污水处理工艺选择

2005年第3期铁路工程造价管理经验交流污水处理工艺选择张雪涛(铁道第三勘察设计院机械环工处,天津300251)商要:对适用于小城镇污水处理工程的氧化沟和SBR工艺进行了详细的技术经济比较,确定了崇福镇污水处理厂的处理工艺方案。关键词:污水处理;工艺选择;氧化沟;SBR中图分类号:TU992.25文献标识码:B文章 编号:1007 - 9890(2005 )03 -0048 -030概述比流量法、分类调查法和用水量递增法4种方法进行计算。省略计算过程、列出计算结果见表1.表2。浙江省桐乡市崇福镇位于浙江北部杭嘉湖平原表1人口综合法和面积比流法计算结果中部,东临嘉兴市秀洲区,南接海宁市，西界德清县、项目人口综合法面 积比流量法单位近期「中期近期中期余杭区,西北与湖州市毗连,北与江苏省吴江市接壤。(2005 (2010(200年)(2010年)人口规模近期为3.5~4万人(2000 ~2005年),预测人口万人4.0 5.5中期为5~5.5万人(2006 ~2010年)、远期为7~8万皇综合用水量no0m2/面积km2_|.4.16I5.64.人(2011 ~ 2020年)。崇福镇水网密集,水域面积达来0.75| 0.8水指标(万人.d)9.56% ,平均过境流量为23. 3 m'/s。森综合用水量1o'm2/0.75 0.90随着崇福镇工业的加速发展和城市化水平的不指标(km2 :d)给水量10*m2/d 3.0 4.4 3.12 I 5.0断提高,工业废水和生活污水量也在同步增加,导致自备水源给水量 10m2/d 0.76 T 0.97 0.76 0.97水环境质量的不断恶化。目前存在的主要问题是，产污率%90)090 9周边地区水环境不断恶化;乡镇工业的迅速发展,造载污率808530 8总变化系数1.30 1.25 I 1.301.25成污水排放量增加;污水治理设施远滯后于经济发污水量10*m'/dl 2.08 3.29 2.15 3.70展与城市化的进程速度。根据崇福镇城镇总体规划表2分类调查法和用水递增法计算结果和环境保护规划,以可持续发展为核心,环境综合治理为手段,实现生态保护与经济发展相协调的战略方法单位近期中期| (2005年) (2010年)目标，把崇福镇建设成经济繁荣、生态环境优美、空排污量10*m'/d2.183. 20气清新、水质洁净的城镇。按照总体规划,2005年截污率水「10*m2/d2.002. 88以前,工业废水处理率要达到100% ,处理达标率为4.05.595%;市政污水集中处理率要达到60%;地面水质用水定额L(人 .d)200280达标率为60%。在此背景下,我们承担了崇福镇污查污9)0_层水水综合治理工程的可行性研究工作。10*m/d0.581.18综_ 工业污水量2.881污水处理厂污水量的计算拿生活污水量10*m3/d0.58 .综合污水量2.584.068该污水处理厂污水量可采用人口综合法、面积中国煤化工1.381.36MYHCNMHG_3.486.04收稿日期:2004-12 -7作者简介:张雪涛(1971- -) ,男,天津人,工程师,1994年毕业于兰州法铁道学院,现从事给排水设计工作。2.504.6248经验交流铁路工程造价管理2005年第3期综合以上4种计算方法得出，前两种计算结果和季 节性,而且工业废水排放量占总污水量的偏小。考虑到城市单位人口综合用水量指标和城市70% ,因此很容易出现较大的排水波动。单位建设用地综合用水量指标属于全国范围内的指目前大部分企业均建有污水处理站,崇福镇污标，而分类调查和用水量递增法是根据目前实测的水处理厂建成后工业废水排人污水管网的水质均应工业用水量和生活用水量推算所得,因而能反映当符合《污水排入城市下水道水质标准》( CJ3082 )的地的实际用水量。