某農場污水處理廠及配套管網工程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 1污染物去除效率（％）≥77≥85≥89≥68（40）≥43≥75*括號外數值為水溫12℃時的控制指標，括號內數值為水溫≤12℃時的控制指標。污水處理廠方案論證、污水處理廠廠址論證污水處理廠廠址的選擇與城鎮的總體規劃，污水管網系統布局及走向，城鎮地形地貌及氣候條件，處理后污水的出路等有密切聯系。除應符合城鎮總體規劃和排水工程專項規劃的要求外，并應根據下列因素綜合確定：在城鎮水體的下游；在城鎮最小頻率風向的上風側；有良好的工程地質條件；少拆遷，少占農田，有一定的衛生防護距離；有擴建的可能；便于污水，污泥的排放和利用；廠區地形不受水淹，有良好的排水條件；處于污水管網末端，便于污水管道的敷設和銜接；有方便的交通、運輸和水電條件。根據以上原則，經過實地踏勘，初步確定有三處廠址方案，廠址一位于華僑農場規劃區北側，潭牛鎮東側，省道S316線與僑興路交叉口東北角，規劃污水處理廠廠址處；廠址二位于華僑農場規劃區東北角，省道S316線與僑韻路交叉口附近；廠址三位于華僑農場西側，潭牛鎮南側，靈文公路與華僑大道交叉口西南角。比較擬定的三個廠址，廠址一為規劃廠址，用地為華僑農場土地，靠近鎮區，且地勢較低，便于收集鎮區污水；西北側有現狀河溝，便于出水排放；有現狀道路及擬建規劃道路，施工及運行的交通條件較好；缺點是距離鎮區較近，對鎮區有一定影響，需對臭氣進行處理。廠址二距離場部/鎮區較遠，對鎮區/場部影響較小，靠近文教河，便于尾水排放；缺點是距離較遠，近期建設污水管道較長，近期無規劃道路通往，需配套建設較長市政道路。廠址三靠近鎮區，污水管道建設工程量較小，位于場部/鎮區主導風向的下風向，對場部/鎮區影響較小，現狀交通便利，便于工程建設施工及將來運行；缺點是高程相對較高，需建設多個泵站，運行成本較高，靠近規劃給水廠水源竹山良水庫，尾水排放不利，需提高尾水排放標準，對給水水源影響較大。綜合比較以上三個廠址，廠址一優點較多，主要有以下幾點：該廠址符合規劃，為規劃污水處理廠用地。該廠址建設用地為XXXX農場土地，征地手續較為簡單。廠址地勢較低，距離鎮區/場部不遠，便于污水管網建設，且工程量不大。該廠址有現狀水泥硬化道路/泥土道路通往，且擬建設通往污水廠規劃道路，無需另行建設配套道路。距離下游集中居民點較遠（距文教鎮約30km），便于尾水的進一步凈化和稀釋，對河流下游飲用水水源影響較小。綜合比較，本工程初步擬定廠址一作為新建污水處理廠最終廠址。、污水二級處理工藝的確定 污水生物處理的可行性污水處理能否采用二級生物處理方法，主要取決于污水在生化過程中自身營養能否平衡，相關的指標能否達到要求，為此需對污水處理廠進水水質進行分析，以確定本工程是否可采用生物處理工藝。有關進水水質的分析結果見表41。進水水質分析結果 表41序號分析項目計算結果指標值1BOD5/CODcr130/260=＞2BOD5/TN130/35=＞43BOD5/TP130/4=＞20根據以上計算結果，做如下分析：（1）BOD5/COD這一指標通常是用來鑒定污水可生化性的最簡便易行的方法。一般認為BOD5/COD＞；＞BOD5/COD＞，可以生化；BOD5/COD＜。本污水處理廠的BOD5/COD＝，屬易生化范圍。（2）BOD5/TNBOD5/TN是判斷污水能否采用生物脫氮技術的主要指標。由于生物脫氮系統是以碳源為電子供體，利用原污水中的基質作為反硝化的電子受體。該比值越大，反硝化能力越強，其比值要求大于4。本污水處理廠的BOD5/TN=，碳源略顯不足，但只要設計上采取得當措施，還是能夠達到處理要求的。（3）BOD5/TPBOD5/TP是判別能否采用生物除磷工藝的指標。生物除磷工藝是利用活性污泥與原污水混合后，在厭氧條件下釋放磷酸鹽（以下簡稱磷），而后在好氧的條件下吸收磷，也就是說磷的厭氧釋放是好氧吸收的前提，從而才能把污水中的磷去除，達到除磷的目的。磷的有效釋放是污水中的一部分有機物被吸收到細胞內，并在細胞內儲存，進水中的BOD5是作為營養物供聚磷菌活動的基質。其比值要求大于20，本污水處理廠的BOD5/TP=，具備生物除磷的條件。