云南驛集鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)方案

李佳佳，施永生，盧啟立，黎 君

(昆明理工大學(xué)土木工程學(xué)院，云南昆明 650500)

云南驛鎮(zhèn)位于祥云縣縣境南部，云南驛污水廠處理規(guī)模近期為0．6萬m3/d，遠(yuǎn)期目標(biāo)為0．8萬m3/d，占地面積為6．6畝。該污水處理廠及配套管網(wǎng)工程的總投資為2445．56萬元，其中污水處理廠總投資870．75萬元。

1 進(jìn)、出水水質(zhì)

云南驛污水處理廠的出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中的“城鎮(zhèn)污水處理廠出水一級B標(biāo)準(zhǔn)”。具體設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)Tab．1 Design Quality of Influent and Effluent

2 污水廠設(shè)計(jì)方案

2．1 工藝流程

(1)本污水處理廠進(jìn)水主要為城市生活污水，進(jìn)水 BOD5/CODCr=0．48，具有較好的可生化性［1，2］，宜采用生化處理方法去除。

(2)本污水處理廠進(jìn)廠污水 BOD5/TN=4、BOD5/TP=28，由此可知本污水廠可以進(jìn)行生物脫氮是可行的。但是進(jìn)廠 BOD5/TP=28＜(33～100)，不能進(jìn)行有效除磷。為了能夠達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)一級B標(biāo)，本工程在進(jìn)行生物除磷后需進(jìn)行化學(xué)除磷，以此達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

(3)本工程應(yīng)注意碳源的合理分配，在滿足生物除磷所需碳源的前提下，盡量加強(qiáng)反硝化，保證出水總氮要求。

本工程屬于集鎮(zhèn)污水處理，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比選，最終推薦生物接觸氧化工藝為本工程實(shí)施方案。

本工程污水處理工藝采用生物接觸氧化工藝，污泥處理采用帶式濃縮脫水一體機(jī)工藝，二氧化氯消毒，具體工藝流程如圖1所示。

圖1 生物接觸氧化工藝流程Fig．1 Flow Chart of Biological Contact Oxidation

2．2 構(gòu)筑物及設(shè)備工程設(shè)計(jì)方案

2 ．2 ．1 粗格柵及提升泵房

粗格柵與進(jìn)水泵房合建，按遠(yuǎn)期0．8萬m3/d一次建成［3］。粗格柵間設(shè)計(jì)成2條渠道，為地下式兩邊平行的直壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每條渠道內(nèi)安裝1臺(tái)粗格柵。粗格柵的安裝角度為70°。柵渠尺寸為6．0m ×0．5m ×4．0m，柵條凈間距為50mm，設(shè)計(jì)流量Qmax=544m3/h。格柵可以定時(shí)根據(jù)格柵前后的水位差自動(dòng)運(yùn)行，粗格柵間上部安裝皮帶輸送器，皮帶輸送器能夠收集、傳送柵渣至渣桶。兩道粗格柵前后均設(shè)有電動(dòng)閘門，以供格柵檢修時(shí)能關(guān)閉粗格柵的進(jìn)水。

進(jìn)水泵房設(shè)計(jì)為開放式水泵間，近期按旱季高峰流量(446m3/h)選型，遠(yuǎn)期按旱季高峰流量(544m3/h)選型，近期安裝水泵3臺(tái)，遠(yuǎn)期新增1臺(tái)，單個(gè)泵流量為230m3/h，泵揚(yáng)程為15m。

2 ．2 ．2 細(xì)格柵及平流沉砂池

按污水廠遠(yuǎn)期目標(biāo)(0．8萬 m3/d)一次建成。設(shè)置2條渠道，每條渠道安裝1臺(tái)機(jī)械細(xì)格柵，細(xì)格柵的柵渣通過螺旋輸送機(jī)壓縮，擠壓出的水回到進(jìn)水泵房。通過細(xì)格柵后，污水進(jìn)入平流沉砂池。細(xì)格柵通過水位差或時(shí)間控制自動(dòng)清渣。柵渠尺寸為9．0m ×0．6m ×1．5m，柵條凈間距為 5mm，柵前水深為0．4m，過柵流速為1．0m/s，設(shè)計(jì)流量 Qmax=690m3/h。

