橫嶺污水處理廠二期工程的設(shè)計(jì)
橫嶺污水處理廠二期工程是龍崗河流域水質(zhì)改善工程的重要組成部分，設(shè)計(jì)規(guī)模為40×104m3／d，與一期工程合計(jì)總規(guī)模為60×104m3／d。
根據(jù)本工程規(guī)模大、可用地小、進(jìn)水水質(zhì)濃度變化大的特點(diǎn)，確定采用以曝氣生物濾池為主體的污水處理工藝。
1 進(jìn)、出水水質(zhì)與工藝流程
1．1 進(jìn)、出水水質(zhì)
由于橫嶺污水廠配套截污干管系統(tǒng)近期是對(duì)沿龍崗河各支流進(jìn)行總口截流，遠(yuǎn)期逐步完善為市政截污干管，因此將由合流制逐漸過(guò)渡到分流制，也就是污水廠進(jìn)水濃度有一個(gè)由低變高的過(guò)程。根據(jù)《龍崗河流域水環(huán)境綜合整治工程規(guī)劃》，2010年的污水處理廠建設(shè)目標(biāo)是使出水滿足景觀用水的要求，因此確定污水處理廠近期執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。
.jpg) |
1．2 工藝流程
二期工程采用DN／CN的BAF處理工藝，具體工藝流程如圖1所示。
.jpg) |
2 工藝設(shè)計(jì)
⑴溢流井(一期1二程已建)
利用一期工程的溢流井作為一期工程和二期工程進(jìn)水的切換井。
一期工程溢流井為鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為8．0 m×8．0 m×12．9 m。
在溢流井南側(cè)池壁上新沒(méi)兩根D2 020×20 mm鋼管作為二期工程的進(jìn)水管。
⑵粗格柵問(wèn)及污水提升泵房
粗格柵及污水提升泵房按照40×104m3／d規(guī)模設(shè)計(jì)，取Kz=1．3，設(shè)計(jì)流量為6．0 m3／s。
粗格柵和污水提升泵房合建。地下部分為鋼混結(jié)構(gòu)，地上部分為框架結(jié)構(gòu)。格柵問(wèn)平面尺寸為8．2m×20．5 m，地上部分高為9．8 m，地下部分高為12．9 m；污水提升泵房平面尺寸為10．0 m×30．0m，地上部分高為12．9 m，地下部分高為15．0 m。
主要設(shè)備：液壓移動(dòng)抓爪式清污機(jī)2臺(tái)；固定格柵4臺(tái)；立式離心泵9臺(tái)(7用2備，其中1臺(tái)庫(kù)房備用)，單臺(tái)流量為860 L／s，揚(yáng)程為230 kPa，，v=250 kW。
水泵啟停根據(jù)泵坑內(nèi)液位信號(hào)綜合控制，采用先開(kāi)先停、先停先開(kāi)的方式輪換運(yùn)行。為了優(yōu)先保證一期工程的水量，本工程將水泵的啟泵和停泵水位適當(dāng)提高。
⑶細(xì)格柵
尺寸為32 m×20 m×2．5 m，采用階梯式機(jī)械格柵，共8臺(tái)，單臺(tái)B=2．0 m，b=6 mm，d=45。，N=2．2 kW，每臺(tái)格柵前后渠道各設(shè)一個(gè)不銹鋼一體式壁裝閘門，供水量變化和設(shè)備檢修時(shí)互相切換。格柵配無(wú)軸螺旋輸送機(jī)2臺(tái)D=300 mm，L=11 m，N=4．0 kW。清除的柵渣經(jīng)無(wú)軸螺旋輸送機(jī)輸送至位于細(xì)格柵問(wèn)下的砂、柵渣處理間，經(jīng)壓榨機(jī)壓榨脫水后外運(yùn)。
⑷預(yù)處理池
預(yù)處理池為三階段強(qiáng)化一級(jí)沉淀，曝氣沉砂池、隔油池、斜管沉淀池合建。強(qiáng)化預(yù)處理池共設(shè)16格，細(xì)格柵出水經(jīng)過(guò)集水渠匯合，再經(jīng)過(guò)配水渠均勻分配至每格預(yù)處理池，每座預(yù)處理池內(nèi)設(shè)曝氣沉砂池、隔油池各2座，斜管沉淀池1座，其中曝氣沉砂池尺寸為6．5 m×2．4 m×7．55 m，采用管式曝氣器曝氣，氣源來(lái)自設(shè)于砂、柵渣脫水問(wèn)內(nèi)的羅茨風(fēng)機(jī)。設(shè)羅茨風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用l備)，每臺(tái)Q=44．82 m3／min，P=34．3 kPa，N=45 kW。每座隔油池尺寸為6．