舒兰经济开发区污水处理厂工程设计研究

2019-01-21李春辉李真莹张文华张玉民

长春工程学院学报（自然科学版） 2018年4期

李春辉，李真莹，张文华，张玉民

(1.长春工程学院水利与环境工程学院，长春 130012；2.吉林中源建筑市政工程设计有限公司，长春 130012)

0 引言

由于近年来舒兰经济开发区经济快速发展，开发区内企业人口和数量快速增加，开发区内的基础设施和服务功能显现出不足和落后。虽然舒兰经济开发区的大部分工业废水经过处理，但仍有部分工业废水和开发区内的居民生活污水未经处理而直接排放，这不但影响了开发区环境，对卡岔河水质造成了污染，也影响到下游亮甲山水库及松花江的水质。经舒兰市人民政府研究决定，在舒兰经济开发区新建1.0万m3/d污水处理厂一座，设计出水水质达到一级A标准。

1 污水处理厂概况

1.1 建设规模

舒兰经济开发区污水处理厂总体处理规模设为1.0万m3/d。

1.2 设计进出水水质

该工程主要处理对象为城镇生活污水和工业废水，污水厂出水水质执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A级标准。详细进出水水质指标见表1。

表1 进出水水质单位：mg·L-1

2 污水处理工艺的选择

在预处理阶段，由于考虑本水质主要为城镇生活污水，需要去除比较大的漂浮物和砂砾。因此，预处理工艺选择为粗格栅→细格栅→沉砂池工艺。

根据表1可知，在二级处理阶段，该污水BOD5/COD的比值为0.5，表示污水可生化性较好；同时进水BOD5/TN=4.44，BOD5/TP=66.67，能满足生物脱氮除磷工艺对碳源的要求。同时，考虑到本污水处理厂为小规模，冬季气温较低，因此选用A2/O、CASS两种生物处理技术。

在深度处理阶段，通过表2～3可知，方案1的二级出水未稳定达到一级B标准，深度处理技术考虑采用混合→絮凝→沉淀→过滤工艺组合。而方案2二级出水水质接近达到一级A标准，因而采用直接过滤工艺，通过以上综述论证本工程具体两方案如图1～2所示。

图1 方案1

图2 方案2

两方案水质去除效果见表2～3。

表2 方案1去除率表

表3 方案2去除率表

从表1～2可知两方案都可达到一级A标准。为了选择最优的方案，本文主要从两方面进行方案比较，具体见表4～5。

表4 设计方案的定性比较[3]

由表4～5可知，CASS方案无论在工程投资上，还是在技术上都具有优势，故本工程推荐采用方案一。

表5 设计方案的经济比较

3 主要处理单元构筑物设计参数

3.1 粗细格栅及提升泵房

粗格栅与提升泵房合建，作为格栅的操作和检修场所。具体设计参数见表6。

主要配套设备：粗格栅间共设置2台耙齿式回转格栅除污机，近期一用一备，格栅间内设的无轴螺旋输送机一套和45°倾角螺旋压榨机一套。

3.2 旋流沉砂池

本工程共设2座沉砂池，其进出水采用公用渠道，每个沉砂池进出口均设有不锈钢闸板。排砂采用压缩空气经砂提升管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区。其具体设计参数见表7。

表6 粗格栅的设计参数

表7 旋流沉砂池设计参数

主要配套设备：砂水分离器1台，搅拌机每池1台，旋转叶轮驱动电机，罗茨鼓风机对应每座沉砂池设1台。

3.3 CASS池

本工程共设有4格生化池，每个池长宽为L=34.3 m，B=14.4 m，反应池最大水深6.0 m。反应池单格容积：2 835.6 m3，其中生物选择池容积：78.8 m3，厌氧区单池容积：393.8 m3，主反应区总容积：2 363.0 m3，反应周期：6 h，其中反应时间：4 h，沉淀时间：1 h，排水时间：1 h。其具体参数见表8。

表8 CASS池设计参数

主要配套设备：每格生化池内的生物选择区设置1台潜水搅拌器，厌氧区设置3台潜水搅拌器，好氧区设置2台潜水搅拌器，盘式曝气器506个(膜片为硅胶)。每格生化池出水端设置旋转式滗水器一台。

3.4 深度处理间

深度处理间主要集机械搅拌混合器、絮凝池、沉淀池、滤布滤池、紫外线消毒为一体。

3.4.1 混合工段

共设2台搅拌机，混凝剂投加在机械搅拌混合池内。

3.4.2 絮凝工段

采用2组小孔眼网格絮凝池，具体参数见表9。

表9 网格絮凝设计参数

3.4.3 沉淀工段

采用2组小间距斜板沉淀池，采用不锈钢制穿孔集水槽集水，以保证出水均匀，再汇集到总出水渠中。排泥采用非金属式链条刮泥机排泥。具体参数见表10。

表10 斜板沉淀池设计参数

3.4.4 过滤工段

采用滤布滤池1座，设置进水堰板1个，尺寸为L×B=2 600 mm×300 mm，出水可调堰1个，尺寸为L×B=2 600 mm×300 mm。

主要配套设备：反吸泵1台，旋转驱动电机，可调进出水堰板。

3.4.5 消毒工段

采用紫外线消毒模块，配电控制中心。

3.5 综合车间

污泥浓缩脱水间、泥棚、加药间、鼓风机房及配电间合建。

3.5.1 污泥浓缩脱水间

污泥处理工艺流程如下：剩余污泥→污泥贮池→叠螺浓缩机→污泥调理罐→超高压弹性压榨脱水机→舒兰市垃圾填埋场进行填埋处理。

污泥进入超高压弹性压榨机前在叠螺脱水机中投加聚丙烯酰胺，投加量按污泥干重的0.4%投加。为了降低污泥的含水率，对浓缩后的污泥进行加药调理，使用三氯化铁混凝剂及投加镁系胶凝固化剂(主要成分MgO)来调整污泥特性，再通过压榨机脱水实现污泥处理目标。三氯化铁投加量按污泥干重的10%投加，镁系胶凝固化剂投加量按污泥干重的3%投加。

主要配套设备：叠螺式浓缩机，超高压弹性压榨机1台，进泥螺杆泵；污泥调理罐1个，污泥缓存罐1个，压榨机进泥泵。

3.5.2 加药间

主要功能是为深度处理水絮凝提供絮凝剂(PAC)，其絮凝剂投加到深度水处理系统的混合器处。污水加药根据需要可以连续投加，投加量根据流量自动比例投加控制。投加体积分数为10%，混凝剂溶解装置调制体积分数为10%。

配套设备：投药采用隔膜计量泵3台，两用一备，溶液罐1个，储液罐1个，磁力离心泵2台，一用一备。

3.5.3 鼓风机房间

主要向生化池提供空气，以保证后续处理系统的正常运行。

主要配套设备：空气悬浮鼓风机3台，两用一备，配套变频装置，以达到节能效果。