氧化沟系统改造方案

中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案1中心区污水处理厂氧化沟系统工艺改造工程设计方案徐州大屯工贸实业公司水处理研究所中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案2目录一、基本状况.............................................................................................3二、存在问题.............................................................................................3三、改造内容及原则................................................................................4四、改造方案设计....................................................................................51、氧化沟曝气系统改造..................................................................52、氧化沟管道系统改造....................................................................73、新增污泥浓缩池............................................................................84、中水管网系统优化........................................................................9五、工程设计...........................................................................................101、氧化沟曝气系统......................................................................102、氧化沟管道系统..........................................................................163、污泥浓缩系统..............................................................................164、中水管网系统..............................................................................18六、电器及自动控制..............................................................................20七、工程投资概算..................................................................................22八、经济效益分析..................................................................................23九、结论...................................................................................................23中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案3一、基本状况中心区污水厂氧化沟系统始建于2006年，设计处理能力2×7500m3/d；单条氧化沟尺寸：长×宽×深80m×22m×3.5m，有效容积4500m3。设计处理量为15000t/d，设计进水水质：BOD5=160-180mg/L，TKN=35mg/L，MLSS=4000mg/L，有机负荷0.07kgBOD/kgMLSS.d，容积负荷0.28kgBOD/m3.d，处理后的出水达到GB8978-1996中的第二类污染物其他排污单位的一级标准。系统运行实际效果如下表：项目进水出水1CODcr300-350mg/L302BOD5120-150mg/L103SS100-150304NH3-N20-258氧化沟曝气系统采用转刷曝气，每沟配置BZS100×900型转刷3套。其基本参数如下：直径：1000mm主轴长度：9000mm浸没深度：300mm充氧量：81kgO2/h电机额定功率：45kw二次沉淀池的排泥系统进入同一回流泵房并对两条氧化沟分别回流，氧化沟出水系统单独对应各自的二次沉淀池。二沉池池径25m，水力负荷0.7-0.8m3/m2h。污泥浓缩系统设置污泥浓缩池一座，采用2台带式压滤机进行污泥脱水，每日污泥量约8吨（含水率85%），浓缩池基本参数为：池径：6.3m池深:5.5m有效容积：80m3二、存在问题中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案41、工艺能耗高现有的实际进水总量为10000m3/d。若采用单沟运行处理效果较差，达不到设计出水标准。双沟同时运行时，充氧量过高造成能源浪费；合适的充氧量又降低沟内流速。而且单沟运行时其中一个二沉池闲置，达不到沉淀所需的时间。曝气转刷已到报废期并且本身充氧效率也低，设备参数仅为1.8kgO2/kwh；实际效率应该还要低。2、沟底沉泥较多在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在在沟内循环流动。不发生沉积的流速在0.3~0.5m/s。