隆回县工业园污水处理厂工程设计实例

隆回县工业园污水处理厂工程总设计规模 30000 m 3 /d，分两期建设，上海自动化仪表有限公司其中期 15000 m 3 /d，设计采用“预处理+水解酸化池+改良型 A 2 /O+二沉池+V 型滤池+紫外毒”工艺，污泥采用高压板框压滤机脱水至 60 %以下的含水率后外运处置，本文重点介绍了各处理单元的工艺设计参数及设备配置情况，目前，上海自动化仪表有限公司污水厂已建成并投产运营，从运营效果来看，其各项指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级 A 排放标准。1 项目概述隆回县工业园污水处理厂工程位于隆回工业集中区寺山片区南部，其纳污范围为隆回工业集中区城东南主园区(集南片区、寺山片区、北山片区)与隆回县城城东生活片区。纳污范围面积为1087 ha，排水体制为雨污分流制，总设计规模 30000 m 3/d，分两期建设，其中，一期 15000 m 3 /d，项目总占地积 46422 m 2 ，一期占地积 26575 m 2 。

由于该服务范围内的工业用地占比较大，经预测，其工业污水量占比约 50 %~55 %。2 设计进、出水水质2.1 设计进水水质隆回县工业园污水处理厂的废水设计进水水质预测主要根据工业区现有企业类型、规划工业用地性质及类比周边地区同类型工业园污水处理厂实际运行水质数据而定，具体指标如下表 1 所示。同时考虑到工业园水质波动的可能性较大，在工艺选择上预留预处理工艺，保证整个系统的稳定运行。2.2 设计出水水质根据环评要求，本工程设计出水水质须满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级 A 排放标准。

4 主要处理单元设计4.1 粗格栅及提升泵房土建按照远期规模 30000 m 3 /d 建成，设备按近期 15000 m 3 /d配套。水量变化系数取 1.53。(1)格栅渠：共设 2 条格栅渠，近远期合建，单渠工艺尺寸：L×B×H=6.7×1.2×8.0 m，过栅流速0.70 m/s，栅条间隙：20 mm，近期配套主要设备：钢丝绳牵引格栅除污机 1 台，宽 1.1 m，间隙20 mm，1.5 kW，渠深 8 m，铸铁方闸门：4台，皮带输送机：1台，超声波液位差计：1 套，甲烷及硫化氢报警仪：1 套。(2)提升泵站：分为 2 格，其中一格预留给远期，与粗格栅井合建，单格工艺尺寸为 L×B=8.0×5.0×10.2 m。近期配套主要设备：潜污泵 3 台，2 用 1 备，500 m 3 /h，11 m，30 KW，超声波液位计：1 套，进水 COD 在线监测仪：1 套，电磁流量计：1 套。4.2 细格栅及沉砂池设计规模按远期 30000 m 3 /d，分 2 组，单组设计规模为 15000m 3 /d，Q max =0.266 m 3 /s；(1)细格栅渠：过栅流速：0.65 m/s，栅前水深：0.9 m，栅条间隙：3 mm，安装角度：75°，渠宽：1.2 m，栅渣量：0.45 m 3 /d。近期配套主要设备：回转式格栅除污机 1 台，宽 1.1 m，净隙 3 mm，0.75 kW，渠深 1.5 m，无轴螺旋输送机 1 台；渠道闸门 4 台。(2)旋流沉砂池(与细格栅合建)：根据设计手册选择型号 300，直径3050 mm，有效容积 10.4 m 3 ，停留时间 39 s，有效水深 1 m，产砂量：0.45 m 3 /d。近期配套主要设备：旋流沉砂池除砂机 1 台，处理量＞1200 m 3 /h，转速 12~20r/min，1.5 kW；砂水分离器 1 台。4.3 调节池及事故池近期：调节池按照一期规模 15000 m 3 /d 建成，分为两格，其中 1 格近期作为事故池使用。远期：再新建一座事故池，现有事故池改作调节池使用。设计水力停留时间：8.0 h，其中事故池停留时间 4.0h，调节池停留时间 4.0 h，总有效容积=5000 m 3 ，单格 2500 m 3 ，总工艺尺寸：37.0×26.0×6.0 m，有效水深 5.5 m。