焦点提醒：清水手艺｜西北某高浓度城市污水处置厂SBR工艺提标革新设想2023-05-18 19:07:39 来历: 清水手艺 上海 举报0分享至【声明】清水手艺所有原创文章和整合加工过的文章接待您的转发（转发请说明来历），假如您有更好的不雅点接待后台留言告知我们~栏目导语以作品为媒，让图纸措辞，感触感染每个项目项目背后的设想理念和思惟。“设想案例”与国内各年夜设想院所联名合作，深切分解我国市政给排水新改扩建项目项目设想进程中的理念和经验，彼此启发，引领成长。作者简介通讯作 【声明】清水手艺所有原创文章和整合加工过的文章接待您的转发（转发请说明来历），假如您有更好的不雅点接待后台留言告知我们~ 栏目导语 以作品为媒，让图纸措辞，感触感染每个项目项目背后的设想理念和思惟。“设想案例”与国内各年夜设想院所联名合作，深切分解我国市政给排水新改扩建项目项目设想进程中的理念和经验，彼此启发，引领成长。 作者简介 通讯作者：景兆华(1983— ),男,高级项目师,首要处置市政给水排水设想和相干研究,E-mail:271474704@电话.com 序批式间歇活性污泥(SBR)工艺具有占地省、运转便利矫捷等长处,但����APP具有脱氮除磷效力不高、沉淀阶段间接出水水质不不变等问题,没法知足高排放尺度。跟着国度城市水情况晋升、黄河道域高质量成长等步履打算的加快,污水处置厂出水需要由一级B提标至一级A或更高尺度排放,SBR工艺的污水处置厂均面对提标革新。AAO工艺可较年夜限度地发掘生物脱氮除磷的潜力,同时,预处置增添初沉池、深度处置采取微絮凝过滤可有用保障出水水质达标排放。本文以西北某污水处置厂提标革新为例,在现实进水水质浓度超越原设想水质浓度较多、预留用地受限、冬季低水温的前提下,引见SBR工艺污水处置厂提标革新方案,并对提标革新后运转结果进行阐发,为该类型的污水处置厂提标革新供给参考。 01 项目概况 1.1 污水厂处置近况 西北某污水处置厂首要承当该市东部区域污水集中处置使命,设想范围为5.0×104m3/d,现实进水为4.0×104～5.0×104m3/d,生物处置采取SBR工艺,设想出水履行中的一级B尺度。 工艺流程为进水→粗格栅→晋升泵房→细格栅→旋流沉砂池→SBR池→紫外线消毒→外排,尾水自流排入渭河。 1.2 现实进出水水质 图1 现实进水水质 表1 现实进出水水质 近几年现实进水水温为10.2～25.3 ℃。 1.3 近况具有问题 进水水质浓度远超越原设想进水水质浓度；出水CODCr、BOD5年夜部门时段已到达一级B,局部时段超标；SS、TN、氨氮、TP不克不及不变到达一级B尺度；出水消毒采取紫外线消毒,粪年夜肠菌群数常常不达标。 02 提标革新工艺 2.1进出水水质肯定 连系本地正在分阶段实施雨污分流革新、污染源排查等项目,并斟酌当下污水处置厂运转环境,提标革新项目进水依照近况进水水质85%的保障率进行统计,出水履行《城镇污水处置厂污染物排放尺度》(GB 18918—2002)的一级A尺度。首要进出水水质如表2所示。 表2 设想进出水水质 注:氨氮括号内数值为水温≤12 ℃时的节制目标,括号外数值为水温>12 ℃时的节制目标。 2.2提标革新思绪和办法 2.2.1 提标革新全体思绪 本厂现实进水水质浓度远高在原设想目标,在提标革新中需连系现实水质、污水处置厂现有举措措施和用地,革新方案必需全厂工艺全体协同,分段革新、节俭投资、节流用地。 进水中SS浓渡过高,此中年夜部门为无机物,增添预处置办法对SS进行沉淀分手,以减轻后续生物处置的负荷,并避免无机SS对生物处置系统的晦气影响。