观澜污水处理厂二期扩建工程工艺设计简介

西 南 给 排 水 V01．31 No．6 2OO9 观澜污水处理厂二期扩建工程工艺设计简介 张 勇 张学兵 刘 波 韩 青 摘 要 深圳 市观澜污水厂是观澜河流域综合整治工程的重要组成部分 ，也是深圳市为 达到省政府规定的环境规划 目标 ．保护饮用水源 东江水质所 实施的重要基础市政工程。本文 简要介绍了该污水厂的工程概 况、原污水水质及处理 目标、工艺方案的选择、主要 处理构筑 物的设计参数。 关键词 污水处理厂 扩建工程 改良A2／O工艺 周进周出圆形二沉池 生物除臭 1 工程背景及概况 经省政府同意广东省环保局于 2008年 3月印 发了 《关于广东省跨地级以上市河流交接断面水质 达标管理方案的通知》 (粤环 [2008]26号)，通 知中明确了观澜河企坪 (深莞交界)断面到 2010 年要达到V类水体。目前观澜街道范围内日最大供 水量已达 l8万 maid．远远超过观澜污水厂已建一 期处理规模 6万 m3／d．大量的生活污水得不到有效 处理，直接排入观澜河，污染了东莞境内下游河道 水体．对深圳形象的负面影响日渐增大。为了使观 澜河达到环境规划目标 ．保护饮用水源东江水质。 实现城市可持续发展战略．深圳市水污染治理指挥 部办公室决定扩建观澜污水处理厂并组织了设计招 投标。 中国市政工程西南设计研究院中标后承担了 观澜污水处理厂二期扩建的设计工作 观澜污水 处理厂二期扩建工程规模为 20万 m3／d．设计扩建 用地总面积为 l9．70 ha(含三期 】O万 mVd预留用 地 )．深圳 市发 改局批 复二期 扩建工 程 总投资 为 4．23亿元 2 设计进出水水质指标 2．1 原污水水质 根据观澜污水 处理厂一期工程 2008年月平均 进出水水质统计表．结合目前深圳市关外处于在建 或已设计污水厂进水设计参数。观澜污水处理厂二 期扩建工程设计进厂污水水质见表 1： 裹 1 进厂污水水质 2．2 处理后污水水质指标 由于观谰污水厂尾水最终排入观澜河作为景观 用水。因此，出水水质必须满足 《城市污水再生利 用景观环境用水水质》 (GB／T18921—2002)和 <城 镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918—2OO2) 一 级标准A标准。综合上述两方面的因素。其设计 出水水质如下表： 袅 2 设计出水水质 名 称 G竺 誉 2 设计出水水质 西 南 给 排 水 Vo1．3l No．6 20D9 2．3 臭气排放标准 观澜污水处理厂二期扩建用地位于原污水厂一 期工程的东北侧．紧邻观澜国际高尔夫赛场。扩建 后污水厂厂界与观澜高尔夫蔓菲亚别墅群直线距离 仅 220米；污水厂西面为桂花村居民区。厂址周围 的环境较为敏感和复杂。本项 目扩建根据这一状 况．采取 目前国际领先、技术成熟、运行稳定的除 臭措施．尽最大可能缓解项目对周边环境的影响。 根据现状观澜污水厂周边用地情况．考虑大气 污染物排放执行 《城镇污水处理厂污染物排放标 准》 (GB18918—2002)一级标准，同时还考虑改 善厂区环境及对周边环境的影响。观澜污水厂二期 扩建工程废气排放最高允许浓度见表 3。 裹3 二期扩建工程废气排放量膏允许浓度 3 工艺方案 3．1 污水处理工艺方案 一 ■l_lI■■■■■●●■■■■■■H 早事高峰托量26万m’／dI碰 ．承厉 膏季流量38万 ，d’——■’—一 。 出水l 紫外线 观涌河 细格据 根据观澜污水处理厂进厂污水水质和处理后污 水排放指标．观澜污水厂污水处理厂的重点处理项 目为无机氮 (以 NH3一N为主)和活性磷酸盐两项。 重点处理项目要求的去除率见表 4。 裹 4 重点处理项目要求的去除率 进水浓度 出水浓度 污染物 去除率(％) (mg／L) (mr／L) 1'N 40 ≤l5 ≥62．5 开 510 ≤O．5 ≥9o 由此可见．观澜污水处理厂扩建工程的处理程 度全面满足对营养盐去除的要求．相比之下去除无 机氮的要求更严。 因此．