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威嘉污水处理厂工艺及设备调查模板.doc
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1、威嘉污水处理厂工艺及设备调查赵一文,赵茜,陈海鑫(北京石油化工学院,102617)摘 要: 本文介绍了威嘉污水处理厂处理水质水量和工艺步骤、主体处理步骤中构筑物和设备及中水回用工艺设计和关键设备特点。污水厂采取改良倒置式A2/O工艺,污水经处理后最终排入马草河。另外,威嘉污水处理厂在中外职员共同努力下,采取世界一流水处理技术,其对北京市水污染治理和环境改善做出贡献值得我们学习。关键词: 污水处理; 中水回用;工艺步骤; 设备; 构筑物北京城市排水集团威嘉污水处理厂是北京市污水行业第一个引进外资中外合作项目,由法国威立雅水务集团、马来西亚嘉里公用事业企业和北京城市排水集团三家共同投资及运行,是北
2、京城市排水集团实现产权多元化、进行投融资体制改革、引进国外优异水处理技术、提升企业经营管理水平关键结果之一,于9月3日采取非法人联营企业形式设置,联营资产6万元。9月10日第六届北京国际科技产业博览会上,威嘉污水处理厂被北京市市政管委(现变更为“北京市水务局”)授予污水处理特许经营权,负责北京西南部石景山、卢沟桥和丰台西部地域污水处理,计划流域面积55.8平方公里,服务人口约36.4万。其办公楼图1所表示,厂区分布图2所表示。污水厂一期处理规模为10104m3/d,占地15.96公顷,厂址在丰台区看丹乡杨树庄周围。 图1 威嘉污水处理厂办公楼 图2 威嘉污水处理厂厂区图1.处理水质水量和工艺步
3、骤威嘉污水处理厂水质水量如表1所表示,对污水处理工艺步骤图3所表示。表1威嘉污水处理厂水质水量项目BOD5(mg/L)CODCr(mg/L)SS(mg/L)处理水量(万m3/d)设计进水水质20030050010实际进水水质60070010003004008设计出水水质20602010实际出水水质10124050108实际去除率(%)9898.3959696.797.5/1.1 预处理部分各地域生活污水首优异入粗、中格栅,将流体中大颗粒固态悬浮物阻截后进入提升泵房,由提升泵将水打入细格栅中,除去较细小颗粒物质,方便减小对后处理构筑物负荷及损坏。拦截栅渣进入栅渣压实机被挤压,并由排放管排出;污水
4、经过排水槽进入沉砂池,达成渣水分离目标1。在旋流钟式沉砂池中,利用机械叶轮旋转在离心力和重力作用下使砂沉降至池底,经空气提升或真空泵提升后,和少许污水进入砂水分离器中进行分离,清洗水回流至格栅井,砂粒排出,从而达成除砂目标2。其它污水进入曝气池。进水粗格栅中格栅进水泵房细格栅旋流沉砂池延时曝气池脱水机房配水及出水井二沉池热泵机房接触池马草河中水处理絮凝剂添加回流污泥图3 威嘉污水处理厂工艺步骤图加氯系统1.2 曝气池本污水厂采取改良倒置式A2/O工艺,即前置缺氧厌氧好氧缺氧好氧。该工艺关键目标是脱氮除磷。曝气池中回流污泥一部分直接进入脱水机房脱水,另一部分进入配水井。配水及出水井负责调配曝气池
5、、二沉池泥水分配3。1.3 二沉池二沉池关键作用是实现泥水分离,上清液经过配水井送至接触池,污泥经过配水井回流进入曝气池中。1.4 出水少部分流入中水处理车间处理,供绿化,卫生用水;大部分经接触池加氯消毒后最终排入马草河。2主体处理步骤中构筑物和设备污水厂设置了中心控制系统,实现对工艺步骤自控,这使得技术人员能够在中心控制室监控各构筑物和设备运行情况,确保了处理效果。图4 回转式固液分离机2.1格栅及其除污机格栅上截留杂物采取抓斗机清除,经皮带输送机输送、栅渣压实机压实后外运出厂。为便于维护检修,每台格栅前、后设置电、手动两用闸板。控制室可监测格栅前、后水位,并控制格栅前、后电动闸板启闭和格栅
