如下:
測量范圍: 3024～172 800 m3/d; 喉寬: 1 200 mm ; 總長:3 320 mm 。
由于下游是自由流,所以只需測定上游水深,巴歇爾槽式托馬遜堰的水深采用傳壓計測量。流量計不僅在表盤上顯示流量,同時可將信號轉(zhuǎn)輸?shù)娇刂剖业挠涗泝x上。配套安裝的取樣器由真空泵控制工作,它既可用定時器控制取樣,也可根據(jù)流量計的信號按比例取樣。
4 厭氧池
污水廠生物除磷脫氮工藝流程見圖1 。
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圖1 污水廠生物除磷脫氮工藝流程
來自沉砂池的污水與占進水量5%～10 % 的回流污泥混合后進入兩組平行的厭氧池,每組厭氧池分三格,每格尺寸19.45 m ×19.45 m ×4.5 m, 三格呈串聯(lián)式,在每格頂部設一個垂直攪拌器(功率3 kW , 葉輪直徑3m) ,每組池容積4 426. 1 m3 。厭氧池的停留時間約為2.12 h ( Q = 10 ×104 m3/ d) 和1.42h ( Q = 15 ×104 m3/ d) 。攪拌器由PLC 系統(tǒng)控制,每組厭氧池設一個水位控制儀,出水各經(jīng)一個長13.75 m 的堰流到出水渠,在渠里出水與占進水量90% 的回流污泥混合后流向硝化及反硝化池。
厭氧池出水混合液經(jīng)配水井分別流至四座直徑70 m 的圓形硝化和反硝化池。首先混合液進入池中間的缺氧區(qū)進行反硝化,缺氧區(qū)直徑39.6 m (容積4 762m3) 。池內(nèi)設兩臺水平攪拌器(功率8. 8 kW/ 臺),以保持水質(zhì)均勻,避免沉積,攪拌器的運轉(zhuǎn)由PLC 控制,氣態(tài)氮從池中逸出。
反硝化區(qū)的污水繼續(xù)進入池外圈的硝化區(qū)(或稱曝氣區(qū)) 。硝化區(qū)用轉(zhuǎn)刷充氧,每池設10 臺轉(zhuǎn)刷, 長9 m, 功率40 kW, 轉(zhuǎn)刷除充氧外,還具有推流和混合作用。
PLC 系統(tǒng)根據(jù)安裝在每個池子中溶氧儀傳輸來的DO 值控制轉(zhuǎn)刷的啟動數(shù)量,由于目前來水的BOD5 值較低,每池只安裝8 臺轉(zhuǎn)刷,另外通過隔墻開口處的電動可調(diào)整堰控制由硝化區(qū)向反硝化區(qū)提供回流的混合液,最大回流比是400 % 。
由于污水廠出水最終將排入滇池,對除磷有較高的要求,故設有化學除磷的追加處理措施,即生物除磷去除率為60 %, 化學除磷率定為20 % 。
5 化學除磷加藥間
化學除磷加藥間的作用是將Fe2 (SO4)3藥劑投入到回流污泥中,以形成磷酸鐵沉淀。
除磷加藥間建筑面積130 m2(包括藥品庫50 m2) ,投藥量約為12 kg Fe2 (SO4)3/ kgP , 可滿足3～4 d 的藥劑量。另外包括60 m2 的工作間,內(nèi)設兩座3m ×3m ×1.8 m 溶藥池(可以交替使用,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)襯玻璃鋼防腐層) 和¢2.0 m 加藥罐兩個、提升泵兩臺、空壓機一臺、投藥泵兩臺(1 用1 備)及20 m2值班室。加藥間的投藥量可以由人工調(diào)節(jié),其工作狀態(tài)信號輸送至PLC 系統(tǒng),可顯示投藥泵的運轉(zhuǎn)啟閉狀態(tài)和發(fā)出警報。
6 沉淀池
污水由沉淀池配水井分別流至四座沉淀池(每池直徑53 m) ,有效容積4 961.4 m3,總高度8.25 m, 水力停留時間4.76 h ( Q = 10 ×10 4m3/ d) 或3.17h ( Q = 15 ×10 4 m3/d) ,沉淀的表面負荷為0. 47 m3/ (m2 ·h) ( Q = 10 ×140m3/ d) 或0. 708 m3/ (m2 ·h) ( Q = 15 ×10 4 m3/ d) 。
沉淀池采用中心配水、周邊收水的形式,設有單臂周邊傳動刮泥機及刮渣設施,刮泥機采用連續(xù)運行方式,及時將池內(nèi)沉淀污泥經(jīng)¢0.6 m 輸泥管送到回流污泥泵房的集泥池中。經(jīng)過沉淀處理的污水經(jīng)收水堰通過出水渠排至出水閘井中。根據(jù)需要調(diào)度閘門,使出水既可排到盤龍江,也可排至明通河攔河閘下,入河處均設有出口八字閘井。廠內(nèi)回用水也可以由出水閘井用管道送至回用水濾站進行再處理。
