銅川市某污水處理廠改擴建工程設計

宋 道

(陜西省引漢濟渭工程建設有限公司，陜西 西安 710000)

隨著銅川市的持續(xù)發(fā)展，城市的規(guī)模與人口逐漸壯大，城鎮(zhèn)居民生活污水排放量也相應增大，銅川市現(xiàn)有污水廠的處理規(guī)模已不能滿足不斷增長的污水量，因此，擴建現(xiàn)行污水處理廠的處理規(guī)模是十分必要的。銅川市某污水處理廠規(guī)劃總設計規(guī)模為12.0×104m3/d，分為三期實施，一期工程已建成規(guī)模為3.0×104m3/d，采用以厭氧池及氧化溝為主的處理工藝，出水水質(zhì)達到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A標準。

1 工程概況

1.1 一期概況

一期工程設計規(guī)模3.0×104m3/d，污水廠設有粗細格柵間、曝氣沉砂池、厭氧池及氧化溝、沉淀池、接觸池、污泥回流泵池、儲泥池、污泥脫水機房等工藝構(gòu)筑物，并設有自動控制中心與水質(zhì)監(jiān)測中心，2014年正式投入運營，并已在2015年完成提標改造，出水水質(zhì)達到一級A標準。污水經(jīng)處理達標后排入石川河流域。

1.2 二期工程設計規(guī)模

根據(jù)《銅川市城鄉(xiāng)一體化建設規(guī)劃(2012—2030)》以及《室外給水設計規(guī)范》確定銅川市某污水處理廠近期(2020年)設計規(guī)模為6.0×104m3/d，遠期(2030年)設計規(guī)模為12.0×104m3/d。由于近期(2020年)規(guī)劃中，一期已經(jīng)建成規(guī)模為3.0×104m3/d的污水處理廠，因此確定二期工程設計規(guī)模為3.0×104m3/d。

1.3 二期工程設計水質(zhì)

污水處理廠的進水水質(zhì)是確定水處理工藝的關(guān)鍵依據(jù)[1]。根據(jù)對污水處理廠多年進水水質(zhì)主要污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，以及出水水質(zhì)須滿足一級A標準[1]。確定二期擴建工程設計進出水水質(zhì)如表1所示。

表1 二期擴建工程設計進、出水水質(zhì) mg/L

2 設計方案

污水處理廠處理工藝方案的選擇需要依據(jù)設計規(guī)模、進水水質(zhì)特點、出水水質(zhì)要求、污泥處置的方法以及當?shù)氐牡乩怼⒔?jīng)濟狀況等多種因素作出慎重考慮，選擇出合理、切實可行的處理工藝方案[2]。污水處理廠二期改擴建工程一般要求對污水中氮、磷進行處理，而除磷脫氮工藝對進水中各污染物比值有嚴格要求[2]。對該項目做出綜合比對，確定本項目生物處理單元采用倒置A/A/O工藝；為了強化脫氮效果，并為后期再生水及中水回用工程的建設創(chuàng)造有利條件，確定深度處理工藝采用深床反硝化濾池處理工藝；污泥最終采取衛(wèi)生填埋的處置方式，污泥脫水采用框板高壓雙隔膜壓濾機深度脫水工藝；消毒工藝選擇速度快，效率高，占地面積小，并且不會生成副產(chǎn)物的紫外線消毒工藝[5]；生物除臭工藝效果顯著，效率高，運行穩(wěn)定，建設成本低，運行費用低，無需添加藥劑，綠色環(huán)保，無二次污染[5]。因此，選擇生物除臭工藝。

3 二期擴建工藝流程設計

二期擴建工程污水處理采取預處理+倒置A/A/O+反硝化深床濾池+紫外線消毒處理工藝。污泥處理處置使用重力濃縮+調(diào)理+框板高壓雙隔膜壓濾機深度脫水工藝，處理過后的污泥外運并且進行衛(wèi)生填埋。二期擴建工程的工藝流程圖如圖1所示。

3.1 污水處理系統(tǒng)

1)二期擴建工程水量增大，一期留下的污水提升泵房需要升級，在一期的基礎上二期擴建工程增加3臺(2用1備)離心式潛水污水泵，每臺設計流量為907.2 m3/h。現(xiàn)有的細格柵已經(jīng)不能滿足設計要求，二期擴建工程設置2臺(1用1備)細格柵，每日柵渣量W=3.003 m3/d，采用機械清渣方式。曝氣沉砂池共設置2格，每小時所需總空氣量為362.88 m3。兩個構(gòu)筑物合建在一起。

