合浦县城污水处理厂一期工程的设计与运行_调试运行
导读:：合浦县城污水处理厂一期工程规模为5万m3/d，污水处理采用A2/O微曝氧化沟+紫外线消毒处理工艺，辅以化学除磷。简要介绍了污水厂工艺流程、主要工艺设计参数，并对运行调试结果进行分析，对设计经验和运行调试进行了总结。
关键词：污水处理厂，A2/O氧化沟，设计参数，调试运行
1 工程概况
合浦县城污水处理厂厂址位于合浦县老城区西南部，南北公路以西，合浦县淡水养殖场西侧，厂区占地面积4.667公顷。该厂分两期建设，总规模10万m3/d，一期建设规模为5万m3/d，一期服务范围钦北铁路以北的区域，服务面积为36.11km2。
合浦县城污水处理厂收集的污水主要为居民生活污水和部分工业废水，经方案比选，采用A2/O微曝氧化沟+紫外线消毒处理工艺，为节约占地污泥回流泵房与氧化沟合建，处理后出水排入西门江。
2 设计进、出水水质与工艺流程
2.1 设计进、出水水质
根据现状排水管网的水质实测结果，同时考虑周边县市污水处理厂的设计进水浓度及为后续发展预留余地等方面确定进水水质。根据该厂“环境影响报告表”，出水水质须满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。设计进、出水水质见表1。
表1 设计进、出水水质
Tab.1Design influent and effluent quality
|
名 称 |
BOD5 |
CODCr |
SS |
NH3-N |
TN |
TP |
|
进水（mg/L） |
185 |
400 |
250 |
30 |
45 |
4 |
|
出水（mg/L） |
20 |
60 |
20 |
8 |
20 |
1.0 |
|
处理程度（%） |
89.2 |
85.0 |
92.0 |
73.3 |
55.5 |
75.0 |
2.2 工艺流程
污水经厂外管网收集后进入合浦县城污水处理厂，进水经粗格栅后由水泵提升至细格栅，经沉砂后进入A2/O微曝氧化沟二级生物脱氮除磷工艺单元调试运行，同时于氧化沟出水处投加硫酸铝药剂辅助除磷[1]，生化处理后出水经沉淀、紫外消毒后排放，污泥处理采用一体化带式污泥浓缩脱水机，具体工艺流程见图1。
图1 污水处理工艺流程
Fig.1 Flowchart of wastewater treatment process
3 工艺设计
3.1 粗格栅及进水泵房
粗格栅与进水泵房合建，土建按16万m3/d(远期雨季最大流量)建设，设备按一期规模安装。为便于泵房结构沉井施工，粗格栅及进水泵房总体设计为矩形，平面尺寸为17.4m×16.2m，格栅间深为9.96m,泵房集水井部分深为11.81m，结构形式为钢混，泵房地上建筑设计为凉亭式。
粗格栅渠设计为3条1.1m宽，一期安装两台回转式格栅除污机，栅条间隙20mm，安装角度为75°，单台功率为1.5kw。泵坑内设6台泵位，一期安装4台，其中按大小泵配置，1台小泵，3台大泵，远期增设两台大泵。小泵Q=750m3/h，H=16m,N=55kw;大泵Q=1500m3/h，H=16m,N=110kw。
3.2 细格栅及沉砂池
细格栅与沉砂池合建，土建按16万m3/d(远期雨季最大流量)建设，设备按一期安装。细格栅与沉砂池总体布置为矩形，平面尺寸为30.3m×15.49m。
细格栅渠设计为3条1.85m宽，细格栅渠深为1.6m,一期安装两台转鼓式格栅除污机，栅条间隙5mm,安装角度为35°,单台功率为3.0kw。
沉砂池设计为旋流沉砂池，设计水力表面负荷为180m3/(m2·h)，水力停留时间为37.2s，共两座，一期运行一座，单座直径为4.87m，池深为1.85m调试运行，砂斗直径为1.50m，砂斗深为2.2m[2]。
3.3 A2/O微曝氧化沟
A2/O微曝氧化沟按5万m3/d设计，池体为1座，分2组，每组可单独运行。氧化沟池体与污泥回流泵房合建，由进水至出水方向，分别为厌氧区、缺氧区、好氧区，在氧化沟出水堰处，污泥回流泵房与两组氧化沟共用池壁建设，氧化沟尺寸为87.0 m×52.7m，池深6.7m。
