江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计.doc

广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投投 标标 文文 件件 第二卷第二卷 技术文件部分技术文件部分 中国市政工程东北设计研究院中国市政工程东北设计研究院 二二 三年五月三年五月 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 1 目 录 投标方案概况投标方案概况 1 一 工程规模 1 二 设计依据 1 三 处理后水质标准 1 四 处理工艺 1 五 工程投资 1 六 运营成本 1 第一章第一章 总论总论 1 1 1 投标工艺简介 1 1 2 项目背景 1 1 2 1 城市 社会及自然概况 1 1 2 2 项目建设必要性及可行性 1 1 3 建设规模和治理目标 1 1 3 1 项目建设规模 1 1 3 2 治理目标 1 1 4 污水处理厂的位置及周边环境 1 第二章第二章 污水处理厂工艺方案论证污水处理厂工艺方案论证 1 2 1 工艺处理方案确立的原则 1 2 2 污水处理工艺方案论证 1 2 2 1 预处理工艺 1 2 2 2 一级处理工艺 1 2 2 3 二级处理工艺 1 2 3 污水处理工艺方案的确立 1 2 3 1 方案技术比较 1 2 3 2 方案的确定 1 2 4 污泥处理 1 第三章第三章 污水处理厂工程设计污水处理厂工程设计 1 3 1 设计外部条件 1 3 2 设计要点 1 3 3 污水处理系统单元处理构筑物 1 3 3 1 总进水溢流井 1 3 3 2 污水提升泵房和粗格栅间 1 3 3 3 细格栅和旋流沉砂池 1 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 2 3 3 4 斜板水解池 1 3 3 5 曝气生物滤池 1 3 3 6 反冲洗水池及泵房 1 3 3 7 鼓风机房 1 3 3 8 加氯加药间 1 3 3 9 接触池 1 3 3 10 污泥机械脱水间 1 3 3 11 生物除臭滤池 1 3 3 12 污水处理厂总平面设计 1 3 4 关键设备选型比较 1 3 4 1 潜水泵 1 3 4 2 橡胶膜微孔曝气头 1 3 4 3 鼓风机 1 第四章第四章 污水处理厂附属专业设计污水处理厂附属专业设计 1 4 1 建筑设计 1 4 1 1 总平面布局 1 4 1 2 建筑造型设计 1 4 1 3 厂区绿化设计 1 4 1 4 结语 1 4 2 结构设计 1 4 2 1 主要结构形式 1 4 2 2 基础处理 1 4 2 3 抗震设计 1 4 3 电气及自控设计 1 4 3 1 电气工程设计 1 4 3 2 用电负荷 1 4 3 3 高低压配电 1 4 3 4 计量与无功补偿 1 4 3 4 厂内配电及电缆敷设 1 4 4 控制系统 1 4 5 通讯系统 1 4 6 闭路电视监视系统 1 第五章第五章 环境保护环境保护 1 5 1 污水处理厂的废水 1 5 2 污水处理厂产生的臭气 1 5 3 污水处理厂的噪声 1 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 3 5 4 污水处理厂产生的固体废弃物 1 5 5 工程对策 1 第六章第六章 安全篇安全篇 1 6 1 氯气泄漏事故 1 6 2 雷击或意外突然断电 1 6 3 暴雨 1 6 4 机械设备事故危害及应急措施 1 第七章第七章 人员编制人员编制 1 7 1 管理机构 1 7 2 劳动定员 1 第八章第八章 污水处理厂主要设备表污水处理厂主要设备表 1 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 1 投标方案概况投标方案概况 一 工程规模一 工程规模 江门市丰乐污水处理厂建设规模 4 0 万 m3 d 二 设计依据二 设计依据 1 广东省江门市丰乐污水处理方案设计招标文件 招标编号 FL SJZB 02 2 江门市丰乐污水处理厂建设项目环境影响评价报告 3 岩土工程勘察报告 4 关于同意丰乐污水处理厂用地规划的批复 江规发 2002 148 号 三 处理后水质标准三 处理后水质标准 本方案处理后的尾水达到国家一级排放标准 单位 mg l 项目内容 CODcrBOD5SSTPNH3 NPH 进水指标 2501502004 5306 5 7 9 出水指标 6020200 5156 9 四 处理工艺四 处理工艺 本投标方案污水处理工艺采用 斜板水解池斜板水解池 上向流二级曝气生物上向流二级曝气生物 滤池 滤池 BAFBAF 模块化设计 单格设计规模 1 01 0 万 m3 d 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 2 污泥采用浓缩脱水一体化处理工艺 噪音防止采用选取低噪音设备 加设隔音 吸音材料等工程措施 臭气处理工艺采用生物滤池除臭系统 本方案厂区绿化率 60 35 五 工程投资五 工程投资 本方案总投资 4293 11 万元 其中第一部分费用合计 3821 39 万元 设备费用合计 1302 80 万元 吨水造价 955 35 元 吨 六 运营成本六 运营成本 本方案污水运营成本为 0 293 元 吨 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 3 第一章第一章 总论总论 本工程是根据 广东省江门市丰乐污水处理方案设计招标文件 招标编号 FL SJZB 02 和 