在综合考虑国家现行产业技术政策对污 水处理工艺的限制、环境要求达到的污染物去除 率、运转经济性、工程的分期建设、污泥处置等因 素后 。观澜污水处理厂宜采用强化二级处理工艺。 在工程设计中主要研究了具有生物除磷脱氮功能的 MUCT、CASS和改良A2，o等工艺后，经过技术经 济比较．决定采用具有生物除磷脱氮功能的改良 A2／O工艺。工艺流程见图 1。 雨● 8万 mS／d超麓 捧靛蔓璁一阿 一 t超越 ==l 船渣外运 沉砂外运 投加PAC 望 璺鎏 反 池 =沉池 图 1 观澜污水处理厂二期扩建工艺流程图 观澜污水处理厂二期扩建工程采用的改良A2／O 工艺与常规的防磷脱氮二级处理工艺的区别在于： (1)厌氧区和缺氧区表分成多格，采用串联的 · 2 · 改良A／A／O 生物反应池 及污泥泵房 I 完全混合单元。以期获得较高的效率。 (2)在厌氧池之前增设预缺氧池，来自二沉池 的回流污泥和 10％左右的进水进入预缺氧池．停留 西 南 给 排 水 、r01．31 No．6 20o9 时间为 20 30min．微生物利用约 10％进水中有机 物去除回流硝态氮．消除硝态氮对厌氧池的不利影 响．从而保证厌氧池的稳定性。保证除磷效果。 (3)可以在不同的季节，也可以根据不同的进 水碳氮比．将一个或二个缺氧单元转换为好氧单 元。即使是在冬季也能保证硝化效果，以便达到令 人满意的脱氮目的。 改良A2／O工艺．在分期建设和运转管理方面 更具有如下的灵活性： (1)对于不同的进水水质 ，改良A2／O可以调 节分配至厌氧段和缺氧段的进水比例．以便同时为 生物除磷和生物脱氮提供最优的碳源。 (2)在不同季节 ，可以对缺氧区和好氧区的 比例进行季节性的调整．增加了运转管理方面的灵 活性。 (3)污泥回流为一级回流，不需象 MUCT工艺 那样因二级污泥回流而增大运行电耗和管理难度。 4 主要构筑物工艺设计 观澜污水处理厂二期扩建规模为 20万 m3／d． 根据对工程服务范围的城市污水量预测．本工程的 旱雨季污水量如下： 平均污水量 20万 m3／d；总变化系数为 1．3；旱 季最大时设计处理污水量 10833m3／h：预处理区雨 天设计流量 15833m3／h．二、三级处理构筑物水力 负荷校核最大值 12500 m3／h。 4．1 粗格栅及进水泵房 考虑到近期截流污水中含砂量很高．其含有的 大颗粒砂质可能危害格栅及潜污泵的运行 ．在粗格 栅前设置预沉砂池。 粗格栅井与泵房合建。其中粗格栅井及进水泵 房尺寸为 AXBXH=22．67X19．30 X (13．5+1 1．151 nl。 采用 3台反捞式机械粗格栅 。栅隙宽 20mm。 安装角度 75~，配用电机功率为N=2．2kW。 进水泵房用泵按雨季进水量选取 ．单台流量 Q=750OL／S，H=18．5m，N=185kW。旱季 4用 2备。 雨季全开．三期更换 5台大泵。 4．2 细格栅、曝气沉砂池 细格栅按三期扩建规模 3O万m3／d建设．并满 足三期雨季最大时进水量 18500m~／h．采用转鼓细 格栅4台，栅条间隙4 mm，配用电机功率 2．2 kW。 本工程近期由河道抽水。污水含砂量大，待远 · 3 · 期截污系统完善后。污水含沙量较低，故未设初沉 池。国内多家未设初沉池的污水厂运行实践表明， 采用曝气沉砂池可以达到理想的污水处理效果。 本工程采用曝气沉砂池 l座。分 2格。尺寸为 BxL：23．00x30．80m．池深 7．20m。每座池内设有 2 台链板式刮砂机．配套扬程 2m的砂泵 4台，两用 两备。使用螺旋砂水分离器，处理能力 30 L／S，功 率为 0．75kW．分离后的千砂外运处置。曝气沉砂 池鼓风机房与沉砂池合建 。选用 3台罗茨风机，2 用 l备 ．单 台风量 27．2m3／min，P=3．Oma~O，N= 22．okW。泵房设有臭气收集装置。 4．3 改良型 A2／0生化池 本工程共设 2座改 良型 A2／O生化池．分为两 条生产线。每座内分预缺氧区、厌氧区、缺氧区和 好氧区。单座平面尺寸：B~L=101．00x83．70 m，钢 筋砼结构。 