白銀市某工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程設(shè)計(jì)

譚周權(quán)

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730050）

1 概述

白銀市某工業(yè)園區(qū)污水處理廠位于甘肅省白銀市西北部，根據(jù)規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)性質(zhì)主要為新型建材產(chǎn)業(yè)園、機(jī)械裝備及零部件產(chǎn)業(yè)園、農(nóng)畜產(chǎn)品深加工園。近期處理規(guī)模為10 000 m3/d，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模為20 000 m3/d，總占地面積約54.7畝。出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2 進(jìn)、出水水質(zhì)及工藝流程

污水處理廠出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì) mg/L

主體工藝采用A2/O工藝、混凝沉淀、纖維束濾池，如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

城市污水首先經(jīng)過(guò)粗格柵及提升泵房，后進(jìn)入細(xì)格柵間，然后進(jìn)入曝氣沉砂池，以上部分主要去除水中的懸浮物或漂浮物以及砂粒，為污水的預(yù)處理階段。

污水經(jīng)曝氣沉砂池后進(jìn)入初沉池，然后到A2/O池，該池由厭氧池、缺氧池、好氧池組成。經(jīng)過(guò)A2/O反應(yīng)處理后，污水進(jìn)入二沉池，沉淀處理后通過(guò)中間水池后進(jìn)入反應(yīng)沉淀車間，沉淀池出水進(jìn)入纖維束濾池，出水直接進(jìn)入接觸消毒池，消毒存入蓄水池供工業(yè)園區(qū)綠化及道路澆灑回用。終沉池污泥流入剩余及回流污泥泵房。污泥回流比為50%～100%，回流至A2/O池內(nèi)。剩余污泥由泵送至貯泥池，由污泥泵輸送至脫水機(jī)房進(jìn)行機(jī)械濃縮脫水，最后泥餅外運(yùn)、衛(wèi)生填埋。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 污水預(yù)處理系統(tǒng)

3.1.1 粗格柵及提升泵房

去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于20 mm的雜物，以保證潛水泵正常運(yùn)行。污水經(jīng)粗格柵后流入提升泵池，污水泵將污水提升以滿足后續(xù)污水處理流程及豎向的銜接要求。設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0×104m3/d，共一座，平面尺寸12.2 m×10.5 m×6.9 m；室內(nèi)設(shè)粗格柵渠兩道，每條渠寬0.8 m，深5.5 m，長(zhǎng)8.5 m；提升泵池為全地下式結(jié)構(gòu)，地下水池平面尺寸9.25 m×5.6 m，深7.5 m。

安裝一臺(tái)反撈式格柵除污機(jī)，B×H=0.6 m×5.5 m，柵條間隙15 mm，安裝傾角75°，功率為1.1 kW；一臺(tái)螺旋輸送壓榨機(jī)，輸送長(zhǎng)度為4.5m，功率為3.0 kW；污水提升泵4臺(tái)（三用一備）。格柵的運(yùn)行根據(jù)柵前柵后水位差或按時(shí)間控制，潛水提升泵根據(jù)池內(nèi)液位控制其啟停及高液位報(bào)警等。

3.1.2 細(xì)格柵間

細(xì)格柵用于截除進(jìn)廠污水中粗格柵未能截除的細(xì)小雜物，作為污水預(yù)處理工藝，可保障后續(xù)工藝運(yùn)行安全，同時(shí)去除一部分污染物質(zhì)。設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0×104m3/d，共一座，近遠(yuǎn)期通過(guò)設(shè)備調(diào)配實(shí)現(xiàn)共用。框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為16.3 m×10.8 m，高8.1 m；室內(nèi)設(shè)格柵渠兩道，每條渠寬0.8 m，深1.5 m，長(zhǎng)6 m。設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0×104m3/d。安裝循環(huán)式齒耙清污機(jī)兩臺(tái)，B=800 mm，H=1 500 mm，N=0.75 kW，間隙3 mm，傾角70°。一臺(tái)無(wú)軸螺旋輸送機(jī)，輸送長(zhǎng)度3.5 m，功率為2.2 kW。

3.1.3 曝氣沉沙池

設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0×104m3/d，平面尺寸（內(nèi)凈尺寸）為L(zhǎng)×B×H=17.4 m×4.3 m×5.1 m，共一座兩格，有效水深3.85 m。

設(shè)計(jì)參數(shù)：曝氣量按每立方米污水0.2 m3空氣配置。停留時(shí)間約5.0 min。最大設(shè)計(jì)流量時(shí)水平流速為0.06 m/s，有效水深為2 m，每立方米曝氣量為0.2 m3，曝氣氣源由兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)提供，羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)置于細(xì)格柵間，一用一備。單臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)參數(shù)：流量為4.2 m3/min，揚(yáng)程為49 kPa，功率為11 kW。配套橋式吸砂機(jī)一臺(tái)，設(shè)備尺寸為池寬4.3 m，池深5 m，驅(qū)動(dòng)功率為0.55 kW。配套一臺(tái)潛污泵，流量為22 m3/h，揚(yáng)程為7 m，功率為1.4 kW。

