某中小城市污水處理廠水質(zhì)分析與處理

某中小城市污水處理廠水質(zhì)分析與處理

近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)居民污水處理廠建設(shè)進(jìn)程不斷加快。由于規(guī)模、資金、技術(shù)條件等因素的限制，這些污水處理廠的規(guī)模一般較小。徐州市豐縣城污水處理廠根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求和工程近遠(yuǎn)期結(jié)合的需要,廠址定在縣城東北方向,距縣城中心2.5km處,在此處建污水廠既便于污水收集截流干管的布置,也便于尾水就近排放,對(duì)周圍環(huán)境和城市建設(shè)開(kāi)發(fā)用地均無(wú)不利影響。1處理水量和水質(zhì)1.1處理能力近期2.0×104m3/d,遠(yuǎn)期4.0×104m3/d。1.2污水水質(zhì)分析本工程主要的處理對(duì)象為工業(yè)廢水和生活污水,根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)提供的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,該城市生活污水的成份比較穩(wěn)定,其主要污染指標(biāo)為CODCr、BOD5及SS三項(xiàng),隨著城市生活水平及用水量的變化,城市生活污水的濃度略有不同。工業(yè)廢水成份復(fù)雜、濃度變化大,并含有多種有毒有害成分。該污水處理廠是以處理生活污水或類似生活污水水質(zhì)的工業(yè)廢水水質(zhì)為主。參考同類工程水質(zhì)指標(biāo)資料數(shù)據(jù),對(duì)污水的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)地分析,對(duì)生活污水和工業(yè)廢水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)分析,對(duì)生活污水和工業(yè)廢水指標(biāo)以水量為依據(jù)進(jìn)行了綜合加權(quán)平均,進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。依據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)和國(guó)家環(huán)?？偩帧蛾P(guān)于淮河流域城市污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)函》(環(huán)辦4號(hào)),城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠的出水按不同排放去向分別執(zhí)行不同級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn),排入Ⅳ、Ⅴ類水體的,應(yīng)執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即CODCr120mg/L。結(jié)合本工程對(duì)水環(huán)境影響的具體情況,污水處理廠的出水水質(zhì)根據(jù)河流水質(zhì)規(guī)劃要求和受納水體的類別(近期Ⅳ類,遠(yuǎn)期為Ⅲ類)確定,具體要求如表2所示。對(duì)表1計(jì)算所得的進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)適當(dāng)放寬,根據(jù)污水的進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo),計(jì)算各種污染物質(zhì)的去除率。2orbal氧化溝的產(chǎn)水特點(diǎn)在工藝選擇方面,根據(jù)污水的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì),可確定各種污染物質(zhì)的去除率,如表2所示。常規(guī)活性污泥法能滿足CODCr、BOD5及SS的去除率,但對(duì)氮、磷的去除是有限的,僅從剩余污泥中排除氮、磷,其中氮的去除率約10%～25%,磷的去除率約10%～30%,達(dá)不到上述要求。因此,本工程需采用生物除磷脫氮工藝。根據(jù)綜合比較,采用Orbal氧化溝生物除磷脫氮工藝。Orbal氧化溝為三條同心橢圓形式,污水依次由外溝進(jìn)入中溝,最后從內(nèi)溝排出,三條溝內(nèi)的溶解氧分別控制在0mg/L、1mg/L和2mg/L的水平上。通常外溝的體積占曝氣池總體積的50%以上,甚至可達(dá)70%,中溝和內(nèi)溝體積一般分別為曝氣池總體積20%～30%和10%～20%。每條溝渠都是一個(gè)完全混合反應(yīng)池,具有無(wú)終端的流線,溝與溝之間呈現(xiàn)推流式的特征。Orbal氧化溝的硝化與反硝化過(guò)程基本上在外溝得以完成,聚磷菌繼續(xù)釋磷,同時(shí)在此完成大部分有機(jī)物的去除。