阿克苏市污水处理厂扩建工程方案.doc

阿克苏市污水处理厂
扩建工程方案

北京市环境保护科学研究院
北京市环科环境工程设计所
二零一零年八月

6

目 录

1 污水处理厂概况 1
1.1工程概述 1
1.2 改扩建处理工艺 1
1.3 改造工程投资 错误！未定义书签。
2. 污水处理厂改扩建设计 1
2.1 污水处理厂设计水质参数 1
2.2 污水处理厂工艺流程 2
2.3 污水处理厂设计规模 4
2.4 污水处理厂工艺计算 4
2.4.1 新扩建工程 4
2.4.3 鼓风机房 14
2.4.4 污水处理厂附属建筑物 14
2.4.5主要改造或新增工艺设备一览表 1

1 污水处理厂概况
1.1工程概述
阿克苏市污水处理厂扩建工程。总处理污水能力达120,000m3/d。
1.2 扩建处理工艺
污水处理采用水解-改进UNITANK工艺。污泥处理采用浓缩脱水后外运填埋工艺。

2. 污水处理厂扩建设计
2.1 污水处理厂设计水质参数
阿克苏污水处理厂扩建工程规模60000m3/d。
根据一段时间的监测，确定污水处理厂的进水水质为：
CODCr = 400mg/L
BOD5 = 220mg/L
SS = 200mg/L
NH4＋-N=40.0mg/L
TN=50.0mg/L
TP=5.0mg/L
pH＝7～9
处理后的水质要求：
扩建后的阿克苏污水处理厂污水经二级处理后，要求达到国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B类标准。二级处理出水水质为：
CODCr<60mg/L
BOD5<20mg/L
SS<20mg/L
NH4＋-N <8mg/L
TN<20mg/L
TP<1mg/L
pH＝6～9
2.2 污水处理厂扩建方案
2.2.1 扩建方案
根据现状污水处理厂情况，目前污水处理厂已经建成60000m3/d。本工程扩建部分考虑以下内容：
1、本工程考虑到阿克苏市污水水质特点，设置水解池反应器，主要一下两点考虑：
第一，虽然目前阿克苏市污水水质浓度较低，但考虑阿克苏管网的完善及城市发展要求，随着阿克苏市经济发展，管网普及率增高，工厂企业大量增多，污工业水水质势必会大幅增长。生化处理工艺前端设置水解池反应器对于消减污染物量起到至关重要的作用，对于改善后续改进UNITANK反应池抗冲击能力大有好处。
第二，将生化处理沉淀出水回流至前端水解池，可以大幅提高系统反硝化脱氮功能，为二期出水水质达到国家一级A标准最好准备。这对于只依靠传统缺氧、好氧来脱氮的系统流程来说，无疑说是增大了出水的保证。
2、本工程采用新型的改进UNITANK一体化工艺，将水解、厌氧、缺氧、好氧和沉淀五部分融合为一体，大大节约了占地空间。
3、本工程采用平流式沉淀池也是充分考虑了与工艺一体化的要求，辐流式沉淀池对于占地面积较大。
4、本工程预留中水面积。
5、本次扩建工程没有考虑原有系统改造设计。

2.2.2 污水处理厂工艺流程
本方案经过技术分析后，新扩建60000m3/d污水处理工程，工程主体工艺采用水解＋改进UNITANK处理工艺(见图2-1)。扩建后阿克苏市污水处理厂处理规模达90000m3/d。
具体工艺流程为：