缺氧区、厌氧区水深为 7．80m、好氧区水深为 7．0 m。 单座设计规模：lO万 m3／d。污泥浓度：MKSS= 3．5g／L。污 泥 负 荷 ：Fw---0．088-．0．106kg BODflkg MLSS．d．泥龄 0=15d，剩余泥量：14t／d水力停留 时间：HRT=13．58h。其中预缺氧池为 0．51h。厌氧 池为 1．43h，缺氧池为 2．47h。好氧区为9．17h。 采用微孔鼓风曝气充氧．所需供风量为 416 Nm3／min(气水 比6：1)，空气管道采用不锈钢管。 污泥回流采用变频调速潜水轴流泵．污泥回流比 R=50 100％．回流污泥通过明渠流量计计量后进人 预缺氧区。 预缺氧区和厌氧区共设置 20台潜水搅拌器． 单台功率N---4．0 kW，另外备用 1台于库房。 预缺氧区和厌氧区共设置 8台潜水推流器．单 台功率 N=5．5 kW，另外备用 1台于库房。 好 氧区设置盘式微孔 曝气器 ．过流量 Q= 2．63m3／h，氧利用率≥25％，共设 9630只。 混合液回流污泥采用 4台变频调速泵．单台性 能为 Q--2083m3／h，H=0．9 In，N--18．5 kW"，另外备 用 l台于库房。 ’ 回流污泥采用4台变频调速潜水轴流泵．单台 性能为 Q=1000m~／h，H--4．2 m。N=30 kW．另外备 用 2台。 剩余污泥采用 2台潜水泵 ，单台性能为 O= 西 南 给 排 水 Vo1．31 No．6 20o9 75m3／h，H=9．5 m，N=4．0 kW，另外备用 2台。 4。4 配水井及二沉池 配水井x~--沉池的水力条件起着关键作用．在 配水井的作用下，二沉池进水均匀，可以达到满意 的泥水分离效果。 配水井 1座服务于 4座二沉池．半地下式钢筋 砼构筑物，圆形结构。圆形部分内径 16．8m，分三 环。内环进水、中环配水 、外环收集回流污泥。 钢筋砼周进周出二沉池 4座．直径 D=52m。单 池流量 Qmax=2708m3／h，最大表面负荷 (雨季)， qmax--1．38m3／m2．h；最大表面负荷 (旱季)qmax= 1．19m3／m2．h；平均表面负荷 (旱季)qav=0．92m3hn~．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。 4．5 纤维快速滤池及反冲洗泵房 二期扩建工程设一座 20万 m3／d规模滤池．设 计流量 ：Q=8333．3m3／h=2．31 m3／s，峰值系数 Kz= 1-3。每座滤池分 16格，单格过滤面积为 36．0m2， 平均滤速 14。47m／h．最高滤速 18．8m／h。设定三种 反冲洗控制条件。其中之一满足条件即开始冲洗。 1：滤池水面高程达到设定值；2：过滤时间达到某 一 设定值；3：出水水质指标超过某设定值。滤池 进水端设机械混合池。机械快速搅拌混合时间 45s。 4．6 紫外线消毒系统 紫外消毒系统具有灭菌效率高，作用时间短， 危险性小．无二次污染等优点。按 20万 m3／d规模 建设。明渠数 目2条，紫外透光率设计 70％，TSS 小于 lOmg／L 水位控制器安放在水渠末端的排水 I：1．设计维持一个最低水位及最小水位变化，在此 变化范围内保持灯管全部被淹没：选用消毒设备 1 套．最大功率 92kW。 4．7 中水田用 观澜污水处理厂出水执行一级A标准。出厂水 经消毒处理后可作为圊林绿化用水及观澜河生态用 水、景观用水。 厂内中水回用 。回用水量约 100m3／h，用途主 要有绿化用水、道路浇洒、冲洗用水等，采用紫外 消毒后的尾水．潜污泵提升，再经过二氧化氯消毒 并保持水中余氯大予 0．5 mg／L。厂内建一套回用水 管网 Q=35．2m3／h，H=45．5m，N=7．5kW，3台；附泵：Q= 6mVh，H=48m，N=2．2kW，1台，中水稳压采用气 压给水设备。 4．8 甲醇加药阍 考虑到观澜污水处理厂近期在截污管道建设完 成后的相当长一段时期内．进厂污水水质水量变化 较大 。由于低浓度的河道径流和雨水 的接入 。 