蚌埠市第三水廠原水生物預處理項目設計方案
摘要：隨著衛生部《生活飲用水衛生規范》、建設部《城市供水水質標準》的頒布實施，氨氮等有機物指標已納入水質考核標準，傳統的凈水工藝對水中氨氮等溶解性有機物的去除十分有限，原水生物預處理技術的應用為滿足出水水質的達標提供了保證。
關(guan)鍵詞(ci)：生(sheng)物載體流化(hua)填料 流化(hua)池(chi)技術(shu) 生(sheng)物接(jie)觸(chu)氧化(hua)
一、概述
蚌埠市(shi)位于安徽(hui)省東北(bei)部、江(jiang)淮(huai)丘陵與淮(huai)北(bei)平(ping)原交界處，淮(huai)河中游下段。蚌埠城(cheng)市(shi)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)一直以淮(huai)河蚌埠閘上河道為(wei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源地，受(shou)上游來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)豐枯變化(hua)和污染排放的(de)(de)影(ying)響，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質污染嚴重，氨(an)(an)氮(dan)等(deng)(deng)有(you)機(ji)(ji)物指標(biao)明顯(xian)超(chao)標(biao)，遠遠達不到我國生(sheng)活飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質標(biao)準的(de)(de)要求。蚌埠市(shi)第三水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)能(neng)力為(wei)每日40萬m3，采用“混凝—沉淀—過(guo)濾—消毒(du)”的(de)(de)傳(chuan)統工(gong)藝(yi)，主(zhu)要功能(neng)是(shi)去濁和殺菌，對水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中氨(an)(an)氮(dan)等(deng)(deng)溶解(jie)性有(you)機(ji)(ji)物的(de)(de)去除十分(fen)有(you)限。隨著衛生(sheng)部《生(sheng)活飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)衛生(sheng)規范》、建(jian)設(she)部《城(cheng)市(shi)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質標(biao)準》的(de)(de)頒布(bu)實施，氨(an)(an)氮(dan)等(deng)(deng)有(you)機(ji)(ji)物指標(biao)已納入(ru)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質考核(he)標(biao)準，必須(xu)引入(ru)新的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理工(gong)藝(yi)才能(neng)滿足出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質的(de)(de)達標(biao)。
在對水(shui)源水(shui)質進行(xing)分析研究的(de)(de)基礎(chu)上(shang)，結合(he)三(san)水(shui)廠(chang)的(de)(de)實(shi)際情況，本設計方案利用與三(san)水(shui)廠(chang)緊鄰的(de)(de)四水(shui)廠(chang)現有的(de)(de)10萬m3/d折板(ban)絮凝平(ping)流沉(chen)淀池，將其(qi)改造為15萬m3/d生物預處(chu)理(li)池，以(yi)(yi)達到(dao)降低(di)原水(shui)中60%以(yi)(yi)上(shang)氨氮(dan)、20%耗氧(yang)量的(de)(de)目的(de)(de)，從而保(bao)證出廠(chang)水(shui)氨氮(dan)等(deng)指標能夠符(fu)合(he)衛生部(bu)、建設部(bu)的(de)(de)相關標準。
二、原水(shui)生(sheng)物預(yu)處(chu)理的可(ke)行性分析
