1. 對城市污水處理廠工程設計的相關探討
本文主要闡述了污水處理的特點及難點,提出了污水處理工藝設計,並結合作者多年的工作經驗,對AAO污水處理工藝流程以及各主要構築物工程設計相關參數進行了分析。對今後類似的工程設計具有一定的借鑒意義。
1 工程概況
本污水處理廠規劃用地面積約12km2,分兩期建設,總規模為30萬m3/d( Kz=1.3),近期工程設計規模為10萬m3/d,雨季合流污水規模為18萬m3/d;而遠期工程設計規模為20萬m3/d,雨季合流污水規模為30萬m3/d。納污范圍內服務面積約60km2。污水廠出水水質執行GB 18918-2002城市污水處理廠污染物排放標準的一級A標准;大氣污染物排放執行GB 18918-2002的二級標准; 污泥直接濃縮脫水外運處置,含水率小於80%。污水廠總進水管道為φ2 000鋼筋混凝土管,出廠尾水排放管為φ1 800排入附近河流,作為河流的生態補水,尾水排放管長度約1100 m。
2工程污水處理的特點和難點
本工程污水處理的特點和難點主要有:(1)本工程出水排放標准較高,由於SS,BOD5,CODCr,TP等污染物均可通過三級深度處理去除,而化學加葯、過濾等三級處理手段對 TN 的去除是基本無效的,只有通過強化生物處理手段進行去除。(2)有限碳源的合理分配問題,解決近期進水碳源可能較低的問題。(3)近期雨季合流污水對污水廠水量水質的沖擊問題。(4)雨季合流制污水 SS 值和含砂量較高的問題。以上問題是本工程技術路線重點考慮的技術問題。
3 工藝流程
本工程設計為了滿足進水水質的變化和雨季合流污水量的沖擊,推薦採用AAO污水處理工藝(見圖1),該工藝具有水質水量變化及負荷沖擊適應性強、處理效果穩定可靠、運行模式靈活等優點。二級處理出水後採用三級深度處理(微絮凝過濾)和紫外線消毒+ClO2輔助消毒。污泥處理採用機械離心濃縮脫水一體機,除臭採用生物除臭工藝,對全廠有惡臭產生的構築物進行加蓋除臭,最大限度降低污水廠的生產運行對周圍環境的影響。
4 各段主要構築物工程設計及設計參數
4.1 預處理構築物設計
預處理構築物包括粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池,主要功能包括:
1) 去除污水中較大漂浮物,並攔截直徑大於20mm的雜物,以保證潛水泵正常運行,將污水進行提升後,使污水籍重力依次流過處理構築物,以保證污水廠正常運轉( 粗格柵及進水泵房);
2)去除污水中較大漂浮物,並攔截直徑大於6mm的固體物,以保證生物處理及污泥處理系統正常運行,同時去除污水中比重大於2.65,粒徑不小於0.2mm的砂粒,使無機砂粒與有機物分離開來,便於後續生物處理,兼帶除油撇渣功能(細格柵及曝氣沉砂池)。
設計參數:
1) 粗格柵及進水泵房。地下式鋼筋混凝土結構,格柵採用輕質加罩除臭; 內凈尺寸: L×B=23m×22.6m,池深10.5m。主要設備為: 2台鋼絲繩格柵除污機;單台過柵流量:Qmax=1.04m3/s。4台潛污泵,單泵性能參數:流量:580L/s,揚程:13.5m,功率:125kW。
2) 細格柵及曝氣沉砂池。鋼筋混凝土構築物,內凈尺寸: L×B=16.8m×10.8m。停留時間:近期旱季污水停留時間:約5.8 min(高峰流量);近期雨季合流污水停留時間:約4.2 min。曝氣沉砂池共兩格,單格凈寬4.0m,設計有效水深2.7m,有效長度24m。曝氣量按0.2 m3空氣/m3污水配置,在細格柵的架空渠道下設鼓風機房間,內設3台羅茨風機(2用1 備),單機風量750m3/h,風壓4.5m,功率15kW。
4.2 水處理構築物設計
水處理構築物主要為 A/A/O 生物反應池,主要功能為在生物反應池中營造厭氧、缺氧、好氧環境,利用生物反應池中大量繁殖的活性污泥,降解水中污染物,以達到凈化水質的目的。本構築物也是本污水處理廠工程的核心部分。
設計參數:
1) 生物反應池。內凈尺寸: L×B×H=100 m×88.8m×7.0m。設計參數:設計流量:10萬m3/d,最低水溫:15℃最高水溫:25℃,系統設計泥齡:13d,污泥負荷:0.07kgBOD5/( kgMLSS・d),容積負荷:0.245 kgBOD5/(m3・d),MLSS:3.5 g/L,MLVSS:2.45g/L,污泥生成系數: 1.1 kgMLSS/( kgBOD5・d) ,有效水深: 7.0 m,總水力停留時間: 13.46 h,高峰時供氣量:24167m3/ h,氣水比: 5.80∶1,剩餘污泥量:15.4 t/d。
2)二沉池。周進周出二沉池: 直徑38 m,共4 座。單池流量: Qmax=1354m3/ h,最大表面負荷( 雨季) : qmax= 1.38m3/(m2・h),最大表面負荷(旱季):qmax=1.19 m3/( m2・h),平均表面負荷( 旱季):qav=0.92 m3/( m2・h),池邊有效水深:4.0m,設計流量停留時間:3.4hr,平均流量停留時間:4.4hr。