氧化沟系统设计参数：污泥浓度为4000mg/L，污泥负荷为0.093kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥回流比为100%，混合液回流比为200%，总污泥龄为12d。厌氧区单组池容V厌=1875m3，水力停留时间t厌=1.8h;缺氧区单组池容V缺=2674m3，水力停留时间t缺=2.6h;好氧区单组池容V好=7343m3，水力停留时间t好=7.0h;总水力停留时间为11.4，水深6.0m。
厌氧区和缺氧区内每组各设2台潜水推流器，N=5.5kw;好氧区内每组设4台潜水推流器，N=4.3kw。单组池在好氧沟与缺氧沟之间墙体上安装3台混合液回流泵，Q=900 m3/h，H=0.8m，N=4.0kw。污泥回流泵选3台轴流潜水泵，Q=695 m3/h，H=4.5m，N=15kw。
好氧区曝气系统采用微孔管式曝气器，总曝气量为12960 m3/h，气水比6.22:1。
3.4 二沉池配水排泥井
二沉池配水排泥井按远期规模设计，共1座，圆形结构，远期可分别为4座二沉池进行配水排泥，一期仅与两座二沉池连接调试运行，远期管道预留接口范文。该井设计为3环，分别为外环、中环和内环，外环内径14.2m，中环内径10.6m，内环内径6.0m，井深7.0m，外环为出水同时与二沉池出水堰相连，中环为进水同时与二沉池进水堰相连，内环为排泥井同时与二沉池排泥管相连，内环安装剩余污泥泵2台，1用1备，Q=120 m3/h，H=8m，N=5.5kw。
3.5 二沉池
二沉池一期建设2座，圆形结构，周进周出式，每座直径φ 40m，h水深=4.5m。二沉池表面负荷q=1.14 m3/(m2·h)，沉淀时间3.9h。单池内安装中心传动式吸泥机1台，φ 40m，N=0.55kw;手动撇渣堰门一套，0.5m×0.5m。
3.6 紫外线消毒渠及巴式计量槽
紫外线消毒渠与巴式计量槽合建，土建按远期10万m3/d建设，紫外线消毒设备按5万m3/d安装。紫外线消毒渠一座，分为两条渠道，一期使用一条渠道，每条渠道尺寸为L×B×H=9.00m×1.12m×1.46m，安装一套装机容量为25KVA的低压高强紫外灯，平均运行功率20kw。
巴式计量槽按远期最大流量设计，计量槽尺寸为L×B×H=14.55m×1.80m×2.25m。测量范围为21600～155520m3/d，喉宽0.9m，喉长0.6m[2]。
3.7 鼓风机房
鼓风机房土建按10万m3/d设计，设备按5万m3/d安装。最大供气量为12960 m3/h调试运行，气水比6.22:1，安装3台离心鼓风机，2用1备，单台风量108m3/min，风压68.6kp，功率150kw。
3.8 贮泥池
贮泥池设计1座，分2格，钢混结构，一期使用1格，土建尺寸为L×B×H=7.75m×4.00m×3.60m，贮泥时间为15min，安装一台水下搅拌器，功率为2.2kw。
3.9 污泥脱水间
污泥脱水间土建按10万m3/d设计，设备按5万m3/d安装，平面尺寸为24m×10m，上下两层建筑。一楼安装污泥泵，污泥脱水投药设备和化学除磷投药设备等，二楼安装脱水机。
污泥量为8444kgDS/d，进泥含水率为99.2%，出泥含水率为80%，一期安装2台带式浓缩脱水一体机，带宽1.5m，单机Q=44 m3/h，N=2.2kw;污泥泵2台，单台Q=40 m3/h，N=7.5kw;污泥脱水投药采用干粉状聚丙烯酰胺，Q=3～4kg干粉/tDS;化学除磷投药采用固态硫酸铝，按1.3mol/molP计算，并考虑2.5倍安全系数，设生物除磷后PO43-浓度为2mg/L，则化学除磷需去除1 mg/L的PO43--P，硫酸铝最大投加量为293kg/d。
4 运行效果及分析
合浦县城污水处理厂一期工程2009年9月开工建设，于2010年6月底建成并进水调试运行调试运行，2010年9月通过环保验收。2010年下半年该厂调试运行情况见表2，日均进水流量约3万吨。
表2 2010年下半年实际进、出水水质
Tab.2Actual influent and effluent quality in 2010 second half year
|
月份 |
BOD5 （mg/L） |
CODCr （mg/L） |
SS （mg/L） |
NH3-N （mg/L） |
（mg/L） |
TP （mg/L） |
|||||
|
进水 |
出水 |
进水 |
出水 |
进水 |
出水 |
进水 |
出水 |
进水 |
出水 |
进水 |
|
|
7 |
23.8 |
2.7 |
85.6 |
18.0 |
127.3 |
