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  • 重慶大溪溝糞便汙水處理工程設計

    發布時間:2015-09-15 10:09:00 點擊:

    摘要:通過對現有糞便汙水處理工藝的分析比較,根據大溪溝糞便汙水處理廠的設計原則,確定采用三級厭氧-好氧-SBR-化學除磷-活性炭吸附組合工藝。結合工程設計,介紹了處理係統組成、主要設計參數和主要建構築物設計,並對工程投資和技術經濟指標進行了分析。
    關鍵詞:糞便汙水;厭氧處理;好氧處理;化學除磷;活性炭吸附
    中圖分類號:X703.1文獻標識碼:C文章編號:1000-4602(2007)14-0036–03
    大溪溝糞便汙水處理廠位於重慶市渝中區大溪溝嘉陵江濱江路附近,南靠嘉濱路,北鄰嘉陵江,主要處理渝中區環衛三所用吸糞車收集的公廁糞便,設計規模為150m3/d。
    1工程設計
    糞便汙水中的有機物和氮、磷等營養物質的濃度很高[1],且工程地處市中心交通要塞區域,距公路、市區及河流較近,故工程設計應遵循以下原則:
    ①工藝成熟穩定,具有較強的抗衝擊負荷能力;參數選擇略有餘地,確保處理出水達到《汙水綜合排放標準》(GB8979-1996)中的一級排放標準。
    ②工藝運行簡單,維護管理方便,在滿足工藝條件下盡量降低運行費用。
    ③處理設施布置緊湊、合理,盡量減少占地麵積和基建投資。
    ④環保與安全原則。對糞便汙水處理過程中產生的臭氣和沼氣進行合理收集、處理和處置,減小處理設施對周圍環境(主要是大氣環境)的不良影響,保障公眾安全。
    1.1設計進、出水水質
    進水水質根據實測資料確定。出水TP按《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準控製,其他水質指標按《汙水綜合排放標準》(GB8979-1996)中的一級標準控製。設計進、出水水質見表1。
    表1進、出水水質mg•L–1

    1.2工藝選擇
    長期以來,糞便汙水主要采用化糞池處理、輸送到汙水處理廠或糞便處理廠進行集中處理等方式。化糞池處理難以滿足直排要求,且存在爆炸安全隱患;而輸送到汙水廠或糞便廠集中處理則難度大、費用高。目前處理糞便汙水的組合工藝主要有厭氧-生物穩定塘工藝、生物反硝化-混凝沉澱工藝、高效生物反硝化-超濾工藝和厭氧-好氧-超濾工藝[2]。其中厭氧-生物穩定塘工藝占地麵積大,在城市中心區域實施存在一定困難;高效生物反硝化-超濾工藝和厭氧-好氧-超濾工藝雖然運行穩定、出水水質好,但投資和運行費用較高,且對管理的要求也較高,因此上述3種工藝均不宜采用。生物反硝化-混凝沉澱工藝隻有一級生物處理,要求反應器中的汙泥濃度很高(12~18g/L),實現較為困難,且易產生汙泥膨脹,造成出水水質惡化;若前期通過預處理,降低負荷則可避免這一不利情況的發生。結合4種工藝各自的優點,選擇前處理-厭氧-一級好氧-二級好氧(生物反硝化)-化學除磷-活性炭吸附-消毒組合工藝處理糞便汙水。
    1.3工藝流程及主要構築物
    大溪溝糞便汙水處理工藝流程見圖1。

    圖1糞便汙水處理工藝流程
    ①格柵
    格柵間尺寸為7.0m×4.2m×4.5m,內設2座自動清渣機械格柵(1用1備,交替使用)。清除的柵渣被送至螺旋輸送壓榨一體機,經壓榨後外運。為保證操作間的運行條件,室內考慮必要的通風設施,並將抽出的廢氣送入氣體吸附池。格柵的主要設計參數見表2。
    表2格柵的主要設計參數