4.3 深度處理構築物設計
深度處理構築物包括自動反沖洗濾池、紫外線消毒渠,其主要功能為:
1)通過過濾進一步去除二沉池出水中的污染物質,確保污水處理廠的出水達標。
2) 殺滅細菌,使細菌指標達到國家排放標准。
設計參數:
1) 自動反沖洗濾池。濾池單元數: 1座,每座分4條廊道; 設計規模: 5417m3/h(旱季高峰);單池濾池單元面積:169.4 m2;單池結構尺寸:34.77m×4.9m×1.5 m;設計濾速:8.0m/h(高峰),9.23 m/h(雨天)。
2) 紫外線消毒渠。內凈尺寸: L×B=13.0m×5.54m;Qmax=5417m3/h;BOD5:10mg/L;SS:10mg/L;進水糞大腸菌群數106個/L~107個/L;出水糞大腸菌群數小於103個/L。
4.4 污泥處理構築物設計
污泥處理構築物主要包括污泥濃縮池、污泥濃縮脫水機房及料倉,主要功能為:
1) 儲存一定量污泥,保證脫水裝置穩定運行,撇除污泥內游離水,縮小污泥體積。
2) 降低污泥含水率,減少污泥體積,幫助污泥固化並外運。
設計參數:
1) 污泥濃縮池。2座直徑8m圓池,進泥量:16.8 TDs/d( 旱季),20.2TDs/d( 雨季);進泥含水率:99.3%;進泥體積: 2400m3/d(旱季),2880m3/d(雨季);出泥含水率:98.5%;出泥體積:1120 m3/d(旱季),1344m3/d(雨季);停留時間:3.5h(旱季),2.9h(雨季)。
2) 污泥濃縮脫水機房及料倉。構築物外尺寸:30m×15.2m,層高11.7m。污泥量:16.8TDs/d(旱季),20.2TDs/d(雨季);進泥含水率: 98.5%;進泥體積:1120m3/d(旱季),1344m3/d(雨季);出泥含固率:≥20%;出泥體積:84m3/d(旱季),101m3/d(雨季)。
5 結語
本污水處理廠工程是一座較大規模的污水處理廠,所採用的工藝必須是成熟、可靠的,同時也要考慮工藝的先進性、運行的穩定性、調整的多樣性和出水的安全性。推薦的 AAO 系列處理工藝可衍生出多種運行模式,如改良AAO可強化除磷,倒置AAO處理工藝可強化脫氮效果,每個工藝均各有特點,適用於不同的環境和工況。
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2. 煤礦污水處理廠設計的探討
為了加強煤礦污水治理,保護水環境,新建礦井非常重視環保建設,並投入了大量的資金。設計部門也對生活污水處理進行了多工藝、多方案比較與探索。針對目前煤礦污水處理中有關建設規模和工藝技術談一些個人的看法。
1合理確定建設規模
對一個礦井來說,需根據礦井總體規劃和排水規劃,分期分批地建設污水管網和污水處理廠,要根據水環境保護的目標,分期實施,逐步到位。
(1)目前部分煤礦工業場地和居住區各建一座污水處理廠,兩處征地,重復建設,投資增加,運行能耗高,管理費用高,技術力量分散,噸水處理成本高。一般來說,礦井工業場地和居住區相距不是很遠,合建一座一定規模的污水處理廠更合理,考慮從居住區向工業場地排水,管道埋設太深,可在中間設置污水提升泵站,或者在工業場地與居住區中間地段征地建設污水處理廠。採取合建方式,不但可節省投資,且可大大降低運行成本。
(2)目前許多新建礦井設計中根據規范及全員效率,勞動定員數量較少,而實際建成後煤礦招聘大量的勞務人員,以及隨著煤礦的發展,涌進大批的外來人員,使得煤礦的用水量增加,污水量也隨之增大。因此,對於新建煤礦污水處理廠的設計,在建設規模時應考慮予留系數。
(3)由於煤礦污水水質水量變化較大,合理地確定設計的污水水量和污水水質,直接涉及工程的投資、運行費用和費用效益。生產污水與生活污水通盤考慮,不使留餘地過大,避免增加投資、使設備閑置或低效運行。
2煤礦污水處理設計常用流程
一般來說,不同煤礦對出水的要求差異較大,應根據我國環保部門的要求確定處理程度,以確保出水水質。由於生活污水中的氮和磷對水體有富營養化的影響,污水處理要求有脫氮除磷的效果。
煤礦污水水質與一般城市污水性質類似,但不同於城市污水(城市污水中常包括部分工業廢水)。其特徵可概括為:水質水量變化較大,污染物濃度偏低,污水可生化性好,處理難度小。
煤礦污水處理廠設計時在80年代採用活性污泥法處理工藝的較多,由於污水中有機物含量太低,在運轉過程中微生物得不到最低限度的營養物質,形不成活性污泥,運轉不起來。氧化溝污水處理工藝,也存在同樣的問題,迴流活性污泥迴流不起來,致使原氧化溝系統變成了附加曝氣的帶狀平流沉澱池,達不到要求的處理目標。
