
烏魯木齊市河東污水處理廠(chǎng)占地面積35公頃,是新疆第一座現代化大型城市污水集中處理企業(yè),是自治區第一個(gè)利用外資和國債建設的大型市政基礎設施工程,曾被列為國家重點(diǎn)建設工程項目。河東污水處理廠(chǎng)于1995年8月動(dòng)工建設,1997年7月水區投產(chǎn)運行,于1999年9月全面竣工,2002年元月通過(guò)正式竣工驗收,并實(shí)現了設備運行自動(dòng)化管理。工程總投資為3.09億元人民幣,設計處理能力20萬(wàn)噸/日。
2003年,法國威立雅水務(wù)環(huán)境集團對烏市污水處理行業(yè)產(chǎn)生濃厚興趣,愿意投資污水處理事業(yè)。經(jīng)過(guò)近3年的友好談判,雙方簽訂了《合作合同》。依據合同,烏市城市建設投資有限公司出資6300萬(wàn)元,占注冊資本41%,法國威立雅出資相當于9067萬(wàn)元人民幣現匯,占注冊資本的59%,共同組建烏魯木齊河東創(chuàng )威水務(wù)有限公司,合作期限為25年。
目前,該污水處理廠(chǎng)全年處理污水量近7000萬(wàn)方,春夏秋三季可利用的中水量達4300萬(wàn)方,主要用于下游的農用灌溉、綠化和砂場(chǎng)洗砂。
該污水處理廠(chǎng)與市區有3‰的坡度,使得污水依靠自身重力就能在各構筑與后續構筑物間形成1 m -1.2 m的水頭。因此該污水處理廠(chǎng)不用設污水提升泵。
2.各構筑物介紹:
2.1格柵
格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截,以免其對后續處理單元的機泵或工藝管線(xiàn)造成損害。 格柵按柵條的種類(lèi)可分為直棒式柵條格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉筒式格柵和活動(dòng)柵條式格柵。
由于直棒式格柵運行可靠,布局簡(jiǎn)潔,易于安裝維護,本工藝選用直棒式格柵。
格柵設置方式:
粗格柵→細格柵
進(jìn)水粗格柵是污水處理廠(chǎng)第一道預處理設施,可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物,以保護進(jìn)水泵的正常運轉,并盡量去掉那些不利于后續處理過(guò)程的雜物。
擬用回轉式固液分離機;剞D式固液分離機運轉效果好,該設備由動(dòng)力裝置,機架,清洗機構及電控箱組成,動(dòng)力裝置采用懸掛式渦輪減速機,結構緊湊,調
整維修方便,適用于市政污水處理廠(chǎng)污水預處理。該污水廠(chǎng)格柵間設有超聲波測位儀,采用PLC自動(dòng)控制。當水位達到設定值時(shí)格柵就會(huì )開(kāi)動(dòng)回轉。
主要參數:
粗格柵寬1m,間距25mm,柵條寬10mm,傾角75°,柵前
位0.9m,過(guò)柵流速0.8m/s。
細格柵寬1.5m,柵間距6mm,柵條寬10mm,傾角35°柵前水位0.9m,過(guò)柵流速0.8m/s。
2.2沉砂池
沉砂池的形式,按池內水流方向的不同,可分為平流式、豎流式和旋流式三種;按池型可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。
平流式沉砂池是常用的形式,污水在池內沿水平方向流動(dòng),具有構造簡(jiǎn)單、截留物及顆粒效果較好的優(yōu)點(diǎn)。
豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進(jìn)入池內,無(wú)機物顆粒藉重力沉于池底,處理效果一般較差。
