（环境工程专业论文）广州市大坦沙污水处理厂（三期）工程设计研究.pdf

中文摘要 随着广州市工业的迅速发展、人口的递增和人民生活水平的提高，大量未 经处理的城市污水排入河道，使城市的河道受到日益严重的污染，使得广州市的 环境和人民身体健康受到一定程度的影响。因此，为了广州经济的可持续发展和 早日实现把广州建成华南地区中心城市的目标，加快城市污水处理厂的建设已迫 在眉睫。 通过对现状水质的分析，并根据大坦沙一、二期设计进水水质和实际运行的 进水水质，确定三期污水处理厂的进水水质为：b o d 。= 1 2 0 m g l ，c o d c r = 2 5 0 m g l ， s s = 15 0 m g l ，n i ：，- n = 3 0 m g l ，t - p = 4 m g 1 。根据收纳水体和当地环保部门的要 求，确定污水处理厂出水水质为：b o d i = 2 0 m g l ，c o d c r = 6 0 m g l ，s s = 2 0 m g l ， n h 。一n = i om g 1 t - p = o 5 m g l 。 广州大坦沙污水处理厂一期：e 程是我国建设较早的一座除磷脱氮的污水处 理厂，于1 9 8 9 年1 1 月建成投产，建设规模为1 5 万m 3 d ，污水处理工艺采用除磷 脱氮活性污泥法a 2 0 工艺，污泥处理采用直接浓缩、脱水工艺。二期工程于1 9 9 6 年底建成投产，建设规模仍为1 5 万m 3 d ，污水和污泥处理工艺均同期工程。 一期工程投入运行后，实际的进水水质低于设计进水水质，故在二期工程中，对 设计进水水质作了调熬，并对部分构筑物进行了优化和挖潜改造，使、二期总 处理能力达到了3 3 万m 3 d 。三期工程建设规模为2 2 万m 3 d ，污水处理工艺的采 用是通过对现有该城市污水处理厂的工艺方案研究，提出适合本工程特点的污水 处理工艺方案，即带回流污泥反硝化段的改受型a 2 0 工艺和组合交替一体化工艺， 并进行详细的技术方案论证和技术经济方案比较，最终选定带回流污泥反硝化段 的改良型a 2 0 工艺作为广州市大坦沙污水处理厂( 三期) 工程的实施方案，污泥 处理近期仍采用直接浓缩、脱水工艺，远期采用污泥干化+ 焚烧方案处理方案。 该工艺的实施，需工程总投资2 1 0 8 3 7 2 万元，单位基建投资9 5 8 3 5 元m 3 ，年生 产成本4 0 8 9 9 7 万元，单位生产成本0 5 0 9 元m 3 ，年经营成本3 0 4 2 8 5 万元，单 位经营成本0 3 7 9 元m 3 ，单位水量电耗0 2 2 9 度舻，单位水量占地0 2 3 2 m 2 m 。 广州市污水处理厂( 三期) 工程建成运行后，广州市的污水处理率由原来的 约1 9 6 提高到约2 7 5 ，同时减少市区水体的污染物排放量，其中c o d c r 消减 量为：1 5 2 5 7 吨年，b o d 。消减量为：8 0 3 0 吨年，s s 消减量为：1 0 4 3 9 吨年， 使珠江河道的污染程度将得到显著降低，环境功能好转，环境质量得到大大提高。 关键词：污水处理厂除磷脱氮工艺方案技术选择 a b s t r a c t w i t ht h ei n d u s t r i a ld e v e l o p m e n t ，p o p u l a t i o ni n c r e a s ea n de t c ，p o l l u t i o nt or i v e r so f t h ec i t y b e c o m e sm o r ea n dm o r eh e a v y t os p e e du pt h ec o n s u c t i o no f m u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n ti sn o w q u i t eu r g e n t w i t ht h ea n a l y s i so ft h ee x i s t i n gw a t e rq u a l i t y ，c o n s i d e n i n gt h ed e s i g na n da c t u a l i n f l o wq u a i l t yo fd a t a n s h ap h 1 & 2 ，i n l o wq u a l i t yo fp h a s e3i sd e t e r m i n e da s ： b o d s = 1 2 0 m 鲋，c o d c r = 2 5 0 m g 1 ，s s = 1 5 0 m 酣，n h 3 - n = 3 嘶鲋，t p - - 4 m g 1 e f f l u e n tq u a l i t yw a sd a e r m i n e db 5b o d s = 2 0 m g 1 c o d c r = 6 0 m g 1 ，s s 。