常州市城北污水处理厂提标改造方案.doc
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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2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
二沉池
AA/O反应池
进水
初沉池
沉砂池
进水泵房
粗格栅井
常州市城北污水处理厂工艺流程如下:
泥饼外运
脱水机房
排入藻江河道
污泥回流泵房
加氯间
2.2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)COD
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。
(2)BOD
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。
(3)SS
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。
(4)TP
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。
(5)NH3-N
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。
(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。
(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),常州市城北污水处理厂的服务范围从排水分区上来说,包括城市的中心分区,高新分区,西北分区,青龙分区,茶山分区部分。
3.2排水体制
污水处理厂服务范围内主要是分流制排水系统,部分区域采取截流管道为主的合流制。
3.3工程规模
污水处理厂总规模15万m3/d。
3.4进出水水质及处理程度
3.4.1设计进水水质
二级处理后的尾水作为提标改造的原水。
原水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级排放标准B标准(总氮未作为控制指标),即:
BOD5≤20mg/l
COD≤60mg/l
SS≤20mg/l
NH3-N≤8(15)mg/l
TP≤1.0mg/l
本次邀请函明确全厂的进水水质为
BOD5≤250mg/l
COD≤500mg/l
SS≤300mg/l
NH3-N≤35mg/l
TP≤6mg/l
TN未明确提出数值
根据对现状进水TN数据的分析,取设计进水TN≤45mg/l。
3.4.2设计出水水质
根据常州市城北污水处理有限公司的“邀请函”要求,深度处理后的尾水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级排放标准A标准,即:
BOD5≤10mg/l
COD≤50mg/l
SS≤10mg/l
NH3-N≤5(8)mg/l
TP≤0.5mg/l
TN≤15mg/l
并需要考虑出水消毒,出水粪大肠杆菌≤1000个/L。
3.4.3处理程度
3.4.3.1相对于二级处理出水的处理程度
项目
COD
BOD5
SS
NH3-N
TN
TP
粪大肠杆菌
设计进水水质
mg/l
60
20
20
8(15)
1.0
设计出水水质
mg/l(或个/l)
50
10
10
5(8)
15
0.5
1000
去除
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