小型污水處理廠的設(shè)計實例

1、小型污水處理廠的設(shè)計實例作者：佚名時間：2007-11-24 17:45:00 摘要：在我國，隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達標排放。在全國乃至世界范圍內(nèi)，正在興建及待建的污水廠也日益增多。有學(xué)者曾根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10萬m3為大型處理廠，1-10m3萬為中型污水處理廠，小于1萬m3的為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設(shè)數(shù)量相對減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術(shù)人員比較關(guān)注的問題。 關(guān)鍵詞：污水處理廠 SBR法 氧

2、化溝 CAST 曝氣 1前言在我國，隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達標排放。在全國乃至世界范圍內(nèi)，正在興建及待建的污水廠也日益增多。有學(xué)者曾根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10萬m3為大型處理廠，1-10m3萬為中型污水處理廠，小于1萬m3的為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設(shè)數(shù)量相對減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術(shù)人員比較關(guān)注的問題。不同規(guī)模的處理廠的設(shè)計原則基本相同，主要是以節(jié)省基建投資和運行費用的為主要目的，而實現(xiàn)的具體

3、措施則有所不同。本文研究的是小型污水處理廠在設(shè)計中需注意的問題。與前面不同的是，本文的小型污水廠指的是日處理規(guī)模在3000-20000m3之間。筆者認為，這種規(guī)模的污水處理廠，在工藝方案選擇、設(shè)備選型、總平面布置方面也存在值得總結(jié)和注意的原則和特點。2工藝方案確定2.1方案比較無論何種規(guī)模的處理廠，在確定污水處理工藝時，除了保證處理效果這一基本條件外，主要目的是降低基建投資，節(jié)省日常的運行費用，以求在保證達標排放的前提下，使經(jīng)營成本最小。要做到這一點，首先應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇合適的處理工藝。小型污水廠處理廠往往具有這樣的特點：（1）由于負擔(dān)的排水面積小，污水量較小，一天內(nèi)水量水質(zhì)變化較大，頻率

4、較高；（2）一般在城鎮(zhèn)小區(qū)或企業(yè)內(nèi)修建，由于所在地區(qū)一般不大，而且廠外污水輸送管道也不會太長。所以，其占地往往受到限制，處理單元應(yīng)當(dāng)盡量布置緊湊。（3）一般要求自動化程度較高，以減少工作人員配置，降低經(jīng)營成本。（4）污水廠往往位于小區(qū)或工業(yè)企業(yè)內(nèi)，平面布置可能會受實際情況限制，有時可能靠近居民區(qū)或地面起伏不平等，平面布置應(yīng)因地置宜，變蔽為利。（5）由于規(guī)模較小，一般不設(shè)污泥消化，應(yīng)采用低負荷，延時曝氣工藝，盡量減少污泥量同時使污泥部分好氧穩(wěn)定。鑒于以上的特點，對于小型城市污水廠，SBR法及氧化溝法為首先考慮的工藝方案。這兩種工藝都具有以下優(yōu)點：（1）都屬完全混合型，具有較高的耐沖擊負荷的能力；

5、（2）一般不設(shè)初沉池，工藝簡化，節(jié)省占地；（3）一般采用低負荷延時曝氣方式運行，處理效果好，污泥好氧穩(wěn)定，同時可減少污泥產(chǎn)量（如果污泥出路可靠，也可適當(dāng)提高負荷）；氧化溝目前常用的有卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、三溝及雙溝等交替式氧化溝等幾種形式，其中以前兩種更為常用。氧化溝的共同特點是污水在循環(huán)水池中流動，曝氣方式主要采用表曝方式（近年來，也有鼓風(fēng)曝氣方式的氧化溝，也被稱作氧化溝池型的普曝，結(jié)合了氧化溝及微孔曝氣的優(yōu)點）。SBR工藝包括傳統(tǒng)SBR法、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝、CAST工藝、UNITANK工藝等不同方法。從嚴格意義上講，交替式運行的氧化溝實際上也是SBR工藝的一種。S

