西安市鄧家村污水處理廠

30%的化工印染污水及70%的生活污水進入水廠后，先經(jīng)過粗格柵間,通過兩套背耙式粗格柵將污水中粗大的漂浮物攔截，保護水泵不受損害。格柵為鍍鋅條，有足夠的剛度和強度，避免被大型漂浮物碰彎。污水經(jīng)提升泵房后進入細絡(luò)柵間。在城市污水中有大量小型漂浮物，如塑料袋，樹葉，菜渣等等，它們很容易穿過粗格柵到處理構(gòu)筑物里，漂浮在水面上，影響景觀和曝氣系統(tǒng)。因此必須設(shè)細格柵攔截細小漂浮物。分離后的垃圾用螺旋型的脫水機脫水，由壓渣泵送至地面。污水繼續(xù)流到曝氣沉砂池。粒徑大于0.2mm的砂粒將被去除，以達到保護機械和管道免受磨損，減輕沉淀池負擔的目的。在曝氣的作用下，可以取得較為純凈的砂粒，有機物只占5%左右。

1水質(zhì)標準與工藝流程

綜合可行性研究報告和污水廠1995年10月～1996年12月之間進廠水質(zhì)分析報告，中、丹技術(shù)專家對本流域范圍內(nèi)的污水水質(zhì)、水量、回用水水質(zhì)、水量進行了綜合性分析，確定了該廠設(shè)計規(guī)模和水質(zhì)標準。(1)進水水質(zhì)(生活污水占30%，工業(yè)廢水占70%)；BOD=275mg/LCOD=560mg/L,SS=265mg/L,TN=50mg/L,TP=11.3mg/L,NH3-N=33mg/L。(2)出水水質(zhì)標準如表1所示。表1污水處理廠各處理工藝出水水質(zhì)項目

A/O系統(tǒng)中負荷系統(tǒng)終沉池后砂濾池后終沉池后BOD(mg/L)≤20≤10≤20COD(mg/L)≤100≤50≤100SS(mg/L)≤20≤5≤20NH3-N(mg/L)≤10≤5≤2.5TN(mg/L)≤15≤15TP(mg/L)≤3≤1(3)污水處理工藝流程：西安市鄧家村污水處理廠改造工程利用丹麥政府低息貸款，并從丹麥某公司引進主要設(shè)備和儀表。經(jīng)改造后的污水及污泥處理工藝流程。

2.主要構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計污水處理廠主要新(設(shè))建工藝系統(tǒng)及設(shè)備有格柵間、曝氣沉砂池、A/O工藝系統(tǒng)、回用水系統(tǒng)、中等負荷系統(tǒng)及污泥處理系統(tǒng)，現(xiàn)對具體各項設(shè)計選型詳述如下：

2.1.一級處理系統(tǒng)：

(1)粗格柵間。污水進入提升泵站之前，要通過現(xiàn)有兩套背耙式粗格柵，格柵間隙為25mm，寬度1.5m，柵渣由螺旋輸送器和壓渣泵送至地面。設(shè)計引進螺旋輸送機長4.5m,流量4m/d1臺，柵渣壓送泵長1.6m，流量3m/h，配電機功率1.55kW1臺。粗格柵的運行是根據(jù)格柵前后水位差或時間來控制。

(2)污水提升泵房。污水提升泵房利用現(xiàn)有建筑物和部分設(shè)備。共計6臺水泵，其中4臺利用原有設(shè)備，單臺流量為2016m/h，2臺為新更換設(shè)備，單臺流量為2020m/h，揚程13m，4用2備。水泵的運轉(zhuǎn)由集水井中的液位計來控制。

