1. 对城市污水处理厂工程设计的相关探讨
本文主要阐述了污水处理的特点及难点,提出了污水处理工艺设计,并结合作者多年的工作经验,对AAO污水处理工艺流程以及各主要构筑物工程设计相关参数进行了分析。对今后类似的工程设计具有一定的借鉴意义。
1 工程概况
本污水处理厂规划用地面积约12km2,分两期建设,总规模为30万m3/d( Kz=1.3),近期工程设计规模为10万m3/d,雨季合流污水规模为18万m3/d;而远期工程设计规模为20万m3/d,雨季合流污水规模为30万m3/d。纳污范围内服务面积约60km2。污水厂出水水质执行GB 18918-2002城市污水处理厂污染物排放标准的一级A标准;大气污染物排放执行GB 18918-2002的二级标准; 污泥直接浓缩脱水外运处置,含水率小于80%。污水厂总进水管道为φ2 000钢筋混凝土管,出厂尾水排放管为φ1 800排入附近河流,作为河流的生态补水,尾水排放管长度约1100 m。
2工程污水处理的特点和难点
本工程污水处理的特点和难点主要有:(1)本工程出水排放标准较高,由于SS,BOD5,CODCr,TP等污染物均可通过三级深度处理去除,而化学加药、过滤等三级处理手段对 TN 的去除是基本无效的,只有通过强化生物处理手段进行去除。(2)有限碳源的合理分配问题,解决近期进水碳源可能较低的问题。(3)近期雨季合流污水对污水厂水量水质的冲击问题。(4)雨季合流制污水 SS 值和含砂量较高的问题。以上问题是本工程技术路线重点考虑的技术问题。
3 工艺流程
本工程设计为了满足进水水质的变化和雨季合流污水量的冲击,推荐采用AAO污水处理工艺(见图1),该工艺具有水质水量变化及负荷冲击适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活等优点。二级处理出水后采用三级深度处理(微絮凝过滤)和紫外线消毒+ClO2辅助消毒。污泥处理采用机械离心浓缩脱水一体机,除臭采用生物除臭工艺,对全厂有恶臭产生的构筑物进行加盖除臭,最大限度降低污水厂的生产运行对周围环境的影响。
4 各段主要构筑物工程设计及设计参数
4.1 预处理构筑物设计
预处理构筑物包括粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池,主要功能包括:
1) 去除污水中较大漂浮物,并拦截直径大于20mm的杂物,以保证潜水泵正常运行,将污水进行提升后,使污水籍重力依次流过处理构筑物,以保证污水厂正常运转( 粗格栅及进水泵房);
2)去除污水中较大漂浮物,并拦截直径大于6mm的固体物,以保证生物处理及污泥处理系统正常运行,同时去除污水中比重大于2.65,粒径不小于0.2mm的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开来,便于后续生物处理,兼带除油撇渣功能(细格栅及曝气沉砂池)。
设计参数:
1) 粗格栅及进水泵房。地下式钢筋混凝土结构,格栅采用轻质加罩除臭; 内净尺寸: L×B=23m×22.6m,池深10.5m。主要设备为: 2台钢丝绳格栅除污机;单台过栅流量:Qmax=1.04m3/s。4台潜污泵,单泵性能参数:流量:580L/s,扬程:13.5m,功率:125kW。
2) 细格栅及曝气沉砂池。钢筋混凝土构筑物,内净尺寸: L×B=16.8m×10.8m。停留时间:近期旱季污水停留时间:约5.8 min(高峰流量);近期雨季合流污水停留时间:约4.2 min。曝气沉砂池共两格,单格净宽4.0m,设计有效水深2.7m,有效长度24m。曝气量按0.2 m3空气/m3污水配置,在细格栅的架空渠道下设鼓风机房间,内设3台罗茨风机(2用1 备),单机风量750m3/h,风压4.5m,功率15kW。
4.2 水处理构筑物设计
水处理构筑物主要为 A/A/O 生物反应池,主要功能为在生物反应池中营造厌氧、缺氧、好氧环境,利用生物反应池中大量繁殖的活性污泥,降解水中污染物,以达到净化水质的目的。本构筑物也是本污水处理厂工程的核心部分。
设计参数:
1) 生物反应池。内净尺寸: L×B×H=100 m×88.8m×7.0m。设计参数:设计流量:10万m3/d,最低水温:15℃最高水温:25℃,系统设计泥龄:13d,污泥负荷:0.07kgBOD5/( kgMLSS・d),容积负荷:0.245 kgBOD5/(m3・d),MLSS:3.5 g/L,MLVSS:2.45g/L,污泥生成系数: 1.1 kgMLSS/( kgBOD5・d) ,有效水深: 7.0 m,总水力停留时间: 13.46 h,高峰时供气量:24167m3/ h,气水比: 5.80∶1,剩余污泥量:15.4 t/d。
2)二沉池。周进周出二沉池: 直径38 m,共4 座。单池流量: Qmax=1354m3/ h,最大表面负荷( 雨季) : qmax= 1.38m3/(m2・h),最大表面负荷(旱季):qmax=1.19 m3/( m2・h),平均表面负荷( 旱季):qav=0.92 m3/( m2・h),池边有效水深:4.0m,设计流量停留时间:3.4hr,平均流量停留时间:4.4hr。