生物(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)處理(li)方式有多種，給水(shui)處理(li)中(zhong)常用的(de)是生物(wu)(wu)(wu)(wu)接觸氧化(hua)(hua)法。生物(wu)(wu)(wu)(wu)接觸氧化(hua)(hua)法是利(li)用水(shui)體中(zhong)原本存在的(de)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)(wu)，降(jiang)解水(shui)中(zhong)的(de)氨(an)氮(dan)(dan)及有機物(wu)(wu)(wu)(wu)。原水(shui)進入(ru)生物(wu)(wu)(wu)(wu)預(yu)處理(li)池后，水(shui)中(zhong)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)(wu)在填(tian)料(liao)表面生長發育，逐漸形成生物(wu)(wu)(wu)(wu)膜掛滿填(tian)料(liao)表面，在生物(wu)(wu)(wu)(wu)酶催化(hua)(hua)作用下，溶解氧將氨(an)氮(dan)(dan)和有機物(wu)(wu)(wu)(wu)氧化(hua)(hua)或(huo)分(fen)解轉化(hua)(hua)，從而使氨(an)氮(dan)(dan)和有機物(wu)(wu)(wu)(wu)濃(nong)度降(jiang)低。
生(sheng)物(wu)(wu)流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)填料和流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)池(chi)技術，是(shi)生(sheng)物(wu)(wu)接觸氧化(hua)(hua)(hua)(hua)法中的(de)(de)一(yi)項實用、新型的(de)(de)原(yuan)水(shui)生(sheng)物(wu)(wu)預(yu)處(chu)理技術，對氨氮等有(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)理效果已在各地(di)(di)多家水(shui)廠得到印證(zheng)。該技術采用比表面積大的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)填料作為微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)載體，利用傳統(tong)穿孔曝(pu)(pu)氣(qi)管(guan)曝(pu)(pu)氣(qi)，曝(pu)(pu)氣(qi)提供的(de)(de)動力使(shi)生(sheng)物(wu)(wu)流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)填料在水(shui)中保持流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態，同時對生(sheng)物(wu)(wu)流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)填料上已老化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)膜進行吹(chui)脫。曝(pu)(pu)氣(qi)管(guan)安(an)裝(zhuang)在流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)池(chi)的(de)(de)底部，流(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)池(chi)的(de)(de)底部的(de)(de)V型構造，使(shi)曝(pu)(pu)氣(qi)能將池(chi)底的(de)(de)沉(chen)淀(dian)物(wu)(wu)有(you)(you)效地(di)(di)吹(chui)浮起來，避免了(le)污泥(ni)沉(chen)淀(dian)結(jie)塊(kuai)，不需要(yao)反沖洗。擬建的(de)(de)三水(shui)廠原(yuan)水(shui)生(sheng)物(wu)(wu)預(yu)處(chu)理工程(cheng)，就是(shi)采用此項技術。
三(san)、生物預處(chu)理項目(mu)的設計(ji)原則及目(mu)標(biao)
1、設計原則
（1）根據淮河水(shui)(shui)源水(shui)(shui)質的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況，充(chong)分考慮生物預處理(li)工藝的(de)合理(li)、成熟、先進，系(xi)統運行安全、可靠，管(guan)理(li)方便，投(tou)資經(jing)濟、運營費用省等因素。確保出廠(chang)水(shui)(shui)達到建設部（CJ/T206-2005）《城(cheng)市供水(shui)(shui)水(shui)(shui)質標(biao)準(zhun)》的(de)目(mu)標(biao)。
（2）充(chong)分考慮四水(shui)廠現有的凈水(shui)設(she)施資源，利用(yong)兩座5萬m3/d折(zhe)(zhe)板絮凝平流沉(chen)淀池做(zuo)生(sheng)物預(yu)處理池、利用(yong)加礬(fan)間(jian)做(zuo)鼓風機(ji)房、利用(yong)折(zhe)(zhe)板絮凝平流沉(chen)淀池之間(jian)的排泥渠(qu)做(zuo)提升泵(beng)的集水(shui)井、利用(yong)一(yi)段原水(shui)管(guan)道做(zuo)生(sheng)物預(yu)處理池的進水(shui)管(guan)，使生(sheng)物預(yu)處理工(gong)(gong)藝與三水(shui)廠常規工(gong)(gong)藝有機(ji)結(jie)合，渾成一(yi)體。
