鄭州馬頭崗污水處理場

1、WORD格式整理鄭州市馬頭崗污水處理廠 UCT工藝的設計1、工程概況鄭州市馬頭崗污水處理廠是鄭州市繼王新莊污水處理廠、五龍口污水處理廠 后的第三座污水處理廠。近期(2010年)設計規(guī)模30萬m3/d,污水總變化系數(shù) K=1.3，遠期設計規(guī)模60萬m3/d，服務面積約92. 3km2。本次設計只考慮近期， 預留遠期用地。目前一期工程正在建設中。鄭州市位于淮河流域上游，上游對于淮河的污染影響著整個淮河流域的水環(huán) 境質(zhì)量。馬頭崗污水處理廠的二級出水直接排放到賈魯河，賈魯河是淮河的二級支流，其水體經(jīng)沙穎河流入淮河。因此，馬頭崗污水處理廠的建設對改善淮河水 質(zhì)有著重要的意義。2、工程設計2.1工藝的選擇

2、馬頭崗污水處理廠的出水水質(zhì)在滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 (GB 18918-2002)二級標準的基礎上，結(jié)合國家淮河流域污染治理的需要適當提 高。具體進出水指標及排放標準見表 1。表1設計進出水水質(zhì)及相關標準項目逬水'出KCB 1S918 -2002二級標準CODg mg L48080100BOD mg L2202030SS nig L3503030NH N mg L552025(30)TP mg L733糞大腸菌群t L104101C/N、C/P的比值是影響生物除磷脫氮的重要因素。一般來講，只有C/N >4時反硝化才能正常運行；生物除磷工藝，要求C/P> 20。在普

3、通A2/O工藝中，回流污泥中的硝態(tài)氮會優(yōu)先奪取污水中易降解的有機 物，對生物除磷造成不利影響。本工程進水C/P=314 C/N=2.75,碳源略顯不足。 尤其在設置初沉池的情況下，進入二級處理的C/P比值將進一步降低。對于污水 C/P比值低的情況，有機物易降解組分本來就不多，這時回流污泥中的硝態(tài)氮對 除磷的干擾就越發(fā)突出，因此降低回流污泥對除磷的影響成為選擇處理工藝的一 個關鍵。而UCT工藝恰恰能很好地解決這一矛盾。所以經(jīng)過工藝比選最終決定 采用UCT處理工藝。UCT工藝是A2/O工藝的變種，更好地解決了硝態(tài)氮對除磷的不利影響，特 別是對于C/N、C/P比值不高的污水，更能顯示工藝的優(yōu)越性。其

4、工藝流程見圖圖1馬頭崗污水處理廠工藝流程2.2各單元設計參數(shù)2.2.1粗格柵及進水提升泵房進水提升泵房由進水前池和集水池組成。進水 管為d 2400mm的混凝土管，在提升泵房的總?cè)肟谔幵O置一矩形速閉閘，在廠內(nèi) 兩路電源發(fā)生故障時，可以靠重力自動關閉。在進水前池內(nèi)設置了 6道柵條間隙為20mm、柵寬為1.5m的鋼絲繩牽引式 格柵除污機。在集水池內(nèi)設置進水提升泵，提升泵采用潛水排污泵，共設7臺潛水泵（5用2備，其中1臺庫房備用，土建設計為6個泵位）。2.2.2細格柵、沉砂池、進水計量槽細格柵采用轉(zhuǎn)鼓細格柵，共設置 7套， 轉(zhuǎn)鼓直徑1.8m，柵條間距6mm。沉砂池采用比氏旋流沉砂池，共設置 4座，直

5、徑均為6m,停留時間58s。 當其中1座發(fā)生故障時，其余3座可保證承擔全部負荷，停留時間為 43s。提砂 采用氣提的方式，羅茨鼓風機和砂水分離器的配置采用與沉砂池一對一的布置方 式。另外在沉砂池出砂管與砂水分離器之間設置氣液隔離罐，利于砂水分離。進水計量設置4條巴氏計量槽，單座喉口寬1m,設置超聲波流量計計量。 為提高計量精度，選用成品玻璃鋼材質(zhì)作為流槽。223初沉池全廠共設4座直徑40m的中心進水、周邊出水的輻流式沉淀池。表面水力 負荷為3.23m3/（m2 h）,停留時間1.24h,池邊有效水深4.3m，超高0.3m。采用單條集水渠雙側(cè)三角堰出水，在內(nèi)側(cè)設置浮渣擋板和浮渣斗。刮泥機為 半橋

