氧化沟系统改造方案

1、中心区污水处理厂氧化沟系统工艺改造工程设计方案徐州大屯工贸实业公司水处理研究所目录一、基本状况3.二、存在问题3.三、改造内容及原则4.四、改造方案设计5.1、氧化沟曝气系统改造5.2、氧化沟管道系统改造7.3、新增污泥浓缩池8.4、中水管网系统优化9.五、工程设计101、氧化沟曝气系统.102、氧化沟管道系统163、污泥浓缩系统1.64、中水管网系统1.8六、电器及自动控制20七、工程投资概算22八、经济效益分析23九、结论23中心区污水厂氧化沟系统始建于2006年，设计处理能力2X7500rr/d;单条氧化沟尺寸：长X宽X深80亦22mx3.5m,有效容积4500m。设计处理量为15000

2、t/d,设计进水水质：BOD5=160-180mg/L,TKN=35mg/LMLSS=400®ng/L,有机负荷0.07kgBOD/kgMLSS.d容积负荷0.28kgBOD/m3.d,处理后的出水达到GB8978-1996中的第二类污染物其他排污单位的一级标准。系统运行实际效果如下表：项目进水出水1CODcr300-350mg/L302BOD120-150mg/L103SS100-150304NHkN20-258氧化沟曝气系统采用转刷曝气，每沟配置BZS100X900型转刷3套。其基本参数如下：直径：1000mm主轴长度：9000mm浸没深度：300mm充氧量：81kgO/h电机额

3、定功率：45kw二次沉淀池的排泥系统进入同一回流泵房并对两条氧化沟分别回流，氧化沟出水系统单独对应各自的二次沉淀池。二沉池池径25m水力负荷0.7-0.8m3/m2h。污泥浓缩系统设置污泥浓缩池一座，采用2台带式压滤机进行污泥脱水，每日污泥量约8吨（含水率85%,浓缩池基本参数为：池径：6.3m池深:5.5m有效容积：80m二、存在问题1、工艺能耗高现有的实际进水总量为10000m3/d若采用单沟运行处理效果较差，达不到设计出水标准。双沟同时运行时，充氧量过高造成能源浪费；合适的充氧量又降低沟内流速。而且单沟运行时其中一个二沉池闲置，达不到沉淀所需的时间。曝气转刷已到报废期并且本身充氧效率也低

4、，设备参数仅为1.8kgO2/kwh;实际效率应该还要低。2、沟底沉泥较多在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在在沟内循环流动。不发生沉积的流速在0.30.5m/s。曝气转刷的浸没深度只有300mm与氧化沟池深3.5m相比，转刷仅占据了水深的1/12。因此造成氧化沟上部流速大下部流速小，致使沟底大量积泥，减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。3、污泥池容量小浓缩污泥的总容量偏小，排入的污泥不能及时沉淀，污泥含水率高，压滤效率低。三、改造内容及原则1、采用新的工艺设备降低能耗、提高效率。采用液下曝气方式替代表面曝气方式，即具有曝气功能又兼有推流混合

5、的功能，使吨水能耗降低30%U上。2、曝气工艺的改进不改变原有设施的运行工况；不移动和剔除原有的设备，仅重新布置新的推流与曝气装置。3、氧化沟管道系统改造。由原来一沟对应一池改为合流串联出水系统，在单沟运行时积极发挥2套二沉池的作用。4、对老旧设备进行更新和大修。对现有的污泥回流设备、压滤设备进行大修更新。5、新增污泥浓缩系统一套。采用新的工艺技术(钢结构一体化形式)，减少投资、提高效果。6、中水管网系统优化。将现有的SBR系统排水并入中水处理系统；所有中水管网集中综合控制，提高中水复用率及外排全部达标。四、改造方案设计1、氧化沟曝气系统改造现有氧化沟系统的曝气转刷已经使用12年，减速箱漏油、

6、齿轮磨损严重，已超过服务年限，即便是不进行改造也必须进行更换。鉴于其动力效率低，预改造为液下曝气设备替代表面曝气设备。(1)曝气效率对比普通转刷曝气机的动力效率仅为1.6-2.0kgOJkwh,微孔曝气器的动力效率均大于5kgQ/kwh,有的甚至大于6kgQ/kwh。射流曝气器的动力效率与表面曝气转刷基本一致在1.8-2.1kgO2/kwh之间，有关资料表明还有达到2.0kgO2/kwh以上的例子。但是由于射流压缩的作用其氧的利用率较高，可达到30%以上。各种曝气方式效能对照表:动力效率kgO2/kwh氧利用率%运行特点缺点转刷曝气1.6-2.0<15池上安装，具备充氧、推流混合作用。体

