浅谈清远市新城污水处理厂改造工程设计

2022-09-11

1 项目背景及污水处理厂存在的问题

清远市新城污水处理厂位于新城区B16号区三角公园, 占地面积1.7万m2, 日处理水量20000m3/d。主体工艺采用硅藻精土水处理剂+固定生物床处理工艺。

根据现场调查, 目前正在运行的污水处理厂存在以下的问题: (1) 系统没有有效脱氮的工序, 出水氨氮长时间不达标; (2) 系统进水预处理设计不合理, 致使大量沉砂进入污水提升系统, 造成提升泵磨损严重, 不能正常运行; (3) 水力澄清池设计部合理, 排泥系统不能正常运行; (4) 固定生物流化池填料及曝气系统设计不合理, 停留时间过短, 不能达到设计目的;污泥浓缩池设计过小; (5) 污泥脱水系统设计部合理, 同时设备老化需要更换;随着我国对水环境质量要求的提高, 提高了对出水氮、磷的指标要求。为了满足出水要求, 达到排放标准, 实现政府的节能减排目标, 清远市新城污水处理厂拟投入巨额资金对该污水厂进行改造, 对原有的处理工艺、设施及构筑物进行改造, 提高氨氮的去除效率, 达到排放标准的要求。

2 改造原则及措施

改造原则: (1) 根据本污水处理厂现有的实际运行情况, 结合现有的场地实际情况, 合理确定工程规模、处理工艺及工艺流程, 最大限度地发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益, 以尽快达到出水达标, 提高区域水环境质量, 保护水体环境的目的; (2) 坚持可持续发展的道路, 坚持节能减排的控制原则; (3) 采用工艺先进、稳定可靠、管理方便的处理技术, 以节约投资, 降低运行费用; (4) 设备选型做到合理、可靠、先进、高效节能; (5) 妥善处理污水处理产生的沉渣和污泥, 避免产生二次污染, 并考虑到污泥的综合利用; (6) 贯彻执行国家关于环境保护政策, 按照国家颁布的有关法规、规范及标准进行编制。

3 工艺流程设计

(1) 预处理设计。城市生活污水中所含的各种垃圾、悬浮物和沙粒比较多, 这些污染物对后续的处理都会带来一定的不利影响, 同时影响设备的正常运行, 因此需加强预处理, 在本设计中考虑现场的实际情况, 采用粗细2道格栅加钟式沉砂池进行预处理。 (2) 生物脱氮原理。城市生活污水中的氮主要以有机氮、氨氮的形式存在, 硝态氮含量很低。 (3) 磷的去除:污水除磷主要有生物除磷和化学除磷。 (4) 污泥处理工艺污泥处理工艺方案选择:我国城市污水处理厂常规的污泥处理工艺为剩余污泥—浓缩—消化—脱水—最终处置。 (5) 消毒技术方案:污水中的病原体主要有三类:病原性细菌、肠道病毒和蠕虫卵。本工程在污水处理工艺中要采用消毒技术来最终控制出水水质, 通过对以上几种常见污水消毒方法的介绍和分析讨论, 综合考虑用于污水消毒的适用性、成熟性、安全性、可靠性, 操作运转的简单易行以及处理费用等因素, 推荐本工程的污水处理尾水采用二氧化氯消毒工艺。

4 工艺构筑物及设备选型

(1) 粗格栅:进入污水处理厂区前原有2个提升泵房, 泵前均有一道机械粗格栅, 利用这道粗格栅。

(2) 细格栅:根据现有沟渠的实际情况, 采用固定式细格栅, 沟渠宽度:1000mm;深度:1500mm;栅距:5mm;安装角度:75度, 采用人工清渣。

(3) 沉砂池:设计进水流量:20000m3/d、0.23m3/s, 最大水力负荷:200m3/m2.h, 水力停留时间:20~30s, 数量:2座, 每座直径:2130mm, 砂斗直径:1000mm, 高度:2800mm采用机械力控制流态与流速, 加速砂粒的沉淀, 并使有机物随水流带走。采用气提排砂配砂水分离器。

(4) 集水池:设计处理水量:833m3/h, 有效停留时间:15min, 则有效容积:208m3, 污水厂现有一调节池, 其外形尺寸为:40000×12250×2500mm, 分为2格每格的有效容积为:490m3, 利用该调节池作为集水池, 为了防止生活污水在集水池中停留时间过长, 产生臭味, 在集水池中设置空气搅拌装置, 气水比:1:1。

(5) 提升泵:选用离心泵, 流量:240m3/h扬程:17.5m;功率:18.5kw, 数量:5台 (四用一备) 。

(6) 沉淀池:由于采用的是曝气生物流化池形式处理工艺, 该工艺要求进水SS不能大于150mg/l, 同时该工艺必须采用化学除磷, 因此必须进行药剂投加, 会产生大量的悬浮物, 须先进行沉淀后才能进行生物处理。设计表面负荷:1.5m3/m2·h, 则所需沉淀面积为:555m2, 污水厂现有2个水力澄清池, 外形尺寸为:φ20000×10000mm, 有效沉淀面积为:628m2, 因此可利用这2个澄清池进行改造为沉淀池, 需要对其配水系统进行改造、对出水系统进行改造, 对排泥系统进行改造。

(7) 曝气生物流化池:曝气生物流化池的设计处理水量:20000m3/d, 污水处理厂现有的生物流化池外形尺寸:25000×8500×5700mm, 共有2组, 每组分三格, 可利用这2组水池进行改造, 在池中进行间隔, 控制每个生物流化池的表面积小于:25m2, 并对其配水系统和出水系统、排泥系统进行改造, 则需增加的生物流化池的面积为:1155-25×8×2=755m2, 考虑一定的富余系数, 放大至800m2, 曝气生物流化池的格数:800/20=40格。

(8) 三叶罗茨风机:风量:69.5m3/min;功率:90kw;风压:0.5kgf/cm2, 数量:3台 (2用1备) 。

(9) 污泥浓缩池:污泥产生量: (300-60) ×20000/1000=4800kg/d; (150-30) ×20000×0.32/1000=768kg/d;则总污泥产生量为:5568kg/d;则污泥浓缩池的大小为:556m3;外形尺寸:14000×6000×5200mm分2格。

(10) 选用带宽1500mm的, 配置污泥斗自动卸泥的带式压滤机。

(11) 其他辅助设施:供电系统采用380/220三相线制, 工作零线与保护零线分开;设置照明, 动力两回路;所有电机采用直接启动;站内拟设置2~6m宽的道路交通网, 方便交通运输和设备的安装维修, 并满足消防要求。