五龙口污水处理厂工艺.doc

第三章 五龙口污水处理厂工艺
第一节 污水处理区

五龙口污水处理厂污水处理区设计规模为10万m3/d，其中来水60%为工业废水，40%为生活污水。采用改良氧化沟处理工艺，剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋，处理后二级出水一部分进行深度处理，剩余部分排入五龙口明渠，汇入贾鲁河，最终到淮河。污水处理区工艺流程图如下：

1、设计进出水水质：
设计总变化系数：K总=1.3
设计流量：Qmax=1.50m3/s
设计进水水质为：
BOD5=220mg/l CODcr=500mg/l
SS=250mg/l NH3-N=55mg/l
TP=4mg/l pH=6~9
设计出水水质：
BOD5≤20mg/l CODcr≤80mg/l
SS≤30mg/l NH3-N≤25mg/l
磷酸盐(以P计)≤1.0mg/l pH=6~9
处理程度：
EBOD5≥90.9% ECODcr≥84%
ESS≥88% ENH3-N≥55%
EP≥75%
2、污水处理构筑物工艺设计：
污水处理主要构筑物包括：粗格栅、进水泵房、高位井、细格栅、旋流沉砂池、配水井、生物池、沉淀池、回流污泥泵房、配泥井、鼓风机房、脱水机房等。
粗格栅：主要作用：去除直径大于20mm的进水中的漂浮物，以保护水泵不受损坏，并减轻后续处理单元的负荷，否则这些大块污物将堵塞后续单元的机泵或工艺管线。最大过栅流量3.3 m3/s，粗格栅为一、二期共用设施。
进水泵房：主要作用：是对来水进行提升，用泵将来水提升至高位井，进水泵房设计遗留有二期的提升泵2台的位置。
高位井：这是全厂水位最高的位置，在随后的工艺中，水的流向全是靠其自重流向后续处理过程，高位井为一、二期共用构筑物。
细格栅：主要作用：去除直径大于6mm的悬浮物，由中心刮渣板刮取栅条框内拦截的栅渣，在垃圾捞出的过程中由螺旋细格栅中心螺旋对垃圾进行压榨，并将压榨干的垃圾通过无轴螺旋输送器送至垃圾斗内，准备外运。
旋流沉砂池：工作原理：底部进水、上部出水，水进入旋流沉砂池内，由于流体推动，强制砂粒走向池底，沉降的砂粒在池内沿圆周运动轨迹移动。走向池底的砂粒，携带着其它杂质在池底被推向中央，慢慢沉向池底，整个流体的形态基本上是圆周运动，然后慢慢向中央推移，在中间升起，直至顶部，在顶部仍保持圆周运动并流出池外（出水渠）。当沉降的砂粒慢慢在池底移向中心，由于流体的流域逐渐减少，砂粒获得了速度（即越靠近池底中央，其速度越高）。当砂粒行至池底边缘至中心的途中，旋转的搅拌浆叶又为砂粒增添了速度，使较轻的有机物浮起、上升、流出沉砂池，而砂粒则渐向中央移动，并于池底中心孔跌入储砂斗。沉淀在储砂斗的无机沙粒由涡轮砂泵抽取进入砂水分离器，砂水分离器利用砂粒的比重比水的比重大原理，在重力作用下，砂粒的沉降速度快，沉淀下来的砂粒通过砂水分离器中间螺旋排出。当流量变化时，轴向搅拌器的螺旋浆叶，可稳定流体形态，以保证沉砂池的除砂效率。
主要作用：在水流保持一定的旋流流速情况下，利用离心力原理把比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机砂粒从污水中分离出来。
旋流沉沙池为圆形钢筋砼构筑物旋流沉砂池，直径：D=4,870mm，池深：H=4,350mm，进水渠宽度：B=1,220mm，出水渠宽度：B=1,220mm，设计流量：Q=1.5 m3/s。
配水井：主要作用：均匀的给三个生物池配水，以实现三个生物池的进水量一致。
生物池：生物池由厌氧池、前置反硝化池及氧化沟三部分组成。