预处置系统革新在粗格栅+细格栅+旋流沉砂池根本上增添初沉池。辐流式沉淀池较其他类型沉淀池具有沉淀结果好、排泥顺畅、装备数目少、运转不变靠得住等长处,在国内现实利用案例较多,是以,预处置系统革新增设辐流式初沉池。 现实运转中进水在CODCr较高的环境下,年夜部门时候内出水CODCr能到达一级B尺度,乃至更低,证实进水可生化性较,可经由过程生物处置去除年夜部门CODCr、BOD5、TN、氨氮等污染物。提标革新有两种思绪,一是近况SBR池进行减量并按需扩建SBR池;二是革新现有SBR工艺为AAO工艺。本厂现实运转中SBR工艺脱氮除磷效力不高,间歇运转排水体例致使出水水质波动年夜,排空比水头丧失年夜、华侈能耗,不合适低碳节能政策,保举革新为功能分区自力、运转本钱低、出水水质不变、装备操纵率高的AAO工艺,但需对现有的生物池池容进行复核。 增添深度处置举措措施,进一步去除SS;在生物除磷的根本上,辅助化学除磷办法,包管出水TP达标排放。斟酌到后续预留再生水回用,生物学目标经由过程加氯消毒体例去除,同时包管尾水中余氯含量。常见的污水深度处置工艺为微絮凝过滤或混凝+沉淀+过滤的组合工艺。微絮凝过滤在原水中投加少许混凝剂后,颠末夹杂装备快速夹杂后入过滤池单位,徽絮体尺寸小,惯性也小,增添同滤料概况的接触机遇,构成与滤料的全概况附着,提高了滤料的纳污能力,该工艺具有合用面广、处置费用低、平安适用特点。混凝+沉淀+过滤的组合工艺增添了沉淀单位,即经由过程混凝沉淀进一步去除二级生化处置系统未能去除的胶体物资和无机污染物,确保过滤结果,因此出水水质更优。采取将SBR池革新为AAO工艺,生物池出水颠末二沉池后SS较低(≤20 mg/L)且不变,厂区预留面积无限,深度处置可采取用地省、投资小的微絮凝过滤工艺,典型工艺为管式夹杂器+均质滤料滤池。污水处置厂革新后平面安插如图2所示。 图2 污水处置厂革新后平面安插 污水处置厂提标革新工艺流程为：进水→粗格栅→晋升泵房→细格栅→旋流沉砂池→辐流式初沉池→AAO生物池→周进周出二沉池→管式夹杂器→均质滤料滤池→消毒外排,尾水自流排入渭河。 2.2.2 二级处置能力复核 预处置采取初沉池去除部门污染物,此中CODCr的去除率取值为25%,BOD5的去除率取值为20%,SS的去除率取值为50%,TN、氨氮的去除率取值为3%,TP的去除率取值为5%,现实运转中初沉池对各污染物去除率如表3所示。据此肯定生物池进水水质以下：CODCr≤413 mg/L,BOD5≤208 mg/L,SS≤430 mg/L,TN≤63 mg/L,氨氮≤49 mg/L,TP≤6.7 mg/L。 表3 初沉池去除率 生物池中缺氧池、好氧池容积依照《室外排水设想规范》(GB 50014—2006)中的厌氧/缺氧/好氧法进行核算。污泥质量浓度按4 000 mg/L,温度冬季依照10 ℃,夏日依照25 ℃,计较最晦气环境下缺氧池容积为18 031 m3,好氧池容积为30 091 m3；厌氧区逗留时候取1.5 h,容积为3 437.5 m3；生物池总容积为51 559.5 m3。污泥质量浓度按4 500 mg/L,温度冬季依照10 ℃,夏日依照25 ℃计较,最晦气环境下缺氧池容积为16 027 m3,好氧池容积为26 748 m3；厌氧区逗留时候取1.8 h,容积为3 409.1 m3；生物池总容积为46 184.1 m3。 污水处置厂内近况SBR池1座共4格,总深度为6 m,原设想有用水深为5 m,超高为1 m,尺寸为62.3 m×35.0 m×5.0 m,总有用容积为43 750 m3。