广州市猎德污水处理厂的工艺介绍.doc

广州市猎德污水处理厂广州市猎德污水处理厂是广州市第2座大型城市污水处理厂，位于天河区猎德村以东、华南大桥珠江北岸，占地面积39万平方米，主要负责收集处理珠江前航道以北的大部分市中心区，包括西濠涌、沿江自排系统、东濠涌、二沙岛及天河区的部分污水，服务面积228平方公里，服务人口约296万人。广州市猎德污水处理厂一期工程的设计特点摘要：对广州市猎德污水处理厂一期工程的处理工艺、池型组合、沉淀池出水形式、输泥方法、生物除臭等作了介绍，供广大技术人员参考。关键词：污水处理厂； 潜水穿孔管； 高压泵输泥； 生物除臭猎德污水处理厂位于广州市谭村的珠江新城内，其一期工程的处理水量为2210 m3d(于1999年通水运行)，主要处理东濠涌的合流污水(截污倍数为1)，采用AB工艺(见图1)，自投产以来处理效果良好。该工程获广州市优秀设计一等奖，施工获鲁班奖。1 运行灵活的处理工艺一期工程的进水水质受气候影响较大：晴天水量少，污染物浓度高；雨天水量大，进水由于受雨水稀释而使得污染物浓度偏低。所以在进行工艺选择时选用了AB两段活性污泥法(两段的水力停留时间分别为05、4 h)。该工艺运行灵活：当进水中污染物浓度较高时A、B两段串联运行，处理水量为2210 m3d；当进水中污染物浓度较低时A、B两段并联运行，在不增加设备和能耗的情况下可增加污水处理量为58103d，达到了27810m3d的处理规模。经三年多的运行证明，这种运行方式既可使出水水质达到设计要求，又有效地利用了现有池容，提高了污水处理量。2 反应池、沉淀池、回流泵房合建猎德污水处理厂所处位置的地价十分昂贵，为节省用地，经多方案比选后在设计时采用了生物反应池、沉淀池、回流泵房合建的方案。生物反应池采用长方形池，设计考虑分组，其总宽与后面的沉淀池总宽相同。沉淀池采用平流式沉淀池(分成几格，每格为一条沉淀线)，反应池出水经多孔配水墙均匀分配后进人各格沉淀池中。A段的生物反应池、沉淀池、回流污泥池合建在一起(共2座)，每座总长为722 m，总宽为499 m，处理水量为1110 m3d。B段的生物反应池、沉淀池、回流污泥池合建在一起(共2座)，每座总长为1482 m，总宽为499 m，处理水量为1110 m3d。回流污泥经沉淀池内的刮、吸泥机吸上后沿池上的集水渠送至回流泵井，再经潜污泵提升至反应池。由于三池合建，使得构筑物布置紧凑、回流泵扬程低，节省了土建和占地，并减少了管线数量。3 沉淀池采用穿孔潜水管出流新技术以往的平流式沉淀池多采用出水堰槽集水，由于二沉池要求出水堰上的负荷不能太高，所以通常需在池面上设多条集水堰槽，这不利于刮、吸泥机的刮吸泥，且容易造成积泥、浮泥，使得出水SS值升高。为了改进二沉池的集水，在一期工程中采用了德国先进的穿孔潜水管出流新技术：在靠近出水端的水面下设置一排钢管，其顶部距水面约45 CITI，各管的上部分别开有一排小孔，清水从小孔进入钢管后被收集至出水井。这样，可以使刮、吸泥机在吸走沉淀池底污泥的同时将池面的浮泥、浮渣一起刮走，保证了出水量和出水SS值的稳定。4 高压输泥泵的应用在设计时考虑将泥饼用船沿珠江运出填埋。由于厂区与珠江之间有规划道路及绿化带(总宽达200 m)，所以脱水机房的出泥难以用车或输送带送往码头，而只能用泵经埋地管道直接送至江边码头的船上。通过计算知，输送泵的出口压力在2035 MPa(在国内还没有这样高压送泥的先例)，所以在设计中采用了德国进口的高压螺杆泵(最高压力可达36 MPa)，并将出泥高压管(钢管)布设在道路下的管廊内。实际运行表明，螺杆泵的工作压力维持在22 MPa左右(最高时未超过30 MPa)，而且当泵停止工作时，由于污泥停留在密封的管道内而不需对管道进行冲洗，重新开机时亦能正常工作。此项工程的实施为采用高压输泥管道和输送泵输泥提供了很好的设计经验。5 生物除臭技术的应用猎德污水处理厂一期工程的曝气沉砂池上方有华南桥的引桥跨越。考虑到污水散发的臭味会对环境产生影响，故对沉砂池加盖并除臭。在设计中，采用“卡布隆”轻质材料加盖密封沉砂池，并用抽风机将池内的气体抽出至除臭装置中(见图2)，利用接种在填料上的微生物将臭气分解、吸收去除。经检测，出气中的H2S含量003 mgm3，达到了设计标准。该装置运行至今尚未加过菌种，除臭效果仍达标，为厂内外创造了一个良好的卫生环境。