北方某新型鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程設(shè)計

姜永青

摘要：本文闡述了某污水處理工程的設(shè)計內(nèi)容，文章對水質(zhì)、水量的預(yù)測，處理工藝的比選進行論述，最終采用了“預(yù)處理+A/A/O+高效沉淀+活性砂過濾+消毒的處理工藝”，本文對該工程所采用的工藝進行了詳細描述，包括構(gòu)筑物單體結(jié)構(gòu)及尺寸、設(shè)備選型及參數(shù)，各個工藝單體的設(shè)計條件等。本文對北方污水處理廠，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)污水廠的設(shè)計具有很好的參考價值。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理，流砂過濾，生活污水，污泥

1 工程概述

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于山東省西南部，濟寧市域東部，是加工工業(yè)、倉儲物流和商貿(mào)、居住相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

2 設(shè)計參數(shù)

本工程設(shè)計規(guī)模4萬m3/d，其中生活污水和工業(yè)污水各占50%，變化系數(shù)Kz=1.40。生活水進水水質(zhì)根據(jù)定額并結(jié)合典型生活水水質(zhì)進行確定，工業(yè)水水質(zhì)通過調(diào)查管線沿途現(xiàn)有工礦企業(yè)[1]，并對兩者加權(quán)平均確定。本污水處理廠需執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》（GB18918）中的一級A標準。最終確定的設(shè)計進出水水質(zhì)如表1所示。

3 工藝方案選擇

A/A/O生物除磷脫氮活性污泥法工藝不但能去除含碳有機污染物，還能在好氧區(qū)完成較徹底的硝化，在缺氧區(qū)內(nèi)完成較徹底的反硝化，具有較高的生物脫氮功能[2]。并且投資節(jié)省，運行費用和維護難度較低，占地面積適中的特點，非常適合縣域和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)[3]。

結(jié)合“高效沉淀+活性砂過濾+消毒”的深度處理工藝，能在節(jié)省占地的同時，保證出水穩(wěn)定達標。

4 工程設(shè)計

4.1 工藝流程

污水進入提升泵站前，由粗格柵將水中較大雜質(zhì)去除，細格柵可以去除較小的懸浮固體物質(zhì)，曝氣沉砂池可以將水中被有機物包裹的沙石去除，經(jīng)過水解酸化后，可生化性得到提高，在A2/O ?生化池中，污水經(jīng)過反復(fù)好氧、厭氧，有機物、總磷、總氮得到有效去除[4]，最后經(jīng)過高密度沉淀池，進行絮凝沉淀反應(yīng)，污水經(jīng)高效沉淀池進一步去除污水中的懸浮物之后進入連續(xù)流沙濾池進一步過濾，而后污水進入消毒池，出水經(jīng)巴氏計量槽計量最終排入受納水體，工藝流程簡圖如圖1所示。

二沉池的回流污泥部分回流至厭氧池，其余剩余污泥通過污泥回流泵站進入污泥儲池;污泥在儲池中混勻并加入污泥脫水藥劑后進入脫水機脫水，脫水后的污泥外運處置[5]。

4.2 工藝設(shè)計

4.2.1 粗格柵渠

主要功能為攔截污水中較大的懸浮物，防止水泵機組的堵塞。結(jié)構(gòu)類型為地下鋼混直壁平行渠道，幾何尺寸為10.20m×2.60m×1.30m，渠數(shù)為2條，設(shè)計流量Qmax=2336.4m3/h，渠道寬度B=1000mm（2條），設(shè)置為回轉(zhuǎn)式格柵除污機，過柵流速（v）為0.70m/s，柵縫（b）為20mm，過柵損失（Δh）為200mm，數(shù)量為2臺

4.2.2 提升泵房

主要功能為提升污水滿足后續(xù)處理設(shè)施水利要求。結(jié)構(gòu)類型為地下鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為7.8m×7.3m×9.0m，池數(shù)為1座，設(shè)計流量（Qmax）為2336.4m3/h，集水容積（V）為120m3。設(shè)置污水提升泵：Q=1200m3/h，揚程H=15m，3臺。

4.2.3 細格柵渠

主要功能為進一步去除污水中細小懸浮物，降低生物處理負荷。結(jié)構(gòu)類型為地上高架鋼混直壁平行渠道，幾何尺寸為11.20m×3.60m×1.30m，渠數(shù)為2條，渠道寬度（B）為1500mm。設(shè)置回轉(zhuǎn)式格柵除污機，過柵流速（v）為0.60m/s，柵縫（b）為5mm，柵前水深（h）為=800m，過柵損失（Δh）為200mm，數(shù)量為2套;無軸螺旋輸送壓榨機1套。