6、及栅渣输送机、栅渣压实机运行,同时也可现场控制。粗格栅栅隙60mm,回转式。中格栅栅隙25mm,为旋转式,自动控制,间隔30min运行。细格栅栅隙5mm,阻截大于5mm物质。(1)回转式固液分离机该厂选择江苏泉溪环境保护股份制造HF/300型回转式固液分离机,其基础参数为:栅隙60mm、加长9517mm、功率3kW、设备宽1550mm、设备高12450mm、转速2m/min、重量3850kg、过水流量4666m3/h。HF型回转式固液分离机(图4所表示)是一个能够连续自动拦截并清除流体中多种形状杂物水处理专用设备,可广泛地应用于城市污水处理、自来水行业、电厂进水口,同时也能够作为纺织、食品加工
7、、造纸、皮革等行业废水处理工艺中前级筛分设备,是现在中国最优异固液筛分设备之一,填补了中国空白。图5 抓斗机HF型回转式固液分离机是由一个独特耙齿装配成一组回转格栅链。在电机减速器驱动下,耙齿链进行逆水流方向回转运动。耙齿链运转到设备上部时,因为槽轮和弯轨导向,使每组耙齿之间产生相对自清运动,绝大部分固体物质靠重力落下。另一部分则依靠清扫器反向运动把粘在耙齿上杂物清扫洁净。按水流方向耙齿链类同于格栅,在耙齿链轴上装配耙齿间隙能够依据使用条件进行选择。当耙齿把流体中固态悬浮物分离后能够确保水流通畅流过。整个工作过程是连续,也能够是间歇。 该设备最大优点是自动化程度高、分离效率高、动力消耗小、无噪
8、音、耐腐蚀性能好,在无人看管情况下可确保连续稳定工作,设置了过载安全保护装置,在设备发生故障时,会产生声光报警并自动停机,能够避免设备超负荷工作。因为该设备结构设计合理,在设备工作时,本身含有很强自净能力,不会发生堵塞现象,所以日常维修工作量极少4。图6 皮带输送机设备规格按机宽尺寸分HF3003600型。机宽超出1800mm,则做成并联机。设备标准沟深为1535mm,可依据用户需要及使用实际情况任意加长。特殊规格另行设计。耙齿栅隙分为1mm、3mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm等多种规格,选型由过水量、提升高度、固液分离总量和所分离物质形状、颗粒大小来选择,同时选
9、配不一样材质。(2)抓斗机抓斗机外形图5所表示,重500kg。适应于挖掘水下N值小于15淤泥、通常粘土、松散沙质土,N值1525中等沙土,也能够挖掘N值2540硬粘土、夹石沙质土和沙砾, 和N值大于40风化碎岩、凝灰岩等。(3)皮带输送机图7 离心式水泵工作原理一样由江苏泉溪环境保护股份制造SD型皮带输送机用于栅渣输送及其它松散物料输送 (图6所表示)。其基础参数为:带宽800mm、带速13.5m/min、输送机长9.45m、输送量15t/h、功率1.5kW、头架中心高1240mm。(4)进水泵房进水泵房有4台离心式水泵,4个电磁流量计,每台流量2200m3/h。水泵全自动工作,PLC系统依据
10、水位改变控制水泵开停,并使水泵按交替方法运行。水泵工作原理图7所表示。图8 栅渣压实机(5)栅渣处理设备该厂采取宜兴华全部琥珀环境保护机械制造制造2.2kW HF1900型栅渣压实机(图8所表示)。宜兴华全部琥珀环境保护机械制造是宜兴市华全部绿色工程集团企业和德国汉斯琥珀企业共同投资兴办一家中德合资企业,其采取德国琥珀企业技术和标准及其企业管理程序要求,专业从事生产、组装和销售技术优异HUBER品牌固液分离机械,并提供完善售后服务。华全部琥珀环境保护机械制造企业生产固液分离设备(俗称琥珀设备)是处世界领先水平产品。关键有系列格栅机(最大处理水量可达10000 m3/h),用于沉砂池各型压榨机、
11、过滤器,用于污泥处理浓缩机、脱水机。其工作原理为:废料自进料口进入压榨管后被挤压,进入排放管,而废水则被分离后进入排水槽达成分离目标。适用在污泥、栅渣输送、脱水处理,可和格栅除污机、皮带输送机配套使用,把格栅除污机捞取渣污经过压榨,排除其水份,以缩小渣污体积5。2.2沉砂池及砂水分离设备(1)钟氏沉砂池旋流除砂系统由旋流沉砂池、砂水分离器及鼓风机等组成(图9所表示)。图9 旋流沉砂池和砂水分离器工艺步骤图旋流沉砂池用于初沉池前、格栅后,去除污水中较大无机颗粒。其关键利用机械叶轮旋转,控制进入水流流速和流态,使砂颗粒在离心力和重力作用下,沿池壁呈螺旋线加速沉降,同时有机物在水流作用下,随水流漂走