(3)細絡(luò)柵間。為去除污水中漂浮物質(zhì)，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物正常運行，設(shè)計新增細格柵。細格柵間建在單管出水井與曝氣沉砂池之間，長10.6m，寬8.0m共兩層，一層為彭風機間(供沉砂池曝氣用)和電氣控制間，二層安裝DN53型弧型格柵共5臺，每臺寬度1.05m，柵條間隙10mm，自動清渣，配電機功率0.55kW。另外，二層還設(shè)有事故平板格柵1臺，寬度1.5m，手動清渣，間隙50mm，無軸螺旋輸送機1臺，全長11.8m，直徑285mm，電機功率2.2kW，除渣能力5m/d，用于將柵渣送出池外。格柵的運行由格柵前后水位差或時間來控制。

(4)曝氣沉砂池。利用現(xiàn)有曝氣沉砂池，拆除更換現(xiàn)有除砂、曝氣設(shè)備。沉砂池1座2格，每格長24.0m，寬3.3m，有效水深3.3m；水力停留時間：平均流量時6min，高峰流量時4min。沉砂池上設(shè)有長度6.4m橋式除砂機1臺，橋上配有淹沒式吸砂泵2臺，流量11.0L/s，功率1.3kW，將池底沉砂抽送入貯砂槽，經(jīng)砂水分離器(0.75kW)脫水后裝槽車運出。沉砂池曝氣采用氣水比為0.1～0.2，引進BLS80型鼓風機2臺，1用1備，額定風量668m/h，功率15kW。

(5)初沉池配水井及計量設(shè)備。利用現(xiàn)有的初沉池配水井，污水經(jīng)配水井后通過管道上安裝的電磁流量計，進入初沉池。電磁流量計讀數(shù)顯示在污水廠SCADA系統(tǒng)中，記錄每日最大、最小的流量及日流量、月流量和年流量。

(6)初次沉淀池。利用現(xiàn)有初次沉淀池，主要更換初沉池出水堰及集水槽，并對刮泥機進行大修檢查，更換部分零件。初沉池共計2座，每座直徑45m，旱季流量時水力停留時為2.5h，高峰流量時停留時間為1.7h。結(jié)合現(xiàn)有初沉池運行情況及污染物實際去除率，設(shè)計SS去除率為47.5%，BOD和COD去除為30%，NH3-N去除率為7%～10%，總磷去除率為15%。另外，改造后初沉池設(shè)置刮浮渣裝置。

(7)曝氣池配水井。設(shè)計新建1座曝氣池配水井，來自初沉池的污水經(jīng)此配水井后分為三條水線：一是進入A/O生物處理系統(tǒng)(高峰時流量2500m/h，占總流量的31%)；二是進入新建中負荷生物處理系統(tǒng)(高峰時流量3500m/h，占總流量的44%)；三是經(jīng)配水井后直接排放進入接納水體(高峰時流量2000m/h，占總流量的25%)。配水井為地上式鋼筋砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為6.9m×5.9m，出水采用固定式溢流堰，其中進入A/O系統(tǒng)堰長L1=3.0m,進入中負荷系統(tǒng)堰長L2=2.4m，直接排放堰長L3=1.5m，堰上水頭為0.16m。

2.2二級處理及回用水處理系統(tǒng)

