鹽田污水處理廠的設(shè)計及運(yùn)行
深圳鹽田污水處理廠設(shè)計總規(guī)模 20 萬 m3/d， 分期建設(shè)， 近期工程規(guī)模 12 萬 m3/d， 已于 2001年建成并投入運(yùn)行。廠址位于鹽田港碼頭附近一片填海區(qū)， 遠(yuǎn)期總控制用地 11.4hm2， 近期占地6.33hm2。污水處理采用 MSBR 工藝， 污泥處理采用一體式離心濃縮脫水工藝。
一、工程設(shè)計
1、設(shè)計水質(zhì)
①進(jìn)水水質(zhì)
BOD5 =150mg/L ( 校 核 值200mg/L) ; SS=150mg/L ( 校核值200 mg/V);CODCr =250 ～ 400mg/L; TN =35mg/L; TP=4mg/L
②出水排放標(biāo)準(zhǔn)
近期工程按 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978- 1996)一級標(biāo)準(zhǔn)，并考慮了廣東省、深圳市環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定， 排放標(biāo)準(zhǔn)為：BOD5≤20mg/L; CODCr≤60mg/L;SS ≤20mg/L; NH3 - N ≤15mg/L;TP≤0.5mg/L。
2、工藝流程
鹽田污水處理廠近期工藝流程見圖 1 所示。
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3、MSBR 系統(tǒng)工作原理
本污水廠中心處理構(gòu)筑物為MSBR系統(tǒng)， 它擔(dān)負(fù)著降低 BOD、SS、除磷脫氮的任務(wù)。 MSBR即改良型 SBR， 它實 際 是 由A2/O 工 藝與 SBR 系統(tǒng) 串 聯(lián) 而成， 工作原理見圖2。
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4、主要構(gòu)建筑物工程設(shè)計
①粗格柵與提升泵房
粗格柵與提升泵房合建。粗格柵井與泵坑均分為 2 格。粗格柵井設(shè) 2 臺機(jī)械粗格柵， 型式為鋼絲繩牽引式， B=1.5m， b=20mm，安裝傾角為 80° 。 泵坑內(nèi)設(shè)潛水泵4 臺 ， 3 用 l 備 。 潛 水 泵 Q =0.375m2/s， H=9.00m， N=45kW。
②細(xì)格柵渠與沉砂池
細(xì)格柵渠與沉砂池合建， 土建按 20 萬 m3/d 規(guī)模設(shè)計， 設(shè)備按 12 萬 m3/d 規(guī)模安裝。細(xì)格柵渠共 4 條柵渠， 近期在 2 條柵渠中安裝細(xì)格柵。采用回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵， B=1.2m， b=5mm， 安裝傾角 α =75° ， 柵前水深 1.5m， 過柵流速 v=0.88m/s。沉砂池采用 360° 比氏沉砂池， 直徑 Φ6.1m， 共 2 座。
③MSBR 系統(tǒng)
MSBR 系統(tǒng)包括 7 個單元， 7個單元組合成 1 座矩形池， 單座池 設(shè) 計 規(guī) 模 4× 104m3/d， 尺 寸66.9m× 57.8m× 6.9( 8.9)m， 它由回流污泥濃縮池( 2#單元)、 缺氧池( 3#單元)、 厭氧池( 4#單元)、 缺氧 \厭氧池( 5#單元)、 好氧池( 6#單元)、 2 個 SBR 池 ( 1#單元、 7#單元)組成。 單座 MSBR 系統(tǒng)水力停留時間 HTR=14.31h。各單元分配見表 1。