近况SBR池有用池容不足,须增添近况生物池的有用水深,充实操纵超高。对原厂的竖向流程进一步邃密计较,生物池有用水深增添0.5 m时前端无需再次晋升。 2.3提标革新工艺设想 2.3.1预处置系统革新 在生物池前新增2座直径φ=24 m的幅流式初沉池,最年夜概况水力负荷为3.2 m3/(m2·h),沉淀时候为1.18 h,出水堰负荷为2.55 L/(m·s),采取周边传动半桥式刮泥机。在初沉池进水管上设置超出管,当SS较低时,可超出初沉池运转,原水中的碳源可间接进入生物池,提高碳源操纵率。 2.3.2 二级处置革新 (1)生物池 本次提标革新将SBR工艺革新为AAO工艺,设置厌氧、好氧、缺氧各功能区,节制生物池污泥浓度为4 500 mg/L,设置夹杂液回流系统；对工艺流程进一步挖潜,将现有生物池有用水深增添至5.5 m,增添生物池有用容积,包管足够的水力逗留时候,同时在生物池后增添泥水份离举措措施(二沉池)。 近况SBR池安插如图3所示,革新后生物池安插如图4所示。 图3 近况SBR池平面安插 图4 革新后生物池平面安插 采取隔墙对近况厌氧区进行分隔,削减其逗留时候,将分隔出敷裕容积调剂为缺氧区,SBR主反映区采取隔墙分隔为缺氧区和洽氧区,革新进程中充实操纵池表现有布局,削减对池体布局的改动。 厌氧区增添搅拌器,每一个系列增添6台,单台功率为2.0 kW；缺氧区增添推流器,每一个系列增添4台,单台功率为5.5 kW；撤除池内原本的曝气系统,在好氧区从头安插曝气系统,池底采取直径φ=200 mm微孔曝气盘,材质为三元乙丙橡胶(EPDM),曝气管道采取S304不锈钢管；好氧区结尾设回流泵将夹杂液回流至缺氧区,回流比为150%～300%,每一个系列设置2台,单台参数：流量为1 530 m3/h,高度为0.6 m,功率为5.5 kW,均变频。革新后厌氧区逗留时候为1.8 h,缺氧区逗留时候为8.47 h,好氧区逗留时候为14.12 h；污泥质量浓度为4 500 mg/L,BOD5污泥负荷为0.063 kg BOD5/(kg MLSS·s),污泥龄为12.9 d,污泥产率系数为0.37 kg VSS/(kg BOD5),污泥回流比为100%。 好氧区导流墙的设置连系原状空气主管的安插,充实操纵原空气主管,以削减单池革新时候、节俭投资。在每序列缺氧区设置碳源投加点,可按照水质环境矫捷开启,确保反硝化脱氮结果。 (2)泥水份离 泥水份离采取周进周出沉淀池,新增2座直径φ=42 m的沉淀池,最年夜概况水力负荷为1.04 m3/(m2·h),沉淀时候为4.0 h,出水堰负荷为2.53 L/(m·s),采取单管吸泥机。 2.3.3 深度处置举措措施 深度处置采取微絮凝过滤工艺。滤池采取均质滤料滤池,共分为8格,单格平面尺寸为8.2 m×7.0 m,单格过滤面积为57.4 m2,池体高度为4.55 m,峰值滤速为7.33 m/h,强迫滤速为8.38 m/h。滤料采取均质石英砂,有用粒径为0.95～1.15 mm,滤床厚度为1.2 m,采取长柄滤头配水系统。 反冲刷间与滤池合建,平面尺寸为27.1 m×8.4 m,层高为8.0 m,在反冲刷间内设出水水质阐发仪表间与值班间。反冲刷采取气水结合反冲刷和概况扫洗辅助系统,零丁气冲强度为15 L/(m2·s),用时2 min;气水结合冲刷时,气冲强度为15 L/(m2·s),水冲强度为3 L/(m2·s),用时4 min;零丁水冲强度为6 L/(m2·s),用时8 min;概况扫洗强度为2 L/(m2·s),陪伴反冲刷全部进程;滤池反冲刷周期为12～16 h。 