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  • 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。