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城鎮(zhèn)污水改造處理設(shè)備

隨著城市建設(shè)不斷加速和人口規(guī)模不斷膨脹，污水排放量節(jié)節(jié)攀升，而污水處理規(guī)模似乎總是跟不上污水排放增量，各地污水處理廠的建設(shè)，始終與排放增量進(jìn)行著曠日持久的馬拉松，污水排放增量成了一個(gè)被追趕的目標(biāo)，好像一旦追上就一勞永逸地完成了城市污水治理的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局。
　　
　　在這種龜兔賽跑思路的指導(dǎo)下，一些地方的污水處理廠建設(shè)雖然在一段時(shí)間內(nèi)了排放增量，然而，短暫的在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)被排放增量再度淹沒，并被遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在后面。在這樣的奔跑比賽中，污水處理廠的建設(shè)速度與污水總量的增加速度相比，只能是一種喘著粗氣跟風(fēng)吃塵的尷尬結(jié)局。
　　
　　　　
　　近期多地城市污水無法全部處理，部分生活污水直排湖河致水體“二次污染”高發(fā)。記者采訪發(fā)現(xiàn)，不少城市污水處理規(guī)模不足，污水處理廠普遍處于“超負(fù)荷”運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，大量生活污水無法處理只能直排，加上污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)偏低，使部分污水處理廠超標(biāo)排放成為“污染源”。
　　
　　早在2009年，環(huán)保部監(jiān)測的1587家國控城鎮(zhèn)污水處理廠中，就有47%的污水處理廠全年部分或全部測次超標(biāo)。污水處理廠本應(yīng)是對(duì)污水進(jìn)行集中處理、治理的環(huán)保陣地，但排放水質(zhì)的一些指標(biāo)不合格，使得部分污水處理廠淪為“污染源”，嚴(yán)重影響城市環(huán)境和居民生產(chǎn)生活，也暴露出背后的雙重缺失。
　　
　　一是嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的缺失?，F(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》還是10多年前制定的，其較高水準(zhǔn)的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)也僅僅相當(dāng)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中地表水劣5類，屬于不可直接利用甚至接觸的污水。盡管現(xiàn)在的污水處理工藝已經(jīng)可以將出水水質(zhì)提高到地表水4類甚至3類，但由于國家標(biāo)準(zhǔn)偏低，使許多污水處理廠安于現(xiàn)狀，改造技術(shù)的積極性不高。大量污水經(jīng)過處理廠“走”一圈，往往只是攔截了雜物，在排放城市水體后帶來了“二次污染”。
　　
　　二是政府責(zé)任的缺失。一家環(huán)保企業(yè)負(fù)責(zé)人有個(gè)形象的比喻，“污水處理廠就像是家中的廁所；自來水廠則像客廳，是要上臺(tái)面的項(xiàng)目。”在這種“重供水、輕排污”的思維驅(qū)使下，一些地方政府不愿意加大對(duì)污水處理的投入。各地污水處理廠的建設(shè)速度普遍滯后于人口的膨脹速度，污水處理量擴(kuò)能趕不上排放量攀升，一些污水處理廠剛投產(chǎn)就面臨“吃不消”。同時(shí)，由于管網(wǎng)不配套、運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不足等因素，一些污水處理廠*閑置“曬太陽”，往往只是上級(jí)檢查時(shí)象征性地開工處理污水，實(shí)際處理率與處理能力相差甚遠(yuǎn)。前不久媒體報(bào)道，湖北全省50座鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，僅8座正常運(yùn)行，這8座中又有一半運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷率不到50%。

通過對(duì)已建工程工藝及實(shí)際運(yùn)行情況的分析可知，儲(chǔ)泥池上清液和脫水車間污泥壓濾液含有較高濃度的磷，這部分濾液被送回污水處理廠的進(jìn)水處與原水混合再進(jìn)入水處理系統(tǒng)，使污水處理系統(tǒng)的磷負(fù)荷增加50%~75%，這是導(dǎo)致污水處理廠尾水中TP超標(biāo)的主要原因。為了防止磷在污水處理系統(tǒng)的積累，并充分利用已建工程各處理單元，不對(duì)已建工程構(gòu)筑物進(jìn)行較大改造，保留已建工程的初級(jí)處理以及二級(jí)處理工藝的基礎(chǔ)上，增設(shè)深度處理工藝，進(jìn)一步去除污水中的SS，使污水中SS指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放。改造工程采用濾布濾池作為深度處理設(shè)施，其具有去除效果好、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)儲(chǔ)泥池上清液和脫水車間濾液含磷量比較高、水量相對(duì)小的特點(diǎn)，新建旁路化學(xué)除磷系統(tǒng)，去除濾液中含有的高濃度磷，以減少生化系統(tǒng)除磷的負(fù)擔(dān)，從而保證TP指標(biāo)符合相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。