2 0 m g 1 n h 3 - n = 1 0 r a g 1 ，t - p = 0 5 m 鲋，a c c o r d i n gt or e q u i r e m e n t sf r o ml o c a le n v i r o n m e n t p r o t e c t i o na u t h o r i t ya n dr e c e i v i n gb o d y d a t a n s l l aw a s t ew a t e rt r e a t m e n tp l a n tp h a c e1i so n eo ft h ee a r l i s tn i t r o g e nr o m o v a l a n dd e p h o s p h o r a s ep l a n t s w h i c hw a sp u tm t ou s ei nn o v e m b e r19 8 9 t h e c o n s t r u c t i o nc a p a c i t yi s1 5 0 ，0 0 0 m 。d t r e a t m e n tp r o c e s sw a sn i t r o g e nr o m o v a la n d d e p h o s p h o r a s ca c t i v es l u d g ea 2 0 t h i c k e n i n ga n dd e w a t e r i n gp r o c e s si s u s e df o r s l u d g et r e a t m e n t p h a s e2p r o j e c tw a sp u ti n t ou s ei nt h ee n do f1 9 9 6 ，c a p a c i t yo f w h i c hw a ss t i l l1 5 0 ，0 0 0m d t r e a t m e n tp r o c e s so f s e w a g ea n ds l u d g ef o rp h a s e2w a s s a n l ea st h a to fp h a s e1 t h ei n f l o wq u a l i t yi no p e r a t i o np e r i o do fp h a s e1w a sl o w e r t h a nd e s i g nd a t a t h e r e f o r et h ed e s i g ni n f l o wq u a l i t yw a sm o t t l e df o rp h a s e2 t o t a lt r e a t m e n tc a p a c i t yo fp h a s e ia n dp h a s e2w a s3 3 0 ，0 0 0m d t h ec a p a c i t yo f p h a s e3i s2 2 0 ，0 0 0m 3 d t r e a t m e n tp r o c e s sa p p l i e dw 8 8 d e t e r m i n e da si n n o v a t e da o p r o c e s s 、i t l lr e t u r ns l u d g ed e m i t r i f l c a t i o ns e c t i o na f t e rd e t a i le c o n o m i ca n dt e c h r i c a l c o m p a r i s o ns t u d g s l u d g ew i l lb et h i c h e n e da n dd e w a t e r e d f o rf a rf u t u r es t a g e ，s l u d g e d r y i n gp l u si n c i n e r a t i o np r o c c s sw i l lb eu s e d t o t a li n v e s t m e n to ft h ep r o j e c tw i l lb e 2 1 0 8 4m i l l i o ny u a n u n i tc o n s t r a n a t i o nc o s tw i l lb e9 5 8 3 5 y u a n m 3 a n n n u a lt o t a l p r o d u c t i o n c o s tw i l lb e4 0 9 0m i l l i o ny u a na n du n i tp r o d u c t i o nc o s t i s o 5 0 9 y u a n m s a n n u a lo p e r a t i o nc o s tw i l lb e3 0 4 3m i l l i o ny u a na n du n i to p e r a t i o n c o s ti so 3 7 9 y u a n m 3 p o w e rc o m s u m p t i o nw i l lb eo 2 2 9 k w h m 3 l a n do c c u p a t i o nw i l l b e0 2 3 2 m e m 3 a f t e rp h a s e3p u t t i n gm t oo p