按遠(yuǎn)期目標(biāo)一次建成兩座沉砂池，每座沉砂池尺寸為 6．0m ×0．65m ×1．0m，沉砂池有效水深為0．6m，最小水力停留時(shí)間為40s，清除沉砂間隔時(shí)間為2d，設(shè)計(jì)流量Qmax=690m3/h。

2 ．2 ．3 接觸氧化池

考慮脫氮除磷需要，本工程采用分段式接觸氧化工藝，分為兩段缺氧—好氧，可以在去除BOD5的基礎(chǔ)上有效去除總氮和有機(jī)氮，而磷的去除則需要外加化學(xué)除磷措施。

按遠(yuǎn)期目標(biāo)一次建成兩座，每座池體尺寸為10．0m ×30．0m ×5．5m，其中缺氧區(qū)尺寸為10．0m ×8．0m ×5．5m，污泥負(fù)荷為0．08kg BOD5/kg MLSS·d，填料容積負(fù)荷為 0．27kg BOD5/(m3·d)，總水力停留時(shí)間為9．0h(缺氧2．4h，好氧 6．4h)，最大時(shí)需氣量670m3/h，氣水比為8∶1。

在接觸池前段(集水池)安裝污水回流泵，共3臺(tái)，兩大一小。其中大泵型號Q=400m3/h，揚(yáng)程H=10m，P=15kW，小泵型號Q=300m3/h，揚(yáng)程H=10m，P=12．5kW。近期運(yùn)行一大一小，遠(yuǎn)期運(yùn)行兩臺(tái)大泵。生物接觸氧化池共設(shè)曝氣頭600個(gè)。

2 ．2 ．4 鼓風(fēng)機(jī)房

土建按每座污水廠遠(yuǎn)期0．8萬m3/d規(guī)模設(shè)計(jì)。鼓風(fēng)機(jī)房安裝2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，1用1備。鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)裝有1臺(tái)起重機(jī)用于設(shè)備的吊裝和檢修。鼓風(fēng)機(jī)房尺寸為8．0m ×6．0m ×6．0m。

2 ．2 ．5 絮凝沉淀一體化

采用絮凝沉淀一體化設(shè)備處理。污水經(jīng)過接觸氧化池處理后，當(dāng)水質(zhì)磷排放達(dá)標(biāo)時(shí)，一體化設(shè)備不需要加藥，污水在此只起到沉淀作用，當(dāng)處理后的污水中磷含量超標(biāo)時(shí)，可以運(yùn)行一體化加藥設(shè)備進(jìn)行絮凝劑投加，從而更有效地進(jìn)行泥水分離，達(dá)到除磷的目的。外形尺寸為 9．65m ×7．15m ×5．15m。

2 ．2 ．6 接觸池(集水池)

回流泵回流污水池與接觸池合建，本設(shè)計(jì)采用二氧化氯消毒，接觸時(shí)間應(yīng)≥30min。本設(shè)計(jì)按照30min設(shè)計(jì)，經(jīng)過計(jì)算可知接觸池平面尺寸為4．0m ×9．0m × 5．0m，集水池尺寸為 2．0m ×4．0m ×5．0m。

2 ．2 ．7 二氧化氯消毒間

土建、設(shè)備均按遠(yuǎn)期目標(biāo)(0．8萬m3/d)一次建設(shè)安裝。濃度約31%的鹽酸與濃度33%的氯酸鈉溶液以等流量泵送入二氧化氯發(fā)生器內(nèi)反應(yīng)生成純度約70%的二氧化氯。二氧化氯溶液再通過水射器投加到處理后水中，平面尺寸為8．4m×6．0m。