90年代以來污水生物處理新工藝、新技術的研究開發應用取得了很大成就,許多新工藝應運而生,這些新工藝的共同特點是:高效、穩定、節能,並具有脫氮除磷等多功能。較典型的工藝有:
(1)A2/O工藝該工藝是厭氧,缺氧,好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱,是70年代由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝(A/O)的基礎上開發的。
(2)SBR工藝序列間歇式活性污泥法的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。SBR實際上是出現最早的活性污泥法,70年代出現於美國,經過20年的研究開發革新,將可變容積活性污泥法過程和生物選擇器原理進行有機結合,成為改良型的SBR工藝。
(3)BAF工藝即曝氣生物濾池工藝,是90年代初開發的新型微生物附著型污水處理技術,能同時完成生物處理與固液分離,通過調整濾池結構形式而成為具有脫氮除磷功能的組合工藝。
3BAF工藝處理煤礦污水
3.1工藝流程
曝氣生物濾池是最先在歐美發展起來的在歐美和日本等發達國家廣為流行,近些年來在我國已有數十家污水處理廠應用。如大連、慈溪、新會、楊凌,在山西的煤礦生活污水處理中也有應用。
該技術綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用。污水從濾池底部進入濾料層,濾料層下部設有供氧的曝氣系統進行曝氣,氣水為同向流。在濾池中,有機物被微生物氧化分解,NH3-N被氧化成NO3-N;另外,由於在堆積的濾料層內和微生物膜的內部存在厭氧/缺氧環境,在硝化的同時實現部分反硝化,從濾池上部的出水可直接排出系統。
3.2工藝特點
BAF作為一種膜法污水處理新工藝,與傳統活性污泥法和接觸氧化法相比,具有以下的優點:
(1)具有較高的生物濃度和較高的有機負荷。曝氣生物濾池採用粗糙多孔的球狀濾料,為微生物提供了較佳的生長環境,易於掛膜及穩定運行,可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量,單位體積內微生物量遠遠大於活性污泥法中的微生物量(可達10~15g/l),高濃度的微生物量使得BAF的容積負荷增大,減少了池容積和佔地面積,使基建費用大大
降低。
(2)工藝簡單、出水水質好。由於濾料的機械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產生的粘性物質形成的吸附作用,使得出水的SS很低,一般不超過15mg/l。因進行周期性的反沖洗,生物膜得以有效更新,表現為生物膜較薄,活性較高。有時即使生物處理發生故障,在短期內其物理作用機理仍可保證高質量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標准,同時可用於回用。
(3)抗沖擊負荷能力強。由於整個濾池中分布著較高濃度的微生物,其對有機負荷、水力負荷的變化不象傳統活性污泥那麼敏感,同時無污泥膨脹問題。
(4)氧的傳輸效率高。曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%-30%,曝氣量明顯低於一般生物處理。其主要原因是:
1因濾料粒徑小,氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡,加大了氣液接觸面積,提高了氧的利用率;
2氣泡在上升過程中,由於濾料的阻擋和分割作用,使氣泡必須經過濾料的縫隙,延長了其停留時間,同樣有利於氧的傳質;
3理論研究表明,BAF中氧氣可直接滲入生物膜,因而加快了氧氣的傳輸速度,減少了供氧量。
(5)易掛膜、啟動快。BAF調試時間短,一般只需7~12天,而且不需接種污泥,採用自然掛膜馴化。由於微生物生長在粗糙多孔的濾料表面,微生物不易流失,使其運行管理簡單。BAF在短時間內不使用的情況下可關閉運行,一旦通水並曝氣,可在很短時間內恢復正常運行,這一特點說明曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大的地區的污水處理。
(6)菌群結構合理。傳統活性污泥法中,微生物分布相對均勻,而在BAF中從上到下形成了不同的優勢菌種,因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發生。
(7)自動化程度高。由於相關工業技術的發展,一些先進的自動化設備如液位感測器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產品的出現,使得曝氣生物濾池系統運行管理自動化得以順利實現。
