Orbal氧化溝工藝在徐州市豐縣污水處理廠的應用
摘要：介紹了徐州市豐縣污水處理廠的工藝設計參數(shù)。該污水處理廠針對處理對象的水量和水質(zhì)采用了Orbal氧化溝法工藝，正式營運后效果良好。該設計過程對中小型城市污水處理廠的工藝設計有一定的參考價值。
關鍵詞：污水處理廠，工藝設計，Orbal氧化溝法
近年來。我國中小城市污水處理廠興建進程不斷加速，由于受到規(guī)模、資金和技術條件等因素的限制，這類城市污水處理廠的規(guī)模普遍不是很大。徐州市豐縣城污水處理廠根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求和工程近遠期結(jié)合的需要，廠址定在縣城東北方向，距縣城中心2．5km處．在此處建污水廠既便于污水收集截流干管的布置。也便于尾水就近排放，對周圍環(huán)境和城市建設開發(fā)用地均無不利影響。
1 處理水量及水質(zhì)
1．1處理水量
近期2．0x104mVd，遠期4．0x104m3／d。
1．2處理水質(zhì)
本工程主要的處理對象為工業(yè)廢水和生活污水，根據(jù)相關機構提供的水質(zhì)檢測結(jié)果，該城市生活污水的成份比較穩(wěn)定，其主要污染指標為COD扒
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BOD，及SS三項，隨著城市生活水平及用水量的變化，城市生活污水的濃度略有不同。工業(yè)廢水成份復雜、濃度變化大，并含有多種有毒有害成分。該污水處理廠是以處理生活污水或類似生活污水水質(zhì)的工業(yè)廢水水質(zhì)為主。參考同類工程水質(zhì)指標資料數(shù)據(jù)．對污水的水質(zhì)指標進行了詳細地分析．對生活污水和工業(yè)廢水水質(zhì)指標進行了詳細分析。對生活污水和工業(yè)廢水指標以水量為依據(jù)進行了綜合加權平均。進水水質(zhì)如表1所示。
依據(jù)《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)和國家環(huán)？偩帧蛾P于淮河流域城市污水處理廠出水水質(zhì)標準的復函》(環(huán)辦[199814號)，城鎮(zhèn)二級污水處理廠的出水按不同排放去向分別執(zhí)行不同級別的標準，排入Ⅳ、V類水體的，應執(zhí)行二級標準，即COD0120mg／Lt2]。結(jié)合本工程對水環(huán)境影響的具體情況．污水處理廠的出水水質(zhì)根據(jù)河流水質(zhì)規(guī)劃要求和受納水體的類別(近期Ⅳ類，遠期為Ⅲ類)確定，具體要求如表2所示。對表1計算所得的迸水水質(zhì)指標適當放寬，根據(jù)污水的進、出水水質(zhì)指標。計算各種污染物質(zhì)的去除率圈。
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2污水處理廠工藝設計
在工藝選擇方面，根據(jù)污水的進水水質(zhì)和出水水質(zhì)，可確定各種污染物質(zhì)的去除率。如表2所示。常規(guī)活性污泥法能滿足CODo、BOD，及SS的去除率。但對氮、磷的去除是有限的。僅從剩余污泥中排除氮、磷，其中氮的去除率約10％～25％．磷的去除率約10％～30％，達不到上述要求。因此。本工程需采用生物除磷脫氮工藝。根據(jù)綜合比較，采用Orbal氧化溝生物除磷脫氮工藝。
Orbal氧化溝為三條同，1、2’橢圓形式。污水依次由外溝進入中溝，最后從內(nèi)溝排出。三條溝內(nèi)的溶解氧分別控制在0 mg／L、lmg／L和2mg／L的水平上。通常外溝的體積占曝氣池總體積的50％以上．甚至可達70％，中溝和內(nèi)溝體積一般分別為曝氣池總體積20％一30％和10％一20％。每條溝渠都是一個完全混合反應池，具有無終端的流線。溝與溝之間呈現(xiàn)推流式的特征。Orbal氧化溝的硝化與反硝化過程基本上在外溝得以完成，聚磷菌繼續(xù)釋磷。同時在此完成大部分有機物的去除。