4.3 深度处理构筑物设计
深度处理构筑物包括自动反冲洗滤池、紫外线消毒渠,其主要功能为:
1)通过过滤进一步去除二沉池出水中的污染物质,确保污水处理厂的出水达标。
2) 杀灭细菌,使细菌指标达到国家排放标准。
设计参数:
1) 自动反冲洗滤池。滤池单元数: 1座,每座分4条廊道; 设计规模: 5417m3/h(旱季高峰);单池滤池单元面积:169.4 m2;单池结构尺寸:34.77m×4.9m×1.5 m;设计滤速:8.0m/h(高峰),9.23 m/h(雨天)。
2) 紫外线消毒渠。内净尺寸: L×B=13.0m×5.54m;Qmax=5417m3/h;BOD5:10mg/L;SS:10mg/L;进水粪大肠菌群数106个/L~107个/L;出水粪大肠菌群数小于103个/L。
4.4 污泥处理构筑物设计
污泥处理构筑物主要包括污泥浓缩池、污泥浓缩脱水机房及料仓,主要功能为:
1) 储存一定量污泥,保证脱水装置稳定运行,撇除污泥内游离水,缩小污泥体积。
2) 降低污泥含水率,减少污泥体积,帮助污泥固化并外运。
设计参数:
1) 污泥浓缩池。2座直径8m圆池,进泥量:16.8 TDs/d( 旱季),20.2TDs/d( 雨季);进泥含水率:99.3%;进泥体积: 2400m3/d(旱季),2880m3/d(雨季);出泥含水率:98.5%;出泥体积:1120 m3/d(旱季),1344m3/d(雨季);停留时间:3.5h(旱季),2.9h(雨季)。
2) 污泥浓缩脱水机房及料仓。构筑物外尺寸:30m×15.2m,层高11.7m。污泥量:16.8TDs/d(旱季),20.2TDs/d(雨季);进泥含水率: 98.5%;进泥体积:1120m3/d(旱季),1344m3/d(雨季);出泥含固率:≥20%;出泥体积:84m3/d(旱季),101m3/d(雨季)。
5 结语
本污水处理厂工程是一座较大规模的污水处理厂,所采用的工艺必须是成熟、可靠的,同时也要考虑工艺的先进性、运行的稳定性、调整的多样性和出水的安全性。推荐的 AAO 系列处理工艺可衍生出多种运行模式,如改良AAO可强化除磷,倒置AAO处理工艺可强化脱氮效果,每个工艺均各有特点,适用于不同的环境和工况。
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2. 煤矿污水处理厂设计的探讨
为了加强煤矿污水治理,保护水环境,新建矿井非常重视环保建设,并投入了大量的资金。设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。针对目前煤矿污水处理中有关建设规模和工艺技术谈一些个人的看法。
1合理确定建设规模
对一个矿井来说,需根据矿井总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。
(1)目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂,两处征地,重复建设,投资增加,运行能耗高,管理费用高,技术力量分散,吨水处理成本高。一般来说,矿井工业场地和居住区相距不是很远,合建一座一定规模的污水处理厂更合理,考虑从居住区向工业场地排水,管道埋设太深,可在中间设置污水提升泵站,或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式,不但可节省投资,且可大大降低运行成本。
(2)目前许多新建矿井设计中根据规范及全员效率,劳动定员数量较少,而实际建成后煤矿招聘大量的劳务人员,以及随着煤矿的发展,涌进大批的外来人员,使得煤矿的用水量增加,污水量也随之增大。因此,对于新建煤矿污水处理厂的设计,在建设规模时应考虑予留系数。
(3)由于煤矿污水水质水量变化较大,合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水通盘考虑,不使留余地过大,避免增加投资、使设备闲置或低效运行。
2煤矿污水处理设计常用流程
一般来说,不同煤矿对出水的要求差异较大,应根据我国环保部门的要求确定处理程度,以确保出水水质。由于生活污水中的氮和磷对水体有富营养化的影响,污水处理要求有脱氮除磷的效果。
煤矿污水水质与一般城市污水性质类似,但不同于城市污水(城市污水中常包括部分工业废水)。其特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,污水可生化性好,处理难度小。
煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多,由于污水中有机物含量太低,在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质,形不成活性污泥,运转不起来。氧化沟污水处理工艺,也存在同样的问题,回流活性污泥回流不起来,致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池,达不到要求的处理目标。
