舒蘭經濟開發(fā)區(qū)污水處理廠工程設計研究

李春輝，李真瑩，張文華，張玉民

(1.長春工程學院水利與環(huán)境工程學院，長春 130012；2.吉林中源建筑市政工程設計有限公司，長春 130012)

0 引言

由于近年來舒蘭經濟開發(fā)區(qū)經濟快速發(fā)展，開發(fā)區(qū)內企業(yè)人口和數(shù)量快速增加，開發(fā)區(qū)內的基礎設施和服務功能顯現(xiàn)出不足和落后。雖然舒蘭經濟開發(fā)區(qū)的大部分工業(yè)廢水經過處理，但仍有部分工業(yè)廢水和開發(fā)區(qū)內的居民生活污水未經處理而直接排放，這不但影響了開發(fā)區(qū)環(huán)境，對卡岔河水質造成了污染，也影響到下游亮甲山水庫及松花江的水質。經舒蘭市人民政府研究決定，在舒蘭經濟開發(fā)區(qū)新建1.0萬m3/d污水處理廠一座，設計出水水質達到一級A標準。

1 污水處理廠概況

1.1 建設規(guī)模

舒蘭經濟開發(fā)區(qū)污水處理廠總體處理規(guī)模設為1.0萬m3/d。

1.2 設計進出水水質

該工程主要處理對象為城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水，污水廠出水水質執(zhí)行GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A級標準。詳細進出水水質指標見表1。

表1 進出水水質 單位：mg·L-1

2 污水處理工藝的選擇

在預處理階段，由于考慮本水質主要為城鎮(zhèn)生活污水，需要去除比較大的漂浮物和砂礫。因此，預處理工藝選擇為粗格柵→細格柵→沉砂池工藝。

根據(jù)表1可知，在二級處理階段，該污水BOD5/COD的比值為0.5，表示污水可生化性較好；同時進水BOD5/TN=4.44，BOD5/TP=66.67，能滿足生物脫氮除磷工藝對碳源的要求。同時，考慮到本污水處理廠為小規(guī)模，冬季氣溫較低，因此選用A2/O、CASS兩種生物處理技術。

在深度處理階段，通過表2～3可知，方案1的二級出水未穩(wěn)定達到一級B標準，深度處理技術考慮采用混合→絮凝→沉淀→過濾工藝組合。而方案2二級出水水質接近達到一級A標準，因而采用直接過濾工藝，通過以上綜述論證本工程具體兩方案如圖1～2所示。

圖1 方案1

圖2 方案2

兩方案水質去除效果見表2～3。

表2 方案1去除率表

表3 方案2去除率表

從表1～2可知兩方案都可達到一級A標準。為了選擇最優(yōu)的方案，本文主要從兩方面進行方案比較，具體見表4～5。

表4 設計方案的定性比較[3]

由表4～5可知，CASS方案無論在工程投資上，還是在技術上都具有優(yōu)勢，故本工程推薦采用方案一。

表5 設計方案的經濟比較

3 主要處理單元構筑物設計參數(shù)

3.1 粗細格柵及提升泵房

粗格柵與提升泵房合建，作為格柵的操作和檢修場所。具體設計參數(shù)見表6。

主要配套設備：粗格柵間共設置2臺耙齒式回轉格柵除污機，近期一用一備，格柵間內設的無軸螺旋輸送機一套和45°傾角螺旋壓榨機一套。

3.2 旋流沉砂池

本工程共設2座沉砂池，其進出水采用公用渠道，每個沉砂池進出口均設有不銹鋼閘板。排砂采用壓縮空氣經砂提升管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂區(qū)。其具體設計參數(shù)見表7。

表6 粗格柵的設計參數(shù)

表7 旋流沉砂池設計參數(shù)

主要配套設備：砂水分離器1臺，攪拌機每池1臺，旋轉葉輪驅動電機，羅茨鼓風機對應每座沉砂池設1臺。

3.3 CASS池

本工程共設有4格生化池，每個池長寬為L=34.3 m，B=14.4 m，反應池最大水深6.0 m。反應池單格容積：2 835.6 m3，其中生物選擇池容積：78.8 m3，厭氧區(qū)單池容積：393.8 m3，主反應區(qū)總容積：2 363.0 m3，反應周期：6 h，其中反應時間：4 h，沉淀時間：1 h，排水時間：1 h。其具體參數(shù)見表8。