曝氣生物濾池系統可以對進水水質、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測,並通過PLC控制系統方便地調整曝氣時間的長短,控制風機的供氧量,做到優化運行,PLC系統對濾池進行自動反沖洗。
(8)脫氮效果好。通過不同功能的濾池組合或同一濾池中的不同功能區分布,使濾池在除碳的同時可進行硝化和反硝化。其原理是通過對兩組濾池或同一座濾池內分別人為地造成好氧、兼氧的生物環境,不僅能去除一般有機物和懸浮固體,而且具有較好脫氮功能。
在一級濾池(C/N池)和二級濾池(N池)中的曝氣階段需要不斷調節溶解氧水平,使溶解氧達到較高水平(約2~3mgO2/l),而在DN池中使溶解氧達到較低水平(約0.2~0.5mgO2/)。
4BAF工藝的出水回用
眾所周知,水資源緊缺已經成為世界性問題。我國也同樣面臨水資源短缺的現實。污水再生利用是提高水資源綜合利用率、緩解水資源短缺矛盾、減輕水體污染、實現有限水資源的可持續利用的有效途徑之一。煤礦污水經過處理消毒後,可用於綠化、沖洗、工業用水。採用BAF工藝處理煤礦污水,出水水質穩定,優於一般傳統生物處理工藝,其出水消毒處理後,就可以作為中水回用。
曝氣生物濾池工藝具有體積小、佔地省、效率高、出水水質好、流程簡單、操作管理方便等特點,實際運行中可以實現中央集中控制和現場手動自動控制,經過多個工程實際應用,日趨已經成熟,其出水經消毒處理後可以達到中水回用的標准。據了解,目前我國每處理,1m3污水直接投資在1000元左右,而採用BAF工藝處理則可控制在500元左右,且能節省近4/5的佔地面積。煤礦污水水質水量變化較大,污染物濃度偏低,污水可生化性好,BAF工藝比較適用。
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3. 淺析中小城市污水處理廠設計中應注意的幾個問題論文
淺析中小城市污水處理廠設計中應注意的幾個問題論文
1 前言
工業的發展推動人民生活水平進一步提高,但同時也造成嚴重的環境污染,其中水體污染是環境污染的主要因素之一,世界各國對此高度重視,因而治理水污染成為環境保護重要的課題之一。為了更好的保護水環境,我國把城市給排水作為基本的建設項目給予大力支持,並制定了污水治理目標,從2000 年的處理率為25% 到2010 年我國的城市污水處理率達到了40%,在治理水污染方面已初見成效。同時要求各中小城市都要建設污水處理廠,在「十五」期間,我國對城市污水處理投資達到1200 億元,其中中小城市的佔有較大的比重。為取得更好的投資效益,根據中小城市的污水排放現狀與城市建設特點,對如何改革污水處理設計工藝提出建議,以推動我國中小城市的可持續發展。
2 中小城市污水處理工藝設計應注意的問題分析
在中小城市污水處理設計的過程中,要充分考慮處理廠的數量、設計水量與水質以及明確處理標准等各種因素。
2. 1 確定數量
根據城市規模應布局幾個污水處理廠,通常大、中、小城市都會建設大型集中型的污水處理廠,有利於減少建設與運行費用。
( 1) 廠址的選擇與規劃; 根據城市的發展規劃,污水處理廠通常設在城市河流的下游地區,廠址遠離城區,這樣導致收集管網長度過長,配套太難,處理系統得不到合理的利用; ( 2) 發展趨勢; 城市的發展對環境的要求逐漸提高,在別墅區以及一些普通小區都會興建污水處理系統,這樣一來,推動了污水處理廠的發展趨向小型化、分散化; ( 3) 整體規劃; 由於水資源的污染,對再生水的利用率越來越高,集中水污染處理與再生水系統的投資大,操作起來相當困難。因此,在污水處理的過程中,污水廠的建設把集中與分散有效的結合在一起,污水的處理與再利用結合在一起,對污水處理廠進行布局,還要充分考慮對現有的管道系統、再生水回用系統、城市發展與規劃等各種因素結合在一起,污水處理廠的布局根據要城市的需要進行合理布局。
2. 2 確定好水量和水質的參數及處理的標准
在污水處理設計的過程中,要對污水的水質與水量進行分析論證,這直接關繫到污水處理廠的投資建設和運行費用。
( 1) 水量設計; 設計污水的水量應根據城市人口、城市經濟發展與水平及城市的排水制度、工業廢水的排放量、污水管道系統的建設程度、污水處理的規劃年限等,把這些因素進行綜合分析之後,才能對污水處理廠的規模進行確定。
( 2) 水質設計; 污水的水質,這與城市的性質、經濟發展的水平、工業水的性質、其他污染源及排水制度有關。因此,在對污水廠污水處理設計的過程中,要充分考慮污水濃度變化對實際運行造成的影響,參照同類城市污水處理變化的周期,對污水處理進行合理的分期,為了預防不可預測的因素,污水處理廠的建設也要進行分級建設,留出一定的餘地,要充分考慮投資的合理性。