图2-1 扩建后工艺流程图
扩建60000m3/d的污水均首先通过进入粗格栅去除粗大杂物，经过初步分离后污水进入集水井，经泵提升后流经细格栅进一步去除较小的颗粒物，截留物连同粗格栅截留下来的栅渣外运至垃圾填埋场填埋。细格栅出水分两路进入主体工艺。两路均采用水解+改进AICS处理工艺路线。首先进入水解池，在其中去除悬浮物和部分有机物，同时提高废水的可生化性。水解池出水自流入改进AICS反应池进行生物处理，出水经沉淀分离后后进入中间提升池，然后进入消毒计量槽，经紫外消毒后出水排放。
另外从中间提升池分流处40000m3/d的处理后污水进行深度处理，最终达到中水会用标准。经中间提升池提升的污水首先进入曝气生物滤池工艺进一步脱除碳源和将氨氮硝化为硝酸盐，然后进入活性砂滤池工艺进行反硝化脱氮处理。出水可以达到国家一级A排放标准，符合中水回用的标准。如果要进行电厂冷却水回用，可以进一步进入中水车间通过过滤、超滤和反渗透工艺脱除硬度和盐类，达到电厂回用标准。最终出水经消毒后回用。
水解池内截留的污泥和改进AICS池中的剩余污泥一起排入污泥浓缩池。通过吸泥泵进入脱水间，通过带式压滤机脱水，脱水污泥运行垃圾填埋场填埋。污泥浓缩池和带式压滤机产生的上清液和渗滤液送往集水井，与原水混合，进一步进行处理。
污水中磷的去除通过在厌氧池中使聚磷菌中聚集的磷充分释放出来，在好氧池中吸收部分磷，经剩余污泥排入污泥浓缩池，脱水后去除。

2.3 污水处理厂设计规模
通过对阿克苏市污水处理厂现状及未来处理的水量、水质预测和对现有污水处理工艺进行的深入分析和研究，基于充分利用现有设施节约投资的原则，本次设计扩建处理规模：60000m3/d，并且预留40000 m3/d规模中水处理。
2.4 污水处理厂工艺计算
污水厂总变化系数Kz＝1.34；
总处理规模Q平＝60000 m3/d＝2500 m3/h
最大时水量：Qmax=2500×1.34=3354m3/h
设计水质如表5-1。
表5-1 污水厂水质设计条件
项目
原污水(mg/L)
水解处理(mg/L)
改进UNITANK工艺
(mg/L)
出水
去除率
出水
去除率
CODCr
400
280
30%
60
81%
BOD5
220
165
25%
20
88%
SS
200
60
70%
20
67%
NH4-N
40
50

8
84%
TN
50
5

20
80%
T－P
5.0
40

1
50%

2.4.1 新扩建工程
2.4.1.1 水解池改进AICS反应池
一体化反应池设1座，处理能力为30,000m3/d。每座分为水解区、厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区。
水解池内具有较高量的活性污泥，对SS及各类有机物具有有效的吸附和去除能力，同时提高了污水的可生化性，当来水出现水量一定范围的波动变化时具有一定的缓冲和调节功能，不会对反应池运行造成过大的冲击，因此反应池设计水量时变化系数可以适当降低，根据工程实际运行资料，K值取1.20比较合适。
水解池配水方式采用一对一式的布水器配水，使整个水解池进水能够达到均匀。排泥采用均匀布置布置穿孔管排泥，保证排泥泥层的均匀性。
设计水量： 1250m3/h，。
(1) 水解区 K＝1.60
水力停留时间：HRT＝2.25h
有效容积：V＝4000m3
有效水深：H＝4.5m
外形尺寸：L×B×H(埋深)＝63.0×14.0×5.0m
数量：2座，与好氧合建
(2) 厌氧区
厌氧区停留时间：1.5h
有效容积：1875m3
有效水深：H＝5.0m
外形尺寸：31.25×12m×5.4m
(3) 缺氧区
缺氧区停留时间：2h
内回流比：100～200%
有效容积：2500m3
有效水深：H＝4.9m
外形尺寸：42.51×12m×5.4m
(4) 好氧区
污泥负荷：0.092kg BOD/(kgMLVSS·d)
污泥浓度：2500mg/L
反应池有效容积13168m3
有效水深：4.8m
外形尺寸：82×36m×5.4m
数量：2座
(5) 沉淀区
表面负荷：1.0m3/m2.h
表面积：1216m2
水平流速：6.2mm/s
有效水深：3.5m
停留时间：3.4h
有效容积：2343m3
外形尺寸：76×16×4.2m
总水力停留时间：17.2h(包括厌氧、缺氧、曝气和沉淀)
单池单格外形尺寸：L×B×H ＝100×63.6×5.4m(与水解池合建)