90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就,许多新工艺应运而生,这些新工艺的共同特点是:高效、稳定、节能,并具有脱氮除磷等多功能。较典型的工艺有:
(1)A2/O工艺该工艺是厌氧,缺氧,好氧生物脱氮除磷工艺的简称,是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺(A/O)的基础上开发的。
(2)SBR工艺序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。SBR实际上是出现最早的活性污泥法,70年代出现于美国,经过20年的研究开发革新,将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机结合,成为改良型的SBR工艺。
(3)BAF工艺即曝气生物滤池工艺,是90年代初开发的新型微生物附着型污水处理技术,能同时完成生物处理与固液分离,通过调整滤池结构形式而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。
3BAF工艺处理煤矿污水
3.1工艺流程
曝气生物滤池是最先在欧美发展起来的在欧美和日本等发达国家广为流行,近些年来在我国已有数十家污水处理厂应用。如大连、慈溪、新会、杨凌,在山西的煤矿生活污水处理中也有应用。
该技术综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用。污水从滤池底部进入滤料层,滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气,气水为同向流。在滤池中,有机物被微生物氧化分解,NH3-N被氧化成NO3-N;另外,由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境,在硝化的同时实现部分反硝化,从滤池上部的出水可直接排出系统。
3.2工艺特点
BAF作为一种膜法污水处理新工艺,与传统活性污泥法和接触氧化法相比,具有以下的优点:
(1)具有较高的生物浓度和较高的有机负荷。曝气生物滤池采用粗糙多孔的球状滤料,为微生物提供了较佳的生长环境,易于挂膜及稳定运行,可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量,单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量(可达10~15g/l),高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大,减少了池容积和占地面积,使基建费用大大
降低。
(2)工艺简单、出水水质好。由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用,使得出水的SS很低,一般不超过15mg/l。因进行周期性的反冲洗,生物膜得以有效更新,表现为生物膜较薄,活性较高。有时即使生物处理发生故障,在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准,同时可用于回用。
(3)抗冲击负荷能力强。由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物,其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感,同时无污泥膨胀问题。
(4)氧的传输效率高。曝气生物滤池中氧的利用率可达20%-30%,曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是:
1因滤料粒径小,气泡在上升过程中不断被切割成小气泡,加大了气液接触面积,提高了氧的利用率;
2气泡在上升过程中,由于滤料的阻挡和分割作用,使气泡必须经过滤料的缝隙,延长了其停留时间,同样有利于氧的传质;
3理论研究表明,BAF中氧气可直接渗入生物膜,因而加快了氧气的传输速度,减少了供氧量。
(5)易挂膜、启动快。BAF调试时间短,一般只需7~12天,而且不需接种污泥,采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面,微生物不易流失,使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行,一旦通水并曝气,可在很短时间内恢复正常运行,这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。
(6)菌群结构合理。传统活性污泥法中,微生物分布相对均匀,而在BAF中从上到下形成了不同的优势菌种,因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。