e r a t i o n , t h es e w a g et r e a t m e n tr a t eo fg u a n g 吐o uw i l lb e i n c r e a s e df r o m l 9 6 t 0 2 7 5 t h ep o l l u t a n t sd i s c h a r g ew i l la l s ob er e d u c e df o r e x a m p l e 15 , 2 5 7 f f y e a rf o rc o d e r , 8 , 0 3 0 t y e a rf o rb o d s ，10 4 3 9 t y e a rf o rs s t h a t m e a n se n v i r o n m e n tf u n i t i o no fz h u j i a n gr i v e rw i l lb ei m p r o v e da n de n v i r o n m e n t q u n l i t yw i l lb em u c hm o r e b e t t e r k e y w o r d s ：w a s t ew a t e rt r e a t m e n tp l a n t t e c h n o l o g i c a lp r o j e c t ， n i t r o g e nr o m o v a la n dd e p h o s p h o r a s c t e c h n o l o g i c a lc h o i c e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他凡 已经发表或撰写过的研芄成果，也不包含为获得叁盗态鲎或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任俺 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：槲签字日期：w 年，月丁曰 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫盗盘茎有关保留、使用学位论文的规 定。特授权鑫盗盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名导师签名 棼连中 签字目期：弦町年月r 目 签字目期：灿r 年f 月r 昂 第一章工程背景 第一章工程背景 本设计研究是以南方发达地区大中型污水处理厂工程设计为依托，旨在总结出 在进水水质偏低，碳源不足的条件下，如何合理地选择污水处理工艺，使其能经济、 有效地去除污水中的有机物、氮和磷等指标，使出水达到国家城镇污水处理厂污 染物排放标准( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 中的一级b 标准。 1 1 城市概况 1 1 1 城市性质 广州是广东省省会，广东省政治、经济、科技、教育和文化的中心。广州市地 处祖国南方，广东省的中南部，珠江三角洲的北缘，接近珠江流域下游入海口。厂 州市已有两千多年历史，是我国历史：文化名城之一，又是我国对外交往的主要窗口， 每年两届的“广交会”已成为举世瞩目的交易会。因此，广州有中国“南大门”之 称。 1 1 2 城市供水及排水现状 1 ) 城市供水现状 广州市现有生活用水水厂八座，即西村水，一、自鹤洞水厂、河南水厂、江村水 厂、新塘水厂、石溪水厂、石门水厂和西洲水厂；专供工业用水水厂两座，即车陂 水厂和员村水厂。员村水厂因水源水质恶化而不能作为饮用水，于1 9 9 3 年改为工业 用水厂。全市共有加压站十四座，调节水库十一座，总容量2 3 0 6 亿立方米。1 9 9 9 供水管总长4 9 9 1 公里，自来水年供水总量】2 3 6 0 2 万立方米，全年售水量1 0 9 6 1 7 刀 立方米( 其中，生产用水2 7 6 2 8 万立方米，生活用水8 1 9 8 9 万立方米) ，最高日供水量 3 7 5 4 2 万立方米，用水普及率9 8 9 5 ，人均日生活用水量5 6 7 升。 自云区1 9 9 9 年总售水量为1 4 1 2 亿立方米。 2 ) 城市排水现状 广州市的排水设施包括污水处理厂( 站) 、防洪排涝闸、雨水泵站和污水泵站， 按其所属性质可分为市政排水设施和专用排水设施两大类，主要集中于旧市区，芳 丰j 、天河和黄埔区也有少部分。 八十年代前兴建的排水管道大部分采用雨水、污水合流制，就近排入流经市区 的1 9 条河涌，再由河涌流入珠江，只有靠近珠江边一带才直接由管渠排入珠江。近 几年，新建城区和生活小区，原则上采用完全分流制排水系统。1 9 9 8 年城市污水量 第一章工程背景 乎均为2 9 6 万m 3 日，污水量每年成增长趋势，1 9 9 6 年城市污水量为i 0 3 4 8 3 万m 3 ， 1 9 9 7 年污水量为1 0 5 2 9 6 万m 3 ，1 9 9 8 年污水量为1 0 8 0 8 2 万m 3 。据统计，这些污水 约3 6 4 排入西航道，4 8 3 排入前航道，1 l f 3 排入后航道，4 排入黄埔航道。 