BODJCODQ、BODcTN (即C／N)、BOD 的比值 将远小于设计值，容易造成出水TN不达标的现象． 因此需考虑在近期进水碳源不足时．适当投加甲醇 补充碳源，确保出水达标。最大投放浓度 22mg／L。 投放量 4400kg／d，二期选用 3台加药计量泵 ：Q= 0—75L／h，H=70m，N=0．25kW，2用 l备。远期规 模时在二期加药间内增加 1台加药计量泵。 甲醇加药间平面尺寸3．5x4．8m。设置 2个手提 式灭火器。 甲醇储罐 1个 ，容积 30m3。设喂药泵 2台。 Q=20OL／h，H=lOm，N=0．30kW，1用 l备。 4．9 储 泥池 二、三期共设储泥池一座暂存污泥 ．停留时 间 30min，三期不增加储泥池．停留时间降低为 20min。贮泥池为全封闭形式 。避免臭气外溢， 池内设搅拌器，避免污泥沉积。与系统的剩余污 泥泵、浓缩脱水机注泥泵连锁控制。并有干保护 装 置。 4．1O 污泥浓缩脱水机房 浓缩脱水车间土建按 3O万 m3／d规模建设．设 备按 30万 m3／d规模安装，平面尺寸 12．70x30．70m。 二期选用一体化离心浓缩脱水机3套。若每天运行 24h，则 2用 1备；脱水能力 100m3／h，主电机功率 1 lOkW．辅电机功率 15kW。 4．11 除臭装置设计 观澜污水厂二期工程考虑全厂除臭。包括以下 四部分： a 、 预处理段生物除臭设计 设计除臭范围主要包括：格栅问、提升泵房、 沉砂池。除臭气量约 18000m3／h．选用生物除臭系 统一套。 b、生化池生物除臭设计 同用水泵泵坑建予消毒渠取水口，中水主泵： 套， · 4 · 生化池设两座除臭系统。即每 l0万 m'Td设一 该除奥设备置于生化池顶。除臭气量约每套 西 南 给 排 水 V01．31 No．6 20o9 20000m3／h．选用生物除臭系统两套。 c、泥处理工段生物除臭设计 设计除臭范围为储泥池、污泥脱水机、污泥料 仓．除臭气量约70o0m ，选用生物除臭系统一套。 5 新技术、新工艺的应用 5．I 先进的水处理工艺组合 本工艺采用改 良型 A2／O工艺 ．保证脱氮除磷 的效果 为了解决传统 Az／O工艺的缺点 。即由于厌氧 区居前．回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影 响．改良A2／O工艺在厌氧池之前增设缺氧调节池， 改良 A2／O工艺工艺流程图见图 2所示。来 自二沉 池的回流污泥和 10％左右的进水进人调节池。停留 时间为 20～30min．微生物利用约 10％进水中有机 物去除回流硝态氮．消除硝态氮对厌氧池的不利影 响，从而保证厌氧池的稳定性，保证除磷效果。 该工艺简便易行 ．在厌氧池中分出一格作回流 污泥反硝化池即可。生产性试验结果表明。该工艺 的处理效果与改良的UCT相同甚至优于 MUCT。并 节省一个回流系统。 混合液回漉 图 2 改良A2／O工艺流程 图 5．2 先进的沉淀技术 本工程采用的圆形周进周出二沉池是一种周边 进水和周边出水的沉淀池．其运行性能和数据已为 全球众多污水处理厂所证实。 周进周出沉淀池的流程为：进水由环绕池周德 进水渠的底部孔口均衡配水进入池体 水流经过孔 口后。被设置于进水渠道下方的挡板折流。水流在 挡水裙板下低速匀速进入池子．然后流向池周，流 向上方以平缓的环流返汇至周边出水槽。整个池体 空间被利用起来。消除了可以形成短流的涡动。固 体可在悬浮状态中均匀降落。 周进周出二沉池具有以下优点：① 较大的有 效容积；② 较高的溢流率；③ 最佳的水力稳定性； ④ 最大的撇渣范围；⑤ 最大的设计通用性；⑥ 较 低的工程造价和运行费用。 5．3 先进的消毒工艺 紫外线用于水的消毒。具有消毒快捷 ，不污染 水质等优点。因此近年来越来越受到人们的关注。 · 5 - 水的紫外线消毒．是通过紫外线对水的照射进行 的。是一个光化学过程。光子只有通过系统中分子 的定量转化而被子吸收后。才能在原子和分子中产 生光化学变化。