（3）選(xuan)擇運行費用省、操作簡(jian)單，維修(xiu)、維護簡(jian)單方便，技術成(cheng)熟的預處理工藝。
2、項目目標
（1）水量目標
根(gen)據四水(shui)(shui)(shui)廠現有的凈水(shui)(shui)(shui)設施(shi)的處(chu)理(li)(li)能(neng)力和原水(shui)(shui)(shui)管(guan)道的輸水(shui)(shui)(shui)能(neng)力，確定該生物(wu)預處(chu)理(li)(li)項目的供(gong)水(shui)(shui)(shui)量(liang)為15萬(wan)(wan)m3/d。目前三(san)水(shui)(shui)(shui)廠的實(shi)際供(gong)水(shui)(shui)(shui)量(liang)平(ping)均為19萬(wan)(wan)m3/d，生物(wu)預處(chu)理(li)(li)水(shui)(shui)(shui)量(liang)占三(san)水(shui)(shui)(shui)廠實(shi)際供(gong)水(shui)(shui)(shui)量(liang)78%以(yi)上，還有22%的未經(jing)生物(wu)預處(chu)理(li)(li)的原水(shui)(shui)(shui)與之混合處(chu)理(li)(li)后可(ke)以(yi)滿足三(san)水(shui)(shui)(shui)廠實(shi)際供(gong)水(shui)(shui)(shui)量(liang)和出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)要求。
（2） 水質目標
原水(shui)經生物預處理后，氨氮去除60%以(yi)(yi)上、耗氧量去除20%，可(ke)以(yi)(yi)為三水(shui)廠出(chu)廠水(shui)達到建設(she)部（CJ/T206-2005）《城市供水(shui)水(shui)質標準》提(ti)供可(ke)使用的水(shui)源水(shui)。
四、生物預處理工藝確(que)定
1、生(sheng)物預(yu)處(chu)理工藝選擇(ze)
生(sheng)(sheng)(sheng)物預處(chu)理已(yi)被(bei)證明(ming)是降(jiang)低氨氮的有(you)效工藝(yi)，目前用于市(shi)政給水處(chu)理中(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)物預處(chu)理工藝(yi)主(zhu)要有(you)：塔式生(sheng)(sheng)(sheng)物過濾(lv)、生(sheng)(sheng)(sheng)物濾(lv)池(chi)、生(sheng)(sheng)(sheng)物接觸(chu)氧(yang)化(hua)(hua)、生(sheng)(sheng)(sheng)物轉(zhuan)盤、生(sheng)(sheng)(sheng)物流化(hua)(hua)床以及活性污泥法等，其中(zhong)(zhong)以生(sheng)(sheng)(sheng)物接觸(chu)氧(yang)化(hua)(hua)較為常用，本(ben)設(she)計就(jiu)是采用生(sheng)(sheng)(sheng)物接觸(chu)氧(yang)化(hua)(hua)工藝(yi)。
生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)接觸氧化處理微(wei)污染水(shui)源，主(zhu)要是(shi)利用適當(dang)條件下生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)載體—填(tian)(tian)料(liao)上(shang)大(da)量好氧生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜，在供(gong)氧量充足和(he)(he)原水(shui)與(yu)填(tian)(tian)料(liao)充分接觸情況下，有效(xiao)去除水(shui)中(zhong)各(ge)類污染質(zhi)。原水(shui)與(yu)填(tian)(tian)料(liao)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜不斷接觸，通過微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)自(zi)身生(sheng)(sheng)命代謝活(huo)(huo)動—氧化、還原、合(he)成、分解(jie)等過程，在微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)絮凝、吸附、硝化和(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)等綜合(he)作用下，將原水(shui)中(zhong)的氨(an)氮、有機物(wu)(wu)(wu)、藻類和(he)(he)THMs前體物(wu)(wu)(wu)等去除，既凈(jing)化了水(shui)質(zhi)，又(you)明顯減(jian)少了其后續凈(jing)化和(he)(he)加(jia)氯消毒(du)過程中(zhong)可能產生(sheng)(sheng)的THMs等潛(qian)在致癌物(wu)(wu)(wu)，經濟有效(xiao)、無毒(du)副作用地提高生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)飲(yin)用水(shui)水(shui)質(zhi)的安全和(he)(he)衛生(sheng)(sheng)質(zhi)量。