目前属于市政的污水处理厂有大坦沙污水处理厂一、二期、经济开发区污水处 理厂、猎德污水处理厂一期工程正式投入运行，日处理量分别为3 0 万吨、3 万吨、 2 2 万吨。按目前的污水量计算，污水处理率约为1 9 6 。而属于专用排水设施的污 水处理厂( 站】较多，绝大部分为二二级处理，但由于规模较小及其它多种原因，大部分 运转不正常，对整个市区大环境的改善也极有限。因此，只有不断完善排水系统， 同时加快城市大型污水处理厂的建设进度，才能从根本上解决珠江污染的问题。 1 1 。3 城市水域污染及规划 随着广州市工业的发展、人口的递增和人民生活水平的提高，珠江广州河段日 益受到污染。近几年来，市政府重视工业污染源的治理，使得工业废水量和排放污 染物总量有一定程度的降低，但生活污水的处理由于种种原因，处理率还比较低， 造成生活污水量、有机负荷量持续增长。因此，每天仍有大量污水就近排入流经市 区的各河涌，再由河涌流入珠江，使得广州市区的水域环境状况己遭到严重破坏。 1 9 9 8 年珠江广州河段为v 类水体，水质总体水平为中度污染，其中鸦岗断面 为轻度污染，其余8 个监测断面均为中度污染。猎德和黄沙断面污染最重，鸦岗断 面最清洁。最主要的污染指标是石油类、总磷、溶解氧和非离子氨。全河段和各断 面水质较1 9 9 7 年有所好转。 1 9 9 8 年广州市区1 9 条河涌水质平均污染指数范围为1 6 6 7 4 6 ，其中车陂涌、 西濠涌、塞坝涌和沙河涌等四条河涌属严重污染级，其余1 5 条河涌为重度污染。在 所育河涌中，车陂涌污染程度最重，水口水污染程度最轻，最主要的污染物为石油 类、氨氮、生化需氧量、化学耗氧量和挥发酚。 广州城区四个人工游览湖1 9 9 8 年水质平均污染指数范围为o 7 9 3 2 5 ，其中流 花湖、东山湖、麓湖属重度污染，荔湾潮属中度污染。水体以有机物污染为主，主 要污染物有石油类、氨氮、生化需氧量和化学耗氧量；与1 9 9 7 年相比，荔湾湖水质 污染情况有所好转，而东山湖、流花湖和麓湖水质污染有所加重，其中麓湖水质从 中度污染变为重度污染。 由此可见，十多年来广州市水污染治理总体上的措施是有效的，污染程度有所 降低，但有机污染的程度无多大的改善，加速城市污水处理的进程已成为当务之急。 广州市政府十分重视环境保护和水资源的保护工作，早在1 9 8 8 年7 月就制订了 第一章工程背景 平均为2 9 6 万m 3 日，污水量每年成增长趋势，1 9 9 6 年城市污水量为1 0 3 4 8 3 万m 3 ， 1 9 9 7 年污水量为1 0 5 2 9 6 万m 3 ，1 9 9 8 年污水量为1 0 8 0 8 2 万m 3 。据统计，这些污水 约3 64 排入两航道，4 83 排入前航道，1 1 3 排入后航道，4 排入黄埔航道。 目前属于市政的污水处理厂有大坦沙污水处理厂一、一期、经济毋发区污水处 理厂、猎德污水处理厂一期工程正式投入运行，日处理量分别为3 0 万吨、3 万吨、 2 2 万吨。按目前的污水量计算，污水处理率约为1 9 6 。而属于亏用排水设施的污 水处理厂f 站) 较多，绝大部分为二二缓处理，但由于规模较小及其它多种原因，大部分 运转不正常，对整个市区大环境的改善也极有限。因此，只有j i 断完善排水系统， 同时加快城市大型污水处理厂的建设进度，才能从根本上解决珠江污染的问题。 1 1 。3 城市水域污染及规划 随着广州市工业的发展、人口的递增和人民生活水平的提高，珠江广州阿段f 1 益受到污染。近几年来，市政府重视工业污染源的治理，使得工业废水量和排放污 染物总量有一定程度的降低，但生活污水的处理由于种种原因，处理率还比较低， 造成生活污水量、有机负荷量持续增长。因此每天仍葫大量污水就近排入流经市 区的各河涌，再由河涌流入珠江，使得广州市区的水域环境状况己遭到严重破坏。 1 9 9 8 年珠江广州河段为v 类水体，水质总体水平为中度污染，其中鸦岗断而 为轻度污染，其余8 个监测断面均为中度污染。猪德和黄沙断面污染最重，鸦岗断 面壤清洁。最主要的污染指标是石油类、总磷、溶解氧和非离子氨。全河段和各断 面水质较1 9 9 7 年有所好转。 1 9 9 8 年广州市区1 9 条河涌水质平均污染指数范围为1 6 6 7 4 6 其中车陂涌、 西濠涌、塞坝涌和沙河涌等四条河涌属严重污染级其余1 5 条河涌为重度污染。在 所育河涌中，车陂涌污染程度最重，水口水污染程度最轻，最主要的污染物为石油 粪、氨氮、生化需氧量、化学耗氧量和挥发酚。 厂1 卅城区四个人工游览潮1 9 9 8 年水质平均污染指数范围为0 7 9 32 5 ，其中藏 花澜、东山湖、麓湖属重度污染荔湾潮属中度污染。水体以有机物污染为主，主 要污染物有石油粪、氨氮、生化需氧量和化学耗氧量；与1 9 9 7 年相比，荔湾湖水质 污染情况有所好转，而东山湖、流花湖和麓湖水质污染有所加重，其中麓湖水质从 中度污染燹为重度污染。 由此可见，十多年来广州市水污染治理总体上的措施是有效的，污染程度有所 降低，但有机污染的程度无多大的改善，加速城市污水处理的进程已成为当务之急。 