(7)自动化程度高。由于相关工业技术的发展,一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现,使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。
曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测,并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短,控制风机的供氧量,做到优化运行,PLC系统对滤池进行自动反冲洗。
(8)脱氮效果好。通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布,使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境,不仅能去除一般有机物和悬浮固体,而且具有较好脱氮功能。
在一级滤池(C/N池)和二级滤池(N池)中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平,使溶解氧达到较高水平(约2~3mgO2/l),而在DN池中使溶解氧达到较低水平(约0.2~0.5mgO2/)。
4BAF工艺的出水回用
众所周知,水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。污水再生利用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。煤矿污水经过处理消毒后,可用于绿化、冲洗、工业用水。采用BAF工艺处理煤矿污水,出水水质稳定,优于一般传统生物处理工艺,其出水消毒处理后,就可以作为中水回用。
曝气生物滤池工艺具有体积小、占地省、效率高、出水水质好、流程简单、操作管理方便等特点,实际运行中可以实现中央集中控制和现场手动自动控制,经过多个工程实际应用,日趋已经成熟,其出水经消毒处理后可以达到中水回用的标准。据了解,目前我国每处理,1m3污水直接投资在1000元左右,而采用BAF工艺处理则可控制在500元左右,且能节省近4/5的占地面积。煤矿污水水质水量变化较大,污染物浓度偏低,污水可生化性好,BAF工艺比较适用。
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3. 浅析中小城市污水处理厂设计中应注意的几个问题论文
浅析中小城市污水处理厂设计中应注意的几个问题论文
1 前言
工业的发展推动人民生活水平进一步提高,但同时也造成严重的环境污染,其中水体污染是环境污染的主要因素之一,世界各国对此高度重视,因而治理水污染成为环境保护重要的课题之一。为了更好的保护水环境,我国把城市给排水作为基本的建设项目给予大力支持,并制定了污水治理目标,从2000 年的处理率为25% 到2010 年我国的城市污水处理率达到了40%,在治理水污染方面已初见成效。同时要求各中小城市都要建设污水处理厂,在“十五”期间,我国对城市污水处理投资达到1200 亿元,其中中小城市的占有较大的比重。为取得更好的投资效益,根据中小城市的污水排放现状与城市建设特点,对如何改革污水处理设计工艺提出建议,以推动我国中小城市的可持续发展。
2 中小城市污水处理工艺设计应注意的问题分析
在中小城市污水处理设计的过程中,要充分考虑处理厂的数量、设计水量与水质以及明确处理标准等各种因素。
2. 1 确定数量
根据城市规模应布局几个污水处理厂,通常大、中、小城市都会建设大型集中型的污水处理厂,有利于减少建设与运行费用。
( 1) 厂址的选择与规划; 根据城市的发展规划,污水处理厂通常设在城市河流的下游地区,厂址远离城区,这样导致收集管网长度过长,配套太难,处理系统得不到合理的利用; ( 2) 发展趋势; 城市的发展对环境的要求逐渐提高,在别墅区以及一些普通小区都会兴建污水处理系统,这样一来,推动了污水处理厂的发展趋向小型化、分散化; ( 3) 整体规划; 由于水资源的污染,对再生水的利用率越来越高,集中水污染处理与再生水系统的投资大,操作起来相当困难。因此,在污水处理的过程中,污水厂的建设把集中与分散有效的结合在一起,污水的处理与再利用结合在一起,对污水处理厂进行布局,还要充分考虑对现有的管道系统、再生水回用系统、城市发展与规划等各种因素结合在一起,污水处理厂的布局根据要城市的需要进行合理布局。
2. 2 确定好水量和水质的参数及处理的标准
在污水处理设计的过程中,要对污水的水质与水量进行分析论证,这直接关系到污水处理厂的投资建设和运行费用。
( 1) 水量设计; 设计污水的水量应根据城市人口、城市经济发展与水平及城市的排水制度、工业废水的排放量、污水管道系统的建设程度、污水处理的规划年限等,把这些因素进行综合分析之后,才能对污水处理厂的规模进行确定。
( 2) 水质设计; 污水的水质,这与城市的性质、经济发展的水平、工业水的性质、其他污染源及排水制度有关。因此,在对污水厂污水处理设计的过程中,要充分考虑污水浓度变化对实际运行造成的影响,参照同类城市污水处理变化的周期,对污水处理进行合理的分期,为了预防不可预测的因素,污水处理厂的建设也要进行分级建设,留出一定的余地,要充分考虑投资的合理性。