7、积庞大、构件多，维护复杂，动力效率低。微孔曝气5.0-6.0>25液下安装，气液面积大、动力效率局，维护简便。需外置风机供气，维修更换需在池底进行。不具备推流作用。射流曝气1.8-2.1>30结构简单，使用寿命长，氧利用率高兼具推流混合作用。需要水泵提供动力，喷嘴易堵塞，动力效率一般。（2）工艺参数设计在原有工艺参数不变的情况下优化曝气系统工艺。原曝气系统动力参数如下（单条氧化沟）：序号设备名称型号规格功率（Kvy数量备注1转刷曝气机BZS100X9004532用一备2潜水推流器DQT075X18005.51正常运行功率约90KW根据氧化沟原有设备的充氧能力及推流动力做参照，首先在

8、1#曝气转刷位置布置射流曝气装置，在满足推流动力的同时兼有曝气功能。在2#转刷位置布置微孔曝气盘作为主要的充氧设备；以原有的推流器作为备用推流所需。动力需求：基本条件是推流动力需满足氧化沟内的流速0.5m/S,曝气充氧能力4180kgO/h。（此参数均按最大需求而定）充氧动力：若全部采用微孔曝气装置提供180kgO/h所需求的充氧动力为40KW（此能耗参数均按设备较小效率参数而定）推流动力：选择2台15KW亏水泵为射流曝气器提供动力，预估充氧能力为60kgO/h,并且满足推流所需的动力扣除射流曝气提供的氧量，剩余120kgO/h由微孔曝气盘提供,则需30KW勺动力。改造后氧化沟运行总功率构成如

9、下表：序号设备名称型号规格功率（Kvy数量备注1射流曝气机1522用0备2微孔曝气器30风机功率正常运行功率约60KW由以上两图表可以看出曝气系统改造后每条氧化沟可节省30KW的动力能耗。2、氧化沟管道系统改造该氧化沟与二沉池采用分建式系统，在原设计中采用一沟对应一池的方式。该方式的弊端是：当任意一个氧化沟系统停止运行时其对应的二沉池也停止运行，造成二沉池的闲置，不利于泥水的沉淀分离。为解决这一矛盾，需将两氧化沟的出水系统进行联通。改造前后管道系统示意图如下：进水氧化沟DN45Q具体改造方案：将现有的DN450出水管采用DN40解冈管连接，中间设置DN400的闸阀一个。当打开闸阀时，任意一个氧

10、化沟都和两个沉淀池进行联通；当关闭闸阀时又可恢复到初始设计的状态。该管道系统的改造对原设计无任何影响。该系统改造成功后的最大利好是：在现有污水总量的基础上可实现单沟运行。依据是氧化沟系统的处理能力由7500m3/d提高到1000riVd,可以通过提高BOD容积负荷方法来实现；沉淀系统的并联使用并未降低二沉池的表面负荷，泥水的沉淀分离基本不受单沟运行的限制。由此可见，对整个系统能耗的降低更为显著。3、新增污泥浓缩池中心区污泥浓缩系统原设计仅有一套。通过多年的运行来看,但浓缩系统出现故障，整个系统的剩余污泥排放就要停止，不利于整个系统的正常运行。伴随着污水处理量的增加，污泥量也随之增多，现有的浓缩

11、池能力也明显不足。由日产8t（含水率85%刈基本算出剩余污泥（含水率99%的总体积约为120R3。由于受排泥泵参数（400n3/h*30KW）的制约而实际排泥现状是每天定时间断排泥（每天排泥时间约3小时）。在如此短时间内排出的大量剩余污泥对整个浓缩系统会造成极大的冲击，大部分未经沉淀的混合液又经出水堰白白流走。不仅浓缩效果差，而且还造成了能源的不必要浪费。由此增加一套新的浓缩系统是很有必要的。新增的污泥浓缩系统与现有的浓缩池参数基本相同。考虑到地质条件的因素又不可能与现有的池型相同（圆形竖流沉淀、半地下结构）；本次新增浓缩系统拟采用平流沉淀工艺全地面布置方式；系统材料采用钢结构形式。4、中水管

12、网系统优化中心污水厂处理水的流向有两个方面，一是供电厂、物业、洗煤厂回用；二是达标排放。根据现有管线具备外排条件的仅有SB繇统,氧化沟后端至中水系统均未设置外排管线。依据热电厂及洗煤厂用水负荷随四季需求量的变化，需求高峰时（600哥后）可做到不外排，并有发生缺口的时段；需求低峰时（300m/h）集水池的水不能及时处理，造成污水积聚影响居民生活。因此，要解决这些矛盾必须优化中水管网。必须达到中水回用需求大时所有水源都可以进行补给；当回用水需求量减低时也必须满足全部污水处理的需要并达标排放。中水管网系统拟将SB繇统出水也并入其中，全部处理后的中水在满足回用的条件下并入外排管道系统。五、工程设计1、