2.3.4 加药和鼓风系统举措措施 (1)加药系统 全厂投加聚合氯化铝(PAC)辅助化学除磷,共设两个投加点,在生物池出水堰后设第一投加点,实现同步除磷,并可提高活性污泥的沉降机能,投加量为20 mg/L,投加浓度为10%;在滤池总进水管管式夹杂器上设第二投加点,投加量为20～30 mg/L,投加浓度为10%。辅助投加聚丙烯酰胺(PAM),投加量为1 mg/L,投加浓度为0.3%。PAC投加点可按照现实的水质状态、运转结果和药剂费用,矫捷零丁利用或配合利用。预处置系统在进水SS较高时,在沉砂池出水堰后投加PAC,保障初沉池的沉淀结果,投加量为10 mg/L,投加浓度为10%。 碳源采取制品醋酸钠,浓度为20%,分两处投加：在生物池缺氧区设置一处,最年夜投加量为135 mg/L；在滤池进沟渠道设置一处,最年夜投加量为10 mg/L。 PAC和醋酸钠投加均采取隔阂计量泵,变频；PAM投加采取螺杆计量泵,变频。新建加药间一座,将PAC、PAM、醋酸钠投加系统合建,平面尺寸为28.6 m×9.9 m,层高为6.6 m。 (2)鼓风系统 原厂内曝气鼓风机为罗茨鼓风机,乐音年夜、能耗高,风量和风压已不克不及知足革新后生物池的要求。本次将其改换为高效、节能、低乐音的磁悬浮离心鼓风机,按照进出水水质从头核算生物池曝气量,最年夜气水比为7.33∶1,单组生物池曝气量为4 200 m3/h。近况进水量已趋在满负荷,是以,鼓风机设置3台,2用1备,均变频。鼓风机房操纵近况鼓风机房。 2.3.5 消毒举措措施 原厂消毒为紫外线消毒,受进水水质波动年夜的影响,SBR池出水水质不不变,特别SS出水目标不不变,致使紫外线灯管透光率差,现实运转消毒结果差且运转费高。本次设想采取消毒结果好、运转本钱较低的液氯消毒,液氯投加点在接触消毒池,最年夜投加量为8 mg/L,新建加氯间一座,平面尺寸为22.8 m×9.0 m,层高为6.0 m。 消毒池接触时候依照30 min进行设想,平面尺寸为59.3 m×7.9 m,池深为4.2 m,出水计量设置1.80 m宽的巴氏计量槽一套。同时为了便在就近监测出水水质,实时上传监测数据,在接触池上新建在线监测用房两间,一间用在环保部分安装监测装备,一间厂区自用监测出水水质。 2.3.6 原厂流程核算和挖潜 工艺革新中预处置增添初沉池,为了节能降耗,削减晋升泵的设置,对近况工艺流程进行了从头核算后,将细格栅出水堰提高,同时减小堰后水头,包管堰后出水可以或许自流至初沉池、生物池。出厂尾水为充实操纵现有尾水外排系统,在二沉池后设置中心晋升泵房。 2.3.7 供电系统革新 近况有10/0.4 kV变配电室一座(MCC1),含高压配电室、低压配电室、柴油发电室、值班室。为充实操纵现有举措措施,节俭投资,电气系统保存原10/0.4 kV变配电室和原有10 kV高压系统、0.4 kV低压系统(对部门低压柜进行革新),保存原有1 000 kVA-10/0.4 kV变压器,其配电和节制规模为原有建(构)筑物用电装备、新增初沉池、初沉池污泥泵井、革新后AAO生物池、鼓风机房的用电装备。 按照厂内工艺流程和用电装备的负荷散布与加药间合建10/0.4 kV分变配电室一座(MCC2),给新增建(构)筑物配电,配电和节制规模为加药间、二沉池、二沉池配水井和污泥泵房、中心晋升泵房、均质滤料滤池、接触消毒池、反冲刷装备间、废水调理池、加氯间的用电装备。 