1工程概況 浙江某污水處理廠位于大型工業(yè)園區(qū)內(nèi)，該廠進水工業(yè)廢水占84%，生活污水占16%，工業(yè)廢水中，染料廢水占80%以上。污水總處理規(guī)模為30萬 m3/d，其中處理工業(yè)廢水量25.2萬m3/d；處理生活污水量4.8萬m3/d。主要特點是處理以染料廢水為主的工業(yè)廢水，不但處理規(guī)模大，且進水水質(zhì)具有如下特點：1水質(zhì)水量波動較大；2. 廢水有機物成分復(fù)雜且濃度高；3. BOD5/COD值較低，屬可生物降解但又不易生物降解污水；4.色度高；5.廢水具有一定毒性和腐蝕性，污水處理難度極大，被浙江省列為最難以處理的大規(guī)模工業(yè)廢水污水處理廠，生產(chǎn)尾水排海距離長達4km，是浙江省最長的水下排海管。
2處理工藝技術(shù)研究 2.1設(shè)計進出水水質(zhì)
2.2處理工藝技術(shù)研究重難點 本項目工程是以處理高難度染料廢水為主的大型污水處理廠。進出水水質(zhì)分析及確定、運行穩(wěn)定高效工藝路線的選擇、污水工藝流程確定、污泥處理處置方案、創(chuàng)新單體構(gòu)筑物理論分析及設(shè)計（如調(diào)節(jié)池、厭氧池）、藥劑的合理選擇及投配方式、脫色劑選擇、脫色劑與消毒的關(guān)聯(lián)研究及對出水水質(zhì)影響、脫臭工藝選擇、關(guān)于臭氣（含低分子有機物）處理的實驗研究、高密度澄清池針對本工程表面負(fù)荷的研究、排海管陰極保護設(shè)計、長距離水下排海管施工方法選擇、工程經(jīng)濟分析及風(fēng)險評估等是本項目的重點和難點，最終關(guān)乎項目的成敗。本文重點介紹工藝路線實驗研究及污水處理廠設(shè)計。 2.3處理工藝實驗研究 2.3.1 實驗內(nèi)容及主要結(jié)論 2.3.1.1實驗內(nèi)容 ①、工藝流程選擇 試驗規(guī)模為0.16m3/h。工藝流程見圖1。
圖1 污水處理工藝實驗流程圖
②、物化處理藥劑品種選擇及投藥量確定 ③、運行工況選擇 工藝一：原水＋一級物化＋生化＋二級物化； 工藝二：原水＋生化＋二級物化； 工藝三：稀釋水＋一級物化＋生化＋二級物化。 ④、生化池內(nèi)回流必要性研究 2.3.1.1實驗結(jié)論 本實驗研究
圖2 實驗現(xiàn)場圖片（一）
①、 污水廠進水水質(zhì)、水量波動大，最高CODcr達1650mg/l，平均為1183 mg/l。進水色度平均為1024倍，且一天之中外觀顏色變化之大，涉及紅色、黑色等多種顏色，處理難度極大。 ②、 一級物化對CODcr、色度均有較好的處理效果，其中前者的平均去除率為20％左右，后者的平均去除率為80％左右?？梢娞岣咭患壩锘奶幚硇Ч梢詼p輕后續(xù)生化處理的負(fù)荷。 ③、試驗期間，好氧生化池的出水CODcr可以穩(wěn)定在250～350mg/l之間，再經(jīng)過二級物化后，出水的CODcr可以穩(wěn)定在200mg/l左右，基本實現(xiàn)達標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。 ④、 各種運行方式下生化出水的BOD5均較低，均值在37mg/l左右，BOD/COD為0.11，可生化性差。因而欲通過生化法來降低出水的CODcr是無意義的，需采取其他手段來進一步降低出水的CODcr。 ⑤、各種運行方式下色度的去除效果并不是太理想，會出現(xiàn)反復(fù)，且色度的變化規(guī)律為：一級物化能降低一半以上的色度，但經(jīng)過厭氧、好氧工藝后的色度反而有所增加，給后續(xù)的二級物化脫色帶來較大的難度。 ⑥、試驗期間，系統(tǒng)出水的氨氮基本可以達標(biāo)，平均去除率為79.9％，這同其他實驗單位26％左右的去除率相比效果好了很多，分析原因可能與水中剩余堿度足夠有關(guān)；同時系統(tǒng)對磷的去除效果也較穩(wěn)定。 ⑦、對動態(tài)試驗系統(tǒng)和
圖3 二期工程污水處理工藝路線圖
3工程設(shè)計 3.1工藝流程
圖4 污水泥污泥處理流程框圖
3.2主要生產(chǎn)構(gòu)筑物設(shè)計
| 序號 |
| 構(gòu)筑物名稱 | 設(shè)計參數(shù) | 工程內(nèi)容 | |
| 一 | 污水處理構(gòu)筑物 | ||