曝氣沉砂池是在池的一側通入空氣,使污水沿池旋轉前進(jìn),從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣沉砂池的優(yōu)點(diǎn)是,通過(guò)調節曝氣量,可以控制污水旋流的速度,使除砂效率較穩定,受流量變化的影響較小。同時(shí),還對污水起預曝氣作用。按生物除磷設計的污水處理廠(chǎng),為了保證除磷效果,一般不采用曝氣沉砂池。近年來(lái)日益廣泛使用的旋流式沉砂池是利用機械力控制流態(tài),加速砂粒的沉淀,有機物則被留在污水中,具有沉砂效果好、占地省的優(yōu)點(diǎn)。
平流式沉砂池具有構造簡(jiǎn)單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn);豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動(dòng),無(wú)機物顆粒借重力沉于池底,處理效果一般較差;曝氣沉砂池則是在池的一側通入空氣,使污水沿池旋轉前進(jìn),從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用,可使沙粒上懸浮性有機物得以有效分離,且不使細小懸浮物沉淀,便于沉砂和有機物的分別處理和處置。
該水廠(chǎng)選用的是曝氣沉砂池。曝氣沉砂池設兩組,每組兩格,單格寬3 m,長(cháng)24m,深6.2m,設計流量1896 m3/h,有效停留時(shí)間3mm,水平流速0.08m/s,采用穿穿孔管曝氣。
2.3 A 段曝氣池
曝氣池是活性污泥反應器,是活性污泥系統的核心設備,活性污泥系統的凈化效果,在很大程度上取決于曝氣池的功能是否能夠正常發(fā)揮。
曝氣池從以下幾方面分類(lèi):
從混合液流動(dòng)形態(tài)方面,分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式3種;
從平面形狀方面,可分為廠(chǎng)房廊道形、圓形、方形及環(huán)狀跑道形等4種;
從采用的曝氣方法方面,可分為古風(fēng)曝氣池、機械曝氣池以及兩者聯(lián)合使用的機械-鼓風(fēng)曝氣池。
從曝氣池與二次沉淀池之間的關(guān)系,可分為曝氣-沉淀合建式和分建式兩種。
該廠(chǎng)A、B段均采用的是推流式曝氣池。
A 段曝氣池設計參數:
推流式曝氣池,4 格,每格尺寸35 m ×6 m ×6. 5 m。污泥負荷3. 76 kgBOD5 / ( kgML SS •d) 。曝氣池容積5500m3, HRT 20 min , MLVSS1 800 mg/ L , ML SS 2 400 mg/ L ,泥齡0. 75 d , 污泥回流比為60%。溶解氧0. 5~0. 8 mg/ L ,采用盤(pán)式合成橡膠中孔曝氣器。
A 段曝氣池利用原污水做為菌種來(lái)源,用連續曝氣法進(jìn)行活性污泥的培養。
監測表明:
○1 在好氧條件下, A段在溶解氧較高條件下運行時(shí),BOD5去除率高于CODcr去除率14%左右。
○2在厭氧條件下, A段溶解氧在0.2mg/L以下,發(fā)現BOD5去除率低于CODcr 去除率約4%。A段在好氧條件下BOD5、SS去除率要比在厭氧條件下的去除率高10%左右;而CODcr去除率在好氧條件下比在厭氧條件下低10%左右。
2.4 中間沉淀池
沉淀池較為常用的有三種:平流式、輻流式、豎流式。
平流式沉淀池:由流入裝置、流出裝置、沉淀區、緩沖層、污泥區及排泥
裝置等組成; 流入裝置由配水槽、擋流板組成,流出裝置由流出槽與擋板組成,緩沖層的作用時(shí)避免已沉污泥被水流攪起以及緩解沖擊負荷,污泥區起貯存、濃縮和排泥作用,排泥方式有靜水壓力法、機械排泥法。宜做初沉池。
輻流式沉淀池:池型呈圓形或正方形,直徑(或邊長(cháng))6-60m,池周水深1.5-3.0m,用機械排泥,池底坡度不宜小于0.05?捎米鞒醭脸鼗蚨脸。
豎流沉式淀池:池型可用圓形或正方形。為了池內水流分布均勻,池徑不宜太大,一般采用4-7m。沉淀區呈柱形,污泥斗呈截頭倒錐體。