4.2.4 曝氣沉砂池

結(jié)構(gòu)類型為地上直壁鋼混矩形結(jié)構(gòu)幾何尺寸為15.85m×5.9 m×2.65m，池數(shù)為1座，分2格，停留時間（HRT）為5.0min，水平流速（v）為0.05m/s，池長（L）為15.0m，單格池寬（B）為2.60m，氣水比（q）為0.15：1。主要設(shè)備為：桁車式吸砂機1套;提砂泵，流量Q=22m3/h，揚程H=7m，設(shè)備套數(shù)為2套;砂水分離器，處理量Q=18～43 m3/h，分離率P=98%。設(shè)備數(shù)量為1套。

4.2.5 水解酸化池

主要功能為利用兼性細菌分解水中的難降解有機物，酸化水解，將進水中難生物降解的有機大分子轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性。結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為80m×24m×7.50m（超高0.5m），數(shù)量為1 座，分12池，停留時間（HRTave）為8h，有效容積（V）為13440m3，溶解氧（DO）為0～0.5mg/L，污泥回流比（R）為50～80%。池內(nèi)設(shè)置脈沖布水器。

4.2.6 A/A/O反應(yīng)池

經(jīng)過預(yù)處理后的污水進入反應(yīng)池進水渠道，通過進水調(diào)節(jié)堰門流入不同反應(yīng)格[2]。結(jié)構(gòu)類型為半地下鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為80m×30m×6.2m，停留時間（HRT）為7.5h，厭氧時間（HRT）為1.5h，缺氧時間（HRT）為6.0h，有效容積（V）為13200m3。好氧池幾何尺寸為80m×50m×6.2m，設(shè)計流量為（Qave）=1667m3/h，停留時間（HRT）為13h，有效容積（V）為22000m3，泥齡（θ）為13d，污泥濃度（MLSS）為3000mg/L，污泥負荷NV=0.08kgBOD/kgMLSS.d，出口DO≥2 mg/L。

A/A/O反應(yīng)池內(nèi)如下主要設(shè)備：中速潛水攪拌器（厭氧缺氧池），設(shè)備為轉(zhuǎn)速n為740r/min，直徑D為560mm，設(shè)備數(shù)量為9臺，倉庫備用1臺。曝氣系統(tǒng)類型為微氣泡曝氣器，空氣流量（q）為2～3m3/m·h，氧轉(zhuǎn)移效率（E）為16%～20%。設(shè)備數(shù)量為5600套。好氧混合液回流泵，設(shè)備類型為潛水葉輪泵，設(shè)備流量（Q）為930L/s，揚程（H）為1.0m，回流比（R）為1.5～4.0。設(shè)備數(shù)量為3臺?？諝鈶腋」娘L機，設(shè)備風量（Q）為190m3/min，風壓（ΔP）為67 kPa。設(shè)備數(shù)量為2臺（1用1備）

4.2.7 二沉池

主要功能為將生化池出水進行固液分離，污泥回流結(jié)構(gòu)類型為鋼砼結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為D×H=?36.00m×4.50m，池數(shù)為2座，單座設(shè)計流量為Qmax為1667m3/h，設(shè)計表面負荷qmax=1.23m3/m2·h。設(shè)置中心傳動單管吸泥機，設(shè)備數(shù)量為2套。

4.2.8 污泥回流泵站

主要功能為二沉池污泥進入污泥回流泵站，回流污泥回流至厭氧池，剩余污泥送往污泥儲池。結(jié)構(gòu)類型為半地下鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為5.00m×6.00m×8.00m，池數(shù)為1座，總?cè)莘e（V）為158m3。配套污泥回流泵3臺，剩余污泥泵2臺。

4.2.9 高效沉淀池

主要功能為機械混合、絮凝、澄清和高效混合于一體，去除二級處理后污水中的COD、P、SS等。利用絮凝劑的絮凝作用，沉淀去除水中懸浮物。消毒劑在高密度沉淀池前同絮凝劑加入。

高效沉淀池結(jié)構(gòu)類型為地上鋼混矩形結(jié)構(gòu)，分為機械絮凝池和斜管沉淀池。幾何尺寸為24.2m×19.1m×7m，池數(shù)為1座，分2池，混合池單池：設(shè)計水量Qmax=2336.4/2=1168m3/h，設(shè)計尺寸為2.8m×2.4m×3.5m，有效容積（V）為20m3。其中，機械絮凝池單池有效容積（V）為390m3，機械絮凝反應(yīng)時間（t）為20min。設(shè)置絮凝攪拌機2臺。