3.1.4 初沉池

采用中心進(jìn)水、周邊出水方式輻流沉淀池，池內(nèi)徑為20 m，池高3.8 m。間歇排泥，每12 h排泥一次，排出的污泥進(jìn)入污泥調(diào)節(jié)池，與二沉池剩余污泥一同進(jìn)入濃縮脫水機(jī)房。

3.2 生化系統(tǒng)

該工程生化系統(tǒng)采用改良型氧化溝，用于去除BOD、COD，脫氮除磷，由厭氧池、缺氧池、好氧池構(gòu)成。設(shè)計(jì)規(guī)模為1.0×104m3/d，近期設(shè)計(jì)兩座，為遠(yuǎn)期預(yù)留兩座位置，平面凈尺寸為49.6 m×19.4 m，總深為7.0 m，設(shè)計(jì)有效水深6 m。單池設(shè)計(jì)規(guī)模為5 000 m3/d，污泥負(fù)荷0.076 kg BOD5（/kg MLSS·d），污泥濃度為4.0 g/L。設(shè)計(jì)厭氧區(qū)容積為458 m3，設(shè)計(jì)厭氧區(qū)停留時(shí)間為2 h；設(shè)計(jì)缺氧區(qū)容積為1 973 m3，設(shè)計(jì)缺氧區(qū)停留時(shí)間為8.6 h；設(shè)計(jì)好氧區(qū)容積為3 069 m3；設(shè)計(jì)好氧區(qū)停留時(shí)間為13.4 h。設(shè)計(jì)回流污泥量為5 500 m3/d，外回流比為100%，設(shè)計(jì)內(nèi)回流比為100%～400%。每座生化池設(shè)備配置豎軸式波輪攪拌機(jī)4臺(tái)，設(shè)備參數(shù)為=2 500，功率為4.0kW；潛水回流泵4臺(tái)，單臺(tái)參數(shù)為流量250 m3/h，揚(yáng)程為3.0 m，功率為4.0 kW；設(shè)置微盤曝氣器。

3.3 二沉池

設(shè)計(jì)規(guī)模為1.0×104m3/d，共兩座，采用中心進(jìn)水、周邊出水方式輻流沉淀池。表面負(fù)荷為0.8 m/h。單池直徑為23 m，周邊深度為3.8 m。設(shè)備配置：每池配置單周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)一臺(tái)，功率為1.5 kW。

3.4 深度處理系統(tǒng)

該工程深度處理采用傳統(tǒng)的混凝+沉淀+過(guò)濾工藝。整個(gè)工藝池體結(jié)構(gòu)采用合建模式，外部建設(shè)外圍護(hù)框架結(jié)構(gòu)車間。主要包括機(jī)械混合池、網(wǎng)格絮凝池、斜管沉淀池三部分。設(shè)計(jì)規(guī)模10 000 m3/d，共一座。車間建筑尺寸為24.0 m×15.3 m×9.2 m，池體土建尺寸為 15.05 m×8.9 m×（6.2、4.5）m。

3.4.1 機(jī)械混合池

混合的作用是使所投加的混凝劑快速、均勻地分散在水中，該工程混合采用混合效果較好的推進(jìn)式機(jī)械攪拌器。

其規(guī)格尺寸為2.7 m×1.25 m×3.7 m，池體容積為12.5 m3，設(shè)計(jì)數(shù)量為2臺(tái)，攪拌器直徑為1.0 m，單臺(tái)功率為5.5 kW，自帶變頻器，正常負(fù)荷下攪拌混合時(shí)間為73.6 s，混合攪拌速度梯度為865/s。

3.4.2 網(wǎng)格絮凝池

該工程反應(yīng)池采用網(wǎng)格絮凝池，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)尺寸為8.9 m×6.3 m×6.2 m，池體容積為347.6 m3，設(shè)計(jì)絮凝時(shí)間為21.06 min，峰值絮凝時(shí)間為15.6 min，絮凝池單格平面尺寸為1.10 m×1.10 m，有效水深為3.80 m。

正常負(fù)荷下絮凝時(shí)間21.06 min（第一段7.22 min，第二段7.22 min，第三段6.62 min）。

正常負(fù)荷下豎井平均流速：第一段0.199 m/s，第二段0.127 m/s，第三段0.105 m/s。

正常負(fù)荷下孔洞平均流速：第一段0.231 m/s，第二段0.165 m/s，第三段0.105 m/s。

正常負(fù)荷下平均速度梯度G為42/s，GT值約為53 000。

3.4.3 斜管沉淀池

沉淀池采用斜管沉淀池，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)尺寸為8.9 m×8.75 m×4.5 m，池體容積為350.4 m3，上升流速為1.95 mm/s，斜管安裝傾角為60°，斜管斷面d=35 mm，斜管長(zhǎng)度為1 000 mm，斜管上部清水區(qū)高度為1.1 m，斜管下部布水區(qū)高度為1.5 m，液面負(fù)荷為7.0 m3/（m2·h），峰值液面負(fù)荷為10.4 m3/（m2·h），反復(fù)式池底刮泥機(jī)功率為0.75 kW。

