1．工程概況
某工業(yè)園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為電力、新材料、冶金、機械、紡織工業(yè)等，該園區(qū)污水處理廠設(shè)計總規(guī)模1 萬m3 /d，一期規(guī)模0．5 萬m3 /d，遠(yuǎn)期Kz = 1．58，近期Kz = 1．74。污水處理廠進水標(biāo)準(zhǔn)參考《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GJ343-2010，出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB18918-2002 中一級B 標(biāo)準(zhǔn)，詳見下表。
表1 設(shè)計水質(zhì)以及排放標(biāo)準(zhǔn)
圖1 MSBR 工藝的組成及布置
運行過程中，污水首先進入?yún)捬醭?，與來自泥水分離池、并經(jīng)缺氧池Ⅱ反硝化后的混合液混合，使聚磷菌在此充分釋磷，然后進入缺氧池Ⅰ繼續(xù)進行反硝化。反硝化后的混合液進入好氧池，完成有機物去除、硝化和聚磷菌的攝磷等功能，最后混合液進入SBR 池Ⅰ或SBR 池Ⅱ，在此進行最后的處理及泥水分離，并排出澄清出水(如圖2 所示) 。除兩個SBR 池外，工藝中其余各池均處于恒水位、連續(xù)運行的狀態(tài)，其運行操作方式基本固定。而對SBR 池而言，當(dāng)其中一個SBR 池作為最后處理工段時，另一個SBR 池則在1．5Q 的回流量(至泥水分離池) 的條件下以硝化、反硝化的模式運行或進行靜止預(yù)沉淀。運行期間始終進行污泥回流，并首先進入泥水分離池分離濃縮，上清液進入好氧池，濃縮污泥進入缺氧池Ⅱ，進行反硝化，并消耗掉污泥中DO 和硝酸鹽，為隨后在厭氧池中的釋磷過程創(chuàng)造有利條件。
圖2 MSBR 工藝的運行原理
3．工藝流程
園區(qū)污水經(jīng)廠外污水管道自流進入污水處理廠，污水經(jīng)格柵去除污水中較大的漂浮物通過潛污泵進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，以消除沖擊負(fù)荷影響、稀釋抑制物質(zhì)，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。出水再通過污水泵提升至反應(yīng)池，加藥攪拌混勻后再進入沉淀池，去除污水中的懸浮物和重金屬離子等，出水進入預(yù)留的中和池，再自流進入水解酸化池，將大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，將難生化降解物質(zhì)降解為易于被好氧菌降解的物質(zhì)，提高污水的可生化性。經(jīng)預(yù)處理后的污水自流進入MSBR 池，通過曝氣生化處理后，降解大量有機污染物并脫氮除磷。MSBR 池出水自流入消毒池，經(jīng)紫外線消毒處理后排出廠外。
反應(yīng)沉淀池產(chǎn)生的化學(xué)污泥和MSBR 池產(chǎn)生的剩余活性污泥，排入貯泥池，污泥提升至帶式濃縮脫水一體機，脫水后形成的泥餅輸送至污泥堆棚，定期外運衛(wèi)生填埋。
圖3 污水污泥處理工藝流程圖
4．主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)
4．1 格柵及提升泵房(合建)
土建工程按1 萬m3 /d 規(guī)模一次建設(shè)，設(shè)計流量為658m3 /h(最高時) 。設(shè)備按近期配置。
格柵主要作用是攔截污水中較大的懸浮物，以保護提升泵房設(shè)備不受損害，并初步去除污水中的懸浮物。進水閘門井平面尺寸2．6m× 1m，內(nèi)設(shè)φ1000mm手動雙向鑄鐵鑲銅閘門1 套，便于維修機械格柵等。每組格柵渠平面尺寸6．5m× 0．6m，渠內(nèi)設(shè)B = 0．5m的回轉(zhuǎn)格柵除污機1 套，柵距20mm，過柵流速0．65m/s，安裝角度75°，功率0．55kW。格柵渠前后各設(shè)0．6m×1m手動插板閘門1 套。柵渣量按1000m3產(chǎn)生0．05m3柵渣計，含水率80%左右，柵渣量為0．5m3 /d。柵渣通過格柵輸送至垃圾小車內(nèi)，外運處置。格柵除污機近期工作一組，交替運行，根據(jù)過柵前后水位差或按時間周期自動控制清渣，也可機旁手動控制清渣。