2 ．2 ．8 貯泥池及濃縮脫水車間

貯泥池根據(jù)遠(yuǎn)期污泥量設(shè)置2座，按遠(yuǎn)期目標(biāo)一次建成［4］。從二次沉淀池出來的剩余污泥進(jìn)入貯泥池后，貯泥池調(diào)節(jié)剩余污泥泵和濃縮脫水機(jī)的時(shí)差，以便于運(yùn)行和管理。剩余污泥泵先將污泥送入貯泥池，然后污泥進(jìn)料泵再將其送入濃縮脫水機(jī)。為保證貯泥池的正常工作，貯泥池設(shè)2臺(tái)水下攪拌器，防止污泥沉淀，池中裝有液位計(jì)。平面尺寸為4．0m ×4．0m，遠(yuǎn)期剩余污泥量為 40m3/d，污泥含水率99．2%，貯泥時(shí)間為8h。

貯泥池的污泥含水量約99．2%(99．0% ～99．5%)，污泥和絮凝劑混合后送入機(jī)械濃縮脫水機(jī)進(jìn)行濃縮脫水處理，直到含水量降至80%，形成泥餅。平面尺寸為9．6m×6．0m，工作時(shí)間為16h，絮凝劑(PAM)投加＜5g/kg DS。

3 總平面布置

按照不同的功能分區(qū)將整個(gè)廠區(qū)分為辦公區(qū)、預(yù)處理區(qū)、污水處理區(qū)和污泥處理區(qū)。污水廠總平面布置圖如圖2所示。

圖2 污水廠總平面布置圖Fig．2 General Arrangement Plan of Wastewater Treatment Plant

將辦公區(qū)布置在廠區(qū)西南側(cè)，處于常年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)處。布置有綜合樓、門衛(wèi)室、停車場等，配以草坪，保證了辦公區(qū)優(yōu)美的環(huán)境，給人一種心曠神怡的感覺。

進(jìn)廠污水管位于污水廠的東側(cè)，尾水排入廠區(qū)北邊的人工湖。按照工藝流程將預(yù)處理區(qū)布置在廠區(qū)東北角，污水處理區(qū)布置于中部位置，由東向西依次布置粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵及平流沉砂池;由北向南依次布置了生物反應(yīng)池、接觸消毒池、巴氏計(jì)量槽等，使得工藝流程順暢，布置緊湊。鼓風(fēng)機(jī)房靠近生物反應(yīng)池并位于其西側(cè)，節(jié)約空氣管線路，配電室與鼓風(fēng)機(jī)房合建，靠近主要用電負(fù)荷構(gòu)建筑物。

考慮到該地區(qū)常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，將儲(chǔ)泥池及污泥濃縮脫水機(jī)房放在東南角，遠(yuǎn)離辦公區(qū)，并且在旁邊種植有效的除臭植物，可有效減輕污泥脫水機(jī)房對廠區(qū)的臭氣污染。

構(gòu)筑物之間距離需要考慮鋪設(shè)管渠的位置、運(yùn)輸管理的需要和施工設(shè)備安裝、維修的要求，因此采用5～10m。廠區(qū)道路主干道寬4m。

4 結(jié)語

考慮到集鎮(zhèn)污水進(jìn)水BOD較低，且規(guī)模較小，水量水質(zhì)變化較大，本工程采用生物接觸氧化工藝。盡管生物接觸氧化工藝后續(xù)需要進(jìn)行絮凝沉淀，但使工程安全、簡單、可靠。該工藝具有對水質(zhì)、水量有較強(qiáng)的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷力強(qiáng);容積負(fù)荷高、占地面積小;剩余污泥穩(wěn)定，污泥量少，污泥沉降性能好;對雨季低濃度合流污水能夠取得較好的效果;對自控要求不高，運(yùn)行管理簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)，且出水指標(biāo)均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級B標(biāo)。

［1］周克釗，周枚．城市污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)確定和出水水質(zhì)評價(jià)［J］．給水排水，2006，32(9):26-3．

［2］何曉莉．山西潞城小型城市污水處理廠設(shè)計(jì)［J］．中國給水排水，2005，21(3):60-62．

［3］崔玉川，劉振江，張紹怡，等．城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

［4］陶俊杰．城市污水處理技術(shù)及工程實(shí)例［M］第2版．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005．