高碑店污水处理厂.doc

高碑店污水处理厂高碑店污水处理厂位于北京市朝阳区高碑店乡境内。是北京市最大的污水处理厂，也是目前我国最大的污水处理厂。一期工程于1993年10月24日竣工投产，处理能力50万m3/d。二期工程于1999年年底竣工投产，目前处理能力为100万m3/d。北京市每天产生污水 250 多万吨，近一半的污水在这里进行处理。高碑店污水处理厂污水系统流域面积96km2，服务人口240万人，占地68公顷，汇集北京市南部地区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。 目前高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游，主要潜在用户有工业、市政杂用和农业灌溉等。 高碑店污水处理厂在奥运期间还成为了景点，为绿色奥运加分。 申办奥运会成功之后，北京市就将水污染治理列为了市政府奥运工作的重要目标。北京是一个超大型国际化都市，水资源缺乏始终是城市发展面临的严峻挑战。目前，高碑店污水处理厂日污水处理回用率达到了，平均每天回用量近万吨，基本达到了奥运会时的城市用水需求，也为一些大型工业园区提供了充足工业用水，这个过程中，还为北京节约了大量优质饮用水。高碑店污水处理厂简介北京排水集团高碑店污水处理厂是北京市拟建的14座城市污水处理厂中规模最大的，也是目前全国规模最大的城市污水处理厂，承担着市中心区及东部工业区总计9661公顷流域范围内的污水收集与治理任务，服务人口240万，厂区总占地 68公顷，总处理规模为每日100万立方米，约占北京市目前污水总量40%。高碑店污水处理厂是北京市建设的第一座大型污水处理厂，其设计规模为100万m3/d，按远景规划，其最终规模为250万m3/d。该厂位于东郊高碑店村南，距旧城广渠门约8km。虽然厂址地处市区边缘，但水、电、交通等条件均甚便利。随着工业的发展和人民生活水平的提高，污水量迅速增长，使城区护城河严重污染，环境恶化。为了保护环境，治理水污染，50年代中期，按照城市总体规划，确定了分流制排水原则，同时，开始修建污水截流管。这些截流管事实上也是分流制污水管系统的干管。1960年，本地区污水管网系统已基本形成，并在高碑店厂址建成一座为农田灌溉服务的、临时性的初级污水处理厂。25万m3/d污水经格栅、沉砂、沉淀后送到农田。这些措施暂时减轻了城区的污染问题。进入20世纪80年代以后，城市污水量迅速增加，据统计，全系统下水道总长已达530km，污水量达80万m3/d，占全市总排水量的40，超出了现有排水设施的能力，迫切需要建设新的二级污水处理厂并完善截流管网。经过长期的调查研究，并进行了小型和中型试验，为新的高碑店污水二级处理厂的设计提供了坚实可靠的依据。本工程分两期建设，第一期50万m3/d于1993年完成投产，第二期50万m3/d已于1999年完成。二， 高碑店污水处理厂采用传统活性污泥法二级处理工艺：一级处理包括格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流式沉淀池；二级处理采用空气曝气活性污泥法，经处理后的水排至通惠河，对还清通惠河也具有重要的作用。污泥处理采用中温两级消化工艺，消化后经脱水的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。消化过程中产生的沼气，用于发电可解决厂内20用电量。厂内还有1 万立方米/日的中水处理设施，处理后的水用于厂内生产及绿化浇灌。2 工艺流程1一期污水工艺选择针对出水要求，通过试验研究，一期选用前置缺氧段推流式活性污泥法，延长曝气时间，使出水完全硝化。污泥处理采用两级中温消化工艺。沼气用以发电。以补充能源。发电机的冷却水、尾气余热、供消化池加热。提高热能回收率。回用水的深度处理考虑在二级处理基础上，增加混凝、沉淀和砂虑两种简单工艺，使出水水质进一步提高。北京市高碑店污水处理厂工艺流程图1污水泵房 2曝气沉砂池 3初次沉淀池 4曝气池 5二次沉淀池 6接触池 7污泥浓缩池 8污泥消化池 9脱水机房 10气柜 11沼气发电机2 二期污水处理工艺选择污水处理工艺采用传统活性污泥法二级处理工艺，分为两个系列，每个系列为25万m3/d。