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关键词:乡镇污水;污水处理厂;工艺设计;A2/O+MBR
水资源短缺是当今世界面临的一个严重问题,特别是中国,人均可用水资源还不足世界平均水平的四分之一,已成为世界上最缺水的12个国家之一[1]。因此,水污染控制对于治理中国环境问题具有关键性作用。近年来,尽管我国污水处理设施数量大幅度增加,但污水处理能力与改善水环境的总体社会需求之间仍存在较大差距[2]。特别是与城市相比,乡镇在污水处理方面的资金投入要少得多,大部分废水直接排入地表水体。甚至在大多数农村地区,仍缺少基础的污水收集和处理设施[3]。为了实施乡村振兴战略,改善乡镇人居环境,福建省人民政府出台了《福建省水污染防治行动计划工作方案》,该方案提出以县级为单元,实行乡镇污水处理统一规划、统一建设、统一管理,逐渐实现全省农村污水处理设施全覆盖。因此,兴建福州市某镇区污水处理厂是符合城市发展要求的,是十分必要和紧迫的。
1工程概况
某镇区污水处理厂位于福建省福州市某镇区北侧,场地东、西、北面为菜地和荒地,西侧紧挨G324国道,场地内地势较为平坦,交通便利。厂区总建设用地10.20亩(6802.54m2),总处理规模为3600m3/d,近期规模为1800m3/d。污水厂采用“A2/O+MBR”工艺作为污水处理主体工艺,采用紫外线消毒作为消毒工艺。污水厂尾水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A类排放标准后排至旁边沟渠,最终流入迳江流域。
2工程规模及设计进出水质
2.1污水处理规模镇区污水处理量与镇区规模、性质、人口、居民的生活水平、工业化水平、工业发展速度等诸多因素密切相关,为了更准确、合理地预测镇区污水量,本文采用分项指标法[4]进行污水量预测。根据现状调查数据,镇区污水主要由生活污水、工业废水和其他污水组成。分项指标法是以城镇生活污水量和工业废水量为基础,而对其他污水量按一定比例预测的一种方法。考虑到某镇区污水收集系统尚不完善,以及污水收集过程中存在渗、漏等问题,该镇区确定污水处理近期规模为1800m3/d,远期规模为3600m3/d。2.2设计进出水质从污水产生因素看,某镇区污水水质指标主要受当地居民生活及用水习惯、工业性质以及污水排放量等因素影响。从镇区污水组成看,其水质主要受生活污水和工业园区废水中污染物浓度的影响。本文根据当地实际情况,并参照省内其他县市乡镇污水处理厂设计资料,从而确定污水处理厂设计进水水质。由于污水处理厂污水经处理后最终的受纳水体为迳江,根据当地规划要求出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A类排放标准。进出水情况及各污染物的去除率见表1所示。
3技术路线
污水技术路线的选择应根据设计进出水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等诸多因素进行综合考虑,并视具体情况而定。由于某镇区污水处理厂厂区建设用地紧张,污水厂管理水平有限,进水水量波动较大,出水对总氮、总磷要求较高,因此,该工程污水处理采用“A2/O+MBR”处理工艺,消毒工艺采用“紫外线消毒”杀菌方式[5]。污水处理厂工艺技术路线如图1所示。
4厂区平面设计