2)二期擴建工程生化反應池共分為2個系列，每個系列好氧池的設計污泥齡為：θco=10.12 d；生化反應池總?cè)莘e為：V總=10 624 m3，總水力停留時間為：t總=16.99 h；其中厭氧池容積為：Vp=1 280 m3，厭氧池水力停留時間為：tp=2.05 h；缺氧池容積為：Vn=2 048 m3，缺氧池水力停留時間為：tn=3.27 h；好氧池容積為：Vo=7 296 m3，好氧池水力停留時間為：to=11.67 h。二期工程剩余污泥量為：ΔX=461.25 m3/d；需氧量為：Os=10 517.66 kgO2/d，換算成標準狀態(tài)下的需氧量為：Os=18 569.56 kgO2/d，換算成標準狀態(tài)下的供氣量為：Gs=13 816.64 m3/h。

3)二期擴建工程二沉池設置2座周進周出的輻流式沉淀池，每座設計流量Q=906.25 m3/h，表面負荷q=0.85 m3/(m2·h)，有效水深h=3.7 m，水力停留時間t=4.24 h。

5)紫外線消毒池分為2個系列，每個系列尺寸為：L×B×H=9.88 m×0.33 m×1.29 m，每個系列設計流量為21 750 m3，選取UV300PLUS紫外消毒設備,兩個UV燈組，每個燈組3個模塊。每個模塊的長度為2.46 m，兩個燈組之間間距為1.0 m，渠道出水設堰調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)堰與燈組間距為1.5 m，則渠道總長度為9.88 m。

3.2 曝氣系統(tǒng)

二期擴建工程新建鼓風機房1座，不但能為A/A/O生化反應池提供充足的溶解氧濃度以保證生化反應的正常進行，而且還可以保證反硝化深床濾池反沖洗時具有足夠的供氣源。為A/A/O生化反應池設置3臺(2用1備)磁懸浮鼓風機，具體參數(shù)為：單機風量為：Q=68 m3/min，出口升壓為：H=7.5 m H2O，N=120 kW；反硝化深床濾池反沖洗設置2臺鼓風設備，選用GM35型單級高速離心鼓風機。風機房尺寸：L×B×H=8 m×4.5 m×6.5 m。

3.3 污泥處理系統(tǒng)

1)二期擴建工程新建污泥濃縮池1座。設計流量Q=461.25 m3/d；剩余污泥含水率99.2%；濃縮后污泥含水率97.0%；工藝尺寸D×H=φ12.0×5.50 m，設計有效水深H1=3.0 m。設懸掛式中心驅(qū)動濃縮機1套，功率為0.75 kW。

2)為保證壓濾后的污泥含水率降低至60%以下，污泥脫水濃縮設備選取箱式隔膜壓濾機，處理后的污泥含水率在55%左右。設備有轉(zhuǎn)鼓濃縮機2臺(1用1備)，主要性能參數(shù)為：Q=84 m3/h，N=1.8 kW；框板高壓雙隔膜壓濾機2臺(1用1備)，主要性能參數(shù)為：過濾面積72 m2，N=9.1 kW；自動泡藥機1套，主要性能參數(shù)為：藥量為600 L/h，N=1.1 kW；PAM加藥計量泵2臺(1用1備)，主要性能參數(shù)為：加藥量為600 L/h～1 200 L/h，N=1.8 kW；污泥螺桿泵2臺(1用1備)，主要性能參數(shù)為：Q=84 m3/h，N=22 kW；污泥螺桿泵3臺(2用1備)，主要性能參數(shù)為：Q=20 m3/h，N=18 kW；螺桿式空氣壓縮機2臺(1用1備)，主要性能參數(shù)為Q=1.8 m3/min，N=26 kW，P=1.9 MPa；石灰粉自動加藥計量系統(tǒng)1套，功率為N=6.6 kW。

4 工程效益

污水廠二期擴建工程建設投產(chǎn)后，污水通過污水廠的處理，將大大減少排入漆水河與沮河的污染物，恢復了石川河水系的良好水環(huán)境，提高了銅川市人民的生活環(huán)境質(zhì)量，提升了水的利用效率，有利于水資源的二次開發(fā)利用與生態(tài)水資源的保護，大幅度改善了銅川市的生態(tài)環(huán)境、旅游環(huán)境與投資環(huán)境，為銅川市經(jīng)濟快速平穩(wěn)的發(fā)展起到了保障作用。

5 結(jié)語

銅川市某污水處理廠二期擴建工程采用預處理+倒置A/A/O+反硝化深床濾池+紫外線消毒處理工藝，能夠大大改善污水處理效果，提升了水的利用效率，有利于水資源的二次開發(fā)利用與生態(tài)水資源的保護，是治理銅川市水污染問題，改善銅川市水環(huán)境質(zhì)量，節(jié)約保護水資源，促進銅川市經(jīng)濟快速平穩(wěn)發(fā)展的重要措施之一。