厌氧池：在厌氧的条件下，利用污泥内的兼性微生物将不溶有机物水解为溶解性有机物，大分子和难降解的物质转化为易于生物降解的物质。同时为聚磷菌进行充分的磷释放提供一个必要的停留空间和适合的环境条件，从而提高系统除磷效率，还可以改善污泥的沉降性能，防止丝状菌的生长，提高系统的稳定性。厌氧池有效容积2202 m3，有效水深6 m，平均停留时间1.59h，90%的进水进入厌氧池。
前置反消化池：本厂进水氮的含量很高，仅氨氮（NH3-N）设计值即高达55mg/l，相对而言，碳源则略显不足。厌氧池前加设一个前置缺氧段（即回流污泥反硝化段），使回流污泥进入厌氧段前在这里完成硝酸盐氮的反硝化过程，以便维持厌氧段内硝酸盐氮的浓度在1.5mg/l以下，确保系统生物除磷效果。为提供回流污泥反硝化所需碳源，10%的进水直接进入前置缺氧段。前置反消化池有效容积1626 m3，有效水深6 m，平均停留时间1.17h，10%的进水进入前置反硝化池。溶解氧控制在0.3-0.5之间。
氧化沟：污水在封闭的沟渠中循环流动多次，池内间隔布置曝气系统、潜水搅拌器，使氧化沟中溶解氧呈现分区变化，溶解氧浓度在远离曝气装置的区域溶解氧较低，使氧化沟中某一段会出现缺氧区，溶解氧浓度在曝气装置的区域溶解氧较高使氧化沟中某一段会出现好氧区，这样在氧化沟内溶解氧、有机物(BOD)和氨氮浓度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮，氧化沟接近完全混合式生物池，生物池设计中采用部分区域不设曝气器，以人为形成缺氧段，实现反硝化，而无需采用内回流。另外反硝化过程中可提供氧，减小实际中的供氧量，降低运行费用。氧化沟L=105.4m，B＝50.3m，内分6格，单格宽 B＝8m，有效水深H＝6.0m，单池有效池容: V=28450 m3，设计泥龄: SRT=13.1 d，设计污泥负荷: F/M= 0.085kgBOD5/kgMLSS，设计流量下停留时间: T=20.48h，设计混合液悬浮固体浓度: MLSS=3500 mg/l。二廊道溶解氧控制0.3-0.5之间，三廊道溶解氧控制在1-1.5之间，出水口溶解氧控制在2-3之间。生物池回流比控制在50%-70%之间。
沉淀池：采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池，同时在出水堰底部增设挡板有效防止出水带走悬浮污泥，该挡板可引导上向悬浮固体远离出水堰板处，保证出水SS达到较低的浓度，使水质达标排放。作用：将生物池出水混合液进行固液分离以保证最终出水水质。单池设计流量 Qmax=1,806m3/h、Qave=1,389m3/h，设计表面负荷：Qmax=0.758m3/m2.h(最大流量)、Qave=0.58m3/m2.h(平均流量)，沉淀时间HRT=3.1h沉淀池直径D=55m，有效水深 H＝4.1m。
回流污泥泵房：作用：3个沉淀池沉淀污泥通过虹吸式刮吸泥机排出至回流污泥泵房，同时利用潜水泵把污泥提升到配泥井，由配泥井平均分配至生物池前置缺氧池，进行回流污泥反消化。
配泥井：主要作用：均匀的给三个生物池分配回流污泥，以实现三个生物池的回流污泥量一致。
鼓风机房：主要作用：为使生物池提供足够的空气，使生物池的混合液保持一定的溶解氧，从而为微生物提供一个合适的条件，以达到污水净化的目的。
脱水机房：主要作用：通过污泥的浓缩脱水，使污泥的体积大大较少，方便污泥运输及处置。
第二节 回用水区

五龙口污水处理厂回用水区设计规模为5万m3/d，采用混凝→沉淀→过滤→消毒的常规净水工艺方案，处理后的回用水作为郑州市市区内金水河的补充水源，同时考虑工业回用的可能性。厂内自用水系数为10%。回用水区工艺流程图如下：
提升泵