4.1平面布置某镇区污水处理厂主要分为四个区域:厂前区、预处理区、污水处理区和污泥处理区,各区域通过厂内道路隔离开来。厂区南侧为规划道路,将主入口设置在厂区东南侧,与规划道路相邻。从主入口进入厂区,厂区东部由南向北依次为综合楼、综合机房和储泥池。综合楼西侧即整个厂区中部,由南向北分布有“A2/O+MBR+紫外消毒”一体化污水处理设备基础和除臭设备基础,厂区西部区域由南向北分布有格栅及提升泵房、旋流沉砂池基础、气浮设备基础、调节池、出水监测井、在线监测房。整个厂区分区合理,布置紧凑,考虑到厂区南侧有村庄居民楼,因此在厂区内部设置了除臭装置,同时在厂区南侧与规划道路相邻一侧设置绿化带并种植桂花树,以减少污水、污泥处理过程中臭气对周边居民的影响。4.2厂区道路设计为了便于交通运输和设备的安装、维修,厂区内主要道路宽为4m,主车道内转弯半径为9m。道路布置成环状,采用混凝土路面,路边设侧石。路面外侧设置1.5m宽的绿化带,道路纵坡一般采用0.2%,以便雨水排除。4.3厂区给水设计厂区给水主要用于生活、构筑物及设备冲洗、绿化及消防等,本工程给水依托现有厂区给水管网及设施,给水管网上设室外地上式消火栓和洒水栓,原消防用水量为15L/s,火灾持续时间为两小时,消防水压为0.2MPa。本次增加1个室外消火栓。4.4厂区排水设计厂区排水采用雨污分流制。雨水经厂区雨水管网收集后就近排放至附近河流。厂区生活污水、生产污水、构筑物放空水、清洗水池污水、沥液等经厂内污水管网收集后回流至污水提升泵房的集水井与进厂污水一并处理。4.5厂区竖向设计某镇区污水处理厂设计地面标高为6.80m(1985国家基准高程)。本工程尾水最终排入迳江流域。本工程尾水可确保由尾水排放管直接自流排放,厂内构筑物总水头损失为3.22m。厂区格栅出水水面标高2.95m;旋流沉砂池设备水面标高10.12m;气浮池设备水面标高9.50m;调节池水面标高9.30m;“A2/O+MBR+紫外消毒”一体化污水处理设备出水水面标高9.80m;出水监测井出水水面标高6.90m。
5工艺设计
某镇区污水处理厂预处理单元及污泥处置单元按照远期3600m3/d规模建设,设备按照1800m3/d规模配套。主要内容包括:①按照远期3600m3/d处理规模建设格栅及进水泵房、旋流沉砂池设备、气浮设备、调节池、“A2/O+MBR+紫外消毒”一体化污水处理设备、出水监测井等污水处理构筑物,按照近期1800m3/d处理规模配置设备;②按照远期3600m3/d处理规模建设储泥池、综合机房等污泥处理构筑物;③按照远期3600吨/日处理规模建设在线监测房、综合楼等辅助建筑物。(1)格栅:一座,净空尺寸为L×B×H=6.4×1.7×5.0m,分两组。主要设备:FH-500型机械格栅1道,栅条间隙宽为5mm,N=0.55kW。(2)提升泵房:一座,设计扬程为12m,泵房净空尺寸为L×B=7.0×3.3m,H=7.0m,采用钢筋砼结构。主要设备:近期配备潜污泵3台(2用1备),单台性能:Q=70m3/h,H=12m,N=5.5kW;设置进水pH、COD、TP、TN和氨氮在线检测仪。(3)旋流沉砂池:设备基础一座,净空尺寸为L×B=5.0×5.0×0.5m,沉砂池最高时流量的停留时间为69s,有效水深为1.1m。主要设备:旋流沉砂池设备2台,近期1用1备,单台处理规模为1800m3/d,直径D=1830mm;砂水分离器1台,砂水分离器参数:Q=5~12L/s,P=0.37kW。(4)气浮设备:设备基础一座,净空尺寸为L×B×H=11.4×8.8×0.5m。单台气浮机主要设备:空压机1台,设备参数:Q=0.3m3/min,P=0.8MPa,N=2.2kW;回流水泵1台,设备参数:Q=40m3/h,H=46.5m,N=11kW;混合搅拌机1台,设备参数:转速50rpm,N=1.5KW;絮凝搅拌机1台,设备参数:转速25rpm,N=1.1kW。(5)调节池:一座,净空尺寸为L×B×H=16.0×8.25×5.7m,有效水深为5.0m,有效容积:660m3。主要设备:低速推进器2套,直径1400mm,功率N=2.2kw;潜污泵3台(2用1备),单台性能:Q=80m3/h,H=6.5m,N=3kW。(6)“A2/O+MBR+紫外消毒”一体化污水处理设备:本系统作为整个污水处理流程中的主体和关键单元,对于实现出水的达标排放至关重要。设备基础一座,土建尺寸为L×B×H=50.00×21.50×0.5m,总有效池容V=376.02m3,HRT=15.04h,A/A/O池内回流比:100~200%(好氧池回流至缺氧段)。