盡管外溝的實(shí)際需氧量可高達(dá)總需氧量的75%,但曝氣轉(zhuǎn)蝶供給此通道的氧僅占系統(tǒng)總需氧量的50%～60%,因而系統(tǒng)始終能維持高虧氧狀態(tài),Orbal氧化溝的外溝位于曝氣轉(zhuǎn)蝶下游,呈好氧狀態(tài),而其上游則呈現(xiàn)缺氧狀態(tài),因而類似多個(gè)好氧一缺氧反應(yīng)器的串聯(lián)系統(tǒng),污水在其中不斷地進(jìn)行硝化一反硝化,一般可達(dá)到80%以上的總脫氮效率,并可獲得部分磷的去除。中溝的溶解氧設(shè)計(jì)值為1mg/L,但實(shí)際上其溶解氧在0～2mg/L之間擺動(dòng),主要依據(jù)日負(fù)荷量而變化,在每天的高峰負(fù)荷時(shí),溶解氧降至接近于零,而低負(fù)荷時(shí)又上升到2mg/L左右,其主要作用是繼續(xù)完成硝化作用。內(nèi)溝的溶解氧為2mg/L以上,容積約占總?cè)莘e的10%～20%,保證出水溶解氧含量在2mg/L以上,同時(shí)進(jìn)一步降低出水BOD5、NH4-N的含量。本工程所采用的Orbal氧化溝具有如下工藝特點(diǎn):1)采用轉(zhuǎn)碟曝氣,混合效率較高,水流在溝內(nèi)的速度最高可達(dá)0.6～0.7m/s,水流快速地在外溝道進(jìn)行有氧、無(wú)氧交換,同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物的氧化降解和氮的硝化、反硝化,并可有效的去除污水中的磷。中溝與內(nèi)溝中污水的有機(jī)物進(jìn)一步得到去除降解,出水水質(zhì)好。2)供氧量的調(diào)節(jié),可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)碟的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速、浸水深度和轉(zhuǎn)碟安裝個(gè)數(shù)等多種手段來(lái)調(diào)節(jié)工。藝系統(tǒng)的供氧能力,使溝內(nèi)溶解氧值保持在最佳值,使系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行。3)污水進(jìn)入氧化溝,具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點(diǎn),出水水質(zhì)穩(wěn)定。對(duì)于每個(gè)溝道來(lái)講,混合液的流態(tài)基本上為完全混合式,由于池容較大,緩沖稀釋能力強(qiáng),耐高流量,高濃度的沖擊負(fù)荷能力強(qiáng);對(duì)于3個(gè)溝道來(lái)講,溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式,有著不同的溶解濃度和污泥負(fù)荷,兼有多溝道串聯(lián)的特征,難降解有機(jī)物去除率高,并可減少污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。4)橢圓形溝平面布置有利于利用水流慣性,節(jié)約推動(dòng)水流的能耗。在曝氣過(guò)程中,串聯(lián)的溝道水流形成典型的溶解氧濃度變化O～1～2(mg/L),因而自動(dòng)控制了系統(tǒng)的生物脫氮過(guò)程,外溝溶解氧平均值很低,氧的傳遞作用在虧氧條件下進(jìn)行,具有較高的效率,因而起到節(jié)能的作用。5)污泥齡較長(zhǎng),使污泥量較少并趨于好氧穩(wěn)定,從而簡(jiǎn)化工藝流程,管理方便。污水處理工藝流程如圖1所示。3主要生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1潛污泵安裝及運(yùn)行進(jìn)水泵房和格柵間合建。一期工程時(shí)土建按4×104m3/d處理規(guī)模建成,設(shè)備分期安裝,一期工程按1667m3/h處理規(guī)模安裝潛污泵。7臺(tái)潛污泵,其中一期5臺(tái),流量450m3/h,揚(yáng)程13m,4用1備,旱季運(yùn)行2臺(tái),雨季運(yùn)行4臺(tái),遠(yuǎn)期增加2臺(tái)潛污泵,共同組成6用1備。2臺(tái)粗格柵置于泵站進(jìn)水端,設(shè)計(jì)流量1667m3/h,過(guò)柵流速0.6m/s,過(guò)柵允許水位差200mm,柵渠寬度1550mm,柵條間隙40mm,最大水深1300mm,格柵安裝傾角75°,格柵總高度7000mm。3.2旋流沉砂池,空氣高度大,安裝角度小2臺(tái)細(xì)格柵設(shè)于沉砂池進(jìn)水端,流量1667m3/h,過(guò)柵流速0.6m/s,過(guò)柵水位差300mm,柵渠寬度1200mm,柵條間隙5mm,有效水深1000mm,安裝角度60°。2組旋流沉砂池,每組處理水量2.0×104m3/d,每組沉砂池直徑3000mm。水平流速0.06m/s,旋流速度0.25m/s,0.2mm粒徑砂粒能夠達(dá)到80%的去除率。