配套主要设备：潜污泵 3 台，2 用 1 备，320 m 3 /h，18 m，30kW；鼓风机 2 台，1 用 1 备，21.86 m 3 /min，49kPa，30 kW；电磁流量计 1 台。4.4 水解酸化池设计流量 15000 m 3 /d，分为两组，单组设计流量 7500 m 3 /d，停留时间：6 h，总有效容积 3750 m 3 ，单组 1875m 3 ；水力负荷：1.0 m 3 /(m 2 .h)，单组面积：312.5 m 2 ，有效水深：6 m，工艺尺寸：2-25.8×13.3×6.8 m。采用脉冲式布水，脉冲布水器计算：充放比 4.6:1，充水时间：103.5 s，放水时间：22.5 s，单组设计 4 个脉冲罐，单个脉冲罐平均流量：0.12 m 3 /s。配套主要设备：脉冲布水器 80 m 3 /h，8 套，弹性填料 Ø150-80，数量：900 m 3 。4.5 改良型 A 2 /O 生化池设计规模为 15000 m 3 /d，MLSS：3.5 g/L，(1)选择区：HRT 1 =0.5h，有效容积：V 1 =156.25 m 3 ，有效水深：5.0 m，工艺尺寸：2-7×5×5.6m；(2)厌氧区：HRT 2 =1.4 h，有效容积：V 2 =440 m 3 ，有效水深：5.0 m，工艺尺寸：2-17.6×5×5.6 m(3)缺氧区：设计取反硝化速率K de(20) =0.03 kgNO 3 -N/(kgMLSS.d)，污泥产率系数 Yt 取0.6kgMLSS/kgBOD 5 ，排出系统的微生物量 ΔX v =1638 kg/d，单格有效容积：V 3 =1250 m 3 ，HRT 3 =4 h，工艺尺寸：2-25×10×5.6 m；(4)好氧区：设计 BOD 5 污泥荷 0.10 kgBOD 5 /(kgMLSS·d)，好氧区设计污泥泥龄 θ c=9.69 d，单格有效容积：V 4 =3850 m 3 ，HRT 4 =12.3h ， 工 艺 尺 寸 ： 2-30.8×25×5.6 m ， 校 核 总 氮 负 荷率 0.02kgTN/(kgMLSS·d)，理论需氧量 4402.42 kg/d，污泥回流比：100 %，混合液回流比：200 %，剩余污泥量 ΔX=2.9 t/d。配套主要设备：生物选择区潜水搅拌器 2 台，Ø260 mm，1.5kW，转速 960 r/min；厌氧区潜水搅拌器 4 台，Ø1100 mm，2.2 kW，转速 52 r/min；缺氧区潜水搅拌器 4 台，Ø1800mm，4 kW，转速43 r/min；混合液回流泵 620 m 3 /h，1.5 m，11 kw，4 台，2 用 2备；鼓风机 64 m 3 /min，58.8 kPa，90 kW，3 台，2 用 1 备，配变频；微孔曝气器 Ø250，单个曝气量为 3~4 m 3 /h，数量 2400 个；溶解氧测定仪 2 台；ORP 计 2 台。4.6 二沉池设计流量 15000 m 3 /d，分 2 组；表面负荷：0.82 m 3 /m 2 ·h，沉淀时间 3 h；有效水深 2.5 m，单池工艺尺寸：Ø22.0×4.1 m，校核固体负荷：138.2 kg/m 2 d，出水堰口负荷：1.26 L/(S·m)；配套主要设备：中心传动吸泥机 Ø22m，0.75 kW，2 台。4.7 V 型滤池设计规模：15000 m 3 /d，设计滤速：7.4 m/h，过滤面积：84 m 2 ，分为 3 格，单格面积 28 m 2 ，有效水深 3.9m，单格工艺尺寸：5.1×7.0×4.5 m，设计水反洗强度 5 L/s·m 2 ，气反洗强度 15.4 L/s·m 2 ，反洗时间 15 min，反洗方式：气洗－水气洗－水洗。配套主要设备：鼓风机 26 m 3 /min，49 kPa，37 kW，数量 2台，1 用 1 备，反冲洗水泵250 m 3 /h，14 m，15 kw，数量 3 台，2 用 1 备。