1.2.5经济、环境与社会效益分析 赤峰市污水处理厂所采用的工艺以环境污染治理与水资源开发利用相结合为原则,使 处理后的污水成为农林用水资源。 1.直接效益分析 水资源开发经济效益。以可利用水量5万m3d、受益土地1263hm2计算,以机井灌溉 运行费用的50%作为再生水资源的水价,约0.3元/m3,则再生水收益为15000元/d。若 污水处理厂运行天数按190天考虑,则年收益285万元。 2.间接效益分析 (1)肥力资源开发经济效益 水中的氮、磷元素及部分微量元素除部分通过微生物的作用阵解外,绝大部分可被农 作物、树、草等利用。受益耕地、林地总面积147hm2,处理水量1852万m3/a,平均总氮 浓度20mg/L,处理100m3污水相当于施氮肥(尿素)465kg,则每年为848t氮肥,折合 人民币128万元;平均总磷浓度2.1mg/L,处理100m3污水相当于施磷肥(过磷酸钙) 2.83kg,每年相当于56t磷肥,折合人民币35万元。 (2)林木资源经济效益 受益林地面积213hm2,年收益102万元。间接效益合计为265万元/年。每年污水综合 利用带来的直接、间接效益共计550万元 3.环境与社会效益分析 本项目直接环境效益为:每年去除CODe7311t,BOD52352t,SS7293t。该项目的建 设,使赤峰市的城区污水和工业废水得以处理,可防止污水对该地区地下水的污染;改 变了原污灌区常年污灌的状态,消除了土壤和农作物因污灌造成的污染,提高了作物品 质 原作者:张荣辉北京市市政工程设计研究总院 1.3缺氧十传统活性污泥法(A/O法)处理城市污水(一) 髙碑店污水处理厂是北京市建设的第一座大型城市污水处理厂,位于东郊高碑店村南, 距旧城广渠门约8km,地处市区边缘,但水、电、交通等条件堪称便利。该污水处理厂接纳旧 城区及东郊工业区的排水,流域面积约100km2,人口约220万。50年代初,北京城区相沟经 过整修建了新的排水系统这些下水道都就近排入河渠。随着城市发展污水量迅速增长,使 城区护城河严重污染,环境恶化。50年代中期按照城市总体规划确定了分流制的排水原 则,并开始修建各河渠的污水截流管,也即分流制污水管系统的千管。1960年,本地区的污 水管网系统基本形成,并在高碑店建成一座处理量25万m3/d,临时性的初级污水处理厂 80年代以后,全系统下水道总长已达530km,污水量增加到80万m3/d,占全市总排水量 的40%,超出了现有排水设施的能力,迫切需要建设新的二级污水处理厂并完善截流管网。 1.3.1水质水量 1.污水水量
根据近年的统计监测,本系统的总污水量已超过80万m3d,其中50%以上为工业废 水,预计2000年污水量将超过100万m3/d。本工程设计按100万m3/d的规模考虑,总变 化系数采用1.2,工程分两期建设,第一期50万m3/d,于1993年完成投产,第二期50万 m3/d,2000年前完成。在建厂的同时修建通惠河南岸干管和南护城河干管,使本流域内的 污水全部得到处理 2.污水水质 (1)由于工业废水的影响,COD最高时可达800mg/L以上,一般在500~600mg/I BOD/COD=0.2~0.3。 (2)SS值偏高(特别是降雨初期),主要原因是城区大部分为合流管道 (3)根据实测资料,在严冬季节高碑店污水厂的水温仍能保持在1C以上,这对生物 处理是十分有利的。 根据上述资料,设计中采用基本数据:BOD5=200mg/L,COD=500mg/L,Ss 250mg/L,T=15~25C。 3出水水质 出水水质标准取决于出水的用途。北京市位于于旱的华北地区,年降水量不足600mm, 水资源极为缺乏,因此,污水作为水资源已势在必行。 污水处理后再利用主要有灌溉农田、景观用水、工业回用和市政杂用四种方式。其中 工业回用潜力最大的是作为冷却水,但要解决腐蚀、结垢、泡沫和生物增殖等问题。市政 杂用主要用于浇灌花木和草坪、冲刷公厕等 水质要求:BOD3≤16mg/L,SS≤30mg/,NH3-N≤3mg/L 1.32处理工艺 针对上述出水要求,通过试验研究,确立釆用缺氧、好氧活性污泥法,并适当延长曝气 时间,使出水完全硝化。