由于崇福镇二期规划包括经济开要求，由于工业废水可生化性指标BOD,/COD经过发区二期工程以及其它的工业区和生活区,加之崇各污水处理站预处理后该比值有减小的趋势,难于福镇被规划为以轻纺工业为特色的工业城镇,定位生物降解的有机底物所占比例增加。根据地面水体为桐乡市的中心镇。考虑使污水处理厂在建设期间水质监测资料显示,NH - N在京杭运河崇福段水和一定时期内可以满足城镇发展需要的原则，污水体全域均超V类标准,TP最大值出现在大麻渡口断处理厂-期建设规模为3.0x 10* m'/d,二期建设规面,超V类水体标准4.96倍,由此表明N、P是该水模为5.0x10* m'/d。体的主要污染物。.由于在污水处理建设工程中,企业正逐步推行项目法人制,采用自筹资金和自负盈亏的管理模式。2污水 处理厂污水水质因此,建设项目应考虑全寿命费用(基建费用+运营管理费用) ,在满足出水水质的要求下,尽量选择(1)进水水质通过对崇福镇用水量预测分析可知,崇福镇工处理成本和经营成本最小的工艺。通过以上分析,该污水处理项目具有以下特点:业废水与生活污水比约为7:3,根据各种废水的水①污水量昼夜变化大,水质波动较大,难于生物量及水质,计算该工程的进水水质,计算结果见表降解的有机底物含量较大,处理水质要求高;3。由表3可知,该工程进水水质取COD。≤460②具有脱氮脱磷功能;mg/L、BOD,≤190 mg/L, ss≤160 mg/L、NH3 -N≤③追求最小处理成本;30 mg/L、TP≤2.0 mg/L较合适。④技术力量相对比较薄弱,且要求管理简单、运表3污水进水水 质统计结果行稳定及维修方便。废水量COD BOD SS NH3 -TP废水种类活性污泥法中应用比较广泛的处理工艺有传统(10'm'/d) )( mg/L)( mg/L)|( mg/L)( mg/L)| ( mg/L)工业废水2. 1488194162业16活性污泥法和它的改进型、氧化沟、SBR工艺3种。生活污水0.9388154 12638.9 3.6活性污泥法工艺特点和适用范围见表4。.合计3.045182 151 _ | 22.9 1.8表4活性污泥法工艺特 点和适用范围(2)出水水质工艺名称传统活性污泥法氧化沟和SBR工艺根据总体规划和方案比选，污水处理厂拟建在(含改进型)|(1)具有较高的抗冲击负荷的能南沙渚塘南侧、胡家埭东侧，处理后出水受纳水体为|(1)污水处理效果力:南沙渚塘或中沙渚塘,符合当地政府规定的排放I好,适于处理净化程(2)污泥负荷低于传统活性污泥度和稳定程度要求法,曝气时间长,处理效果好;类水质的要求。根据国家相关法律规定,排入I类较高的污水; .(3)不设初沉池和污泥消化池, 在水体的污水执行《污水综合排放标准》( GB8978 -优点(2)能耗较低，运营污水处理的同时,实现污泥的消化费用较低:稳定,剩余污泥较少，处理工艺简1996)中的一级标准。具体指标为:COD。= 60 mg/(3)改进型传统活单:性污泥法具有较好(4)中小型污水处理厂基建费用L, BOD, =20 mg/L,SS = 20 mg/L,pH =6~9,NH, -|的脱氮除磷功能。 低于传统活性污泥法:| (5)具有较好的脱氮除磷功能。N=15 mg/L,磷酸盐为0.5 mg/L。(1)对水质、水量变|由于采用低负荷延时曝气运行方化的适应能力较低，式，曝气时间长,池容大，随着处理|运行效果易受水质、3污水处理工艺方案平价欢来房受水质、规模的增大，基建费用增长较快，-规范后(一般认为>10中国煤化工)，基建费用大于传统崇福镇2002年工业废水排放量为477.69 x 10*TYHCNMHG。m',工业废水排放是根据企业的生产工艺、工作班从表4中的对比分析得出,氧化沟和SBR工艺制、任务饱满量等因素确定,一般具有明显的规律性具有明显的优点,此次方案比选主要在氧化沟和492005年第3期铁路工程造价管理经验交流SBR间进行。