| 1 | 穩(wěn)流池 及格柵間 | 穩(wěn)流池設(shè)計參數(shù)： 穩(wěn)流時間3.43min 格柵間設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計流量為10500m3/h 過柵流速0.75m/s | 調(diào)節(jié)池1座，單座平面尺寸140.90×116.40m，水深6.0m。每座調(diào)節(jié)池分為生活污水區(qū)、工業(yè)廢水區(qū)及均質(zhì)混合區(qū)。生活污水區(qū)設(shè)置7臺水下攪拌器，每臺功率5.5kW，葉輪直徑φ2500；單座工業(yè)廢水區(qū)設(shè)置28臺水下攪拌器，每臺功率9.2kW，葉輪直徑φ2500，3臺墻式安裝軸流 泵，水泵單臺流量Q=3500m3/h，揚程H=0.8m，電機功率N=22kW；單座均質(zhì)混合區(qū)設(shè)置7臺水下攪拌器，每臺功率5.5kW，葉輪直徑φ2500。 |
| 2 | 細(xì)格柵及 曝氣沉砂池 | 細(xì)格柵設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計流量為2000m3/h 過柵流速0.8m/s 柵條間隙6mm 曝氣沉砂池設(shè)計參數(shù)： 旋流速度0.3m/s 停留時間8～10min 曝氣量： | 設(shè)2道自動除渣的回轉(zhuǎn)式格柵除污機，每道格柵寬1.6m，柵條間隙6mm，柵前水深1.0m。格柵每天攔截的柵渣量約3.0m3/d，柵渣用螺旋輸送機輸送至柵渣壓榨機，柵渣經(jīng)壓榨后外運。細(xì)格柵間平面尺寸為11.00×4.30m，高度為1.70m。 沉砂池共設(shè)兩座。單池平面尺寸為22.00×3.00m，池深4.80m。最大時停留時間3.67min。 沉砂池設(shè)有橋式排砂機、砂水分離器和羅茨風(fēng)機等曝氣裝置各一套，沉砂經(jīng)橋式排砂機提升后，進入砂水分離器，分離后的干砂外運，剩余污水流入廠區(qū)進水泵房。羅茨風(fēng)機及曝氣管通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果穩(wěn)定。 |
| 3 | 細(xì)格柵、 調(diào)節(jié)池 及提升泵房 | 細(xì)格柵設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計流量為16250m3/h 過柵流速0.8m/s 柵條間距5mm 調(diào)節(jié)池設(shè)計參數(shù)： 調(diào)節(jié)時間：7.78h 設(shè)計流 量為12500m3/h | 調(diào)節(jié)池來水進入污水提升泵房吸水井，水泵共分三組，第一組供一期工程處理用水（規(guī)模7.5萬m3/d）,污水經(jīng)提升進入一期前物化池；第二組供二期工程第一步實施處理用水（規(guī)模11.25萬m3/d）,污水經(jīng)提升進入二期前物化沉淀池；第三組供二期工程第二步實施處理用水（規(guī)模11.25萬m3/d）,污水經(jīng)提升進入二期前物化沉淀池，目前為預(yù)留4臺泵位，待第二步實施時再行安裝。 |
| 4 | 折板絮凝 平流沉淀池 | 單座設(shè)計流量：Q=2344m3/h 絮凝時間： T=10min 平均速度梯度：G=55S-1 反應(yīng)池GT值： GT=5.8×104 沉淀時間： T=0.75hr 水平流速： 18mm/s 有效水深： 2.70m | 折板絮凝池設(shè)2組，單組分2座，單座平面尺寸：L×B=15.05m×13.40m，有效水深3.5m。折板絮凝池排泥均采用小斗重力排泥，設(shè)置氣動快開排泥角閥，排泥徹底、無堵塞，且可實現(xiàn)自動排泥。 |
| 5 | 厭氧池 及污泥泵房 | 厭氧池設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計流量：單組11.25萬m3/d分為二座，單座規(guī)模5.625萬m3/d 停留時間：HRT=9.20h 回流污泥率：50% 最大污泥回流比：50% | 厭氧池2座，單座平面尺寸41.60×81.40m，水深6.0m,池體采用鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)，上部采用玻璃鋼覆蓋密封防止臭氣外溢。單座池內(nèi)設(shè)16臺水下攪拌器，每臺功率4.0kW，直徑φ2500。污泥回流泵4臺（4用，單泵性能為Q=585m3/h，H=10m,P=22kW）， 剩余污泥泵2臺（1用1備，單泵性能為Q=120m3/h，H=11m,P=5.5kW）。 |