2.2.1A/O及回用水處理系統(tǒng)設(shè)計將現(xiàn)有曝氣池改為A/O處理工藝，該工藝包括預(yù)反硝化池(預(yù)反硝化回流污泥中的氮)、用于控制絲狀菌生長的選擇池以及增強生物除磷脫氮的內(nèi)循環(huán)過程。為達到上述條件，現(xiàn)有曝氣池需加高0.5m，以滿足工藝要求的停留時間和池體容積。A/O處理工藝流程設(shè)計曝氣池分為平行兩組，每組尺寸為：長×寬×水深=50.0m×6.0m×(5.10～4.9m)，其中；預(yù)反硝化池，每組容積為1350m，水深5.1m；選擇池每組容積為260m，水深5.05m，厭氧池每組溶積為1330m，水深5.0m；缺氧池每組容積為665m。水深4.95m，好氧池每組容積為9770m，水深4.90m，單組系列容積13375m。設(shè)計水力停留時間為12.83h，污泥負荷0.09kgBOD/(kgMLSS·d)，MLSS濃度4000mg/L，污泥產(chǎn)率為0.78kgSS/kgBOD,污泥齡為15.3d，其中好氧泥齡為10.5d。每組的預(yù)反硝化池、厭氧池、反硝化池分別設(shè)置水下攪拌器2臺(每組共計6臺)，配電機功率3.0kW，選擇池設(shè)置水下攪拌器2臺，配電機功率1.5kW。曝氣池好氧廊道布置NOPON膜擴散微孔曝氣頭，并以遞減方式安裝，以適應(yīng)不同的空氣量需要，兩組曝氣池共安裝KKR300型曝氣頭3000個。其中曝氣池前半部分布設(shè)1760個，后半池為1240個。為了有效地控制A/O系統(tǒng)的運行，每組設(shè)置RCP5036型淹沒式混合液回流泵1臺，流量1325m/h，配電機功率10kW，內(nèi)回流比為100%～125%?；钚晕勰嗷亓飨到y(tǒng)設(shè)DN800電磁流量計1臺，同時，兩組反應(yīng)池內(nèi)還設(shè)置溶解氧測定儀4臺，溫度計2臺，與中心控制室相連?？刂葡到y(tǒng)可按池中溶解氧大小，自動調(diào)節(jié)風機風量，在配氣管上設(shè)置Y型過濾器以降低曝氣頭維修工作量。

(2)A/O系統(tǒng)終沉池。采用圓形輻流式沉淀池，共3座，每座直徑36m，池邊水深4.8m，表面負荷0.82m/(m·h)，水力停留時間為5.8h，每座配1臺長19.6m半橋式刮泥機，功率為0.37kW，橋式刮泥機連續(xù)運轉(zhuǎn)，浮渣自動排除，回流污泥量最大為2500m/h，回流比為80%～100%。

(3)A/O系統(tǒng)污泥泵房?；钚晕勰嗷亓髋c剩余污泥排放分別采用AFB2021.1和AFP0841.1型淹沒式潛水泵各3臺，每座終沉池兩種型號的泵各1臺，設(shè)計污泥泵房2座，分別建于終沉池之間，其中一座泵房寬4.0m，長13.9m，另外一座泵房寬4.0m，長6.55m，地下式鋼筋砼結(jié)構(gòu)?；亓魑勰啾昧髁?50m/h，揚程6.0m，剩余污泥泵流量40m/h，楊程6.5m，電機功率分別為11kW和1.95kW，當發(fā)生故障時淹沒式潛水泵更換檢修方便，污泥泵房設(shè)于地下，一般無需專人操作管理。

(4)A/O系統(tǒng)終沉池藥劑投加站。A/O系統(tǒng)包括使用強化生物除磷，設(shè)計投加氯化鐵以降低沉淀池出水中磷的濃度，由于氯化鐵具有較好的絮凝作用，活性污泥在終沉池中將會更好的沉淀。藥劑投加點設(shè)在終沉池配水井，選用R412型隔膜式藥劑泵2臺，1用1備，投加流量為0～550L/h，揚程30m，配電機功率為0.55kW，藥劑的投加量是按A/O系統(tǒng)的進水量通過變頻調(diào)速來控制。

(5)砂濾池提升泵站。A/O系統(tǒng)終沉池出水經(jīng)提升后進入砂濾池，泵站中設(shè)有溢流堰及事故出水管路，以防止停電或水泵機械故障，設(shè)計AFP3003.1型潛水泵3臺(2用1備)，單臺流量"para" label-module="para">