2、生物載體填(tian)料的選擇
生(sheng)物(wu)(wu)接觸(chu)氧化(hua)采用的生(sheng)物(wu)(wu)載(zai)體很多，特(te)別是污(wu)水處理(li)領域中(zhong)更是品種繁多。但是在生(sheng)物(wu)(wu)預處理(li)項目(mu)中(zhong)，針對微污(wu)染(ran)水源(yuan)，其污(wu)染(ran)物(wu)(wu)特(te)點(dian)、生(sheng)物(wu)(wu)反應機理(li)均有(you)其獨自的特(te)點(dian)，因此能夠真正運(yun)用到生(sheng)物(wu)(wu)預處理(li)項目(mu)中(zhong)的填料不多。目(mu)前(qian)在生(sheng)物(wu)(wu)預處理(li)項目(mu)中(zhong)有(you)過工(gong)程實例的填料主要有(you)彈性填料、高效(xiao)生(sheng)物(wu)(wu)載(zai)體流化(hua)填料。
采用(yong)彈性填(tian)料(liao)，生物(wu)膜容易附(fu)著，要(yao)求(qiu)采用(yong)微孔(kong)曝氣，以提高氧氣利用(yong)率，初(chu)期(qi)投資省。但(dan)是其比(bi)表面積小(xiao)，生物(wu)反(fan)應(ying)效率低，要(yao)求(qiu)停留時間長，占地面積大，填(tian)料(liao)易掛泥(ni)結塊(kuai)，清(qing)泥(ni)困難，老(lao)膜不易脫(tuo)落，池底容易積泥(ni)，要(yao)求(qiu)停水反(fan)沖洗頻繁。
采用高效生物載體流化填料，其比表面積大，流化狀態下不會結團堵塞，采用傳統穿孔曝氣管曝氣，即可達到全池流化翻動，提高氧的利用率和傳質效率。填料掛膜容易，老化膜在水力剪切作用下自動脫落，配合生物流化池使用，池底很難積泥，運行管理簡單，不需反沖洗，運行費用較低。
綜合比(bi)較(jiao)(jiao)，針(zhen)對(dui)(dui)第三水(shui)(shui)廠使用淮(huai)河水(shui)(shui)源的特點(dian)，本方(fang)案采用XD生物流化填(tian)料(liao)及流化池技術，即能有(you)(you)效去除原(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)的氨氮和(he)有(you)(you)機物，同時(shi)具(ju)有(you)(you)容積負荷高、耐沖擊負荷、出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質好且穩定、動力消(xiao)耗(hao)相對(dui)(dui)較(jiao)(jiao)低(di)，運行費用較(jiao)(jiao)省等優點(dian)。該工(gong)藝在工(gong)程實(shi)踐運用中(zhong)，對(dui)(dui)停(ting)留時(shi)間(jian)、曝氣方(fang)式、排泥和(he)操作技術等工(gong)藝要(yao)素已有(you)(you)了大量的試驗研(yan)究和(he)較(jiao)(jiao)多的工(gong)程驗證，取得了比(bi)較(jiao)(jiao)成熟的工(gong)程經(jing)驗。
3、XD生物流化填料及(ji)流化池技術
XD生物(wu)(wu)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)填料(liao)(liao)及流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)池技術采(cai)用生物(wu)(wu)載(zai)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)填料(liao)(liao)作(zuo)為微(wei)生物(wu)(wu)的(de)生物(wu)(wu)載(zai)體(ti)，采(cai)用傳統(tong)的(de)穿孔(kong)曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)管曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)，曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)管在(zai)曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)過(guo)程中，對生物(wu)(wu)載(zai)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)填料(liao)(liao)提供動力，將生物(wu)(wu)載(zai)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