提升泵房平面尺寸8．9m× 4．2m，集水池設(shè)于泵房下，平面凈尺寸為8．9m× 5．6m。近期設(shè)150JYWQ200－ 9-11 型潛污泵3 臺(Q = 200m3 /h，H = 9m，N =11kW) ，2用1 備。遠(yuǎn)期增設(shè)2 臺，4用1 備。泵房內(nèi)設(shè)1 臺電動葫蘆，起重量1．5t。潛污泵的開停工況及開停臺數(shù)可、根據(jù)集水池的液位進行自動控制。
4．2 調(diào)節(jié)及事故池(合建)
土建工程一次到位，設(shè)備安裝工程按近期規(guī)模到位。
調(diào)節(jié)池尺寸20m× 23m × 6．3m(H) ，有效水深5．5m，有效容積2530m3，停留時間6h。池內(nèi)設(shè)5 臺潛污提升泵WQ2210-417-100-7．5 (流量115m3 /h，揚程14m，功率7．5kW) ，4 用1 備，近期設(shè)3 臺，2 用1 備。事故池作用是提供應(yīng)急緩沖時間，應(yīng)對運行過程中出現(xiàn)的事故。尺寸9．7m× 23m × 6．3m(H) ，有效水深5．5m，有效容積1250m3，停留時間3h。池內(nèi)設(shè)2 臺事故泵WQ2210-422-150-5．5 (流量120m3 /h，揚程10m，功率5．5kW) ，1用1 備。兩個水池分別設(shè)1 臺電動葫蘆和2 臺潛水?dāng)嚢铏C(轉(zhuǎn)速740r /min，N = 2．2kW) 。
4．3 反應(yīng)沉淀池(合建)
反應(yīng)池分3 格，每格尺寸3．25m× 3．25m× 4．5m(H) ，設(shè)3 套框式攪拌機，功率分別為1．5kW、0．75kW、0．55kW。
沉淀池采用圓形輻流式，近期實施1 座，設(shè)計按平均時流量208．3 m3 /h 設(shè)計，并按最高時流量364．5 m3 /h 校核。沉淀池采用中心進水，周邊出水，中心筒直徑800mm。池內(nèi)污泥經(jīng)刮泥機收集至池底中心的集泥井內(nèi)，由污泥泵排至貯泥池。水面浮渣由浮渣板刮到浮渣斗后排出池外，浮渣經(jīng)不銹鋼濾網(wǎng)分離去除，分離液進入廠區(qū)污水管。不銹鋼濾網(wǎng)需定期清理。沉淀池內(nèi)徑φ16m，有效水深4m，池底坡度1: 12，表面負(fù)荷1．04m3 /m2 h，沉淀時間3．85h。在沉淀池內(nèi)設(shè)半橋式周邊傳動刮泥機一套，型號ZBG-16，0．37kW，自帶鋼制工作橋，水上部件材料采用碳鋼，水下部分為不銹鋼。沉淀池排泥井內(nèi)設(shè)2 臺排泥泵100WQ80-13-5．5，流量120m3 /h，揚程10m，功率5．5kW。沉淀池出水進入中和池，屬預(yù)留池體。中和池分3 格，每格尺寸為3．25m× 3．25m× 4．5m(H) 。
4．4 水解酸化池
其作用為提高污水的可生化性和后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理效率。近期實施1 座，單體設(shè)計流量208．3 m3 /h，HRT 為6h，表面負(fù)荷1m3 /m2·h。池體外形尺寸11m× 20m，有效水深6m。池內(nèi)安裝聚丙烯填料430m3，為使進水分布均勻、防止短流，內(nèi)設(shè)潛水推流器2臺，葉輪直徑1100mm、轉(zhuǎn)速87r/min、功率2．2kW。
4．5 MSBR 池