关于同意丰乐污水处理厂用地规划 的批复 江规发 2002 148 号 的内容开展设计的 1 1 投标工艺简介投标工艺简介 本投标污水处理工艺采用 水解 曝气生物滤池 曝气生物滤池是 20 世纪 70 80 年代在国外首创并广为流行的污 水处理新工艺 集生物氧化与截留 吸附为一体 节省了二次沉淀 池 具有工艺先进 简洁 处理效率高 抗冲击负荷能力强 运行 稳定可靠 能耗低 占地面积小 出水水质好等特点 在我国工业 废水处理中早已得到广泛应用 在城市生活污水处理中也开始推广 大连市马栏河污水处理厂 采用曝气生物滤池技术 设计规模 Q 12 万 m3 d 就是我院设计现已成功运行的典范 主要生产构筑物包括 粗格栅及污水提升泵房 细格栅和旋流沉砂池 斜板水解池 C N 曝气生物滤池 N 曝气生物滤池 接触池 反冲洗泵房及集水池 反冲洗回收水池及回流泵房 鼓风机房 加氯加药间 污泥脱水间 及生物除臭系统 1 2 项目背景项目背景 1 2 1 城市 社会及自然概况城市 社会及自然概况 一 社会概况一 社会概况 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 4 江门市区是江门市中心城市 位于广东省中南部 西江下游 珠 江三角洲西侧 在东经 112 47 至 113 15 北纬 22 05 至 22 48 之间 东隔西江与顺德市 中山市相望 西与开平市 西 北与鹤山市为邻 南临南海 西南与台山市 东南与珠海市相连 江门市下辖台山 恩平 开平 鹤山四市和蓬江 江海 新会三 个区 是广东省著名的侨乡 改革开放以来 江门市区已逐步发展 成为一座环境优美整洁 配套设施齐全 服务功能完善的现代化滨 江园林城市 全市城市建成区面积 140 平方公里 城市化水平达到 40 市区建成区面积近 35 平方公里 生态环境良好 现有公园 18 座 人均公共绿地 8 27 平方米 绿化覆盖率 33 8 江门市区 2001 年国内生产总值 未含原新会市 下同 为 156 1 亿元 工农业总产值为 269 20 亿元 其中工业总产值 263 95 亿元 农业总产值 5 25 亿元 江门市区已形成以交通运输设备制造 业 电子及通讯设备制造业 电气机械及器材制造业 化学原料及 化学制品制造业 食品加工业 金属制品业为主的门类较齐全的工 业体系 沿江门河北岸建设的老城区为城市的商业中心 工业主要 向城市的东南部外海高新技术产业开发区发展 蓬江区北部 北新 区 正规划建设为江门市未来的行政 商业 文化中心 规划用地 约 5 平方公里 该区就具体项目的服务区 二 自然状况二 自然状况 江门市蓬江 江海两区境内地势由西北向东南呈波浪起伏 逐渐 倾斜 西北为低山丘陵和宽谷 中部为狭长的河流冲积平原 残丘 台地零星分布其间 东南为西江堆积三角洲平原 全境河道纵横交 错 间有低山小丘错落 境内出露的地层较简单 大部分丘陵由寒 武纪八村下亚群地层组成 北部婆山髻为白垩系下统百足山下亚群 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 5 在河流及平原区为第四纪全新统 属三角洲海陆混合相沉积 主要 过境河流有西江 江门河和天沙河 本污水处理厂工程排水的受纳水体是天沙河 天沙河是江门河的 支流 发源于鹤山雅瑶镇观音障山 流域面积 290 6 平方公里 干 流长度 49 公里 河床比降 1 32 在东炮台及江咀两处汇入江门 河 其中下游为感潮河段 具有防洪 排涝 灌溉 航运等功能 天沙河 90 保证率最枯月平均流量耙冲闸断面为 2 17m3 s 农药厂 旧桥墩断面为 0 63m3 s 江门市区地处北回归线以南 濒临南海 属南亚热带海洋性季风 气候 常年气候温和湿润 雨量充沛 夏秋盛吹偏南风 常有台风 侵袭 并夹带暴雨 风力最大达 12 级 冬 春多吹偏北风 常受寒 潮影响而出现霜冻或低温阴雨天气 主要气象资料如下 年平均气温 21 8 极端最高气温 37 4 极端最低气温 0 1 年平均降雨量 1900mm 5 9 月为雨季 年平均蒸发量 1472mm 主导风向 南南东风 夏季 北北西风 冬季 年平均风速 2 2 米 秒 年平均相对湿度 77 每年 2 3 月有不同程度的低温阴雨天气 5 9 月常有台风和暴雨 每年春季是全年最潮湿的季节 降雨则集中在春 夏 4 9 月 前汛 期主要是锋面低槽影响而产生的降雨 而后汛期则以热带风暴影响 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 6 降水为主 夏 秋季节是热带风暴影响的盛期 热带风暴也是江门 市地区的主要灾害性天气 热带风暴袭击时常伴有狂风和暴雨 冬季受东北季风影响 夏季受东南季风影响 全年主导风向为北 风 夏季主导风向为偏南风 静风频率 12 4 年平均风速 2 4 米 秒 月平均气温 1 月最低 8 月份最高 月降雨量 1 月份最少 6 月 份最多 最大日降雨量为 206 4mm 全年降雨日平均为 169 5 天 三 地质条件三 地质条件 土壤岩性分析结果详见地质资料 四 地震四 地震 本地区地震烈度为七度 建筑设计按七度设防 1 2 2 项目建设必要性及可行性项目建设必要性及可行性 江门市地处珠江三角洲流域 随着改革开放的不断深入 经济稳 步高速发展 城区规模不断扩大 人口不断增长 人民生活水平不 断提高 城市生活污水量和工业废水量也逐年增加 这些污水未处 理就直接排入了城市周围的水体 再加上上游城市排入的大量污水 致使这些水体污染日益严重 水质日益恶化 尤其是天沙河 河水 黑臭期长达 300 天 年 水质降至 IV 类水体水质标准以下 水污染 