(6)砂濾池及反沖洗泵房。A/O系統(tǒng)出水經(jīng)砂濾池進行最終凈化，設(shè)計砂濾池分為兩組，共分12格，每格尺寸為5.5m×4.35m。濾料為單層，頂層為砂層，其它支持層為一定級配的礫石和碎石，濾料的組成如下：頂層厚1.20m,砂層，粒徑1.7～2.2mm；第二層厚0.10m，礫石，粒徑3～5mm；第三層厚0.10m,碎石，粒徑5～8mm；第四層厚0.10m，碎石，粒徑18～25mm；第五層厚0.15m，碎石，粒徑25～35mm；合計總厚度1.65m。設(shè)計濾池采用氣水反沖洗，主要設(shè)計參數(shù)：平均表面負荷9.5m/(m·/h)，最高為10m/(m·h)，氣沖強度60m/(m·h)水沖強度40m/(m·h)。當砂濾池水位達到一定液位，反沖洗過程即開始，液位計傳輸必要的信號，每次只反沖洗一格，每格濾池每天反沖洗一次。設(shè)計反沖洗操作分為三個步驟：首先是氣沖5～10min，然后是大泵開啟水反沖洗5～7min，最后是氣水聯(lián)合反沖，其中氣沖3～5min，小泵水反沖洗5～7min。反沖洗水經(jīng)砂濾池后水流入反沖洗儲水池，在滿足反沖洗水量(最大25000m/d)后，多余的水經(jīng)溢流堰進入回用水蓄水池。反沖洗水池中安裝一大一小潛水泵，其中大泵為AFP3003型，流量為950m/h，揚程8m，配電機功率30kW；小泵為AFP1543型，流量為350m/h，揚程8m，配電機功率16kW。另外設(shè)置BLS100型羅茲鼓風機2臺，1用1備，風量為1450m/h，風壓為0.1MPa。

(7)回用水蓄水池及加壓泵房。由于廠地所限，蓄水池共設(shè)1座，分2格，單格平面尺寸為16m×44m，有效水深4.3m，單格容積為3000m，總?cè)莘e6000m，占回用水系統(tǒng)處理水量的10%。蓄水池為地下式鋼筋砼結(jié)構(gòu)，池內(nèi)設(shè)有液位變送器1臺。加壓泵房設(shè)計能力為6萬m/h，按照回用水管網(wǎng)要求，出廠壓力為0.35MPa。泵房內(nèi)設(shè)4臺流量為864～1332m/h，楊程為30～40m,功率為160kW離心泵，3用1備，均為變頻調(diào)速控制。水泵的運行是通過管網(wǎng)壓力和蓄水池內(nèi)液位信號來控制，實現(xiàn)恒壓供水。

(8)加氯系統(tǒng)。濾后水采用液氯進行消毒，投氯點設(shè)在蓄水池的進水處，投氯量按10mg/L設(shè)計。加氯間平面尺寸23.4m×9m，分為三大部分：氯瓶機間和值班室。加氯間位于濾池和蓄水池之間，離投氯點較近。加氯間、加氯間內(nèi)設(shè)有Fx4800型真空加氯機2臺(1用1備)及其它相應(yīng)附屬設(shè)備，加氯量為40kg/h。根據(jù)余氯信號和流量信號控制投氯量。氯瓶間設(shè)置漏氯報警儀，以確保工作人員安全和消除環(huán)境污染。

2.2.2沖負荷處理系統(tǒng)

