深圳特区西丽再生水厂设计

深圳特区西丽再生水厂设计

1工程的特点和特点1.1设计进出水水质西丽再生水库位于深圳市南开西丽水库和大石河交叉口的三角形区域。由深圳供水有限公司建设，总面积5万公顷。设计总变化系数KZ=1.4,进水主要为市政污水。再生水厂采用的核心处理工艺是BIOSTYR生物滤池工艺,深度处理采用ACTIFLO加砂高密度沉淀池技术,臭气采用生物除臭技术。处理构筑物组团化半地下式布置,并对上部空间进行利用,建成了对市民开放的景观休闲公园。本工程概算总投资17034万元,其中工程直接费用14182万元,于2009年12月建成投产。1.2厂区概况及设备采购条件(1)厂区用地受到较大限制。现有西丽再生水厂用地通过规划调整而来,因此受到诸多限制。厂址位于水库泄洪道和大沙河交叉口三角地,总用地仅2.36hm2,被泄洪道分割成东、西两片区,西区面积0.28hm2,为生产管理区;东区面积2.08hm2,为生产区,厂区北侧紧邻商住区。(2)建设总体标准高。由于西丽再生水厂所处的位置、环境及担负的功能较为特殊,因此对处理目标要求很高。出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准,尾水主要将作为大沙河生态补水,臭气排放要求达到一级标准。规划部门要求西丽再生水厂采用半地下的布置形式,并对上部空间进行利用,作为城市设计的重要景观节点,充分贯彻“处理厂高标准建设,构筑物全封闭设计,臭气集中处理,厂区公园式布局”的设计理念。(3)部分主体设备的采购实行了集成的方式。由于采用了专利技术,部分主体设备通过功能性招投标,由法国威立雅公司中标了主要功能包。1.3景观工程的应用(1)节约用地。根据处理规模和有关建设用地标准,5万m3/d的常规污水处理厂(含深度处理)用地应在6hm2左右,而西丽再生水厂规划用地只有2.36hm2,实际用地1.5hm2,实际用地指标为0.3m2/(m3·d),仅为常规污水处理厂用地标准的25%。西丽再生水厂中作为对市民开放的生态景观公园用地达1.3hm2,占建设用地的55%。(2)新工艺、新技术的应用。主体工艺采用了先进的曝气生物滤池(BAF)及其配套工艺,有效提高了处理效率。(3)构(建)物组团化、集约化的布置方式。综合处理间和综合设备间内各构(建)筑物组团化,共用格墙,只保留必要的人行通道、检修通道、管线通道,各种设备在不同的标高层上垂直布置,见图1。(4)半地下式布置并对上部空间进行有效利用。处理构筑物置于半地下,为了节省土建投资,半地下污水处理厂要求布置紧凑,同时通过加盖后对空间进行分隔,实现空间的立体使用。本项目将上部空间建设成为对外开放的生态景观公园,见图2。西丽再生水厂半地下式布置采用双层覆盖形式,见图3。双层覆盖的形式具有换气空间与脱臭空间分隔清楚、臭气量少、脱臭效果好、管理人员操作环境好,上部空间能大面积连续有效地利用等优点。顶部覆土厚度1m(设计负荷20kN/m2),可以种植大型灌木等植物。2进水口的设计、水质和处理2.1设计水质见表1西丽再生水厂的臭气排放要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准,脱水污泥含水率小于80%。2.2生物处理设备及设施由于出水标准要求较高,再生水厂采用三级处理。其中二级生物处理以BIOSTYR生物滤池为核心,深度处理采用ACTIFLO加砂高密度沉淀池技术,所有水处理设施及臭气处理设施集成在综合处理间内。具体工艺流程见图4。3主要结构设计参数3.1提升水泵改造厂区内现有丽湖污水提升泵站(雨污混流泵站),规模17万m3/d。再生水厂建设时,保留该泵站并改造为进水提升泵站。改造时原粗格栅不变,考虑到原潜污泵的流量、扬程与目前西丽再生水厂的运行工况不匹配,将原有4台大泵更换为3台大泵1台小泵并库备1台小泵。