( 3) 污水處理的標准; 我國對污水處理有明確的規定,污水處理廠的出水水質應與水體環境、上下游水的用途及自凈能力等使排出的水符合國家相關標准。在確定污水廠出水標准時,要根據城市的實際情況進行具體分析,要充分考慮其建設、環境、經濟以及發展等各種要素。通常來說對於經濟發達城市,其城市建設快,對環境保護及水體要求較高,把水體標准作為污水處理後出水標准之依據來制定出水標准。
3 中小城市污水處理廠設計改進措施
從以上的分析可以看出,中小城市污水的水量、處理標准都很好確定,然而在實踐過程中卻存在很大的差異,究其原因,是我們在設計的過程中只根據理論知識和借鑒同等城市的經驗,未能與實踐相結合,缺乏對城市建設規劃和管理之間的關聯性的認識,缺乏對未來發展的認識,要建設具有系統性、科學性與合理性的污水處理廠,不但要遵循城市發展規劃、水環境的保護要求以外,還要從以下幾點進行改進。
3. 1 設計前的調查研究
在建設中小城市污水處理廠之前,要對該城市進行充分的調查、研究,搜集有用的資料,特別是對城市未來的發展與城市規劃存在的矛盾。充分了解污水處理廠建設的配套排水體系及管網分布情況,了解城市功能以及排放水體的污染現狀,才能確保處理廠的規劃、設計具有合理性與適用性,不偏離城市未來的發展方向。
3. 2 污水處理廠的建設設計要分級進行,要在總體規劃上留有餘地在中小城市污水處理廠的.建設設計中,要具有科學性、合理性與發展性。隨著城鄉一體化發展的加快,我國城市的發展與建設突飛猛進,而在這一過程中,城市的規劃與環境的保護跟不上城市發展之需要。隨著經濟水平的不斷提高,人民對生活質量的要求越來越高,更加註重環境的保護,對水污染的治理提出更高的要求。因而,污水處理廠在建設設計的過程中,要分級、分段進行,根據城市發展的不同階段來擴大處理規模和提高處理標准,在設計的過程中,要留充分的餘地,方便今後的擴展。同時,分期建設不能過於簡單化,不僅要考慮建設上的分期,還要對處理分期進行考慮。結合城市發展的實際情況,對不同時期的排放水量及水質進行綜合分析,在前期出現的問題,在分期建設的過程中進行改善,使之污水處理系統更具合理性。
3. 3 污水處理廠的布局設計與方案要具靈活性根據污水的排放量與處理要求進行設計。首先可運用增加超越管,也就是污水在一定的條件下可以超越部分處理構築物。也就是說,當污水的進水量小,污染程度低的時候,污水可直接流入曝氣池中,越過初沉池,也可以經過初沉池之後直接排放,這樣一來,不僅能達排放標准,還有效的減少運行費用。其次,靈活設計曝氣池。在曝氣池設計的過程中,可從推流、除磷、多點進水、脫氮以及完全混合等多種模式運行,進而增強處理系統的靈活性和處理能力。
3. 4 沉砂池與沉澱池的設計。
( 1) 沉砂池; 沉砂池的主要作用是把較大的無機顆粒從廢水中分離出來,沉砂池一般都設計在沉澱池以及泵站之前,能有效的保護管道與機件,緩解沉澱池的負荷,同時也能使有機顆粒與無機顆粒相分離,方便分別處理。沉砂池的設計可根據水流方向進行分類,分為平流式和豎流式兩種。其中平流式的分離效果更好,通常都採用這種模式,然而到了21 世紀,沉砂池逐步被曝氣沉砂池所取代。曝氣沉砂池的設計主要是在一側通入穿氣,這樣一來,污水池的水就會旋轉式的前流,進而產生橫向恆速環流。其優點在於,通過對曝氣量的控制,可對污水的旋流速度進行控制,除砂效果更具穩定性。不受流量變化的影響,還能對污水起到預曝氣的作用。這種曝氣作用使有機顆粒處於一種懸浮狀態,通過砂粒間的摩擦能除去附著的有機物,便於提取出純凈的砂粒,同時還能改變廢水的水質,使後續處理變得更加容易。
( 2) 沉澱池; 沉澱池的主要作用是根據重力沉降原理除去污水中的固體懸浮顆粒。沉澱池又可分為平流式沉澱池、豎流式沉澱池及幅流式沉澱池三種。根據處理的先後順序又可分為初沉池與二沉池。初沉池主要對污水中的BOD 顆粒型物質和水中SS 進行去除,能有效減少生物處理單元的負荷。二沉池主要是進行水、泥分離,確保處理水能達標排放,同時還能濃縮污,確保向曝氣池提供加流污泥等功能。
4 結語
總之,中小城市污水處理廠的設計要將理論與實踐相結合,根據城市的經濟條件、建設條件,確保污水工廠建設的合理性、科學性與前瞻性,同時還要確保工程的實適性與可操作性。污水處理工藝也要不斷創新,才能實現城市與環境保護的同步發展。
;4. 小區污水處理廠設計原則
小區污水處理廠設計原則是怎樣的呢,下面中達咨詢招投標老姿伍逗師為你解答以供參考。
5. 如何理解「污水處理概念廠」
經過30多年特別是近10多年來的高速發展,中國城市污水處理取得了巨大成就.回望過去,輝煌毋庸置疑,但一路走來,中國污水處理事業也不乏遺憾和隱患.從頂層設計到具體實踐中可持續發展理念的缺位,導致行業的短視、粗放、混亂,甚至劣質,與經濟、社會對污水處理可持續發展的需求相比,已經呈現了多種不適應,未來挑戰依然嚴峻.