| 6 | A/O 生物處理池 | 設(shè)計流量：2組單組11.25萬m3/d,設(shè)計水溫：15～30℃。 污泥負(fù)荷： 0.097kgBOD5/kgMLSS·d 污泥濃度：MLSS=4.0g/L 總停留時間：HRT=19.78h 污泥齡： 20d 回流污泥率： 100% 總內(nèi)回流率： 300% 氧利用率：18～21.5% 氣水比： 15:1 | A/O生物處理池2座，單座平面尺寸132.00× 每座缺氧池內(nèi)設(shè)5臺進口水下推進器，每臺功率4.3kW，葉輪直徑φ2100。每座好氧池設(shè)8臺進口水下推進器，每臺功率4.3kW，葉輪直徑φ2100rpm；曝氣器采用盤式微孔曝氣器，出氣量為3m3/個· h，共需曝氣盤13758個，曝氣器按漸減方式布置，沿水流方向分成三段，分別為50%、33%、17%。好氧池至缺氧池的混合液回流比取100%～300%，在每座好氧池與缺氧池之間墻壁上安裝混合液回流泵，以控制調(diào)節(jié)內(nèi)回流比。 |
| 7 | 鼓風(fēng)機房 | 設(shè)計總供氣量：144000m3/h 供氣壓力： 0.80bar | 鼓風(fēng)機房平面尺寸：72.80×13.50m，高度11.50m。 選用高速單級離心鼓風(fēng)機。設(shè)4臺單級離心鼓風(fēng)機（3 用1備），每臺風(fēng)量為400m3/min, 壓差0.80bar，配套電機功率630kW。鼓風(fēng)機房內(nèi)設(shè)一臺起重量為10t的電動單梁橋式起重機，便于設(shè)備安裝和維修。 |
| 8 | 二沉池 及污泥泵房 | 表面負(fù)荷：0.93m3/m2·h 沉淀時間：2.1h A/O池污泥回流比：100% 厭氧池污泥回流比：50% 剩余污泥總量：14t/d | 采用四座周邊進水、周邊出水輻流式沉淀池，每座池內(nèi)徑40m，池邊水深4.50m，超高0.5m，總高度為5.0m。每座二沉池內(nèi)設(shè)1臺單管式刮吸泥機。 |
| 9 | 高密度 澄清池 | 沉淀區(qū)表面負(fù)荷： | 高效澄清池設(shè)計規(guī)模Q=20.00萬m3/d，設(shè)2組，單組分2座。單組平面尺寸26.05m×37.60m。澄清池的兩格反應(yīng)池間設(shè)污泥泵房，內(nèi)設(shè)2組螺桿式污泥泵，單組3臺螺桿式污泥泵。澄清池內(nèi)污泥內(nèi)回流的回流比一般控制在5～10％（最大 |
| 10 | 紫外消毒槽< | 紫外線劑量：20mws/cm2 單組紫外線燈管數(shù)：180根 單根輸出功率：320W 253.7nm紫外透過率> 60％ 燈管壽命≥ 12000hr | 單組設(shè)紫外消毒槽2座，平面尺寸為13.10×6.40m，水深1.125m。單條消毒槽設(shè)紫外C燈矩陣數(shù)量1組，每1組單條消毒槽共有紫外C燈數(shù)量120支，另配有遠程控制中心、探測系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及水位控制系統(tǒng)各1套。清洗方式：機械加化學(xué)。 |
| 11 | 1#加藥間 | 苛性鈉：8～10mg/L， 工業(yè)硫酸：8～10mg/L， 設(shè)計規(guī)模：Q=22.5萬m3/d | 苛性鈉原夜經(jīng)溶液池稀釋攪拌至濃度約為5%溶液后，經(jīng)16臺計量泵加入4個投加點。2組（單組3臺，2用1備，單泵為Q=1000L/h，H=20m）計量泵投入工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池混合井，1組（單組2臺，1用1備，單泵為Q=1000L/h，H=20m）計量泵投入水質(zhì)均衡池內(nèi)。其中投入工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池混合井與穩(wěn)流池加藥管通過閥門切換及開啟度實施在不同位置加藥量。 根據(jù)進廠工業(yè)廢水PH值開停計量泵及計量泵調(diào)節(jié)度。 |