3.4.4 纖維束濾池

為進(jìn)一步保障出水中SS數(shù)值達(dá)標(biāo)排放，設(shè)計(jì)過(guò)濾工藝采用纖維束濾池，在過(guò)濾SS的同時(shí)，還有一定的脫氮效果。

設(shè)計(jì)規(guī)模10 000 m3/d，共一座。濾池土建尺寸為（2.6+4.0+4.0）m×13.9 m×（6.55、4.55、6.75）m，反沖洗間外圍護(hù)尺寸為（6.5+13.0）m×5.8 m×（5.6、8.5）m，反沖洗間吸水井尺寸為5.8 m×4.1 m×2.6 m，變配電室尺寸為14.3 m×4.4 m×3.3 m（位于濾池上方，于濾池池體合建）。濾池共設(shè)一座4格，單排布置，過(guò)濾水頭1.95 m。

設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)速度為12.9 m/h，強(qiáng)制濾速為18.3 m/h，總過(guò)濾面積為48 m2，單格過(guò)濾面積為12 m2，4格，單格尺寸為3.0 m×4 m，反沖洗水強(qiáng)度為8 L/（m2·s），反沖洗氣強(qiáng)度為60 L/（m2·s），反沖洗時(shí)間為15～30 min。

配套設(shè)備：纖維束濾元模組4套，模組型號(hào)為FQLY-1000；纖維密度調(diào)節(jié)裝置4套，型號(hào)為GZKT3 m×4 m；濾板4組，每組24塊，濾板尺寸為1.0 m×0.5 m。布?xì)獠妓到y(tǒng)各4套，型號(hào)為GZKQ3 m×4 m/GZKS3 m×4 m，規(guī)格為 L×B=4.0 m×3.0 m。反洗排水槽8套，型號(hào)為GZKC4 m×0.30 m×0.45 m。配套反沖洗鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，一用一備，單臺(tái)參數(shù)為 Q=43.2 m3/min，P=49 kPa，功率為55 kW。配套反沖洗水泵2臺(tái)，一用一備，單臺(tái)參數(shù)為流量346 m3/h，揚(yáng)程為13 m，功率為22 kW。

3.5 接觸消毒池

該工程采用二氧化氯消毒，設(shè)計(jì)規(guī)模10 000 m3/d，共一座。設(shè)計(jì)接觸時(shí)間為30 min，設(shè)計(jì)有效水深為3 m，單格寬度為2 m，工藝尺寸為13 m×8.9 m×3.5 m。半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)尾水庫(kù)排放提升潛水泵3臺(tái)，兩用一備，單臺(tái)參數(shù)為流量310 m3/h，揚(yáng)程為15 m，功率為30 kW。

3.6 污泥濃縮脫水機(jī)房

將污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行濃縮、脫水，降低含水率，便于污泥運(yùn)輸和最終處置。設(shè)計(jì)規(guī)模：污泥脫水間土建設(shè)計(jì)規(guī)模按遠(yuǎn)期2.0×104m3/d一次建成。

土建工程尺寸為22.5 m×9.0 m×6.9 m，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)期處理規(guī)模為1 020 m3/d。選用碟螺式污泥脫水機(jī)3臺(tái)，兩用一備，近期設(shè)置2臺(tái)，一用一備。單臺(tái)設(shè)備處理能力：污泥濃度5 000 mg/L時(shí)為27 m3/h，污泥濃度10 000 mg/L時(shí)為18 m3/h。設(shè)備功率為3.3 kW。設(shè)計(jì)剩余污泥含水率約為99.2%，污泥濃度約為8 000 mg/L，設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間為20 h，單臺(tái)設(shè)備平均處理能力為25.5 m3/h，單臺(tái)設(shè)備尺寸為2.35 m×2.5 m×2.32 m。為使污泥易于脫水，在進(jìn)濃縮機(jī)前投加聚丙烯酰胺，藥劑投加量為污泥干重的0.4%，PAM投加量為0.85 kg/h。

4 結(jié)語(yǔ)

按照以上工程設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，出水水質(zhì)最終滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)也可供今后類似工程項(xiàng)目參考和借鑒。

[1]張自杰.排水工程：下冊(cè)[M].4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.

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[3]曹仲宏，楊學(xué)，夏斌杰.工業(yè)園區(qū)污水處理工藝選擇及設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].城市道橋與防洪,2016（12）:86-89.

[4]邊靖，衛(wèi)佳，李彤，等.甘泉工業(yè)園區(qū)污水處理工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行[J].中國(guó)給水排水,2016,32（12）:85-89.