广州市政府十分重视环境保护和水资源的保护工作，旱在1 9 8 8 年7 ，目就制朗， 广州市政府十分重视环境保护和水资源的保护工作，旱在1 9 8 8 年7 月就制订了 第一章工程背景 广州市市区污水治理总体规划，该规划确定了广州市污水治理的总目标是：f 在 本规划期内) 使珠江广州河段的西航道达到国家地表水环境质量标准 ( g h z b l 1 9 9 9 ) i i - - i i i 级标准，前航道、后航道达到i 级标准，黄埔航道达到 1 v v 级标准。为实施这项规划，已有计划地投入大量资金，改建、扩建、新建1 日 市区、新市区的排水管道系统和城市污水处理一。 1 2 工程建设的必要性 近年来我国的江、河、湖、近海海域已经受到普遍污染，跨省、跨地区水污染 纠纷频繁发生，仍有大量污水未经处理排入邻近水体，部分已有污水处理设施的城 镇运行也不正常，部分水体受到污染还十分严重。广州市政府十分重视环境保护和 水资源的保护工作，早在1 9 8 8 年7 月就制订了广十i 市市区污水治理总体规划， 该规划确定了广州市污水治理的总目标是：f 在本规划期内) 使珠江广州河段的西航道 达到国家地表水环境质量标准( g b z b l 1 9 9 9 ) i i i i i 级标准，前航道、后航道达到 i i i ，级标准，黄埔航道达到v 级标准。 因此，建设大坦沙污水处理厂三期工程有着重大意义： 1 可有效地减轻珠江水体的污染，使珠江流域的环境质量得以提高。 2 可以减轻水源地的污染程度。 3 ，有利于人民群众的身体健康。 4 有利于经济的可持续发展。 水环境污染和水质富营养化问题的尖锐化以及公众环保意识的增强，追使越来 越多的国家和地区制定更为严格的污水处理和排放标准，涉及的水质指标、内容和 数值不断改进，越来越严，使技术和经济压力明显加大。 2 0 0 3 年7 月1 日我国开始执行的国家( g b1 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 城镇污水处理厂污染 物排放标准就比污水综合排放标准( g b8 9 7 8 。1 9 9 6 ) 中城镇二级污水处理f 一主 要污染物最高允许排放浓度中规定的指标更加严格，更加细化。由此可见，国家对 污水治理的力度进步加强，因此兴建大坦沙污水处理厂三期工程是关系到子孙后 代的生存与发展的战略举措，是十分必要、势在必行的。 1 3 建设的可能性 ( 1 ) 国家环保产业政策有利于该项目的建设 根据国家有关规定，到2 0 1 0 年全国城市和城镶的污水处理率总体不得低于5 0 ， 城市污水处理厂不得低于6 0 ，重点城市的污水处理率不得低于7 0 ，近年来，国务 3 第一章工程背景 院相继制定了淮河、海河、辽河、太湖、滇池、巢湖等流域的水污染控制总体规划， 各省市也相继制定了水污染治理规划，其中城市污水处理厂的建设超重要的组戚部 分。根据目前的规划，我国用于城市污水处理产业的投资需求将达到】8 0 0 亿元以上， 为此国家将继续为城市污水处理产业提供更加优惠的政策和经济上的支持。 ( 2 ) 珠江广州河段水环境的质量是衡量广州市水环境质量的主要指标之，而 西航道的被污染程度则与石井流域及荔湾涌驷马涌流域的污水排放有直接的关系。 由于广州市城市污水量逐年增加，而未经处理直接排放约占7 5 以上。珠江广州河 段是广州地区重要的水源地，如果不能有效地治理水体污染，放任水环境的继续恶 化，广州地区最终将失去支撑其经济社会发展的物质基础和生态环境，就不可能实 现广州地区的可持续发展。 ( 3 ) 水源遭到污染，人民的身体健康自然难以傈证。珠江水体水质的恶化直接 影响广州市区居民的生活用水。 ( 4 ) 广州是我国历史文化名城之一，是我国对外交往的重要窗口，每年两届的 “广交会”已成为举世瞩目的交易会，有中国“南大门”之稔。然而如果珠江水体 污染得不到控制，蓝澡泛滥，水体变黑发臭，严藿影响了市容景观和市区环境，破 坏了投资环境，将对广州市的旅游业带来不可估量的损失。 4 第二章三期工程建设规模及处理程度的分柝确定 第二章三期工程建设规模及处理程度的分析确定 2 1 服务范围 根据广州市市区污水治理总体规划及大坦沙污水分区规划，大坦沙污水 处理系统的收集范围主要包括司马涌流域、荔湾涌流域、石并河流域。地域范围 为：西、南面以珠江河为界，东面以解放路、广从公路、大金钟路为界，北面以 华南北路为界，以及大坦沙岛、金沙洲等，总面积约为1 0 4 6 3 平方公里，其中 旧城区系统】9 7 5 平方公里、新城区和大坦沙岛系统共占8 4 8 8 平方公璺。j 目城 区为合流制摊水体制，而新城区为分流制排水体制。大坦沙污水处理厂目前所收 集的污水主要为旧城区中荔湾涌、司马涌的合流污水。由于石井河流域、机场一 带的污水未经任何处理分散排入石井河流域的新市涌、景泰涌、沙涌等区肉河涌， 再汇入珠江西航道，这部分污水根据规划排入大坦沙污水处理系统，因此本工程 污水管道收集范围为：东边以新广从路、大金钟路两倒为界，北面以华南北路为 界，西边以广清路为界，南边以高速公路以北，包括高速公路以南同德围小区， 螺涌围，大坦沙岛，金沙洲等总收水面积约8 4 8 8 平方公里。 2 2 三期工程建设规模的确定依据 2 2 1 污水量的确定 1 ) 生活污水量预测 ( 1 ) 人均污水量 根据国家标准室外排水设计规范( g b j l 4 8 7 ) ，城市生活污水可按当地 用水定额的8 0 9 0 采用。