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呼和浩特市可镇污水处理厂工程设计 葛诚沈晓铃李大成 无锡市政设计研究院有限公司， 江苏 无锡 214072 摘要 呼和浩特市可镇污水处理厂近期建设规模 1. 0 104m3/d， 远期总规模 2. 5 104m3/d。污水处理主体工艺采用 组合式 A2/O 生化池 砂滤， 污泥处理采用污泥贮池 带式浓缩脱水一体机， 尾水采用液氯消毒， 设计出水水质执行 GB 189182002 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 A 排放标准。介绍了该工程的工艺流程、 设计参数， 总结分 析了工艺设计的技术特点。同时阐述了针对低温条件下的运行保障措施和要求， 为寒冷地区同类污水处理厂的设计 提供参考和借鉴。 关键词 工程设计; 低温污水处理; 组合式 A2/O 工艺 ENGINEERING DESIGN OF HOHHOT KEZHEN TOWN SEWAGE TREATMENT PLANT Ge ChengShen XiaolingLi Dacheng Wuxi Municipal Design Institute Co． ，Ltd，Wuxi 214072，China AbstractThe recent construction capacity of Hohhot Kezhen Town Sewage Treatment Plant was 1. 0 104m3/ d，the total capacity was 2. 5 104m3/ d． Integrated A2/O process and sand filters were adopted in main sewage treatment process，and sludge storage pool with belt dewatering machine were adopted in sludge treatment．In addition，The final effluent was disinfected by liquid chlorine． The designed effluent quality would be up to A criteria of Class I specified in“Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant” GB 189182002 ． This paper introduced the process flow and the design parameters of this project． The technology points of this design were summarized and analyzed． The measures and requirements of successful running in low temperatures were also described， which provided a reference for the design of similar sewage treatment plant in cold regions． Keywordsengineering design;low-temperature wastewater treatment;integrated A2/O process 1工程概况 武川县地处内蒙古自治区中部、 呼和浩特市北 部， 武川县属中温带大陆性季风气候， 年平均气温为 3. 3 ℃ ， 最冷为 1 月份， 平均气温为 － 14. 1 ℃ ， 最热 为 7 月份， 平均气温为18. 9 ℃ 。可镇是全县政治、 经 济、 文化中心， 地理位置十分重要， 交通便利， 旅游和 矿产资源丰富。 呼和浩特市可镇污水处理厂位于武川县可镇镇 西大 兴 昌 村， 工 程 征 地 面 积 16 800 m2， 工 程 规 模 1. 0 104m3/d， 远期总规模 2. 5 104m3/d。