2.3.8 革新施工挨次 为削减施工时代的运转压力,先行施工初沉池、二沉池、均质滤料滤池、中心晋升泵房、接触池等新建(构)筑物,待以上建(构)筑物经由过程验收后,再分组对生物池进行革新,同时提高现有SBR池内的污泥浓度,需要时在SBR池投加PAC,实现污水处置厂革新时代不断产、不减产,削减施工进程中对情况发生的污染。 03 运转结果和经济阐发 现实运转中PAC终年投加量为8～12 mg/L,平均投加量为10 mg/L；PAM仅在1月-2月投加,投加量为1 mg/L。二沉池出水SS质量浓度保持在15～20 mg/L。现实运转中经生物处置后二沉池出水TP很低,深度处置段加药量很少,采取微絮凝工艺未产生滤池板结等现象。 提标革新项目实行后,该污水厂今朝已满负荷运转,出水水质优在《城镇污水处置厂污染物排放尺度》(GB 18918—2002)中的一级A尺度,运转结果如表4所示。 表4 提标后的出水水质 该革新项目总投资为6 798.71万元,此中土建费用为2 917.27万元,装备和工用具费用为2 214.30万元,安装费用为943.18万元,革新后的水处置本钱为0.81元/m3,现实运转本钱为0.42元/m3。 04 结论 (1)污水处置厂提标革新,需充实连系近况举措措施,对原厂水力流程、水池容积、逗留时候等进行核算。从平面和竖向两个方面挖潜,充实操纵现有水头和池容,节俭能耗和投资。 (2)革新时代应先施工新建建(构)筑物,再分组革新SBR池和近况举措措施,需要时经由过程投加药剂、提高污泥浓度等办法,最年夜限度、随机应变地采取不断产革新体例。 (3)针对进水CODCr、SS浓度高,且波动年夜的环境,经由过程设置初沉池等体例强化预处置,可减小生物处置系统进水水质的波动、减小后续修建物的处置负荷。 (4)污水处置厂提标革新应针对项目标特点,颠末进出水水质和具有问题阐发,现有举措措施可操纵水平的论证等手艺经济比选后肯定。本厂随机应变将SBR工艺改成AAO工艺,在现有SBR池型内设置隔墙构成厌氧、缺氧、好氧区,强化脱氮除磷能力,且污泥的沉降机能好,二沉池出水SS≤20 mg/L,为后续深度处置采取微絮凝过滤缔造杰出前提。 (5)当生物处置出水水质目标较好、后续化学除磷加药量不年夜,用地无限时,采取微絮凝过滤工艺,用地省、投资省、运转费低,合用在污水厂提标革新。经由过程提标革新后出水水质不变到达《城镇污水处置厂污染物排放尺度》(GB 18918—2002)的一级A尺度。 保举参考 本文原题目为《西北某高浓度城市污水处置厂SBR工艺提标革新设想》，颁发在《清水手艺》2023年第4期“城镇给排水项目设想案例专栏”，有删减，接待水业学者、科研与手艺人员参考援用，文献援用格局以下： 景兆华,王向举,刘海茹,等.西北某高浓度城市污水处置厂SBR工艺提标革新设想[J].清水手艺,2023,42(4):169-175. JING Z H,WANG X J,LIU H R,et al.Design of SBR process for upgrading and reconstruction of an urban WWTP with high concentration wastewater in northwest China[J].Water Purification Technology,2023,42(4):169-175.
清水手艺｜西北某高浓度城市污水处置厂SBR工艺提标革新设想2023-05-18 19:07:39 来历:清水手艺
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