6、式周邊傳動刮泥機，單機功率 4kW。2.2.4 UCT反應池考慮馬頭崗污水處理廠收水系統(tǒng)內(nèi)的實際污水量已經(jīng)接近設計規(guī)模，故反應池按36萬m3/d規(guī)模進行校核設計。全廠設4組UCT反應池，厭氧池總池容36480m3，缺氧池總池容39600m3, 好氧池總池容153400m3（其中機動段為28950m3），總池容為229480m3。設計產(chǎn)泥系數(shù)0.91，缺氧池和好氧池的 MLSS為3g/L，厭氧池MLSS為 1.8g/L，校核流量時泥齡12d（不包括厭氧泥齡），其中缺氧泥齡為2.4d,好氧泥齡 為9. 6 d。設計水溫12C，有效水深6m。二沉污泥回流比50%100%,缺氧到厭氧的回流比為150%

7、,好氧到缺氧的 回流比為150%。全廠剩余污泥量為39585kg/d （30萬m3/d時），校核流量時為 47502 kg/d?？偣饬繛?10800 Nm3/h,校核流量時氣水比為 7.6： 1。單組反應池設備設置如下：厭氧池和缺氧池為循環(huán)流池型，厭氧池內(nèi)設直徑 2.2m的低速推進器8臺，單機功率3kW，缺氧池內(nèi)設直徑2.2m的低速推進器8 臺，單機功率4kW。好氧池為推流式池型，其中機動段安裝 8套直徑650mm的 高速攪拌器，單機功率5kW，安裝方向與水流方向相反，同時安裝橡膠膜微孔 曝氣器1 757套，直徑300mm,單盤曝氣量3m3/h。好氧段中安裝剛玉微孔曝氣器 9618套，直徑3

8、00mm,單盤曝氣量3m3/h。 曝氣器采用漸減曝氣的布置方式。5個廊道大致比例為15% : 25% : 25% : 20% : 15%。其中好氧區(qū)每條廊道設置單獨的空氣管道，便于空氣量的細致調(diào)節(jié)，達到 節(jié)能的效果。缺氧池到厭氧池的回流采用潛水軸流泵，設置3臺，單臺流量1875m3/h,揚程1 m,電機功率15kW。好氧池到缺氧池的回流也采用潛水軸流泵，設置3臺，單臺流量1875m3/h，揚程1m,電機功率15kW。進水點設置了 3處，外回流點設置2處，好氧回流點設置2處，所有多配水 點的輸送均采用渠道的方式配水， 設置配水可調(diào)堰，通過各堰門的不同組合，可 調(diào)成不同功效的處理工藝。2.2.5鼓

9、風機房全廠設1座鼓風機房，內(nèi)設8臺帶有隔音罩的單級高速離心鼓風機（6用2 備），單機風量 20000Nm3/h，風壓為 0.72bar（1bar=0.1MPa）,電機功率 500 kW。 鼓風機進氣的取風口設計為高位取風， 距室外地面12m，同時每臺鼓風機又設置 了 1套卷簾過濾器，過濾器的過氣量 Q=25000m3/h，壓降小于0.02bar,功率 0.55kW。鼓風機采用油冷卻。設計在側(cè)墻設置了 8套軸流風機，在屋頂設置了 4套屋頂風機，通過強制對 流通風的方式對室內(nèi)進行換風。2.2.6污泥泵房全廠設4座回流、剩余污泥泵房，與反應池對應。每座泵房設4臺污泥回流泵，采用潛水軸流泵，單臺流量