工程于 2009 年 6 月正式开工建设， 2010 年年底建成投产试 运行， 工程总投资约3 400万元。 2设计水质与工艺流程 2. 1设计水质 根据 分 类 用 水 量 测 算 结 果， 结 合 GB 50014 2006室外排水设计规范 人均排污标准及CJ 3082 99污水排入城市下水道水质标准 对工程进水水质 进行加权测算， 并考虑进水水质的不确定性， 适当留 有安全余地， 最终确定设计进水水质。 根据工程立项的环境保护审查意见， 该工程处理 后的尾水远期大部分回用于可镇工业园区， 其余则作 为 河 道 景 观 补 充 用 水。 出 水 水 质 指 标 执 行 GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 A 排放标准。 工程设计进、 出水水质如表 1 所示。 2. 2工艺流程 低温极大的抑制微生物的生物活性， 直接影响污 水处理效果。武川县可镇属于北方寒冷地区， 在工艺 流程的选取上要充分考虑低温对污水处理效果的不 利影响。该工程污水处理主体工艺采用组合式 A2/O 5 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 表 1设计进、 出水水质 项目 ρ BOD5 / mg L － 1 ρ COD / mg L ρ SS / mg L － 1 ρ NH 4 － N / mg L ρ TN / mg L － 1 ρ TP / mg L － 1 pH 粪大肠菌群数 / 个L － 1 进水20040025030404. 06 ～ 9 出水≤10≤50≤10≤5 8≤15≤0. 56 ～ 9≤1 000 注 括号外数值为水温 ＞ 12 ℃ 时的控制指标， 括号内数值为水温≤12 ℃ 时控制指标。 生化池 深度砂滤系统， 该工艺组合技术成熟， 运行 可靠， 对低温条件下的水质、 水量变化具有较强的适 应性， 保障处理后尾水的稳定达标。出水采用液氯消 毒工艺， 污泥处理系统采用污泥贮池 带式浓缩脱水 一体机。工艺流程见图 1。 图 1工艺流程 3主要处理构筑物设计 3. 1粗格栅及进水泵房 粗格栅及进水泵房为合建式， 土建规模 2. 5 104 m3/d， 设备分期配置。格栅间分 2 格， 每格宽 900 mm， 设置 机械粗 格 栅 2 套， 机 宽 800 mm， 栅 距 20 mm， 安装角度 75。两套粗格栅配置无轴螺旋压榨 机 1 台， 长为3 800 mm。进水泵房集水井为钢筋混凝 土结构， 平面尺寸为 12. 3 m 9. 0 m， 有效水深 1. 55 m， 近期安装 3 台水泵， 2 小 1 大， 大泵备用， 其中小泵 配供变频装置， 远期增设 1 台大泵， 通过大小泵级配 及变频装置来满足水量变化要求， 小泵规格 单台流 量 Q 380 m3/h， 扬程 H 10. 5 m， 功率 N 22 kW; 大泵规格 单台流量 Q 770 m3/h， 扬程 H 10. 5 m， 功率 N 45 kW。 3. 2细格栅及旋流沉砂池 细格栅及旋流沉砂池为合建式， 土建规模 2. 5 104m3/d， 设备 分期 配置。格 栅渠 分 2 格， 每 格 宽 1 000 mm， 设置机械细格栅 2 套， 机宽 900 mm， 栅距 5 mm， 安装角度 75。两套细格栅配置无轴螺旋输送 机 1 台， 长为3 600 mm。旋流沉砂池为 2 组圆形钢筋 混凝土构筑物， 直径2. 43 m， 近期安装旋流沉砂装置 1 套， 远期增设 1 套， 电机功率 N 0. 55 kW。同时配 置 1 套砂水分离器， 流量 Q 12 ～ 20 L/s， 功率 N 0. 37 kW。 3. 3初沉池 初沉池为半地下式圆形钢筋混凝土结构， 建设规 模 1. 0 104m3/d。采用 1 座中进周出式辐流沉淀 池， 直径 18 m， 有 效 水 深 3. 3 m， 表 面 负 荷 qmax 2. 6m3/ m2h ， 沉淀时间 1. 27 h， 配置 1 套周边传动 半桥式刮泥机， 功率 N 0. 37 kW; 配备两台排泥泵， 1 用 1 备， 单台流量 Q 70 m3/h， 扬程 H 12 m， 功率 N 5. 5 kW。 3. 4组合式 A2/O 生化池 组合式 A2/O 生化池为半地下式钢筋混凝土结 构， 建设规模 1. 