(2)SBR工艺(1)氧化沟工艺CAST工艺是传统SBR工艺的改进型,在SBR由于氧化沟工艺通常不需设初沉池和污泥消化工艺的前段增加生物选择区,可以强化脱氮除磷功池,整个处理过程要比传统活性污泥法简单,不需要能,对水中的有机底物具有快速吸收及吸附作用,以复杂的自动控制,这很适合于技术力量相对薄弱及及培养优势菌群、抑制污泥膨胀和增强系统的稳定管理水平相对较低的中小型污水处理厂。针对单纯性。SBR工艺具有以下特点:氧化沟除磷效果--般的问题,在氧化沟前增设厌氧①脱氮除磷效率高;区和缺氧区,将厌氧、缺氧好氧过程集中在一个池②占地较少,构筑物简单,布置紧凑;内完成,在保留氧化沟优点的基础上,加强其脱氮、③抗冲击负荷能力强,出水水质好;除磷的效果。利用卡罗塞氧化沟的流态,省掉混合④污泥活性高,沉降性能好;液回流机械,利用闸门的开启度调整混合液回流量，⑤采用自动仪表及设备,以便于管理;降低能耗。⑥CAST工艺可以很方便地实现模块化设计,表S .氧化沟和SBR工艺方案为以后污水处理厂的扩容创造条件;工程规模一期工程规模3x10* m?/d⑦工艺控制的全部仪表基本可以实现国产化。工艺方案氧化沟工艺SBR工艺氧化沟和SBR工艺的技术经济比较见表5。-期占地面积3.36-期占地面积2. 6 hm2,占地面积hm',-、二期总占一、二期总占地 面积5.0从表5可以看出,两种方案都可以满足设计和|地面积5.88 hm2。 hm2。技术要求。其中氧化沟工艺方案具有管理简单的优进水井、细格栅、悬|流沉砂池A2/0池、进水井、细格栅、悬流沉砂点,但占地面积较大;SBR工艺方案具有运营费用较主要工程二次沉淀池、 回流污池、ACST池、剩余污泥泵低电耗较小的特点,但对处理过程的自控程度要求内泥泵房、出水泵站、房出水泵站、污泥浓缩池、| 污泥浓缩池、污泥脱污泥脱水机房。较高。由于崇福镇乡镇经济比较发达,土地资源紧水机房。缺,所以应以“合理利用土地和切实保护耕地”为原A2/0池:2座,单池尺文行| 90mx2ms5CAST池:4座,单池尺寸则，基于上述比较分析,此次设计推荐SBR工艺泥负荷N, =0Q. 06 b8l5om x 25mx5 m,行泥负荷方案。主要BO:/kgMLSS : d);|N =0.11 kgBOD,/( llIss污泥龄21 d;水力停.d):污泥龄15 d:排水比构筑物留时间(=17.0h;1/3;污泥回流比30%;有设计参数污泥回流比 100%0 |效水保4.5m。离心式鼓4结论有效水深4.0 m。风机3台,2用1备,N=表面曝气机3台/175 kW/台。池，N =S5 kW/台(变频调速)。对于规模小于5 x 10* m'/d的小型污水处理工程费用5 879(3567)5 491(3570)厂,特别是在土地资源非常紧缺及经较比较发达的小计(万元)地区,随着污水处理自控设备正逐渐实现国产化，单位处理0.70.68经成本(元/m3 )SBR工艺具有一定的优势。SBR工艺的推广应用单位经营.550.47前景广阔。较|成本(元/m2)参考文献:污水处理[1]王维斌,吴凡松.小型污水处理厂的设计[J].中国给水排水部分电费276215(万元/a)2002,18,(3):57 -60.BOE:95% ~9% ;氨[BOD, :90% ~ 93%;氨氮:[2]周苞,谭振江中、小型城市污水处理厂的优选工艺[J].中国给处理效率氮: >90% ;磷: >70% 87% ;磷:83%水排水,000,16(10) :21 -24.(1)运行管理简单.自动化[3]王彬.对小城市污水处理工程设计的思考[J].中国给水排水，程度高,运行过程须有计算2001 ,27(9):12 -14.(1)运行管理简单，(2)基建投资和运转费用氏对技术要求一般,运较低;主要特点行可以人工控制:(3)构筑物少,污水处理厂审稿人:黄鸿翔(2)除磷效果较好;布置紧凑,鼓风曝气动力效(3)基建投资较高,中国煤化工占地面积较大。(4)多用于中小型污水处MHCNMHG理厂。注:工程费用小计括号内数字为-类费用。50