姜堰市城區(qū)污水處理廠的設(shè)計(jì)與運(yùn)行

丁海燕 李圣發(fā)

CAST工藝是目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的污水處理工藝,具有生物脫氮除磷處理功能,較傳統(tǒng)處理工藝具有集約化程度高、占地省、投資少、運(yùn)行靈活可調(diào)、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。姜堰市城區(qū)污水處理廠一期工程即采用該工藝。

1 項(xiàng)目概況

姜堰市城區(qū)污水處理廠位于姜堰市姜堰鎮(zhèn)城北村。服務(wù)范圍為城區(qū)生活污水和開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水,部分區(qū)域?yàn)楹狭髦?其余為分流制。服務(wù)面積8.75 km2,服務(wù)人口23萬人。污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為6×104m3/d,一期已完成 3×104m3/d。該廠總投資約4 000萬元,運(yùn)行費(fèi)用0.49元/m3,運(yùn)行電耗0.22 kW·h/m3。該廠于2007年2月調(diào)試運(yùn)行,2007年5月通過泰州市環(huán)保局驗(yàn)收。

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

姜堰市城區(qū)污水處理廠出水水質(zhì)執(zhí)行GB 18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級B標(biāo)準(zhǔn)。具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

1.2 工藝流程

工程占地為68畝,采用循環(huán)式活性污泥法CAST(Cyclic Activated Sludge Technology)脫氮除磷工藝,工藝流程見圖1。

2 各處理單元的設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 粗格柵及進(jìn)水泵房

粗格柵間與進(jìn)水泵房為合建式,采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。粗格柵2臺,回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī),柵槽寬度為1 200 mm,柵距20 mm,柵前水深為1.1 m;進(jìn)水潛水泵3臺。

2.2 細(xì)格柵及旋流沉砂池

為去除水中的大顆粒懸浮物和無機(jī)砂礫設(shè)置了細(xì)格柵間和旋流沉砂池,采用合建式。細(xì)格柵2臺,固液分離機(jī),柵槽寬度為1 000 mm,柵距5 mm,柵前水深為1.0 m;旋流沉砂池1座,池直徑3.2 m,深4.1 m;旋流沉砂除砂器1臺,攪拌葉輪轉(zhuǎn)速 V=17 r/min,吸砂泵流量 Q=50 m3/h;砂水分離器1臺,處理量12 L/s～20 L/s,分離效果(粒徑不小于0.1 mm)75%。

2.3 CAST生化池

CAST反應(yīng)池共有4格,矩形混凝土結(jié)構(gòu),每組池分為:選擇區(qū)、缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)(好氧曝氣區(qū))。

CAST池設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù):污泥負(fù)荷F/M=0.08 kg BOD5/(kg M LSS·d),混合液懸浮固體濃度 MLSS=4 000 mg/L,水力停留時(shí)間HRT=19.2 h,污泥齡 SRT=15 d,混合液回流比 R=20%。每周期每格CAST池的運(yùn)行為進(jìn)水和曝氣(同時(shí)進(jìn)行)為2.5 h;靜沉為1.3 h;潷水1.0 h。即每周期4.8 h,每天為5個周期。

2.4 鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房平面尺寸23.4 m×11.0 m,內(nèi)裝有3臺BK9030型三葉羅茨風(fēng)機(jī),出口口徑 D=300 mm,風(fēng)量 Q=72 m3/min,風(fēng)壓ΔP=60 kPa,轉(zhuǎn)速 n=1 150 r/min,電機(jī)功率 N=110 kW。

2.5 儲泥池

為提高剩余污泥的濃度,設(shè)有2座儲泥池,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。儲泥池平面尺寸15.2 m×16.0 m,池深4 m,單池按3×104m3/d規(guī)模建設(shè),一期一次建成。為攪拌均勻和提升污泥濃度,池內(nèi)各設(shè)有一臺潛水?dāng)嚢杵?每天2 h間隙運(yùn)轉(zhuǎn),其功率為1.5 kW。