0 104m3/d。一座两组， 池体分为缺 氧区、 厌氧区、 好氧区、 污泥回流区、 硝化液回流区以 及沉淀区。沉淀区采用周进周出辐流式沉淀池形式， 共设两座直径 22 m 的辐流式沉淀池。污泥回流区以 及硝化液回流区均利用沉淀区周边与 A2/O 生化池 之间的三角区域。 A2/O 生化池平面尺寸为 51. 3 m 36. 5 m， 生化 池有 效 水 深 6. 0 m， 混 合 液 污 泥 浓 度 ρ MLSS 4 000 mg/L， BOD5污泥负荷 Fwv 0. 06 kg/ kgd ， 污泥产泥系数 1. 02， 泥龄 θ 23. 30 d， 总停留时间 26. 96 h， 其中厌氧区停留时间1. 85 h， 缺氧区停留时 间 8. 68 h， 好氧区停留时间 16. 43 h。沉淀池直径 22 m，有 效 水 深 3. 35m，表 面 负 荷qmax 0. 9 m3/ m2h ， 沉淀时间3. 72 h。 生化池 缺 氧 区 设 4 套 潜 水 推 进 器， 功 率 N 0. 37 kW; 硝化液回流区设硝化液回流泵 6 台， 单台 流量 Q 210 m3/h， 扬程 H 1. 0 m， 功率 N 3. 0 kW; 好氧区安装盘式微孔曝气器 3614 片。沉淀池设 2 套中心传动吸泥机， 功率 N 0. 55 kW。污泥回流 区设污泥回流泵 6 台， 单台流量 Q 110 m3/h， 扬程 H 3. 5 m， 功率 N 3. 0 kW; 剩余污泥泵配置 3 台， 2 用 1 冷备， 单台流量 Q 30 m3/h， 扬程 H 15 m， 功 率 N 3. 0 kW。 3. 5二级泵房 二级泵房为半地下式钢筋混凝土结构， 建设规模 6 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 1. 0 104m3/d。设污水提升泵 3 台， 2 用 1 备， 水泵 配置变频装置， 单台流量 Q 380 m3/h， 扬程 H 5. 0 m， 功率 N 11 kW。 3. 6砂滤车间 砂滤车间为单层框架结构， 建设规模 1. 0 104 m3/d， 平面尺寸 18. 0 m 15. 0 m。内设 8 套砂滤罐 成套设备， 作为深度处理系统的核心单元，主要去除 SS、 COD 及 TP， 确保尾水达标排放。砂滤罐单套最大 处理能力 Qmax 2 000 m3/d。 3. 7加氯间及接触消毒池 加氯间与接触消毒池采用合建方式， 加氯间为单 层框架结构， 接触消毒池为地下式钢筋混凝土结构， 建设规模 1. 0 104m3/d， 平面尺寸 15. 9 m 7. 8 m。 接触消毒池有效水深 2. 65 m， 接触时间 50 min。加 氯间设氯库、 漏氯吸收间、 采样间等， 内设真空加氯机 2 套， 单套加氯量 6. 5 kg/h; 漏氯报警装置 1 套， 漏氯 吸收装置 1 套。 3. 8鼓风机房 鼓风机房为单层框架架构， 建筑面积 120 m2 ， 与 变配电所合建， 建设规模 1. 0 104m3/d。设置 3 台 离心鼓风机向生化池供氧， 2 用 1 备， 生化池需氧量 3 753. 82 kg/d， 供气量125. 80 m3/min， 鼓风机单台风 量 Q 65 m3/min， 升压 H 68. 6 kPa， 功率 N 110 kW。离心鼓风机配置变频装置， 可根据生化池实际 运行负荷调节鼓风机转速， 达到节能目的。 3. 9污泥贮池 二级泵 房 为 圆 形 钢 筋 混 凝 土 结 构， 建 设 规 模 2. 5 104m3/d。直径 6. 0 m， 有效水深 3. 5 m。近期 进泥量 Q 340 m3/d， 停留时间 7. 0 h。设反应搅拌 机 1 套， 功率 N 1. 5 kW。 3. 10污泥脱水机房 脱水 机 房 为 单 层 框 架 结 构， 建 设 规 模 2. 5 104m3/d。内设浓缩脱水机车间、 加药间、 药剂库、 冲 洗泵等， 在脱水机房外侧布置污泥棚， 建筑面积 238 m2。污泥浓缩脱水前需投加药剂， 药剂采用聚丙烯 酰胺 PAM ， 选用颗粒或粉末高分子絮凝剂， 脱水加 药量按干泥量的 4‰考虑。 