不仅威胁着居民的身体健康 也恶化了招商引资的外部环境 建设污水排放系统和污水处理厂 是控制水污染的有效手段 也 是城市基础建设的重要一环 这一目标的实现与否 不仅直接影响 到江门市各项功能的发挥 也标志着城市基础设施的完善程度 成 为衡量城市现代化程度的标准之一 污水处理工程的建设不仅反映 了城市的经济实力 人口素质和社会文明水准 也可通过污水的集 中处理降低企业 社区污水处理费用 减少企业的生产成本 从而 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 7 增强对内资和外资的吸引力 否则就会形成与城区经济发展不协调 的局面 势必影响和制约本地区经济的持续发展 截止 2001 年末 江门市区已拥有 22 万吨以上的城市供水能力 自来水普及率已超过 95 下水道总长度已达 2000 余公里 规划设 计总规模为 20 万吨 日的文昌沙水质净水厂一期工程 污水处理规 模为 5 万吨 日 已建成并投入正常运营 目前市区部分生活污水处 理率约为 40 虽然目前江门市已建有文昌沙水质净化厂 但距离广东省对中等 城市在 2005 年生活污水处理率 70 以上的要求仍相差甚远 所以建 设丰乐污水处理厂刻不容缓 按照市委 市政府近期确定的江门市水环境综合整治要求 市区 的江门河与天沙河将是下一阶段整治的重点 江门市结合创建国家 环保模范城市的要求 计划在 2004 年底前建成本项目 目前项目已 完成选址 按照江门市规划局江规发 2002 148 号文件的批复 选 定的项目厂址位于江门市的北部 白石大道南侧 天沙河以东 靠 近天沙河的农副产品批发市场院内 占地面积约 4 6 公顷 水 电 供应已到位 交通条件便捷 已经完成征地拆迁工作 完成项目的 环境影响评价报告 和厂地 岩土工程勘察报告 项目已基本具 备良好的开工条件 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 8 1 3 建设规模和治理目标建设规模和治理目标 1 3 1 项目建设规模项目建设规模 根据江门市城市总体规划 沿江门河北岸建设的老城区为城市的 商业中心 其中蓬江区北部 北新区 正规划为江门市未来的行政 商业 文化中心 该区位于北环路以南 迎宾路以北 天沙河以东 丰乐路以西 占地面积约 5 平方公里 本项目即为该区规划配套新 建的污水处理厂 处理该区生活污水达标排入天沙河 工程规模 设计规模为 4 万 m3 d 的生活污水处理厂 一次建成 但初期水量仅有 2 1 万 m3 d 1 3 2 治理目标治理目标 根据 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 招标文件给 出的指标确定本方案的进水水质指标如下 见表 1 1 进水水质 mg l 表 1 1 项目内容 CODcrBOD5SSTPNH3 NPH 项目指标 2501502004 5306 5 7 8 根据招标文件 经处理过的污水就近排入天沙河 出水水质要求 达到国家污水综合排放标准 GB8978 2002 一级标准 见表 1 2 出水水质 mg l 表 1 2 项目内容 CODcrBOD5SSTPNH3 NPH 项目指标 6020200 51 56 9 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 9 本方案工艺各处理单元进出水水质及去除率的预测值 见表 1 3 处理单元进出水水质及去除率预测 mg l 表 1 3 CODBOD5SSNH3 NTP 原 水 250150200304 5 25015018030 机械前处理 107 4 5 斜板水解池 2820701010 543021 621 62 2 3 6 C N 曝气生物滤池 7075602020 2713 511 011 00 5 1 N 曝气生物滤池 5555505072 1 4 污水处理厂的位置及周边环境污水处理厂的位置及周边环境 丰乐污水处理厂位于北新区中南部 东邻天沙河 北部与西部以 低山与周边高层商住建筑群相隔 南部紧靠三岛农副产品综合贸易 大厦 位于市中心繁华商贸地段的污水处理厂 在建筑风格 防噪声 防臭味等方面的环境要求较高 所以污水处理厂设计应具以下特点 1 污水处理工艺力求简单实用 操作可靠 抗冲击负荷能力 强 管理方便 维护工作量少等特点 2 尽可能地采用先进 高效率 节能的处理技术和设备 3 减少污水处理对周边环境的负面影响 选择能减少污泥产 量的处理工艺和自动化水平高的泥渣处理设备 防止污泥二次污染 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 10 尽量减少处理工艺中产生的异味 控制噪声强度 减少噪声干扰 4 工艺建 构 筑物布置紧凑 生产运输便捷 合理 5 厂区绿化和景观设计要与周围大环境协调 力求美观 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 11 第二章第二章 污水处理厂工艺方案论证污水处理厂工艺方案论证 2 1 工艺处理方案确立的原则工艺处理方案确立的原则 1 根据 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计招标文件 对于污水处理厂出水水质指标要求 从江门市城市污水水质 水量 现状以及污水处理厂场地现状条件 结合招标文件要求 提出合适 的工艺处理方案 2 确保设计方案工艺先进 成熟可靠 有成功的实例 抗冲击 负荷能力强 适应污水的现状水质 并保证出水水质全面达标 能 够实现生产管理的自动化 