大泵流量Q=2400m3/h,扬程H=10m,功率P=90kW;小泵流量Q=1042m3/h,扬程H=10m,功率P=48kW;雨季时多余水量进入南山污水处理系统。3.2q+2.3/h设计格栅渠两条,渠宽1m,细格栅2台,栅条间隙5mm;曝气沉砂池按峰值流量Q=2917m3/h设计,分2座,单座平面尺寸17.3m×4m,有效水深2.5m,水力停留时间9.96min,峰值曝气量111m3/h,安装6台潜水曝气器,单台潜水曝气器风量15m3/h,功率P=2.2kW。3.3沉淀池机械混合式初沉池采用MULTIFLO高效斜板沉淀池,需要投加化学药剂。MULTIFLO高效沉淀池共2座,处理规模5万m3/d,峰值流量为2917m3/h,每座沉淀池包括混合区、絮凝区、沉淀区3部分,采用机械混合、机械絮凝。斜板沉淀区液面负荷24.9m3/(m2·h),斜板采用ABS材质,倾斜长度L=1500mm,间距80mm,安装角度60°。刮泥机采用中心驱动,直径10m,水深5.8m。絮凝剂PAC(以Al2O3计10%)投加量78.5mg/L,助凝剂阴离子PAM投加量1mg/L。3.4生物滤池oscyr反冲洗水沉淀池采用ACTIDYN高效沉淀池,用来处理生物滤池的反冲洗废水。反冲洗废水与初沉池出水混合后进入BIOSTYR曝气生物滤池。ACTIDYN高效沉淀池排放的污泥主要成分是生物污泥,因此污泥停留时间与污泥浓度与初沉池不同,其余原理与MULTIFLO高效沉淀池一致。设1座ACTIDYN高效沉淀池,设计流量为593m3/h。斜板沉淀区液面负荷16m3/(m2·h),斜板设计参数、药剂投加种类和剂量与MULTIFLO高效沉淀池相同。3.5淀池的进出基于半地下布置需要,考虑设置中间提升泵站。初沉池和反冲洗水沉淀池的出水与BIOSTYR生物滤池回流液一起进入中间提升泵站,经提升进入N/DN滤池的进水池。提升泵站设4台提升泵(3用1备),单台泵流量Q=1638m3/h,扬程4.5m。3.6滤池反冲洗系统BIOSTYR生物滤池在过滤的同时可去除氨氮,滤池中工艺空气和待处理水一起同向向上流,流经悬浮的细小滤料。本工程采用N/DN生物滤池6格,单格面积113m2,设计流量3510m3/h,平均滤速4.9m/h,强制滤速(当一格滤池反冲洗时)8.4m/h。滤料采用聚苯乙烯轻质滤料,密度接近于水,滤料平均粒径4mm,厚度3.5m。滤池容积负荷为1.4kgBOD5/(m3·d),硝化容积负荷为0.55kgNH3-N/(m3·d)。滤池反冲洗利用其他格出水进行自上而下的重力反冲洗,反冲洗水强度65m3/(h·m2),反冲洗气强度12m3/(h·m2),一次反冲洗水量989m3,反冲洗用气和工艺用气共用1套系统。滤池曝气量10500m3/h,平均气水比5。为保证同时硝化反硝化效果,本工程设置了石灰投加系统调节碱度,投加点为滤池进水渠,投加量为38mgCa(OH)2/L。3.7pdn生物滤池由于N/DN生物滤池出水TN尚不能满足一级A标准的要求,本工程设置后反硝化生物滤池强化对TN的去除效果。出于经济合理性考虑,经计算本工程对48%流量的N/DN滤池出水进行后反硝化处理,并与其余N/DN滤池出水混合后排放。PDN生物滤池构造与原理与N/DN滤池相同,只是不曝气,用作缺氧反硝化。PDN生物滤池设2格,单格面积84m2,设计流量1672m3/h,平均滤速6.2m/h,强制滤速19.9m/h。滤料采用聚苯乙烯轻质滤料,平均粒径4.5mm,厚度2m。硝化容积负荷为0.45kgNO3--N/(m3·d)。PDN生物反冲洗水强度70m3/(h·m2),反冲洗气强度12m3/(h·m2),一次反冲洗水量420m3。为保证脱氮所需C/N比,本工程设置了甲醇投加系统补充碳源,投加点为滤池进水渠,甲醇投加量14.7mg/L。3.8actiflo加砂高效沉淀池BIOSTYR生物滤池的出水,进入ACTIFLO加砂高效沉淀池进行深度处理,其主要作用是进一步除磷及去除SS。