常州市戚墅堰污水处理厂扩建及提标改造工程设计_任亮

给水排水 V ol 136 No 12 2010

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常州市戚墅堰污水处理厂扩建及提标改造工程设计

任 亮 张 丹

(常州市市政工程设计研究院有限公司,常州 213003)

摘要 对常州市戚墅堰污水处理厂扩建及提标改造工程设计进行了介绍,包括进出水水质的确定、深度处理工艺的方案选择、新建构筑物的设计参数、对原有构筑物的利用改造情况以及工程技术经济指标等。经方案比选后,确定采用/二级强化处理+微絮凝过滤(V 型滤池)0作为深度处理工艺。

关键词 污水处理厂 扩建 提标改造 二级强化处理 V 型滤池 臭氧消毒

1 工程概况

常州市戚墅堰污水处理厂位于常州市戚墅堰区,收集系统的服务范围包括戚墅堰行政区域和丽华污水处理厂收集范围,丽华污水处理厂因缺乏污水的深度处理用地,规划将调整为一个中途提升泵站,收集的污水转输至戚墅堰污水处理厂。戚墅堰污水处理厂目前主要接纳生活污水,已征地8.373hm 2,厂区按10万m 3/d 规模进行平面布置,现状处理规模为2.5万m 3/d,采用A 2/O 处理工艺,尾水排入京杭大运河,部分转输进入太湖。

随着进水量逐渐增加,污水处理厂将扩建2.5万m 3/d,总规模达到5万m 3/d 。现状戚墅堰污水处理厂出水执行5城镇污水处理厂污染物排放标准6(GB 18918)2002)一级B 标准,为有效改善太湖富营养化程度,遏制太湖蓝藻暴发,应进一步提高污水处理厂出水水质,使其达到一级A 标准。2 扩建及提标改造工程工艺选择

2.1 工程规模

污水处理厂现状处理规模为2.5万m 3/d,本工程将扩建2.5万m 3/d,同时考虑5万m 3/d 的提标改造。由于一期设计时未设置消毒设施,本次设计的消毒单元将考虑5万m 3/d 的处理规模。2.2 设计进出水水质

改造前污水处理厂进出水水质指标见表1。2.3 处理工艺方案的选择

根据本工程的出水水质要求,常规的二级生物处理工艺不能达到要求,必须进行深度处理。常用的污水深度处理工艺有混凝沉淀、气浮、砂滤、活性炭吸附等工艺。混凝沉淀工艺处理效果稳

表1 进、出水水质指标

指标设计进水设计出水实际进水实际出水BOD 5/mg/L 180[10702COD Cr /mg/L 400[5014018SS/mg/L 250[10708NH 3)N/mg/L 35[5(8)301TN/m g/L 45[153513TP/mg/L 4

[0.5 2.50.35大肠菌群/个/L

[1000

108

1000

注:括号内为水温[12e 时T N 设计出水指标。

定,但占地较大;气浮对胶体及大分子污染物质处理效果较好;砂滤使用广泛,常作为水质把关处理单元使用;活性炭吸附处理效果较好,但成本较高。

本次设计中选择两种深度处理工艺进行比较,一种选择二级强化处理+微絮凝过滤(V 型滤池),另一种选择曝气生物滤池。

2.3.1 二级强化处理+微絮凝过滤(V 型滤池)工艺

工艺流程见图1。

图1 二级强化处理+微絮凝过滤(V 型滤池)2.3.1.1 二级强化处理

由于V 型滤池工艺不能有效去除NH 3)N,要满足出水排放的要求,必须强化二级处理,采取适当的措施,增强现有构筑物的脱氮能力,使二级处

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理出水NH 3)N 直接达到GB 18918)2002一级A 标准。

因现状已有规模为2.5万m 3/d 的生物反应池1座,本工程还需增加1座生物反应池。由于现状用地紧张,本工程考虑对已有的1座生物反应池改造为固定膜生物反应池,即保留现有A 2/O 池,采用在反应池中投加悬浮填料的方式,而新建的1座生物反应池则采用增加生物反应池池容的方式。

(1)现有A 2/O 池改造为固定膜生物反应池。固定膜生物反应池是在生化池中投加悬浮介质、提供生物载体,以提高生物浓度、微孔曝气提供所需氧气以及必要的混合能量。生物填料具有比表面积大、适合微生物吸附生长的特点。生物填料的投加可以使系统达到较高的泥龄和较低的污泥负荷。由于污泥浓度高,抗冲击负荷能力强,同时也提高了污水处理设施的污染物去除率。

该方案是传统活性污泥法与生物膜处理工艺的有机结合,将生物膜作为传统活性污泥工艺中悬浮生物污泥的一个重要组成部分,依靠这部分较长泥龄的微生物形成系统的硝化能力。

(2)扩建生物反应池。新建的生物反应池考虑参照原尺寸进行扩容,延长停留时间,尤其是增加缺氧段的容积,强化反硝化的效果,以确保出水TN 达标。

2.3.1.2 微絮凝过滤(V 型滤池)

针对深度处理的特点,考虑选择V 型滤池。V 型滤池的特点是滤池过滤周期长、采用均质深层砂滤料、滤料层利用率高、截污能力强、滤速高、滤后水水质好。反冲洗方式为气水反冲加表面扫洗,反冲洗强度小,节省冲洗水量和电耗,反冲洗效果好。单池进、出水设置堰板,使各池进水均匀,进、出水不受其他单池的影响,并可根据滤池水位的变化微量调节出水阀门的开启度,以达到恒位、恒速过滤的目的。

该滤池采用的微量调节出水阀门开启度的技术可以有效地防止滤池初滤水对滤料层的穿透;气水反冲洗和原水水平扫洗的反冲洗方式在滤料不膨胀的条件下可更有效地清洗滤池,避免在滤料层中形成泥球;加厚的均粒滤料层可以实现深层截污,延长

滤池工作周期。

V 型滤池效率高、占地省,但由于冲洗设备多,

运行过程复杂,自动化控制设备较多,对操作人员的技术水平要求较高。

2.3.2 曝气生物滤池工艺

曝气生物滤池将接触氧化法与过滤法有机地结合在一起。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域,可实现同步硝化和反硝化,对废水中的有机物、氨氮、磷和悬浮固体等都有较好的去除效果。工艺流程见图2。

图2 曝气生物滤池工艺流程

采用曝气生物滤池不需改造现有构筑物,而是在现有GB 18918)2002一级B 标准出水的基础上增加曝气生物滤池,使出水水质能够直接达到一级A 标准。

工艺优点:¹具有更高的生物浓度和有机负荷。º抗冲击负荷能力强,耐低温。»粒状填料可使充氧效率大大增加。一般氧利用率可增加10%~15%,降低了运行费用。¼易挂膜,启动快。

工艺缺点:¹曝气生物滤池对进水SS 要求较高。如果进水SS 较高,会使滤池在很短的时间内达到设计的水头损失发生堵塞。这样就必然导致频繁的反冲洗,增加了运行费用与管理的不便。º水头损失较大。»因设计或运行管理不当还会造成滤料随水流失等问题。2.3.3 工艺方案的比选

上述两个方案均能满足本工程出水的水质要求,两个方案的技术经济比较见表2。

从上面两个方案比较结果看,两者各有优势。方案一在总造价、污泥稳定性、抗冲击负荷等方面明显优于方案二。虽然方案二具有低温运行的优势,但本工程所处的地理位置一年中水温低于12e 的天数只有一周左右,并且冬季进水量减少,采用方案一也能保证冬季脱氮效果。方案二土建施工量虽然