考虑广州市的具体情况，污水量采用规划给水量 指标的8 5 计算。根据广州市城市总体规划，至2 0 1 0 年人均用水黉的指标为： 5 0 0 升人日f 该标准包括居住区生活给水量，城市公用污水量，并包括一般工 业企业生产、生活用水量的分摊值1 。计算得人均污水量标准为4 2 5 升人日。 ( 2 1 大坦沙污水处理系统分区近期生活污水量 根据大坦污水分区规划，大坦沙三期工程主要处理大坦沙分期规划范围内的 近期污水，集水范围包括华南北路以南为界目前排石井河的现状污水，而远期污 水量则排到横沙污水处理厂处理。 根据分区现状人口计算得污水量如下表，现状污水量为2 6 6 8 万吨日。 5 第二章三期工程建设规模及处理程度的分析确定 各分区现状人口和污水量 分区 现状人口( 万人)污水量( 万吨日) 机场分区 1 2 3 4 5 2 4 肖岗 4 7 4 2 0 1 石井地区 7 0 4 2 9 9 同德围 1 1 1 64 7 4 三元里5 9 6 2 5 3 机场北 4 8 9 2 0 8 石井工业区6 ，0 32 5 6 黄金围1 50 6 4 大朗1 3 80 5 9 嘉禾2 0 40 8 7 集贤1 1 7o 5 大坦沙岛1 3 70 5 9 新坦庄2 1 40 9 1 鸦岗村、涪心村 1 0 20 4 3 总数6 2 7 8 2 6 6 8 ( 3 ) 三期扩建生活污水量 根据大坦沙污水分区规划近期污水量为2 6 6 8 万吨i n ，在近期内污水管道 还没有完善，污水的收集还达不到1 0 0 ，尤其是本收集范围内还有一都分的城 乡结合部，污水的收集率更低，而排水管网的实际发展速度不可能很快，因而参 照其他一些城市的做法，考虑采用一个o 7 5 的污水收集率系数，则实际收集到 的污水量约为2 0 0 万吨目。 2 ) 工业污水量预测 根据广州市环保部门的调查，石井河流域的工业污水量为2 2 1 万吨日。 2 2 2 建设规模 根据广卅i 市总体规划，大坦沙污水处理厂建设总规模为5 5 万n 1 3 日，分三 期建设，一期工程于1 9 8 9 年1 1 月建成投产，建设规模为1 5 万m 3 曰。二期工程 于1 9 9 6 年底建成投产，建设规模为1 5 万m 3 t r ，总处理规模为3 0 万i n 3 目，近 期通过挖潜改造，已使一、二期总处理能力达到了3 3 万m 3 l 了。因此三期建设 规模为2 2 万m 3 日，这与城市总体规划是相一致的。 2 3 污水处理厂进水水质的确定 大坦沙污水处理厂二期工程的设计进水水质为： 6 第二章三期工程建设规模及处理程度的分析确定 b o d 5 。2 0 r a g 1 s s 2 1 5 0 m g n t p = 3 s t a g 1 t - n 。3 0 m g 1 九五年处理厂实际进水水质情况为 、项目 内容 b o d 5c o d 。，s s t nt 。pn h t - n 设计水质1 2 0 1 5 0 3 03 5 最高值( 月平均) 1 1 1 1 91 7 2 7 71 4 1 4 22 3 8 12 7 62 07 6 最低值( 月平均) 3 7 3 39 5 ，7 64 8 9 3 1 6 9 61 9 01 2 8 3 平均值 7 2 8 3 1 2 3 2 0 1 0 2 2 8 1 9 9 52 41 6 3 7 二o o o 年六月至二o o 一年六月处理厂实际进水水质情况为： 表2 - 2 单位：r a g 1 l b o d 5 c o d c r s s t - nt - pn h 3 n 最高值( 月平均)1 1 1 ，4 1 1 9 5 8 6 1 9 1 9 83 2 6 2 3 3 5 2 8 4 7 最低值( 月平均)3 7 0 88 4 2 19 3 1 7 1 6 2 61 9 5j 5 1 8 平均值7 4 7 91 4 5 5 41 2 9 。6 72 3 9 82 、7 12 1 0 7 从以上两表可以看出，污水处理厂平均进水水质与二期设计水质基本相吻 合。从表中看到n h 3 - n 值与t - n 值很接近，n h 3 - n 约为t - n 的9 0 ，说明该水 质有机氮很低。 确定污水处理厂三期进水水质为： b o d s 2 1 2 0 m g a s s 2 ls o m g l c o d c r = 2 5 0 m g 1 t p = 3 5 m g t - n 2 3 0 m g 1 2 4 污水处理程度的确定 污水处理厂的污水处理程度应根据受纳水体的有关情况按照国家和地方颁 第二章三期工程建设规模及处理程度的分析确定 布的污水排放标准来确定。 根据广州市饮用水源保护区、饮用水源保护范围和新饮用水源污染控制 区区域规定，处理厂厂址附近的西航道属西村、石门、江村饮用水二级保护区 范围，下游的前航道及部分后航道f 从白鹅潭至海珠涌西口对开水面，1 公罩) 电 属饮用水源二级保护区范围，后航道( 从海珠涌西口对开水面至洛溪大桥下水面， 7 1 k m ) 属饮用水源准保护区。 大坦沙污水处理厂处理后的污水排入西航道的自沙河。按照地表水环境 质量标准( g h z b l 1 9 9 9 ) ，依据地表水水域使用目的和保护目标划分为i u 类水 域。