ACTIFLO高密度沉淀池由混凝区、微砂投加区、熟化区以及斜管沉淀区几部分组成,其基本原理、投加药剂与MULTIFLO初沉池类似,主要增设了在池中投加粒径为80~100μm的微砂。微砂的主要作用一是增加原水中泥砂的浓度,以增加凝聚的概率,二则保证合适的絮凝体尺寸。ACTIFLO加砂高效沉淀池共2座,设计流量为3510m3/h。斜板沉淀区液面负荷53.3m3/(m2·h),斜板采用ABS材质,倾斜长度L=1000mm,间距40mm,安装角度60°。刮泥机采用中心驱动,直径7m,水深5m。絮凝剂PAC(以Al2O3计10%)投加量78.5mg/L,助凝剂阴离子PAM投加量1mg/L,微砂通过砂水分离器分离可以循环使用,但需要补砂,补砂量为3g/m3。3.9紫外线剂量的设计消毒渠两道,渠内设紫外线消毒设备2套,设计紫外线剂量27mJ/cm2。为保证水量波动时的消毒效果,本工程没有采用常用的水位控制器,设计了简单可靠的长堰出水方式。3.10分片处理除臭和除臭西丽再生水厂采用生物除臭技术,总除臭气量15万m3/h,分成两个子系统,一个在综合处理间内与水处理设施合建,处理臭气量13万m3/h;另一个子系统建在泥区,处理臭气量2万m3/h。西丽再生水厂周边紧邻密集的居民区,从目前的运营情况看,污水处理厂臭气经处理后未对周边环境产生影响。3.11污水处理厂经皮为提高土地利用效率,与污水处理有关的大型设备都集约布置在一幢地面二层建筑物内,主要包括鼓风机房、污泥脱水车间、加药间、变配电间等。(1)鼓风机房。设计供气量10500m3/h,供气压力120kPa,安装单级高速离心风机4台,3用1备,单台风量3500m3/h,风压120kPa,配套电机功率P=120kW。从实际使用效果来看,空浮风机占地省、安装方便、噪声低、运行稳定、效率高、价格相对较低但单机风量较小,适用于中小规模的污水处理厂。(2)污泥脱水间及料仓。设计污泥干重21.19t/d,湿污泥含水率96%~98%,浓缩脱水后含水率≤80%。脱水机房内安装离心脱水机3台(2用1备),单台处理能力660kgDS/h,输入流量14.7m3/h,配用电机功率P=30kW,脱水后最大污泥产量147m3/d。料仓容积150m3,直径5m,有效高度8m,设计储泥时间24h。(3)PAM与PAC加药间。PAM加药间分水线和泥线两套系统。(1)水线(投加阴离子PAM):PAM制备设备2套,单套设备Q=2m3/h,药剂消耗量4.21kg/h,功率P=2.1kW。螺杆加药泵6台(4用2备,用于MUTIFLO及ACTIFLO沉淀池),单泵流量Q=600L/h,扬程H=20m。螺杆加药泵2台(1用1备,用于反冲洗水沉淀池),单泵流量Q=240L/h,扬程H=20m。(2)泥线(投加阳离子PAM):PAM制备设备1套,单套设备Q=2.8m3/h,药剂消耗量10.5kg/h,功率P=2.5kW。螺杆加药泵3台(2用1备),单泵流量Q=1400L/h,扬程H=20m。PAC加药间设有V=45m3玻璃钢储药罐2个,隔膜加药泵8台,6台大泵2台小泵,其中6台大泵(4用2备,用于原水MUTIFLO及ACTIFLO沉淀池)单泵流量Q=140L/h,扬程H=35m,2台小泵(1用1备,用于反冲洗水沉淀池),单泵流量Q=40L/h,扬程H=35m。4运营成本组成目前西丽再生水厂进水量基本达到设计规模,2010年6月开始投入正常生产运营,实际进、出水水质和水量检测结果见表2。从表2中可见,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准,完全可以作为大沙河生态补水,电耗、药耗等运营成本也均低于合同要求,详见表3。测试期处于深圳雨季,进水污染物浓度不高。进入旱季后,随着污染物浓度的增加,药耗有所上升。电耗约为0.33kW·h/m3(含通风除臭),总体来说能耗、药耗等运营成本均低于合同要求。到目前为止,西丽再生水厂运行状况良好。5西丽再生