)填料(liao)(liao)在(zai)水體(ti)中形(xing)成流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)狀況，同時對生物(wu)(wu)載(zai)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)填料(liao)(liao)上(shang)已經老死(si)的(de)生物(wu)(wu)膜進(jin)行吹(chui)脫(tuo)，曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)管安(an)裝在(zai)生物(wu)(wu)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)池的(de)底(di)(di)(di)部(bu)，流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)池底(di)(di)(di)部(bu)的(de)特殊(shu)結構，使曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)管在(zai)曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)中，將池底(di)(di)(di)的(de)沉(chen)(chen)淀污(wu)(wu)泥有(you)效(xiao)的(de)吹(chui)浮起來，防(fang)止污(wu)(wu)泥沉(chen)(chen)積結塊。從而解決一般填料(liao)(liao)污(wu)(wu)泥沉(chen)(chen)積的(de)問(wen)題。
4、生物流化(hua)填料特點
在生物(wu)(wu)預(yu)處理池中投加XD生物(wu)(wu)流化填料作(zuo)為生物(wu)(wu)載(zai)體，提高其(qi)對有機物(wu)(wu)的去除率。
（1）該填料的結構示(shi)意圖見圖1。
（2）該(gai)填料的基本參數見表1。
（3）LT型(xing)高(gao)效(xiao)流化生(sheng)(sheng)物載體填料采用獨特的(de)生(sheng)(sheng)產工藝，經(jing)專業自(zi)動機(ji)械設備一次(ci)加工成(cheng)型(xing)，確保了每一個產品形(xing)狀、重量的(de)一致性。
（4）填料表(biao)面(mian)經過特殊(shu)處理，增加(jia)了(le)其表(biao)面(mian)粗糙和(he)親水性能，從而掛膜比較容易，克(ke)服(fu)了(le)一(yi)般塑(su)料填料表(biao)面(mian)光滑(hua)掛膜困難的弊端。產品抗磨、抗拉強度高，使用壽命長。（后附(fu)生物流化填料圖片，見圖2-3。）
（5）填料比表面積為100m2/m3，是彈(dan)性絲狀(zhuang)填料的4倍；在(zai)生(sheng)物膜(mo)(mo)成(cheng)熟時可以(yi)(yi)形成(cheng)厚度為0.2～1.0mm的生(sheng)物膜(mo)(mo)，而且生(sheng)物膜(mo)(mo)生(sheng)長狀(zhuang)況良(liang)好，膜(mo)(mo)上的微生(sheng)物種類豐富，活性高，可以(yi)(yi)明顯提高處理效(xiao)果。
（6）由于該填料在曝(pu)氣池中呈流(liu)化狀態(tai)，碰撞(zhuang)頻繁，因(yin)而極大地提(ti)高(gao)了生物處理三要素之間的(de)傳質(zhi)效(xiao)率。
（7）本工藝對(dui)水(shui)(shui)池底部結構經過簡(jian)單處(chu)理，采(cai)用穿孔管(guan)，形(xing)成了曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)和(he)非(fei)曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)，該填(tian)(tian)料比(bi)(bi)重選擇為0.93～0.98，在(zai)(zai)培(pei)菌期(qi)間，填(tian)(tian)料表面會慢(man)(man)慢(man)(man)附著(zhu)大(da)量的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)膜(mo)，廢水(shui)(shui)濃度(du)越(yue)大(da)，附著(zhu)量越(yue)大(da)，比(bi)(bi)重逐漸增加，當生(sheng)物(wu)膜(mo)到一定(ding)厚度(du)時，其比(bi)(bi)重大(da)于1，填(tian)(tian)料從(cong)非(fei)曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)下沉(chen)，在(zai)(zai)水(shui)(shui)池底部，改造后的(de)(de)(de)底部結構將(jiang)懸(xuan)浮(fu)填(tian)(tian)料下滑到曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)，曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)底部的(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)力最強，能迅速沖(chong)洗掉懸(xuan)浮(fu)填(tian)(tian)料上的(de)(de)(de)殘余生(sheng)物(wu)膜(mo)，脫膜(mo)后的(de)(de)(de)填(tian)(tian)料比(bi)(bi)重也(ye)隨之降(jiang)低到1以下，并在(zai)(zai)曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)上升。