(1)中負荷系統(tǒng)曝氣池。設(shè)計曝氣池兩組并列運行，主要用來去除BOD，不要求脫氮除磷，每組平面尺寸長×寬×水深=65.0m×9.7m×4.9m曝氣池前端設(shè)置控制絲狀菌生長的選擇池，選擇池容積260m，共2格，好氧曝氣池每組容積為5715m,合計每組容積為5975m，總?cè)莘e為11950m，水力停留時間為5.75h，污泥負荷0.20kgBOD/(kgMLSS·d)，MLSS度3500mg/L，污泥產(chǎn)率0.9kgSS/kgBOD，污泥齡為6.5d。選擇池中設(shè)置水下攪拌器1臺，配電機功率為22kW。每組曝氣池好氧廊道分2格，布置YMB型微孔曝氣器，并以遞減方式安裝以適應(yīng)不同的空氣量需要。兩組曝氣池共安裝D215曝氣頭4670個，60%安裝在曝氣池前半部分，配氣管道上設(shè)置Y型過濾器共計24個。同時，兩組曝氣池中還設(shè)置溶解氧測定儀2臺，溫度計2臺，可按池中溶解氧大小，調(diào)節(jié)鼓風機風量。

(2)中負荷系統(tǒng)終沉池。設(shè)計利用現(xiàn)有圓形周邊進水周邊出水沉淀池，共3座，每座直徑為36m，池邊水深4.6m，表面負荷1.15m/(m·h)，水力停留時間4.7h。利用原有刮泥機，并進行大檢修，更換刮泥機損壞零件以及更換出水堰等。終沉池排泥量可視池內(nèi)污泥界面高度，調(diào)節(jié)錐形泥閥，使排泥量與產(chǎn)泥量相協(xié)調(diào)以保持沉淀池處于最佳工況。剩余污泥經(jīng)污泥泵房排至初沉池，并與初沉污泥混合后共同沉淀。

(3)中負荷系統(tǒng)污泥泵房。利用現(xiàn)有污泥泵房的土建和集泥井并進行適當改造，污泥體積質(zhì)量為7.5～8.0g/L，污泥回流比例80%，泵房安裝AFP3003.1型淹沒式潛水泵3臺(2用1備)，流量為1050m/h，揚程為8m；剩余污泥采用WQ70-12-5.5型淹沒式潛水泵2臺(1用1備)，流量為70m/h，揚程為12m，配電機功率為5.5kW?；亓魑勰啾玫倪\行由集泥并中液位計控制，污泥泵每天自動切換，通常2臺泵運行。剩余污泥泵按時間控制，每天總的運轉(zhuǎn)時間設(shè)定在SCADAS系統(tǒng)中，每隔20min一臺泵運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)時間約10min。

2.3鼓風系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)

2.3.1鼓風系統(tǒng)A/O和中負荷系統(tǒng)共用的鼓風系統(tǒng)，利用現(xiàn)有鼓風機房及附屬值班配電間。機房平面尺寸30m×12m，安裝KA10V-GL210型離心風機共4臺(其中A/O系統(tǒng)2臺，中負荷系統(tǒng)1臺，另一臺為兩個系統(tǒng)共同備用)，風機具有連續(xù)可變輸氣量，單臺輸氣量為4900～14000m/h，風壓0.06MPa，配電機動率為315kW，風機可調(diào)節(jié)擴散葉片的角度，風量在35%～100%范圍內(nèi)變動，相應(yīng)電機功率隨之變化。每臺風機自配控制器，根據(jù)曝氣池中溶解氧計傳輸?shù)男盘?，自動調(diào)節(jié)鼓風機進風葉片，相應(yīng)調(diào)節(jié)輸氣量。整個系統(tǒng)有自動開停程序，也可手動選擇操作。

2.3.2污泥處理系統(tǒng)

