微曝氧化沟工艺在清新污水处理厂的应用.docx

稿件ID编号： 微曝氧化沟工艺在清新污水处理厂的应用苏文越（广东省环境保护工程研究设计院，广东省 广州市 510635） 摘要：结合清新城市污水处理厂采用微孔曝气氧化沟工艺的工程实例，阐述了微孔曝气氧化沟工艺原理以及该工艺的优、缺点，提出了该工艺流程中各构筑物的主要设计参数及技术经济指标。 关键词：城市生活污水；微孔曝气氧化沟工艺；污水处理；除磷脱氮Application of means of microporous oxidation ditch Process in a Sewage Treatment Plant of QingxinSu WenyueAbstract: In combination with project example of the application of means of microporous oxidation ditchprocess in a Sewage Treatment Plant of Qingxin，the advantages 、disadvantages and the operating principle of the process were described, The main design parameters and economic and technical indicestot various structures were put forward. Keywords: ：urban sewage；means of microporous oxidation ditch；sewage treatmen；nitrogen and phosphorus removal第一作者简介：苏文越（1977.11.-），男，广东广州人，工程师，主要从事水污染控制工作。, 通讯地址：广州市天河区龙怡路91号省农机公司综合楼512房，510635稿件编号： ，收稿日期： 1 工程概况清新污水处理厂位于清城区北江二桥桥头西侧，厂址规划用地面积130084.59平方米（195亩），主要处理清远市城区生活污水，设计规模为4.0×104m3/d。污水处理厂处理后出水排入市政排水管网，然后再排入黄坑河，最终汇入北江，工程总投资为5426.1万元。2 污水处理厂进出水水质清新污水处理厂主要处理清远市城区生活污水，根据同类污水处理厂实际运行数据确定进水指标；同时根据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准B标准的要求，确定出水要求如表1-1。表1-1 污水进水指标及出水要求Table1-1 Input index and output standard of sewage项 目进水指标(mg/l)排放要求(mg/l)去除量(mg/l)去除率(%)COD3006024080BOD51502013086.7SS1502013086.7氨氮2581768TN30201033.3TP31266.7pH6969-2 工艺流程及设计参数2.1 工艺流程本工程的设计流程为：A/A/O微曝氧化沟 二沉池黄坑河粗格栅及进水泵站细格栅及沉砂池上消毒出水池厌氧池缺氧池好氧池内回流污泥回流污泥泵站污泥脱水泥饼外运填埋图2-1 工艺流程框图Figure 2-1 Process flow chart2.2 工艺特点1）微曝氧化沟采用深水微孔曝气和水下推流相结合的微曝系统，充氧能力高，保证氧化沟出口处污水含氧浓度不小于12mg/L，保持活性污泥良好的净化功能；充分利用氧化沟水力学特性，混合搅拌充分，完全能维持沟内混合液流速在0.3米/秒，防止污泥沉降，使污泥与原水充分混合，彻底进行碳化、硝化反应。2）污泥量少，污泥易于脱水处理，减少污泥处置费用；不设污泥浓缩池，减少厂区的异味源；防止磷的释放，保证除磷效果。3）微曝氧化沟工艺运行效果稳定、管理方便。因设置了前置厌氧池，可以取得很好的生物除磷效果。该工艺不但能稳定达到污水处理厂的除磷脱氮要求，而且符合大中污水处理厂的工艺选择原则.4）采用此工艺可以不设初沉池，同时氧化沟采用微孔曝气方式，水深可达5m以上，其结果使氧化沟的占地面积相应减少，因而减少了污水厂总占地面积，此外通过结合污泥处理的优化设计,该工艺完全能满足现有用地及绿化要求。5）氧化沟综合能耗的80%左右为曝气装置的电耗，微曝氧化沟工艺改变了曝气方式，由表曝改进为微曝，比普通微孔嚗气器可以提高20溶氧效率，较一般氧化沟大大降低能耗。