12、,沉入池底砂经空气提升或政治部提升后,和少许污水进入砂水分离器中进行分离后排出,清洗水回流至格栅井,从而达成除砂目标6。旋流沉砂池分为钢制、混凝土建两种结构,可依据需要或根据设计院设计结构进行选型。表2为两种结构参数。表2 产品规格型号及关键尺寸:(钢结构)序号型号参数流量(m3/h)电机功率(kw)ABCDEFGHL1XSC1.81800.5518301000305610300140030050011002XSC3.63600.5521301000380760300140030050011003XSC6.06000.5524301000450900300135040050011504XSC1
13、010000.75305010006101200300155045050013505XSC1818000.75365015007501500400170060050014506XSC3030001.14870150010004002200100050018507XSC4646001.154801500110022004002200100050018508XSC6060001.558001500120024004002500130050019509XSC7878002.26100150012002400400250013005001950图10 砂水分离器特点:占地面积小;沉砂效果受水量改变影响
14、很小;砂水分离效果好,分离出砂子含水率低率,有机物含量少,便于运输;系统采取PLC自动控制洗砂、排砂周期,运行安全、可靠;操作方便,维护简单,寿命长;鼓风机采取国外优异技术,噪音低;对周围环境影响很小,卫生条件好。(2)砂水分离器该设备由德国PASSAVANT ROEDIGER企业制造,关键适适用于对污水处理厂沉砂池排出砂水混合液进行砂水分离。其外形图10所表示。2.3 曝气池曝气池步骤图11所表示,即:进水渠(部分污水回流污泥)前置缺氧段厌氧段(污水)好氧一段缺氧段好氧二段。图11 曝气池示意图前置缺氧段,设置闸门,调控进水量及污泥回流量。部分污水以前置缺氧段进入,补充碳源;同时,进入从二沉
15、池回流含磷污泥。缺氧区在工艺系统首端,许可反硝化优先取得碳源,故强化了系统脱氮能力。厌氧段,污水直接流入,本段关键功效是释放磷,使污水中P浓度升高,溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD5浓度下降;另外,NH3-N因细胞合成而被去除一部分,使污水中NH3-N浓度下降,但NO3-N含量没有改变。厌氧区在缺氧区以后,不仅避免了回流硝酸盐对厌氧释磷不利影响,而且厌氧释磷形成好氧吸磷动力得到充足利用和全部回流污泥全部参与了从释磷到吸磷完整过程所形成“集体优势”,提升了系统除磷能力。图12 配水及出水井,沉淀池示意图好氧一段,采取微孔盘式曝气,既充足利用了氧气,又可预防堵塞,池底曝气头曝气,曝气管
16、网状分布。缺氧段,反硝化菌利用污水中有机物作碳源,将回流混合液中带入大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气,所以BOD5浓度下降,NO3-N浓度大幅度下降,而磷改变很小7。好氧二段,有机物被微生物生化降解,而继续下降;有机氮被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降,但伴随硝化过程使NO3-N浓度增加,P伴随聚磷菌过量摄取,也以较快速度下降8。2.4 配水及出水井配水井分三层:内层为曝气池出水,在其混合均匀后分别由4个出水口进入4个二沉池,使每个二沉池进水水量、水质均匀;中层污泥一部分回流到曝气池,一部分流向脱水机房;外层是二沉池出水,将4个二沉池流出清水汇入接触池。(图12所表示)结
