馬小蕾

(中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院)

　　摘要：銀川市第一污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模10×10⁴m³/d。污水處理采用SBR工藝，污泥直接濃縮脫水后外運(yùn)。處理后尾水排入黃河。該廠工藝較好的適應(yīng)了進(jìn)廠污水水量水質(zhì)的特點(diǎn)，經(jīng)近一年的試運(yùn)行，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，保證了出水的達(dá)標(biāo)排放。

　　關(guān)鍵詞：銀川　污水處理廠　SBR工藝　設(shè)計(jì)

　　1．概述

　　銀川市第一污水處理廠位于銀川市北郊滿春鄉(xiāng)八里橋村，設(shè)計(jì)規(guī)模10×10⁴m³/d，一次建成，占地面積128畝。污水處理廠服務(wù)于城區(qū)，排水區(qū)域面積22.4平方公里，人口22萬人。接納污水以生活污水為主，城市排水管網(wǎng)為雨污合流制。污水處理后，經(jīng)過約5km排水溝流入黃河。污水生物處理部分采用進(jìn)口設(shè)備，其他部分均采用國產(chǎn)設(shè)備。進(jìn)口設(shè)備包括微孔曝氣棒、潷水器、鼓風(fēng)機(jī)、其他配套設(shè)備及控制系統(tǒng)。工程目前已建成，順利通過竣工驗(yàn)收，已投入運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。

2．水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與處理流程

　　服務(wù)區(qū)內(nèi)北環(huán)泵站、西門泵站95年實(shí)測水質(zhì)資料顯示，污水中各項(xiàng)污染物指標(biāo)均較低，結(jié)合我國部分污水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)期進(jìn)水水質(zhì)及設(shè)計(jì)水質(zhì)情況，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門資料及要求確定設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)為：

表 2-1

　　PH=6～9，設(shè)計(jì)最低污水溫度10℃。

　　廠區(qū)內(nèi)預(yù)留了污水處理發(fā)展用地，根據(jù)回用要求可增設(shè)污水回用處理設(shè)施。

　　在污水處理工藝方案選擇中,初步選定DE型氧化溝工藝與SBR工藝兩種方案進(jìn)行比選，經(jīng)過多方考察、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以及多方論證后，最終確定采用美國漢氏SBR工藝。由于設(shè)計(jì)污泥齡較長，污泥在生物池中已基本穩(wěn)定，污泥不經(jīng)消化直接脫水。污水廠工藝流程見圖2-1。

圖2-1  污水污泥處理工藝流程框圖

　　3．主要構(gòu)筑物

　　3.1 粗格柵、污水提升泵房

　　污水自第四排水溝進(jìn)入廠區(qū),在泵房前設(shè)置粗格柵兩套，設(shè)備寬度1.5m，采用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)，齒耙由高強(qiáng)度尼龍材料制成，可連續(xù)自動除污。柵片凈距25mm。格柵傾角75°，過柵流速0.74m/s。格柵清污由液位開關(guān)根據(jù)柵前水位或由時間繼電器定時控制。攔截的柵渣清除至渣桶后外運(yùn)。

　　污水提升泵房一座，泵房內(nèi)設(shè)潛水排污泵5臺，Q=1375m³/hr,H=15m,N=80KW，其中4用1備，泵房內(nèi)調(diào)節(jié)水量為一臺潛污泵5分鐘流量,根據(jù)泵房內(nèi)液位自動控制水泵開停臺數(shù)。另設(shè)電動葫蘆一套，起吊重量3T，起吊高度12m，檢修時起吊水泵至檢修平臺。

　　3.2 細(xì)格柵間及曝氣沉砂池

　　細(xì)格柵間與曝氣沉砂池合建。細(xì)格柵間內(nèi)設(shè)三條寬1.3m細(xì)格柵渠道。分別設(shè)三臺回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)，柵距5mm，傾角60°。細(xì)格柵由柵前液位開關(guān)和時間繼電器定時控制清污，細(xì)格柵截流柵渣經(jīng)螺旋輸送機(jī)經(jīng)排柵漏斗排至渣斗。污水經(jīng)過細(xì)格柵后的配水區(qū)進(jìn)入曝氣沉砂池。