7 回流污泥泵房
回流污泥泵房采用半圓環(huán)形的布置方案,同沉淀池配水井兩座構(gòu)筑物巧妙地合建在一起,用弧形中隔墻隔開；亓魑勰啾梅績(nèi)徑6.9 m, 外徑12.5 m, 集泥池面積43 m2,有效水深2 m, 集泥池的有效容積相當于一臺污泥泵運行3. 30 min 的容積。潛污泵直接安裝在集泥池中,四座沉淀池到集泥池的進泥管均單獨設置閘門,閘門關(guān)閉時可防止集泥池中污泥倒灌至放空時的沉淀池中,污泥采用非淹沒出流至回流污泥渠道。
回流污泥泵選用五臺潛污泵(4 用1 備),每臺流量0.434 m3/s 、揚程49 kPa; 集泥池中還設有兩臺水位控制儀,PLC 系統(tǒng)根據(jù)水位控制儀傳輸?shù)乃恍盘杹砜刂莆勰啾玫倪\轉(zhuǎn)。為了避免不均勻磨損,潛污泵將以依次循環(huán)開停方式運行。
8 剩余污泥泵房
剩余污泥泵房設有6.75 m ×4.5 m ×2..64 m 的污泥池,池內(nèi)設三臺潛污泵,提升的污泥通過地下輸泥管道排至污泥濃縮池進行污泥處理。
泵的運轉(zhuǎn)采用定時器控制,每臺泵的流量Q = 1550 m3/d, 揚程H = 59 kPa 。
9 污泥濃縮池
兩座污泥濃縮池直徑15 m, 有效水深3m, 水力停留時間15.7 h ( Q = 10 ×104 m3/ d) 或11.57 h ( Q = 15 ×104m3/d) ,池總高為7.34 m, 每座池有效容積530 m3 。采用的濃縮池容積較大是由于帶式壓濾機不是24 h 連續(xù)工作,用以調(diào)節(jié)儲泥量。
每座濃縮池上設置一臺中心傳動刮泥機,將污泥刮至池中部泥斗,并帶有刮浮渣的設施,刮泥機按全自動方式工作,其工作狀態(tài)信號傳送到PLC 系統(tǒng),可顯示刮泥機運轉(zhuǎn)的啟閉狀態(tài)和發(fā)出警報。
濃縮池污泥采用三臺CT 型污泥泵提升到脫水機房前的調(diào)質(zhì)池,每座濃縮池有一臺排泥泵對應,2 用1 備。污泥泵由定時器控制運轉(zhuǎn),其工作狀態(tài)信號輸送到PLC系統(tǒng),可顯示污泥泵運轉(zhuǎn)的啟閉狀態(tài)和發(fā)出警報。
10 污泥脫水機房
污泥脫水機房為污泥終置構(gòu)筑物,
調(diào)質(zhì)池的作用是調(diào)勻污泥,使進入帶式壓濾機的污泥濃度比較均衡。調(diào)勻污泥靠調(diào)質(zhì)池內(nèi)的垂直攪拌器。
調(diào)質(zhì)池的長、寬、深均為3 m, 攪拌器自池頂垂直安裝,由水位控制儀控制運轉(zhuǎn),以防水位太低或太高時損壞攪拌器的軸桿。在實際運行中泥位太高時自動停止?jié)饪s池污水泵工作,泥位太低時自動停止壓濾機進料泵工作,用以調(diào)控調(diào)質(zhì)池泥位。
污泥進料泵將調(diào)質(zhì)池的污泥提升到脫水機房樓上的帶式壓濾機內(nèi),采用偏心螺旋進料泵兩臺(1 用1 備),流量7～45 m3/h, 揚程150 kPa 。
加藥系統(tǒng)包括加藥罐、投藥泵和靜態(tài)混合器等。
加藥罐按全自動方式工作,首先在位于頂部的池子內(nèi)將聚合物粉末與水混合,并進行攪拌,使聚合物溶解,然后將配好的聚合物貯存在底部的池子里。加藥罐投藥能力為8 kg/ h 。
投藥泵將藥液提升送到安裝在污泥調(diào)質(zhì)池與帶式壓濾機之間污泥管上的靜態(tài)混合器,使藥液與污泥混合。投藥泵的運轉(zhuǎn)由帶式壓濾機的電器控制箱控制,速度可手動調(diào)節(jié),投藥泵Q = 0. 74～3.65 m3/h 。
帶式壓濾機帶寬2.3 m, 能力40 m3/h 。設兩臺(1 用1 備) 。脫水機房后面設有污泥罩棚,以備雨天暫時儲存之用。
壓濾機還配有反沖洗水泵兩臺,及時用廠內(nèi)回用水沖洗濾布。壓濾機濾后的尾水同濃縮池上清液一道返回污水處理系統(tǒng)。
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