近期设 1 台带式浓缩脱水一体机， 远期增设 1 台， 脱水机单机处理能力 45 ～ 60 m3/h， 带宽 2. 0 m， 功率 N 2. 2 kW 1. 5kW。 进泥泵、 污泥加药装置、 冲 洗水泵等配套设置。设水平皮带输送机及倾斜皮带 输送机各 1 台， 配电功率均为 3. 0 kW。污泥经脱水 后可直接排入水平无轴螺旋输送机， 再通过倾斜螺旋 输送 机 输 送 至 脱 水 机 房 外。脱 水 前 污 泥 含 水 率 99. 2 ， 脱水后污泥含水率 80 。脱水机工作时制 8 ～ 12 h/d。 为确保出水 TP 稳定达标， 设计采用后置加药方 式进行化学除磷， 脱水机房内设除磷加药装置 1 套， 投药能力136 kg/d， 投加浓度 10 ， 功率 N 4. 5 kW， 隔膜计量泵配套设置。 4工艺特点 1 考虑到当地春秋两季风沙较大， 进厂污水中 无机质含量较高， 增设初沉池以减轻后续主体构筑物 的运行负荷。同时设置初沉池超越管道， 便于运行管 理的灵活调控。 2 组合式 A2/O 生化池将改良 A2/O 生化池和硝 化液回流、 污泥回流、 沉淀池整合到一个池体内， 充分 利用传统工艺池体间的有效空间， 通过共用墙体大大 节省了占地面积和单建的管道泵阀系统， 较传统工艺 具有占地面积小、 投资成本低、 处理效果好、 运行费用 省的特点。 3 组合式 A2/O 生化池利用空余区域构建传统 的内、 外回流， 将污泥外回流变成内回流， 一方面可减 少污泥回流泵的扬程; 另一方面， 缩短了污泥回流时 间和活性污泥在沉淀区的停留时间， 在保持出水质量 所需 DO 值恒定的条件下， 大大降低了在此流程中 MLSS 内源呼吸所消耗的 DO， 使全程氧消耗量降低， 提高了系统运行效率， 降低了系统运行成本。 4 组合式 A2/O 生化池运行检测的集中度提高， 有利于操作人员对污水处理系统的运行管理。 5 深度处理单元采用砂滤成套设备， 置于室内， 在保障水质处理效果的基础上， 对当地低温环境具有 更强的适应性。 5低温运行保障措施 5. 1设计保温措施 1构筑物侧壁设置保温墙， 采用 240 厚 MU10 保温砖砌筑， M10 水泥砂浆抹面， 保温层砌筑范围为 冻土层以下 0. 5 m 至池顶。保温墙四周斜坡培土， 表 面敷设草坪砖。 2细格栅及旋流沉砂池、 二级泵房及污泥贮池 等部分处理构筑物设置落地式彩钢夹芯板房; 组合式 A2/O 生化池加盖保温， 同时根据需要设置采暖点。 3阀门井四周增加覆土， 井筒相应抬升， 避免低 下转第 11 页 7 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 用盐酸调 pH 值为 4， 加入0. 75 g Mn2 /TiO2光催化 剂进行光催化氧化反应， 结果如图 7 所示。由图 7 可 知 COD 降解率随着光照时间的加长而增大， 光照 10h 时达到 87. 1 ， 此后光降解率变化不大。根据国 家纸浆造纸工业水污染物排放标准， 结合实际可得最 佳处理时间为9 h， 此时 COD 光降解率为 80. 3 ， 出 水ρ COD 浓度为78. 8 mg/L。 图 7光照时间对 COD 降解率的影响 3结论 1 以无机盐四氯化钛为原料， 采用溶胶 － 凝胶 法制备纳米 Mn2 /TiO2光催化剂， 经 XRD 分析发现 460 ℃ 热处理 1h 后的 TiO2为锐钛型， 粒径为 8. 5nm。 与单纯 TiO2光催化剂相比， Mn2 /TiO2 光催化剂对 造纸废水的光催化降解能力得到较大提高。 2 Mn2 /TiO2光催化降解造纸废水的最佳条件 在ρ COD 为400 mg/L， 溶液初始 pH 值为 4. 0， 光催 化剂用量1 500 mg/L， 反应时间9 h时， COD 去除率 可达 80. 3 ， 出水 COD 低于 GB 35442008 标准。 参考文献 ［1］王春涛， 张鹏娟， 代吉华． 预处理 － IC － 氧化沟 － 气浮工艺处理 再生纸废水［J］． 环境工程， 2012， 30 2 44- 46， 50． ［2］姜忠峰， 范振林， 李畅游， 等． 臭氧光催化工艺处理制浆造纸中 段废水［J］． 环境工程， 2010， 28 S1 139- 142． ［3］Linsebigler A L，Lu G Q，Yates J T．