5 m×2 m×5．85 m，池內(nèi)設(shè)1臺(tái)曝氣泵，N=4．0kW，浮渣間歇性地被撇渣器排除，在浮渣中含有明顯油脂的情況下，浮油外運(yùn)至工業(yè)廢棄物處理場(chǎng)處置，其余時(shí)間產(chǎn)生的少革浮渣由設(shè)在預(yù)處理池廊道內(nèi)的渣漿泵排至污泥緩沖池。氣浮池出水進(jìn)入斜管沉淀池，斜管沉淀池為異向流，每座尺寸為10 m×15 m×5．85 m，池內(nèi)設(shè)UPVC蜂窩斜管，d=80mm，傾角為60。，垂直高度為1．5 m，污泥通過(guò)中心傳動(dòng)刮泥機(jī)刮至池四角的集泥斗，通過(guò)渣漿泵排至污泥緩沖池。預(yù)處理池出水經(jīng)渠道匯合，再配水進(jìn)入DN曝氣生物濾池。
曝氣沉砂池實(shí)際設(shè)計(jì)流量為l 9 663 m。／h，停留時(shí)間為5．4 min。
氣浮池停留時(shí)問(wèn)為15．3 min。
斜管沉淀池停留時(shí)問(wèn)為0．8 h，表面負(fù)荷為8m3／(m2·h)，干泥產(chǎn)量為114 Vd。
⑸曝氣生物濾池配水混合井
曝氣生物濾池配水混合井共兩座，分別給兩組曝氣生物濾池配水，并兼有混合外加碳源、原水和回流硝化液的功能，每座配水混合井內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，單臺(tái)N=4．0 kW。
每座配水混合井尺寸為15．8 m×lO．8 m×10．3 m。
在配水混合井后共設(shè)2組超細(xì)格柵，每組3臺(tái)，單臺(tái)B=2 440 mm，b=2 mm。
⑹DN濾池
曝氣生物濾池采用前置反硝化工藝，分DN池、CN池兩級(jí)，每級(jí)48格，分為4組，每組包括12格一DN池和12格CN池。單格尺寸為12 m×6 m×7．7m
在配水混合井，原水與來(lái)自CN池的硝化液混合后經(jīng)分配進(jìn)入DN池，DN池為專門的前置反硝化濾池。由于生物濾池為逐格依次反沖洗，因此各格的工況不同，在配水井至DN池的各支管上，設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)，用于各池流量分配。
設(shè)計(jì)流量為27 432 m3／h，濾速為4．8 m／h，強(qiáng)制濾速為5．3 m／h；實(shí)際平均濾速為7．9 m／h，實(shí)際平均強(qiáng)制濾速為8．6 m／h，濾料采用陶粒濾料，粒徑為4～6 mm，反硝化容積負(fù)荷為1．56 kgNO3，一N／m3。
⑺CN濾池
CN池與DN池池型、過(guò)濾方式基本相同，所不同的是為好氧濾池，采用管式曝氣器曝氣，進(jìn)水通過(guò)濾頭向上過(guò)濾，設(shè)羅茨風(fēng)機(jī)48臺(tái)，每臺(tái)Q=33 m3／min．JiP=88．2 kPa，Ⅳ=75 kW，每格一臺(tái)，采用變頻調(diào)速控制。
CN池出水部分硝化液回流至DN池配水混合井，進(jìn)入DN池通過(guò)反硝化脫氮，最大回流比為100％，設(shè)回流泵房2座，每座尺寸為15 m×6 m×4rn，遠(yuǎn)期設(shè)4臺(tái)潛污泵(3用1備)，每臺(tái)Q=3 350m3／min，H=72 kPa，Ⅳ=90 kW，變頻調(diào)速以調(diào)整回流量。
設(shè)計(jì)濾速與DN池相同，濾料采用陶粒濾料，粒徑為2～4mm，氣水比為3．6：l，硝化容積負(fù)荷為0．55 kgNH3一N／m3。
⑻紫外消毒渠
工程采用紫外線消毒，設(shè)計(jì)進(jìn)水懸浮物濃度為10-mg／L，設(shè)計(jì)透光率為70％，出水糞大腸桿菌數(shù)<1 000個(gè)／L。
紫外線消毒渠與中水[口]用水泵房合建，鋼混結(jié)構(gòu)，平面尺寸為16．0 m×13．66 m，高為5．0～2．1m。紫外線消毒設(shè)備包括燈架、控制中心、配電中心、水位控制系統(tǒng)。
⑼加藥問(wèn)
