常州市城北污水处理厂提标改造方案

1常州市城北污水处理厂提标改造方案耿锋(常州市市政工程设计研究院，江苏常州213003)1、工程现状城北污水厂现有处理能力15万m3/d，系分三次建成，1997年处理能力5万m3/d的普通生化处理系统投运，99年7月扩建5万m3/d的AAO污水处理系统投产试运行，2001年新建5万m3/d的AAO污水处理系统。至今，三套处理系统运行正常。1、现有主要构（建）筑物设计：（1）粗格栅间一期，二期：粗格栅间有1.4m的机械格栅及2.0m的人工格栅。进水泵房平面尺寸8.4×6.7m，配有5台潜水泵，其中三台水泵参数（单台Q＝250l/s，H＝12m），二台水泵参数（单台Q＝380l/s，H＝13m），五台泵均为工作泵，另库存1台备用。三期：粗格栅井为矩形双槽钢筋混凝土结构，平面尺寸14.0×4.80m，每槽配一台机械格栅，栅渠宽1400mm，栅条间距20mm，栅前水深1.20m，栅前流速0.8m/s。进水泵房和粗格栅井分建，平面尺寸8.4m×6.7m，泵房平台标高4.40m，平台以下深度8.65m，配有5台潜水泵，四用一备，每台泵设计流量Q＝677m3/h，H＝12m，泵出水管管径DN400。（2）细格栅间及沉砂池一期，二期：细格栅间有宽2.0m的机械格栅和宽2.0m的人工格栅。三期：格栅分两格，装细格栅2台，一用一备，栅渠宽2m，过栅流速0.8m/s，格栅净距10mm。一期、二期：沉砂池1座2组，每组平面尺寸15.0×2.8m，有效水深1.9m。三期：沉砂池分两格，每格平面尺寸16.5×2.5m，有效水深1.0m，最大流速0.3m/s，最大停留时间50s，设有桥式移动除砂机1台，配吸砂泵2台，砂水进入砂水分离器，砂水分离器配一台。（3）初沉淀池一期：Φ30m幅流式沉淀池2座。二期：Φ35m幅流式沉淀池1座。三期：Φ35m幅流式沉淀池1座，单池表面积962m2，有效容积4040m3，污水在初沉池中停留时间1.5h，表面负荷为2.80m3/m2h。池中设有全桥周边传动刮泥机一套，桥长约为36m，附带有V型出水堰、浮渣挡板和渣斗、进水稳流器，材质均为不锈钢。三期初沉池设有配水井，配水井为矩形钢筋混凝土结构，中间设置隔墙，一侧配水，另一侧作为初沉池污泥泵房，由槽中潜水泵将初沉污泥泵入污泥浓缩池，潜水泵2台，每台Q＝50m3/h，扬程H＝8m，一用一备。（4）曝气池及生物反应池一期曝气池：2组，每组平面尺寸50×26m，有效水深5.5m。后对此进行改造，增加了缺氧、厌氧段，将其改造为AA/O法运行。后又增加了2组厌氧缺氧池，每组平面尺寸38×26m，有效水深5.5m。二期生物反应池：2组AA/O池，每组平面尺寸41.1×53m，有效水深5.5m。三期生物反应池：AA/O池总平面尺寸82.2×53m，水深5.5m，分2组，每组生物反应池共分8格，每格尺寸26.5×10m。内回流泵房合建于生物反应池中。每组平面尺寸10×2.5m，最大回流比200％，配潜水泵3台，两用一备，单泵Q＝1044m3/d，扬程H＝3.5m。外回流泵房和剩余污泥泵房合建，平面尺寸12.5×3.0m，污泥回流比100％，回流量2088m3/h，配潜水泵4台，2用22备，单泵流量Q＝1044m3/d，扬程H＝3.5m。剩余污泥量743m3/h，配潜水泵2台，1用1备，单泵流量Q＝125m3/h，扬程H＝8m。（5）二沉池一期：Φ30m幅流式二沉池4座。二期：Φ40m幅流式二沉池2座。三期：Φ40m幅流式二沉池2座。（6）浓缩池一期：Φ14m污泥浓缩池2座，有效水深4m。二期：Φ16m污泥浓缩池1座，有效水深4m。三期：Φ16m污泥浓缩池1座，有效水深4m。（7）鼓风机房一期，二期：鼓风机房平面尺寸30.24×10.87m，安装四台离心风机，三用一备，风机性能：风量Q＝125m3空气/min，升压68.6Kpa，N＝220kw。三期：鼓风机房一座，平面尺寸25.24×15.78m，布置3台离心风机，单台性能参数Q＝100m3空气/min，升压68.6Kpa，两用一备。