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④消毒接觸池
接觸池近期建 1 座， 停留時間為 32min。 加氯點設(shè)在接觸池前的閥門井內(nèi)， 氯水與處理后污水在管道中混合后進(jìn)入接觸池充分接觸消毒。
⑤鼓風(fēng)機(jī)房
鼓風(fēng)機(jī)房土建按遠(yuǎn)期設(shè)計規(guī)模一次建成， 設(shè)備分期安裝。近期安裝 5 臺離心鼓風(fēng)機(jī)， 單臺風(fēng)機(jī)Q =162.5m3/min， H =7.5mH2O， N =250kW， V=380V， 調(diào)整范圍 45%～100%。
⑥加藥、 加氯間
加藥間和加氯間為合建式建筑物。
加藥間為污水除磷加藥服務(wù)， 化學(xué)藥劑采用 FeSO4， FeSO4產(chǎn)品純度以 90%計， 溶解度按15%計， 近期 ( 12 萬 m3/d) 純：FeSO4 設(shè)計投加量 1474kg/d， 商品 FeSO4 設(shè)計投加量 1638kg/d。加藥間內(nèi)設(shè)計有 2 套溶藥池、 吸液池， 每座池內(nèi)設(shè) N=4.0kW 攪拌器 1 臺， 藥液采用計量泵投加， 近期共設(shè) 4 臺泵( 3 用1備) ， Q=167L/h， H=0.3MPa。
加氯間為加氯系統(tǒng)服務(wù)， 藥劑采用液氯， 投氯量 10mg/L。
⑦污泥濃縮脫水間
污泥濃縮脫水間土建按遠(yuǎn)期設(shè)計規(guī)模一次建成， 設(shè)備分期安裝， 平面尺寸 36.0m× 15.0m× 8.0m。近期設(shè)計干泥量 15.6tDs /d， 進(jìn)泥含固率 0.8%， 出泥含固率 22%。近期安裝 3 臺一體式濃縮、 脫水離心機(jī)， Q=40m3/h， N 主 機(jī) =75kw，N副機(jī)=15kw。
⑧軟弱地基處理設(shè)計
本污水廠場地是經(jīng)海域填土形成的陸地， 除上部為填土外， 下臥軟弱土層有淤泥及細(xì)砂層， 淤泥層厚 0.5～ 7.0m， 天然含水量59.6%～ 10l%， 孔隙比 1.67～ 1.90，細(xì)砂層厚 0.7～ 8.5m， 天然含水量為 11.5%～ 37.0%， 孔隙比 0.44～1.02， 軟弱土層總厚度為 0.7～8.90m， 細(xì)砂層具輕微～ 中等液化性， 同時場地地下水對鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋砼中的鋼筋具有中強(qiáng)腐蝕性。本場地地基條件較差， 經(jīng)過大量的研究及調(diào)查工作后， 對大型水池 MSBR 池采用了經(jīng)濟(jì)、可靠的端擴(kuò)錨筋碎石樁進(jìn)行地基處理， 該樁型是一種三合一的復(fù)合樁處理地基液化以及滿足構(gòu)筑物承載力和抗浮力要求的新方法。根據(jù) MSBR 池的承載力要求， 采用擠密碎石樁和端擴(kuò)加錨筋碎石樁復(fù)合樁型并按等腰三角形布置， 擠密碎石樁和端擴(kuò)加錨筋碎石樁樁徑均為 de=500mm， 單樁截面積 Ad=0.196m2， 單樁加固面積A=2.25m2， 其 面 積 置 換 率 m=8.7%， 端擴(kuò)加錨筋碎石樁由抗拔錨固頭( 夯擴(kuò)頭)、 抗拔鋼筋及碎石樁三部分組成。端擴(kuò)加錨筋碎石樁錨筋采用增加腐蝕余量及防腐涂層厚度的方法來提高抗腐蝕能力， 滿足端擴(kuò)加錨筋碎石樁設(shè)計基準(zhǔn)期 50 年的要求。
二、 設(shè)計特點
①針對本工程用地緊張的實際情況在國內(nèi)首次采用了 MSBR工藝， 該工藝集約程度高、占地省、 工藝新穎、 先進(jìn)、 可靠。