為實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷藥劑投加，設(shè)加藥間一座。加藥間位于細(xì)格柵池下，面積為480 m2，包括三氯化鐵溶解池2座，溶液池3座，每座溶液池尺寸為4 m×4 m×3．5 m，溶解池尺寸為4 m×4 m×2．7 m，內(nèi)設(shè)槳板攪拌機(jī)。設(shè)4臺(tái)計(jì)量泵，前加藥點(diǎn)為細(xì)格柵后的渠道，通過(guò)潛水?dāng)嚢铏C(jī)混合進(jìn)人預(yù)處理池，后加藥點(diǎn)為DN池后的渠道混合區(qū)。
⑽甲醇投加問(wèn)及甲醇儲(chǔ)液池
設(shè)甲醇溶液儲(chǔ)存池和甲醇投加問(wèn)各一座。為了保證安全，設(shè)甲醇溶液儲(chǔ)罐池，采用鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為16．4 m×9．84 m×5．1 m，內(nèi)設(shè)甲醇儲(chǔ)罐4套。甲醇投加問(wèn)為半地下結(jié)構(gòu)，下部采用鋼混結(jié)構(gòu)，上部采用框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為3．1 m×4．5 m，上部高為2．95 m，下部高為6．0 m。
⑾反沖洗水池及反沖洗水泵、風(fēng)機(jī)房
CN池及DN池反沖洗由專用的反沖洗水泵和風(fēng)機(jī)完成。水反沖洗強(qiáng)度為8 L／(s·m2)，氣反沖洗強(qiáng)度為25 I／(s·m2)？倹_洗時(shí)間為40 rain，其中氣洗時(shí)間為5 min，氣水沖時(shí)間為5 min，水洗時(shí)間為20 min，其他時(shí)間為10 min。
反沖洗風(fēng)機(jī)及水泵房共兩座，每座服務(wù)兩組曝氣生物濾池，單座尺寸為15 m×15 m×4．5 m。每座反沖洗風(fēng)機(jī)及水泵房?jī)?nèi)設(shè)反沖洗風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用l備)，每臺(tái)p=55 mJ／min，P=95 kPa，Ⅳ=132 kW，采用變頻調(diào)速控制；反沖洗水泵6臺(tái)(4用2備)，每臺(tái)Q=1 200 m3／h，日=160 kPa，Ⅳ=75 kW。
反沖洗廢水經(jīng)反沖洗廢水渠排入反沖洗廢水池(4座)，單座容積為1 000 m3，設(shè)3臺(tái)反沖洗廢水泵，每臺(tái)p=486 m3／h，H=170 kPa，，v=30 kW。反沖洗廢水回流至細(xì)格柵前進(jìn)入預(yù)處理池。
⑿污泥處理
預(yù)處理池排泥為逐池非連續(xù)排泥，為調(diào)節(jié)一次排泥量與排泥時(shí)間內(nèi)污泥脫水機(jī)處理能力之間的差值，設(shè)置污泥緩沖池，預(yù)處理池每天產(chǎn)污泥總量為5 700 m3／d，污泥含水率為98％，f污泥產(chǎn)量為114t／d。污泥緩沖池為矩形池，有效容積為500 m3，內(nèi)設(shè)2臺(tái)潛水?dāng)嚢杵，D=410 mm，N=4．0 kW，以防止污泥沉淀淤積。
污泥脫水間共設(shè)兩層，總面積為600 m2，上層為脫水機(jī)房及配電值班室，下層為加藥問(wèn)、污泥泵房和變壓器室，另設(shè)污泥裝運(yùn)間一座。
污泥脫水間內(nèi)設(shè)離心脫水機(jī)3臺(tái)，Q=120 m3／h．N1=160 kW，N2=30 kW，24 h連續(xù)工作；設(shè)污泥螺桿泵3臺(tái)，單臺(tái)Q=50～120 mJ／h，H=200 kPa，N=18．5 kW，將緩沖池污泥抽送至離心脫水機(jī)；設(shè)絮凝劑自動(dòng)溶藥系統(tǒng)2套，12．9～16 kg干粉／h，0．5％濃度，N=3．0 kW，可自動(dòng)配制投加，設(shè)加藥螺桿泵3臺(tái)，Q=1．0～3．0 m3／h，H=400 kPa，N=1．5 kW，在污泥脫水前投加聚丙烯酰胺藥劑，藥劑投加率按污泥干質(zhì)量的0．5％計(jì)，配制濃度為0．6％，聚丙烯酰胺貯量按30 d考慮。
脫水后的泥餅含水率達(dá)到78％，用無(wú)軸螺旋輸送器將污泥送人儲(chǔ)泥斗，由自卸卡車外運(yùn)至污泥處理場(chǎng)處理。儲(chǔ)泥斗的容積按l d的儲(chǔ)泥設(shè)計(jì)。為了保證臭氣不外逸，儲(chǔ)泥斗間設(shè)密封的卷簾門。
脫水后廢水排入廠區(qū)污水管網(wǎng)，經(jīng)污水提升泵站回至污水處理系統(tǒng)。