MBR段的设计回流比为100~200%,混合液回流量约25m3/h,MBR池内污泥浓度为8000mg/L。单套设备设计处理量为600m3/d,共3套,运行荷载500t,装机功率39.88kW,运行功率20.74kW,其中包含厌氧段、缺氧段、好氧段、MBR段、紫外消毒器及加药系统的配套设备。(7)储泥池:一座,直径为4.6m,有效水深为4m,总高度为4.95m。主要设备:折浆搅拌机1台,功率为5.5kW。(8)综合机房:平面尺寸为25.40×14.20m,S=334.02m2,一层框架结构。主要设备:叠螺式污泥脱水机2套,1用1备,N=0.8kW;一体化加药机2套,1用1备,N=3.0KW,P=0.7MPa。(9)出水监测井:净空尺寸为L×B×H=11.7×0.96×2.15m,钢筋混凝土结构,采用巴氏计量槽进行测量,测量范围0.08~0.9m3/s。主要设备:超声波液位仪1台,测量范围0.5~3m;在出水槽设置pH、COD、TP、TN和氨氮在线检测仪对尾水进行在线监测。
6技术经济指标
6.1工程投资污水处理厂厂区占地10.20亩,工程总投资为2769.49万元,其中直接工程费用为2252.39万元、基本预备费为80.43万元、铺底流动资金为8.04万元。6.2运行费用该污水处理厂年经营成本为160.81万元,吨水处理成本为2.45元/吨,年经营成本包含了修理维护费、电费、水费、药剂费、污泥处置费、人员工资、管理费及其他。
7结语
摘要:
采用微絮凝加改进的A2O工艺,利用西门子PLC、单片机和上位机监控软件WinCC搭建设备层和控制层,实现污水处理系统的数据存储、集中监视管理及分散控制等功能。同时,采用GPRS无线网络将污水处理监测数据实时传送到上位监控室,保证了数据的真实可靠。
关键词:
污水处理系统;PLC;A2O工艺;单片机;WinCC组态软件
随着我国工业化和城市化进程的迅猛发展,工业、生活污水大量排放,导致水资源污染严重,极大地破坏了我国现有的水资源,同时还带来了一系列生态问题[1]。目前,我国对生活污水处理工程密切关注,随着新环境保护法的出台,对污水处理和排放指标的要求进一步提高,对污水处理工艺及其自动化程度的要求也在不断提高。传统的污水处理工艺主要以手动操作为主,自动化程度相对较低,污水处理质量不稳定,已不能满足现代污水排放标准的要求。为了提高污水处理质量,降低污水处理成本,提高污水处理的自动化程度,利用先进控制技术和设备对污水处理过程进行监控是极其必要的。笔者采用微絮凝加改进的A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺进行污水处理,同时利用西门子PLC、WinCC组态软件、单片机实现污水处理系统的自动监控,进一步提高污水处理系统的自动化程度、污水处理质量和技术管理水平,实现水资源保护和污水回收利用的目标。
1污水处理的工艺流程①
A2O工艺是活性污泥法处理生活污水中的一种重要工艺[2],该工艺主要利用厌氧菌和好养菌的硝化和反硝化反应,完成污水、污染物的降解和除氮除磷[3,4]。为了更好地增加A2O工艺的除氮除磷效果,对原A2O工艺生物污水处理厂进行技术改造,采用微絮凝加A2O工艺进行污水处理。生化反应过程中污水首先进入前置反硝化区,10%左右进水流入该池,然后进入厌氧池、后置反硝化区和好氧池,最后流入二沉池。该工艺具有内回流和外回流两种机制,内回流污水即好氧池出水流回到后置硝化区和厌氧池,外回流污水即污泥回流池出水流回到前置反硝化区,停留20~30h,微生物利用进水中的有机物去除所有回流的硝态氮(硝态氮对厌氧池有不利影响),进而保证厌氧池的稳定性。此外,整个工艺污水处理过程中添加了乙酸钠、絮凝药剂PAC及PAM等。污水处理系统还包括粗格栅、细格栅、旋流沉砂池、污泥回流池、高密度沉淀池、高效过滤池及紫外消毒池等。除污效果表明,微絮凝加A2O工艺可使污水的处理效果得到大幅提高,可配合超滤反渗透工艺实现中水的二次利用。
