污水處理廠工藝設計
處理工藝選擇的目的是根據污水量、污水水質和環境容量，在考慮經濟條件和管理水平的前提下，選用安全可靠、技術先進、節能、運行費用低、投資省、占地少、操作管理方便的成熟工藝。
根據本項工程的水質、水量及處理要求，為實現以最低的建設費用和運行成本取得最佳的出水效果的目的，我們推薦采用國際上先進的對污水處理效果好的百樂克污水處理工藝。
百樂克工藝起源于德國，它是在常規活性污泥工藝和曝氣氧化塘基礎上發展起來的一種新型工藝，其采用低污泥負荷，高污泥泥齡設計，通過無固定的漂浮移動式曝氣系統供氧，由于移動式曝氣系統的充氧特征，在生化池內能產生多重的缺氧和好氧區域，因而本工藝具有良好的脫氮除磷功能，這種新工藝的主要特點如下：
1、浮動曝氣延時活性污泥工藝，污泥泥齡長，有機物氧化充分，能滿足最嚴格的污水處理排放要求，出水可靠，抗沖擊負荷能力強；采用多級A/O曝氣工藝，脫氮除磷效率極高。與傳統的氧化溝、A/A/O和SBR工藝相比，工程投資低，占地面積少，運行管理簡單。
2、浮動微孔曝氣系統所產生的氣泡在水中的停留時間是傳統固定方式的3倍，因而氧轉移效率高，動力消耗低。同時漂浮式曝氣系統操作簡單，無須固定安裝，保養維護方便(無須排空池體)，可有效降低人工成本。
3、在曝氣池前設置生物選擇池,可利用微生物選擇生長規律,抑制絲狀菌生長，同時提供聚磷菌釋放磷的厭氧環境，強化生化除磷效果。
4、采用溶解氧在線控制系統，經濟地調節鼓風機輸出風量，能極大地節省曝氣動力費用。
5、池體土建靈活性強，組合布置，占地面積小，緊湊，因地制宜，可采用混凝土、毛石、土池、防滲板等多種護坡各種土建施工方式，土建投資極其節省。
污水處理工程是一項技術復雜、投資大、政策性強的基礎設施項目。雖然無明顯的經濟效益，而環境效益和長遠的社會效益卻是無法估量的。基于這一特點，即使發達國家對于污水處理工程項目的開發和建設，都非常重視。但也必須考慮在如何降低基建投資和運營的成本問題，研究簡化污水處理工藝流程，少占地，節電耗，便于管理和提高處理效果等方面有新的突破。百樂克工藝正是做到了這一點，它與傳統的二級生化處理和現行氧化溝、SBR工藝比較，工藝流程簡單,適用性強,出水水質優良。從建設投資、占地面積、運行成本等方面分析都有明顯的優勢。
2.2工藝方案設計
2.2.1污水處理工藝流程
污水 粗格柵泵站 細格柵 工藝除砂
計量渠 百樂克綜合池接觸池 出水排放
污水從廠區南側引入廠內，經粗格柵至進水泵房，由泵提升后依次進入細格柵、工藝除砂、百樂克綜合池進行物理和生化處理，最終出水經灘河排放或回用。
1.粗格柵
主要功能：截留污水中較大的漂浮物和懸浮物，防止水泵機組的堵塞，
減輕后續處理構筑物的處理負荷，并使之正常運行
結構類型：地下鋼混直壁平行渠道
設計參數：設計流量 Qmax=3300m3/h
流 速 V=0.8m/s
渠道寬度 B=1400mm
渠 數 2道
主要設備：回轉式格柵機和配套柵渣輸送系統
設備類型：高鏈式平面格柵，輸送系統選用無軸螺旋輸送機
設計參數：柵縫 e=20mm
格柵寬度 B=1200 mm
過柵流速 v=0.9m/s
過柵損失 h=200mm
電機功率 N=1.5KW
控制方式：根據柵前后液位差控制清污和輸送動作
設備套數：格柵機兩臺，互為備用，配柵渣輸送機一套。
2.提升泵房
主要功能：提升污水，滿足后續處理設施水力要求