6、BR法與氧化溝相比又具有以下優(yōu)點：（1）SBR工藝省去二沉池和回流污泥泵房，使布置更加緊湊；（2）氧化溝的曝氣設(shè)表曝機在運行時，濺起水花較大，對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。某些特殊情況下，對污水廠有很高的環(huán)保要求，反應(yīng)池上部需要加蓋或增設(shè)上部建筑，以隔絕臭氣，這樣則會影響表曝的曝氣效率。（3）由于SBR池是間歇運行，很較強的調(diào)節(jié)能力，對于水質(zhì)水量變化較大的情況，也不需要高調(diào)節(jié)池（實際上，SBR池本身就有調(diào)節(jié)池的作用）。（4）在北方嚴寒地區(qū)，冬季室外氣溫較低，氧化溝的表曝曝氣方式也不適宜。（5）SBR池池深也不受限制，必要時可適當(dāng)加深。綜合上述各種因素，在小型污水處理廠設(shè)計中，SBR工藝比氧化溝更廣泛

7、的被采用。各種SBR法的特點及適用范圍見下表：工藝名稱反應(yīng)池分格進水方式是否回流適用規(guī)模工程實例傳統(tǒng)SBR單池，不分格間歇交替進水無小型全國幾百座小型污水廠ICEAS有中格墻分成預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)連續(xù)進水需要回流大、中型昆明第三污水廠DAT-IAT中隔墻分為DAT池及IAT池連續(xù)進水回流比200-300%大、中型天津開發(fā)區(qū)污水廠 撫順三寶屯污水廠CAST分為選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)間歇交替進水回流比20-35%中、小型鎮(zhèn)江新區(qū)污水廠UNITANK用隔墻分為三池間歇交替進水無中、小型上海石洞口污水處理廠小型污水處理廠主要的要求是操作簡單，布置緊湊，從上表比較而言，不需回流或回流很少的傳統(tǒng)SBR和CAST

8、工藝成為設(shè)計的首選，而大型污水處理廠則要求連續(xù)進水，否則進水管線及閥門的設(shè)計流量將成倍增加。從國內(nèi)已建成的污水處理廠來看，大、中型污水處理廠如撫順三寶屯污水處理廠（25萬噸/日）、天津開發(fā)區(qū)污水處理廠（10萬噸/日）、昆明第三污水廠（15萬噸/日）、昆明第四污水廠采用的都是DAT-IAT工藝或ICEAS等連續(xù)進水的處理工藝。相反，小型污水處理廠則壓倒多數(shù)的采用傳統(tǒng)SBR工藝，近年采用CAST工藝的也逐漸增多。對于UNITANK及近來興起的類似的MSBR（Modified SBR）工藝，目前應(yīng)用還不多，但不久很可能成為小型污水處理廠的熱門工藝。2.2 CAST工藝的評述CAST工藝是近年來在傳統(tǒng)

9、SBR工藝上發(fā)起來的一種新型工藝，它是利用不同微生物在不同負荷條件下生長速率差異和污水生物除磷脫氮機理，將生物選擇器與傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物。這種工藝綜合了推流式活性污泥法的初始反應(yīng)條件（具有基質(zhì)濃度梯度和較高的絮體負荷）和完全活性污泥法的優(yōu)點（較強的耐沖擊負荷能力），無論對城市污水還是工業(yè)廢水都是一種有效的方法，有效地防止污泥膨脹。另外如果選擇器的厭氧的方式運行，則具有生物除磷作用。有資料介紹：由于CAST工藝引入了厭氧選擇器，使該系統(tǒng)具有很強的除磷脫氮能力。實際這種說法不完全正確。因為就脫氮而言，CAST系統(tǒng)與傳統(tǒng)的SBR沒有太多的不同，靜止沉淀時的反硝化作用和同時硝化反硝化作用在脫

10、氮過程中起主要的作用。而除磷方面，僅20-30%的回流比，則無法保證選擇區(qū)內(nèi)的污泥濃度，舉例而言，若反應(yīng)池內(nèi)的污泥濃度為6g/L（一般沒這么高），回流比為20%時，選擇的污泥濃度僅為1g/L。這樣低的污泥濃度是很難保證良好的除磷效果的。況且回流是在進水同時進行，這時處在曝氣階段，回流的混合液含有大量的溶解氧和硝態(tài)氧，也不利除磷。第三，生物除磷是通過排除富集磷的污泥來實現(xiàn)的，而系統(tǒng)長泥齡低負荷的運行，產(chǎn)泥率很低，同樣無法保證良好的除磷效果。實際上，很多實際工程設(shè)計中，CAST工藝往往都輔以化學(xué)除磷，以保證處理達標。所以，許多資料所介紹的CAST工藝良好的除磷脫氮能力有必要進行進一步的探討和研究。