（8）脱水机房一期，二期：带式压滤机5台，其中引进2.5m带机2台，国产2m带机3台。三期：经校核，一二期的脱水机可满足三期扩建后对污泥的脱水压滤，未增加脱水机。2006年增加离心脱水机1台(予留1台安装位置)，处理能力20-40m3/h。（9）加氯接触池一期：平面尺寸22.5×19m。二期：平面尺寸35×20m。（10）综合楼1座，总平面800m2。含办公、中央控制室及化验室。2、现状处理效果工程竣工投运以来，出水水质稳定。2、工艺流程及现状进出水水质2.1工艺流程常州市城北污水处理厂工艺流程如下：粗格栅井进水泵房沉砂池初沉池进水AA/O反应池二沉池排入藻江河道加氯间污泥回流泵房脱水机房泥饼外运32.2进出水水质及其分析本工程是对污水处理厂进行升级改造，为合理确定所选提标改造工艺，应对污水厂实际运行的监测水质进行分析。厂方提供了2006年11月2日到2007年12月9日的每日进出水质数据，2006年6月到2007年5月的每月进出水质数据以及2007年6月22日到7月3日的TN专项检测数据。具体分析如下：(1）CODCOD(2006.11.2-2006.12.9)0100200300400500600135791113151719212325272931次数COD(mg/L)进水一期出水二期出水0501001502002503003504004505002006年6月份2006年7月份2006年8月份2006年9月份2006年10月份2006年11月份2006年12月份2007年1月份2007年2月份2007年3月份2007年4月份2007年5月份月份CODcr（mg/L）进水二、三期出水一期出水由图可知，无论从每日还是每月均值来看，进水COD值基本保持在300-500mg/L之间，平均值为350mg/L。出水COD值比较稳定，在30-60mg/L之间，平均值为40mg/L，明显小于国家一级B标准，绝大部分时间可达到一级A标准。4(2）BOD0204060801001201401601802006年6月份2006年7月份2006年8月份2006年9月份2006年10月份2006年11月份2006年12月份2007年1月份2007年2月份2007年3月份2007年4月份2007年5月份月份BOD5（mg/L）进水二、三期出水一期出水由图可知，无论从每日还是每月均值来看，2006年11月每日的进水BOD值基本保持在70-200mg/L之间，平均值在112mg/L，2007年月平均进水BOD值基本保持在110-160mg/L之间，平均值为135mg/L。出水BOD值很低，均小于10mg/L，远远低于国家一级B标准，基本能稳定达到一级A标准。BOD(2006.11.2-2006.12.9)050100150200250135791113151719212325272931次数BOD(mg/L)进水一期出水二期出水5(3）SS0501001502002503002006年6月份2006年7月份2006年8月份2006年9月份2006年10月份2006年11月份2006年12月份2007年1月份2007年2月份2007年3月份2007年4月份2007年5月份月份SS（mg/L）进水二、三期出水一期出水由图可知，污水厂每日进水SS值波动较大，在80-270mg/L之间；，每月平均值较稳定，在mg/L之间。出水SS值平均值在12mg/L，远远低于国家一级B标准，部分时间能达到一级A标准。SS(2006.11.2-2006.12.9)050100150200250300350135791113151719212325272931次数SS(mg/L)进水一期出水二期出水6（4）TP01234562006年6月份2006年7月份2006年8月份2006年9月份2006年10月份2006年11月份2006年12月份2007年1月份2007年2月份2007年3月份2007年4月份2007年5月份月份TP（mg/L）进水二、三期出水一期出水由图可知，进水TP绝大部分时间都维持在4-6mg/L之间。