同时又要做到经济合理 节约能源 降 低运行管理费用 3 根据国家和地方财力 在优先选用国家环保局推荐的国内先 进而且质量过关的设备同时 还要引进一定数量必要的国外高质量 先进设备 以确保污水厂长久正常运转 4 在方案设计中充分考虑污水厂的建筑布局 与周围环境协调 性 绿化覆盖率及噪音 臭气的防治等问题 力争将本污水厂建成 一个花园式的园林景观 并最大限度地消除噪音 臭气带来的环境 污染 2 2 污水处理工艺方案论证污水处理工艺方案论证 污水处理工艺一般包括预处理 一级处理和二级处理三个 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 12 密切关联的阶段 根据项目对 出水水质的要求 本工程污水经 二级处理并需除磷脱氮后方能达到排放标准 因此处理工艺一般 应包括以上三个阶段 所以有必要对各阶段的一些工艺进行比较 2 2 1 预处理工艺预处理工艺 污水处理厂的预处理包括的构筑物主要有粗格栅 细格栅 沉砂池等 粗 细格栅及沉砂池的作用就是去除污水中大的漂浮 物和砂砾等 以避免损害后续工艺的机械设备 堵塞管道 粗 细格栅属于比较简单的机械设备 对其形式这里不作深入讨论 沉砂池主要去除污水中粒径较粗的无机颗粒 沉砂池常用 的形式有普通平流式沉砂池 曝气沉砂池和旋流沉砂池 比式和 钟式 等 曝气沉砂池的除砂效果好 池体平面呈矩形布置 曝气沉 砂池要鼓入空气 出水中含有的少许溶解氧对后续生化池的除磷 脱氮会产生不利影响 旋流沉砂池具有结构简单 占地少 沉 砂效果好等优点 同时不需鼓入空气 综上所述 本工程采用旋流沉砂池 钟式 2 2 2 一级处理工艺一级处理工艺 一级处理主要目的是为二级处理减轻负担 包括的主要构 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 13 筑物就是沉淀池 初次沉淀池可以去除原水中25 以上的 BOD 含量 能大大降低二级处理工程造价和运行费用 沉淀包括使用 化学药剂和不使用化学药剂两种沉淀方式 化学沉淀提高了原水 中 BOD 和悬浮固体的去除率 但不经二级处理 出水仍达不到要 求的标准 同时产生大量化学污泥 国内外经验表明 如果生物 处理能达到出水标准 城市污水处理一般不采用化学沉淀法 对于中 大型污水处理厂而言 初沉池应用得比较广泛 随着近些年来城市生物污水处理工艺的发展 以及对除磷脱氮要 求的提高 沉淀池的形式也相应的多样化 本工程采用斜板水解 池作为一级处理工艺 水解 是废水厌氧生物处理过程的第一阶段 它的作用是将废 水中悬浮物和胶体形态存在的高分子有机物分解 转化为可溶解的 小分子的过程 本工程的水解池属于上流式厌氧污泥床的技术范畴 将水解池及高效斜板沉淀池的优点集于一体 池内分悬浮污泥区 斜板区和清水区三部分 进厂原水和生物滤池反冲洗排水经池底进 水 上向流经过悬浮污泥层 水中悬浮物 胶体和反冲洗脱落的微 生物被截流 吸附 在池内缺氧条件下 被截留的大量有机物在水 解 产酸菌作用下 被水解和降解成易溶解的低分子 反冲洗脱 落微生物液化为活性污泥 在这里可以起到生物絮凝剂的作用 促 进处理水的固液分离 穿过悬浮污泥层的清水以较低的上升流速通 过斜板 悬浮物被进一步截留沉淀 水解池中组装斜板后 在运行中可以保证水解池得到稳定 可靠 的出水水质 提高水解池抗冲击负荷能力 进一步延长后续处理构 筑物 曝气生物滤池的工作周期 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 14 本工程以斜板水解池代替功能专一的沉淀池 使各类有机物和 悬浮物的去除率大大提高 SS 去除率可达 75 以上 这是普通沉淀 池所无法达到的 在相同设计参数的条件下 水解池的基建投资和 沉淀池相近 由于省去了沉淀池的污除机械 运行 管理更加方便 投资有所降低 2 2 3 二级处理工艺二级处理工艺 城市污水处理厂广泛采用的主要是活性污泥法 其中包括 传统活性污泥法和其改良法 国内具有成熟的设计和运转经验 传统活性污泥法污水在曝气池中的停留时间一般都较短 主要用 于 BOD 去除 NH3 N 硝化程度较低 只能去除污水中很少一部 分氮 不能直接用于本工程二级处理 根据本项目对出水水质 的要求 本工程污水需经二级处理并需除磷脱氮 因此应采用具 有除磷脱氮能力的流程做为污水处理的二级处理工艺 纵观国内外在城市污水处理领域的发展现状 目前污水生 物同步除磷脱氮工艺主要包括以下几大类 A2 O 工艺及其变法 氧化沟工艺 SBR 工艺以及生物滤池工艺等 上述每种工艺又派 生出多种不同的工艺形式 比如以A2 O 工艺为基础 又产生了 Phoredox 工艺 UCT 工艺 改良 UCT 工艺等等 氧化沟工艺 有多种形式 常用的主要有Carrousel 式 三沟式 Orbal 等 SBR 工艺也有多种形式 除常规SBR 外 近年来出现了许多 SBR 改良工艺 如 CASS UNITANK ICEAS DAT IAT 等 曝气 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 15 生物滤池根据流态不同分为上向流或下向流生物滤池 根据曝气 量及机理的不同分为一级或二级生物滤池 结合本工程的实际 情况 本方案拟选择具有代表性的A2 O 工艺 三沟式 氧化沟 工艺 UNITANK 及曝气生物滤池工艺等四种 工艺进行比较 方案一 A2 O 工艺 方案二 改良三沟式氧化沟工艺 方案三 UNITANK 工艺 方案四 上向流二级曝气生物滤池 BAF 一 方案一一 方案一 A A2 2 O O 工艺工艺 A2 O 