近期實施1 座，設(shè)計流量208．3m3 /h，遠(yuǎn)期增加1座。池體平面尺寸40．2m× 19．6m，其中好氧區(qū)和兩邊序批區(qū)總高為6．8m，有效水深6 m; 中間厭氧區(qū)、缺氧區(qū)等總高為8．3m，有效水深7．6m。好氧區(qū)平面尺寸17．1m× 19．2m，有效容積1970m3，HRT 為9．5h，序批區(qū)分2 區(qū)，每區(qū)平面尺寸22．7m× 6．2m，合計HRT 為8．1h。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)平面尺寸分別為5．75m× 6m、8．8m× 6m，有效容積分別為262m3、401m3 ，HRT 分別為1．3h、1．9h。
主要設(shè)計參數(shù): 總HRT 為20．8h; 污泥齡20d; 混合液平均污泥濃度(MLSS ) 3000mg /L; 污泥負(fù)荷0．08kgBOD5 /kgMLSS·d; 剩余污泥量649．54kg /d; 濕污泥量81．2m3 /d; 實際需氧量O2 = 1297kg /d，換算成標(biāo)準(zhǔn)供氣量GS = 37．4m3 /min，氧利用率EA = 13%。
近期主要設(shè)備: 潛水?dāng)嚢铏C: 預(yù)缺氧區(qū)設(shè)2 臺N =0．37kW，厭氧區(qū)設(shè)置2 臺N = 0．75kW，序批區(qū)和缺氧區(qū)設(shè)10 臺N = 1．5kW; 3 臺潛水回流泵Q = 420m3 /h，H= 1．1m，N = 4kW，交頻控制，配起吊裝置; 2 臺污泥提升泵Q = 150m3 /h，H = 1m，N = 3kW，交頻控制，配起吊裝置; 2 臺剩余污泥泵Q = 50m3 /h，H = 7m，N = 2．2kW，配起吊裝置; 2 套空氣控制出水堰，設(shè)于序批區(qū); 4 套下開式手動調(diào)節(jié)堰門500 × 700(H) ，配啟閉機; 5 套電動閥，N = 0．37kW，設(shè)于序批區(qū)和好氧區(qū)空氣管; 2 根撇渣管，配手動啟閉機，設(shè)于序批區(qū); 384 根管式曝氣器其中好氧區(qū)240 根，每個序批區(qū)各72 根; 3 臺DO 儀，0 ～20mg /L; 3 臺MLSS 儀，0～ 10g /L。
4．6 紫外線消毒池及巴歇爾計量槽(合建)
紫外線消毒池土建一次到位，設(shè)備分兩期進行，本期采用24 支320W 紫外燈，安裝在1 條消毒明渠中，每條明渠內(nèi)設(shè)有1 個模塊組，含2 個紫外燈排架，燈管總功率8kW。紫外燈管與水流方向一致平行排放，且燈管間排列間距均等，以保證均勻的紫外光量、維持穩(wěn)定的滅菌效果?？偲矫娉叽?0．7m× 4．8m，單池寬1．75m，有效水深1．7m。
巴歇爾計量槽一次到位，平面尺寸9．8m× 1．58m，有效水深0．6m，測量范圍0．03 ～ 0．4m3 /s。出水井尺寸3．5m× 2．75m× 3m(H) ，有效水深2．2m，配2 臺回用水泵50WQ15-12-1．1(Q = 15m3 /h，H = 12m，N =1．1kW) ，1用1 備，接至回用水點。出水監(jiān)測站外形尺寸4m× 3 × 3m(H) ，配在線COD 儀、在線氨氮儀、在線pH、溫度計、在線總氮儀、在線總磷儀各1 套。
4．7 貯泥池
主要作用是儲存污泥，調(diào)節(jié)剩余污泥量。按遠(yuǎn)期規(guī)模1 萬m3 /d 設(shè)計，設(shè)2 格，每格平面凈尺寸為5 ×5m，有效水深3m，有效容積150m3。每格設(shè)φ260mm水下攪拌器一臺，功率N = 1．5kW。2 格均設(shè)溢流管，上清液通過溢流管流入廠區(qū)污水管，回到調(diào)節(jié)池進入處理系統(tǒng)。儲存在貯泥池的剩余污泥通過污泥泵提升至污泥濃縮帶式脫水一體機進行污泥濃縮脫水。
4．8 污泥濃縮脫水車間與污泥堆棚(合建)
平面尺寸42．6m× 12m，層高7．2m，土建一次到位，設(shè)備分兩期進行。近期污泥產(chǎn)量為1325kg干泥/d，脫水前污泥量為114m3 /d，脫水后污泥含水率小于80%，每天大約產(chǎn)泥餅6．6t。其中反應(yīng)沉淀池產(chǎn)泥量為675kg /d，含水率98%，污泥體積34m3 /d; MSBR 剩余污泥量為650kg /d，含水率99．2%，污泥體積81m3 /d。