| 12 | 2#加藥間 | 苛性鈉：8～10mg/L， PAC：300mg/L， PAM：1mg/L， 過磷酸鈣：50mg/L， | PAC最大投加量按300 mg/L設(shè)計，溶解池及溶液池各4格，提升至溶解池采用螺桿泵，共設(shè)4臺 ，2用2備，單泵性能為Q= 過磷酸鈣最大投加量按50mg/L設(shè)計，溶解池及溶液池各2格。提升至溶解池采用螺桿泵，共設(shè)2臺，1用1備，單泵性能為Q=1250L/h，H=20m，投加采用調(diào)速泵，共設(shè)3臺，2用1備，單泵性能為Q=2500L/h，H=20m，投加濃度約為5%。 苛性鈉最大投加量按10mg/L設(shè)計，溶解池與溶液池組合為地上式，分2格，投加采用進口隔膜式計量泵，共設(shè)3臺， 2用1備。單泵性能為Q=500L/h，H=20m，投加濃度約為5%。 PAM最大投加量按1mg/L設(shè)計。溶藥罐2個，單罐直徑D= |
| 13 | 3#加藥間 | PAC：50mg/L 脫色劑：25mg/L PAM：0.5mg/L | PAC最大投加量按50mg/L設(shè)計，溶解池與溶液池合建為地下式，分2格，采用進口隔膜式計量泵，共設(shè)6臺，4用2備，單泵性能為Q= 脫色劑最大投加量按25mg/L設(shè)計，溶解池與溶液池合建為地下式，分2格，投加至高效澄清池采用進口隔膜式計量泵，共設(shè)6臺，4用2備，單泵性能為Q=1250L/h，H=20m，投加濃度約為5%。 PAM最大投加量按0.5mg/L設(shè)計。溶藥罐2個，前物化折板絮凝池投加采用計量泵，共設(shè)3臺，2用1備，單泵性能為Q= 約為0.5%。 |
| 14 | 排海泵房 | 設(shè)計流量：30萬m3/d | 出水泵房平面尺寸為：15.40×11.35m。選用3臺水泵，2用1備，其中2臺配備變頻電機以滿足各種工況下尾水的排放。 單臺流量Q=3000～4000m3/h，揚程 H=6～12m，電機功率N=160kW。 |
| 二 | 污泥處理構(gòu)筑物 | ||
| 1 | 污泥濃縮池 | 需濃縮污泥干重：172tDs/d 濃縮后污泥量：含水率96%， 固體負(fù)荷：80kgSS/m2.d | 設(shè)濃縮池4座，直徑26m，水深4.5m，主要由中心進泥筒、濃縮池、污泥濃縮機、排泥管、出水槽等組成。每座污泥濃縮池內(nèi)布置1套直徑為26m的污泥濃縮機，單臺功率4KW。 |
| 2 | 儲泥池 | 污泥總量：172tDs/d 儲泥池有效容積：138m3 污泥含水率： 96% 停留時間： 45min | 半地下式鋼筋砼矩形儲泥池1座,單座尺寸為L×B =11.0×5.0m，有效水深2.5m。潛水式攪拌器2套，單機功率N=5.5kW，用于儲泥池攪拌，防止污泥沉積 |
| 3 | 污泥濃縮 及脫水間 | 污泥干重：172T/d 脫水前污泥量：4300m3/d，含水率96% 脫水后污泥量：860m3/d，含水率80% 絮凝劑（聚丙烯酰胺）投加量：5.0kg/T干污泥 | 選離心脫水一體機4臺，3用1備，單臺處理污泥量20～45m3/h，功率75kW.配套輔助設(shè)備有： 污泥切割機：Q=20～50m3/h，P=3.0kW，4臺 進泥螺桿泵：Q=20～45m3/h，H=20m，P=5.5kW，4臺 絮凝劑制配系統(tǒng)：Q=10000l/h，1套 加藥螺桿泵：Q=400～2000L/h，H=20m，P=1.5kW，4臺 無軸螺旋輸送器：Q=5m3/h，L=5.0m，P=15kW，水平安裝，2臺 無軸螺旋輸送器：Q=5m3/h，L=8.5m，P=22kW，16.5º傾斜2臺 污泥濃縮及脫水車間總的平面尺寸為55.37×15.00m。 |
4結(jié)論 本項目通過大量的實驗研究及詳細(xì)的工程設(shè)計，在大型高濃度印染染料廢水水質(zhì)及處理工藝路線選擇、適用藥劑篩選、臭氣脫除等多方面取得了重要進展，填補了我國在處理大規(guī)模高濃度工業(yè)印染染料廢水方面的空白，對全國印染染料工業(yè)COD減排具有很好的示范作用，具有極強的應(yīng)用及推廣價值。
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