11、綜上所述，對于小型污水處理廠，傳統(tǒng)SBR工藝和CAST工藝是小型污水處理廠的首選工藝。這兩種工藝比較而言，CAST工藝有一定的生物除磷效果，而且在進水污染物濃度很低的情況下，CAST工藝可有效的防止污泥膨脹。而傳統(tǒng)的SBR工藝則因沒有內(nèi)回流而使處理更為簡化。主要的設(shè)計參數(shù)如泥齡、污泥負荷等，在條件允許的情況下應(yīng)進行小試，加以確定。如果沒有條件，主要設(shè)計參數(shù)可按下表取值：設(shè)計參數(shù)推薦值備注實際污泥負荷0.05-0.15KgBOD/KgSSd周期數(shù)3-6/d周期工作時間：4-8小時高水位污泥濃度2-5g/L排出比1/3-1/6每周期排出體積與反應(yīng)池總積之比泥齡20-30d池子個數(shù)3座或2組（每組兩

12、座）至少三座以上表中的污泥負荷有泥齡均為計算負荷和計算泥齡，實際的污泥負荷應(yīng)根據(jù)每周期的曝氣時間進行相應(yīng)的折減。3各級處理單元一般來講，溫度、PH值等如不過高或過低，可不設(shè)專門的調(diào)節(jié)池。因為SBR池本身實際上就等于一個調(diào)節(jié)池。這也是SBR工藝用在小型污水廠中的一個非常重要的優(yōu)越性。由于設(shè)計流量較小，導(dǎo)致格柵都比較小。比如規(guī)模為5000噸/日的污水廠，設(shè)粗細格柵各設(shè)兩臺，并聯(lián)設(shè)置，經(jīng)計算格柵尺寸如下表：污水廠規(guī)模（噸/日）5000總變化系數(shù)取為設(shè)計參數(shù)細格柵粗格柵柵條間隙（mm）205柵前水深（mm）300500過柵流速（mm）安裝角度（）6060格柵寬度（mm）300350由上表可見，處理規(guī)模

13、5000噸/日的處理廠，總變化系數(shù)Kz=1.7時，計算得粗、細格柵尺寸都很小。這種情況下若采用建筑或加蓋的方式，以隔絕臭氣。如果增設(shè)上部建筑，可采用透光陽光板或彩色壓型鋼板的罩棚，外形做成圓拱形。其特點外形美觀，視覺效果好，設(shè)備設(shè)在室內(nèi)，便于維護管理。在高出地面的池子部分，做成天藍色或湖綠色彩帶。既與罩棚相呼應(yīng)，又減弱了純構(gòu)筑物的僵硬、呆板。陽光板的造價大約為300元/平米左右。而壓型板則較低，僅為100元/平米左右。構(gòu)筑物上部加蓋的方式，是在其上設(shè)混凝土蓋板，在可能的情況下，在蓋板上可填300-500mm的土，種植綠化，增加全廠的綠化面積。這種處理辦法特別適用于需采用自重抗浮的情況。兩種方法

14、比較各有優(yōu)缺點，采用陽光板或壓形鋼板拱形罩棚的辦法，外形美觀，管理方便，但為了日常的檢修，往往需要增加吊車，另外，采用這種圓拱頂應(yīng)注意在嚴寒地區(qū)冬季結(jié)露的問題；第二種方案造價較省，但需在混凝土蓋板上開孔，以便池內(nèi)設(shè)備的安裝及維護管理。另外由于上部加了混凝土蓋，對于表曝機不太適合。污水處理廠在污水處理的同時，會產(chǎn)生的具有異味的副產(chǎn)品。臭氣的主要成份是硫化氫(H2S)、氨、四硫醇類等，主要來自腐化污水和污泥。H2S在空氣中會有一部分氧化成為SO2，一般空氣中30%的SO2是由H2S轉(zhuǎn)化過來的。這些臭氣難免對周圍環(huán)境造成影響，為了減少臭氣對周圍環(huán)境的不利影響，在很多要求比較嚴格的小型污水處理廠內(nèi)，設(shè)