2.6 污泥濃縮脫水機(jī)房

污泥脫水單元由污泥脫水間和污泥堆棚組成。脫水機(jī)房平面尺寸34.2 m×16.0 m,污泥處理采用DNY2000-N型帶式濃縮壓濾一體脫水機(jī) 1臺,處理能力為50 m3/h,二期增加1臺,設(shè)置水平螺旋輸送機(jī)和斜螺旋輸送機(jī)各1臺,N濃縮段=1.5 kW,N壓濾段=2.2 kW。濃縮前污泥含固率0.8%,濃縮后污泥含固率3%～5%,脫水后泥餅含水率80%左右。污泥調(diào)理采用化學(xué)調(diào)理法。即向污泥中加陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)助凝劑,其分子量為800萬,配藥濃度為1.2‰,用量為0.65 kg PAM/t干污泥。

2.7 消毒間

消毒間為加氯系統(tǒng)服務(wù),消毒藥劑采用液氯,設(shè)計(jì)最大加氯量5 mg/L,消毒池停留時(shí)間為20 min。

2.8 自動控制系統(tǒng)

實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)由PLC控制站、操作員站上位計(jì)算機(jī)和工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。在進(jìn)水和出水處以及CAST池等必要的位置設(shè)置在線檢測儀表和在各構(gòu)筑物上設(shè)置的閉路電視系統(tǒng),將檢測結(jié)果和生產(chǎn)情況送至中控室,中控人員在中控室可以了解各個構(gòu)筑物的運(yùn)行狀況和池面情況,從而進(jìn)行中控操作或現(xiàn)場控制。

3 運(yùn)行效果及分析

3.1 運(yùn)行效果

該工程運(yùn)行至今已兩年多,目前工藝運(yùn)行穩(wěn)定,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,自動控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。對2009年第一季度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。由表2可知,各項(xiàng)出水水質(zhì)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值,其中NH3-N的去除率為66.3%～89.6%,TP的去除率為73.5%～83.3%,達(dá)到較好的脫氮除磷效果。另外,溫度對活性污泥法的影響較大,特別是在低溫條件下。

表2 2009年第一季度進(jìn)出水水質(zhì)

3.2 運(yùn)行參數(shù)

1)隨著SV增加,污泥齡SRT延長,出水NH3-N下降而TP上升。所以將污泥齡 SRT控制在8 d～12 d是較合適的;2)當(dāng)進(jìn)水CODCr＜200 mg/L時(shí),SV控制在10%～30%;3)當(dāng)進(jìn)水200 mg/L≤CODCr≤300 mg/L時(shí),SV控制在 20%～40%;4)當(dāng)進(jìn)水 CODCr≥300 mg/L時(shí),SV控制在40%～60%。CAST脫氮除磷工藝能同時(shí)達(dá)到較好的效果,不會出現(xiàn)飄泥,出水水質(zhì)優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論與建議

1)經(jīng)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)旋流沉砂池吸砂方式和砂水分離效率存在問題,所采用的提砂泵系統(tǒng)和閥門產(chǎn)生故障,導(dǎo)致沉砂池除砂效果差。建議吸砂系統(tǒng)采用汽提或曝氣沉砂,對砂水分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,提高分離效率。2)CAST生化池中的主反應(yīng)區(qū)中的微孔曝氣器曝氣不均勻,可能是管道內(nèi)的污垢將曝氣頭膜片的小孔堵塞,嚴(yán)重影響了曝氣效果。建議在主反應(yīng)區(qū)安裝反沖洗曝氣頭裝置。同時(shí),建議設(shè)置提升裝置。3)現(xiàn)只有1臺是變頻風(fēng)機(jī),能耗較高。建議優(yōu)化鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)能力,以滿足工藝控制的要求,同時(shí)隨著進(jìn)水水量的逐步增加,在對溶解氧和曝氣時(shí)間等方面的控制,可以進(jìn)一步降低能耗。4)管網(wǎng)配套不齊全,特別是在老城區(qū),以及開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水排污預(yù)處理效果較差,導(dǎo)致部分管網(wǎng)堵塞。應(yīng)重視管網(wǎng)配套的建設(shè)以及提高預(yù)處理的效率。在姜堰市城區(qū)污水處理廠一期工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理過程中,根據(jù)該廠的實(shí)際情況,確定采用CAST處理工藝,并積累了一些經(jīng)驗(yàn)。

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