從世界范圍看,污水處理正處於重大變革的前夜,城市污水處理廠將由單純污染物削減,轉變為資源、能源工廠,相關政策、標准、技術、實踐等正在廣泛而深刻地變革.而這些,正是中國污水處理未來發展必須重視的新方向.
當量的積累腳步放緩,尋求質變的努力開始了.中國污水處理事業急需在立足國情和自身需要的基礎上,進行一次面向未來的系統探索,以期尋找到再出發的方向.為此,我們提出「建設面向未來的中國污水處理概念廠」這一命題,希望以此融通各方智慧和共識、啟迪創新和創造,引領中國污水處理事業的升級發展.
1.使出水水質滿足水環境變化和水資源可持續循環利用的需要
出水水質標准無疑是污水處理廠建設者的首要考慮.我們認為應包含面向水環境保護需求和面向水資源可持續循環利用的兩類標准.其中,第一類是指根據當地環境和社會可持續發展要求而需達到的出水水質標准,應在頂層設計、長遠規劃的基礎上提出.第二類是完全滿足水資源循環利用的標准,使污水從根本上實現再生,這類標准應考慮對包括新興污染物在內的有毒有害污染物的深度去除,對缺水地區的水生態安全發揮保障作用.
2.大幅提高污水處理廠能源自給率,在有適度外源有機廢物協同處理的情況下,做到零能耗.
如前所述,發達國家污水處理能耗已佔全社會能耗的3%左右,是節能降耗的重要領域.當前,我國污水處理廠的建設運營普遍粗放低效,節能空間更為巨大.污水中的有機物富含能源,合理利用通常能滿足污水處理廠能耗的1/3到1/2;另一方面,污水處理新工藝、新技術、新裝備以及運營方式也有廣泛的節能效果.污水處理廠的大面積佔地也為太陽能利用提供了可用空間.合理集成以上方面,概念廠將實現在目前污水處理耗能基礎上普遍節能50%以上,在具備有機物外源時做到能源自給.沿著概念廠的方向,有望為整個社會減少1%的能耗.
3.追求物質合理循環,減少對外部化學品的依賴與消耗
[2] 污水處理廠產生的物質(污泥)最終需走向社會或自然.概念廠應根據當地實際情況,在城市長遠發展視角下選擇合理處置方式,使污泥最終達到無害化、資源化的目的.化學品的使用間接地增加了污水處理廠資源消耗,也提高了污水排放的生態風險.因此,概念廠將在最大程度上降低對外部化學品的依賴與消耗,在更廣意義上減少對社會總體資源與能源消耗,並降低化學品的引入對污水處理廠出水、出泥帶來的環境風險.
4.建設感官舒適、建築和諧、環境互通、社區友好的污水處理廠
[3] 首先要做到出水、出料、出氣等所有的排出物對生態環境安全,並用多種方式展示和溝通這種安全狀態.在此基礎上要追求感官舒適、建築和諧、環境互通,從而做到和周邊社會的心理互信.土地是我國最寶貴最緊缺的資源,但是,我們認為未來的污水處理廠最重要的並不只是多麼注意它本身的節約用地,而是必須做到不影響周邊土地的使用功能,這可能比它的投資節省效益重要十倍,乃至百倍.
為實現以上追求,我們首先應該徹底跳出現有污水處理技術工藝框框,系統地認真地研究目前國際上的新工藝、新技術、新材料、新裝備的研究與應用進展,預判未來數年可能實現的突破,為城市污水處理做一次重新的系統勾畫.作為現代城市重要的基礎設施,污水處理廠也不應只是技術專家和工程師考慮的事情.為未來城市污水處理廠探尋和構建有整體共識的範式.