結構類型：地下鋼混矩形潛水泵站
設計參數：設計流量 Qmax=3300m3/h
集水池容積 V=400m3
池 數：1座
主要設備：潛水泵
設備類型：抗堵塞配帶自動耦合系統
設備參數：流量 Q=700m3/h
揚程 H=11m
功率 N=55KW
控制方式：根據集水池液位控制運行
設備套數：6套（1套備用）
泵房結構形式采用地下式，泵房的平面尺寸為8.3×11.8m，總高度5.8m。
3.細格柵
主要功能：進一步去除污水中的細小懸浮物細小纖維，降低生物處理負荷
結構類型：高架鋼混直壁平行渠道
設計參數：設計流量 Qmax=3300m3/h
過柵流速V=1.0m/S
渠道寬度B=1240mm
渠 數： 兩條
主要設備：格柵機和配套柵渣輸送系統
設備類型：回轉式細格柵，兼具輸送、脫水功能
設計參數：過柵流量 Qmax=3300m3/h
柵 縫 b=6mm
過柵損失 Δh=300mm
格柵寬度 B=1200mm
電機功率 N=2.2KW
控制方式：根據柵前后液位差控制清污和輸送動作
設備套數：細格柵兩臺，一用一備
4.工藝除砂
傳統的除砂工藝占地較大，投資高，對生物除磷有負面影響。百樂克工藝采用國際流行的旋轉式細格柵，一次性除去污水中大于1mm的砂粒和其它雜質，具有工藝簡單、操作方便、運行費用低等優點。同時百樂克的懸浮式曝氣方式彌補了細小砂粒沉淀的影響。
主要設備：旋轉細格柵和螺旋壓榨機
設備類型：NOVA細格柵，兼具輸送、壓榨功能
設計參數：過柵流量 Qmax=3300m3/h
鼓柵直徑 d=900mm
鼓柵長度 L=2500mm
柵縫寬度 b=1mm
設備套數：旋轉細格柵三臺，兩用一備
5.計量井
為了提高污水處理廠的工作效率和運轉管理水平，積累技術資料，以總結運轉經驗，并正確掌握處理污水量及動力消耗，反映運行成本，在細格柵后設置了計量井，設計選用電磁流量計，將信息輸入計算機，可隨時了解、記錄生化反應池處理的水量。
6.百樂克綜合池
百樂克綜合池按6.6萬m3/d設計,按8萬m3/d校核。本設計采用2條并行工藝線。
（1）生物選擇池
主要功能：對水質水量進行調節，同時進行攪拌，有厭氧處理的功效，能抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。同時具有水解酸化的作用，既能生物除磷又能脫色，為中水回用創造條件。
結構類型：鋼筋混凝土
設計參數：水力停留時間 HRT=3.8hr
池 深：H=5.5m
總 容 積：V=3300m3
數 量：1座
主要設備： 2臺潛水攪拌器
設備類型：高速混合式潛水攪拌裝置
設備參數：轉速：n=960rpm
功率：N=9KW
控制方式：由可編程控制系統控制運行或人工控制
設備套數：2套
（2）生化反應池
主要功能：在好氧環境下，利用微生物降解BOD及COD，并能通過波浪式氧化工藝對氮和磷進行有效去除
結構類型：半地上土壩矩形池體，漿砌石護坡，土工布防滲
設計參數：體積負荷 Nv=0.3kgBOD/(m3·d)
污泥濃度 MLSS＝4500mg/l
污泥齡：θ=30天
污泥回流比R=100%
水力停留時間 HRT=1.1d
池 深：H=5m
總容積：V=72600m3
池 數：分兩座合建
主要設備：
曝氣設備（浮動曝氣管）
設備參數：空氣流量 Q=12m3/支.h
氧轉移效率E=25%
有效長度L=2000mm
