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      河南省某農(nóng)村生活污水處理工程典型設(shè)計實(shí)例

      2021-07-23 10:16:28易亞杰李鵬
      關(guān)鍵詞:斜板濾池格柵

      易亞杰 李鵬

      (湖南中集環(huán)境投資有限公司,湖南長沙 410002)

      1 引言

      一體化設(shè)備擁有施工周期短、占地小、節(jié)約投資、運(yùn)營成本低等優(yōu)點(diǎn),且地埋式不影響原地形地貌,因此根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)單位的要求,認(rèn)真分析污水水質(zhì)后,推廣了地埋式一體化設(shè)備“三件套”,主要包括格柵設(shè)備、水解酸化設(shè)備、SBR+斜板沉淀設(shè)備,使環(huán)境效益最大化,污水達(dá)標(biāo)排放。

      2 設(shè)計內(nèi)容

      2.1 設(shè)計水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

      河南省某農(nóng)村基本都是旱廁,人均用水量較少,根據(jù)調(diào)研情況,目前人均排水量約30 L/d,但考慮旱廁改造需求,設(shè)計水量每人為50 L/d。經(jīng)過計算,本項目的設(shè)計規(guī)模為100 m3/d,項目的最終受納水體為項目附近排水渠,排水要求為滿足GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A 標(biāo)準(zhǔn)。本項目設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

      表1 進(jìn)出水水質(zhì) mg/L

      2.2 主體工藝

      生活污水主要來源于廚房、廁所(旱廁)、洗浴等生活設(shè)施的排水。本項目污染因子BOD5與CODCr之比為0.5,大于0.35,污水可生化性較好,而污水中BOD5與TN 之比等于3,一般若BOD5與TN 之比小于3.5 時,脫氮效果較差,因此應(yīng)設(shè)法在不補(bǔ)充碳源的情況下提高污水碳氮比[1],進(jìn)入格柵渠后對污水進(jìn)行水解酸化處理,降低進(jìn)水的CODCr百分含量,提高碳氮比,不需要補(bǔ)充碳源,可降低運(yùn)行成本[2]。

      水解酸化工藝提高了碳氮比,也進(jìn)一步提高了污水的可生化性。在進(jìn)入主體生化階段后,本項目主要依靠剩余污泥除磷,依靠“SBR+斜板沉淀設(shè)備”為主的自回流的方式同步硝化反硝化脫氮。

      懸浮物的主體是活性污泥絮體,其本身的有機(jī)成分就很高,因此較高的出水SS 含量會使得出水的BOD5、CODCr、氨氮、TP 均增加,因此出水采用砂濾工藝降低的SS 指標(biāo)。

      2.3 污水處理流程與平面布置

      生活污水通過新建管網(wǎng)匯集至項目污水處理廠,污水首先經(jīng)過提籃格柵過濾較大漂浮物或沉淀物之后自流進(jìn)入水解酸化池。水解酸化池與污泥區(qū)采用一體化設(shè)計,水解酸化池通過污水重力形成一定流速后,在池底形成水解酸化污泥層,通過污泥層后,CODCr分解成更易分解的生化因子,通過污水提升泵提升至地埋一體化設(shè)備進(jìn)入“SBR+斜板沉淀設(shè)備”單元,在此完成污水脫氮、除磷深度處理,后續(xù)通過三角堰板,自流進(jìn)入砂濾池、紫外消毒池。

      剩余污泥的處理:污泥池與水解酸化池合并,待剩余污泥儲存一定時間后,定期由市政吸糞車運(yùn)送至污泥處置場所集中處理。

      根據(jù)項目用地及對周邊環(huán)境的影響要求,所有設(shè)備均采用地埋式設(shè)計。其中,“SBR+斜板沉淀設(shè)備”高程位于地表30 cm 左右,覆蓋了人工綠植。廠區(qū)綠地面積達(dá)95%以上,屬花園式污水處理廠。工藝流程見圖1。

      圖1 工藝流程

      平面布置見圖2。

      圖2 平面布置圖

      2.4 主要建構(gòu)筑物及參數(shù)

      2.4.1 格柵設(shè)備

      格柵設(shè)備由格柵筒、格柵提籃、進(jìn)出水口、格柵蛟龍組成。格柵筒材質(zhì)為碳鋼,方形裝置,碳鋼壁厚8 mm,防腐油漆厚度為300 μm,格柵筒內(nèi)置格柵提籃,格柵提籃上部為圓筒形,下部為錐形布置,楔形柵條,筒型內(nèi)窄外寬布置,柵條間隙2 mm,材質(zhì)為304SS,格柵提籃四周呈90°布置吊耳,穿鋼絲繩與格柵蛟龍相連接,根據(jù)污水污染因子判斷每隔10 d 定期對柵渣進(jìn)行一次清理,由柵渣小車送往垃圾站處理。

      計算格柵設(shè)計過柵流速v=0.4 m/s,格柵間距2 mm,格柵的平面尺寸為:B×L×H=1.0 m×1.0 m×2.0 m,配手動蛟龍起吊。格柵提籃設(shè)備的應(yīng)用可節(jié)省污水站對傳統(tǒng)設(shè)備如粗格柵、細(xì)格柵的投資,且后期運(yùn)行維護(hù)方便。