2控制系统的设计
2.1西门子PLC控制系统
西门子PLC控制系统(图1)为“集中监控﹑管理,分散控制”的集散型控制系统,共分为4个层次,分别为设备层、控制层、视频监控层和广播系统层。PLC和第三方设备之间通过TCP/IP工业以太网进行通信[3,5]。PLC和PLC远程IO之间通过Profibus-DP标准总线进行数据通信。PLC与中控室监控计算机之间通过10M/100M的TCP/IP光纤单环网工业以太网进行高速大容量数据交换[4,6,7]。系统设备控制分为手动和自动两种模式,在自动模式下有3种控制方式,即现场控制、集中控制和自动控制。现场控制通过现场PLC终端的操作面板(如HMI)实现对设备的独立键控;集中控制时由自控室监控主机完成对全厂所有工艺和电气设备的控制;自动控制时系统根据各工艺参数的检测值和状态,控制设备按照预定程序自动运行。3种控制方式可在现场PLC终端操作员面板和自控室监控主机上根据不同的优先级进行转换,以满足实际工作中调试、检修和自动运行的需要。各控制设备之间相对独立运行。现场控制PLC分站和设备控制单元出现故障时将自动退出,同时界面闪烁报警,以提醒操作人员尽快排除故障。
2.2GPRS无线数据传输电路
污水处理系统的主要水质指标有COD、BOD、pH及温度等,利用在污水处理排放出口安装的智能仪表对这些指标进行检测,仪表标准输出为4~20mA。仪表输出信号经专用信号隔离器后,借助串接的250Ω精密电阻,将电流信号转换成1~5V的电压信号,该电压信号通过STC12C5620AD单片机控制器检测处理,并通过RXD/P3.0、TXD/P3.1与SIM900A模块的串口(UART)连接[8],实现数据的无线传输。具体电路如图2所示,其中AD_0、AD_1、AD_3和AD_4为4路仪表标准电流信号输出。STC12C5620AD单片机高速、可靠,具有8路10位高速A/D转换功能,满足多路水质指标数据的采集和处理要求。SIM900A模块采用功能强大的ARM9216EJ-S处理器内核,传输速率快,具有RS232接口,可直接与单片机进行连接。STC12C5620AD单片机通过标准的AT指令对SIM900A模块进行控制,接收机利用专用的外网IP实现数据的接收,最终完成污水处理系统出水水质指标的传送和监测[9],能够有效避免人工抄送错误和作弊情况的发生。
3上位系统的设计
3.1实时监控系统
SCADA系统的监控基础功能是建立在WinCC6.2组态软件系统框架上的。WinCC6.2组态界面(图3)有系统的整体和局部监控管理界面,系统所有显示、设定和标定功能都通过中控室显示控制单元上的触控式显示器和PLC机柜上的触摸屏实现。通过上位机软件,操作者可直观、及时、全面地观察现场相关设备的运行状态,整个污水处理厂的污水处理工艺流程,以及现场传感器的检测值、历史数据等。同时,可直观、便捷地远程控制现场各个相关设备的启停;在中控室显示上位机上能直观地看到第三方相关设备的运行状态。
3.2中央实时监视管理系统
中央实时监视管理系统主要接收和处理实时监控系统和GPRS无线终端发送的重要数据,进一步对设备和指标数据进行处理、转化、分析汇总和统计,多角度、多层次、全方位、数字化、图形化显示出多厂区实时运行状态。可实现数据接收与处理、自定义数据录入、数据历史趋势查看与分析、拐点分析、统计分析、月报周报生成及风险管控与预警等功能。中央实时监视管理系统方案如图4所示。中央实时监视管理系统兼容多个厂区数据的混合处理模式,系统需要搭建多厂区数据并发接收的排队模型,从接入第2个厂区实时数据起,随着厂区数量的不断增加,实时数据接收的排队模型将更加复杂。每次增加一个厂区的实时数据,都需要调整数据接收排队模型,增加系统数据处理功能、功能测试和重部署过程。
4结束语