( 3) 污水处理的标准; 我国对污水处理有明确的规定,污水处理厂的出水水质应与水体环境、上下游水的用途及自净能力等使排出的水符合国家相关标准。在确定污水厂出水标准时,要根据城市的实际情况进行具体分析,要充分考虑其建设、环境、经济以及发展等各种要素。通常来说对于经济发达城市,其城市建设快,对环境保护及水体要求较高,把水体标准作为污水处理后出水标准之依据来制定出水标准。
3 中小城市污水处理厂设计改进措施
从以上的分析可以看出,中小城市污水的水量、处理标准都很好确定,然而在实践过程中却存在很大的差异,究其原因,是我们在设计的过程中只根据理论知识和借鉴同等城市的经验,未能与实践相结合,缺乏对城市建设规划和管理之间的关联性的认识,缺乏对未来发展的认识,要建设具有系统性、科学性与合理性的污水处理厂,不但要遵循城市发展规划、水环境的保护要求以外,还要从以下几点进行改进。
3. 1 设计前的调查研究
在建设中小城市污水处理厂之前,要对该城市进行充分的调查、研究,搜集有用的资料,特别是对城市未来的发展与城市规划存在的矛盾。充分了解污水处理厂建设的配套排水体系及管网分布情况,了解城市功能以及排放水体的污染现状,才能确保处理厂的规划、设计具有合理性与适用性,不偏离城市未来的发展方向。
3. 2 污水处理厂的建设设计要分级进行,要在总体规划上留有余地在中小城市污水处理厂的.建设设计中,要具有科学性、合理性与发展性。随着城乡一体化发展的加快,我国城市的发展与建设突飞猛进,而在这一过程中,城市的规划与环境的保护跟不上城市发展之需要。随着经济水平的不断提高,人民对生活质量的要求越来越高,更加注重环境的保护,对水污染的治理提出更高的要求。因而,污水处理厂在建设设计的过程中,要分级、分段进行,根据城市发展的不同阶段来扩大处理规模和提高处理标准,在设计的过程中,要留充分的余地,方便今后的扩展。同时,分期建设不能过于简单化,不仅要考虑建设上的分期,还要对处理分期进行考虑。结合城市发展的实际情况,对不同时期的排放水量及水质进行综合分析,在前期出现的问题,在分期建设的过程中进行改善,使之污水处理系统更具合理性。
3. 3 污水处理厂的布局设计与方案要具灵活性根据污水的排放量与处理要求进行设计。首先可运用增加超越管,也就是污水在一定的条件下可以超越部分处理构筑物。也就是说,当污水的进水量小,污染程度低的时候,污水可直接流入曝气池中,越过初沉池,也可以经过初沉池之后直接排放,这样一来,不仅能达排放标准,还有效的减少运行费用。其次,灵活设计曝气池。在曝气池设计的过程中,可从推流、除磷、多点进水、脱氮以及完全混合等多种模式运行,进而增强处理系统的灵活性和处理能力。
3. 4 沉砂池与沉淀池的设计。
( 1) 沉砂池; 沉砂池的主要作用是把较大的无机颗粒从废水中分离出来,沉砂池一般都设计在沉淀池以及泵站之前,能有效的保护管道与机件,缓解沉淀池的负荷,同时也能使有机颗粒与无机颗粒相分离,方便分别处理。沉砂池的设计可根据水流方向进行分类,分为平流式和竖流式两种。其中平流式的分离效果更好,通常都采用这种模式,然而到了21 世纪,沉砂池逐步被曝气沉砂池所取代。曝气沉砂池的设计主要是在一侧通入穿气,这样一来,污水池的水就会旋转式的前流,进而产生横向恒速环流。其优点在于,通过对曝气量的控制,可对污水的旋流速度进行控制,除砂效果更具稳定性。不受流量变化的影响,还能对污水起到预曝气的作用。这种曝气作用使有机颗粒处于一种悬浮状态,通过砂粒间的摩擦能除去附着的有机物,便于提取出纯净的砂粒,同时还能改变废水的水质,使后续处理变得更加容易。
( 2) 沉淀池; 沉淀池的主要作用是根据重力沉降原理除去污水中的固体悬浮颗粒。沉淀池又可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池及幅流式沉淀池三种。根据处理的先后顺序又可分为初沉池与二沉池。初沉池主要对污水中的BOD 颗粒型物质和水中SS 进行去除,能有效减少生物处理单元的负荷。二沉池主要是进行水、泥分离,确保处理水能达标排放,同时还能浓缩污,确保向曝气池提供加流污泥等功能。
4 结语
总之,中小城市污水处理厂的设计要将理论与实践相结合,根据城市的经济条件、建设条件,确保污水工厂建设的合理性、科学性与前瞻性,同时还要确保工程的实适性与可操作性。污水处理工艺也要不断创新,才能实现城市与环境保护的同步发展。
;4. 小区污水处理厂设计原则
小区污水处理厂设计原则是怎样的呢,下面中达咨询招投标老姿伍逗师为你解答以供参考。
5. 如何理解“污水处理概念厂”
经过30多年特别是近10多年来的高速发展,中国城市污水处理取得了巨大成就.回望过去,辉煌毋庸置疑,但一路走来,中国污水处理事业也不乏遗憾和隐患.从顶层设计到具体实践中可持续发展理念的缺位,导致行业的短视、粗放、混乱,甚至劣质,与经济、社会对污水处理可持续发展的需求相比,已经呈现了多种不适应,未来挑战依然严峻.