6. 污水處理廠的建設原則是什麼
實用性。以解抄決現實問題為主,堅持為領導決策服務,又為經營管理服務,為生產建設服務。
先進性。採用成熟的技術,兼顧未來的發展趨勢,及量力而行,又適當超前,留有發展餘地。
可擴展性。系統便於擴展,以保護前期投資的有效性和後續投資的連續性。
經濟性。以節約成本為基本出發點,建立一個運行可靠、滿足公司實際需求的監控系統。
易用性。系統操作簡便、直觀,以利於各個層次的人員使用。
可靠性。確保系統可靠運行,在關鍵部分應有安全和容錯措施。
可管理性。系統從設計、器件、設備等的選型都必須考慮到系統的可管理性和可維護性。
開放性。採用符合國際標準的產品,保證系統具有開放性特點。
7. 污水處理廠建設中應注意哪些問題
(1)污水廠的設計和其他工程設計一樣,應符合適用的要求,首先必須確保污水廠處理後達到排放要求。考慮現實的經濟和技術條件,以及當地的具體情況(如施工條件)。在可能的基礎上,選擇的處理工藝流程、構(建)築物形式、主要設備設計標准和數據等。
(2)污水處理廠採用的各項設計參數必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件,如水質水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求,全面地分析各種因素,選擇好各項設計數據,在設計中一定要遵守現行的設計規范,保證必要的安全系數。對新工藝、新技術、新結構和新材料的採用積極慎重的態度。
(3)污水處理廠(站)設計必須符合經濟的要求。污水處理工程方案設計完成後,總體布置、單體設計及葯劑選用等盡可能採用合理措施降低工程造價和運行管理費用,
(4)污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下,必須根據需要,盡可能採用先進的工藝、機械和自控技術,但要確保安全可靠。
(5)污水廠設計必須注意近遠期的結合,不宜分期建設的部分,如配水井、泵房及加葯間等,其土建部分應一次建成;在無遠期規劃的情況下,設計時應為今後發展留有挖潛和擴建的條件。
(6)污水廠設計必須考慮安全運行的條件,如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。
(7)污水廠的設計在經濟條件允許情況下,場內布局、構(建)築物外觀、環境及衛生等可以適當注意美觀和綠化。
8. 污水管道設計原則
污水管道設計原則是,
1)盡可能在管線較短、埋深較小的情況下,讓最大區域上的污水自流排出。
(2)要充分考慮地形。
(3)污水主幹管的走向和數量要考慮污水廠和出水口的位置與數量。
(4)盡量採用重力流形式,既要減少埋深,又可少建泵站。
(5)盡量減少與河流、山谷、鐵路和各種地下構築物的交叉。敷設污水干管要考慮地址條件。
(6)污水管通常設在人行道、綠化帶或慢車道下,污水干管最好以排放大量工業廢水的工廠為起端。
(7)管線要簡捷順直,不要繞彎。
(8)近遠期結合。
9. 某污水處理廠設計探討|建築設計防火規范2018
摘 要: 在某污水處理廠的設計過程中,筆者考慮了設計合理的建設規模以及選用合理的工藝技術, 從而使該工程達到了投資省, 見效快, 運行費用低的效果。 關鍵詞: 污水處理廠 設計
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A 文章編號:
1 城市污水處理廠設計中應注意的問題
城市污水處理廠在設計中依據標準的管理,以保證設計和施工工作順利進行,並且保障其經濟效益與社會效益的實現。在以壓力箱涵進流的進水泵房的設計中,若仍以現行污水泵房規范設計,則由於廠內生產水迴流或水泵備用數量較少而投入運行的工作泵數量不足而極易發生進水泵房的溢流現象。設計宜保證進水溢流通道,另外由於以壓力箱涵進流的進水泵房埋設較淺,需注意廠內生產水迴流入進水泵房的可行性,否則需根據具體情況在廠內增設污水泵房。由於反應池間隙回水量比例較高,在工藝設計中必須考慮回水蓄水構築物。
一體化生物反應池的優點之一是佔地面積較小,需注意的是兩邊池的斜板設計並非反應池必須增設的內容。根據進出水處理要求,適當調整單格反應池的表面積、設計水深以及反應池總格數,可以取消反應池兩邊格斜板。
2 合理確定建設規模
對一個城市來說, 需根據城市總體規劃和排水規劃, 分期分批地建設污水管網和污水處理廠,要根據水環境保護的目標,分期實施,逐步到位。城市排水工程建設是一項系統工程,涉及城區管渠改造,污水的收集、輸送(包括泵站),污水處理和排放利用, 以及污泥處置等問題; 在河網城市, 還需考慮上游、下游和水體自凈問題。
合理地確定設計的污水水量和污水水質,直接涉及工程的投資、運行費用和費用效益。不少城市由於市區污水管道未形成系統,缺乏長期積累的污水水質水量資料,一般採取按規劃面積、人口和工業發展的預測來推導污水量,並提出生活污水量、工業廢水量和公建、商業污水量各占的比例,其不確定因素較多,因此提出的設計污水量往往偏大。實際上,按規劃計算的污水量與可能有污水量、實際可能收集到的污水量和根據需要與可能進行處理的污水量是不同的, 設計的污水量在很大程度上取決於污水管網普及率和實際可能收集到的近、遠期污水量, 並分期建設污水處理廠對設計的污水水質,應該對現有實測的水質資料進行分析( 包括工業廢水正在限期達標排放的水質水量變化和管渠內地下水的滲入量),對雨污合流和排水系統缺洞需科學地確定污水管道的截流倍數( 干管和支管可採用不同的截流倍數)。現在設計的需處理污水水質偏高的問題是普遍存在的, 設計的污水水量和污水水質要通盤考慮,留餘地過大,既增加投資亦會使設備閑置或低效運行。