广东省广州市沥潘污水处理厂一期工程该工程一期处理规模：20X 10 m3d(一期处理规模：20X 10 m3d)，处理工艺：改良型A/O，所需主要设备：钢丝绳式粗格栅、转鼓式细格栅、离心鼓风机、潜水搅拌机、潜污泵、离心浓缩脱水机、全桥式刮泥机、微孔曝气器，占地面积：147 hm2，一期投资额：396亿元，建设周期：2002年3月一20o4年10月。设计单位：中国市政工程西南设计研究院、广州市市政工程设计研究院，建设单位：广州市市政园林局。目前该工程正处于施工图设计阶段。AB工艺AB法工艺由德国BOHUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段（A段） 停留时间约20-40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50%以上。 B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。 AB法A段效率很高，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理，AB法具有很好适 用性的，并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。 B法工艺中的主要处理构筑物有A段曝气池、中间沉淀池、B段曝气池和二次沉淀等，通常不设初次沉淀池，以A段为一级处理系统。A段和B段拥有各自独的污泥回流系统，因此有各自独特的微生物种群，有利于系统功能的稳定。 但是，AB法污泥产量较达，A段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理是必须的，将增加一定的投资和费用。另外，由于A 段去除了较多的BOD，可能造成炭源不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合，B段运行较为困难，也难以发挥优势。 目前有仅采用A段的做法，效果要好于一级处理，作为一种过渡型工艺，在性能价格比上有较好的优势。一般适用于排江、排海场合。 目前，AB法在欧洲已经得到广泛应用，到1987年止，已经有22家AB法污水处理厂投产，21家在建设和规划中。近年来，国内有关单位也对AB法进行了研究，并取得了一些成果，实践证明该工艺是近代污水处理技术中的一项新发展。AB工艺由A级曝气池、中间沉淀池、B级曝气池和最终沉淀池组成。AB工艺的主要特征是: 1.A级污泥负荷很高，B级污泥负荷较低。 2.A级和B级的微生物群体特性明显不同，并通过互不相关的两套回流系统严格分开。 3.不设一沉池，使A级成为一个开放性的生物动力学系统。 4.A级可以根据污水组分的不同实行好氧或缺氧运行。 AB工艺的典型设计参数表1 级别 F/M kgBOD5/kgMLSSd 水力停留时间h MLSS g/L 泥龄 DO A级 26 0.5 2.0 410h 0.20.7 B级 0.100.30 24 3.5 1520d 0.71.5 UNITANK工艺在猎德污水厂的应用摘 要： 广州市猎德污水处理厂二期工程采用UNITANK新工艺，经过近一年的试运行后已基本达到设计出水水质、水量要求。在该项目的设计及调试运行中，根据具体情况采取了较有效的应对措施，克服了该工艺应用于大型污水厂的不足，解决了很多实际问题。但由于除磷系统及污泥系统正处于运行调试中，除磷效果还有待进一步提高。广州市猎德污水处理厂规划分三期(共6610 m3d)进行建设。首期规模为2210 m3d，采用AB活性污泥工艺，现已正式运行多年。二期规模为2210 m3d，采用UNITANK工艺，现处于试运行阶段。UNITANK工艺运行灵活、处理效果稳定，工程投资和运行管理费用低于AAO工艺，与除磷AO工艺相当，其最大优点是占地最省。该工程工艺流程如图1所示。1 关键技术的处理 均匀配水由于工程规模大，共有8组反应池，每组3格，每组池的边池交替进水，配水管路长，容易配水不均匀，因此在设计过程中采用渠道配水，并在恒水位下交替运行，减少了管道、闸门、水泵等用量，降低了运行成本。设计采用轻型电动启闭闸门，操作时轻便、快速、不漏水。 