为了进一步提高污水处理系统的污水处理效果和自动化程度,笔者将原A2O工艺进行了改进,同时与微絮凝处理工艺相结合,设计了西门子PLC控制系统、GPRS无线数据传输电路、实时监控系统和中央实时监视管理系统。利用GPRS对实时检测的各污水处理终端污水处理指标进行无线传输,可以更好地监管污水处理厂的污水处理情况,保证污水处理效果和水质指标达到国家规定的排放标准。
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根据清污分流的原则,排水系统分为生产污水排水系统、生活污水排水系统、生产废水排水系统、雨水排水系统、初期污染雨水及事故排水系统。
1.1生产污水系统
本项目生产污水系统主要工艺装置的生产污水、地面冲洗水和化验分析废水。污水经管道收集后送(排)至全厂污水处理站处理,处理达到HG/T3923-2007的《循环冷却水用再生水水质标准》后再送至回用水站处理后回用。
1.2生活污水系统
本项目各装置的生活污水先经各装置化粪池处理后经管道送(排)至全厂污水处理站处理,处理达到HG/T3923-2007的《循环冷却水用回用水水质标准》后回用至循环水补充水。
1.3生产废水排水系统
生产废水排水系统主要收集循环水站、污水处理站排水、除盐水站的反渗透浓盐水及其它生产清净废水等。生产废水经管道收集后送(排)至污水处理站经深度处理后,再送至回用水处理站进行脱盐处理,最终供给循环水站作为补水。
1.4雨水排水系统
本系统收集本项目未污染的雨水,以重力流形式分散、就近排入现有雨水排水管网系统及部分新增区域的新建雨水管网,并最终排入市政雨水管网。
1.5初期污染雨水及事故消防排水收集系统
存在污染的工艺装置及罐区内设置初期雨水及事故消防排水收集系统,装置内及罐区内排水收集系统由排水沟(或围堰)、水封井和切换阀门组成,对于有污染的工艺装置区及罐区的初期雨水、事故消防排水排入水封井后,经过阀门切换至现有的事故排水管线及部分新增区域的新建事故排水管线,并最终排至现有全厂事故水池,然后分批送入污水处理站处理。
1.6事故水池
事故水池是化工企业在发生事故、检修等特殊情况下,暂时贮存排除废液的水池。现有全厂消防水事故池收集消防事故时的消防水量、污染雨水量及事故时的物料泄漏量。
2煤化工废水的处理
本项目生产、生活污水经污水处理站处理后,至回用水装置进一步处理后回用,浓水排至厂外(主要为含盐废水,此部分水还可以考虑回用于煤气化冲洗水)。
2.1废水处理机构
污水处理站是污水处理的机构,根据处理水质的不同,污水处理站分为生化处理单元和深度处理单元两部分。本污水处理站接纳并处理生产装置排出的生产污水和厂区的生活污水,处理后的污水送至回用水站作进一步除盐处理后回用。
2.2废水处理流程
2.2.1煤气化污水预处理煤气化装置排放的污水氰化物及氟化物含量较高,进生化处理前需进行脱氰除氟预处理。预处理流程如下:含氰污水调节池一级脱氰反应池二级脱氰反应池除氟反应池调节池2.2.2乙二醇合成装置污水预处理水解酸化厌氧处理综合污水调节池。
2.2.3上述预处理后的污水与其他生产、生活污水混和后,综合污水处理流程如下:综合调节池A/O生化反应池沉淀池二次絮凝沉淀曝气生物滤池深度处理单元。
2.3深度处理工艺
污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后,为了达到回用水标准使污水作为水资源回用于生产的进一步水处理过程,步骤如下:废水调节池机械搅拌澄清池曝气生物滤池活性炭过滤器回用水站循环水补充水除盐水站排水、循环水站排水和污水处理站生化处理单元排水进入废水调节池调节水质及水量,然后至机械澄清池去除悬浮杂质和降低硬度。为达到效果需要在澄清器中投加适当的混凝剂和助凝剂及石灰,采用石灰软化降低废水中硬度。经澄清处理后的废水进入曝气生物滤池,进一步降低有机物含量。曝气生物滤池出水经沙滤池进一步过滤后送至回用水站进一步除盐处理。
3结语
关键词 污水处理厂;改良型UCT;设计特点;施工特点
中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0130-02