②在國內(nèi)首次在生化池系統(tǒng)內(nèi)采用了浮筒式攪拌器、可升降曝氣器及空氣出水堰等新型設(shè)備， 這些設(shè)備先進(jìn)且維修方便， 可以在 MSBR 一系統(tǒng)不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù)。
③在 MSBR 系統(tǒng)中設(shè)置了回流污泥濃縮池， 濃縮后污泥流入?yún)捬醭兀?上清液直接流至好氧池或缺氧池， 這樣避免了濃縮污泥中硝酸鹽對厭氧池釋磷的影響， 強(qiáng)化了系統(tǒng)生物除磷功能， 此回流污泥濃縮技術(shù)屬美國專利技術(shù)。
④MSBR 系統(tǒng)具有多種運(yùn)行模式， 根據(jù)進(jìn)、 出水水質(zhì)可按倒置A/A/O 工藝或五段式 bardenpho工藝或改良 A/A/O 工藝靈活運(yùn)行， 目前按改良 A/A/O 工藝運(yùn)行， 出水水質(zhì)良好。
⑤根據(jù)污水廠軟弱地基且細(xì)砂層液化問題嚴(yán)重的情況經(jīng)過多方案研究在國內(nèi)率先采用了經(jīng)濟(jì)可靠且施工方便的端擴(kuò)錨筋碎石樁地基處理技術(shù)， 很好地解決了大型水池地基承載力及抗拔力，同時也解決了淤泥質(zhì)細(xì)砂層的液化問題。
三、 運(yùn)行效果及達(dá)標(biāo)情況
1、 運(yùn)行效果
鹽田污水廠 2005 年 1～ 12 月平均出水水質(zhì)見表2。 從表中看出平均 進(jìn) 水 BOD5、 SS、 CODCr、 NH3 -N、TN、 TP等值有些時間超過設(shè)計值，但出水水質(zhì)較穩(wěn)定且優(yōu)于設(shè)計值。
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2、 達(dá)標(biāo)效果
鹽田污水廠投產(chǎn)運(yùn)行 6 年多以來， 運(yùn)行正常， 出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計水質(zhì)完全達(dá)到 《 城鎮(zhèn)污水廠污染物排放》 (GB18918- 2002) 中的一級 B標(biāo)準(zhǔn)要求， 部分指標(biāo)還達(dá)到一級 A標(biāo)準(zhǔn)要求。
四、 工程設(shè)計、 運(yùn)行經(jīng)驗總結(jié)
1、 沉砂池的選擇
通過運(yùn)行證明， Piste 式沉砂池抗沖擊負(fù)荷能力不太強(qiáng)， 同時提砂砂泵系統(tǒng)采用的真空系統(tǒng)和囊閥故障率較高， 造成沉砂池運(yùn)行不很穩(wěn)定， 且除砂、 除油效果也不理想， 因此建議污水廠宜采用氣提式旋流沉砂池或曝氣沉砂，對 MSBR 工藝的污水廠應(yīng)強(qiáng)化除油、 除渣的設(shè)計。目前鹽田污水廠為了解決附近較多工業(yè)廢油排入污水廠的問題， 在沉砂池出水端增設(shè)了除油池， 強(qiáng)化進(jìn)水除油。本工程沉砂池按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計且僅設(shè) 2 座， 故單座處理規(guī)模為 10 萬 m3/d， 但近期實際進(jìn)水量小， 造成沉砂池旋流速度小， 使得沉砂效果較差， 設(shè)計中應(yīng)根據(jù)近、遠(yuǎn)期水量合理確定沉砂池的座數(shù)或分格數(shù)。
2、 渠道關(guān)斷措施選擇