斜板沉淀池的设计和维护为了确保沉淀效果，生化反应池的边池需要设计斜板，但增设斜板增加了生化反应池的池深，并且在运行过程中斜板易造成堵塞，斜板的铺设和斜板上沉淀的污泥增加了斜板支架的承载力。在设计中应根据具体情况确定板的材质、板长、铺设密度、安装角度等参数。工程中设计了特殊的斜板规格，增大了斜板间距(采用=60 cm正六角形)，减少了斜板长度(垂直长为60 cm)，并采用了乙丙共聚塑料材料。在运行过程中可考虑调节气量，减少斜板上沉积的泥量以优化处理效果。 活性污泥浓度不均匀问题由于取消了回流，UNITANK生化反应池通过2个边池的交替进、出水改变水流方向以确保污泥浓度一致，因此若连通管的设计不当则可能造成中间池污泥浓度偏低。工程设计中，在池底加设连接管，采用12 m X 12 m方型混凝土连通渠。 排泥、反冲洗的设计由于生化反应池底部布满曝气头，池底没有坡度，污泥沉积于池底，因此需用泵抽排，排放时间、流量等要根据实际情况确定以避免引起沉淀污泥层的扰动。在改变池进水方向时需进行反冲洗，反冲洗时间、强度的设定会影响出水槽沉泥的去除。另外，出水槽槽底设有横坡，亦能较好地清除沉泥。 运行程序由于UNITANK生化反应池采用连续进水、连续出水方式运行，反应池既作生化反应池，又作沉淀池，因此每个运行周期中进水时间、各个反应段时间、沉淀时间的不同都影响着处理效果。在正式运行之前，需要设立较理想的运行程序，可根据具体状况在理论指导下进行前期试验研究，确定合适的运行程序，并在生产运行中根据具体情况进行优化。2 工程设计21 设计规模及水质处理规模为22 X 10 m3d。污水综合变化系数K取130，截流倍数取10，即雨季时提升泵房、格栅、沉砂池总处理能力为44 X 10 m3d，生化系统、消毒系统、污泥系统处理能力为22 X 10 m3d。设计进、出水水质指标见表1。22 主要构筑物及设计参数 旋流沉砂池共1组，2座。设计流量为509 m3s，最大流量水力表面负荷为1 595 m3(m2h)，设计旱流平均水力表面负荷为798 m3(m2h)，水力停留时间为54 s。池直径为732 m，池深为386 m，砂斗直径为183 m，砂斗深为244 m。每座设有一轴向螺旋桨，功率为2 kW。 UNITANK生化反应池共8组，每组由3个水力条件相同的方形池组成，采用半地下式钢筋混凝土结构。每组池设计参数如下：平均时流量为1 146 m3h，峰值时流量为1 489 m3h，污泥浓度为3 kgMLSSm ，污泥负荷为018 kgBOD (kgMLVSSd)，水力停留时间为119 h(其中反应时间为794 h)，每组池平面净尺寸为84m28 m，有效水深为58 m，气水比为47。每格边池内装有斜板、微孔曝气器、剩余污泥泵、潜水搅拌器。中间池装有微孔曝气器、潜水搅拌器。生化反应池共设曝气头23 648个，边池各有一台剩余污泥泵，Q=60m3h，扬程为100 kPa，功率为33 kW。每格池设两台潜水搅拌器，单机功率为75 kW。 污泥脱水机房脱水机房尺寸为60 m20 m144 m，分两层，框架结构(一期已建)。二期增加3套离心式污泥浓缩脱水一体机。相应参数为：剩余污泥干重为27 td，每台处理量为60 m3h。 除磷加药间当生物除磷效果不能达到要求时改用化学除磷，Al2(SO4)3的投加量为530 mgL。23 电控设计猎德污水处理厂自控系统采用集散式控制，设厂级控制中心，下设11个现场工作站，采用光纤环网通讯。二期UNITANK生化处理系统作为一个整体成为猎德处理厂自控系统的一个组成部分，独立成为一个工作站，专门监控本系统工艺、电气设备的运行，同时它的各种参数及图像信号可通过厂级网络传送至中控室，实时监控现场设备并建立数据库，在需要时自动进行打印备份。UNITANK现场工作站设于现场配电室内，所有工艺流程中的电机设备由PLC控制，PLC位于专门的控制柜内，上设彩色触摸屏。所有设备运行均采用手动和自动两种控制方式。正常运行时采用自动控制方式，由现场PLC按工艺要求或时间控制池内进出水阀、搅拌器、污泥泵的运行。气阀由PLC进行实时开度控制以便跟踪调节池内的需氧量，参照相应反应池DO仪通过专家控制模型进行控制。PLC为模块化设计，可在主PLC机上更改某些在线参数。电源断电恢复后，PLC和安装设备自动启动。当设备发生故障时发出警报，并在PC上显示设备状态。