　　曝氣沉砂池一組分兩格，每格寬度3.8m，有效水深3.05m，沉砂區(qū)總過水面積17.72m²，池長21.7m，水平流速0.08m/s，污水停留時間4.5min。油脂浮渣區(qū)表面積63m²。油脂、浮渣由吸砂機(jī)上的撇渣刮板刮至池進(jìn)水端的兩個浮渣室后,分別由兩臺螺旋輸送機(jī)送至池外渣斗。曝氣沉砂池采用穿孔管粗氣泡曝氣，曝氣量標(biāo)準(zhǔn)0.22m³/m³污水。配低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺，一用一備，單臺風(fēng)量21.5 m³/min,升壓58.8KPa，電機(jī)功率37KW。橋式吸砂刮渣機(jī)一套，跨度8.0m，配Q=54 m³/hr,H=2m,N=1.4KW吸砂泵兩臺，N=0.55KW刮渣提耙兩套及驅(qū)動裝置。池底沉砂經(jīng)吸砂泵抽吸至池側(cè)集砂槽，然后自流至砂水分離器。池外配砂水廠分離器一套，處理量20～27l/s,N=0.75KW。細(xì)格柵間及曝氣沉砂池均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，曝氣沉砂池鼓風(fēng)機(jī)房建于細(xì)格柵間下部，凈空高度3.5m。

　　3.3 SBR生物池

　　本工程采用間歇進(jìn)水、低污染物負(fù)荷的SBR工藝，主反應(yīng)池前端設(shè)高負(fù)荷厭氧選擇區(qū)及接觸混合區(qū)。污水進(jìn)水與內(nèi)回流混合液在厭氧區(qū)混合，在厭氧條件下，微生物進(jìn)行聚磷菌的釋放，而高污染物負(fù)荷及低溶解氧狀態(tài)可抑制絲狀菌的生長，防止沉淀過程中污泥膨脹。其后設(shè)置的接觸混合區(qū),使得SBR反應(yīng)池不僅在時間序列上是理想的推流狀態(tài),而且在空間上也具有了推流特征。整個系統(tǒng)還具有良好的除磷脫氮功能、較低的污泥產(chǎn)率、較高的氧轉(zhuǎn)移推動力以及良好的沉淀分離效果。

　　 污水經(jīng)過配水井后進(jìn)入SBR生物池，生物池共4組，每組2座，每座生物池周期性循環(huán)運(yùn)行。每個周期包括：曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段。曝氣及沉淀過程中進(jìn)水，潷水過程即出水過程，閑置過程中排除剩余污泥。

　　一個典型的周期約四個小時，每組的兩座生物池運(yùn)行狀態(tài)如下：

表 3-1

　　每座生物池長53.1米，寬23米，最大水深5.7米，最小水深3.95米，池深6.2米?？傆行娣e9568m²，最大有效總?cè)莘e54537 m³ 。總水力停留時間8.4hr,污泥齡15天，混合液回流比18%，污泥負(fù)荷平均0.083kgBOD₅/kgMLSS.d，曝氣池溶解氧范圍：0.5～2.0mg/l。池底均布微孔棒狀曝氣器，φ90mm,L=1.0m,共計(jì)4880 根。每池出水端安裝2臺浮桶式潷水器，共計(jì)16臺，單臺出水量 387 l/s。每座池出水端設(shè)置2臺潛水排污泵，1臺用于混合液回流，1臺用于排除剩余污泥，單臺流量44l/s,回流泵揚(yáng)程6米，電機(jī)功率8.1kw,剩余污泥泵揚(yáng)程12米，電機(jī)功率12.2kw。每座反應(yīng)池設(shè)：進(jìn)水控制閥（電動偏心旋塞閥）、空氣控制閥（電動蝶閥）和出水控制閥（電動蝶閥），并在剩余污泥管道、回流污泥管道和空氣支管上設(shè)置閥門。

　　生物池運(yùn)行以時間控制，并根據(jù)池中溶解氧濃度調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)供氣量。