工艺生物脱氮除磷系统的活性污泥中 菌群主要由硝化 菌 反硝化菌和聚磷菌组成 专性厌氧和一般专性好氧菌等菌群 均基本被工艺过程所淘汰 在好氧段 硝化细菌将入流中的氨 氮及有机氮氨化成氨氮 通过生物硝化作用 转化成硝酸盐 在 缺氧段 反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 16 转化成氮气逸入大气中 从而达到脱氮的目的 在厌氧段 聚磷菌释放磷 并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物 而在好 氧段 聚磷菌超量吸收磷 并通过剩余污泥的排放 将磷去除 A2 O 生物脱氮除磷工艺 可以通过运行控制 实现以除 磷为重点 此时除磷效率可超过90 但脱氮效率会非常低 如果运行控制以脱氮为重点 则可获得 80 以上的脱氮效率 而除磷往往在 50 以下 在运行良好时 可以实现脱氮与除磷 同时超过 60 但要维持高效脱氮的同时 高效除磷是不可能 的 运行中只能选择以二者之一为主 若二者兼顾 则效率都 不高 二 方案二二 方案二 改良三沟式氧化沟工艺改良三沟式氧化沟工艺 该工艺在荷兰 丹麦等国家经过深入研究和开发利用 世界上 许多国家 包括中国 的城市污水处理厂建设也都对氧化沟发生兴 趣 三三沟式氧化沟属交替工作式氧化沟 由三条同容积的沟槽串联 而成 两侧的A C池交替作为曝气池和沉淀池 中间的B池一直为曝 气池 原污水交替地进入A池或C池 处理出水则相应地从作为沉淀 池的C池或A池流出 这样提高了曝气转刷的利用率 达59 左右 同时有利于生物脱氮 为提高除磷效果 通常在三沟式氧化沟前增 设了厌氧池 三沟式氧化沟基本运行方式大体分为 6 个阶段 工作周期为 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 17 8h 如图 2 3 所示 它由自动控制系统根据其运行程序自动控制进 出水的方向 溢流堰的升降以及曝气转刷的开动和停止 DN 反硝化 缺氧 N 硝化 好氧 图2 三沟式氧化沟的基本运行方式 阶段 A 2 5h 污水经配水井进入第一沟 沟内转刷低速运转 仅维持沟内活性污泥处于悬浮状态下环流 沟内处于缺氧反硝化状 态 反硝化菌将上阶段产生的 NOX N 还原为 N2逸出 在此过程中 原污水作为碳源 而不必外加碳源 同时沟内出水堰能自动调节 混合液进入第二沟 第二沟内转刷在阶段 A 均处于高速运行使其沟 内的混合液保持恒定环流 其 DO 为 2mg L 在此进行有机物的降解 和氨氮的硝化 处理后的混合液再进入第三沟 此时第三沟内的转 刷处于闲置状态 所以在该阶段 第三沟仅用沉淀池 使泥水分离 澄清水通过已降低的出水堰从第三沟流出 阶段 B 1 5h 污水入流从第一沟调到第二沟 此时第一沟内 的转刷高速运转 第一沟由缺氧状态逐步转为富氧状态 第二沟内 转刷仍高速运转 所以阶段 B 时的第一 二沟内均处于好氧状态 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 18 都进行有机物的降解和氨氮的硝化 经第二沟处理过的混合液再进 入第三沟 第三沟仍为沉淀池 沉淀后的污水通过第三沟出水堰排 出 阶段 C 1 0h 第一沟转刷停止运转 开始泥水分离 需要设 过渡段约 1h 至该阶段末分离过程结束 在 C 阶段 入流污水仍然 进入第二沟 处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出 阶段 D 2 5h 污水入流从第二沟调至第三沟 第一沟出水堰 降低 第三沟出水堰升高 第三沟内转刷低速运转 使混合液悬浮 环流 处于缺氧状态 进行反硝化脱氮 然后混合液流入第二沟 第二沟内转刷高速运转 使之处于好氧状态 进行有机物降解和氨 氮硝化 经处理后再流入第一沟 此时第一沟作为沉淀池 澄清水 通过第一沟已降低的出水堰排出 阶段 D 与阶段 A 相类似 所不同 的是硝化发生在第三沟 而沉淀发生在第一沟 阶段 E 0 5h 污水入流从第三沟转向第二沟 第三沟内转刷 高速运转 以保证在该阶段末内有剩余氧 第一沟仍作沉淀池 处 理后污水通过该沟出水堰排出 第二沟转刷高速运转 仍处于有机 物降解和氨氮硝化过程 阶段 E 和阶段 B 相对应 所不同的是两个 外沟的功能相反 阶段 F 1 0h 该阶段基本与 C 阶段相同 第三沟内转刷停止 运转 开始泥水分离 入流污水仍然进入第二沟 处理后的污水经 第一沟出水堰排出 三沟式氧化沟除了上述最基本的运行方式外 还可以根据不同 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 19 的入流水质及出流要求而改变 所以该系统运行灵活 操作较简便 但要求自动控制程度高 三 方案三三 方案三 UNITANKUNITANK 工艺工艺 UNITANK 工艺的运行方式与交替式三沟氧化沟相似 但布水更 为均匀和合理 中区池一般作为好氧 两边区除交替作为好氧 缺 氧和厌氧外 还交替作沉淀 该工艺采用鼓风曝气 池体较深 加之采用了微孔曝气装置 可提高氧气的利用率 减少了动力消耗 池体呈矩形 易于平面布 置 池体占地少 可降低集气设施的工程费用 1 1 运行周期运行周期 UNITANK 由两条廊道和一个储排水池组成 每条廊道包括了 3 个区 三个区水力相连通 每个区中均设有供氧设备和搅拌设备 采用鼓风曝气 两边区设有固定出水堰及剩余污泥排除泵 该区按 时序既可作 三氧 厌氧 缺氧和好氧 功能 又可作沉淀功能 中间区一般只作好氧区 污水通过进水闸门控制 按时序分别进入 