其中一个系列采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设缺氧段（占生物处理池总容积的1/12）其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。另一个系列采用缺氧好氧脱氮活性污泥法工艺，即在曝气池进口段设置1/6池长作为脱氮池，后续1/6池长作为可变段，并采用内回流泵进行曝气池混合液内循环，内回流比为200。本系列出水自成系统NH4+-N3mg/L，可直接作为工业冷却水使用。3一期（二期）污泥处理工艺选择污泥处理工艺采用重力浓缩、中温两级消化后机械脱水工艺。消化过程产生的沼气用于发电。二期消化池由原沼气搅拌改为一级消化池搅拌以生熟污泥混合为主，二级消化池搅拌以破浮渣为主；污泥加热由原蒸汽间歇直接加热改为热交换器连续加热；消化池上清夜用泵回送作为污泥管反冲洗用水，以防污泥管堵塞；沼气发电机改为低气压进气方式，取消沼气压缩机层和球层中压贮气罐。改进后的二期污泥消化工程更加完善，操作简单，管理方便，安全可靠。3 厂区平面布置高碑店污水处理厂是一座拥有30年历史的老厂，由于原有构筑物按临时性设计，现已残破不堪。除保留原有进水泵房及试验场外，均被拆除，重新布置。全厂分为五个区：水处理区、泥处理区、中水处理区、试验场及管理区。各区之间用较宽的绿带分隔以美化环境。厂区管网繁多，为节约用地并便利维修，设置了环状通行式管廊。4 污水处理工艺过程（二期工程为例）我们的主要任务是了解整体的工艺流程，并作以细致研究，包括产生的环境问题等。通过对工艺本身及其运行效果提出问题及发表自己的建议和看法。下面就逐一叙述。 一级处理系统1格栅间1.1概述格栅的作用：用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。高碑店污水处理厂格栅分为粗格栅和细格栅。粗格栅栅距为100mm，细格栅栅距为20mm。1.2格栅工艺控制参数1.2.1过栅流速污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.40.8m/s，经过格栅的流速一般控制在0.61.0m/s原因：过栅流速太大，将把本应拦截下来的软性栅渣冲走，降低格栅的工作效率；过栅流速太小，污水中粒径较大的砂粒将有可能在栅前渠道内沉积。3曝气沉砂池3.1概述3.1.1原理高碑店污水处理厂二期采用曝气沉砂池工艺，其主要功能是去除大颗粒的砂粒和无机物，避免砂粒沉积和堵塞管道，减少机械设备的磨损。为了使分离出来的砂粒和无机物比较干净，不带走有机物，以提高进水BOD浓度，高污二期采用曝气沉砂池，它的原理是通过曝气使污水产生竖向紊流，使水与大颗粒无机物产生摩擦，将黏附于砂粒表面的有机物洗下，砂粒沉降于池底的集砂槽，通过潜污泵将砂子吸走，在螺旋砂水分离器中将砂水分离，砂子运走，分离出的污水进入厂区污水管线。4初次沉淀池3.1概述北京市高碑店污水处理厂二期采用的是平流式沉淀池，分三、四两个系列，每系列六座初沉池，共12座，每座沉淀池的长为75米，宽14米，池末端有效水深为2.5米，池底纵向坡度为0.005，每座沉淀池表面积A=1050m2；当处理水量为50万m3/d时，其表面负荷为0.826m3/m2h，初沉池水力停留时间为1.5小时。初沉池上采用行车桥式刮泥机，配水渠道上防止污泥沉淀安装有飞力搅拌器，初沉池管廊装有六组螺杆泵组，每组螺杆泵组由一台破碎机和两台螺杆泵组成，负责两组初沉池的排泥，每组螺杆泵的运行是间歇的，其运行周期可在运行中根据污泥浓度来控制。初沉池的主要作用是a、去除5060的SS；b、使污水BOD5降低2535；c、去除漂浮物；d、均和水质。初沉池的工艺原理是将污水在池内进行初次沉淀，去除污水中部分SS和BOD，沉降于池底的污泥通过刮泥机的往复运行，将刮至泥斗中，再经螺杆泵组将污泥排至浓缩池，完成对污水的一级处理。1. 曝气池1.1概述曝气池每个廊道的设计尺寸为长96.2米，宽9.28米，有效水深6米，超高1.1米，当运行水量50万m3/d时，水力停留时间为9.25小时，其中三个廊道组成一组曝气池，每组曝气池的第一廊道的前1/2段为厌氧段，为防止污泥沉降，装有2台水下搅拌器（三系列为FlygtSR4430），厌氧段水下搅拌器共24台：在回流渠内为防止污泥沉降装有Flygt SR4650 水下搅拌器12台。根据曝气池一、二、三廊道的供气量不同，分别定出第一、二、三廊道对应曝气头布置形式一、二、三，因此12组曝气池的曝气头的分布如下：a.