PLC具自检功能，对站内自控设备及仪表进行监视和测定，以保证正常工作状态。24 设计实施情况在设计过程中，针对猎德污水处理厂的水质特点(进水中有机污染物指标浓度低)和首期运行过程中的经验，调整了设计进水指标，并采用了较低的污泥负荷约012 kgBOD (kgMLSSd)，以便有足够的水力停留时间确保脱氮效果。3 调试运行31 菌种培养采用猎德污水处理厂一期B系统的回流污泥作为菌种来源，回流污泥中活性污泥含量约为1 。一组生化反应池污泥培养成熟约需15 d(不具有脱氮除磷功能)，然后运行至BOD 、SS达到设计要求后，按生物脱氮除磷功能运行，至达到设计要求需30 d。采用连续进水、连续投加菌种的方式培养活性污泥。 开始进水时，三池同时曝气，同时以14m3h的流量向池内投加菌种； 进水满池后，按23的水力负荷进水； 池体满池出水后，自控系统投人运行，生化系统按常规UNITANK工艺运行； B池MLSS1 000 mgL后停止投加菌种UNITANK生化池按满负荷进水；32 运行结果运行中重点解决进出水的自动控制、供气量调节、反冲洗以及厌氧、缺氧、好氧段的控制问题。经过一段时间的调试运行，目前运行状况稳定，出水基本达到了设计要求(见表2)。从运行情况来看，UNITANK工艺取得了理想的处理效果(BOD5去除率87 ，COD去除率79)，而且在水量超过设计规模时各种设备运转正常，除TP外其他出水指标均达到设计要求。11P不达标是由于化学除磷及污泥处理系统正在调试当中，且一、二期相互影响，故需采取相应运行措施，调整运行参数，以进一步提高除磷的效果。4 结论从UNITANK工艺应用于猎德污水处理厂二期的情况来看，在试运行期间污水处理效果稳定，出水水质基本达到了设计要求，对珠江西航道及前航道市区段水质有明显改善，对保护广州珠江西航道饮用水源二级保护区、净化珠江水质有重要作用，其环境及社会效益非常显著。改良A2O工艺生物脱氮除磷应用猎德污水处理厂采用三期工程设计采用改良A2/O工艺(缺氧/厌氧/好氧活性污泥法)。同步脱氮除磷技术一直是污水处理领域研究的热点。A2O工艺由于可实现同步脱氮除磷且工艺简单而得到迅速发展，但其缺点是，硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除，阻碍了其推广应用 。因此，研究者们对此工艺进行了大量的改进，出现了一系列的改进工艺，如UCT、MUCT、JBH、倒置A2O、改良A2O、Dephanox等工艺。其中，改良A2O工艺综合了A2O工艺和改良UCT工艺的优点，具有脱氮除磷效果好、运行稳定、管理方便、污泥肥效高等优势，已在城市污水处理厂中得到广泛应用。附件：城镇污水处理厂污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准1.范围本标准规定了城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处置(控制)的污染物限值。本标准适用于城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处置（控制）的管理。居民小区和工业企业内独立的生活污水处理设施污染物的排放管理，也按本标准执行。2.规范性引用文件下列标准中的条文通过本标准的引用即成为本标准的条文，与本标准同效。GB3838 地表水环境质量标准GB3097 海水水质标准GB3095 环境空气质量标准GB4284 农用污泥中污染物控制标准GB8978 污水综合排放标准GB12348 工业企业厂界噪声标准GB16297 大气污染物综合排放标准HJ/T55 大气污染物无组织排放监测技术导则当上述标准被修订时，应使用其最新版本。3.术语和定义3.1 城镇污水（municipal wastewater）指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。3.2 城镇污水处理厂（municipal wastewater treatment plant）指对进入城镇污水收集系统的污水进行净化处理的污水处理厂。3.3 一级强化处理（enhanced primary treatment）在常规一级处理（重力沉降）基础上，增加化学混凝处理、机械过滤或不完全生物处理等，以提高一级处理