2) 主要设备及数量（单池）
(1) 布水器
规格：φ1200
总数量：35套
(2) 出水堰
规格：350×400mm
数量：280m
(3) 排泥电动阀门
规格：DN200
功率：0.5kw
数量：1套
(3) 剩余污泥泵
流量：Q＝100m3/h
扬程：H＝8m
功率：N＝5.5KW
数量：2台（1用1备）
(4) 排泥电动阀门
规格：DN150
数量：2套
功率：0.55kw
(5) 水下搅拌器
功率：5.5kw
数量：8台
(6) 管式曝气器
硅橡胶微孔曝气器
型号规格：RAUBIOXON-1000
运行空气流量：5~8m3/m.h
数量：1600根
(7) 可调式出水堰
数量：1套
功率：0.5kw
(8) 出水回流泵
流量：Q＝625m3/h
扬程：H＝9m
功率：N＝22kw
数量：2台
(9)行车刮吸泥机
规格：L=16m
数量：1台
功率：2.5kw
(10)出水堰
规格：350×600
数量：4套
(11) 混合液回流泵
流量：Q＝1250m3/h
扬程：H＝4m
功率：N＝22KW
数量：2台

2.4.1.2 消毒计量槽
钢筋混凝土结构，采用紫外线消毒，巴氏计量槽对出水进行总计量。消毒计量槽总长27.90m，槽上设超声波液位计以读取计量槽上游水位，根据公式确定流量。在巴氏计量槽上设在线COD和氨氮测定仪。
按水量远期规模计算。
1) 平面尺寸
平面结构尺寸：27.90m×4.87m
2) 主要设备及数量
(1) 紫外消毒系统
规格：Q＝4800m3/h
轴功率：22kw
数量：1套

2.4.1.3深度处理集水井
数量：1座
尺寸：5.0×6.0×5.00m
有效水深：4.0m
有效容积：120m3
主要设备及数量
1) 提升水泵
数量：3台(2用1备)
流量：Q＝850m3/h
扬程：H＝7m
功率：N＝22kw

2.4.1.4曝气生物滤池
停留时间 HRT＝1.4h
滤池有效容积 V＝2304m3
有效水深 H＝4.5m
过滤速度： 4m/h
空气反冲洗强度 40m3/m2.h
水反冲洗强度 20m3/m2.h
总表面积 S＝512m2
单池结构尺寸 8.0×8.0×5.0m
滤料高度 2.5m
滤池数量 8座
主要设备及数量
1) 进水电动阀门
规格：DN325
功率：0.11kw
数量：8套
2) 反冲进水电动阀门
规格：DN450
功率：0.55kw
数量：8套
3) 反冲出水电动阀门
规格：DN600
功率：0.55kw
数量：8套
4) 反冲进气电动阀门
规格：DN300
功率：0.11kw
数量：8套
5) 活性滤料
规格：2-4mm
数量：1280m3
6) 滤头
数量：18500个
7) 滤板
数量：512m2
8) 曝气鼓风机
规格：Q=16m3/min，H=49KPa
数量：10台套
功率：22kw
9) 反冲鼓风机
规格：Q=42m3/min，H=58.8Kp
数量：2台套
功率：75kw
2.4.1.5反冲水池
结构尺寸 8.0×8.0×5.0m
有效容积 250m3
有效水深 3.0m
主要设备
1) BAF反冲洗潜污泵
流量：Q＝1200m3/h
扬程：H＝9m
功率：N＝45kw
数量：2台(1用1备)
2.4.1.6缓冲水池
数量：1座
尺寸：8.0×8.0×5.0m
有效水深：3.0m
有效容积：200m3
滤池冲洗废水沉淀后，废水排入厂区下水道，污泥依靠重力进入集水井。废水回收水池与BAF池合建。
2.4.1.7 活性砂滤池（反硝化区）
主要对回流硝化液中的硝态氮进行反硝化去除，同时降解污水中的大部分有机物，并通过滤料对SS进行截留。
1) 主要设计参数
我们设计了30台活性砂滤池完成以上工艺过程，参数指标如下：
有效过滤面积： 6m2 × 30台 = 180 m2
砂床高度： 2.5m
有效生物砂床体积： 180m2 × 2.5m = 450 m3
水力负荷： 7.4m3/m2/h
针对40,000m3/d水量，砂滤有清洗水产生2000m3。
2) 池体部分
单池尺寸： 4.9×24.5×6.5m
体结构： 钢筋混凝土结构
数 量： 3格
填料形式： 石英砂
3) 滤池内部设备材料部分
石英砂
高品度硅砂，至少95％含硅石量，表面饱满－干燥时比重为2.5
数 量： 450m3