斜管沉淀池單座2池，單池尺寸13m×8m×7m，單池有效容積（V）為630m3，表面負荷（qmax）為11.23m3/m2·h，qave為8.01m3/m2·h，鋼絲繩刮泥機2臺。斜管傾角（θ）為60°，長度（L）為1.0m，單格數(shù)量（S）為120m2，總計數(shù)量（S）為240m2。凸輪泵，流量（Q）為80m3/h，揚程（H）為30m。設(shè)備套數(shù)為6臺，四用二備。

4.2.10 連續(xù)流砂濾池

功能為為了進一步提高處理后污水的達標率，還需進行深度處理，連續(xù)流砂濾池將會進一步去除水中的SS，保證出水水質(zhì)達標。

流砂過濾器單臺過濾面積（S）為10.0m2，型號為DS3600B-AD，設(shè)備套數(shù)為18套，配套空壓機（含儲氣罐、過濾器）流量（Q）為6.4m3/min，最大工作壓力為（P）為7.5bar，設(shè)備數(shù)量為2 套（一用一備）。

4.2.11 接觸消毒池

本設(shè)計采用二氧化氯消毒，最大投加量為6.0mg/L。加氯間中制備污水消毒所需要的二氧化氯，并通過水射器的抽吸使二氧化氯與水混合形成一定濃度的二氧化氯溶液，并投加到接觸消毒池中。設(shè)計巴氏計量槽1座，可以滿足出水計量需要，尾水通過排放管排入廠外排水管道。

結(jié)構(gòu)類型為鋼砼結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為20.00m×8.00m×5.80m（超高0.5m），池數(shù)為1座，分2格，設(shè)計流量（Qave）為1667m3/h，停留時間為30min。

4.2.12 污泥儲池

主要功能為作為生化池剩余污泥及絮凝沉淀池污泥的濃縮場所。結(jié)構(gòu)類型為半地上鋼混矩形結(jié)構(gòu)，幾何尺寸為9m×9m×4.70m，池數(shù)為1座。設(shè)置中速潛水攪拌器（厭氧缺氧池），設(shè)備轉(zhuǎn)速（n）為960r/min，直徑（D）為280mm，設(shè)備數(shù)量為1臺。

4.2.13 污泥脫水機房

主要功能為污泥脫水并裝卸外運。結(jié)構(gòu)類型為地上框架結(jié)構(gòu)單層廠房，幾何尺寸為29.50m×16.00m×5.10m，數(shù)量為1座。

脫水機房內(nèi)設(shè)置的主要設(shè)備如下。污泥脫水機：設(shè)備類型為一體化帶式濃縮脫水機，干污泥總量（W）為6560KgDs/d，濕污泥總量（V）為656m3/d，進泥含水率（ρ1）為99～99.2%，出泥含水率（ρ2）為75～80%，工作時間（T）為16h，濾帶有效寬度（B）為2000mm，單機處理量（W）為20～40m3/h，設(shè)備數(shù)量為1臺。污泥投配泵：設(shè)備類型為偏心螺桿泵，設(shè)備流量（Q）為40m3/h，壓力（P）為0.4MPa。設(shè)備數(shù)量為3臺（2用1備）。沖洗水泵：類型為管道離心泵，設(shè)備流量（Q）為24m3/h，揚程（H）為60m。設(shè)備數(shù)量為2臺（一用一備）。污泥輸送機：設(shè)備類型為水平無軸螺旋輸送機，設(shè)備長度（L）為9.5m，螺旋外徑（R）為420mm。設(shè)備數(shù)量為1套（隨帶機配套）。PAM加藥系統(tǒng)：絮凝劑（PAM）的投加量約為干污泥重的3‰，設(shè)備類型為自動PAM制備裝置，設(shè)備制備能力2000L/h。設(shè)備數(shù)量為1套。

4.2.14 加氯加藥間

二氧化氯發(fā)生器設(shè)備流量Q為15kg/h，投加量為6mg/L。PAM加藥裝置，設(shè)備類型為一體化加藥裝置，配置溶液濃度為1～3‰，投藥能力為2～10kg/h。

5 結(jié)論

多模式A/A/O處理工藝結(jié)合深度處理可以應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)污水處理工程，出水能夠達標排放，并且該工藝投資適中，運行穩(wěn)定[6] ?。本工程的建設(shè)能夠有效的收集周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民和工業(yè)污水進行處理，大大減少對周圍環(huán)境的污染，能夠有效改善周圍環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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