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      環保知識

      工業園污水處理廠提標改造工程設計分析

      時間:2018/12/26 13:55:08

      1工程概況

      宜賓市南溪區羅龍工業園以新材料、生物制藥、精細化工產業為主,兼有倉儲物流。園區集中污水處理廠位于工業集中區A-9地塊,于2011年4月建成。該污水處理廠規劃規模20000m3/d,一期建設規模10000m3/d,占地60畝。原設計出水水質執行GB18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。為應對岷江、沱江流域越來越嚴重的水質污染情況,四川省制定了DB51/2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》。南溪區屬于該標準重點控制區域,因此羅龍工業園污水處理廠提標改造執行該標準。

      1.1現狀水量、水質及工藝流程

      目前該污水處理廠實際處理污水量為7850m3/d,其中工業廢水5500m3/d,生活污水2350m3/d。2016年實際進出水水質如表1所示。從表1可以看出,除COD、BOD5和TN以外,其余指標可以穩定達到GB18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。一期工程現狀污水處理工藝流程如圖1所示,主體工藝為水解酸化+Cass生化反應+過濾。

      1.2提標改造工程設計進出水水質

      園區企業主要為化工企業,根據在線監測及部分實測數據反饋,園區工業廢水主要有以下特點:1)有機物和懸浮固體含量高且隨時間變化較大;2)廢水可生化性差;3)廢水中重金屬含量較低,在企業內部預處理中已基本達標;4)廢水呈中性。目前園區總污水量中,生活污水占30%。根據實際進水水質和DB51/2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》對出水水質的要求,確定本次設計進出水水質如表2所示。

      2提標改造工程方案

      2.1總體方案

      目前該污水處理廠出水水質除SS和TP能夠達到DB51/2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》的要求外,其余指標均無法達標。本次提標改造,需強化生化處理,加強系統對COD和BOD5的去除效果;增大鼓風系統的曝氣量,提高NH3-N的去除率。Cass反應池中缺氧段的容積和停留時間不夠,反硝化不充分,本次提標改造將增加缺氧段的容積和反硝化回流比,以提高生化處理構筑物的脫氮效果。

      2.2生化處理改造方案

      通過對目前實際進出水水質的分析,并結合現狀工藝運行情況、空余場地狀況等,若要保證污水處理廠的出水水質達標,則需對Cass生化池進行改造。通過工藝比較,考慮將Cass生化池改造為AAO-MBR池。在保持Cass生化池整體尺寸不變的前提下,對其內部結構進行改造,新建厭氧區、缺氧區、好氧區及膜池。MBR工藝具有以下特點:1)將生化池中的水力停留時間和污泥齡完全分離;2)污泥中的微生物種群更加完善、豐富,提高了系統抗沖擊負荷的能力和對難降解有機物的去除效率;3)省去了二沉池、混凝沉淀池和濾池,節省占地且出水水質良好,濁度更低,并減少了剩余污泥排放量[1]。

      2.3預處理改造方案

      原污水處理廠未考慮設置調節池,但根據運營單位提供的實際進水水質數據可知,該污水處理廠進水水質波動較大,通常每天10:00—17:00水質較其他時段差。因此本次提標改造考慮在水解酸化池前設置調節及事故池。根據其他污水處理廠的運行經驗,調節池的設置有助于改善后續水解酸化池的處理效果,其主要具有均衡水量和水質的作用[2]。由于本次生化系統改造采用膜工藝,因此在旋流沉砂池和調節及事故池之間增設膜格柵,用以去除細小毛發和纖維物質,以防膜堵塞。

      2.4提標改造后工藝流程

      提標改造后污水處理工藝流程如圖2所示.

      2.5總平面布置及高程布置

      膜格柵、調節及事故池、AAO-MBR池、膜設備車間、巴氏計量槽與原有構(建)筑物實現有效銜接。高程布置上,來水自流進入粗格柵后經提升進入細格柵和旋流沉砂池,再經膜格柵后進入調節及事故池,再一次提升后自流進入水解酸化池和AAO-MBR池,最后經接觸消毒后計量排放。