曝气转刷的浸没深度只有300mm，与氧化沟池深3.5m相比，转刷仅占据了水深的1/12。因此造成氧化沟上部流速大下部流速小，致使沟底大量积泥，减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。3、污泥池容量小浓缩污泥的总容量偏小，排入的污泥不能及时沉淀，污泥含水率高，压滤效率低。三、改造内容及原则1、采用新的工艺设备降低能耗、提高效率。采用液下曝气方式替代表面曝气方式，即具有曝气功能又兼有推流混合的功能，使吨水能耗降低30%以上。2、曝气工艺的改进不改变原有设施的运行工况；不移动和剔除原有的设备，仅重新布置新的推流与曝气装置。3、氧化沟管道系统改造。由原来一沟对应一池改为合流串联出中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案5水系统，在单沟运行时积极发挥2套二沉池的作用。4、对老旧设备进行更新和大修。对现有的污泥回流设备、压滤设备进行大修更新。5、新增污泥浓缩系统一套。采用新的工艺技术（钢结构一体化形式），减少投资、提高效果。6、中水管网系统优化。将现有的SBR系统排水并入中水处理系统；所有中水管网集中综合控制，提高中水复用率及外排全部达标。四、改造方案设计1、氧化沟曝气系统改造现有氧化沟系统的曝气转刷已经使用12年，减速箱漏油、齿轮磨损严重，已超过服务年限，即便是不进行改造也必须进行更换。鉴于其动力效率低，预改造为液下曝气设备替代表面曝气设备。（1）曝气效率对比普通转刷曝气机的动力效率仅为1.6-2.0kgO2/kwh，微孔曝气器的动力效率均大于5kgO2/kwh，有的甚至大于6kgO2/kwh。射流曝气器的动力效率与表面曝气转刷基本一致在1.8-2.1kgO2/kwh之间，有关资料表明还有达到2.0kgO2/kwh以上的例子。但是由于射流压缩的作用其氧的利用率较高，可达到30%以上。中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案6各种曝气方式效能对照表：动力效率kgO2/kwh氧利用率%运行特点缺点转刷曝气1.6-2.015池上安装，具备充氧、推流混合作用。体积庞大、构件多，维护复杂，动力效率低。微孔曝气5.0-6.0＞25液下安装，气液面积大、动力效率高，维护简便。需外置风机供气，维修更换需在池底进行。不具备推流作用。射流曝气1.8-2.1＞30结构简单，使用寿命长，氧利用率高兼具推流混合作用。需要水泵提供动力，喷嘴易堵塞，动力效率一般。（2）工艺参数设计在原有工艺参数不变的情况下优化曝气系统工艺。原曝气系统动力参数如下（单条氧化沟）：序号设备名称型号规格功率（KW）数量备注1转刷曝气机BZS100×9004532用一备2潜水推流器DQT075×18005.51正常运行功率约90KW根据氧化沟原有设备的充氧能力及推流动力做参照，首先在1#曝气转刷位置布置射流曝气装置，在满足推流动力的同时兼有曝气功能。在2#转刷位置布置微孔曝气盘作为主要的充氧设备；以原有的推流器作为备用推流所需。动力需求：基本条件是①推流动力需满足氧化沟内的流速≮0.5m/S，②曝气充氧能力≮180kgO2/h。（此参数均按最大需求而定）充氧动力：若全部采用微孔曝气装置提供180kgO2/h所需求的充氧动力为40KW。（此能耗参数均按设备较小效率参数而定）推流动力：选择2台15KW污水泵为射流曝气器提供动力，预估中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案7充氧能力为60kgO2/h，并且满足推流所需的动力。扣除射流曝气提供的氧量，剩余120kgO2/h由微孔曝气盘提供，则需30KW的动力。改造后氧化沟运行总功率构成如下表：序号设备名称型号规格功率（KW）数量备注1射流曝气机1522用0备2微孔曝气器30风机功率正常运行功率约60KW由以上两图表可以看出曝气系统改造后每条氧化沟可节省30KW的动力能耗。2、氧化沟管道系统改造该氧化沟与二沉池采用分建式系统，在原设计中采用一沟对应一池的方式。该方式的弊端是：当任意一个氧化沟系统停止运行时其对应的二沉池也停止运行，造成二沉池的闲置，不利于泥水的沉淀分离。为解决这一矛盾，需将两氧化沟的出水系统进行联通。改造前后管道系统示意图如下：中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案8具体改造方案：将现有的DN450出水管采用DN400钢管连接，中间设置DN400的闸阀一个。当打开闸阀时，任意一个氧化沟都和两个沉淀池进行联通；当关闭闸阀时又可恢复到初始设计的状态。该管道系统的改造对原设计无任何影响。该系统改造成功后的最大利好是：在现有污水总量的基础上可实现单沟运行。依据是①氧化沟系统的处理能力由7500m3/d提高到1000m3/d，可以通过提高BOD容积负荷方法来实现；②沉淀系统的并联使用并未降低二沉池的表面负荷，泥水的沉淀分离基本不受单沟运行的限制。由此可见，对整个系统能耗的降低更为显著。3、新增污泥浓缩池中心区污泥浓缩系统原设计仅有一套。通过多年的运行来看，一中煤集团大屯实业水处理分公司水处理分公司氧化沟改造方案9但浓缩系统出现故障，整个系统的剩余污泥排放就要停止，不利于整个系统的正常运行。伴随着污水处理量的增加，污泥量也随之增多，现有的浓缩池能力也明显不足。由日产8t(含水率85%)可基本算出剩余污泥（含水率99%）的总体积约为120m3。由于受排泥泵参数（400m3/h*30KW）的制约而实际排泥现状是每天定时间断排泥（每天排泥时间约3小时）。在如此短时间内排出的大量剩余污泥对整个浓缩系统会造成极大的冲击，大部分未经沉淀的混合液又经出水堰白白流走。不仅浓缩效果差，而且还造成了能源的不必要浪费。由此增加一套新的浓缩系统是很有必要的。新增的污泥浓缩系统与现有的浓缩池参数基本相同。考虑到地质条件的因素又不可能与现有的池型相同（圆形竖流沉淀、半地下结构）；本次新增浓缩系统拟采用平流沉淀工艺全地面布置方式；系统材料采用钢结构形式。4、中水管网系统优化中心污水厂处理水的流向有两个方面，一是供电厂、物业、洗煤厂回用；二是达标排放。根据现有管线具备外排条件的仅有SBR系统，氧化沟后端至中水系统均未设置外排管线