Photocatalysis on TiO2 surfaces principles， mechanismsandselectedresults ［J］． Chemical Reviews，1995，95 3 735 － 758． ［4］Fujishima A，Rao T N，Tryk D A． Titanium dioxide photocatalysis ［J］． Photochemical Photobiology C，2000，1 1 1 － 21． ［5］Sambrano J R，Nobrega G F，Taft C A，et al．A theoretical analysis of the TiO2/Sn doped 110 surface properties［J］． Surface Science，2005，58071 － 79． ［6］Yuan Zhihao，Jia Junhui ，Zhang Lide． Influence of co-doping of Zn Ⅱ Fe Ⅲon photocatalytic activity of TiO2for phenol degradation［J］． Materials Chemistry and Physics，2002， 73 323 － 326． ［7］Kubacka A，Baeza B B，Colon G，et al． W，N-codoped TiO2- anatasea sunlight-operated catalyst for efficient and selective aromatic hydrocarbons photo-oxidation［J］． Journal of Physical Chemistry Letters，2009，1158553 － 8555． ［8］Choi W Y，Termin A． The role of metal ion dopants in quantum- sized TiO2correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics［J］． Journal of Physical Chemistry，1994， 9813669 － 13679． ［9］刘凡新， 崔作林， 张志琨． 纳米 TiO2复合薄膜光催化降解甲基 橙的研究 ［J］． 感光科学与光化学， 2003， 21 2 119 － 125． 作者通信处全玉莲066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西 段 73 号中国环境管理干部学院环境工程系 电话 0335 5945997 E- mialqylian 126． com 2012 － 08 － 27 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 7 页 温条件下冰水入井。在管线适当位置设放空措施， 同 时阀门设置伴热管， 确保冬季运行调控。 4鼓风机房设采暖措施， 对空气进行预加热， 以 提高生化池水温。 5. 2运行管理措施 低温条件时进厂负荷远远低于设计负荷， 污水处 理系统可采用单组运行， 既保障了系统的水平及上升 流速， 又减少了运行费用; 初沉池如放空， 需对设备进 行越冬保护。 5. 3厂外管网监管 由于厂外收水管网还不完善， 部分明渠直接入 网， 同时收水范围内地势起伏较大， 部分厂外管道覆 土严重不足， 很可能导致进厂水温偏低， 影响污水处 理效果。应强化厂外管网监管， 及时发现问题并加以 改造， 同时杜绝冰雪入网。 6结语 该工程自竣工投产以来， 系统运行稳定， 出水水 质良好， 极大的削减了当地水环境污染负荷， 有力的 推进当地生态环境的持续改善。作为环境基础设施 建设项目， 该工程社会效益显著， 在周边地区起到了 很好的示范作用。 作者通信处李大成214072无锡市隐秀路 901 号联创大厦西楼 E- maillidc wxmedi． com 2012 － 07 － 29 收稿 11 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期