重庆大溪沟粪便污水处理工程设计

发布时间：2015-09-15 10:09:00 点击：

摘要：通过对现有粪便污水处理工艺的分析比较，根据大溪沟粪便污水处理厂的设计原则，确定采用三级厌氧－好氧－SBR－化学除磷－活性炭吸附组合工艺。结合工程设计，介绍了处理系统组成、主要设计参数和主要建构筑物设计，并对工程投资和技术经济指标进行了分析。
关键词：粪便污水；厌氧处理；好氧处理；化学除磷；活性炭吸附
中图分类号：X703.1文献标识码：C文章编号：1000-4602（2007）14-0036–03
大溪沟粪便污水处理厂位于重庆市渝中区大溪沟嘉陵江滨江路附近，南靠嘉滨路，北邻嘉陵江，主要处理渝中区环卫三所用吸粪车收集的公厕粪便，设计规模为150m3/d。
1工程设计
粪便污水中的有机物和氮、磷等营养物质的浓度很高[1]，且工程地处市中心交通要塞区域，距公路、市区及河流较近，故工程设计应遵循以下原则：
①工艺成熟稳定，具有较强的抗冲击负荷能力；参数选择略有余地，确保处理出水达到《污水综合排放标准》（GB8979－1996）中的一级排放标准。
②工艺运行简单，维护管理方便，在满足工艺条件下尽量降低运行费用。
③处理设施布置紧凑、合理，尽量减少占地面积和基建投资。
④环保与安全原则。对粪便污水处理过程中产生的臭气和沼气进行合理收集、处理和处置，减小处理设施对周围环境（主要是大气环境）的不良影响，保障公众安全。
1.1设计进、出水水质
进水水质根据实测资料确定。出水TP按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级B标准控制，其他水质指标按《污水综合排放标准》（GB8979－1996）中的一级标准控制。设计进、出水水质见表1。
表1进、出水水质mg•L–1

1.2工艺选择
长期以来，粪便污水主要采用化粪池处理、输送到污水处理厂或粪便处理厂进行集中处理等方式。化粪池处理难以满足直排要求，且存在爆炸安全隐患；而输送到污水厂或粪便厂集中处理则难度大、费用高。目前处理粪便污水的组合工艺主要有厌氧－生物稳定塘工艺、生物反硝化－混凝沉淀工艺、高效生物反硝化－超滤工艺和厌氧－好氧－超滤工艺[2]。其中厌氧－生物稳定塘工艺占地面积大，在城市中心区域实施存在一定困难；高效生物反硝化－超滤工艺和厌氧－好氧－超滤工艺虽然运行稳定、出水水质好，但投资和运行费用较高，且对管理的要求也较高，因此上述3种工艺均不宜采用。生物反硝化－混凝沉淀工艺只有一级生物处理，要求反应器中的污泥浓度很高（12～18g/L），实现较为困难，且易产生污泥膨胀，造成出水水质恶化；若前期通过预处理，降低负荷则可避免这一不利情况的发生。结合4种工艺各自的优点，选择前处理－厌氧－一级好氧－二级好氧（生物反硝化）－化学除磷－活性炭吸附－消毒组合工艺处理粪便污水。
1.3工艺流程及主要构筑物
大溪沟粪便污水处理工艺流程见图1。

图1粪便污水处理工艺流程
①格栅
格栅间尺寸为7.0m×4.2m×4.5m，内设2座自动清渣机械格栅（1用1备，交替使用）。清除的栅渣被送至螺旋输送压榨一体机，经压榨后外运。为保证操作间的运行条件，室内考虑必要的通风设施，并将抽出的废气送入气体吸附池。格栅的主要设计参数见表2。
表2格栅的主要设计参数

②调节池（贮粪池）
调节池的水力停留时间为3.5d，设计有效容积为525m3，尺寸为15.0m×7.0m×7.0m。池内设有搅拌设施，兼具贮粪和厌氧消化的功能，粪便污水在池内进行常温厌氧消化，同时该池作为整个厌氧处理的污泥池，一、二、三级厌氧池产生的污泥均排入该池。贮粪池上清液进入一级厌氧池，沉淀污泥定期外运作农肥。
③一级厌氧池
一级厌氧池采用推流式，水力停留时间为3d，设计有效容积为450m3，尺寸为15.0m×6.0m×7.0m，用隔墙分为3个廊道。粪便污水经一级厌氧消化后进入二级厌氧消化池，剩余消化污泥定期排入贮粪池。
④二级厌氧池
二级厌氧池采用折板反应池，HRT=1d，设计有效容积为150m3，尺寸为9.0m×4.0m×5.9m，用廊道分成2格，折板与水平方向的夹角为45°，过水宽度为0.6m。污水经二级厌氧消化后进入三级厌氧消化池，剩余消化污泥定期排入贮粪池。
⑤三级厌氧池
三级厌氧池采用厌氧生物滤池，内装半软性填料，HRT=1d，设计有效容积为150m3，尺寸为9.0m×4.0m×5.9m。经三级厌氧消化处理后，粪便污水的有机物浓度得到大幅削减，同时氨氮浓度也明显降低，此时已具备进行高效好氧处理的条件。
⑥一级好氧池（曝气池）
曝气池与沉淀池共壁，池顶玻璃钢加盖（玻璃钢盖板），以防臭气溢出。一级好氧采用普通活性污泥法，微孔曝气盘鼓风曝气。沉淀池采用平流式沉淀池。曝气池与沉淀池的主要设计参数见表3。
表3曝气池和沉淀池的主要设计参数

⑦SBR反应池
一级好氧沉淀池出水进入SBR反应池，在该池内完成有机物的进一步降解以及脱氮和除磷。共设2座SBR池，单池尺寸为4.5m×4.5m×4.8m，运行周期为12h，进水时间为6h，采用微孔曝气盘曝气，潜污泵排水，潜污泵设计流量为40m3/h。SBR反应池的主要设计参数见表4。
表4SBR反应池的主要设计参数

⑧除磷池
经SBR反应器处理后的出水水质除TP外，其余水质指标基本可以达到排放标准，因此在SBR反应池后设置了除磷池，通过投加化学药剂（FeSO4）来去除剩余的磷。除磷池共建2座，单池尺寸为4.5m×4.5m×4.8m，内设曝气装置，采用间歇方式运行，并按进水、曝气、沉淀、排水方式进行。排水采用潜污泵，设计流量为20m3/h。
⑨活性炭吸附柱和消毒池
由于该工程位于嘉陵江边，须严格确保出水水质达标，因此在除磷池后设计了活性炭吸附柱，对除磷池出水作进一步深度处理。设活性炭吸附柱1座，采用间歇运行方式，其主要设计参数见表5。
表5活性炭吸附柱的主要设计参数

经活性炭吸附处理后的出水进入消毒池，采用漂白粉进行季节性消毒，消毒出水直接排入水体。消毒池设计接触时间为30min，尺寸为5.0m×5.0m×3.0m。
2主要技术经济指标
工程总占地为1320m2，工程总投资为299.5万元，其中土建工程投资为187.4万元，设备工程投资为84.1万元，其他费用为28万元。单位处理费用约为3.95元/m3。
3结语
粪便污水中有机物和氮、磷等营养物的浓度很高，处理难度大。选择三级厌氧－好氧－SBR－化学除磷－活性炭吸附的组合工艺处理粪便污水，出水TP可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准，其他水质指标可达《污水综合排放标准》中的一级标准。技术经济分析表明，与超滤膜生物处理技术相比，该工艺具有一定的经济优势。