國內有些環保公司提出對污水處理廠投資採用多方集資和融資方案( 如環保公司和業主出資50%,其餘50%資金由銀行貸款),然後通過收取的排污費逐年償還,這種方法是有積極意義的。但有兩個問題需要明確: 一個是出資的環保公司採用的工藝和設計參數需要通過評議, 選用的設備需通過招標,正如國外貸款(包括政府貸款)其工藝和設備需評議和招標耐滑一樣; 另一個是要明確污水處理廠的股權和產權問題,需制訂相應的政策和協議。有的環保公司在報上一再宣傳採用曝氣生物昌扮臘濾池和氣浮池替代沉澱池技術處理城市污水, 投資可減至400元/m3,佔地可減少4/5,運轉費用可減少一半,操作人員可減少9/10,這完全是誤導。住建部要求城市污水廠綠化佔全廠1/3面積,再加上道路及輔助設施、辦公生活設施,總面積約佔全廠的1/2。減少曝氣池和沉澱池面積絕不可能使總的面積減少一半。從技術上看, 用氣浮池代替沉澱池,對代替初沉池來說是行不通的,對於代替二沉池需作具體比較( 包括土建、設備、電耗、管理等方面)。另外,還應對大規模氣浮裝置的技術可行性作出評估。
3 污水處理工藝的選擇。
3. 1 污水處理工藝選擇
污水處理工藝的選用是與污水處理廠進水水質和要求達到的處理效率密切相關的,污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最有效和最常用的方法。根據某污水處理廠進水水質指標, B O D 5/CODcr=0.565,表明某污水處理廠可以採用生化處理工藝,且可生化性好。活性污泥法是使用時間最長的污水處理工藝, 其技術發展很快, 類型較多。常規的活性污泥法工藝對去除氨氮和磷的功能較差。根據上述進出水水質分析,污水處理工藝應選擇具有生物除磷和硝化及部分反硝化功能的活性污泥法,在技術上較為合理。從國內外污水處理記住的發展來看,A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝等諸多工藝不緊具有去除有機污染物的功能而且還具有不同程度的除磷脫氧效果。
3.2 污水處理工藝
針對污水處理廠的污水成分主要是生活污水及水質近似生活污水的工業廢水和經預處理後符合排放標准並可以與城市污水合並處理的工業廢水的特徵,本次初設採用設計中標方案——「生物選擇池+ 卡魯賽爾改良型氧化溝」工藝。
3.2.1 「生物選擇池+卡魯賽爾改良型氧化溝」設計原理:
由於進水水質BOD5濃度低,工藝設計上, 卡魯賽爾改良型氧化溝系統採用了較低的污泥負荷。為了防止地負荷下易出現的污泥膨脹現象,在系統中設置了選擇池。其主要目的是使部分迴流污泥在進入氧化溝系統之前, 使其與進水有一個短時間的接觸, 並通過池中的推流流態和梯度的形成, 對絲狀菌等影響污泥沉降性的微生物的生長進行抑制,從而改善污泥的沉降性。
由於出水要求的NH 3- N 8 m g / L , 更提出了TN20mg/L的要求。因此。在設計工藝上需對系統硝化和反硝化過程進行適當考慮。設計中採用了卡魯賽爾改良型氧化溝池型由於曝氣上、下游DO梯度大, 可大大提高氧的利用率,從而節省了能耗,減少了運行費用; 同事, 曝氣機下游DO 為3 ~3.5 m g / L , 而曝氣機上有的D O 約為0 ~ 0 .5mg/L, 在一個氧化溝內形成多個A / O的串聯,可提高COD的去除率;通過帶有強化生物脫氧的前置反硝化區的設置, 有利於聚磷菌及硝化桿菌在厭氧及缺氧條件下獲得充足的碳源,從而完成磷的釋放及NO3-N 的反硝化, 在硝化反應充分進行的條件下,反硝化反應就有了順利進行的基礎,可滿足出水指標的脫氧要求; 由於氧化溝出水在富氧區,聚磷菌可過濾吸收磷,從而實現生物除磷。
以上處理過程盡管復雜, 卻能在構造上十分簡單的氧化溝內實現。改良型氧化溝流程簡單、管理控制方便、節省基建投資、運行費用低、能除磷脫氮、出水水質好。
3.2.2 「生物選擇池+卡魯賽爾改良型氧化溝」工藝技術特點:
① 工藝流程先進且簡單; 處理構築物少、機械設備少(與A2/O法相比較,沒有混合液內迴流泵系統,由於污泥相對好氧未定一般不設污泥的厭氧消化系統等構築物)運行管理方便;工藝運轉穩定性很好,出水水質穩定。②具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優勢,能承受水量、水質變化較大的沖擊負荷,處理效果穩定。③污泥產量少,污泥相對好氧穩定,從而省去了污泥厭氧消化系統處理構築物, 只須污泥機械濃縮脫水即可。剩餘污泥採用一體化機械濃縮脫水工藝,可實現快速脫水,從而有效防止磷的再次釋放,確保污水處理廠達到良好的除磷效果。④投資省。由於卡魯賽爾改良型氧化溝設備台數少, 因此就其它氧化溝工藝而言, 採用卡魯賽爾改良型氧化溝工藝的污水處理廠工程如採用同一檔次的設備, 其總投資交其它氧化溝工藝低。
4 結語
綜上所述,本文重點介紹了某污水處理廠設計工藝的應用及評價現狀,並且有針對性的提出了改進措施,旨在促進我國污水處理廠設計工藝和科學發展與合理應用。