3.3氧化溝運(yùn)行,設(shè)置配水堰工程污水處理廠設(shè)計(jì)一期2×104m3/d分2組1.0×104m3/dOrbal氧化溝運(yùn)行,為保證配水的均勻性,設(shè)置配水井,采用配水堰對(duì)每組氧化溝進(jìn)行配水。同時(shí),為了達(dá)到生物除磷,二沉池回流污泥回至配水井中,并充分混合,以達(dá)到生物除磷的效果。設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間1.0h,回流比25%～50%,安裝3臺(tái)功率4kW攪拌器。3.4外溝寬度調(diào)節(jié)型污水由配水井分配進(jìn)入橢圓形的Orbal氧化溝,每座處理規(guī)模均為1×104m3/d。單座長(zhǎng)66.0m,寬56.0m,總池容10000m3。內(nèi)設(shè)三條渠道,依污水流經(jīng)次序分別為外溝、中溝和內(nèi)溝。外溝寬12.0m,有效水深4.2m,有效容積6700m3,占氧化溝總池容的66.50%。考慮到外溝溝寬與池深比例略大,Fr(弗勞德數(shù))較小,抗干擾性較差,因此將此溝用磚墻分隔成兩溝,并通過(guò)磚墻上的24個(gè)2.0m×2.0m的方洞連通。溝內(nèi)安裝12.0m長(zhǎng)的轉(zhuǎn)蝶曝氣機(jī)組4套,每套安裝直徑1.4m轉(zhuǎn)蝶30個(gè);中溝寬6.0m,有效容積2100m3,占氧化溝總池容的20.9%,溝內(nèi)安裝轉(zhuǎn)蝶曝氣機(jī)組2套,每套安裝直徑1.4m轉(zhuǎn)蝶20個(gè);內(nèi)溝寬6.0m,有效容積1200m3,占氧化溝總池容的12.6%,溝內(nèi)安裝轉(zhuǎn)蝶曝氣機(jī)組2套,每套安裝直徑1.4m轉(zhuǎn)蝶16個(gè)。3.5污泥處理系統(tǒng)二沉池共設(shè)2座,單座流量1.0×104m3/d,表面負(fù)荷0.7m3/(m2.d),直徑28m,有效水深4.0m。沉淀池采用中心進(jìn)水周邊出水方式,池內(nèi)安裝周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)一臺(tái),刮吸泥機(jī)排除的污泥重力流入污泥泵房集水井,然后部分通過(guò)外回流泵提供回流。剩余污泥通過(guò)剩余污泥泵提升,經(jīng)勻質(zhì)池上部流入污泥濃縮池。沉淀池上的浮渣由刮渣板刮入池子一側(cè)的排渣斗,并定其清運(yùn)3.6設(shè)備安裝規(guī)模設(shè)加氯間1座,平面尺寸為20.24×6.24m,設(shè)備按2×104m3/d規(guī)模安裝。氯量10mg/L,配備手動(dòng)加氯機(jī)2臺(tái)(1用1備),加氯機(jī)規(guī)模10kg/h。加氯間內(nèi)設(shè)漏氯檢測(cè)儀,并安裝軸流風(fēng)機(jī)5臺(tái)。3.7接觸池設(shè)接觸池1座,2×104m3/d,停留時(shí)間30min,平面尺寸18.5×13.5m,有效水深2.0m。3.8提升泵和剩余污泥泵設(shè)污泥泵房1座,4.0×104m3/d,回流比25%～50%,泵房?jī)?nèi)安裝污泥提升泵4臺(tái),其中一期2臺(tái)。水泵流量450m3/h,揚(yáng)程3M;剩余污泥泵3臺(tái),2用1備,其中一期2臺(tái),1用1備,水泵流量30m3/h,揚(yáng)程2.5m。污泥勻質(zhì)池設(shè)1座,污泥停留時(shí)間5h,內(nèi)徑6m,有效深度4.4m,池內(nèi)安裝潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)。3.9污泥濃縮機(jī)安裝污泥濃縮池共設(shè)2座,一期1座,內(nèi)徑12m,有效深度3.8m,池中心安裝中心傳動(dòng)污泥濃縮機(jī)1臺(tái),重力濃縮后污泥含水率97%。脫水機(jī)房設(shè)帶式壓濾機(jī)2套,脫水干污泥由兩臺(tái)組合的無(wú)軸螺旋輸送機(jī)送至泥棚或直接裝車外運(yùn)。4污染物治理情況徐州市豐縣污水處理廠一期工程處理能力為2×104m3/d,投資3500萬(wàn)元。該污水處理廠2003年初完成設(shè)計(jì),2003年11月開(kāi)工建設(shè),2004年12月全面竣工,經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的試運(yùn)營(yíng),2006年4月正式投入運(yùn)營(yíng)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和調(diào)查,正式投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)平均進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo),污染物去除率如表3所示,出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)要求。徐州豐縣污水處理廠的建成運(yùn)行,取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,按照一年3