根据城镇污水处理厂污染物排放标准f g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 摊入的污水应执行 一级b 标准，其主要指标见表2 - 3 。 表2 - 3一级b 标准主要污染物指标 单位：m 鲫 t f 心禺 b o d ss s c o d c t n h l j nt - n 【内容 - p 一级b 标准2 02 06 01 51 52 0 珠江水体的主要污染物是有机物、氨氮和磷。氨氮进入水体后，会大量消 耗水中的溶解氧，若外界的氧补充不及时，将会造成水体出现缺氧状态，严重的 将造成水中的鱼类窒息而死。根据溶解氧含量是影响珠江水环境质量达标的主要 因素这一具体情况，广州市环保部门将污水厂的出水氨氮指标定为1 0 m 鲥，t p 指标定为o 5 m g 1 。因此三期工程的出水水质为： b o d 5 一 2 0 m g a s s 2 0 m g l c o d 。6 0 m g l t - p 0 5 m g 1 n h 3 一n 6 天时，就可以达到硝化的目的。 3 ) 磷 将磷从污水中除去，可以采用化学法，也可以采用生物法。 化学除磷是向污水中投加金属盐( 一般是铝盐或铁盐) ，使之与污水中的磷酸 盐形成难溶化合物，经过沉淀从水中去除。采用化学除磷的优点是工艺简单，除 加药设备外不需要增加其它设施，因此特别适用于旧厂增加除磷功能。缺点是药 剂消耗量大、剩余污泥量增加、处理成本增加。化学药荆的投加还要消耗水中的 碱度。 生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸 盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为p h b ( 聚8 羟丁酸) 储存起来， 第三章三期工程污水处理厂处理工艺方案 从而使聚磷菌在厌氧条件下得以快速增殖。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降鹪 体内储存的p h b 产生能量，用于细胞的合成和吸收磷，形成高磷浓度污泥，随 剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余 污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理 工艺的选择有一定的限制。 聚磷菌在厌氧段释放l m g 的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能 量用于细胞合成、增殖，能够吸收2 2 4 m g 的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放， 而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，有机物与磷的比值 越大，除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1 5 2 ， 采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的2 3 倍。生物除磷工艺的前提条件是蒙磷菌必须在厌氧( 既无游离态的氧也无化和态 的氧) 条件下优势增长，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。 一般的说，单纯依靠生物除磷工艺很难保证处理水的磷指标稳定的达到国 家一级排放标准所规定的不大于0 5 m 以的要求。但从大坦沙污水处理厂一、二二 期工程的运行情况看，出水总磷月平均浓度多在o 5 m e t e 左右。最高月平均值为 o 8 9 1 m g l ( 1 9 9 5 6 ) 。最低月平均值为0 2 5 m g l ( 2 0 0 0 6 ) 。但我们必须注意的是， 国家污水综合排放标准规定各种污染物“最高允许排放浓度按日均值计算”， 而不是月平均值。为了确保本项目磷指标能充分、稳定的满足国家和地方环保的 要求，在三期工程的方案设计中，在生物除磷后考虑化学除磷。设计投药量根据 生物除磷出水t p l o m g a 计，投加f e c l 3 。待项目运行后，实际投加量视生物除 磷效果而定。 3 3 污水处理工艺方案的选择 3 3 1 一、二期工程处理工艺概况 大坦沙污水处理厂一期工程，于1 9 8 9 年1 1 月建成投产，建设规模为1 5 万 m 3 d ，污水处理工艺采用除磷脱氮活性污泥法一a 2 0 工艺，污泥处理采胃浓缩、 脱水工艺；二期工程子1 9 9 6 年底建成投产，建设规模仍为1 5 万r r l 3 d ，污水和 污泥处理工艺均同一期工程。一期工程投入运行后，实际的进水水质低f 设计进 水水质，故在二期工程中，对设计迸水水质作了调整，并对鼓风机房等部分构筑 物进行充分利用。为便于三期工程方案的确定和一些参数的选用，现将一一、二瑚 己建的构f 建) 筑物以及设备情况和目前运转情况介绍如下： 1 2 第三章三期工程污水处理厂处理工艺方案 1 ) 一、二期工程处理工艺及主要设计参数 ( 1 ) 细格栅及沉砂池 一、二期的污水均由荔湾泵站和澳口泵站通过压力管直接提升到处理的 沉砂池。 