平顶山市第二污水处理厂工艺设计及施工图讲解新97

1平顶山市第二污水处理厂工艺设计及施工图讲解一、平顶山市第二污水处理厂工艺设计1、平顶山市排水现状、规划1）排水现状城市中心建成区内已形成较为完整的雨污分流系统，雨水排放结合市区南北高，中间低，排入湛河及其支流。污水管网形成以湛南区、湛北区两大排水区域，以湛北路、湛南路污水主干管，依地势自西向东把污水送入第一污水泵站，经提升后进入第一污水处理厂。第一污水处理厂设计规模为25万吨，2000年完成一期15万吨，2005年完成二期10万吨。目前改造运行28万吨。新城区污水处理厂设计规模为6万吨，2010年完成一期3万吨，2015年底完成二期3万吨。2)排水工程规划第一百一十二条排水体制规划城市排水体制为雨污分流制排水体系。第一百一十三条污水量预测规划预测污水排放量60万立方米/日，全部污水进城市污水处理厂进行处理。第一百一十四条污水厂建设新建一座污水处理厂，位于东片区南部，沙河北堤附近，规划规模远期为20万立方米/日。新城区污水处理厂，位于平郏公路西侧湛河北岸，主要对西部新城区污水进行处理，远期扩容规模为20万立方米/日。第一百一十五条污水管网规划污水管线布置在铁南区、东区、东南工业区、河山区、开发区、行政区、文教2区、科技居住区、西北工业区等九个污水排水分区内，东区与东南工业区共用一套排污系统，其余各自形成系统。第一百一十六条雨水工程规划规划形成湛北区、湛南区、南区、东南区、开发区、行政区、文教区、科技居住区、西北工业区等九个雨水排水分区。其中，湛北、湛南两区的雨水均沿干管分散排入湛河，管网已基本形成。其他分区雨水排入湛河或其支流月台河、煤泥河。2、工程规模1）水量预测根据平顶山市排水现状及规划，大致可将平顶山划分为以下区域。第一个服务区域为城区南部即第二污水处理厂服务范围。服务范围为：神马大道与湛南路以南，光明路以东，南三环路以北，神马路以西，服务面积约29.6km²，规划服务人口约为30万。近期服务范围被平舞铁路分为东、西两部分。平舞铁路以西范围是：神马大道以南，光明路以东，南二环路以北，平舞铁路以西；平舞铁路以东范围是：湛南路以南，平舞铁路以东，南三环路以北，神马路以西。近期服务面积约为14.6km²，规划服务人口约为10万。方法一：根据该区域内的规划人口、用水量指标等预测污水量，详见下表。根据单位人口用水量指标预测污水量表表1序号项目2012年2020年1第二污水厂服务范围内规划人口为（万人）10302综合用水量指标为（立方/人，天）0.550.653最高日用水量为（万方/天）5.519.54最高日系数1.21.25折污系数为0.80.86平均日污水量为（万方/天）3.7133方法二：根据该区域内的规划用地、用水量指标等预测污水量，详见下表。根据单位用地需水量预测污水量表表2序号项目201220201第二污水厂总体规划面积为（km²）14.629.62规划用水指标为（万m³/km².d）0.60.73规划用水量为（万m³/天）8.7620.74最高日系数1.21.25平均用水量为（万m³/天）7.317.36折污系数0.80.87第二污水处理厂的平均日污水量为（万m³/天）5.813.82）工程规模2012年污水量为5万吨/日。2020年污水量为15万吨/日。3、设计进出水质设计进水水质（mg/L）表3参数BOD3CODSSTNNH3-NTP设计取值为15040030040353污水处理厂设计出水水质表4项目BOD3CODSSTNNH3-NTP数值（mg/l）105010155（8）0.5项目动植物油石油类阴离子表面活性剂数值（mg/l）110.5项目粪大肠菌群数（个/L）PH色度(稀释倍数)数值（mg/l）10006-9304温度条件：12°时去括号内数。4.工艺流程4.1.工艺方案选择原则污水处理工艺市污水处理厂的关键，处理工艺的选择是否得当，直接关系到处理厂出水水质，运转是否稳定、运转成本的高低和管理的难易程度。因此，必须结合实际情况慎重的选择适当的工艺。在污水处理厂工艺方案确定中，将遵循以下原则：1）技术成熟，处理效果稳定，保证在确定的进水水质的前提下出水水质达到预定的排放标准。