溶藥用水、離心脫水機(jī)沖洗水采用生物濾池出水。
3 工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)
①采用的污水處理工藝耐水質(zhì)波動(dòng)能力強(qiáng)，適應(yīng)低、中、高濃度污水，且耐水力沖擊負(fù)荷能力好，生物膜附著能力強(qiáng)，不易隨流速增大而流失。
②采用的污水處理工藝占地面積小，不需新征地，可以大大縮短建設(shè)周期。
③強(qiáng)化預(yù)處理采用曝氣沉砂池、氣浮池、斜管沉淀池合建，將生化反應(yīng)與物理重力分離作用相結(jié)合，對(duì)有機(jī)物及懸浮物的去除作用明顯。
4 相關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn)和借鑒意義
廈門筼筜污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為30×104m3／d，是目前亞洲最大的采用DN／CN曝氣生物濾池工藝的污水處理廠。為了更好地了解采用曝氣生物濾池工藝的污水處理廠的特點(diǎn)，橫嶺污水處理廠二期工程學(xué)習(xí)和借鑒了該廠的如下經(jīng)驗(yàn)：
①預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置格柵的重要性
廈門筼筜污水處理廠為保證生物濾池濾頭正常運(yùn)行，防止在運(yùn)行過(guò)程中濾頭堵塞，總共設(shè)置了2道粗格柵、3道細(xì)格柵，以保證反沖洗的水量供應(yīng)及濾頭的暢通。
②濾池管廊的加固
在生物濾池反沖洗時(shí)，需關(guān)閉前一個(gè)處理系統(tǒng)的閥門或停泵，這時(shí)管道中會(huì)形成水錘。為避免在水錘沖擊過(guò)程中管道移位脫節(jié)，在進(jìn)行管廊中管道的設(shè)計(jì)與施工時(shí)要特別加強(qiáng)管道的固定，以確保安全運(yùn)行。
③甲醇投加問(wèn)的設(shè)計(jì)
筼筜污水處理廠與橫嶺污水處理廠二期工程都是采用預(yù)處理／曝氣生物濾池工藝，都存在碳源不足的問(wèn)題，需要補(bǔ)充碳源。
甲醇為易揮發(fā)性液體，屬甲類危險(xiǎn)物品，所以建議罐池內(nèi)采用強(qiáng)制排風(fēng)。甲醇投加問(wèn)應(yīng)設(shè)置提升泵，以便在遇到緊急情況下將泄漏的液體集中排出， 罐體之間宜另設(shè)臨時(shí)排空系統(tǒng)，當(dāng)外部發(fā)生火災(zāi)及危險(xiǎn)時(shí)，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)將罐體中的甲醇溶液排入周邊生物池等系統(tǒng)中進(jìn)行稀釋。
5 結(jié)語(yǔ)
在橫嶺污水處理廠二期工程工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)該廠的實(shí)際情況，確定采用曝氣生物濾池處理工藝，同時(shí)通過(guò)借鑒相似的已經(jīng)建成運(yùn)行的污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)二期工程做了進(jìn)一步的優(yōu)化，使項(xiàng)目的設(shè)計(jì)更加合理。該項(xiàng)目的建設(shè)不僅可以有效改善龍崗河深惠交接斷面的水質(zhì)，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)類似污水處理廠的設(shè)計(jì)提供了借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄭俊，吳浩汀，程寒飛．曝氣生物濾池污水處理新技術(shù)及工程實(shí)例[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002．
[2] 鄭俊，吳浩汀．曝氣生物濾池工藝的理論與工程應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005．
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