管式静态混合器

小网格反应池

平流沉淀池

V型滤池

清

水

池
送水泵房

剩余污泥泵房

废 水 池

加药间
鼓风机房、反冲洗泵房

消毒（ClO2）
至用户
进水

回用水系统流程图
1、设计出水水质

设计进水水质为
设计出水水质
BOD5：20mg/l
BOD5≤10mg/l
CODcr：80mg/l
CODcr≤50mg/l
SS：30mg/l
SS≤10mg/l
NH3-N：7mg/l
TN≤15mg/l
TP ：1mg/l
TP≤1mg/l

2、回用水处理构筑物工艺设计
回用水处理主要构筑物包括：提升泵房配水井、提升泵房、反应沉淀池、滤池、清水池、送水泵房、废水池、加药加氯间等。
提升泵房配水井：主要作用：将污水处理二级处理系统满足回用水处理进水水质的出水优先输送至回用水处理工段，保证回用水区的水量，其余的出水排放至五龙口明渠。
提升泵房：主要作用：将污水处理二级处理系统出水及V型滤池反冲洗废水经潜水泵一次提升至回用水处理构筑物，进行深度处理，满足后续处理流程的要求。
反应沉淀池：工作原理：向水中投加一定数量的凝聚剂，在适当的外力作用发生凝聚和絮凝过程，使污水中细微颗粒和胶体污染物形成较大絮状颗粒，在重力作用下下沉到池底，完成固液分离过程。反应沉淀池包括静态反应混和器、小孔眼网格反应池和平流沉淀池。
小孔眼网格反应池：主要作用：污水与凝聚剂充分混合，析出的小矾花快速有效碰撞，使矾花颗粒由小变大，由松散到密实，既保证了反应后矾花颗粒达到一定的尺度和密实度，又增强了矾花抗剪切的能力，从而避免了反应的不完善和过反应现象产生。小孔眼网格反应池中的水流分布情况见下图：⊙为水流向上流动， 为水流向下流动。
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平流沉淀池：主要作用：在重力作用下，将反应后产生的大的絮状颗粒从水中进行分离。设计流量：每座319 l/s，停留时间：t=2h，水平流速：V=8mm/s，有效水深：h=3.5m，平面尺寸：60.4 m×25.2m。
V型滤池： V型滤池采用均质深层砂滤料、截污能力强、滤速高、出水水质好且稳定。反冲洗方式为气水反冲加表面扫洗，冲洗效果好、运行周期长、省水省电。单池进、出水设置堰板，使各池进水均匀，进出水不受其他单池的影响，滤池出水管设有调节阀门，可方便的实现达到恒位、恒速过滤。此种池型自动化程度较高。
反冲洗泵房：主要作用：提供V型滤池反冲洗的水源，通过气冲—气水冲—水冲加原水水平扫洗的方式，使滤料除去污垢。
鼓风机房：主要作用：提供V型滤池反冲洗的气源，通过气冲—气水冲—水冲加原水水平扫洗的方式，使滤料除去污垢。
清水池：主要作用：调节容量池。处理后的回用水作为郑州市金水河的补充水源，用水量相对比较稳定，设计清水池的调节容量定为回用水日处理能力的4%，清水池的停留时间约为1h。
送水泵房：主要作用：将处理后回用水输送至金水河，并向厂内提供自用水
废水池：主要作用：滤池反冲洗排水进入废水池，通过泵提升回流至提升泵房。
加药加氯间：包括加药间和加氯间。
加药间：主要是配置凝聚剂，为小孔眼网格反应池提供凝聚剂。
加氯间：主要是配置消毒剂。消毒方式为二氧化氯消毒方式，共有两个投加点，反应沉淀池前段控制在5mg/l，作用为去除藻类，滤后投加点控制3mg/l，作用为保证出水的余氯。工作原理：以盐酸和氯酸钠为原料，通过加热催化，产生二氧化氯为主、氯气为辅的复合消毒剂，再由水射器产生负压，使产生的复合消毒剂进入动力水中，投向需要的加氯点。