6）氧化沟中的供氧嚗气设备采用专利设备可提升式微孔嚗气板，不必排空池体进行维修，便于边运行边维修。7）微曝氧化沟工艺整体上达到国际先进水平，有更广泛的应用前景，可以取得显著的环境、经济和社会效益。非常符合本工程要求工艺选择具有先进性的特点2.3设计参数2.3.1粗格栅池进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物以保护水泵，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。设计采用2台钢索式格栅除污机（1用1备），格栅除污机单台技术参数如下：宽度 1300mm格栅间隙 20mm过栅流速 0.8m/s粗格栅开停根据栅前、后水位差及时间继电器自动控制，信号输送到PLC系统，运行工况和报警信号也输入PLC。栅渣由皮带输送机送至贮渣槽运出厂外处置。2.3.2提升泵站提升泵站是全厂的咽喉，一旦出现故障，全场就得停产，因此选泵至关重要。根据近年来污水泵站设计技术发展情况，并结合本厂的实际情况，本设计选用潜污泵3台（2用1备），泵身置于水池中。潜污泵 Q=1083m3/h H=15.6m N=75KWPLC系统可以根据水位控制水泵的开停，并对其中2台进行变频控制，调节抽水量也可以使水泵交替工作运转。2.3.3细格栅池在旋流沉砂池前的进水渠道上设置细格栅，以进一步去除污水中较小颗的悬浮、漂浮物质，本设计选用2台转鼓式格栅除污机，1台手动事故格栅。格栅转动时，传动系统带动栅条作均速定向旋转，携带固体杂物液体中分离出来，流体则通过栅条的栅隙流过去，整体工作状态连续进行。栅渣同样由螺旋输送机输送至贮渣槽运出厂外处置。通过单台细格栅的设计流量为1083m3/h，单台格栅的技术参数如下:宽度 1400mm格栅间隙 5mm过栅流速 0.8m/s细格栅开停根据栅前、后水位差及时间继电器自动控制，信号输送到PLC系统，运行工况和报警信号也输入PLC。2.3.4旋流沉砂池沉砂池的功能为去除比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机砂粒，以保证后续处理流程的正常运行，与传统的平流式曝气沉砂池相比，近年来应用日益广泛的各类圆形沉砂池的共同优点是占地面积小、能耗低、土建费用低、管理方便。圆形沉砂本身也有很多种，本次设计采用旋流沉砂池。沉砂池土设计2套旋流沉砂系统，单池直径为 3.05m，处理能力为1080m3/h。从沉砂池中泵出的砂进入砂水分离器中进行砂水分离。沉砂量约1.2m3/d2.3.5 A/A/O微嚗氧化沟A/A/O微嚗氧化沟为钢筋混凝土结构，1座，其设计参数如下：厌氧池平均设计流量： 40000m3/d有效容积： 2140m3有效水深： 5.25m停留时间： 77min配:水下搅拌器1台 叶轮直径2500mm N=3.1KW缺氧池平均设计流量： 40000m3/d有效容积： 4100m3有效水深： 5.25m停留时间： 2.5小时配:水下搅拌器2台 叶轮直径2500mm N=5.5KW好氧池平均设计流量: 40000m3/d污泥负荷: 0.103gBOD5/KgMLSS.d污泥浓度: 4000mg/L好氧稳定污泥龄: 12天好氧区有效容积: 12900m3水力停留时间: 7.7小时有效水深: 5.25m剩余污泥量: 4192kgDS/d需氧量: 9887kg/d配:水下搅拌器4台 叶轮直径2500mm N=4.5KW微孔曝气板594块 氧利用率20% 阻力60mmH2O由于在生化池设置了可提升的微孔嚗气板，维修简便，可有效地保证污水处理不间断运行。2.3.6 中进周出二沉池二沉池为钢筋混凝土结构，共2组，独立运行，其设计参数如下：表面负荷： 0.63m3/m2.h（平均）0.82m3/m2.h（最大）池内径： 41m周边水深： 4.0m停留时间： 2.5h （100%回流）配：周边传动吸刮泥机2套(包括堰板，浮渣打挡板，浮渣斗等)。2.3.7回流污泥泵池回流污泥泵池为钢筋混凝土结构，1座，其设计参数如下：污泥回流比： 50-100%有效容积： 300m3配：回流污泥泵3台（2用1备）Q=833m3/h H=6m N=24KW2.3.8 消毒出水池消毒出水池为钢筋混凝土结构，共1组，其设计参数如下:有效容积： 57m3水深： 1.7m停留时间： 2min 配：紫外线消毒系统： 最大处理流量Q=2167m3/h N=22KW潜水泵：2台(1用1备) Q=42m3/h H=9m N=2.2KW2.3.9风机房设计鼓风机房是保证曝气系统正常工作的关键单元，同时鼓风机也是污水处理厂耗能最大的地方，工艺设计从使用效果、节能、噪音控制、投资等方面综合考虑，确定选用进口三叶罗茨鼓风机。