根據(ju)掛膜(mo)前后的(de)(de)(de)比(bi)(bi)重變化特(te)點，填(tian)(tian)料可(ke)以隨水(shui)(shui)流在(zai)(zai)曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)和(he)非(fei)曝(pu)氣(qi)區(qu)(qu)翻騰，從(cong)而交替完成了生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)(de)生(sheng)長和(he)脫落過程，保證生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)(de)數量穩(wen)定(ding)性和(he)活(huo)性，使工藝運行較穩(wen)定(ding)。
（8）由于填料表面的(de)生物膜存在好氧(yang)區和厭(yan)氧(yang)區，因而在生物膜中可以(yi)達到(dao)(dao)脫氮的(de)效(xiao)果，一般情況(kuang)下(xia)，氨氮去除(chu)率可以(yi)達到(dao)(dao)80%以(yi)上，低(di)溫狀態下(xia)可以(yi)達到(dao)(dao)60%以(yi)上。
（9）由于(yu)填(tian)料在水中(zhong)處于(yu)流化狀態，填(tian)料表面上(shang)的(de)(de)微(wei)生物與水中(zhong)的(de)(de)空氣可以(yi)充分接觸，提高了(le)氧的(de)(de)利(li)用率，從而節省了(le)能(neng)耗(hao)。
（10）懸浮填(tian)料的接觸(chu)池曝(pu)氣系統為(wei)穿(chuan)孔管曝(pu)氣方式，穿(chuan)孔管曝(pu)氣的水頭損失(shi)小，可降低風機的耗(hao)電量；同時穿(chuan)孔管曝(pu)氣不易堵塞，故障率較低，可降低維(wei)修(xiu)工作量、維(wei)修(xiu)費用及(ji)維(wei)修(xiu)頻率。
（11）該填料可以(yi)直接投放于(yu)生(sheng)物(wu)預處理(li)池中，不須安裝(zhuang)任何填料支架，避(bi)免了人工綁扎(zha)類填料及人工組合類填料在生(sheng)產(chan)過程中的(de)質量(liang)問題，也免除了填料支架的(de)維護和保養，從而可以(yi)降低投資費用(yong)。在投加填料時，不用(yong)停產(chan)排空(kong)接觸(chu)池，可以(yi)邊(bian)運(yun)行(xing)邊(bian)投加填料，因此不會影響凈水廠的(de)正(zheng)常運(yun)行(xing)。
五、生物預處理(li)工程設計
四水廠原有構筑物的現狀：2座5萬m3/d折板與往復絮凝平流沉淀池，單池折板絮凝區4.0m，往復絮凝區8.48m，過渡區2.5m，平流沉淀區100m。
折板絮凝(ning)平流沉淀池的(de)往復(fu)絮凝(ning)區(qu)尺(chi)寸(cun)8.48×15.4m池深4.8m；平流沉淀區(qu)尺(chi)寸(cun)100×15.4m，有效水(shui)深為3.30m，池深3.60m，池內有4條(tiao)廊(lang)道，每條(tiao)廊(lang)道寬(kuan)3.85m，絮凝(ning)區(qu)出水(shui)通(tong)過(guo)2.5m的(de)過(guo)渡(du)區(qu)均勻(yun)分配(pei)到4條(tiao)廊(lang)道。
1、設(she)計(ji)規模及工程內容
（1）生物預處理工程設計規模按(an)15萬m3/d考慮，即6250m3/h。
（2）工程內容：將原有2座5萬m3/d折板與往復絮凝平流沉淀池改造為2座7.5萬m3/d的生物預處理池，布置鼓風機和穿孔曝氣管道；將2座絮凝池之間排水渠改造為提升泵房；增設一條直徑DN1200mm，長470m的輸水管道。
2、原(yuan)有沉淀池的土建(jian)改造設計
（1） 提高水位
由(you)于(yu)水池(chi)的有效水深(shen)較淺不(bu)能滿足(zu)單池(chi)7.5萬m3/d的處理(li)能力，也(ye)不(bu)利于(yu)生物預處理(li)中氧的利用(yong)(yong)，因此，本方案(an)在(zai)原有沉(chen)淀(dian)池(chi)的池(chi)頂采(cai)用(yong)(yong)（鋼筋混凝土(tu)結構）加高(gao)500mm，提(ti)高(gao)沉(chen)淀(dian)區的有效水深(shen)到3.70m，保留400mm的超高(gao)。