    ②調節池(貯糞池)
    調節池的水力停留時間為3.5d,設計有效容積為525m3,尺寸為15.0m×7.0m×7.0m。池內設有攪拌設施,兼具貯糞和厭氧消化的功能,糞便汙水在池內進行常溫厭氧消化,同時該池作為整個厭氧處理的汙泥池,一、二、三級厭氧池產生的汙泥均排入該池。貯糞池上清液進入一級厭氧池,沉澱汙泥定期外運作農肥。
    ③一級厭氧池
    一級厭氧池采用推流式,水力停留時間為3d,設計有效容積為450m3,尺寸為15.0m×6.0m×7.0m,用隔牆分為3個廊道。糞便汙水經一級厭氧消化後進入二級厭氧消化池,剩餘消化汙泥定期排入貯糞池。
    ④二級厭氧池
    二級厭氧池采用折板反應池,HRT=1d,設計有效容積為150m3,尺寸為9.0m×4.0m×5.9m,用廊道分成2格,折板與水平方向的夾角為45°,過水寬度為0.6m。汙水經二級厭氧消化後進入三級厭氧消化池,剩餘消化汙泥定期排入貯糞池。
    ⑤三級厭氧池
    三級厭氧池采用厭氧生物濾池,內裝半軟性填料,HRT=1d,設計有效容積為150m3,尺寸為9.0m×4.0m×5.9m。經三級厭氧消化處理後,糞便汙水的有機物濃度得到大幅削減,同時氨氮濃度也明顯降低,此時已具備進行高效好氧處理的條件。
    ⑥一級好氧池(曝氣池)
    曝氣池與沉澱池共壁,池頂玻璃鋼加蓋玻璃鋼蓋板),以防臭氣溢出。一級好氧采用普通活性汙泥法,微孔曝氣盤鼓風曝氣。沉澱池采用平流式沉澱池。曝氣池與沉澱池的主要設計參數見表3。
    表3曝氣池和沉澱池的主要設計參數

    ⑦SBR反應池
    一級好氧沉澱池出水進入SBR反應池,在該池內完成有機物的進一步降解以及脫氮和除磷。共設2座SBR池,單池尺寸為4.5m×4.5m×4.8m,運行周期為12h,進水時間為6h,采用微孔曝氣盤曝氣,潛汙泵排水,潛汙泵設計流量為40m3/h。SBR反應池的主要設計參數見表4。
    表4SBR反應池的主要設計參數

    ⑧除磷池
    經SBR反應器處理後的出水水質除TP外,其餘水質指標基本可以達到排放標準,因此在SBR反應池後設置了除磷池,通過投加化學藥劑(FeSO4)來去除剩餘的磷。除磷池共建2座,單池尺寸為4.5m×4.5m×4.8m,內設曝氣裝置,采用間歇方式運行,並按進水、曝氣、沉澱、排水方式進行。排水采用潛汙泵,設計流量為20m3/h。
    ⑨活性炭吸附柱和消毒池
    由於該工程位於嘉陵江邊,須嚴格確保出水水質達標,因此在除磷池後設計了活性炭吸附柱,對除磷池出水作進一步深度處理。設活性炭吸附柱1座,采用間歇運行方式,其主要設計參數見表5。
    表5活性炭吸附柱的主要設計參數

    經活性炭吸附處理後的出水進入消毒池,采用漂白粉進行季節性消毒,消毒出水直接排入水體。消毒池設計接觸時間為30min,尺寸為5.0m×5.0m×3.0m。
    2主要技術經濟指標
    工程總占地為1320m2,工程總投資為299.5萬元,其中土建工程投資為187.4萬元,設備工程投資為84.1萬元,其他費用為28萬元。單位處理費用約為3.95元/m3。
    3結語
    糞便汙水中有機物和氮、磷等營養物的濃度很高,處理難度大。選擇三級厭氧-好氧-SBR-化學除磷-活性炭吸附的組合工藝處理糞便汙水,出水TP可達《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》中的一級B標準,其他水質指標可達《汙水綜合排放標準》中的一級標準。技術經濟分析表明,與超濾膜生物處理技術相比,該工藝具有一定的經濟優勢。