盡管外溝的實際需氧量可高達總需氧量的75％，但曝氣轉(zhuǎn)蝶供給此通道的氧僅占系統(tǒng)總需氧量的50％一60％，因而系統(tǒng)始終能維持高虧氧狀態(tài)，Orbal氧化溝的外溝位于曝氣轉(zhuǎn)蝶下游，呈好氧狀態(tài)，而其上游則呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)因而類似多個好氧一缺氧反應器的串聯(lián)系統(tǒng)。污水在其中不斷地進行硝化一反硝化，一般可達到80％以上的總脫氮效率，并可獲得部分磷的去除。中溝的溶解氧設計值為lmg／L。但實際上其溶解氧在0～2mg／L之間擺動，主要依據(jù)日負荷量而變化，在每天的高峰負荷時，溶解氧降至接近于零，而低負荷時又上升到2mg／L左右，其主要作用是繼續(xù)完成硝化作用。內(nèi)溝的溶解氧為2mg／L以上。容積約占總?cè)莘e的10％一20％，保證出水溶解氧含量在2mg／L以上，同時進一步降低出水BOD“NH。．N的含量141。
本工程所采用的Orbal氧化溝具有如下工藝特點：1)采用轉(zhuǎn)碟曝氣，混合效率較高，水流在溝內(nèi)的速度最高可達0．6～0．7m／s，水流快速地在外溝道進行有氧、無氧交換，同時進行有機物的氧化降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。中溝與內(nèi)溝中污水的有機物進一步得到去除降解。出水水質(zhì)好。2)供氧量的調(diào)節(jié)，可以通過改變轉(zhuǎn)碟的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速、浸水深度和轉(zhuǎn)碟安裝個數(shù)等多種手段來調(diào)節(jié)工。藝系統(tǒng)的供氧能力，使溝內(nèi)溶解氧值保持在最佳值，使系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟、可靠地運行。3)污水進入氧化溝。具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點，出水水質(zhì)穩(wěn)定。對于每個溝道來講，混合液的流態(tài)基本上為完全混合式，由于池容較大，緩沖稀釋能力強，耐高流量。高濃度的沖擊負荷能力強；對于3個溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式。有著不同的溶解濃度和污泥負荷，兼有多溝道串聯(lián)的特征，難降解有機物去除率高。并可減少污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。4)橢圓形溝平面布置有利于利用水流慣性，節(jié)約推動水流的能耗。在曝氣過程中。串聯(lián)的溝道水流形成典型的溶解氧濃度變化O～1～2(mg／L)，因而自動控制了系統(tǒng)的生物脫氮過程。外溝溶解氧平均值很低。氧的傳遞作用在虧氧條件下進行，具有較高的效率，因而起到節(jié)能的作用。5)污泥齡較長，使污泥量較少并趨于好氧穩(wěn)定，從而簡化工藝流程，管理方便四。污水處理工藝流程如圖1所示。
3主要生產(chǎn)構筑物工藝設計
3．1粗格柵和進水泵房
進水泵房和格柵間合建。一期工程時土建按4×l(Y’m3／d處理規(guī)模建成。設備分期安裝，一期工程按1667m3／h處理規(guī)模安裝潛污泵。7臺潛污泵，其中一期5臺，流量450m3／h，揚程13m，4用1備，旱季運行2臺，雨季運行4臺，遠期增加2臺潛污泵。共同組成6用l備。2臺粗格柵置于泵站進水端，設計流量1667m3／h，過柵流速0．6m／s，過柵允許水位差200mm，柵渠寬度1550mm，柵條間隙40ram，最大水深1300mm，格柵安裝傾角750，格柵總高度7000ram。
3．2細格柵和旋流沉砂池
2臺細格柵設于沉砂池進水端，流量1667mVh，過柵流速0．6m／s，過柵水位差300mm，柵渠寬度1200mm，柵條間隙5mm，有效水深1000mm，安裝角度600。2組旋流沉砂池，每組處理水量2．0x104rn3／d，每組沉砂池直徑3000mm。水平流速0．06m／s，旋流速度0．25m／s，0．2ram粒徑砂粒能夠達到80％的去除率。