沉淀(dian)區(qu)(qu)的有效(xiao)水(shui)深提(ti)高到(dao)3.70m后，會導致折板絮(xu)(xu)凝區(qu)(qu)的水(shui)位超出池(chi)頂溢(yi)流，因此還需(xu)要對折板絮(xu)(xu)凝區(qu)(qu)用磚墻進(jin)行加高200mm，為折板絮(xu)(xu)凝區(qu)(qu)留出超高。
（2） 集水槽改造
原有指型集水(shui)(shui)槽的目(mu)(mu)的是(shi)為(wei)(wei)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)集取沉淀池出(chu)水(shui)(shui)端上(shang)層清水(shui)(shui)，確(que)保4條廊道的水(shui)(shui)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)出(chu)流。由于本項目(mu)(mu)為(wei)(wei)生物預處理，集水(shui)(shui)槽的目(mu)(mu)的是(shi)保證均(jun)(jun)(jun)勻(yun)出(chu)水(shui)(shui)，不需考慮(lv)出(chu)水(shui)(shui)流速(su)太大會產生紊流現象，因此可以(yi)提(ti)高集水(shui)(shui)槽的溢(yi)流水(shui)(shui)量。
本(ben)方案取消原有指(zhi)型集(ji)水槽(cao)(cao)集(ji)水，在沉(chen)淀池末端的池壁上改(gai)造出一條三角堰集(ji)水槽(cao)(cao)，新建集(ji)水槽(cao)(cao)出水堰頂高3.60m，寬1.0m，深1.2m，集(ji)水槽(cao)(cao)前0.8m位置采用格柵(zha)攔截，防(fang)止流化填(tian)料進入集(ji)水槽(cao)(cao)。
（3）水池底部改造
原有沉淀池的底部為平底板，本項目工藝要求將池底部進行XD流化池技術改造，改造要求在池底安裝導流板，導流板間距為1m，高約700mm，導流板中間位置為DN50的穿孔曝氣管道。
導流板采(cai)用混凝土預制板在池底安裝。
3、原(yuan)有沉淀(dian)池的工(gong)藝改造設(she)計
（1）改造后的生物預處理池(chi)
改造后的生物預(yu)處理(li)池（單池）有2m的集水區：
①沉淀池部分有效長度為98m，寬15.4m，有效水深3.7m，
有效容積為98×15.4×3.7＝5584m3。
②過渡區有效長度為2.5m，寬15.4m，有效水深3.7m，
有效容積為2.5×15.4×3.7＝142m3。
③絮凝池部分有效長度為8.48m，寬15.4m，有效水深4.6m，
有效容積為8.48×15.4×4.6＝600m3，
生物預處理池（單池）總有效容積為5584+142+600=6326m3，
單池平均處理水量：3125m3/h，
平均水力停留時間：6326÷3125=2h，
水平流速：3125m3/h÷56.98 m＝54.8m/h＝0.015m/s。
（2） 生物載(zai)體流化球
生物預處理池中采用的生物載體流化填料：
生物載體流化填料型號：LT-100。
生物載體流化填料參數：
外形直徑為：100mm。
填料表面積為：0.106(m2/只)。
填料比表面積為：106(m2/m3)。
填料空隙率為：98％。
生物載體流化填料的填充率為：36％。
生物載(zai)體流化填(tian)料的數量為：6326×2×36％＝4555m3。
（3）格柵
在生物預處理池中，沿水流方向設置格柵，以防止生物載體流化填料沿水流方向大位置偏移。格柵每間隔7m安裝1塊。
格柵尺寸：3.8×4.1m，格柵數量：112塊。
格柵尺寸：0.7×4.8m，格柵數量：4塊。
格柵尺寸：0.9×4.8m，格柵數量：4塊。
格柵尺寸：1.2×4.8m，格柵數量：4塊。
格柵尺寸：1.34×4.8m，格柵數量：2塊。
格柵尺寸：1.54×4.8m，格柵數量：2塊(kuai)。
（4）穿(chuan)孔(kong)曝(pu)氣管(guan)道的安裝
①沉淀池部(bu)分：穿孔(kong)曝(pu)氣管道配(pei)合導流板進行安裝(zhuang)，主管為(wei)DN100，穿孔(kong)管為(wei)DN50，開孔(kong)3mm，向(xiang)下(xia)角度(du)為(wei)45度(du)，異向(xiang)間隔120mm，同向(xiang)間隔60mm。采(cai)用(yong)PE材(cai)料。
②過渡區：安裝同上(shang)。
③絮凝池部分：往復隔板間距太小，均不安裝導流板。
1.54m間距隔板間布2道DN50穿孔管，開孔同上。
1.34～0.7m間距隔板間均布(bu)1道(dao)DN50穿孔管，開(kai)孔同(tong)上。
（5）鼓風設備
生物預處理池通過鼓風設備曝氣。
曝氣的氣水比為：0.5～2.0：1，
曝氣量為：52～208m3/min，
三葉風機參數：
型號：SSR200，
風量：53.91m3/min，
風壓：4.9m水柱，
功率：75KW，
轉速：1390R/PM。
數量：4臺。
風機(ji)分配方案：開啟1臺(tai)風機(ji)，氣水(shui)比為(wei)(wei)0.5：1；開啟2臺(tai)風機(ji)，氣水(shui)比為(wei)(wei)1.0：1；開啟3臺(tai)風機(ji)，氣水(shui)比為(wei)(wei)1.5：1；開啟4臺(tai)風機(ji)，氣水(shui)比為(wei)(wei)2.0：1。