三区中的任意一个区 当左区进水 此时左区与中间区依次进行 三氧 过程 右边区为沉淀区 水从左向右流过 并在池上部的 固定出水堰溢出 经过一定时间后 中间区开始进水 右区依然出 水 左区停止曝气并开始沉淀 此阶段为过渡段 大约需持续 30 分 钟 然后关闭中区进水阀 改由右区进水并依次进行 三氧 过程 由左区出水 再过一段时间后重新由中区进水 左区依然出水 进 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 20 入过渡段 经过过渡段 又重新回到左区进水 右区出水 这样就 形成了一个运行周期 参见图 3 图 3 UNITANK 三氧 过程的厌氧 缺氧和好氧 各段时间的长短根据进水 水质和活性污泥浓度等因素设定 并由在线仪表测定 DO ORP 等参 数实现自动控制 2 2 主要特点主要特点 1 考虑本工程污水水质的不确定性 UNITANK 可以通过时间 空间和曝气设备与搅拌机的开停等多因素的组合变化 2 本工程的 ZT 廓道交替池主要由 4 个方形区和两个矩形区结 合而成 平面呈大矩形池 其中有 8 道公用池壁 一个廓道的三区 之间水力相通 中间区壁不受单向水压 所以土建省 占地少 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 21 3 各区之间采用渠道配水 并在恒水位下交替运行 不仅减少 管道数量 而且水头损失小 从而降低能耗和运行成本 4 进水点和出水点的交替改变 相应改善了各区的污泥负荷和 污泥沉降性能 它跟曝气量改变和时间变化等因素一起为除磷脱氮 提供了良好的条件 5 边区为 4 点配水 在生化反应时 使转输混合液跟区内混合 液能更快更充分混合 反应更完善 在沉淀时 使区内的流态干扰 更少 更利于沉淀 出水水质更好更稳定 四 方案四四 方案四 上向流二级曝气生物滤池工艺 上向流二级曝气生物滤池工艺 BAFBAF BAF 曝气生物滤池实际上是将好氧生物膜与厌氧流化床技术二种 污水生物处理单元组合在一起的技术 与活性污泥法比较 具有水 力停留时间短 污泥产量少 点地省 耗能低 处理效果好 出水 水质稳定 试运行调试时间短等优点 其中水解池具有改善污水可 生化性和使污泥减容的特点 曝气生物滤池具有处理负荷高 抗风 险能力强 运行调试时间短 出水水质好 可以省去二次沉淀等优 点 两者组合 优势互补 使该工艺在技术上更具有竞争性 曝气生物滤池是上世纪末首先在欧美地区发展起来的污水处理新 技术 曝气生物滤池的出现是受给水快滤池的启示而发展起来的淹 没式生物固定床 仍属于生物膜范畴 它综合了过滤 吸附和生物 作用等各种净化过程 所以它具备了体积小 占地少 处理效率高 出水水质稳定 省去二沉池 简化工艺流程和操作 工程投资较少 等优点 众所周知 延长曝气生物滤池的运行周期和避免与减少滤 料阻塞是曝气生物滤池工艺设计应特殊重视和重点改善的问题 我 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 22 们在本项目中采取四项技术措施解决这一问题 1 采用上向流曝气生物滤池工艺 由于气 水同时从池底进 入滤料层 在气 水上向流顶托作用下滤料呈松动状态并且成下粗 上细的分级 这样就大大提高了滤料层的有效纳污厚度和截流总量 气 水同时上向流 使进水有机物得到更好的好气条件 促进有机 物的好气降解 也有利硝化除氮的进行 2 滤池进水系统 采用污水处理专用的横向大缝隙长柄滤头 减少了上向流曝气生物滤池进水阻塞的机率 3 在本项目采用的二级曝气生物滤池中使用轻质陶粒滤料 这种滤料容易卦膜 比表面积大 除污效率优于焦碳和沙等 同时 一级曝气生物滤池采用大粒径粗滤料 以增加滤层纳污有效厚度 又减少进水阻塞 二级采用中 小粒径滤料 保证出水水质 4 在曝气生物滤池之前的预处理中采用斜板水解池 水解池 的主要作用是通过接触絮凝和吸附的物理作用 高效率的截留污水 中的悬浮物质延长后续曝气生物滤池的运行周期 同时通过生物降 解和水解作用提高污水的可生物降解性 使污泥稳定和减少污泥量 综上 本标推荐的 斜板水解池 上向流二级曝气生物滤池 工 艺是工艺先进 技术成熟 运行平稳 可靠 出水水质好 可操作 性强 占地面积最小 运行费用较低的工艺方案 2 3 污水处理工艺方案的确立污水处理工艺方案的确立 2 3 1 方案技术比较方案技术比较 上述四个方案均是较成熟的污水处理工艺 现将其技术特点 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 23 归纳如下 污水处理方案技术比较表污水处理方案技术比较表 表 2 1 方案方案 项目项目 优优 点点缺缺 点点 方案一方案一 A A2 2 O O 具有成熟的工程经验 不易产生污泥膨胀 单独除磷或脱氮效果较好 1 需外回流和高比例内回流 运 行费用较高 2 需单独设置二沉池 占地面积 较大 3 同步除磷脱氮效率都不高 方案二方案二 改良三沟改良三沟 式氧化式氧化沟沟 1 流程简单 不设初沉池 二沉池 回流污 泥泵房 剩余污泥稳定性好 没有必要进行 单独的污泥消化 2 除有机物效率高 具有脱氮除磷功能 缓 冲能力强 抗污泥膨胀性能较好 3 成本较低 处理设施少 管理方便 5 氧化沟水位恒定 提升水泵扬程较低 1 全自动运行 对自控系统质量 及操作人员水平要求较高 2 间歇周期运行 设备利用率不 高 设备装机容量较大 3 池深较浅 占地较大 4 三沟污泥浓度相差大 影响池 容利用 方案三方案三 UNITANKUNITANK 1 流程简单 不设初沉池 二沉池 回流污 泥泵房 剩余污泥稳定性好 