(1)A/O、中負荷污泥處理系統(tǒng)。污泥處理系統(tǒng)除污泥脫水機房及附屬設(shè)備之外，均利用現(xiàn)有處理設(shè)施。其中A/O系統(tǒng)污泥不經(jīng)消化直接進入原有二次重力濃縮池，直徑15m，周邊水深3.9m，表面負荷為20kgSS/(m·d)，A/O系統(tǒng)剩余污泥量為900m/d(7200kg/d)，污泥含水率為99.2%，經(jīng)直接濃縮后污泥含水率為97.5～98%，污泥量為320m/d。中負荷系統(tǒng)污泥需經(jīng)濃縮-預(yù)熱-消化過程。均利用原有處理設(shè)施，并適當維修更換。設(shè)計初沉池污泥量為14000kgSS/d，中負荷剩余污泥量5300kgSS/d,合計污泥量為19300kgSS/d，污泥含水率按99%計，即污泥量1950m/d。經(jīng)8座原有重力式濃縮池濃縮后，污泥含水率降低為95%～96%，相應(yīng)污泥量為450m/d。污泥消化池共計6座，其中直徑14.0m,高10.75m，4座，總體積為4×1300m；直徑20m，高12.8m，2座，總體積為2×3450m。污泥消化溫度控制在33～35℃，停留時間為27d，沼氣產(chǎn)量為6000～6500m/d。

(2)污泥脫水機房。A/O和中負荷系統(tǒng)污泥各自進入不同的污泥均質(zhì)池，然后分別進入污泥脫水機進行機械脫水。利用現(xiàn)有污泥脫水機房和附屬值班、配電間等。機房平面尺寸為65m×15m，安裝KD10型帶式壓濾機2臺(1用1備)，每臺帶寬2m，處理能力為16～21m/h；國產(chǎn)WKYQA-2型帶式壓濾機2臺，帶寬2m，單臺能力15～18m/h，脫水后污泥含水率小于80%。脫水機房兩班制工作，脫水泥餅約140m/d。其它附屬設(shè)備包括：A/O系統(tǒng)10-6L型螺桿泵3臺(2用1備)，流量為15.5m/h，電機功率4kW，CR8-80型反沖洗泵3臺(2用1備)流量為10/h，揚程60m，電機功率3.0kW。中負荷系統(tǒng)NM053.1S型螺桿泵3臺，流量為15.5m/h，電機功率3kW;反沖洗泵3臺(2用1備)，流量8.0m/h，揚程為69m，電機功率3kW；SV3型自動聚合物投加設(shè)備2套，投加量為3～5kg/TSS;"para" label-module="para">

3.結(jié)語

(1)西安市鄧家村污水處理廠改造工程為貸款項目，其國外貸款主要用于購置設(shè)備和儀表。為了發(fā)揮其工程投資效益，設(shè)備引進方案應(yīng)結(jié)合工藝需要和貸款國的技術(shù)優(yōu)勢，重視降低能耗和處理成本。

(2)按要求確定不同工藝流程。鄧家村污水廠改造工程設(shè)計按照污水回用與二級生物處理不同要求，結(jié)合污水廠現(xiàn)有可利用的廠地，設(shè)計在工藝方案比較的基礎(chǔ)上，采用了技術(shù)成熟、處理效果穩(wěn)定、適應(yīng)性強的A/O系統(tǒng)(脫氮、除磷)和中負荷系統(tǒng)，使污水廠的出水水質(zhì)能夠滿足不同目的要求。在污泥處理上，A/O系統(tǒng)設(shè)計采用了直接濃縮脫水的工藝流程，以有限的資金著重在"水"的深度處理上下功夫，中負荷系統(tǒng)利用現(xiàn)有污泥處理設(shè)施(即濃縮-預(yù)熱-消化)，基建投資重點突出。脫水后的污泥與城市垃圾一并填埋或堆肥。

(3)自控檢測設(shè)計原則符合國情。改造工程結(jié)合污水廠現(xiàn)狀，自控系統(tǒng)設(shè)計以集中監(jiān)測、分散控制的原則，中心控制室可對全廠的各工況實現(xiàn)監(jiān)控。PLC系統(tǒng)設(shè)計是由中心監(jiān)控計算機及7個現(xiàn)場PLC子站組成集散型控制系統(tǒng)，現(xiàn)場PLC子站可顯示局部工藝流程圖。自控設(shè)備本著合理、實用、可靠性高，符合國情和水處理特點的原則。引進國外先進的污水處理設(shè)備和控制儀表。