15、置了生物除臭措施。常用的方法有：化學(xué)吸收法、生物法、土壤法三大類。（1）化學(xué)吸收法是通過化學(xué)藥劑（主要是堿液）吸收空氣中的H2S等污染物。脫臭裝置由脫臭罐各及再生塔組成。罐體直徑與高度之比一般為：1：5左右，臭氣由通風(fēng)設(shè)備收集，通過風(fēng)道從罐體下部進入脫臭罐。用濃度為2%-3%的碳酸鈉溶液作為臭氣吸收劑。這種方法的優(yōu)點是：處理效果好，運行穩(wěn)定，耐沖擊負荷能力強；缺點是藥劑需定期更換，運行費用較高。（2）生物法是通過附著在填料上的生物膜來降解空氣中的臭味，生物膜生長、成熟并達到生物降解能力過程是一個生物培養(yǎng)的過程。生物膜中微生物需要的養(yǎng)料來自于污水中有機物，對于污水處理廠一般采用原污水對填料進行噴

16、淋。除臭罐空池停留時間為1-3min(可視臭氣濃度變化)，進氣流速2-3m/s。這種方法的優(yōu)點是加強管理的情況下，處理效果良好，運行費用很低（相對于其它兩種方法），缺點是：處理效果受進氣濃度影響，不太穩(wěn)定，對于噴淋污水中有機物濃度有一定要求。（3）土壤脫臭法是將氣體收集后通過管道輸入脫臭池底部并擴散于其中的土壤內(nèi)（土壤以天然土、腐植土為宜），臭氣在通過土壤過程中受土壤顆粒表面吸附作用，多種致臭物質(zhì)被截留。經(jīng)過一段時間，在土壤顆粒表面可逐漸培養(yǎng)出針對致臭物質(zhì)的微生物，并可不斷將致臭物質(zhì)分解，完成脫臭。同時，土壤脫臭池表面可天然生長或人工栽植花草，形成良好的環(huán)境效果。土壤脫臭的優(yōu)點是投資少，運行費

17、用低，且可與廠區(qū)綠化結(jié)合，無任何副產(chǎn)品產(chǎn)生。缺點是易受地下水及冬天低氣溫的影響，除臭效果一般。在工程設(shè)計中，往往需要根據(jù)實際情況選擇合適的除臭方案。6電氣自控設(shè)計在廠區(qū)電氣自控的總體設(shè)計上，應(yīng)在允許的條件下，提高污水處理廠的自動化程度。盡量做到無人值守。這一點對減少小型污水處理廠的單方經(jīng)營成本有很重要的意義。因為，盡管污水廠較小，如果沒有自動化程度較高的自控系統(tǒng)，往往需要按崗定員，這樣3000-20000噸/日的污水處理廠也需要10-30人。實際上，對于規(guī)模稍大的污水廠，定員也不過如此，所以相對人力成本很高。在條件允許的情況下，盡量提高污水廠的自動化程度。有條件時，還可在反應(yīng)池等重要地方安裝攝

18、像頭，以監(jiān)視污水廠的運行狀況。在電纜布置上，也有著與大型污水處理廠不同的特點。各處理構(gòu)筑物的電氣與信號電纜的鋪設(shè)應(yīng)盡量結(jié)合構(gòu)筑物上的管溝和渠道，從整體效果來看，整個處理構(gòu)筑物表面看不到任何電纜和管線的敷設(shè)，只有走道板及蓋鍍鋅鋼格板的管溝，既美觀又便于維護管理。在某些情況下，全廠的電纜溝可以借助某個構(gòu)筑物實現(xiàn)。一般來講，配電與信號傳輸從輔助處理單元（包括辦公及變配電）要到水處理和泥處理單元，無論是先經(jīng)過哪個處理單元，都可以在處理構(gòu)筑物的側(cè)壁上向池內(nèi)挑出管溝，做為管道與電纜的通道，服務(wù)于本處理單元的同時，又可使電力和信號到達另一個處理單元。這樣既方便了總圖的布置，又節(jié)省的工程造價。7工程實例本項目位于遼寧省沈陽新民沈陽采油廠，污水日處理能力為6000立方米，該處理廠由大連樹源環(huán)保公司進行總承包，于1999年底建成通水，并通過有關(guān)部門的驗收。該處理廠具有以下特點：（1）位于沈陽采油廠居民區(qū)內(nèi)，離最近的居民樓僅10米左右；（2）占地受限制，可用地僅為0.