污泥处理采用两级中温厌氧消化工艺;沼气用以发电,作为污水 厂的补充能源;发电机的冷却水供消化池加热;回用水的深度处理采用混凝沉淀和砂滤。处 理厂工艺流程见图1-3-1 进水一格提回泵房回气沉秒池 A)测三沉池一接触 池出水 砂水分商器 L回污泥 加氯 秒外运污泥浓塘海一书污泥消化池一污泥脱水间 沼气发电沼气柜 污泥外运 图1-3-1高碑店污水处理厂工艺流程图 13.3主要构(建)筑物 进水泵房 进水泵房按最大污水量120万m3/d设计。北京市城区下水道多为合流,原有泵房能力 由25万m3/d改建为50万m3/d,用于提升初期雨水
2.初沉池 初步设计为圆形池,后改成矩形,可节约用地6.6万m2。此外,矩形池还具有配水管 路短、水头损失小、配水均匀、排泥方便等优点,并有利于和工作间及管廊相结合。根据 试验结果,初沉池BOD和SS去除率分别为20%和50% 3.曝气池 共设24座曝气池,每座曝气池长96m、宽28m、深6m,分4组布置,每组6池。每 座池隔成3条宽9.3m的廊道。第一廊道的进水端划出1/4(长24m)作为缺氧区。平均水 力停留时间9.25h,以保证充分硝化。采用微孔空气扩散装置,并根据计算机模拟、结合试 验数据,将曝气器布置成渐减曝气的形式,使供气量在曝气池的各段内与微生物需氧相适 应。曝气器分配百分比为:第一廊道65%,第二廊道23%,第三廊道12% 4.二沉池 采用40m辐流式圆形沉淀池24座。每池装有周边传动的旋转吸泥机,及时回流活性 污泥。二沉池效率的高低直接影响出水水质的优劣,因此,设计时采用较小的水力负荷 [21.2m3/(m2·d)]和较长的停留时间(4.5h)。 5.污泥浓缩池 将活性污泥送到初沉池的进水中与生污泥合并沉淀然后将混合污泥送入污泥浓缩池。 参照英国WRC的研究成果,结合现场试验,选用新型升流式污泥重力浓缩池,浓缩后的污 泥体积可减少50%,污泥含水率从97%降到94%。设计固体负荷按50kg/(m2·d),选用 直径24m的池子12座。 6.污泥消化池 采用两级中温消化工艺,消化池16座,直径20m、高25m。分为4组,每组4池,其 中一级3池、二级1池,停留时间分别为21d和7d。污泥搅拌用沼气循环的方式进行。污 泥加热利用沼气发电的余热,以螺旋板逆流换热的方式进行,发电站运转前则由锅炉房供 蒸汽直接加热。 1.3.4设计特点 1.采用缺氧一好氧(AO法)工艺具有很多优点 将污水处理到完全硝化程度应采用缺氧一好氧工艺即在活性污泥法的噪气池进水端, 设置一个停留时间1h左右的“缺氧区”,在这个区域内氧的利用仅仅依赖硝酸盐在脱氮过 程中放出的氧离子,使水中溶氧保持在0.5mg/L以下,以区别于厌氧和好氧。这种环境给 污水处理带来许多好处,主要有 (1)改善污泥沉降性能。当污水与回流污泥混合时,由于缺氧造成对丝状菌不利的环 境,有利于改善污泥的沉降性能。 (2)增强脱氮作用 (3)减少二沉池污泥上浮。由于在缺氧区内的脱氮作用,减弱了二沉池内的反硝化作 用,从而减少了污泥上浮。 2.污水处理厂的节能 (1)合理布局 全厂分为污水处理、污泥处理、中水处理、试验场及管理五个区,各区之间用较宽的
绿化带分隔以美化环境。为节约用地并便于维修,厂内管网设置成环状通行式管廊。 (2)合理设计 在污水处理工艺流程中,各构筑物之间在平面和竖向布置上紧凑,缩短了管线,并选 用水头损失较小的进出水设施,降低了沿程水头损失,从而降低了能耗。 (3)沼气利用 阅览器提 污泥消化过程中产生的沼气可作为能源回收利用,沼气发电量一般可满足级处理总 耗电量的30%-50%;发电机冷却水和废气的余热可用于加热消化池。这样可以使沼气能 量的回收率达到70%。 (4)曝气节能 曝气耗电占全厂总耗电量的60%~70%,是节能的重点。首先采用了微孔曝气器和离 心式鼓风机。微孔曝气器扩散出的微小气泡增加气液两相的接触面积,提高了充氧效率。