3．3配水井
污水處理廠設計一期2x104m3／d分2組1．0x104m3／d 0rbal氧化溝運行，為保證配水的均勻性，設置配水井。采用配水堰對每組氧化溝進行配水。同時，為了達到生物除磷，二沉池回流污泥回至配水井中，并充分混合，以達到生物除磷的效果。設計水力停留時間1．Oh，回流比25％～50％，安裝3臺功率4kW攪拌器。
3．4 Orbal氧化溝
污水由配水井分配進入橢圓形的Orbal氧化溝。每座處理規(guī)模均為1x104m3／d。單座長66．Om，寬56．0m．總池容10000m3。內(nèi)設三條渠道，依污水流經(jīng)次序分別為外溝、中溝和內(nèi)溝。外溝寬12．0m。有效水深4．2m，有效容積6700m3。占氧化溝總池容的66．50％。考慮到外溝溝寬與池深比例略大。vr(弗勞德數(shù))較小，抗干擾性較差，因此將此溝用磚墻分隔成兩溝。并通過磚墻上的24個2．0mx2．0m的方洞連通。溝內(nèi)安裝12．Om長的轉(zhuǎn)蝶曝氣機組4套。每套安裝直徑1．4m轉(zhuǎn)蝶30個；中溝寬6．0m，有效容積2100m3，占氧化溝總池容的20．9％。溝內(nèi)安裝轉(zhuǎn)蝶曝氣機組2套．每套安裝直徑1．4m轉(zhuǎn)蝶20個；內(nèi)溝寬6。Om，有效容積1200m，，占氧化溝總池容的12。6％，溝內(nèi)安裝轉(zhuǎn)蝶曝氣機組2套．每套安裝直徑1．4m轉(zhuǎn)蝶16個。
3．5二沉池
二沉池共設2座，單座流量1．0x104m3／d。表面負荷0．7m3／(m2．d)，直徑28m，有效水深4．0m。沉淀池采用中心進水周邊出水方式。池內(nèi)安裝周邊傳動刮吸泥機一臺，刮吸泥機排除的污泥重力流人污泥泵房集水井。然后部分通過外回流泵提供回流。剩余污泥通過剩余污泥泵提升。經(jīng)勻質(zhì)池上部流入污泥濃縮池。沉淀池上的浮渣由刮渣板刮入池子一側(cè)的排渣斗。并定其清運
3．6加氯間
設加氯間l座。平面尺寸為20．24x6．24m，設備按2x104m3／d規(guī)模安裝。氯量lOmg／L，配備手動加氯機2臺(1用1備)，加氯機規(guī)模10kg／h。加氯間內(nèi)設漏氯檢測儀。并安裝軸流風機5臺。
3．7接觸池
設接觸池1座，2x104m3／d，停留時間30rain，平面尺寸18．5x13．5m．有效水深2．Om。
3．8污泥泵房和污泥勻質(zhì)池
設污泥泵房l座。4．Oxl04m3／d。固流比25％一50％。泵房內(nèi)安裝污泥提升泵4臺，其中一期2臺。水泵流量450m3／h，揚程3M；剩余污泥泵3臺，2用1備，其中一期2臺，1用1備，水泵流量30m3／h，揚程2．5m。污泥勻質(zhì)池設1座，污泥停留時間5h，內(nèi)徑6m。有效深度4．4m，池內(nèi)安裝潛水攪拌機1臺。
3．9污泥濃縮池和脫水機房
污泥濃縮池共設2座，一期1座，內(nèi)徑12m，有效深度3．8m。池中心安裝中心傳動污泥濃縮機1臺．重力濃縮后污泥含水率97％。脫水機房設帶式壓濾機2套．脫水干污泥由兩臺組合的無軸螺旋輸送機送至泥棚或直接裝車外運。
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4結(jié)論
徐州市豐縣污水處理廠一期工程處理能力為2xl&m3／d，投資3500萬元。該污水處理廠2003年初完成設計．2003年11月開工建設，2004年12月全
面竣工，經(jīng)過一年多時間的試運營，2006年4月正式投入運營。經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)測和調(diào)查，正式投入運營以來平均進、出水水質(zhì)指標。污染物去除率如表3所示，出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918．2002)一級B標準要求。
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