10、940m3/h，揚程6m,電機功率16kW。開啟2臺泵時，回流比為50%; 3臺泵時，回流比為75%;啟4臺泵時，回 流比為100%。每座泵房設1臺剩余污泥泵，采用潛污泵，單臺流量 96m3/h，揚程14m， 電機功率6kW。全廠冷備用1臺剩余污泥泵。在泵房前池內(nèi)設1臺潛水攪拌器， 防止污泥沉淀，攪拌器的功率為 3kW，葉輪直徑400mm。2.2.7二沉池全廠設8座直徑為45m的二沉池，分為2組。采用周邊進水、周邊出水的輻流式沉淀池。表面水力負荷為1.28m3/（m2h），池邊水深4.5m，超高0.5m。單條集水渠單 側(cè)三角堰出水，在內(nèi)側(cè)設置浮渣擋板和浮渣斗。吸泥機為半橋式周邊傳動單管吸 泥機

11、，單機功率0.55kW。2.2.8消毒單元采用紫外消毒的方式，紫外線穿透率65%，有效劑量16000卩Ws/cm2 （燈 管達到壽命末期時）。2條渠道，安裝2個模塊組，每個模塊組含有32個模塊， 每個模塊8根燈管，共512根燈管。采用低壓高強紫外燈管，單根燈管的功率為 250W。2.2.9出水計量采用管道計量的方式，d2200mm的管道，設置出水計量井1座，內(nèi)設可測 非滿管流的超聲波流量計1套。2.3污泥流程中各單元設計參數(shù)污泥處理的流程如下：污泥（含水率99.2%）經(jīng)過機械濃縮后（含水率96%）與 初沉污泥（含水率96%）混合，混合后的污泥（含水率96%）經(jīng)消化池進行厭氧穩(wěn) 定，消化后的污泥

12、（含水率96.7%）經(jīng)機械脫水后（含水率80%）進入污泥儲罐集 中裝車外運。全廠干污泥產(chǎn)量為92085kg/d。其中：泥52500kg/d，含水率為96%，體積 為 1312.5m3/d;余污泥 39585kg/d,含水率為 99.2%,體積為 4948m3/d。2.3.1初沉污泥泵房初沉池的排泥方式為間歇排泥，單池每天排泥時間 68h。全廠設置2座初 沉污泥泵房，每座泵房對應2座初沉池。每座泵房內(nèi)設兩臺污泥單螺桿泵（1用1 備）， 單臺流量108m3/h，出口壓力2kg/cm2，電機功率15kW。2.3.2污泥濃縮脫水機房（1）濃縮系統(tǒng)。污泥濃縮采用5套螺壓式污泥濃縮機（4用1備），單機處理

13、量 100 m3/h，每天工作16h，電機功率3.5kW。每套濃縮機分別配套1臺進料泵和1 臺出料泵。進出料泵均選用單螺桿泵。進料泵單泵流量 Q= 80100m3/h，出口壓力2kg/cm2，電機功率15kW。出 料泵單泵流量Q=1520m3/h，出口壓力2kg/cm2，電機功率5.5kW。絮凝劑選用PAM，按4gPAM/kgDS計算，配藥濃度0.2%，藥液經(jīng)二次稀釋 至 0.1%。（2）脫水系統(tǒng)。消化后的污泥脫水采用4套離心式污泥脫水機（3用1備），單 機處理量70m3/h，每天工作12h，電機功率140kW。每套脫水機配套1臺進料泵。 進料泵選用單螺桿泵，單泵流量 Q=5080m3/h，出

14、口壓力4kg/cm2，電機功率 18.5kW。絮凝劑選用PAM，按5gPAM/kgDS計算，配藥濃度0.5%，藥液經(jīng)二次稀釋 至 0.1%。2.3.3污泥儲罐本工程共設4座鋼筋混凝土污泥儲罐，每天脫水后污泥（含水率80%）量約為 350m3，停留時間24h，單座污泥儲罐體積為114m3。污泥儲罐下部泥斗斜壁水 平傾角取55°下設一直徑為1m的液壓刀閘，出料口距地高度為 4m,污泥可直 接裝車。2.3.4污泥消化系統(tǒng)污泥消化采用二級中溫消化，工作溫度為 3335C,攪拌采用沼氣攪拌方 式。一級消化池加熱、攪拌；級消化池不加熱、攪拌。全廠共設5座圓柱形消化池，其中4座一級消化池，1座二級