綜上分析，對XXXX農場的污水采用生物處理工藝是可行的。 污水處理工藝選擇的原則（1）適合進水水質特點及出水水質要求，選擇出水水質好、運行穩定、管理簡便、節能低耗的除磷脫氮污水處理工藝。（2）污水處理過程中的自動控制，立足國情，力求安全可靠、經濟實用，提高管理水平，降低勞動強度，體現出一流的管理水平。（3）能適應南方地區環境溫度較高的小規模污水處理工藝，具有很強的抗沖擊負荷能力。（4）工藝成熟、可靠，設備和設施使用年限長，操作和維修簡單，具有足夠的借鑒經驗。（5）技術成熟，處理效果穩定，保證出水水質達標排放。（6）盡可能選擇基建投資少、運行費用低的處理工藝。 污水處理工藝方案選擇污水處理工藝的選擇直接關系到出水各項水質指標能否達到處理要求，關系到工藝是否可靠，管理是否方便，占地大小是否滿足近遠期要求以及運行成本的高低。因此慎重選擇適當的處理工藝是污水處理工程的關鍵。根據上一章節確定的XXXX農場污水處理廠的進水水質指標和出水水質要求，處理工藝不僅要有去除一般有機物和懸浮固體的功能，而且還要有去除氮和磷的功能。目前常規的污水生物處理工藝主要有活性污泥法工藝與生物膜法工藝兩種。活性污泥法工藝主要包括各種形式的氧化溝工藝、A/A/O工藝和SBR工藝。比較典型的除磷脫氮生物膜工藝為BAF工藝。結合XXXX農場的具體情況，根據“技術先進、經濟合理、高效節能、簡便實用、滿足規劃”的原則，提出Orbal氧化溝工藝和改良A/A/O工藝二個工藝方案，進行較為詳細的技術經濟比較：方案一：Orbal氧化溝工藝近年來，奧貝爾氧化溝在世界各地被普遍采用，目前全世界已有八百多座奧貝爾氧化溝污水處理廠在運行。奧貝爾氧化溝與普遍的氧化溝不同，它是由幾條同心圓或橢圓形的溝渠組成，每一個溝渠相當于一個獨立的反應池。奧貝爾氧化溝通常采用轉碟曝氣方式，其工藝流程框圖詳見圖41。奧貝爾氧化溝一般分三溝，即外溝、中溝和內溝，各溝占氧化溝總池容的比例一般為50%、33%和17%左右。污水從外溝進入，由內溝流出。外溝道是一個曝氣缺氧反應池。氧化溝主要的生物氧化過程及80%的脫氮過程均在外溝道完成。中溝是一個過渡溝，溶解氧控制在1毫克/升左右。中溝可作為外溝也可作為內溝的補充和加強，具有很大的靈活性。內溝溶解氧控制在2毫克/升左右，保證進入沉淀池的混合液具有足夠的溶解氧，保證整個氧化溝的處理效果。奧貝爾氧化溝具有以下特點：※能抵抗水量、水質的沖擊負荷，對難降解物質有較高的去除效率。※曝氣裝置在溝中的布置特點使氧化溝中溶解氧呈分區變化，使溝中遠離曝氣裝置的一段出現缺氧區，這樣溶解氧、有機物和氨氮的濃度梯度有利于活性污泥的生物絮凝和生物脫氮。※污泥沉降性能好，可保證反應池混合液濃度達40006000mg/l。Orbal氧化溝工藝流程見圖41。粗格柵進水泵房細格柵旋流沉砂池厭氧池二沉池氧化溝 紫外消毒渠砂渣外運灌溉或排放進水污泥泵房污泥調節池濃縮脫水機房泥餅外運剩余污泥回流污泥圖41 氧化溝工藝流程框圖方案二：改良A/A/O工藝傳統A/A/O工藝，適合于污水碳源較為充足的情況，通常是TKN/COD≤，但是本污水廠的TKN/COD≈，碳源不甚充足，在此種特殊的水質條件下，在利用生物方法脫氮的同時，達到很好的除磷效果是比較困難的。這是因為原水碳源不足導致了A/A/O工藝缺氧段反硝化進行不充分，出水中NO3N濃度較高，大量的NO3N隨回流污泥進入厭氧段并在那里進行反硝化，迅速消耗COD，抑制了厭氧段磷的有效釋放，因而在好氧段磷的吸收作用也就不能很好的完成，導致了除磷效果不佳。針對這一情況，本工程擬采用帶有回流污泥反硝化段的A/A/O工藝，也叫改良A/A/O工藝，其工藝特點是：為避免工藝過程抗回流硝酸鹽影響能力不夠強的弱點，在厭氧池前增設污泥回流反硝化段，來自二沉池的回流污泥和10～20%左右的進水進入該池，微生物利用約10～20%進水中的有機物去除回流污泥中的硝態氮，消除硝態氮對厭氧池的不利影響，從而保證厭氧池的穩定性和生物除磷效果。