13、氧化沟曝气系统氧化沟工艺是因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名，它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。由于具有明显的溶解氧浓度梯度，还具有A/O工艺的特点。好氧区和缺氧区实现硝化-反硝化工艺，同步脱氮-除磷效果明显。(1)曝气推流系统位点的选择为保证池内具有氧浓度梯度，曝气位点应选在厌氧区的后端；进水与回流污泥在缺氧区的末端；由此才可实现硝化-反硝化工艺。位点布置点如下图所示：胆113要MN裨I11ISMII0000000000000000000000X20

14、0%00000000000000000000区崛塔nn八八n八八(2)射流曝气水泵与喷嘴选择水泵功率确定为15KW射流喷嘴采用中压(0.10MP砂供水。水泵采用WUg列立式排污泵，具技术参数为：型号200WL250-11-15口径：200mm流量：250nVh扬程：11m功率15KW射流曝气器一般由喷嘴、吸入室、混入室三个部分组成，这是一个典型的单喷嘴构造，也是污水生化处理常用的曝气用射流器。本设计采用自吸气单喷嘴射流器，喷嘴口径选择25mm出口流速12m/S;喷嘴流量22n3/h,喷嘴个数20只。(3)鼓风设备与微孔曝气盘选择依据所需的供氧量(120kgO/h)以及池深度(3.5m)等基础数

15、据推算鼓风设备的风压4KPq总风量<1200M/h。曝气器采用EPDMI胶膜片式微孔曝气盘，规格260。鼓风曝气设备配置表序号设备名称型号规格技术参数数量备注1涡旋鼓风机3RB550-2风量370m3/h风压4KPa功率7.5KW54用1备2微孔曝气盘260充氧能力0.2-0.4kgO2/h个工作通量2-5m3/h个600ABS#质EPDM橡胶家皮说明：鼓风设备的选型依据是效率高、噪音低、维护简便；数量的选择依据是风量调节灵活便捷、设备闲置率低。常用的鼓风设备有罗兹风机、回转式风机、离心式风机。前两种风机的最大缺点是：设备体积大、构件多、价格高、噪声大等缺点。而涡旋风机属于离心式风机，全

16、铝合金机身，易损件仅有电机上的两个轴承，免维护；该风机的噪声仅为前者的60%作为小型风机使用是最佳选择。附：2、曝气盘技术参数曝气器规格215260300工作通旬量1.5-3m3/h,2-5m3/h.个3-7rra/h.个服务面积0.3-0.65m3/h个0.4-0.8m3/h,个0-1m2/个氧利用率22-40%31-59%35-59%充氧能力0.13-0.4kgO2/h0.21-04kgO2/h021-0.4kgO2/h淹没水深4-8m4-8m4-8m供气量（水深4m）2m3/h3m3/h3m3/h附：1、曝气盘安装效果图13附：3、涡旋风机外形图水处理分公司氧化沟改造方案零部件分解泵壳出

17、风口1WU.VHFiiiW-ijrwxxiurui.u1nU-&F&JRJW-T1W-rwUaf-3HE355O2AAT-a75053M0-4W制hie70州口-m拗G3册B3401A5002«W-725¥11.0£：«,4¥74啊一侬1303-3R05W-2AAT57-5&75犯0760i«tO-725Y1&.0%.K126柏4S0-450傥60乱卷405500上胸g7因*is.1以碣1m1r74580*3-3RB5502AAT67担110SI印difO-725Y22jO£i712.rtf1

18、45704fl0-530划傥总由400-500«W-7J5Y220'.'larr74M。MO划3，3HB55O-2AAT77W15.0950750啕0-7弱¥W5/173fV169704ao-9曲G317.3她除600r-.M0-7W»5A/17CIV74卸-w而可513507.E3SO-4BO«t0-725¥JB,7Y14271430-3B02aoG3GO8后4OO-500A啪蚱侬¥15.177MO-24Gi<iG3WBSS-3MT8?$011.0350-450itlO-TM-YK.QAi!12.7¥

19、ifi771480Fi。M困12.S4W-5OOA磁0-侬VSO/12.9V77seo-590390G3-3HB5W_3AAT"so1S.03WT60。阳小花Wiso71皿WQno/6017.3.4£lCk5DOi®K/725¥294Af17.0r7750-5906S0G3501B.B3Sd*&0，面d-T25Y379号Ltf¥714fl0410i&a-3R05M-3AATe7195附：4、射流曝气器外形图（潜水推流式）附：5、射流曝气器外形图（外置式射流器）射流曝气器喷嘴根据安装高度分为浸没式安装与低位安装。根据喷嘴的射流方向