2）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的利益。3）运行管理方案，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。4.2污水生物处理工艺的确定4.2.1进水水质特点分析1）污水的可生化性污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实用同时也是首选的污水处理工艺。对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。BOD3和COD是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，BOD3/COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的传统方法。一般情况下，BOD3/COD值越大，说明污水可生物处理性越好。目前国内外多按照表5中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。污水可生化性传统评价数据表5BOD3/CODcr0.450.30.30.25可生化性好较好较难不易生化本工程污水处理厂进水水质BOD3/COD=0.38，属于较易生物降解水质范畴。52）碳氮比碳氮比是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，BOD3/TN≥4时，才可认为污水中碳源刚刚满足反硝化细菌利用。本工程设计水质TN为4mg/L,BOD3/TN=3.75，碳源不算很充足，另外根据一厂2007-2009年的统计资料BOD3/TN比值小于4占据很大比例，为了充分利用污水中的碳源以减少运行成本，在工艺选择上，考虑增加缺氧段的停留时间，以达到较为理想的总氮去除效果，另外增加部分外加碳源以确保碳源不足时的TN的去除率。4.2.2辅助碳源的确定目前，国内常用的外加碳源有以甲醇、乙酸和乙酸盐为主的低分子有机物。由于不同的碳源被反硝化菌利用的难易程度和快慢程度不同，下面将结合我院在其他项目上的研究成果。从去除单位硝态氮所需要的外加碳源的量、外加碳源的反硝化速率、碳源的优缺点以及价格成本来比较分析不同外加碳源。1）投加量不同外加碳源去除单位硝态氮所需要的投加量表6投加量CH₃OHCH₃COOH(36%)CH₃COONa以COD/mg/L计3.4~3.65.0~5.24.0~5.1以碳源/mg/L计3.1~3.314.3~14.95.0~6.41mg碳源相当于mgCOD1.10.350.8由表6可知，甲醇、乙酸、乙酸钠去除单位硝态氮所需要的投加量以甲醇量最低，乙酸和乙酸钠以COD计相差不大。2）优缺点甲醇、乙醇、乙酸以及乙酸盐不同碳源的相对主要优缺点简单归纳如表7。3)价格成本6外加碳源的价格成本从低到高依次为甲醇、乙酸、乙酸钠。综合考虑不同外加碳源投加量，主要优缺点、价格成本的因素，本工程采用有当地生产、普遍应用较多的甲醇作为辅助外加碳源。不同碳源的优缺点表7碳源优点缺点CH₃OH应用较广，有生产经验，反硝化速率相对高相对乙醇、乙酸毒性强些，易燃易爆，运输、储存和使用均需严格防火防爆CH₃CH₂OH反硝化微生物不需要适应期，冬季用来脱氮较有优势运输不便CH₃COOH反硝化微生物不需要适应期，反硝化速率高相对乙酸盐稳定性差些，运输不便CH₃COONa反硝化微生物不需要适应期，反硝化速率高相对甲醇、乙酸较稳定，运输方便成本高4.2.3生物处理工艺方案的确定二级强化处理在国内外应用最为广泛，其类型亦较多，如：各种氧化沟法、曝气生物滤池（BAF）、A-B法、A²/O法、改良A²/O法、ANO法、APO法、SBR和UNITANK等。各种工艺具有各种不同的特点，适用于不同的处理目的。根据本工程进水水质特点和所要求的处理程度，本工程选择卡鲁塞尔氧化沟工艺和ANO工艺两种典型的活性污泥法处理工艺进行经济技术比较。