輻流沉淀池工藝成熟,適合范圍廣,處理效果較好,河東污水處理廠(chǎng)中沉池采用輻流沉淀池。
該廠(chǎng)中沉池采用的是輻流式沉淀池。中心進(jìn)水,周邊出水,中心轉動(dòng)排泥。為使布水均勻,進(jìn)水管設穿孔擋板,穿孔率為10%~20%,出水堰亦采用三角堰,堰前設擋板,攔截浮渣,刮泥機由衍架及轉動(dòng)裝置組成。
中沉池直徑47m,單池設計流量1896 m3/h,表面負荷0.97m3/m2•h,沉淀時(shí)間2h,有效水深2m,池邊水深4m,邊高0.5m。
2.5 B段曝氣池
B級曝氣池兩座,單池尺寸:L×B×h=48m×8m×7.5m,采用7廊道,其中1廊道為厭氧段,2-3廊道為缺氧段,4-7廊道為耗氧段。1-3廊道每廊道各設4個(gè)攪拌器,還有內回流泵,以實(shí)現處理工藝的靈活切換。在B段曝氣池中必須控制好溶解氧的濃度,否則會(huì )影響到脫氮除磷的效果。
主要設計參數:
推流式曝氣池,4 組,每組3 廊道, 每廊道尺寸48 m×8 m×7.5 m。污泥負荷0. 22 kgBOD5/(kgML SS •d) 。曝氣池容積3 萬(wàn)m3, HRT 3. 3 h ,MLVSS 2 470 mg/ L , MLSS 3 290 mg/ L , 泥齡19. 23 d , 污泥回流比為80%,溶解氧2~5 mg/ L ,采用盤(pán)式合成橡膠微孔曝氣器。
B段曝氣池活性污泥的培養采取了從A段接種的方法,即采取在A(yíng)段活性污泥培養成功后,用A段出來(lái)的混合液,從超越管線(xiàn)越過(guò)中間沉淀池直接進(jìn)入B段曝氣池,采用大曝氣量(4rag/L)方法連續曝氣培養,第三天B段曝氣池sV即達10%,一周后達20%以上。鏡檢B段水樣,已出現大量微型后生動(dòng)物如輪蟲(chóng)等,并連續出現數日,輪蟲(chóng)的出現標志著(zhù)B段曝氣池這一生物處理系統進(jìn)入了非常穩定的處理時(shí)期。
監測表明:
○1在好氧條件下,將B段溶解氧控制在2~3mg/L時(shí), 系統運行效果要好于厭氧、兼氧時(shí)的運行效果,特別是CODcr 、Ss的去除率較高。
○2厭氧兼氧條件下, 由于供風(fēng)不足,B段溶解氧長(cháng)期低于0.5~0.7mg/L時(shí),系統可正常運行,BOD5、CODcr去除率達到50.2%~65.6%。但長(cháng)期低溶氧運行時(shí),對污泥的沉降性能有非常不利影響,導致Ss出水濃度大大增加,在1998-03出現的B段污泥膨脹池就是因為鼓風(fēng)機進(jìn)風(fēng)室結霜,致使鼓風(fēng)機送氣量不足,溶解氧長(cháng)期偏低造成的。
2.6 二次沉淀池
鋼筋砼結構,直徑59m,周邊池深4.0m,圓形輻流式,4 座, 機械刮吸泥,表面負荷0. 83 m3 / (h •m2) ,沉淀時(shí)間4.7 h ,刮砂機轉一圈55min。
2.7 鼓風(fēng)機房
鼓風(fēng)機房有沼氣鼓風(fēng)機和電動(dòng)鼓風(fēng)機。沼氣鼓風(fēng)機:兩臺,互為備用;電動(dòng)鼓風(fēng)機:三臺,兩用一備。鼓風(fēng)量由曝氣池內的溶氧儀測定后返回數據,PLC監控、操作。
2.8 該廠(chǎng)污泥脫縮機房
污泥濃縮機房設計流量60m3/h,動(dòng)力功率15kw,偏心螺桿泵三臺,兩用一備,每天運行17小時(shí),脫水藥劑陽(yáng)離子高分子絮凝劑(CPF),投加量3~5kg/t,干污泥投加量70kg,脫水機房尺寸:長(cháng)20.7m×寬16.5m×高為8m。
污泥處理工藝流程如下:
A、B段剩余污泥一一一次污泥濃縮池一一污泥消化池一--污泥曝氣池一一二次污泥濃縮
池—一污泥脫水機房—一污泥干化場(chǎng)
污泥處置現狀及存在的問(wèn)題:
目前,烏魯木齊市河東創(chuàng )威水務(wù)有限公司所采用的污泥處置方法,是將污泥適當濃縮后運至污泥干化場(chǎng)堆放,有時(shí)米泉市農民也從干化場(chǎng)拉運污泥,直接用作農肥。
該廠(chǎng)進(jìn)行了好氧堆肥的中試,采用靜態(tài)自然通風(fēng)的方式,整個(gè)堆肥周期為20d左右,堆體內部溫度最高可接近50℃ ,成品外觀(guān)松散,基本達到腐熟程度。無(wú)明顯臭味。
此外,還將污水處理廠(chǎng)貯泥場(chǎng)設計成一座50 m×40 m×3 m的堆肥倉,生產(chǎn)肥料約250m3/h,分別送往安寧區、四宮等農場(chǎng)進(jìn)行肥效試驗,使用效果良好。污泥堆肥后養分含量大大高于農家肥,大腸菌群和細菌總數均降低了4個(gè)數量級,達到了《糞便無(wú)害化衛生標準》,說(shuō)明高溫堆肥發(fā)酵過(guò)程殺死了大部分病原體,達到了污泥無(wú)害化的目的。污泥堆肥后,物理性狀大為改觀(guān),有機質(zhì)含量明顯降低,含水率降低近30% ,堆肥后體積只有原堆料體積的1/3,即達到了污泥減容的目的。
2.9 化驗室
化驗室有四個(gè)科室:生化室、SS室、BOD室和COD室
3. 二期工程:
擬投資2.6億元的河東污水處理廠(chǎng)二期工程正在建設當中。建成投產(chǎn)后污水處理廠(chǎng)可以日處理40萬(wàn)噸污水,用于綠化與農業(yè)灌溉。而目前首府每日污水排出量在70萬(wàn)噸,屆時(shí)河東污水處理廠(chǎng)將承擔首府近三分之二的污水處理任務(wù)。
同時(shí),河東污水處理廠(chǎng)二期工程計劃建一個(gè)儲存凈化后的再利用水水庫,可解決河東污水處理廠(chǎng)冬季再處理水無(wú)法儲存的難題;建成后能完全滿(mǎn)足東戈壁周?chē)懊兹霓r業(yè)灌溉。在夏季,東戈壁及下游的農民們利用河東污水處理廠(chǎng)處理的再利用水灌溉農田,與使用自來(lái)水灌溉相比,可節省100多萬(wàn)元。
下面再介紹一下二期工程的建設規模:
中間沉淀池及廠(chǎng)區污水回流泵房
1、中間沉淀池:鋼筋砼結構,直徑47m,周邊池深4.6m,4座,7976m3/座;
2、廠(chǎng)區污水回流泵房:平面尺寸6.0m×8.4m,地上部分高3.5m,地下部分深6.80m。
二次沉淀池、中水間及接觸池
1、二次沉淀池:鋼筋砼結構,直徑59m,周邊池深4.6m,4座,12569.9m3/座;
2、接觸池:鋼筋砼結構,32m×22m×H2.7m,總容積1790 m3;
3、中水間:7.2m×10.2m×地上3m,地下2.1m,室外另建35 m3蓄水池。
B段曝氣池及B段回流泵房
1、B段曝氣池:鋼筋砼結構,100.64m×60.8m×H7.5m,總池容45891.84m3;
2、B段回流泵房:鋼筋砼結構,6m×18.4m×H地上4.9m地下7.3m,總容積293.11 m3。
4. 結論
由于A(yíng)B工藝兩段的運行特點(diǎn)不同,引起AB兩段去除有機污染物的作用不同。A段因以高負荷短泥齡的參數運行,在對有機污染物吸附、吸收,氧化三種去除方式中,前兩種起了主要作用,而B(niǎo)段由于以低負荷長(cháng)泥齡的參數運行,故后兩種特別是氧化作用占主要地位。因此,B段產(chǎn)生的剩余泥量遠<A段產(chǎn)生的剩余污泥量,在實(shí)際運行中,正常情況下,A段剩余污泥量是B段剩余污泥量的3倍4倍。河東污水處理廠(chǎng)自l997一o7投入運行以來(lái),在設備等硬件完善前提下,其工藝運行效果較好,BOD5、Ss的去除率均值在90%以上,CODcr去除率在85%以上。AB法工藝較適合于污水濃度高、具有污泥消化等后續處理設施的大、中規模的城市污水處理廠(chǎng),有明顯的節能效果。
總之,AB工藝的運行是比較復雜的,由于其工藝流程和運行參數的特殊性,還需根據各廠(chǎng)的實(shí)際情進(jìn)一步總結研究,找出一套適合自己的運行控制手段。