15、消化池。一級 消化池污泥停留時間為24d，二級消化池污泥停留時間為 6d。單座消化池直徑 31m，柱體高度18.5m，單池有效容積13800m3。污泥中有機物含量按60%計，有機物分解率按40%計算，每千克污泥產(chǎn)氣 量取0.85m3（0.751.1），平均產(chǎn)氣量18785m3/d，平均小時產(chǎn)氣量782.7m3/h ;值 產(chǎn)氣量26400m3/d，平均小時產(chǎn)氣量1100m3/h。沼氣利用優(yōu)先發(fā)電，發(fā)電余熱回收用于消化池的加熱，同時設置沼氣鍋爐， 作為消化池加熱的備用熱源。當發(fā)電的余熱不足以加熱消化池時（運行初期或冬季時，冬季產(chǎn)氣低、消化池耗熱量大），調(diào)整發(fā)電機的運行臺數(shù)，啟動沼氣鍋爐, 優(yōu)先保證

16、消化池的加熱。沼氣發(fā)電依據(jù)就近使用原則，主要用于污泥濃縮脫水機房、污泥控制室內(nèi)的 用電設備。全廠設置發(fā)電機4臺，單臺發(fā)電功率500kW，根據(jù)季節(jié)和產(chǎn)氣量調(diào)整發(fā)電 機投產(chǎn)臺數(shù)。設置沼氣鍋爐4套（3用1備），單套鍋爐1100kW（熱量）。沼氣利用見圖2。T沼乜爲鬲聲陰化控制竄;圖2 污泥消化系統(tǒng)流程3、計特點（1）初沉池和二沉池的浮渣擋板水下部分大于等于300m m。有效防止柵渣從柵渣斗落入水時從水下進入集水槽，影響處理效果。（2）反應池的優(yōu)化布置。UCT反應池的幾何池型采用完全混合式和推流式相結(jié)合的流態(tài)布置。對于厭氧區(qū)和缺氧區(qū)采用完全混合循環(huán)流，對于機動區(qū)和好氧 區(qū)采取推流式。此種布局可有效避免

17、厭氧區(qū)和缺氧區(qū)的沉泥問題，同時保證了混合攪拌的效果。(3) 考慮進水SS較高，有必要設計初沉池，但考慮到初沉池的設置，勢必加 劇進入反應池的碳源不足，設計適當縮短了沉淀時間，同時考慮超越初沉池的管 道，必要時污水可超越初沉池直接進入反應池。同時根據(jù)水質(zhì)水量的變化，季節(jié)的不同可以調(diào)整為四種不同的處理工藝，從而保證在不同的環(huán)境條件下既有構(gòu)筑物能達到最佳的運行工況。在夏季水溫較高時，硝化及反硝化速率大大提高，可調(diào)整曝氣池的機動區(qū)作為缺氧區(qū)， 使反硝 化反應更為徹底，降低出水總氮，避免二沉池污泥上浮。在冬季水溫低，可調(diào)整 曝氣池的機動段作為好氧區(qū)，增加好氧區(qū)容積，使硝化更充分，保證出水水質(zhì)。 運行工況

18、的調(diào)節(jié)見表2。表2 不同工藝下的調(diào)節(jié)堰門的開啟狀態(tài)運行工況進水調(diào)B堰門二沉污?足 回說插好訊污泥 回流插 槪1甲1缺訊污泥 回流插 板閘InnIInIUCT 匸藝開閉閉閉rsi閉ifl開常規(guī)UCT匸藝開Hi閉閉開開開人訓A Q 1藝開開(彌)開閉開閉倒置A# O匚藝開閉開開開開(訓)(5)污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣全部利用，設計結(jié)合季節(jié)變化對沼氣產(chǎn)生的影 響，制定冬、夏季不同的利用技術(shù)路線。4、計中的難點及解決方案本工程廠址位于機場附近，區(qū)域內(nèi)分三個限高區(qū)，分別為25m、20m、12m 這給總圖布置帶來了一定的難度。 設計中結(jié)合場地的限高的范圍，總圖布置在工 藝流程順暢的前提下，充分利用高度，將消化池設置在 25m的限高區(qū)，降低消 化池的埋深，節(jié)省投資。(2)脫水后的污泥在廠內(nèi)存儲問題一直是處理廠設計的一個難點，本工程也 不例外。通過多方案對比。本次設