1）方案一：卡鲁塞尔氧化沟工艺卡鲁塞尔氧化沟工艺的主要技术特色如下：（1）采用表面曝气机进行曝气，使水流在沟道能够快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达500-1000次，可同时进行有机物的氧化降解和氮的硝化、部分反硝化，并可有效的去除污水中的磷。（2）污水进入氧化沟后，可以得到快速的有效的混合，具有完全混合型曝气池的特点，缓冲稀释能力强，耐流量、浓度的冲击负荷能力强，出水水质好而且7稳定。（3）可以通过改变曝气机的转速和曝气机运行台数等多种手段来调节总体供氧能力，使池内溶解氧值经常控制在最佳值，保证系统稳定、经济、可靠的运行。（4）采用机械设备种类少且设备均在池上部，维护维修量小，从而可降低运行维护成本，由于水下没有固定的设备，因此对生物处理单元的检修量大大减少，即减少每年的检修时间，从而而可以处理更多的污水，更好的保护环境。（5）工艺流程简单，管理简便，运行较稳定，经验多，可省去鼓风机房和曝气管道系统。（6）耗电量稍大。2）方案二：ANO工艺ANO工艺即缺氧/好氧生物脱氮工艺，进水及来自沉淀池的外回流污泥进入缺氧段，微生物利用进水中的有机物去除回流污泥中的硝酸盐氮（包括内外回流）。其技术特色如下：（1）工艺流程具有较好的除磷脱氮效果，工艺运行稳定性好，出水水质好。（2）运行管理经验成熟。（3）耗电量稍省。（4）好氧、缺氧独立设置，系统可操作性强，可严格控制出水水质。（5）处理构筑物较多，设备的种类较多。通过可行性研究报告的技术经济数据比较可知本工程中方案一较之于方案二具有如下优点：1）投资省。2）总投资及运行费用低（包括折旧等）。3）处理效果好而且稳定，不仅可满足BOD5和SS的去除，而且具有很高的除磷脱氮效果。4）对不同进水水质条件和出水要求的适应性较强。5）污泥沉降性好，无污泥膨胀问题，出水水质好，并具有较高耐冲击负荷能力。根据可研批复，并考虑到，平顶山市污水净化公司运行管理的第一污水处理厂为氧化沟工艺，为了减少设备种类，运行管理方便，经综合权衡效益代价比，8确定第二污水处理厂采用卡鲁塞尔氧化沟处理工艺。4.3曝气设备的选择用于氧化沟的曝气设备多常用的有转刷、转碟、曝气搅拌机、各种表曝机等等，本工程选用动力效率高、有使用经验的曝气搅拌机。该类型设备的主要特点为：1）对环境影响小，由于采用水面以下曝气，运行噪音低，没有异味和飞沫；2）运行稳定，维护少；3）维修简单方便，减少操作人员的劳动强度；4）多种安装方式，采用桥式安装，便于检修；5）极高的充氧效率，经过雾化器可以将气泡和水体混合产生2mm左右的气泡，极小的气泡可以使设备得到极高的充氧效率。4.4污水深度处理工艺的确定城市污水深度处理的目的是进一步去除污水中经二级处理后剩余的污染物质，深度处理工艺的选择取决于二级出水的水质和所需达到的水质标准。二级处理出水中污染物质为有机物和无机物的混合体，有机物包括细菌、病毒、藻类及原始生物等。不论是有机物还是无机物，根据她们存在于污水中的颗粒大小又可分为悬浮物（1μ）、胶体（1mμ～μ）和溶质（1mμ），一般来说通过过滤可以去除1μ以上的颗粒，为去除胶体和溶质，可通过混凝来加大胶体、溶质的粒径，使之进一步得到去除，最终使出水水质达到设计要求。本工程采用氧化沟工艺的出水水质所含的悬浮物浓度较低，根据以往设计经验，方案实际可采用“混合-直接过滤”的微絮凝过滤处理工艺方案。4.4.1混合方案技术比较混合是混凝的前提，混合效果的好坏直接关系到后序的混凝效果。原水中投加混凝剂后，应立即瞬时强烈搅动，在很短的时间内（10～60s）内，将药剂均匀分散到水中。次过程使所有胶体颗粒几乎在瞬间完成脱稳与凝聚，故也称初级混凝过程。混合是取得良好絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。近年来，随着水处理技术的提高，为确保出水水质，混合设备的选用得到了普遍的重视。管式静态混合器于一般水力混合设施相似，系利用水力产生混合条件，其搅9拌强度常随着水利条件的改变而改变，要求具有一定的管内流速。当水量发生变化时，如果管内流速过低，将降低混合效果