15.0 |
17.5 |
0.3 |
32.0 |
1.0 |
3.69 |
|
8 |
30.1 |
2.9 |
91.4 |
19.3 |
137.4 |
14.5 |
17.9 |
0.3 |
28.2 |
0.9 |
3.74 |
|
9 |
28.7 |
2.9 |
86.5 |
20.2 |
149.4 |
11.3 |
18.9 |
0.4 |
28.8 |
0.9 |
3.81 |
|
10 |
25.0 |
2.2 |
80.3 |
18.5 |
150.3 |
11.4 |
19.9 |
0.3 |
31.2 |
0.9 |
3.91 |
|
11 |
31.4 |
2.6 |
111.7 |
20.9 |
117.2 |
10.2 |
20.3 |
0.4 |
30.1 |
0.8 |
3.54 |
|
12 |
29.0 |
2.3 |
100.7 |
22.5 |
176.7 |
9.6 |
20.5 |
0.4 |
32.4 |
0.9 |
3.86 |
|
平均 |
28.0 |
2.6 |
92.7 |
19.9 |
143.0 |
12.0 |
19.2 |
0.3 |
30.4 |
0.9 |
3.76 |
由表2可以看出，进水的BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TN浓度偏低，均低于设计值，但上述指标出水浓度均可达标，且出水浓度远低于设计值，上述指标去除率分别为90.7%、78.5%、91.6%、98.4%、97.0%，去除率较高，处理效果较好范文。进水中TP浓度接近设计值，由于进水BOD5/TP较低，在不投加药剂的情况下，TP的出水浓度略高于设计浓度1mg/L。
经调查分析，进水浓度偏低的原因为污水收集系统为截留式合流制，现状由于支管未建成，因此将排污沟渠的污水直接截留至主管内，天然沟渠中有部分地下水及上游河水汇入，对进水浓度有稀释作用。
本设计生物处理单元采用A2/O微曝氧化沟工艺，除磷同时采用化学辅助投加药剂法。经分析，该工艺对进水浓度较低时依然有较高的去除率，且处理较高较好。经调查分析，该厂调试运行期间剩余污泥排放量较少，且未投加除磷药剂，磷的去除主要以剩余污泥形式排出系统[3]，由于系统较少排泥，因此TP难以稳定达标，因此建议启动辅助投药进行化学除磷，使TP稳定达标排放。
5 设计中经验总结
(1)进水泵房设计为凉亭式，结构内顶安装起吊设备，泵池顶水泵起吊孔洞均安装钢盖板，泵池内为封闭空间，因此无臭气外溢，该设计运行操作方便，同时节约土建造价。
(2)配水排泥井内剩余污泥泵设计流量单台Q=120 m3/h调试运行，该泵设计流量偏大，造成贮泥池污泥大量溢流，溢流污泥回流至粗格栅进水井，经校核计算，该泵流量调整为Q=80 m3/h，与脱水间污泥泵相匹配。为防止磷的厌氧释放，贮泥池池容设计较小，停留时间仅为15min，但污泥脱水间实际运行不便，一期可调整为贮泥池两格同时使用，远期再增设贮泥池。
(3)污水流量计量设计采用巴式计量槽，使用发现水量测量存在一定波动，原因是巴式计量槽进水处流态比较紊乱，需对进口处进行整流，同时需确保巴式计量槽进、出口段的直线段长度满足测量要求。
6 结语
合浦县城污水处理厂一期工程总投资为8849.76万元，其中工程费用7257.42万元，单位经营成本0.45元/m3，厂区用地面积4.667公顷，单位水量占地指标0.47m2/(m3/d)。该厂的调试运行表明：A2/O微曝氧化沟工艺可对各类污染物有较高去除率，出水可以满足一级B国家标准，特别是对低浓度污水，仍能正常运行并稳定达标，磷的达标排放需辅助投加化学药剂实现。
参考文献：
[1]陈乐荣，吴雪莉，陈粉珠.城市污水处理厂化学法辅助除磷的试验研究[J].环境科学，2004(4)：35-38.
[2]北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册第5册(第二版).中国建筑工业出版社，2003.
[3]张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程下册(第四版).中国建筑工业出版社，1999.
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