2.4.1.8 加药间机房
包括风机、除磷加药、碳源投加及二氧化氯消毒系统。
主要设备及材料：
1）生物砂滤空压机系统
数量： 2台（1用1备，并交替使用）
流量： 4.5 Nm3/min
最大工作压力： 7.5bar
尺寸：850×1130×1300mm
重量：620kg
2）二氧化氯发生器
有效产氯量： 10kg/h
数 量： 2台（1用1备）
213克氯酸钠和146克盐酸生成（135×2.63+71=426.05）克有效氯
按15天储备
氯酸钠1.8m3（5kg/h），盐酸1.25m3（3.43L/h）
3) FeCl3投加系统
投加量：196.2kg/d
数量：1套
4) 碳源投加系统
数量：1套
2.4.1.9甲醇储存池
形 式： 地埋式
平面尺寸： 7.6m×4.8m
数 量： 1座

2.4.1.7中水设备间(可选)
设备间内为纤维滤罐、反渗透系统及回用水供水设备
数量：1座
2.4.1.8清水池
数量：1座
尺寸：12×20×4.5m
有效水深：4.0m
有效容积：1000m3
停留时间：2.4h
在清水池内加氯消毒，投氯量5mg/L，本次设计新增一台加氯机，单机加氯量2kg/h，设于原设计中的加氯间内。