設備套數：兩套,30條曝氣鏈
（3）一體化澄清池
主要功能：垂直分離出水中的活性污泥，污泥在濃縮后回流至生物選擇池
結構類型：鋼筋混凝土
設計參數：表面負荷 q=0.75m/h
總 容 積 V=5800m3
主要設備：1套漂浮式污泥抽取系統,1套污泥動力系統
設備類型：潛水污泥泵
設備臺數：2臺（1臺備用）
設備參數：流量 Q=300m3/h
揚 程：H=10m
功 率: N=18.5KW
池 數：2座
（4）穩定池：
設計停留時間2.4hr，池體總容積3050m3，最小水深5米。
主要設備：浮動曝氣管1條
空氣流量: Q=12m3/支.h，氧轉移效率E=25%，有效長度L=2000mm，
池 數：兩座
5.鼓風機房
鼓風機房是保證曝氣系統正常工作的關鍵設施，經計算要滿足曝氣系統正常運行，設6臺可自動調節供氣量的專用鼓風機，4用2備。每臺離心式鼓風機設計流量Q=6800m3/h，設計最大風壓P=58.8kPa，功率N=160kW。鼓風機是污水處理廠能耗最高的設備，占全廠能耗的65%左右，降低其能耗對減少污水處理廠常年運轉費用十分關鍵，設計從鼓風機風量調節著手降低能耗。
百樂克綜合池的池內設有溶解氧檢測儀，鼓風機可根據溶解氧的變化，可自動調節供氣量，這一措施可節省能耗10%以上。
每臺風機的進風管上均設有消聲器及彈性接頭，每臺風機的出風管上設有止回閥、安全閥、閘閥彈性接頭、出口消聲器、壓力開關等。鼓風機和出空氣管上安有壓力計電動閥及流量計、溫度計等。進氣管設置空氣過濾器，對大于1um的灰塵除塵效率99%。
鼓風機房內設有起重設施，以利設備檢修，并安裝有屋頂通風設施。
鼓風機房平面尺寸為21×7.2m，高5.5m。
6.二氧化氯發生器
城市污水經二級處理后，水質得到改善，細菌含量大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。根據衛生防疫，環保等監督部門的要求，污水處理廠出水需要消毒，本工程采用二氧化氯消毒。
二氧化氯是一種廣譜型的消毒劑，它對水中的病原微生物，包括病毒、芽子包、配水管網中的異養菌、硫酸鹽、還原菌及真菌等均有很高的殺滅作用。二氧化氯具有較強的氧化作用，所以有較好的脫色作用
消毒間設計運行按全年不間斷運行考慮。當二氧化氯用于水消毒時，其投加量為0.1至1.3mg/L；用于除臭時，其投加量為0.6至1.3mg/L，本工程按1.0mg/L考慮。設計加二氧化氯量按6.6萬m3/d進水考慮，加二氧化氯量66kg/d，設計采用亞氯酸鈉與鹽酸或硫酸合成二氧化氯發生器二臺。單臺能力3kg/h，配套全部附屬設備，并設有雙探頭報警器，為防止意外事故發生，還另外設兩套漏氯吸收裝置
7.接觸池
本工程采用加二氧化氯消毒，消毒的接觸時間為0.5hr。
為了保證加二氧化氯消毒的接觸時間，接觸池內的水力停留時間按0.5hr設計。平面尺寸為30m×17m，1座，有效水深4.8m，超高0.5m。鋼筋混凝土結構。
2.2.2污泥處理工藝設計
污泥 污泥貯池污泥脫水機 無害化處理 泥餅外運
1.污泥循環
污泥循環的功能是將澄清池排放的回流污泥泵送到生物選擇池和將剩余活性污泥泵送至貯泥池中。
回流污泥由澄清池污泥泵提升后自流入生物選擇池。
剩余污泥泵采用4臺潛污泵，2用2備，主要選泵參數為：單臺流量Q =45m3/h，揚程10m，功率2.2kW。
2.濃縮貯泥池
