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编辑导读:
,该工程主要解决日常污水溢流、生反池浑水排放、出水水质一级A提标三大核心问题。其中溢流污水及生反池浑水问题通过新建综合池得到有效解决;出水TP、TN、SS等指标通过新增深度处理“高效沉淀池+反硝化深床滤池”组合工艺实现提标。同时,通过增设污泥杂质分离设备及对现状储泥池的原位改造解决了剩余污泥杂质含量高的问题,并通过切换闸门井设计优化、现状加氯消毒池和出水箱涵的改造成功实现了污水厂不停水施工。
作者简介:胡维杰(1972-),男,浙江慈溪人,大本,教授级高工,注册设备(给水排水)工程师,注册咨询工程师,上海市政总院三院总工程师,研究方向为污水处理及污泥处理等。
上海市石洞口污水处理厂于1999年年底动工,2002年底调试运行,建设规模为40×104m3/d。污水厂采用一体化活性污泥法工艺。建成至今,石洞口污水处理厂为片区水环境改善作出了重大贡献,然而在后期运行中存在几点问题:(1)新建污水总管新西干线输送能力增加,污水厂旱季存在污水溢流;(2)一体化生物反应池运行中间歇排放的浑水降低预处理段的运行效率;(3)污水厂出水TN、TP、SS等指标已不能满足日趋严格的排放标准。针对上述几点问题,对污水厂进行提标改造设计。
本文主要对提标改造核心工艺单体综合池、高效沉淀池和反硝化深床滤池进行工艺设计介绍,并就剩余污泥杂质含量高及停水施工问题提出了工程解决方案。
设计水质及工艺流程
提标改造主要工程措施包括原有构筑物的改造和新增处理构筑物。其中溢流污水通过新建调蓄池及综合池中的C池进行调蓄处理;一体化生反池浑水通过新建综合池中的B池(双层沉淀池)进行沉淀处理;出水TP、TN、SS等指标通过新增深度处理“高效沉淀池+反硝化深床滤池”组合工艺实现提标处理,提标改造工艺流程详见图1。
图1 提标改造污水处理工艺流程
通过提标改造,实现出水达到GB18918-2002一级A标准,提标改造设计进出水水质见表1。
表1 提标改造设计进、出水水质
序号 | 水质指标 | 设计进水水质(mg/L) | 设计出水水质(mg/L) | 去除率% |
1 | CODCr | 410 | 50 | 87.8 |
2 | BOD5 | 210 | 10 | 95.2 |
3 | SS | 290 | 10 | 96.6 |
4 | NH3-N | 38 | 5 (T>12 °C) 8 (T≤12 °C) | 78.9~86.8 |
5 | TN | 55 | 15 | 72.7 |
6 | TP | 5.5 | 0.5 | 90.9 |
综合池工艺设计
综合池采用集约化布置形式,节省占地,主要由A、B、C三池组合而成,其中,A池为浑水泵房,存储和提升生反池浑水;B池为双层沉淀池,净化生反池浑水;C池为调蓄池,进行旱季溢流污水调蓄。
图2 一体化生反池运行模式示意图
由于水池之间通过底部钢管连通,运行过程中沿水流方向存在一定的水位差,其中进水边池水位最高,并淹没了出水固定堰,出水槽中集聚一定量的泥水混合液。当该边池由曝气池过渡到沉淀池时,残留在出水槽中的混合液需先排除后方可排放清水,清水排放前的该部分混合液称为浑水。本项目一体化生反池运行周期6 h,由运行模式可知,每周期排浑水2次,即每隔3 h排浑水一次,每次排浑水时间约20min。
《室外排水设计规范》(GB50014—2006,2016年版)规定:平流式沉淀池设计每格长度与宽度之比不宜小于4,长度与有效水深之比不宜小于8,池长不宜大于60 m。为了在有限的用地范围内实现生反池浑水水质净化目标,同时考虑综合池整体布置,B池设计采用双层平流式沉淀池。将平流式沉淀池上下叠加,中间隔板既是上层沉淀池的底板也是下层沉淀池的顶板。此工艺在国内应用实例不多,在仅建成运营的几座污水厂来看,双层平流式沉淀池具有处理效率高、占地面积少、布置紧凑等优点,且沉淀池运行状况良好,出水水质稳定。
新建污水总管新西干线输送能力在原老西干线基础上增加了20%旱季平均污水量,存在污水厂旱季污水溢流问题。提标改造考虑该部分增加量,经现状水力旋流沉砂池分配后进入C池调蓄,C池进水流量1.2m3/s。经调蓄后的污水泵送至后续污水处理构筑物进行全流程处理。
深度处理单元工艺设计
因一体化生反池工艺本身的特殊性,生反池出水分浑水和清水,提标改造对浑水进行沉淀处理后与清水汇合进入深度处理单元,深度处理段设计中若仅考虑生反池清水出水,将造成各单体设计尺寸偏小,实际水力负荷及污染物负荷均大于设计值,出水水质存在不达标风险。具体流量关系见图3,其中,一体化生反池进水高峰流量6.0m3/s,综合池B池出水流量0.70m3/s,两者汇合后进入后续深度处理单元,深度处理单元设计高峰流量6.7m3/s,平均流量4.63m3/s,实际高峰系数1.45。
图3 深度处理单元进水流量示意图
污泥杂质分离工艺设计
本次提标改造针对剩余污泥杂质含量较高的问题,通过设置污泥杂质分离设备去除剩余污泥杂质,设计采用3套(两用一备)微网杂质分离设备,单套处理能力3500m3污泥/d,出泥浓度18g/L。污泥杂质分离流程详细见图4。
图4 剩余污泥杂质分离流程图
不停水施工方案工艺设计
污水厂原一体化生反池出水经出水箱涵至加氯接触池消毒后排放,提标改造工程在现状出水箱涵边新建切换闸门井,将生反池出水引至深度处理段。提标改造深度处理段水流路径见图5。
图5 深度处理段原设计水流路径图
经论证比选,提出了不停水施工方案,如图6所示,方案主要包含如下技术措施:
①切换闸门井设计优化:改现状箱涵侧边开孔为顶部开孔,通过打开现状出水箱涵超越闸门1,使箱涵处于非满流状态,可实现不停水开孔作业;在出水井室增设电动闸门阻断深度处理段来水。
②现状加氯消毒池改造:通过新建进水箱涵,将深度处理出水直接引入加氯消毒池,消毒池新建四处进水闸门控制入流,出水利用原设施排走。
如此,关闭现状超越闸门1,关闭现状加氯接触池进水闸门2~5,阻断现状出水箱涵出水,一体化生反池出水经切换闸门井引入进深度处理段后直接进加氯消毒池消毒后排放,整个过程不停水作业,实现了提标改造不停水施工。
图6 不停水施工方案示意图
本文详细内容即将刊登于2018年5月《中国给水排水》第10期“上海市石洞口污水处理厂提标改造工程设计”,作者:胡维杰,周友飞,上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司
欢迎引用!该文标准引用格式:
胡维杰,周友飞. 上海市石洞口污水处理厂提标改造工程设计[J]. 中国给水排水,2018,34(10):43-47.
Hu Weijie,Zhou Youfei. Process design for upgrading and reconstruction of Shanghai Shidongkou WWTP[J]. China Water &Wastewater, 2018,34(10):43-47(in Chinese).
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编辑:孔红春
制作:文凯
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