表8 CASS池設計參數(shù)

主要配套設備：每格生化池內的生物選擇區(qū)設置1臺潛水攪拌器，厭氧區(qū)設置3臺潛水攪拌器，好氧區(qū)設置2臺潛水攪拌器，盤式曝氣器506個(膜片為硅膠)。每格生化池出水端設置旋轉式潷水器一臺。

3.4 深度處理間

深度處理間主要集機械攪拌混合器、絮凝池、沉淀池、濾布濾池、紫外線消毒為一體。

3.4.1 混合工段

共設2臺攪拌機，混凝劑投加在機械攪拌混合池內。

3.4.2 絮凝工段

采用2組小孔眼網格絮凝池，具體參數(shù)見表9。

表9 網格絮凝設計參數(shù)

3.4.3 沉淀工段

采用2組小間距斜板沉淀池，采用不銹鋼制穿孔集水槽集水，以保證出水均勻，再匯集到總出水渠中。排泥采用非金屬式鏈條刮泥機排泥。具體參數(shù)見表10。

表10 斜板沉淀池設計參數(shù)

3.4.4 過濾工段

采用濾布濾池1座，設置進水堰板1個，尺寸為L×B=2 600 mm×300 mm，出水可調堰1個，尺寸為L×B=2 600 mm×300 mm。

主要配套設備：反吸泵1臺，旋轉驅動電機，可調進出水堰板。

3.4.5 消毒工段

采用紫外線消毒模塊，配電控制中心。

3.5 綜合車間

污泥濃縮脫水間、泥棚、加藥間、鼓風機房及配電間合建。

3.5.1 污泥濃縮脫水間

污泥處理工藝流程如下：剩余污泥→污泥貯池→疊螺濃縮機→污泥調理罐→超高壓彈性壓榨脫水機→舒蘭市垃圾填埋場進行填埋處理。

污泥進入超高壓彈性壓榨機前在疊螺脫水機中投加聚丙烯酰胺，投加量按污泥干重的0.4%投加。為了降低污泥的含水率，對濃縮后的污泥進行加藥調理，使用三氯化鐵混凝劑及投加鎂系膠凝固化劑(主要成分MgO)來調整污泥特性，再通過壓榨機脫水實現(xiàn)污泥處理目標。三氯化鐵投加量按污泥干重的10%投加，鎂系膠凝固化劑投加量按污泥干重的3%投加。

主要配套設備：疊螺式濃縮機，超高壓彈性壓榨機1臺，進泥螺桿泵；污泥調理罐1個，污泥緩存罐1個，壓榨機進泥泵。

3.5.2 加藥間

主要功能是為深度處理水絮凝提供絮凝劑(PAC)，其絮凝劑投加到深度水處理系統(tǒng)的混合器處。污水加藥根據(jù)需要可以連續(xù)投加，投加量根據(jù)流量自動比例投加控制。投加體積分數(shù)為10%，混凝劑溶解裝置調制體積分數(shù)為10%。

配套設備：投藥采用隔膜計量泵3臺，兩用一備，溶液罐1個，儲液罐1個，磁力離心泵2臺，一用一備。

3.5.3 鼓風機房間

主要向生化池提供空氣，以保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。

主要配套設備：空氣懸浮鼓風機3臺，兩用一備，配套變頻裝置，以達到節(jié)能效果。

4 環(huán)境效益分析

本工程實施后，可產生較好的環(huán)境效益，每年向下游水體的排放污染負荷可減少：

CODcr：(400-50)×10-6×10 000×365=1 277.5 t/a

BOD5：(200-10)×10-6×10 000×365=693.5 t/a

TN：(45-15))×10-6×10 000×365=54.3 t/a

TP：(3-0.5)×10-6×10 000×365=9.13 t/a

SS：(250-10)×10-6×10 000×365=876.0 t/a

5 結語

吉舒鎮(zhèn)污水處理廠建成后將使出水水質達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，排入天然水體的污染物會隨之大量減少，同時，本工程運行設計參數(shù)可以作為其他類似工程項目的參考。