从世界范围看,污水处理正处于重大变革的前夜,城市污水处理厂将由单纯污染物削减,转变为资源、能源工厂,相关政策、标准、技术、实践等正在广泛而深刻地变革.而这些,正是中国污水处理未来发展必须重视的新方向.
当量的积累脚步放缓,寻求质变的努力开始了.中国污水处理事业急需在立足国情和自身需要的基础上,进行一次面向未来的系统探索,以期寻找到再出发的方向.为此,我们提出“建设面向未来的中国污水处理概念厂”这一命题,希望以此融通各方智慧和共识、启迪创新和创造,引领中国污水处理事业的升级发展.
1.使出水水质满足水环境变化和水资源可持续循环利用的需要
出水水质标准无疑是污水处理厂建设者的首要考虑.我们认为应包含面向水环境保护需求和面向水资源可持续循环利用的两类标准.其中,第一类是指根据当地环境和社会可持续发展要求而需达到的出水水质标准,应在顶层设计、长远规划的基础上提出.第二类是完全满足水资源循环利用的标准,使污水从根本上实现再生,这类标准应考虑对包括新兴污染物在内的有毒有害污染物的深度去除,对缺水地区的水生态安全发挥保障作用.
2.大幅提高污水处理厂能源自给率,在有适度外源有机废物协同处理的情况下,做到零能耗.
如前所述,发达国家污水处理能耗已占全社会能耗的3%左右,是节能降耗的重要领域.当前,我国污水处理厂的建设运营普遍粗放低效,节能空间更为巨大.污水中的有机物富含能源,合理利用通常能满足污水处理厂能耗的1/3到1/2;另一方面,污水处理新工艺、新技术、新装备以及运营方式也有广泛的节能效果.污水处理厂的大面积占地也为太阳能利用提供了可用空间.合理集成以上方面,概念厂将实现在目前污水处理耗能基础上普遍节能50%以上,在具备有机物外源时做到能源自给.沿着概念厂的方向,有望为整个社会减少1%的能耗.
3.追求物质合理循环,减少对外部化学品的依赖与消耗
[2] 污水处理厂产生的物质(污泥)最终需走向社会或自然.概念厂应根据当地实际情况,在城市长远发展视角下选择合理处置方式,使污泥最终达到无害化、资源化的目的.化学品的使用间接地增加了污水处理厂资源消耗,也提高了污水排放的生态风险.因此,概念厂将在最大程度上降低对外部化学品的依赖与消耗,在更广意义上减少对社会总体资源与能源消耗,并降低化学品的引入对污水处理厂出水、出泥带来的环境风险.
4.建设感官舒适、建筑和谐、环境互通、社区友好的污水处理厂
[3] 首先要做到出水、出料、出气等所有的排出物对生态环境安全,并用多种方式展示和沟通这种安全状态.在此基础上要追求感官舒适、建筑和谐、环境互通,从而做到和周边社会的心理互信.土地是我国最宝贵最紧缺的资源,但是,我们认为未来的污水处理厂最重要的并不只是多么注意它本身的节约用地,而是必须做到不影响周边土地的使用功能,这可能比它的投资节省效益重要十倍,乃至百倍.
为实现以上追求,我们首先应该彻底跳出现有污水处理技术工艺框框,系统地认真地研究目前国际上的新工艺、新技术、新材料、新装备的研究与应用进展,预判未来数年可能实现的突破,为城市污水处理做一次重新的系统勾画.作为现代城市重要的基础设施,污水处理厂也不应只是技术专家和工程师考虑的事情.为未来城市污水处理厂探寻和构建有整体共识的范式.