　　生物池采用一級配水，污水經(jīng)過進(jìn)水控制閥的水頭損失較大，因此由于管道長度不同所引起沿程水頭損失的差別可以忽略不計(jì)，基本做到配水均勻。

　　3.4 鼓風(fēng)機(jī)房

　　鼓風(fēng)機(jī)房平面尺寸：30×12m，建筑高度8.5米。內(nèi)設(shè)5臺羅茨風(fēng)機(jī)，其中4用1備，單臺風(fēng)量：195 m³/min,升壓68.6kPa，電機(jī)功率280kw。每臺工作風(fēng)機(jī)服務(wù)于1組生物池。每臺鼓風(fēng)機(jī)配變頻調(diào)速裝置、入口過濾器、進(jìn)出口消音器、出口蝶閥、止回閥、減壓閥。鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)有進(jìn)風(fēng)廊道，廊道入口處設(shè)空氣粗過濾器。機(jī)房內(nèi)設(shè)5噸橋式單梁起重機(jī)。

　　3.5 接觸池及加氯間

　　污水出廠前采用液氯消毒。最大加氯量標(biāo)準(zhǔn)8mg/L，最大加氯量44kg/hr；平均加氯量標(biāo)準(zhǔn)4mg/L，平均加氯量400kg/d。液氯儲量為15天用量，采用流量配比的方式來控制加氯量。加氯間建筑面積250m² ，其中包括氯庫、加氯室、值班室等。設(shè)真空加氯機(jī)2臺，單臺加氯量57kg/hr，1用1備，壓力自動切換裝置一套，漏氯檢測報(bào)警儀一臺，充裝量1000kg的氯瓶12個，2T數(shù)字式臺秤兩臺。電動葫蘆一套。

　　接觸池平面尺寸30.0×15.0m，有效水深4.0m，高峰流量時,污水停留時間19.6分鐘,平均流量時,停留時間26分鐘。接觸池出水流經(jīng)第四排水溝、銀新干溝進(jìn)入黃河，在排水溝中繼續(xù)接觸消毒。

　　污水在沉砂池后、接觸池后分別以電磁流量計(jì)、明渠超聲波流量計(jì)檢測進(jìn)廠、出廠流量。

　　3.6 污泥濃縮池及均質(zhì)池

　　剩余污泥量13.0T/d。濃縮池固體負(fù)荷31kg/ m²·d。

　　生物池剩余污泥含水率為99.6%，濃縮后污泥含水率為97%。濃縮前污泥體積3250m³/d，濃縮后污泥體積為433 m³/d。濃縮池直徑16m，共兩座，每座內(nèi)設(shè)中心傳動濃縮池刮泥機(jī)一臺；每座池附設(shè)污泥提升泵站與濃縮池合建，配Q=40 m³/hr,H=7m,N=2.4KW污泥提升泵一臺。

　　濃縮池連續(xù)排泥，為配合污泥脫水機(jī)的間歇運(yùn)行，在濃縮池后設(shè)均質(zhì)池，均質(zhì)池直徑6.5m，周邊有效深度5.4m，其調(diào)節(jié)容積143 m³,可貯存7.3小時的剩余泥量。均質(zhì)池內(nèi)設(shè)一臺低速淹沒式攪拌器，功率2.8KW。

　　3.7 污泥脫水間

　　脫水間平面尺寸31.0×16.0m，高度5.30m。內(nèi)設(shè)帶式壓濾機(jī)3臺，交替使用，濾帶寬度2.0m，電機(jī)功率2.2KW，單臺處理能力約9～12m³/hr,每天工作16～12小時，污泥脫水前投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺，投加量為3～5kg/kgDS, 絮凝劑耗量52kg/d。設(shè)全自動投藥裝置一套，投加量5kg/hr，配3臺投藥泵。脫水間設(shè)有污泥投配泵4臺，單臺Q=12m³/hr，H＝20m，其中3用1備。在污泥脫水間外設(shè)沖洗水加壓泵站，沖洗水來自生物池出水，脫水機(jī)工作時，沖洗泵同時工作。污泥經(jīng)過機(jī)械脫水后，含水率降至76～80％，體積為65～54 m³/d。脫水后泥餅經(jīng)螺旋輸送機(jī)送至污泥堆柵裝車，共設(shè)3臺螺旋輸送機(jī),輸送長度11m,安裝角度24⁰。