系統污泥產率為1.03kgDS/kgBOD5，排入的干污泥量為7600kg/d，以含水率99.2%計算，其體積為950m3/d。污泥濃縮脫水機工作時間24小時，污泥貯池按3小時考慮，其尺寸為：L×B×H=8.0m×5.0m×3.5m，有效水深3m。鋼筋混凝土結構。
貯泥池內為防止污泥中的磷因厭氧析出，設有潛水攪拌器，并采用較短的貯泥時間。
3.脫水機房
在ZC市污水處理廠采用生物除磷技術的情況下，為了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厭氧條件下的重新釋放，污泥濃縮采用機械濃縮。
由百樂克生化系統排出的剩余污泥含水率為99.2%。污泥經過機械濃縮后，其含水率平均為95%，再經過機械脫水后，含水率可降至75-80%左右。
在本方案設計中我們采用機械濃縮機和離心脫水機。共選用3套(兩用一備)，以每天工作三班（即24小時）計，則離心濃縮機的最高處理量為45m3/h，濃縮后平均含固率5%，配套電機功率為1.1kW。離心脫水機的最高處理量為25m3/h，脫水后平均含固率≥20%，配套電機功率為30kW。
污泥離心式濃縮脫水機分別配套污泥進料泵、污泥破碎機、絮凝劑投配裝置等，污泥脫水間還配套脫水泥餅螺旋輸送機等，其中污泥進料泵采用德國產博格泵。
濃縮脫水機房的平面尺寸為36m×15m，高8.5m。
4、污泥無害化處理
城市污水污泥中含有大量有害物質，長期堆放有二次污染，但其中有含有大量有機物，經過適當工藝處理，將污泥無害化處理。處理后的污泥可以直接填埋，或作為營養土、回填土等。
污泥無害化處理平面尺寸為48m×22m。
2.3平面設計
1.平面設計原則
平面設計原則為：布局合理，水流順暢，布局緊湊，盡量少占地，功能分區明確。
2.功能分區
處理廠平面按功能分為廠前區、生產區和預留區，各區之間有道路和綠化帶相隔。
將廠前區布置在處理廠西北側，對外向北緊接港城大街，與外界聯系方便；對內與生產之間用綠化隔離帶分開，保證廠前區優美的環境。廠前區內布置有綜合樓、機修間、車庫和倉庫等。廠前區面積較大，綜合樓樓上可俯視全廠。
由于進水管在污水廠的西北面，處理廠尾水排入（濰河）。因此，將進水泵房、細格柵以及沉砂池布置于西側，生化池緊靠其布置，使得工藝流程順暢。
將輔助生產構筑物相對集中，布置于廠區上風向；污泥處理區布置于夏季主導風向的下風向，遠離廠前區，以保持廠前區較好的環境。
3.廠區道路
為方便交通運輸和設備的安裝、維護，道路布置成環狀，每個構（建）筑物均有道路相通，廠內主干道寬7m，次干道寬4m，主干道轉彎半徑大于9-12m，混凝土路面。
4.廠區給水
廠區給水由市自來水公司提供，來自于周邊供水干管，壓力大于4kg/cm2。廠區給水主要用于生活、構筑物及設備沖洗、綠化及消防等。給水干管管徑DN200，廠區內呈環網狀，利于消防和安全供水。
5.廠區排水
廠區排水為雨污分流制，廠區雨水由道路雨水口收集后匯入廠區雨水管道，并自流排入附近河流；廠區生活污水、生產污水、清洗水池污水、構筑物放空水、上清夜等經廠區污水管道收集后匯入進水泵房，與進廠污水一并處理。
6.中水利用
考慮預留遠期中水回用系統場地，為遠期中水大量回用于工業、農田灌溉、城市景觀等奠定了基礎。
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