没有必要进行 单独的污泥消化 2 占地少 基建投资低 3 去除有机物效率高 脱氮除磷效果好 缓 冲能力强 抗污泥膨胀性能好 4 处理成本低 处理设施少 管理方便 1 全自动运行 对自控系统质量 及操作人员水平要求较高 2 中池与边池沟污泥浓度相差大 影响池容利用 方案四方案四 上向流二上向流二 级曝气生级曝气生 物滤池物滤池 1 流程简单 不设二沉池 出水水质好 2 占地少 基建投资低 3 去除有机物效率高 同步脱氮除磷效果优 于目前的其他工艺 4 抗冲击能力强 能够适应各种水量水质的 变化 运行方式极其灵活 抗污泥膨胀性能 好 管理方便 1 全自动运行 对自控系统质量 及操作人员水平要求较高 2 一级处理效果不理想时 滤料 易堵塞 2 3 2 方案的确定方案的确定 从以上的比较可看出上向流二级曝气生物滤池工艺具有出水水质 稳定可靠 运转方式灵活 还具有如下优点 1 能够充分适应污水厂目前总进水量不足 4 万吨 日的现状 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 24 2 根据地勘报告 污水厂拟建厂址处部分地基为软基 且厂 区东南角为山地 上向流二级曝气生物滤池工艺构筑物少 占地小 减少了地基处理费用及厂区的平整费用 3 自控水平高 减少管理人员的工资成本 4 抗冲击负荷能力强 运转控制灵活 事故应急处理能力强 5 脱磷除氮能力强 因此我们推荐污水处理流程采用上向流二级曝气生物滤池工艺 2 4 污泥处理污泥处理 污水厂产生的废渣包括泥饼 沉砂和栅渣 泥饼由沉淀区 的剩余污泥经浓缩脱水而成 污泥主要由污水中的有机物转化而 成 栅渣由粗格栅和细格栅排出 沉砂由沉砂池排出 主要为无 机物 如果废渣处理不当 会造成二次污染 形成新的公害 形成泥饼的污泥是废渣的主要部分 约占废渣总量的90 左右 按泥饼的体积计 污泥中的有机物含量仍较高 易腐化 并含有寄生虫卵 故必须妥善处理和处置 对污泥的处理要求 减少有机物 使之稳定化 减少污泥 体积 方便输送和处置 降低其费用 减少污泥中的有害物质 例如采用脱氮除磷工艺 应尽量避免磷的二次污染 利用污泥中 的有用物质 化害为利 污泥处理一般有如下两个方案 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 25 第第一一方方案案 剩余污泥 浓缩脱水 消化 机械脱水 泥饼外运 第第二二方方案案 剩余污泥 机械浓缩 脱水 泥饼外运 上述两个方案的工艺区别主要在于污泥是否要进行消化处 理 对此 现作如下分析 本工程污水处理采用的脱氮除磷工艺 污泥性质已接近稳 定 根据广东省各地已建的二级处理工艺的污水处理厂的经验 其污泥可直接进行浓缩脱水 不需设置消化池 从国内少数已建消化池的运行情况看来 消化池所产生的 沼气量远低于设计值 致使沼气发电设备连续运行所提供的能量 根本无法维持消化池的正常运行 主要原因是 我国的城市污水 无机物多 因雨水进入量大 有机物比例小 因中国人的生活 习惯 食物中肉类比例少 所以沼气产量比例偏少 综上所述 本工程采用第二方案的污泥处理工艺 此方案 采用浓缩脱水一体机 这主要考虑本工程采用的生物脱氮除磷工 艺产生的污泥含磷高 采用机械浓缩可缩短浓缩时间 以避免在 浓缩过程中磷释放到上清液以后 又返回至进厂污水中 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 26 第三章第三章 污水处理厂工程设计污水处理厂工程设计 3 1 设计外部条件设计外部条件 根据招标文件 本投标方案设计外部条件如下 1 城市污水进水渠底标高 由南向北走向的渠底标高为 1 433m 黄海高程 由北向南走向的渠底标高黄海高程为 0 511m 黄海高程 2 出厂水排入天沙河 距厂区 50m 3 天沙河最高水位 50 年一遇 3 04m 黄海高程 4 设计正常水位 1 34m 黄海高程 5 厂区地面标高 6 50m 黄海高程 3 2 设计要点 设计要点 1 进水渠底埋深 7 933m 天沙河最高水位时比厂区设计地面 低 3 46m 工艺竖向设计按污水一次提升入厂 处理后出厂水自流 排入河道 不再提升 2 进厂生活污水中不可避免的存在大量生活垃圾和悬浮物 在污水进入水解池之前 要设置粗格栅 细格栅和沉砂池 栅渣要 就地打包外运 减少臭味散发 选用旋流沉砂池减少进水溶解氧 以利水解池的厌氧反应 3 采用滤池反冲洗水回流工艺 减少出厂污泥量 保证水解 池内活性污泥的高浓度和悬浮污泥层的稳定 4 污泥均质池和反冲洗水回收水池内要设潜水搅拌机防止污 泥沉淀及厌氧硝化 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 27 5 根据国内其它污水厂的运行经验 仅依靠生物处理 很难 达到对 TP 的处理要求 所以本投标方案考虑在 N 生物滤池进水处投 加絮凝药剂 三氯化铁 保证出水磷达标 同时能够最大限度地去 除污水中的 SS 丰乐污水处理厂 斜板水解 上向流二级流曝气生物滤池 污水 处理工艺流程框图为 说明 1 投药品种为 FeCL3 正常运行时作为絮凝剂投入 N 生 物滤池之前 用以除磷 系统试运行时可投入斜板沉淀池之前 丰乐污水处理厂污水及污泥处理工艺流程图详见投标文件的图纸 部分 粗 格 栅 提升泵房 旋流沉砂池 细 格 栅 斜板水解池 C N曝气 N曝气 接 触 池 反冲洗集水池 反 冲 洗 泵 生物滤池 渣 栅 包 打 水 砂 分 离 生物滤池 反冲洗水 缓冲池 加 氯 间 鼓风机房 投 药 间 机 机 污 池 质 均 泥 浓 污 泥 缩 脱 水 机 排入天沙河 