　　4．設(shè)計(jì)體會

　　4.1 污水廠設(shè)計(jì)中，要合理確定進(jìn)廠水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)。目前許多中小城市污水水質(zhì)檢測資料仍不完善，這就要求項(xiàng)目在開展前期工作的同時連續(xù)監(jiān)測各主要排放口的污水水質(zhì)，并收集主要工業(yè)企業(yè)用水及排水資料，為合理確定進(jìn)廠水質(zhì)提供可考的依據(jù)。根據(jù)污水出路、環(huán)境容量和環(huán)保部門要求確定出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不宜盲目追求一次達(dá)到很高的出水標(biāo)準(zhǔn)，在污水廠工藝選擇、總平面布置及豎向布置上留有發(fā)展余地，將來通過增加生物池組或增加生物處理的厭氧段、缺氧段提高出水水質(zhì)。隨著回用水技術(shù)的日益發(fā)展，總平面布置中留有發(fā)展用地也是必要的。

　　4.2 SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)是:工藝流程簡單，運(yùn)行方式靈活多變，空間上完全混合，時間上理想推流，對進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性好，氧利用率高，沉淀分離效果良好，生物處理出水可以達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)；池深較大，布置緊湊，占地面積小，基礎(chǔ)處理費(fèi)用及土建費(fèi)用相對較低；在對環(huán)境要求高的地區(qū)容易加蓋防臭。另一方面，設(shè)備費(fèi)用較其他工藝略高一些，對自動控制系統(tǒng)依賴性較高。因此在污水廠工藝選擇時，應(yīng)結(jié)合具體工程的規(guī)模、進(jìn)出水水質(zhì)、周圍環(huán)境、地形、資金狀況、當(dāng)?shù)丶夹g(shù)水平、電力資源等因素綜合考察、比較各工藝方案。

　　4.3 目前我國采用雨污水合流制排水體系的城市很多，在雨季超出污水廠處理能力的污水一般在進(jìn)廠前溢流排放或進(jìn)廠經(jīng)一級處理后排放，對環(huán)境仍有一定污染。SBR工藝生物池各階段劃分以時間控制，通過改變周期設(shè)置，可以靈活調(diào)節(jié)曝氣時間、有效沉淀面積、生物池出水能力，相應(yīng)增加了處理能力。對于設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)的污水廠，出水中氮磷指標(biāo)除去稀釋作用外，可能有所升高，但CODcr、BOD₅、SS達(dá)標(biāo)還是比較容易保證的。

　　4.4目前新建的工程中采用旋流沉砂池者較多，對于SBR工藝，采用曝氣沉砂池有兩個優(yōu)點(diǎn)：一是除砂效果好且穩(wěn)定，SBR生物池周期性的用于沉淀，如果砂礫進(jìn)入生物池將很難排除；二是可以有效去除油脂浮渣，采用其他工藝，污水中浮渣可以在終沉池中排除，SBR工藝生物處理部分較難去除浮渣，而曝氣沉砂池具有沉砂、撇渣、除油的功能，因此采用曝氣沉砂池可以完善處理工藝。由于采用穿孔管大氣泡曝氣，且停留時間僅4.5min，因此對后續(xù)的厭氧環(huán)境影響不大。

　　4.5污泥的脫水性能直接影響到生物池的正常運(yùn)行。污水廠的生產(chǎn)廢水、生活污水排至進(jìn)廠污水提升泵房，進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。污泥脫水設(shè)備的固體回收率較低時，每日從系統(tǒng)中排出的污泥量減少了，一部分污泥隨濾液重新回到污水系統(tǒng)中，對于SBR工藝，會造成污泥在生物池的沉積，所以應(yīng)對污泥脫水設(shè)備給予足夠的重視，選用固體回收率高的脫水設(shè)備。