换句话说，若光没有被吸收则无 效 ，当紫外线照射到微生物时，便发生能量的传递 和积累．积累结果造成微生物的灭活．从而达到消 毒的lj的。 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 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 讨论．紫外线消毒在消毒过程中。 不需添加任何化学物质．不会在水体中产生或留下 任何有毒物质，不产生二次污染，运行安全可靠 ． 是取代传统化学消毒方法的主流技术。 5．4 完善的除臭工艺 根据要求．本次污水厂除臭范围为观澜污水处 理厂全厂。从污水处理厂的臭气浓度分布来分祈。 需要对粗格栅及提升泵、细格栅及曝气沉砂池、生 化池、脱水间、除泥池、污泥料仓等生产构 (建) S0UrH瞩 sT W盯 ER ＆ WASTEWATER 西 南 给 排 水 V01．3l No．6 2009 污水厂生物过滤除臭工艺及工程设计 王明健 李 歆 摘 要 随着污水厂周边环境要求的提高，对污水厂进行除臭处理成为业界关注的焦点。介 绍了污水处理厂恶臭物质的成分、来源及生物 除臭的原理 ．并以某污水处理厂生化反应池加盖除 臭 r：ff．i~-／,t为例，介绍了生物过滤除臭工艺气体收集、设计参数及生化反应条件的控制。可为类似 工程的实施提供借鉴和指导。 关键词 污水处理厂 恶臭气体 生物除臭 生物过滤工艺 随着人类生活水平的提高和公众环保意识的增 强，城市污水处理厂越来越多地被修建．但是由于 城市化进程的加快．这些已建或新建的污水处理厂 周围往往都有入口密集的居民生活区或公共活动场 所。作为污球处理厂副产物的臭气越来越严重地影 响到周围居民的生活。因此恶臭气体处理也越来越 受到人们的关注。建设污水处理厂的臭气处理系统 势在必行。近几年来。生物脱臭技术，尤其是生物 过滤除臭技术以其工艺相对成熟、基建费用低、操 作维护简单、污染物净化彻底且处理效果好等特点 在实际应用 取得了不断的发展 【 。这一技术成 功地处理 了大量来 自污水厂 、公共 区域的恶臭 、 VOC和有毒气体排放物；去除效率可超过 90％，已 成为城市污水处理中臭气处理的主流工艺 【4j 1 污水厂臭气成分及来源 1．1 臭气成分 在污水处理厂臭气的成分是复杂多变的。一般 主要由碳、硫、氮等元素组成。研究人员按气体的 化学组分不同，将其分为 3类 ： (1)含硫化合物， 如 H2s、硫醇、硫醚类； (2)含氮化合物，如氨、 胺类、酰胺、吲哚等； (3)含氧的有机物，如醇、 酚、醛、酮、有机酸等。其中H2s、NH，是臭味的 主要组成成分 翰。详见表 1。 1．2 臭气来源 城市污水处理厂的恶臭成分主要来源于污水处 理及污泥处理工程。在通常采用的二级生物处理的 污水处理厂中．污水一般经过的处理工段依次为粗 格栅 、提升泵站 、细格栅及沉砂池 、生物反应池 、 筑物均需要进行除臭 本方案设计将产生臭味的构筑物进行加盖加 罩．将臭气集中输送至生物除臭模块进行脱臭。 6 特点 (】)在整个工艺设计过程中，始终贯穿技术先 进、安全可靠、运行管理方便的思想。既要做好大系 统，又夏处理好每一个构筑物的细节，可操作性强。 (2)_-E程中采用了多项先进技术．提高了出水 水质效果 降低了污泥含水量和有机物含量。采用 了以改疑塑 A2／O工艺为圭体的除磷脱氮工艺。该 工艺对污7}：水质 (碳氮比)的变化适应能力强。运 行管理灵活。采用周进周出二沉池，其具有池子个 · 6 · 数少、运转管理点少、水头损失小、布置紧凑、占 地面积较小等优点。 (3)本工程在出厂水深度处理方面做了积极的 探索．在国内大型污水厂中率先采用高效长纤维滤 池系统 ，该系统过滤速度快 ，运行稳定 ，反冲洗耗 水、耗气量小，各方面指标均优于D型滤池。 (4)随着公众对环境条件要求的提高。本工程 中对对整个厂区臭气进行收集．并采用国际先进的 生 物 除臭法 。从 而 保证 了脱 臭 效果 的达 标 。 △作者通讯处：610081 成都市星辉中路 l】号中蘧市政工程西南 设计研究院