17、合配水、汇水、汇泥三种功效于一体,配水均匀、节省管道、节省空间。2.5 二沉池及其排泥设备图14 沉淀池溢流堰水流示意图1-传动全桥架;2-出水堰;3-浮渣挡板;4-浮渣耙板;5-锥形阀机构;6-吸泥管及扁嘴吸泥器;7-泥槽;8-真空泵;9-虹吸排泥管;10-中心支座及集电装置;11-固定泥槽;12-稳流筒;13-驱动装置图13 辐流式二沉池示意图辐流式二沉池直径为50m。周围传动吸泥机由传动装置、主梁中心支座及集电装置、中心支柱、中心集泥缸、排泥槽、吸泥装置、调整阀、表面撇渣装置等部分组成9(图13所表示)。采取溢流悬空槽,增大溢流量(图14所表示)。辐流式二沉池周围传动吸泥机含有结构新奇、
18、吸泥效果好、自动化程度高、节能、重量轻、耐腐蚀、外形美观、使用寿命长等特点,已达成国外同类产品九十年代优异水平,处于中国领先水平,填补了中国空白,可替换国外同类产品。运行时,水由中心管上孔口流入,在穿孔挡板作用下,均匀地沿池子半径向池子四面辐射流动。因为过水断面不停增大,所以流速逐步变小,颗粒沉降轨迹是向下弯曲线。澄清后水,从设在池壁顶端锯齿形堰口溢出,经过出水槽流出池外10。当控制出水堰出水量小于100300m3/(dm),浓度较高活性污泥沉降至池底,上清液经溢流装置汇入集水槽。吸泥机传动装置带动主梁并驱使悬挂在主梁下排泥槽,吸泥管绕池中心作旋转运动,辐流式沉淀池通常采取机械排泥,刮泥机每小
19、时旋转24周,将污泥刮到池中去,靠静压或虹吸将污泥排走。刮吸泥机技术参数如表3所表示。(静压:利用液面和池底之间液位差静压原理将池底沉泥经吸泥管汇入集泥槽至中心泥罐后排出。虹吸:用重力作用,在管道内产生局部真空,从而产生虹吸现象。)表3 辐流式沉淀池周围传动刮吸泥机关键技术参数 参数型号池内径(m)池深(m)周围线速度(m/min)驱动功率(kW)CG20B203.54.5-2.20.37CG25B254.05.0-2.20.37CG30B304.55.5-2.20.37CG40B404.55.5-2.20.55CG45B454.55.5-2.20.55CG50B504.55.5-2.20.5
20、5图15 接触池2.6 接触池配水井清水流入接触池,在接触池中进行加氯消毒处理,处理后水排入马草河。接触池图15所表示。2.7 鼓风机房鼓风机是污水厂心脏,该厂共有3台丹麦HV-TURBO企业制造KA22SV/GL83型离心式鼓风机(图16所表示),单机能力为18000m3/h。每台单机全部有一小型PLC,对单机运行环境、运行情况和准备工作进行监控,并能自动报警停机。另外还有一主控盘,负责四台联机时控制。主控盘作用能够分为两部份,一是负责设置鼓风机起停次序,另一部份为PI调解器,能够在其上设置所要求空气管道压力值。每台风机操作可分为手动和联动,手动时,可手动调整出口导叶角度;当四台联机时,由主
21、控盘依据先前设定好次序起动鼓风机,依据需要起动鼓风机台数。经过在鼓风机主控盘上PI调整器,对设定压力值和空气主管上压力计反馈信号进行比较,调整出口导叶片角度,以确保压力均衡。当压力不足需再起动鼓风机时,在起动过程中,先将前一台开起度降低,同时起动后一台,待后一台完全起动后,出口导叶片开起度自动打到零位,依据需要增加前一台开起度,假若打到全开还不够,则再增加后一台开起度,以预防压力波动太大。鼓风机自成一套系统,无须人为干涉,并对外传送鼓风机状态信号和报警信号11。 a b图16 离心式鼓风机示意图2.8 污泥处理和处理设备(1)加药装置图17 一体化加药装置SE-310 58 VESSICE B
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