1 工程概况
1.1 设计规模及服务范围
郑州市陈三桥污水处理厂位于郑州市京珠高速公路以东、姚桥路以南、贾鲁支河以北,工程总设计规模为20万m3/d,设计年限为2020年,其中一期为10m3/d,设计年限为2015年。该污水厂服务范围为郑东新区龙湖北区东部,龙子湖北区、龙子湖大学园区、龙子湖南区及部分经济技术开发区东拓区,总面积为105km2,一期工程服务范围为46.75km2。
1.2 设计进出水水质
本污水处理厂服务范围内90%以上为生活污水,生活污水的特点是BOD/TN低,设计中根据实测排污口水质、理论水质、周边污水厂水质等,确定进水水质。
污水处理厂出水部分回用,其余排入淮河流域颍河水系的贾鲁支河,回用用户主要为郑东热电厂作为电厂循环冷却水和龙子湖补水、市政杂用等。因此出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准的A标准,同时也要结合《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)、《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)等水质要求。陈三桥污水处理厂设计进出水水质如表1所示。
1.3 工艺流程
由于处理程度较高,采用三级处理,其中二级处理采用改良型UCT工艺,深度处理采用混凝、沉淀及过滤工艺。
主要构筑物包括粗格栅及进水泵房1座、细格栅及曝气沉砂池1座、辐流式初沉池2座、改良型UCT生物池2座、辐流式二沉池4座、鼓风机房及总变配电所1座、污泥浓缩脱水机房1座、二氧化氯及加药间1座、污泥泵站2座、翼片隔板反应平流沉淀池2座、V型滤池及反冲洗间1座、清水池2座、送水泵房及分配电间1座。
2 设计特点
2.1 工艺设计特点
1)采用改良型UCT工艺,该工艺在传统UCT工艺的基础上将缺氧池一分为二,回流污泥进入第一缺氧池,混合液回流进入第二缺氧池,缺氧池回流从第一缺氧池出流液引出至厌氧池。使脱氮效果更佳,很好的解决了脱氮除磷的矛盾。而且该工艺可采用多种方式运行,如A2/O、改良型A2/O、UCT、改良型UCT等,调节和控制灵活简便,有利于低碳氮比生活污水的脱氮除磷。
2)在设计中采用周进周出二沉池,比中心进水周边进水二沉池的表面负荷增加了50%以上,减少占地面积。单管吸泥机设备效率高,提高回流污泥浓度,减少回流量,可节省电耗。
3)采用新型高效的单级离心鼓风机,具有高效率、低噪音等优点,可在45%~100%范围内调节供氧能力,节省能耗。
4)设计中考虑了多处超越,以方便运行管理,节约能耗,例如在进水SS浓度不高,碳源缺乏的情况下,可超越初沉池进入改良型UCT池;在二级处理能达标排放的情况下,可超越深度处理阶段等。
5)设计时考虑到服务区内前期水量变化较大的特点,在水泵选择时,考虑多台布置,以适应水量变化。
2.2 结构设计特点
1)在进水泵房设计中,由于其埋深达15m,采用泵室分隔减小结构应力,节约了工程造价。
2)为防止温度应力造成混凝土裂缝,本工程改良型氧化沟、V型滤池、细格栅及曝气沉砂池、接触池等构筑物设置了变形缝,一般控制在30m左右,缝宽30mm,采用橡胶止水带连接,缝内填塞聚乙烯板,外露表面用聚硫密封膏嵌缝。
3)由于由于滤池及反冲洗间合建,为避免各部分之间的互相拉扯造成的变形或破坏,分别在滤池中部以及滤池和反冲洗间之间设置两道伸缩缝,设计中因池体较长,采用了设置后浇带的做法,并在混凝土结构后浇带中掺入膨胀抗裂型外加剂,依靠加强带混凝土较大的膨胀应变,补偿两侧混凝土的温差应变及混凝土的收缩,达到设计要求。
2.3 电气自控设计特点
1)整个厂区设置了两座变电所,均靠近大功率负荷中心,即鼓风机房和送水泵房,有效地节省了电缆敷设长度,降低了损耗。
2)主要设备均考虑了变频控制,一方面适应流量变化,对设备起到缓冲的作用,保护设备,同时也可降低能耗,节省运行成本。