一(yi)般情況(kuang)下氣水比為1.0～1.5：1，開(kai)啟風機2～3臺(tai)。
（6）鼓風機房
利用四(si)水廠原有(you)加(jia)礬(fan)間(jian)改造為風(feng)機(ji)房(fang)，在加(jia)礬(fan)間(jian)的(de)北(bei)側(ce)安裝4臺風(feng)機(ji)。風(feng)機(ji)主管為DN400鋼管，沿加(jia)礬(fan)間(jian)東側(ce)布(bu)置，從南(nan)側(ce)分成2條(tiao)DN250的(de)PE管向生物預處理池布(bu)置。
鼓風(feng)機(ji)安裝(zhuang)平面(mian)尺寸為：6.0×13m，凈(jing)高5.0m，配隔音材料。
4、生(sheng)物預處理池的進(jin)水管、提升泵房(fang)及輸水管線設計(ji)
（1） 進水管
在四水廠西(xi)墻側原有(you)的DN1200管道上，位于DN1200閥(fa)門北2.0m處(chu)開三通，用DN1200鋼管沿(yan)加礬間東(dong)側布(bu)置(zhi)到原有(you)折板絮凝池的起始(shi)端，然后分成(cheng)2條DN900鋼管向2座折板絮凝池進(jin)水。
（2）提升泵房
本項目原水經生物預處理池后需潛水泵提升至三水廠混合井再進行常規處理。提升泵的集水井利用四水廠原有2座折板與往復絮凝平流沉淀池之間的排水渠。集水井尺寸為120×2.5×6.1m，泵位選在2座折板與往復絮凝池之間的走道板下，共安裝2臺。兩臺泵的中心間距為5.0m。
潛水泵參數：
型號：700ZDB—70
流量：4800m3/h
揚程：7.25 m，
功率：155kw，
轉速：730r/min
數量：1臺
（出水管為DN1000，止回閥DN900。）
型號：400QWDL—75型，
流量：1500m3/h，
揚程：10m，
功率：75kw，
轉速：980r/min
數量：1臺
（出水管為(wei)DN600，止(zhi)回閥DN500。）
（3）輸水管線
兩(liang)臺潛(qian)水(shui)泵的出水(shui)管在四水(shui)廠原有平流沉淀池(chi)南側合并為一根(gen)DN1200輸(shu)水(shui)管向(xiang)西(xi)布置到四水(shui)廠西(xi)側，然后再沿著原有的DN1200管道向(xiang)北布置到三水(shui)廠混合井(jing)，分成2條DN900管道爬上(shang)混合井(jing)在兩(liang)側均勻進水(shui)。DN1200管線總(zong)長為470m，沿程水(shui)頭損失為0.95m。
5、配電設計
（1） 輸電線路
輸電線(xian)路(lu)采用(yong)電纜(lan)和(he)架空(kong)線(xian)混(hun)合配置(zhi)的6KV輸電方(fang)式(shi)。
（2）變壓器(qi)和保(bao)護(hu)系統
需添置800KVA（或630KVA）變壓器1臺。
利用原(yuan)有800KVA變電(dian)所的南(nan)側值班室，改造成高壓開(kai)關室，封閉南(nan)墻的窗(chuang)口，在此位置(zhi)安裝負(fu)荷開(kai)關2臺：
①電源(yuan)采用(yong)原(yuan)800KVA南(nan)側變(bian)壓器(qi)的供(gong)電電源(yuan)，在上述(shu)所說的改建后(hou)的高(gao)壓開(kai)關室(shi)內安裝負荷開(kai)關2臺(tai)，分別給新、舊2臺(tai)變(bian)壓器(qi)供(gong)電。
②沿輸電線路，同桿架設7芯(xin)(xin)控(kong)制電纜(lan)1條(tiao)、10芯(xin)(xin)通(tong)訊電纜(lan)1條(tiao)，將新變壓器的瓦(wa)斯保(bao)護、溫度保(bao)護以及(ji)電話通(tong)訊、自動化控(kong)制通(tong)訊等連接(jie)到高壓開關室，便于將來的功能(neng)擴展(zhan)。
③新變壓器安裝(zhuang)于(yu)鼓風(feng)機房的(de)室外西北角處。將鼓風(feng)機房北墻的(de)東窗口封閉，窗口頂端預(yu)留穿墻孔，作為低壓銅排的(de)通(tong)道。
④低壓開關柜安裝于(yu)鼓風機間的室內東北角(jiao)處。考慮(lv)到防塵、防震、安全等因(yin)素，宜采用(yong)金屬開關柜。
（3）動力和(he)自(zi)動化控制
①低(di)壓開(kai)(kai)關柜(ju)(ju)共計3臺，分別為：低(di)壓配(pei)電總柜(ju)(ju)；1#、2#鼓(gu)(gu)風機(ji)開(kai)(kai)關柜(ju)(ju)；3#、4#鼓(gu)(gu)風機(ji)開(kai)(kai)關柜(ju)(ju)。
②鼓風機采用自(zi)耦變(bian)壓器啟(qi)動(dong)方式(shi)。
③水泵采用原有控制柜(ju)。
三水廠原水生物預處理項目設計方案，充分利用了水廠現有的水處理設施，大大減少了項目建設費用，預處理池中不需添加任何化學制劑，不會有任何毒副作用產生；預計項目建成投產后，原水氨氮去除率冬季可達60%，夏季可達80%以上，耗氧量去除率可達20%，大大緩解后續工藝的凈水壓力。
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