在 曝气池中按照微生物反应规律布置曝气器,也是节能的一个措施。离心鼓风机效率高,并 可根据水质水量的变化调节风量,避免能量浪费。在曝气池的混合液中,保持合适的溶 氧浓度至关重要,浓度过高会造成浪费,过低则影响出水水质。溶氧控制有以下几种方 式 ①直接控制。溶氧仪可设在曝气池任何一点,按指定溶氧量调节供气量。这一方式仅 适用于完全混合式曝气池。 ②进水量比例控制。按污水量的变化和固定的气水比调节供气量,并用溶氧仪监测溶 氧。这种方法简单价廉,但受水质水温的影响,效果不稳,适用于水质变化不大的污水。 ⑧溶解氧折点控制。在均匀曝气的推流式曝气池中,混合液耗氧速率沿水流方向逐渐 降低,DO则逐渐上升。同时,在曝气池池长方向的任何一个断面上,随着供气量的增加 DO浓度也将上升。这两种变化曲线都有一个回折点,将这些折点连接起来,形成两条几乎 吻合的曲线,标志着曝气池内均处在最佳DO。在实际应用中,可按所需溶氧浓度在池的长 方向上选取与指定D相应的折点位置,设置DO仪控制供氧量。 ④溶氧压力控制。上述几种溶氧控制方法均为单点控制,不是最理想的。在高碑店污 水处理厂的设计中,经过曝气池各段氧传递系数KL的模拟计算并参考国外经验,设计采用 三个独立控制区,其中两个自动,一个手动。这样就可以有效控制溶氧浓度,达到节能和 保证出水水质的目的。曝气池出水段只设一手动阀门,不需经常调节,因此该段供气量按 搅拌需要设计,超过了生物反应需气量,不进行随机控制气量,可适当提高出水DO浓度, 有利于改善二沉池的工作,提高最终出水的水质 在设计控制系统时,指定DO值通常采用2mg/L,而在实际操作中不同控制区可用不 同的DO指定值。控制系统的工作首先是由溶氧仪发出信号,启动输气管上的阀门,供气量 的变化使管网压力变动,然后由压力传感器将信号送到鼓风机的进风叶片启动器,调节供 气量,使管网压力达到最佳状态 原作者:李远义常憬北京市市政工程设计研宪总院 1.4缺氧十传统活性污泥法(A/O法)处理城市污水(二) 天津东郊污水处理厂是天津市继纪庄子污水处理厂投产后修建的又一座大型污水处理
。该厂的建设,吸取了纪庄子污水处理厂建设和运行的经验,改进工艺设计,引进关键 技术、监控装置和设备,提高污水处理效率,充分利用生物能,节约能耗,节省用地,降 低工程造价和运行成本。该工程于1989年8月开工,1993年月4月建成,污水厂占地 29.5hm2,工程总造价(含国外设备)20159万元。 东郊污水处理厂的工艺设计,在进行各种工艺方案比较的基础上,仍选用数风曝气的 设计方案。其理由是大型污水处理厂采用鼓风曝气工艺管理简便运行可靠。东郊污水处 理厂在总结纪庄子污水处理厂设计经验的基础上,消化吸收了国外8年代的先进技术,对 每个单项构筑物及污水、污泥处理的细部方案都作了改进,如进水泵房及污水量计量的自 动控制、洗砂排砂、排泥浓度控制、溶解氧自控、脱氮反硝化工艺、二沉池出水槽新工艺、 消化池投泥方式、大型消化池的沼气搅拌、沼气发电升压联网、沼气锅炉及排泥阀、可调 堰、细格栅等先进技术都在该厂得到了应用 14.1水质水量 设计处理能力为40万m3/d;最高日流量(不脱氮)48万m3/d,进水BOD280mg/L, 出水40mg/L-;进水SS24mg/L,出水60mg/L。 14.2污水处理工艺流程设计 天津东郊污水处理厂工艺流程见图1-4-1,污水处理厂总平面布置见图1-4-2。 砂外运一分砂 回流蒹房回脱氯|确化上二沉池出水 洗砂水 进水概格{进水泵房上{细格糖上沉砂池初沉池曝气池三沉池消毒一出水 回魂裹房J 沼气压辅沼气压 泥系房 二级消化 级消化投泥泵房浓缩池 沼气柜污泥加热余热屈收沼气发电 电网 气锅炉 图1-41天津东郊污水处理厂工艺流程图 该厂污水处理系统分4个系列,4个圆形初沉池排成一行,4个曝气池组成田字形,8 座二沉池设在厂区南侧,临近北塘排水河,使处理出水可就近排入河道。污泥处理区设在 厂的西北角,5个消化池组成梅花形,污泥处理的控制室设在5个消化池的中央。北侧设有 两个沼气储罐、污泥脱水机房和沼气发电机房等