每池有三组形式一，每组有七条布气管，每条布气管有47个曝气头，每池型式一有987个曝气头，12组曝气头型式一布置曝气头共11844个；b.每池有四组型式二，每组有七条布气管，每条布气管有46个曝气头，每池型式二有1288个曝气头，12组曝气池有型式二布置曝气头15456个，c.每池有四组型式三，每组有七条布气管，每条布气管有26个曝气头，每池型式三有728个曝气头，12组曝气池型式三布置的曝气头共8736个。2. 二次沉淀池2.1概述高污二期共设12座二沉池，二沉池为圆形，直径50米，有效水深为4米，池底坡度为2，二沉池表面积为1963平方米，运行水量为为50万m3/d时，二沉池的水力停留时间为4.52小时。二沉池设计为中心进水，周边出水幅流式二沉池。二沉池排泥采用静压式并辅助真空提升方式，提升污泥送至配水井，再经配水井送至回流污泥泵房。二沉池浮渣排除通过设在池面的浮渣浮渣漏斗排至池外浮渣井进行去除。每三座二沉池设一座配水井，三、四系列共四座配水井，每座配水井分四层具备四种功能：a.作为总进水井，来自曝气池的出水经2000mm管直接进入中心总进水井。b.作为二沉池配水井，每座配水井将来水分配给本系列的三个二沉池。c.作为二沉池排泥井，二沉池的污泥排至配水井，再经回流污泥管排至回流污泥泵房。d.作为二沉池出水井，二沉池出水排至配水井。再经中水闸和退水闸分别流至中水管和退水管。3. 回流污泥系统和剩余污泥系统3.1概述高污二期设三、四系列回流泵房各一座，每座回流泵房集泥并内有Flygt PL7081/705、Q1m3/s，回流泵四台及Flygt CP3127.180MT、Q0.05m3/s，剩余污泥泵3台。回流泵的作用是将二沉池中的活性污泥打回到曝气池中去，以补充曝气池中的污泥，防止污泥流失。剩余污泥系统的作用是通过剩余污泥泵将剩余污泥排至初沉池配水渠，防止泥龄过高及污泥浓度过高，而使污泥活性降低。4. 内回流系统4.1 概述高污二期四系列增加了内回流系统，即在每组曝气池末端各安装一台Flygt pp4680、Q1.17m3/s的内回流泵，内回流泵将曝气池混合液由第三廊道末端抽升回第一廊道首端，延长污水在曝气池中的停留时间，其目的是通过微生物硝化和反硝化作用，增加脱氮功能，进一步提高出水水质。10.污泥浓缩池10.1概述污泥处理费用与其体积成正比，因此，污泥必须浓缩，减小体积以降低处理费用。二次沉淀池排出的剩余活性污泥，含水率高，体积庞大，难以浓缩。设计将活性污泥送到初次沉淀池的进水中，使其与生活污泥合并沉淀，然后将混合污泥（含水率预计97）送入污泥浓缩池。参照英国水资源研究中心的研究成果，结合高碑店现场研究，选用新型升流式污泥重力浓缩池。试验成果表明，经此种浓缩池出来的污泥体积减小了50即含水率从97降到94。 重力污泥浓缩是将污泥颗粒中的一部分水从污泥中分理出来，污泥浓缩本质上是一种沉淀工艺，属压缩沉淀。浓缩前，由于污泥浓度很高，颗粒之间彼此支撑。浓缩开始以后，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被积压出界面，颗粒之间相互积压的更加紧密。通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，从而实现污泥浓缩。11.污泥消化池11.1概述采用两级中温消化工艺，两级消化，是指污泥经一级消化池后进到二级消化池，其中，一级消化池既加热又搅拌，二级消化池不加热不搅拌，污泥消化的反应主要在一级消化池进行，二级消化池主要作为后浓缩池使用，二级消化池主要的作用是通过排上清液，降低消化污泥的含水率，以利后继处理工艺污泥脱水的进行。甲烷菌是一类细菌的总称，其中根据产气温度的特性，主要分为两大类：嗜温菌和嗜热菌。中温消化主要是控制温度范围在3336，高温消化主要控制在5055 的温度范围。国内的污泥消化主要以中温消化为主。因为维持高温消化的能耗比较多。高碑店污水处理厂采用中温消化，但20022003年度，曾进行高温消化的一些尝试。 此外还有常温消化： 1525 之间。但消化时间较长。 中水区1.概述高碑店污水处理厂二期工程设计了中水区，其日处理能力为10000m3/d，目的是将二沉池出水进一步处理，去除部分BOD、COD、SS，使出水水质进一步提高，达到更高的要求，处理后的中水用于绿化、生产用水及景观用水等，同时中水区也是城市污水深