細(xì)格柵前后渠道上采用疊梁門關(guān)斷， 運(yùn)行發(fā)現(xiàn)疊梁門關(guān)閉不嚴(yán)且操作十分笨重， 后改為電動渠道鋼閘門后運(yùn)行操作方便且正常。
3、 除渣設(shè)備的選擇
MSBR 池是集生化池和沉淀池為一體的集約型池， 不帶刮渣功能， 運(yùn)行發(fā)現(xiàn)進(jìn)水中浮渣一旦進(jìn)入 MSBR 池就會富集在池面，影響觀感及出水水質(zhì)， 原設(shè)計在預(yù)缺氧池、 厭氧池、 SBR 池均設(shè)了浮渣收集管， 但沒有刮渣裝置， 僅靠水流推動浮渣進(jìn)浮渣收集管，效果欠佳， 因此對于 MSBR 工藝( 含 SBR、 CASS、 UNITANK 工藝)應(yīng)強(qiáng)化除渣設(shè)計， 細(xì)格柵應(yīng)選擇柵隙小且除渣效果好的轉(zhuǎn)鼓式或階梯格柵。
4、 MSBR 空氣出水堰的采用
MSBR 系統(tǒng)原采用的空氣出水堰罩控制簡單、 設(shè)備少， 但運(yùn)行發(fā)現(xiàn)空氣罩及管路容易漏氣，控制空氣堰的液位計容易產(chǎn)生誤動作， 造成本系統(tǒng)故障率較高， 且采用堰罩出水后 SBR 水面的浮渣無法隨水流走， 使得 SBR池面富集較多浮渣， 影響了運(yùn)行、管理且水面觀感效果差， 同時空氣堰最大的問題是容易產(chǎn)生出水虹吸現(xiàn)象， 造成 SBR 池出水不均， 同時出水中跑泥， 影響出水水質(zhì)， 現(xiàn)該空氣堰系統(tǒng)已改為可調(diào)節(jié)電動出水溢流堰， 避免了以上情況發(fā)生。
5、 曝氣器的選用及布置
MBSR 系統(tǒng)原采用的可升降式微孔曝氣器膜片的材質(zhì)為三元乙丙橡膠， 運(yùn)行發(fā)現(xiàn)由于進(jìn)水含油量高， 膜片老化、 損壞嚴(yán)重， 同時由于好氧池曝氣器非均布布置， 曝氣不均勻， 使曝氣系統(tǒng)運(yùn)行受到一定的影響， 現(xiàn)已將曝氣管更換為硅橡膠膜曝氣管， 為了使曝氣均勻， 將好氧池內(nèi)的曝氣器改為均布布置， 取消了好氧池原來配置的 2 臺起混合作用的攪拌器。
6、 SBR 池出水端增設(shè)曝氣裝置
SBR 池 ( 1#、 7# 單元) 出水端均沿水流方向布置了 3 條空氣堰， 此區(qū)域池底未布置曝氣器， 同時設(shè)于SBR 池中部的浮筒攪拌器也無法影響到此區(qū)域， 運(yùn)行 2 年發(fā)現(xiàn)此區(qū)域池底沉泥較厲害， 池底污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，同時也經(jīng)常發(fā)生污泥上浮， 影響了出水水質(zhì)， 現(xiàn)在此區(qū)域增設(shè)了2 套可升降式曝氣器， 當(dāng) SBR 池處于曝氣階段時開啟此曝氣器，經(jīng)過一段時間運(yùn)行， 此區(qū)域池底基本未發(fā)生污泥沉積且改善了出水水質(zhì)。
7、 消毒方式的選擇
為了降低運(yùn)行成本和保證系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性， 當(dāng)時鹽田污水處理廠設(shè)計采用液氯消毒，但后來周邊建造了許多工廠、 辦公樓， 考慮到運(yùn)行安全問題， 液氯系統(tǒng)一直未投入使用， 目前已改為紫外線消毒， 因此污水廠建設(shè)時應(yīng)綜合考慮運(yùn)行安全、運(yùn)行成本及排放水體的功能要求等諸多因素來合理確定消毒方式。
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