3)在控制系统中通过就地控制、过程控制和监控管理三级系统,有效地实现了厂区的自动化水平。
3 施工特点
本工程为河南省重点工程,工期紧、任务重,施工内容主要包括测量、土石方及地基处理、水处理构筑物施工、附属建筑物施工、管线及设备安装、功能性实验、竣工验收等环节。该厂于2007年7月开工建设,在施工中采用了较好的施工组织、施工技术和施工管理,于2010年1月顺利建成运行。
施工过程中的主要特点有:
1)粗格栅及进水泵房下部池体很深,最高为15.4m,而且由于土层多为粉土和粉砂,土性较差,含水率高,易发生流砂、管涌等现象,基坑开挖十分困难,施工时采取井点降水和喷锚网支护的基坑支护方案,确保了施工安全。
2)细格栅及曝气沉砂池、改良型UCT生物池、V型滤池及反冲洗间、平流沉淀池等构筑物体量较大,均需要设置伸缩缝,施工时,做好橡胶止水带的固定,以及其位置、平直度和接头的处理;混凝土浇筑时,查看振捣棒的插入位置是否会损坏橡胶止水带,并保证橡胶止水带周围的混凝土密实度;保证橡胶止水带不发生损坏或移位;拆模后另一侧橡胶止水带的保护及清理;闭水试验时,主要检查橡胶止水带的部位是有渗漏。
3)本工程翼片隔板反应池共有方格21个,单格尺寸为1 750×1 800mm,下部有锥形排泥斗,由于空间狭小,施工时支模及混凝土振捣、压实等较为困难,施工时采取了混凝土泵送技术,较好地解决了施工困难。
4)进厂管道埋深约14m,地下水位较高,采用了泥水平衡法机械顶管,注浆减阻,工作井、接收井均采用沉井,沉井采用现场预制。施工前根据地质情况,技术装备水平对沉井施工方案、浆液配比及中继间的采用等编制详尽的施工组织设计,从而保证了工程质量和施工安全。
5)曝气头安装重点是安装精平度和气密性,施工时,通过定位放线、曝气主干管安装找平、压缩空气吹扫、气密试验、曝气管安装精平、安装精平、曝气管注水试漏、曝气头试漏、曝气系统、曝气均匀度及曝气能力试验等步骤保证了施工质量。
6)本工程厂区内管道繁杂,主要有工艺管线(污水、污泥、空气、放空、浮渣、加氯、加药、溢流、超越)、厂区污水、给水、回用水、雨水管线、电力管线、自控、照明及通信管线等,施工时采取先深槽后浅槽的施工方法,多头并进,流水作业,交叉工作,较好地解决了管线综合的问题。
4 实际运行情况
目前污水处理厂处于试运行阶段,出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准的A标准标准要求,已经通过了郑州市环保局的环保验收。
参考文献
关键词:生活污水;SBR工艺;现状;处理操作;实例
1 我国污水处理现状
在我国水资源已逐渐属于稀缺资源,我国水资源只有世界平均水平的1/4,水资源已成为影响人民生活水平和国民经济水平的一个重要因素。城市水资源的短缺仅仅是一个方面,大量的城市污水直接排放,不仅浪费资源,而且还增加水环境负荷。
我国污水处理行业起步较晚,但经过改革开放20年来取得了快速发展。目前我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的污水处理工艺中,90%以上使用生物活性污泥法,其余则为一级处理、二级处理、三级处理及深化处理等,还有与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术。我国城市污水处理中存在的问题及发展趋势:(1)其中一个重要而困难的问题为氮磷营养物质的有效去除;(2)工业废水处理由于水质逐渐复杂,对处理工艺要求更高;(3)根据国家相关标准,水质控制指标越来越严格;(4)由一个简单的工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成和政策,标准的综合研究。
2 生活污水SBR处理工艺现状