原污水渣包外运砂外运泥饼外运 管 流 溢 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 28 3 3 污水处理系统单元处理构筑物污水处理系统单元处理构筑物 3 3 1 总进水溢流井总进水溢流井 本工程的总进水有两处 由南向北走向的渠底标高为 1 433m 由北向南走向的渠底标高黄海高程为 0 511m 在两路管汇合处建一 座溢流井 用于保证超量来水时 污水厂的安全运转 3 3 2 污水提升泵房和粗格栅间污水提升泵房和粗格栅间 设计参数 最大时设计水量 Qmax 2334m3 n 总变化系数 K总 1 4 栅前设计水位 1 5m 设计地面标高 6 5m 水泵出水标高 12 50m 细格栅进水渠 进水间最低水位 3 0m 污水提升泵房机泵间平面尺寸 10 10m2 地下部分深 9 83m 地 面以上层高 5 2m 主要设备有两部回转式粗格栅机 GBHZ 1150 型 栅宽 1 2m 栅前水深 1 2m 安装角度 75 配用电机功率 N 3 0kw 栅条间 隙 b 20mm 配套设置一套 WLS 2219 型无轴螺旋输送机 负责栅渣 的输送 挤压 输送机机总长 4 0m 提升泵房机泵间安装 5 台 ITT CP3300 型潜水排污泵 4 用 1 备 单泵参数 Q 600m3 h H 17 5m N 45Kw 另安装一部 2T 的电 动单梁悬挂起重机 LK 6m 以利于设备的检修 格栅前后安装差压液位计 泵房集水池内安装液位计 分别指示 格栅前后水位置 集水池最高水位 最低水位和停泵水位 以上仪 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 29 表均通过 PLC 按预定程序自控运行时并将有关运行数据状况传送到 中控室 3 3 3 细格栅和旋流沉砂池细格栅和旋流沉砂池 细格栅安装在旋流沉砂池进水渠道前 与粗格栅配套 选用 GSJT 600 型阶梯式格栅除污机 2 套 安装角度 75 配套电机 N 1 1KW 栅条缝隙 b 5mm 栅前水深 1 0m 细格栅前后安装差压 液位计 栅渣通过水平输送机送到螺旋压榨机压实打包外运 旋流沉砂池设计为两座 每座处理水量 1200m3 h 直径 D 3 2m 池总高 H 4 0m 其中进水旋流直壁段高 1 4m 每座池内 安装一套气提式除砂机 进出水渠道均安装提板闸 手电两用起闭 机控制 3 3 4 斜板水解池斜板水解池 斜板水解池设计水力停留时间 t 3 0 小时 水力负荷 2 0m3 m2 h 斜板水解池分为 4 格 每格平面尺寸 23 0 10 0 单 池总高度 7 7m 其中清水区高 1 0m 斜板区 0 9m 斜板板距 100mm 悬浮泥渣 2 3m 泥斗高 3 0m 每两格水解池之间设 3 0m 管廊 水解池总尺寸为 54 23 一 进水和排泥系统 水解池采用多斗排泥方式 单池 8 个泥斗 单斗尺寸 5 0 5 75m 双排布置 出口设电动快开排泥阀 进水用电动蝶阀 接管廊进水管系统 二 斜板布置 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 30 斜板为间距 100mm 的 PVC 板 板长 1 0m 三 悬浮层设计 悬浮污泥层上部布置排渣穿孔管以维持悬浮层泥面高度和污泥浓 度 安装泥位计和污泥浓度计以进行自动控制 3 3 5 曝气生物滤池曝气生物滤池 一 C N 曝气生物滤池 C N 曝气生物滤池的主要功能是去除进水有机物并进行部分脱氮 曝气生物滤池按 BOD5有机负荷设计 按水力负荷校核 有机负荷 2 0kgBOD5 m3滤料 水力负荷为 2 9m3 m2 h 滤料总体积 22440m3 取滤料高 3 5m 滤料总截面积为 630m3 1 C N 生物滤池采用 4 格 单格有效过滤面积 14 5 11 0 160m3 中央廊道进水 单侧过滤面积 80m3 2 滤池高度包括滤料层厚 3 5m 配水室高 1 5m 清水区高 1 2m 承托层厚 0 3m 超高 0 5m 总高为 7 0m 3 滤池配水系统的设计为选用长柄滤头配水方式 并兼气水 反冲洗配水布气用 滤头布置按 49 个 m2设计 采用污水专用大缝 隙长柄滤头 4 滤池曝气布气系统采用曝气管膜片曝气器的布气方式 曝 气器供气量为 0 25m3 个 h 5 滤料设计选用轻质陶粒滤料 直径 3 6m 承托层厚 300 由卵石级配 粒径 4 18mm 6 滤池出水及反冲洗排水系统设计采用中央集水渠配排水槽 的布方式 中央渠宽 1 2m 排水槽间距 2 10m 单侧 7 个 单宽流 量 24m3 m2 h 广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 投标文件 31 7 滤池反冲洗 采用气水联合反冲方式 水反冲洗强度 15m3 m2h 气冲强度 45m3 m2h 一次反冲洗时间 10min 二 N 曝气生物滤池 N 曝气生物滤池的主要功能是对污水中的氨氮进行硝化脱氧 本 工程中由于在 N 滤池之前投加絮凝剂 FeCL3 所以也具备除磷功 能 N 曝气生物滤池的池体设计按硝化负荷法进行计算 取硝化负 荷 Q 0 3kgNH3 N m3 滤料 d 池体平面尺寸与 C N 曝气生物滤池相 同 滤料层算厚度 2 2m 设计取滤料层厚 2 5m N 曝气生物滤池的 其它结构 计算与 C N 池相同 滤池总高 H 6 0m 3 3 6 反冲洗水池及泵房反冲洗水池及泵房 曝气生物滤池反冲洗水为出厂水 反冲洗集水池容积 m3 12 12m3 满足一座滤池反冲洗用水量的 1 5 倍