      2.4.2 水解酸化設(shè)備

      水解酸化設(shè)備是本項目的重要設(shè)計單元,水解酸化設(shè)備兼顧調(diào)節(jié)池、水解酸化池以及污泥儲存池的作用,水解酸化池平面尺寸為:B×L×H=8.9 m×2.9 m×2.9 m,其中有1.0 m×2.9 m×2.9 m 作為污泥池使用,污泥池上部設(shè)置DN300 圓孔與水解酸化池相接,用于剩余污泥大量回流或者突發(fā)事故污泥池存儲空間不夠的應(yīng)急處理[3]。

      水解酸化池的有效水深2 m,停留時間12 h,潛污泵:Q=6 m3/h,H=13 m,N=1.1 kW,2 臺(1 用1備),內(nèi)置操作、檢修平臺,焊接安裝,由于格柵井通過重力自流入水解酸化設(shè)備,因此離地高度約6 m,其內(nèi)部設(shè)置護(hù)籠爬梯,保證操作安全;不配備潛水?dāng)嚢铏C(jī),水解酸化池由重力流速形成水解酸化污泥層,節(jié)約運(yùn)行能耗成本。

      2.4.3 SBR+斜板沉淀設(shè)備

      SBR+斜板沉淀設(shè)備1 臺,每臺尺寸11.7 m×2.9 m×2.9 m,處理能力100 m3/d。設(shè)備為碳鋼結(jié)構(gòu),厚度10 mm,由于在地面所以防腐要求較高,防腐油漆厚度300 μm,設(shè)備管材、砂濾填料、紫外消毒等成套供應(yīng)。內(nèi)置環(huán)形曝氣主支管、微孔曝氣盤Φ215 mm,內(nèi)部加裝MBBR 填料,填料體積占比30%,填料密度接近于1 t/m3。

      斜板沉淀單元設(shè)置于SBR 區(qū)兩側(cè),由防腐玻璃鋼板分隔,并設(shè)置了三相分離器,斜板的長度為1 m,60°傾角布置,因此設(shè)備內(nèi)部斜板高度為0.866 m,斜板的材質(zhì)為ABS 塑料材質(zhì),需長期浸泡于水中。污水通過斜板沉淀后進(jìn)入砂濾池[4],砂濾池設(shè)置于SBR+斜板沉淀設(shè)備后部,過濾SS。

      設(shè)備的生化停留時間為14 h,斜板沉淀區(qū)停留時間為4 h,設(shè)置砂濾池為慢濾池。設(shè)備內(nèi)部還包含了鼓風(fēng)機(jī)、硝化液回流汽提裝置、反洗水箱、反洗水泵等,其中鼓風(fēng)機(jī)、反洗水泵設(shè)置于地面操作間。

      2.4.4 自動控制系統(tǒng)

      根據(jù)項目要求,污水廠的自控系統(tǒng)采用集散型計算機(jī)控制系統(tǒng),由可編程序控制器(PLC)及自動化儀表組成的檢測控制系統(tǒng)——現(xiàn)場控制站對污水處理廠各水解酸化過程、生化過程及砂濾過程進(jìn)行控制,再由通訊系統(tǒng)、監(jiān)控計算機(jī)和投影儀組成的中央控制系統(tǒng)——中央控制室與鎮(zhèn)區(qū)、市區(qū)的其他農(nóng)村污水廠共同實(shí)行集中管理。各分控站與中央控制室之間由工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。現(xiàn)場控制站與現(xiàn)場測控儀表之間由開放式現(xiàn)場總線連接。

      中央控制系統(tǒng)是由1 套工作站、1 臺24 寸液晶彩顯、1 臺打印機(jī)服務(wù)器、電源及UPS 等組成,用于監(jiān)視現(xiàn)場控制站的運(yùn)行情況,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、記錄、儲存,對現(xiàn)場控制站下達(dá)指令,打印運(yùn)行數(shù)據(jù),提供運(yùn)行事故報警。本項目自動化程度高,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。

      水解酸化池中污水提升泵站設(shè)2 臺泵,運(yùn)行工況為1 用1 備運(yùn)行,平均負(fù)荷時2 臺運(yùn)行;進(jìn)水BOD5、CODCr、氨氮、TP、進(jìn)水流量等在線測量值通過PLC 現(xiàn)場控制站采集傳送到中控室,系統(tǒng)進(jìn)行分析指導(dǎo)設(shè)定、調(diào)整SBR 工藝設(shè)備的運(yùn)行工況;DO 值檢測(DO 值檢測儀1 套)溶氧,進(jìn)而控制曝氣器的運(yùn)行。

      2.4.5 附屬建構(gòu)筑物

      附屬建筑物包括操作間,包含控制面板、鼓風(fēng)機(jī)、反洗水泵等,構(gòu)筑物包含廠內(nèi)人行道、圍欄、大門、照明等。

      3 運(yùn)行與維護(hù)

      項目處理成本主要為人力成本及電費(fèi)等,由于自動化程度高,可實(shí)現(xiàn)無人值守,僅需人工定期清理格柵,半個月1 次,因此污水站的運(yùn)營成本主要由電費(fèi)、濾料費(fèi)組成。雖然河南生活污水濃度普遍較高,基本為南方生活污水濃度的2 倍,但噸水成本仍可控制在0.65 元,其中,噸水耗電量0.7 kW·h,約0.42 元。

      4 結(jié)語

      針對河南省某農(nóng)村生活污水的特點(diǎn),采用“水解酸化+SBR+斜板沉淀+砂濾+紫外消毒”工藝進(jìn)行處理,出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級A 標(biāo)準(zhǔn)。主體單元采用一體化設(shè)備,施工快捷、占地面積小、運(yùn)行成本低、維護(hù)簡單方便,可在河南農(nóng)村生活污水處理中廣泛應(yīng)用與推廣。

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