該工藝主要特點如下：——聚磷菌厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環境，其在厭氧條件下形成的吸磷動力可以得到充分的利用，具有“饑餓效應”優勢；——允許所有參與回流的污泥全部經歷完整的釋磷、吸磷過程，故在除磷方面具有“群體效應”優勢；保證了厭氧池的厭氧狀態，強化了除磷效果。——缺氧段位于工藝的首段，允許反硝化優先獲得碳源，故進一步加強了系統的脫氮能力。——由于污泥回流至缺氧段并且采用兩點的進水方式，使得缺氧段污泥濃度可較好氧段高出近50%，比常規法具有較多的污泥儲量和較長的污泥齡，從而增加了處理能力。另外單位池容的反硝化速率明顯提高，反硝化作用能夠得到有效保證。——根據不同進水水質，不同季節情況下，生物脫氮和生物除磷所需碳源的變化，調節分配至缺氧段和厭氧段的進水比例，反硝化作用能夠得到有效保證，系統中的除磷效果也有保證。該方案工藝流程見圖42。粗格柵進水泵房細格柵旋流沉砂池回流污泥反硝化厭氧池缺氧池二沉池好氧池 紫外消毒渠砂渣外運鼓風機房8090%1020%曝氣灌溉或排放進水內回流污泥泵房污泥調節池濃縮脫水機房泥餅外運剩余污泥回流污泥圖42 改良A/A/O工藝流程框圖 污水二級處理工藝的綜合分析與論證為了更好地從所選擇的二個工藝方案中選出最佳方案，故分別對各工藝方案進行了詳細的工藝計算，設備選型和技術經濟比較，詳見表42，43：污水處理方案技術參數及主要設備比較表 表42 序號方案內容方案一（Orbal氧化溝工藝）方案二（改良A/A/O工藝）1設計能力，2變化系數近期K=，遠期K= 3設計流量近期最大流量Q=781m3/h，遠期最大流量Q=1531m3/h4設計溫度T=16℃污水處理部分5粗格柵構筑物： 主要設備： 粗格柵 型式：回轉式格柵 數量：2臺 1用1備 性能：B＝1000mm b=20mm渠寬：B＝1000mm配套設備：無軸螺旋輸送壓榨機1臺；手動方閘門（700700）4臺。6進水泵房構 筑 物： ，LBH= 9m 主要設備： 潛水污水泵（水泵按近期配置） 數 量： 3臺，2用1備（2臺變頻） 性 能： Q=390m3/h，H=15m，N=30kw 配套設備： 電動葫蘆1臺（P=1t）。7細格柵構 筑 物： 主要設備： 螺旋式細格柵數 量： 2套 (1用1備)性 能： D=1400，b=6mm配套設備： 不銹鋼閘板（1500X800）4臺，（800X800）1臺。8旋流沉砂池構 筑 物：型 式：旋流沉砂池數 量：1座2池單池尺寸：D= H=主要設備：沉砂池除砂機數 量：2套 性 能：D= 配 套：砂水分離器1套，Q=50m3/h，鼓風機2套(1用1備)，Q=，P=49kpa不銹鋼渠道閘板（1600X800）1臺，（1200X600）2臺，（700X600）2臺。9生物池配水井構 筑 物：1座尺 寸：D=，H=4m10厭氧池構 筑 物：1座尺 寸：LBH=2184m設 備：潛水攪拌器4臺 N=11回流污泥反硝化池構筑物：1座尺 寸：LBH=85m設 備：潛水攪拌器4臺 N=12生物池設計流量：構 筑 物： 2座中心島：R=，L=。內溝B=，中溝B=4m，外溝B=，.單溝池容：3365 m3 總有效池容：6730m3總 泥 齡：SRT=15d污泥負荷：產 泥 率：Y=剩余污泥量：W=1603kg/d混合液濃度：MLSS=4000mg/l標準狀況下最高需氧量：215kgO2/h主要設備：轉碟 D=1500mm，*h外溝四組轉盤，每組11片； 中溝二組轉盤，每組8片 內溝二組轉盤，每組5片設計流量：構筑物：2座單池尺寸：LB=有效水深：H=5m單池池容：3200 m3 總有效池容：6400m3好氧污泥齡：SRT=15d污泥負荷：*d總產泥率：Y=剩余污泥量：W=1832kg/d混合液濃度：MLSS=3500 mg/l標準狀況下最高需氧量：243kgO2/h主要設備：(1) 微孔膜式曝氣器 1517套單個曝氣頭Q=(2) 內回流泵6臺， 4用2備Q=250m3/h， N=(3) 潛水攪拌器 缺氧段4臺N＝厭氧段2臺N＝13二沉池構筑物：圓形幅流式沉淀池數 量：2座單 池：D=23m設 備：刮吸泥機 2套 D=23m ,h=(池邊水深）構筑物：圓形幅流式沉淀池數 量：2座單 池：D=23m設 備：刮吸泥機 2臺 D=23m，H=(池邊水深）14二沉池集配水井構