4.8 紫外消毒渠设计规模按远期 30000 m 3 /d，分 2 组，单组设计规模为 15000m 3 /d，出水固体悬浮物(SS)≤10mg/L，消毒后粪大肠菌数＜10 3 个/L，通道设计流速 0.48 m/s，有效过水断面面积=0.36 m 2 ，灯管弧长 147.5 cm，停留时间 3.07 s，设计取灯管数 48 根，设置 6 个模块，每个模块 8 根灯管，紫外光强 Iavg=10.64 mw/cm 2 ，紫外光计量 32.66 mJ/cm 2。近期配套主要设备：紫外线消毒装置 Q max =18000 m 3 /d，7.5kW，数量 1 套。4.9 污泥脱水系统(1)储泥池：设计绝干污泥量 2.9 t/d，生化剩余污泥量(含水率99.2 %)：368 m 3 /d，储泥池有效容积 48 m 3 ，工艺尺寸：4.0×4.0×3.6m，水力停留时间：3 h。(2)污泥浓缩脱水系统：浓缩后污泥量(含水率 97 %)：96.67 m 3 /d污泥调药剂采用石灰及铁盐，石灰投加量：0.35 t/d(绝干泥12 %计)；铁盐投加量：0.23 t/d，配药浓度 10 %，加药量 2.32 m 3 /d，(绝干泥 8 %计)；污泥脱水 PAM 投加量：3.6 kg/h(5 ‰)，配药浓度 1.5 ‰，加药量：2.4 m 3 /h。污泥脱水工作时间：首期每天工作 16 h；脱水后污泥量(含水率 60 %)：7.25 t/d，脱水后污泥外运填埋场处置。配套主要设备：叠螺式浓缩机 1 台，绝干污泥处理量为120~240 kgDs/hr；高压板框压滤机 1 台，过滤面积 180 m 2 ，7.5+7.5kw；污泥转输泵 2 台，1 用 1 备，26~30 m 3 /h，120m，22 kW；压榨进料泵 2 台，1 用 1 备，6 m 3 /h，180 m，7.5 kW；螺杆式空气压缩机 1 台，3.0 m 3 /min，0.8MPa，18 kW；冷干机 1.0 m 3 /min，0.8 Mpa，储气罐 5 m 3 ；压榨水箱 5 m 3 ；石灰加药系统 1 套；铁盐加药系统1 套；PAM 加药系统 1 套、皮带输送机及无轴螺旋输送机等。4.10 臭气处理系统除臭风量均按照构建筑物净空的换气次数计算：预处理、调节池、事故池及水解酸化池、缺氧池等构筑物通风次数为 3 次/h计算，污泥脱水间通风次数为 6 次/h。总臭气处理量 34000 m 3 /h，配套两套生物除臭系统，单套 17000 m 3 /h。5 工程运行效果本项目于 2018 年 9 月正式投入运营，目前系统日平均处理水量约为 12000 m 3 /d，对各单元进出水水质进行连续 8 周的水质检测，实测水质数据如图 2，图 3 所示，从运行数据可以看出，系统处理效果良好，达到了设计预期效果，出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级 A 排放标准的要求。

6 技术经济分析该工程总投资约为 4400 万元，吨水投资约 2900 元，运行期间电耗：0.83 元/m 3 ，人工费用为 0.14 元/m 3 ，药剂费用：0.29 元/m 3 ，水费：0.02 元/m 3 ，吨水运营直接成本 1.28 元/m 3 。7 结论及建议(1)本项目运营已 1 年有余，从运营效果来看，采用“预处理+水解酸化池+改良型 A 2 /O+二沉池+V 型滤池+紫外消毒”工艺，处理类似工业园区污水效果良好，出水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级 A 排放标准的要求。(2)对于类似上述这种工业与生活污水混合类型的污水处理厂，尤其工业污水量占比较高的情况，为确保污水处理能够达到预期的效果，上海自动化仪表有限公司须对排入园区污水系统的企业污水排放进行严格监管，确保其污水经预处理后达到下水道的纳管标准后，方能排入园区污水系统。