      3Cass生化池改AAO-MBR池設計分析

      Cass生化池分為4格,本次提標改造分格數不變,將每格內部結構進行功能調整,拆除每格內部原選擇區、缺氧區與反應區,改造為厭氧區、缺氧區、好氧區及膜池。主要設計參數如下:1)污泥質量濃度,厭氧區2.5g/L,缺氧區5.0g/L,好氧區7.5g/L,膜池10g/L;2)回流比,膜池回流至好氧區300%,好氧區回流至缺氧區200%,缺氧區回流至厭氧區100%;3)設計泥齡20d,污泥負荷0.11kgBOD5/(MLSS•d);4)總停留時間25.9h,其中厭氧區停留時間4.6h,缺氧區停留時間5.8h,好氧區停留時間12.1h,膜池停留時間3.4h;5)設計氣水比(生化)6.9∶1(體積比)。另外,可根據出水TN值將好氧區最后一廊道轉變為缺氧區以加強反硝化。

      4主要構筑物設計

      本次提標改造,新建膜格柵、調節及事故池、巴氏計量槽和膜設備車間各1座,另對Cass生化池內部進行改造,更換鼓風機房風機,其余構(建)筑物不涉及土建改造和設備更換。

      4.1膜格柵

      膜格柵平面尺寸為11.0m×4.6m,總高度為5.6m,超高為0.5m;共設2條流槽,槽寬度為1.5m,其中1條流槽設置膜格柵(b=1mm,N=1.47kW,過柵流速=0.8m/s),另外1條流槽設置人工格柵(b=1mm)。格柵前后分別設置疊梁閘。配套螺旋輸送壓榨機1臺,N=1.5kW;沖洗水泵2臺,單臺Q=16m3/h、H=70m、N=5.5kW。

      4.2調節及事故池

      調節及事故池尺寸為50.5m×21.1m×5.7m。池內設有潛水推流器和潛污泵,以防止污泥沉降板結,均化水質水量,提升污水??偼A魰r間為12.3h。共設潛水推流器8臺,其葉輪直徑D=615mm,N=4.0kW;共設潛污泵4臺,其中2臺(1用1備)單臺Q=210m3/h、H=12m、N=15kW,另外2臺(1用1備)單臺Q=100m3/h、H=12m、N=7.5kW。

      4.3AAO-MBR池

      AAO-MBR池分為4格,單格尺寸為33.6m×18.0m×5.90m(有效水深為5m)。單格內設備如下:厭氧區設水下攪拌器4臺,直徑D=370mm,N=3.7kW;缺氧區設水下推流器2×2臺,直徑=1500mm,N=1.5kW;污泥回流泵1臺,Q=312.6m3/h、H=12m、N=15kW;硝化液回流泵1臺,Q=208.2m3/h、H=12m、N=11kW;脫窒液回流泵1臺,Q=104.4m3/h、H=12m、N=5.5kW;剩余污泥泵1臺,Q=25m3/h、H=8m、N=1.5kW;膜組件6套,單套處理水量Q=11.6L/(h•m2),中空纖維PVDF膜孔徑≤0.4μm。

      4.4鼓風機房

      利用原鼓風機房,僅將鼓風設備進行更換。AAO-MBR池曝氣由鼓風機房供氣,膜吹掃鼓風由膜設備車間供氣。更換曝氣鼓風機3臺,2用1備,單臺Q=42m3/min、H=8.4m、N=100kW。

      4.5膜設備車間

      膜設備車間建設規模為10000m3/d,尺寸為13.5m×9.0m×6.9m,設有鼓風間及產水加藥間。該車間主要設備有膜池吹掃鼓風機、產水泵和膜清洗設備等。膜清洗采用次氯酸鈉(NaClO)和檸檬酸作為化學清洗劑。1)鼓風間主要對膜吹掃進行鼓風,設鼓風機3臺,2用1備,單臺Q=36m3/min、H=4.5m、N=45kW。2)產水加藥間產水及反沖洗設備:凸輪泵3臺,2用1備,單臺Q=272m3/h、H=12m、N=22kW;真空泵2臺,1用1備,單臺Q=27m3/h、H=-3.3kPa、N=4kW;真空罐1臺,V=0.3m3;空壓機2臺,1用1備,單臺Q=0.5m3/min、P=0.8MPa、N=4.0kW;儲氣罐1臺,V=0.3m3。加藥清洗設備:NaClO維護性清洗泵2臺,1用1備,單臺Q=735L/h、H=0.3MPa、N=2.2kW;NaClO恢復性清洗泵2臺,1用1備,單臺Q=500~4000L/h、H=25m、N=4kW;檸檬酸清洗泵泵2臺,1用1備,單臺Q=500~5000L/h、H=0.3MPa、N=4kW。

      5經濟分析及結論

      該提標改造工程總投資為2517.28萬元,改造后噸水運行費用約為1.57元/m3。該提標改造工程的建設對于改善岷江水質、保護水生態環境也具有重大意義。 

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