本设计考虑配置2台变频器，根据好氧池溶解氧参数控制供风量，达到节能的目的。经计算要满足曝气系统正常运行，鼓风机参数为：Q=71.2m3/min风压P=0.059Mpa功率N=110KW选用3台三叶罗茨鼓风机，2用1备。鼓风机房结构形式为单层框架结构，平面尺寸为18.0m×12.0m，包括设备间、控制室、配电室等必要的配套设施。鼓风机房内设有降噪及通风设施，以保证工作环境的空气流通。2.3.10污泥脱水机房设计污泥浓缩脱水的目的是通过降低污泥的含水率达到污泥的减量化，根据本项目采用的污泥水处理工艺的特点和剩余污泥的性质，设计采用一体化浓缩脱水机。一体化浓缩脱水机由高效带式污泥压滤机和高压高效污泥浓缩机复合而成，构成一个完整的污泥机械浓缩和脱水系统。一体化浓缩脱水机具有如下优点：(1)机械浓缩代替传统的重力浓缩后，进入压力脱水阶段的污泥含固率提高2-5个百分点，使得泥饼质量大大提高，在各种情况下，泥饼含固率都可保证在20%以上。(2)带式压滤机可以提高处理进泥的水力负荷能力，而又不影响最终泥饼质量。(3)工艺流程上取消了单独的浓缩环节和单元操作，简化了污泥处理的工艺流程。(4)缩短了污泥浓缩过程的停留时间，避免了污泥中磷的再次释放。污泥脱水机房为2层框架结构，平面尺寸为25.0m×12.0m，剩余污泥在此进行浓缩脱水，达到减量化处理，以利于污泥贮存、外运或再利用。设计采用污泥浓缩脱水一体化设备，每天操作时间为12小时，设计参数如下：剩余污泥量： 519m3/d进泥含水率： 99.2%泥饼含水率： 80%PAM加药量： 16.8Kg/d带宽： 1.5m运行方式： 整套系统由PLC自动控制主要设备如下剩余污泥泵：2台(1用1备)Q=3060m3/h P=0.2MPa N=7.5KW带式浓缩脱水机（包括预脱水浓缩段）2台(1用1备)Q=300-350kgDS/m.h N=1.47KW静态混合器： 1套 4×DN125絮凝剂制备系统：1套 N=2.2KW絮凝剂投药泵： 2套(1用1备) N=1.1KW反冲洗泵： 2台 (1用1备) Q=13m3/h P=60m N=5.5KW空压机： 2台(1用1备) Q=204L/min N=1.5KW集中电控系统：1套。3 技术经济评价工程的直接运行成本如下表3-1所示，吨水电耗0.2元，相对于其他处理工艺，运行费用具有一定的优势。表3-1 运行费用一览表Table 3-1 Table of operation expenses序号项 目费 用备 注按年计(万元/年)按m3 水计(元/m3)1人 工28.800.042药 耗94.900.133电 耗146.00.24水 耗1.100.00155污泥运输51.100.076日常办公240.0337日常维修与设备更换等74.900.103合 计420.80.57754 结语清新污水处理厂自2009年1月开始设备调试，至今已运行了两年多，从这两年多的运行情况来看，出水中各项指标均达到或低于排放标准，可得出以下结论：微曝氧化沟处理工艺采用微孔曝气与水下推流相结合具有很大的优势。系统充氧能力强，避免污泥沉积且活性污泥有良好的净化功能，微生物的脱氮效果极好。且微曝氧化沟深度达7 m，既减少占地面积又大大提高了整个处理系统的耐低温能力。采用微曝氧化沟处理工艺处理城市污水是非常可行的。COD、BOD5、SS、NH3-N的去除率分别为80 、86.7 、86.7 、68。出水水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准B标准的要求。微曝氧化沟处理工艺处理效率高、投资省、运行费用低、运行稳定可靠，对目前我国大部分城市污水厂的建设具有良好的借鉴作用，非常适合在我国推广应用。参考文献1 区岳州,胡勇有 编著，氧化沟污水处理技术及工程实例2 周孢 编著,活性污泥工艺简明原理及设计计算3 汪永红,何睦盈,区岳州,采用微孔曝气器的氧化沟实例分析 J中国给水排水，200319(2)：75764 黄祖安Carrousel氧化沟脱氮除磷工艺的运行控制 J中国给水排水，200319(12)：1011025 周少奇范家明，吴宋标等氧化沟同时硝化反硝化的生物脱氮机理 J环境科学与技术，2002，25(6)；3-6