一期工程建有曝气沉砂池一座，分二格，单格池尺、j l b h = 2 1 14 5 3 9 5 m ，水平流速：v = 0 0 5 m s e c ，没设细格栅。 二期工程设有回转式细格栅4 台其中有2 台是为期工程服务。 ：二期共设有二座p i s t a 沉砂池，池子直径咖5 5 m ，有效水深1 9 8 m 。 f 2 1 初沉池 一期工程建有四座园型幅流式沉淀池，直径为3 0 m ，周边水深3 5 m ，中央 水深5 8 m ，中央进水，周边出水。 二期工程没设初沉池，并将一期工程的初沉池改造成为二沉池使用。使二二 沉池的表面水力负荷由原来的1 1 5 m 3 m 2 h ，降低到现在的o 9 1r n 3 m 2 h 。 ( 3 ) 生物反应池 一期工程建有二座除磷脱氮a 2 0 生物池，总水力停留时闻8 小时，每座分 为两组池，每组池容为1 2 5 0 0 m 3 ，每廊道宽9 m ，长6 0 m ，水深5 8 m ，第一廊道 前三格为厌氧段，后三格为缺氧段，每格长1 0 m ，混合液悬浮固体浓度m l s s 为3 4 9 a 。 二期工程建有一座除磷脱氮a 2 0 生物池，总水力停留时间6 6 小时，厌氧 段o - 8 8 小时t 0 9 小时，缺氧段1 5 9 小时1 6 小时，好氧段4 1 3 4 1 0 小时 混合液悬浮固体浓度m l s s 为3 s - 4 9 l ，混合液回流比1 2 0 2 0 0 ，污泥回流 比4 0 1 0 0 ，共分两组池，每组池分5 个廊道，每个廊道长7 8 m ，宽9 r n ，水 深5 8 m ，其中厌氧段、缺氧段两个廊道，好氧段3 个廊道，厌氧段、缺氧段部 分每廊道分8 格，共1 6 格，其中厌氧段6 格，缺氧段l o 格。 ( 4 ) 二沉池 一期工程建有8 座园型幅流式沉淀池，直径为3 5 m ，周边水深4 。2 3 m ，中 央水深5 5 3 m ，中央进水、周边出水，最大水力负荷为l ，0 5 m 3 m 2 h ，停留时间约 为3 7 4 h r 。 二期工程建有4 座园型幅流式沉淀池，直径为4 5 m ，周边水深4 5 m ，罐大 水力负荷为1 2 7 m 3 m 2 h ，平均水力负荷为o 9 8 m 3 m 2 h ，水力停留时间3 h r 。 二期工程将一期工程四座园型幅流式初淀池改造成为二沉池使用，使。沉 第三章三期工程污水处理厂处理工艺方案 池的、二期平均的最大水力负荷由原来的1 1 6 m 3 m 2 h ，降低到现在的0 9 1 m 3 m 2 h 。 ( 5 ) 回流污泥泵房 一期工程建有二座回流污泥泵房，每座泵房内设有1 2 台潜水泵其中4 台 回流活性污泥，8 台睡流混合液。污泥回流比4 0 4 1 0 0 ，混合液回流比1 0 0 2 0 0 。 二期工程建有一座回流污泥泵房，内设有1 2 台混合液回流泵，6 台污泥回 流泵，其参数为： 混合液回流： q = 2 9 0l s h = 2 5 - - 3 m n = 1 4 k w 污泥回流： q = 3 0 0l s h = 3 5 5 札n = 2 0 k w ( 6 ) 剩余污泥泵房 一期工程的剩余污泥通过集泥井利用重力流至污泥浓缩池。 二期工程的剩余污泥由安装在集泥井内的2 台污泥泵提于 到污泥浓缩池， 污泥含水率9 8 8 ，工作时间9 1 2 小时。 剩余污泥泵的参数为： q = 2 0 0 m 3 9 nh = 8 m ( 7 ) 鼓风机房 一期工程设一座鼓风机房，共设8 台单级高速离心鼓风机，单台参数为： q = 1 2 5 m m i nh = 6 8 0 0 m m h 2 0 二期工程考虑到处理厂实际运行中其进水水质远低于设计进水水质，期 工程实际运行使用3 台鼓风机即能满足要求，因此二期工程鼓风机房没有扩建， 仍利用原有的8 台单级高速离心鼓风机，供一、2 2 期曝气池的使用( 6 用2 备) 。 ( 8 ) 接触池 一期工程设一座接触池，池容3 0 9 6 m 3 ，l x b x h = 4 3 x1 2 2 x3 m ，接触时 间3 0 分钟。 二期工程新设一座接触池，其参数及尺寸同一期二【：程。 ( 9 1 加氯间 一期工程建有一座加氯间。 ：二期工程利用一期工程的加氯间。 ( 1 0 ) 污泥浓缩池 一期、二期工程各建有二座污泥浓缩池，直径为审j 8 m ，有效水深3 5 m ， 第三章三期工程污水处理厂处理工艺方案 污泥浓缩时间1 6 小时。 ( 1 1 ) 污泥脱水机房 期、二期工程共建有一座污泥脱水机房，设有4 台美国e i m c o 公司带式 脱水机，2 5 米带宽，单机处理能力为：5 0 0 k g h r 。 ( 1 2 1 其它 一、二期工程还建有厂区污水提升泵站一座，总变电站一座，综合楼、机 修车间、食堂、车库等附属建筑物。 2 ) 一、二期工程运行状况 大坦沙污水厂一期工程a 2 0 工艺，1 5 万m 3 d 规模，建成投产初期，由于 原设计进水水质浓度偏高，实际进水浓度仅约为设计水质浓度的一半。针对这车中 情况，将污水超越初沉淀直接进入反应池，解决了进水的碳源不足问题，处理效 果相对较为稳定。同时将初