6. 污水处理厂的建设原则是什么
实用性。以解抄决现实问题为主,坚持为领导决策服务,又为经营管理服务,为生产建设服务。
先进性。采用成熟的技术,兼顾未来的发展趋势,及量力而行,又适当超前,留有发展余地。
可扩展性。系统便于扩展,以保护前期投资的有效性和后续投资的连续性。
经济性。以节约成本为基本出发点,建立一个运行可靠、满足公司实际需求的监控系统。
易用性。系统操作简便、直观,以利于各个层次的人员使用。
可靠性。确保系统可靠运行,在关键部分应有安全和容错措施。
可管理性。系统从设计、器件、设备等的选型都必须考虑到系统的可管理性和可维护性。
开放性。采用符合国际标准的产品,保证系统具有开放性特点。
7. 污水处理厂建设中应注意哪些问题
(1)污水厂的设计和其他工程设计一样,应符合适用的要求,首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件,以及当地的具体情况(如施工条件)。在可能的基础上,选择的处理工艺流程、构(建)筑物形式、主要设备设计标准和数据等。
(2)污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件,如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求,全面地分析各种因素,选择好各项设计数据,在设计中一定要遵守现行的设计规范,保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
(3)污水处理厂(站)设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后,总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用,
(4)污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下,必须根据需要,尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术,但要确保安全可靠。
(5)污水厂设计必须注意近远期的结合,不宜分期建设的部分,如配水井、泵房及加药间等,其土建部分应一次建成;在无远期规划的情况下,设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
(6)污水厂设计必须考虑安全运行的条件,如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。
(7)污水厂的设计在经济条件允许情况下,场内布局、构(建)筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。
8. 污水管道设计原则
污水管道设计原则是,
1)尽可能在管线较短、埋深较小的情况下,让最大区域上的污水自流排出。
(2)要充分考虑地形。
(3)污水主干管的走向和数量要考虑污水厂和出水口的位置与数量。
(4)尽量采用重力流形式,既要减少埋深,又可少建泵站。
(5)尽量减少与河流、山谷、铁路和各种地下构筑物的交叉。敷设污水干管要考虑地址条件。
(6)污水管通常设在人行道、绿化带或慢车道下,污水干管最好以排放大量工业废水的工厂为起端。
(7)管线要简捷顺直,不要绕弯。
(8)近远期结合。
9. 某污水处理厂设计探讨|建筑设计防火规范2018
摘 要: 在某污水处理厂的设计过程中,笔者考虑了设计合理的建设规模以及选用合理的工艺技术, 从而使该工程达到了投资省, 见效快, 运行费用低的效果。 关键词: 污水处理厂 设计
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
1 城市污水处理厂设计中应注意的问题
城市污水处理厂在设计中依据标准的管理,以保证设计和施工工作顺利进行,并且保障其经济效益与社会效益的实现。在以压力箱涵进流的进水泵房的设计中,若仍以现行污水泵房规范设计,则由于厂内生产水回流或水泵备用数量较少而投入运行的工作泵数量不足而极易发生进水泵房的溢流现象。设计宜保证进水溢流通道,另外由于以压力箱涵进流的进水泵房埋设较浅,需注意厂内生产水回流入进水泵房的可行性,否则需根据具体情况在厂内增设污水泵房。由于反应池间隙回水量比例较高,在工艺设计中必须考虑回水蓄水构筑物。
一体化生物反应池的优点之一是占地面积较小,需注意的是两边池的斜板设计并非反应池必须增设的内容。根据进出水处理要求,适当调整单格反应池的表面积、设计水深以及反应池总格数,可以取消反应池两边格斜板。
2 合理确定建设规模
对一个城市来说, 需根据城市总体规划和排水规划, 分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造,污水的收集、输送(包括泵站),污水处理和排放利用, 以及污泥处置等问题; 在河网城市, 还需考虑上游、下游和水体自净问题。
合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市由于市区污水管道未形成系统,缺乏长期积累的污水水质水量资料,一般采取按规划面积、人口和工业发展的预测来推导污水量,并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例,其不确定因素较多,因此提出的设计污水量往往偏大。实际上,按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的, 设计的污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量, 并分期建设污水处理厂对设计的污水水质,应该对现有实测的水质资料进行分析( 包括工业废水正在限期达标排放的水质水量变化和管渠内地下水的渗入量),对雨污合流和排水系统缺洞需科学地确定污水管道的截流倍数( 干管和支管可采用不同的截流倍数)。现在设计的需处理污水水质偏高的问题是普遍存在的, 设计的污水水量和污水水质要通盘考虑,留余地过大,既增加投资亦会使设备闲置或低效运行。