2.4.2.5 脱水机房
1) 污泥量计算
污泥量按水量90,000 m3/d重新计算。
(1) 水解池截留污泥量
因水解厌氧工艺本身产泥量很少，可忽略不计。主要考虑截留SS的产泥量，估算如下：设在水解池中SS去除率为70％，其中又有30%的SS发生水解，则干污泥的量为90000×0.20×70%×(1-30%)/1000＝8.82t/d。水解池污泥含水率为98.5%，则水解湿污泥量为：588 m3/d。
(2) 好氧池污泥量计算
好氧池产生的除磷排泥及剩余污泥排入集泥池，污泥量为：7.38t/d，折合含水率99.2%的湿污泥738.54m3/d。
(3) 除磷泥量核算
每天需要去除磷的总量为360kg，排放剩余污泥的含磷量为5%。除磷需要排放的剩余污泥干量为7.2t/d，目前好氧池所排放的剩余污泥量完全满足磷的排放。
(4) 总污泥产量为：
干污泥： 8.82+7.38=16.20t/d
湿污泥： 1325.61m3/d
2) 集泥池
集泥池集泥池按存储12h设计，共需集泥有效池容810m3。
池形：矩形，内设穿孔管曝气。
现有集泥池和浓缩池，有效池容共1246m3，完全满足集泥池需要。
3) 污泥脱水机房
原有脱水机房已经按照远期一次建成，脱水机的位置已经预留。
原有带式浓缩脱水一体机2台，带宽：2.0m，处理能力：干泥200kg/h。
新增带式浓缩脱水机
数量：2台
处理能力：50m3/h
泥饼含水率：75%～82％。
工作时间：每日工作10小时
功率：21kw/套
数量：1套(含污泥泵、冲洗水泵、切割机、加药装置、螺旋输送机等)
可以满足扩建后污水处理厂污泥处理的需要，
2.4.3 鼓风机房
1) 已建鼓风机
鼓风机房内墙面铺设吸音材料，窗户采用双层玻璃。
曝气池风量的计算
经过重新计算，已有好氧池需风量为197m3/min，扩建系统单个好氧池需风量为180.39 m3/min，共需360.78m3/min。现在鼓风机房已经预留二期鼓风机位置，只需增加鼓风机即可。
主要设备及数量
(1) 原有离心鼓风机
型号：D70-61-49型
风量：200m3/min
数量：2台
功率：250kw
2) 主要新增设备及数量
(1)离心鼓风机
数量：3台(2用1备)
风量：200m3/min
风压：H＝0.55MPa
功率：P=250kW
2.4.4 污水处理厂附属建筑物
现有附属建筑物综合楼及传达室均可满足120000m3/d需求。

2.4.5主要改造或新增工艺设备一览表
序号
名 称
规格型号
数量
(套/台)
单机功率(kw)
二
新扩建工程

1
水解池改进AICS一体化池

1.1
布水器
　D1200
70

1.2
电动阀
D943H-10C,DN300
2
0.18
1.3
出水堰2
300x400X28000mm
2

1.4
剩余污泥泵
Q＝100m3/h H＝8m
4
5.5
1.5
排泥电动阀门
DN150
4
0.18
1.6
水下推进器
直径1800
16
5.5
1.7
混合液回流泵
Q=1250m3/h，H=4m
4
22
1.8
外回流污泥泵
Q=625m 3/h，H=9m
4
22
1.9
行车式刮泥机
宽15m，0.6m/min
2
2.5
1.1
曝气管
L=2m
3200

1.11
出水堰2
300x450X80000mm
2

2
集水井泵房

2.1
提升水泵
Q=1680m3/min，H=8m
2
55
3
鼓风机房

3.1
离心鼓风机
Q=200m3/min，H=5.5m
2
250
4
污泥污水系统

4.1
带式浓缩脱水一体机
带宽2m
2
21
5
消毒设备

5.1
紫外线消毒系统
Qmax=4800m3/h
1
22
6
曝气生物滤池

6.1
进水电动阀门
DN325
8
0.11
6.2
反冲进水电动阀门
DN450
8
0.55
6.3
反冲出水电动阀门
DN600
8
0.55
6.4
反冲进气电动阀门
DN300
8
0.11
6.5
活性滤料
2-4mm
1280m3

6.6
滤头

18500

6.7
滤板

512m2

6.8
曝气鼓风机
Q=16m3/min，H=49KPa
10
22
6.9
反冲鼓风机
Q=42m3/min，H=58.8Kp
2
75
6.10
反冲洗潜污泵
Q＝1200m3/h， H＝9m
2
45
7
活性砂滤池

7.1
砂滤器
D=1.8
30

7.2
石英砂

450

8
加药间及风机房

8.1
砂滤风机
4.5 Nm3/min 7.5bar
2

8.2
二氧化氯发生器
10kg/h
2

8.3
FeCl3投加系统
投加量：196.2kg/d
1

8.4
碳源投加系统

1

附图1 阿克苏污水处理厂扩建工程平面布置图一

附图2 阿克苏污水处理厂扩建工程平面布置图二

附图3 阿克苏污水处理厂扩建工程平面布置图三

附图4 阿克苏污水处理厂扩建工程平面布置图四