在1914年,英国学者Ardern和Lockett发明了活性污泥法,水处理工艺首次采用序批式活性方法。由于SBR法的应用研究,出现了许多改良SBR处理工艺的,包括循环活性污泥法,间歇循环曝气活性污泥法,好氧池-间歇曝气工艺,改进的序批式活性污泥工艺,间歇排水延时曝气工艺,生物膜处理工艺等。中国在20世纪80年代中期开始研究SBR处理工艺,并使其得到了越来越广泛的应用。自1985以来,中国首次推出的SBR处理设施在上海吴淞肉类加工厂投产,SBR技术已被广泛应用,如屠宰,苯酚,啤酒,化工工业,制药工业等工业废水处理。从实际应用的方面来看,SBR法是一种经济,高效,管理简单,可靠的工艺,并增强了小城镇污水处理的适应能力,所以SBR工艺的改进是与中国国情相适应的,具有广阔的应用前景。
3 生活污水SBR工艺处理操作
SBR处理工艺可由PCL自动控制系统控制整个的工艺流程,SBR处理工艺反应周期包括5个处理期,即进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期和闲置期。从污水进水期开始到闲置期结束形成1个周期,在SBR反应池中进行整个周期的操作,并设置曝气或搅拌装置。因为混合液始终留在SBR池中,因此不需要另外设置沉淀池。周期循环时间及每个周期内各阶段均可根据不同的处理对象和处理要求进行调整。在SBR反应周期中,各阶段的控制时间和总水力停留时间基于实验数据确定。在反应阶段,当采用完全曝气时,反应器内发生的是需氧过程;但在限制曝气条件下,可使反应器内产生缺氧或厌氧环境。对生化反应具有决定性的作用。
进水期反应期沉淀期排水排泥期闲置期
4 生活污水处理工艺-SBR法的实例
4.1 阳江市第一净水厂
4.1.1 简况
阳江市第一净水厂工程规模为20000m3/d。建于阳江市四眼塘,工程占地面积11300m2,集水面积14.5km2,服务人口11.5万人。1999年动工,2001年2月验收运行。处理后的污水直接排入漠阳江,污水的排放标准执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。污水主要来源于城南片区和城北片区合流制管道系统排放的生活污水、雨水和部分工业废水。
4.1.2 运行效果
SBR工艺适应性强,运行稳定,污水水质变化不大。此外,SBR工艺优点为:(1)管理相对简单,适应性强;(2)对生物除磷具有显著的效果;(3)污泥膨胀情况将不再出现,污泥指数(SVI)低;(4)对于污泥的脱水和沉降具有显著效果;(5)SBR池曝气可节约能源,并根据水质和水量进行有效调节。还有低噪声的射流曝气和搅拌高效曝气技术。
4.2 海门市污水处理中心
4.2.1 简况
海门地处长江入海口,与上海隔江相望,经济比较发达。近年来,由于工业、生活废水量渐增,相应污染物排放增加,工业污水和生活污水带来严重的有机污染,限制城市的可持续发展。为此,市政府于1999年10月建成了日处理1万m3的海门市污水处理中心。该中心主要包括1700多米的排污管道和厂区内污水处理系统及配套设施,总占地20亩。采用国内先进可靠的SBR工艺,集沉甸、曝气、脱氮、脱磷及污泥稳定化处理等过程于一体,不需设初沉池、二沉池及污泥回流设备。
4.2.2 运行效果
1999年,清华紫光环保有限公司工程总体投入运行。在施工过程中,海门市污水处理中心最突出的特点是节省投资,建设周期短。由于SBR工艺技术的采用,缩短了污水处理过程,节省了大量建设资金。它已投入运行,污水处理厂的波动水平保持在水量大的情况下,反映水量和SBR工艺良好的质量变化的适应性。在设备方面,采用结构简单,易于维护的多级离心式鼓风机,不锈钢带微孔曝气器,以适应小城镇污水处理厂的实际情况,取得了令人满意的结果。由于污水处理厂建成较早,消毒,除臭等方面需要不断的补充和完善。
5 结束语
SBR工艺对小城镇污水处理具有很强的实用性和有效性。在经济上,投资少,管理简单,占地面积小,降低成本,运行可靠,具有良好的经济效益和社会效益。SBR污水处理技术是适合中国国情的,且具有良好的发展前景。
参考文献
[1]彭党聪.水污染控制工程(第三册)[M].冶金工业出版社,2010.