国内有些环保公司提出对污水处理厂投资采用多方集资和融资方案( 如环保公司和业主出资50%,其余50%资金由银行贷款),然后通过收取的排污费逐年偿还,这种方法是有积极意义的。但有两个问题需要明确: 一个是出资的环保公司采用的工艺和设计参数需要通过评议, 选用的设备需通过招标,正如国外贷款(包括政府贷款)其工艺和设备需评议和招标耐滑一样; 另一个是要明确污水处理厂的股权和产权问题,需制订相应的政策和协议。有的环保公司在报上一再宣传采用曝气生物昌扮腊滤池和气浮池替代沉淀池技术处理城市污水, 投资可减至400元/m3,占地可减少4/5,运转费用可减少一半,操作人员可减少9/10,这完全是误导。住建部要求城市污水厂绿化占全厂1/3面积,再加上道路及辅助设施、办公生活设施,总面积约占全厂的1/2。减少曝气池和沉淀池面积绝不可能使总的面积减少一半。从技术上看, 用气浮池代替沉淀池,对代替初沉池来说是行不通的,对于代替二沉池需作具体比较( 包括土建、设备、电耗、管理等方面)。另外,还应对大规模气浮装置的技术可行性作出评估。
3 污水处理工艺的选择。
3. 1 污水处理工艺选择
污水处理工艺的选用是与污水处理厂进水水质和要求达到的处理效率密切相关的,污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最有效和最常用的方法。根据某污水处理厂进水水质指标, B O D 5/CODcr=0.565,表明某污水处理厂可以采用生化处理工艺,且可生化性好。活性污泥法是使用时间最长的污水处理工艺, 其技术发展很快, 类型较多。常规的活性污泥法工艺对去除氨氮和磷的功能较差。根据上述进出水水质分析,污水处理工艺应选择具有生物除磷和硝化及部分反硝化功能的活性污泥法,在技术上较为合理。从国内外污水处理记住的发展来看,A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等诸多工艺不紧具有去除有机污染物的功能而且还具有不同程度的除磷脱氧效果。
3.2 污水处理工艺
针对污水处理厂的污水成分主要是生活污水及水质近似生活污水的工业废水和经预处理后符合排放标准并可以与城市污水合并处理的工业废水的特征,本次初设采用设计中标方案——“生物选择池+ 卡鲁赛尔改良型氧化沟”工艺。
3.2.1 “生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”设计原理:
由于进水水质BOD5浓度低,工艺设计上, 卡鲁赛尔改良型氧化沟系统采用了较低的污泥负荷。为了防止地负荷下易出现的污泥膨胀现象,在系统中设置了选择池。其主要目的是使部分回流污泥在进入氧化沟系统之前, 使其与进水有一个短时间的接触, 并通过池中的推流流态和梯度的形成, 对丝状菌等影响污泥沉降性的微生物的生长进行抑制,从而改善污泥的沉降性。
由于出水要求的NH 3- N 8 m g / L , 更提出了TN20mg/L的要求。因此。在设计工艺上需对系统硝化和反硝化过程进行适当考虑。设计中采用了卡鲁赛尔改良型氧化沟池型由于曝气上、下游DO梯度大, 可大大提高氧的利用率,从而节省了能耗,减少了运行费用; 同事, 曝气机下游DO 为3 ~3.5 m g / L , 而曝气机上有的D O 约为0 ~ 0 .5mg/L, 在一个氧化沟内形成多个A / O的串联,可提高COD的去除率;通过带有强化生物脱氧的前置反硝化区的设置, 有利于聚磷菌及硝化杆菌在厌氧及缺氧条件下获得充足的碳源,从而完成磷的释放及NO3-N 的反硝化, 在硝化反应充分进行的条件下,反硝化反应就有了顺利进行的基础,可满足出水指标的脱氧要求; 由于氧化沟出水在富氧区,聚磷菌可过滤吸收磷,从而实现生物除磷。
以上处理过程尽管复杂, 却能在构造上十分简单的氧化沟内实现。改良型氧化沟流程简单、管理控制方便、节省基建投资、运行费用低、能除磷脱氮、出水水质好。
3.2.2 “生物选择池+卡鲁赛尔改良型氧化沟”工艺技术特点:
① 工艺流程先进且简单; 处理构筑物少、机械设备少(与A2/O法相比较,没有混合液内回流泵系统,由于污泥相对好氧未定一般不设污泥的厌氧消化系统等构筑物)运行管理方便;工艺运转稳定性很好,出水水质稳定。②具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势,能承受水量、水质变化较大的冲击负荷,处理效果稳定。③污泥产量少,污泥相对好氧稳定,从而省去了污泥厌氧消化系统处理构筑物, 只须污泥机械浓缩脱水即可。剩余污泥采用一体化机械浓缩脱水工艺,可实现快速脱水,从而有效防止磷的再次释放,确保污水处理厂达到良好的除磷效果。④投资省。由于卡鲁赛尔改良型氧化沟设备台数少, 因此就其它氧化沟工艺而言, 采用卡鲁赛尔改良型氧化沟工艺的污水处理厂工程如采用同一档次的设备, 其总投资交其它氧化沟工艺低。
4 结语
综上所述,本文重点介绍了某污水处理厂设计工艺的应用及评价现状,并且有针对性的提出了改进措施,旨在促进我国污水处理厂设计工艺和科学发展与合理应用。