2006年11月到12月初，二、三期出水TP值均小于0.6mg/L，平均值为0.53mg/L,一期去除TP效果不佳，平均值为1.59，有近半时间出水TP在1.5mg/L以上。经过调试，2007年1月到5月的一、二、三期出水TP值均小于0.5mg/L,平均值仅为0.35mg/L，能达到一级A标准。TP(2006.11.3-2006.12.9)024681012135791113151719212325272931次数TP(mg/L)进水一期出水二期出水7（5）NH3-N051015202530352006年6月份2006年7月份2006年8月份2006年9月份2006年10月份2006年11月份2006年12月份2007年1月份2007年2月份2007年3月份2007年4月份2007年5月份月份NH3-N（mg/L）进水二、三期出水一期出水由图可知，每日氨氮进水、出水数值波动较大，每月氨氮进水、出水数值波动较小，排除偶现极端数值后，出水氨氮均小于5mg/L，达到国家一级A标准。NH3-N(2006.11.3-2006.12.9)0.05.010.015.020.025.030.035.0135791113151719212325272931次数NH3-N(mg/L)进水一期出水二期出水8（6）TN由图可知，除去偶现极端数值，进水总氮基本在30-50mg/L，平均值为40mg/L。出水TN比较高，在10-23mg/L之间，不能达到国家一级A标准，经常州排水检测站详细测定，出水TN中主要是NO3-N，平均在8-12mg/L,其次是NH3-N和有机氮，有机氮在2mg/L左右，还存在少量的NO2-N。TN(2006.11.3-2006.12.9)0.010.020.030.040.050.060.070.0135791113151719212325272931次数TN(mg/L)进水一期出水二期出水TN(2007.6.22-2007.7.3)0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.050.0123456789101112次数TN(ml/L)进水一期出水二期出水9（7）对以上数据进行综合分析，可以看出：1）SS，BOD5,CODcr,NH3-N,TN,TP几个主要控制指标中BOD5、CODcr、NH3-N、TP在现有的工艺基础上运行，平均值基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。2）SS部分时间能达到一级A标准。3）TN不能达到一级A标准。从上述数据可以看出，在六月下旬水温较高的条件下，城北污水厂现有工艺对TN的平均去除率为55％左右，出水为17mg/L左右，平均值小于一级B标准要求的20mg/L，但达不到一级A标准要求的15mg/L。现有工艺采用AA/O，主要是通过生物效应脱氮，城北厂内回流未启用，反硝化反应未能进行，NO3-N在出水中大量积累，造成总氮数值偏高，内回流启用后，脱氮反应正常进行，出水中NO3-N数值会下降，从而使TN数值下降。生物效应受气温影响较大，在气温较低的冬季（水温最低为12℃），微生物的代谢速度明显变慢时，根本无法满足一级A标准。经向厂内技术人员了解，城北厂出水在冬季最高TN约25mg/L，NH3-N约7mg/L。从目前城北污水处理厂出水水质分析来看，SS和TN的去除，是此次常州市城北污水处理厂出水提标的主要控制性因素，深度处理工艺应围绕去除SS和TN来进行选择，但城北污水处理厂进水水质存在各污染物浓度向上波动的可能性，即工业预处理水量减少后的水质变化。2.3进水量常州市城北污水处理厂的日处理量已接近15万m3/d的设计规模，平均在13万m3/d左右。3、工程总体方案3.1服务范围根据《常州市城市排水规划》（2004-2020），常州市城北污水