車間設(shè)1m帶寬的帶式濃縮脫水一體機DNY －1000 型2 套(B = 1000mm，Q = 9-15m3 /h，N = 1．85kW) ，1用1 備，每天工作8h，配套設(shè)備: 污泥進料螺桿泵2 臺(Q = 3-12m3 /h，H = 20m，N = 5．5kW) ; 加藥裝置1 套(Q = 1340L/h，N = 1．7kW) ; 加藥螺桿泵2 套(Q = 0．2-1m3 /h，H = 20m，N = 0．75kW) ; 空壓機2 套(Q = 0．36m3 /min，P = 0．7MPa，N = 3kW) 。
脫水后的泥餅通過螺旋輸送機輸送至污泥堆棚暫存，設(shè)0o 無軸螺旋輸送機1 臺(LS-320 型，Q = 2 －4m3 /h，L = 8．5m，N = 1．1kW) ; 25o 無軸螺旋輸送機1臺(LS-320 型，Q = 2-4m3 /h，L = 7m，N = 1．5kW) 。設(shè)3T 電動葫蘆1 臺，CD1型，N = 4．5 + 0．4kW。污泥濃縮脫水過程中需投加PAM，投加量0．22%。脫水后污泥含水率小于80%。車間設(shè)軸流通風(fēng)機5 臺，N = 0．18kW。
4．9 綜合車間
土建按遠(yuǎn)期設(shè)計，平面尺寸34m× 18m，總建筑面積612m2，一層。綜合車間含鼓風(fēng)機房、變配電間、加藥間、倉庫和機修間等，平面尺寸分別為18m× 10m，18m× 8m， 16m × 10m，8m× 8m，8m× 8m。
主要設(shè)備如下: 鼓風(fēng)機(Q = 18．85m3 /min，H =7000mmH2O，N = 45kW) 3 臺，2用1 備，遠(yuǎn)期增加3 臺，4 用2 備; 電動葫蘆1 套，起吊重量: T = 2t，N = 3kW。加藥泵(Q = 6m3 /h，H = 13m，N = 0．75kW) 6 臺，3 用3備; 攪拌機6 臺，N = 1．1kW; 堿計量泵2 臺，Q = 500L/h，H = 7bar，N = 0．37kW; 堿攪拌器2 臺，N = 0．37kW，100RPM; 酸攪拌器2 臺，N = 0．37kW，100RPM; 酸計量泵2 臺，Q = 500L/h，H = 7bar，N = 0．37kW; 氧化鈣料倉1 套，V = 3m3。軸流風(fēng)機8 臺，N = 0．37kW。
4．10 輔助用房
按照《城鎮(zhèn)污水廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》CJJ31-89 要求配置輔助用房。綜合樓(含行政辦公、生產(chǎn)管理、化驗室、浴室等) : 總建筑面積715m2，二層;食堂: 總建筑面積11m2，一層; 門衛(wèi): 總建筑面積32．7m2，一層。.
5．運行效果及經(jīng)濟分析
5．1 運行成本
按一期處理污水0．5 萬m3 /d 計，混凝劑每年消耗54．75 噸，單價1800 元/噸。絮凝劑每年消耗9．125噸，單價為40000 元/噸; 處理每噸污水電耗為0．55kW·h，電價為0．689 元/kW·h; 污水處理廠每天耗自來水16m3，水價為2．8 元/m3 ; 污泥產(chǎn)出量每天6．6t，清運、填埋單價為15 元/t; 工資按15 人，人均2．5 萬元/年計算; 年修理費約85．4 萬元，年折舊費約195．65 萬元。單位污水處理成本為2．41 元/m3。
5．2 出水水質(zhì)
廢水處理隨機監(jiān)測結(jié)果見表2。
表2 出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果
6．結(jié)語
MSBR 工藝具有占地面積少，自動化程度高，運行成本低，適應(yīng)水質(zhì)變化能力強等優(yōu)點，適用于進水水質(zhì)符合《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GJ343-2010 的中、小型工業(yè)園區(qū)污水處理廠，處理效果較好。
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