20、又分为垂直射流与水平射流。浸没安装的氧利用率较身，但由于喷嘴及喉室均在液下，一旦喷嘴发生堵塞时维修疏通极为不便。垂直射流比水平射流的阻力损失小，因此本设计以低位安装和垂直射流的方式布置射流曝气器。2、氧化沟管道系统现有的氧化沟出水系统由调节堰门、出水梢、出水管道构成，出水管径DN450在两出水管间重新配置一套DN40at线将两条出水管联通即可，连接位置如图所示:出水调节堰联通管线出水调节堰南氧化沟Zp至二沉池牛至二【沉池北氧化沟所需材料：DN400I冈管6mDN400刀型闸阀1只3、污泥浓缩系统新增的污泥浓缩池参照现有的浓缩池容积设计，暂定为80m3的有效容积。采取全地面布置形式，采用钢结构材

21、料进行施工。沉淀方式采用平流沉淀池。基本参数：流入浓缩池的污泥浓度：1g/L；流入浓缩池的污泥体积：120小；流入排泥频次：13次/天，单次排泥量40120吊；（有待调整）浓缩后污泥含水率：97%浓缩池固体通量：0.60.8kg/m2h;浓缩池泥斗容积：24吊；浓缩池面积：30m附图：浓缩池结构示意图入流管配水区污泥斗污泥牛污泥斗污泥三溢流槽外形尺寸：8000X4000X4000说明：污泥回流泵房排泥泵设置与回流泵同一型号（流量400n3/h）,由于该泵流量较大，剩余污泥排放只能采取间断排泥的方式进行排泥。每次排泥需人工开启阀门，排泥量的控制不容易掌握。本次改造后拟将排泥泵纳入回流系统使用，污

22、泥浓缩池入流污泥采用电动阀门控制排泥频次，排泥量根据氧化沟的污泥浓度及污泥负荷进行确定；整个过程的实施由PLC系统自动完成。4、中水管网系统中心污水厂的中水处理能力经提标改造工程后由原来的10000nVd提高到现在的13600n3/d,处理后的水质标准已完全符合国家一级A标准。在满足电厂需求的情况下，剩余水量可直接通过排放口进行外排。拟建设一条长128m直径300mm勺排水管线，该管线并与原有的热电厂供水蓄水池联通。由于一体化设备的出水位点较高无需增设动力即可满足外排条件，主要外排水量的任务由一体化设备来承担；1000m蓄水池的位点较低，需增加2台ISG150-315B管道离心泵提升外排，因此

23、剩余部分由原系统承担。该泵的技术参数为：型号：ISG150-315B数量：2台流量：220m/h扬程：21m功率：18.5KW该泵主要担负3000吨水仓的蓄水提升，满足热电厂水量的状况下可通过3000吨水仓的排放系统实现。SB繇统是提标改造工程的一个部分，该系统出水已完全达标排放。为了在电厂用水高峰期满足其大量用水的需求，提高中水的复用率，减少水资源的浪费，拟将这部分水源也并入中水管网系统。外排口与中水调节池落差相对低约1.5m左右，不能自流进入中水系统，需增设提升系统。由于较低的落差，若选取普通的离心泵进行提升动力效率太低，会造成较大的电力消耗，显然是不经济的。因此,选用大流量低扬程的轴流水

24、泵方为最佳方案。根据SB繇统的最大瞬时排水量（400nVh）选型，本设计选择为2台，不设备用，根据水量的大小由两台水泵自行调节。水泵参数如下：型号：8YZ/200ZLB数量：2台流量：273m3/h扬程2m功率：4KW六、轴流泵结构图电机电联电机架泉联轴承座油杯压盖油封(D上钢套又管泵身膂油封QI)泵轴导底器轴承油封D压盖叶轮下泵壳螺母h六、电器及自动控制鼓风曝气、污泥整个氧化沟系统改造后电器控制由射流曝气、浓缩、中水管网、SB附水回用、运彳f参数监测这6部分构成。各个控制点相对分散，集中进行布置控制箱不现实。拟将氧化沟的运行参数监测、射流曝气、鼓风曝气与污泥浓缩系统设置为一个控制点。中水管网

25、外排系统纳入3000吨水仓的综合控制系统中。SBR出水回用系统使用频次较低，过程控制简单，对整个系统的影响较低，该系统采用就地控制模式。运行监测主要有液位、溶解氧、污泥浓度这3个基本参数构成。曝气风机的运行由溶解氧参数进行自动控制；剩余污泥的排放量由污泥浓度参数进行自动控制；中水管网外排与SB附水回用由液位自动控制。整个系统的用电设备中最大功率仅为18.5KW设备的控制无需采用减压或变频启动，因此控制系统简便。曝气风机风量的调节由溶解氧参数来确定增减风机开启的数量。排放污泥频次由人工根据实际情况进行设定，污泥排放量由浓度参数确定单次的排放时间。各用电设备如下表:序号设备名称功率、电压数量安装位置备注1立式污水泵15KW380V4氧化沟外射流