一般的城市污水處理廠對(duì)剩余污泥采用的處理工藝為：消化→濃縮→脫水→制成泥餅外運(yùn)。而在改造工程中，由于污水處理采用了生物脫氮除磷工藝，其污泥具有泥齡較長、污泥性質(zhì)較為穩(wěn)定、剩余污泥量較少的特點(diǎn)，使剩余污泥進(jìn)行消化處理的效果較差。此外，若采用消化處理，需增加消化池、加熱、攪拌和沼氣處理利用等一系列構(gòu)筑物及設(shè)備，使投資及運(yùn)營成本增加〔2〕。因此，改造工程的剩余污泥將不設(shè)置消化處理系統(tǒng)，剩余污泥直接進(jìn)行濃縮、脫水后，統(tǒng)一外運(yùn)處置。
已建工程的剩余污泥采用帶式濃縮一體化設(shè)備處理，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，出廠污泥含水率為80%。仙石污水處理廠附近的某垃圾發(fā)電廠其發(fā)電工藝中正好需要利用由板框壓濾機(jī)脫水后的污泥，因此改造工程將剩余污泥進(jìn)行濃縮脫水后(含水率為80%)，運(yùn)至垃圾發(fā)電廠經(jīng)再燃燒用于發(fā)電。
2.2 工藝流程
接納的污水通過市政污水管網(wǎng)收集，進(jìn)入污水處理廠的初級(jí)處理設(shè)施，即污水分別進(jìn)入升泵房、細(xì)格柵、曝氣沉砂池。經(jīng)初級(jí)處理后污水進(jìn)入配水井，再進(jìn)入后續(xù)的生化處理系統(tǒng)。在A/O生化池中，污水依次進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)和好氧區(qū)，去除大部分的BOD、COD、氨氮和磷后的污水流經(jīng)二沉池，污泥沉積在二沉池底部并通過刮泥機(jī)刮到泥斗，在重力作用下排放到污泥泵房，部分通過污泥泵部分回流到A/O生化池的厭氧區(qū)，剩余污泥則排放到儲(chǔ)泥池。儲(chǔ)泥池的污泥經(jīng)污泥計(jì)量泵抽到帶式濃縮脫水一體化設(shè)備，經(jīng)濃縮脫水成泥餅，由皮帶輸送機(jī)送至污泥堆棚，定期由運(yùn)輸車輛外運(yùn)處置。改造工程采用旁路除磷工藝，將儲(chǔ)泥池上清液、污泥脫水機(jī)房濾液收集至已建工程的2械澄清池，然后投加混凝劑*以去除上清液和濾液中富集的磷。
3 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)污泥濃縮系統(tǒng)。用于污泥濃縮和污泥脫水前的調(diào)蓄。為了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厭氧條件下重新釋放，改造工程主要采用機(jī)械方式濃縮污泥，并輔助重力濃縮。因此，污泥濃縮池的停留時(shí)間不宜過長，改造工程將污泥濃縮池的停留時(shí)間控制在4 h以內(nèi)〔3〕。工程剩余污泥量約967 m3/d，含水率99.6%，停留時(shí)間3.0 h。設(shè)計(jì)建設(shè)污泥濃縮池1座，采用圓形半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每座直徑13.6 m，高度4.25 m。配置刮泥機(jī)1臺(tái)，功率2.2 kW。
(2)脫水車間和污泥堆棚。脫水機(jī)房和污泥堆棚與二沉池排泥協(xié)調(diào)運(yùn)行。將污水處理過程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行濃縮、脫水，降低含水率，便于污泥運(yùn)輸和zui終處理。絮凝劑投加量：3.0 kg/(t·d);濃縮脫水污泥量967 m3/d，含水率99.6%;濃縮脫水后污泥量19.3 m3/d，含水率80%;污泥堆棚：堆高1.5 m;存放時(shí)間：4 d;絮凝劑投加量：1.8 kg/(t·d)。脫水機(jī)房平面尺寸50.10 m×30.90 m，高度6.1 m。土建為單層磚混結(jié)構(gòu)。污泥螺桿泵：3臺(tái)(2用1備)，流量15～25 m3/h，揚(yáng)程20 m，功率7.5 kW。溶藥機(jī)、加藥計(jì)量泵、絮凝反應(yīng)器各2套。污泥濃縮脫水一體機(jī)：2臺(tái)(1用1備)，帶寬2 m。
(3)旁路化學(xué)除磷系統(tǒng)。儲(chǔ)泥池上清液和脫水車間壓濾水總量約3 000 m3/d。利用廠內(nèi)已建工程的2械澄清池(直徑25.6 m，總高8.0 m)作為混凝沉淀池。進(jìn)料集水池4.5 m×4.5 m×4.0 m。增設(shè)進(jìn)料泵3臺(tái)，2用1備，流量62.5 m3/h，揚(yáng)程12 m，功率4 kW。增設(shè)排泥泵3臺(tái)，2用1備，流量15 m3/h，揚(yáng)程3 m，功率1.1 kW。
(4)濾布濾池。為進(jìn)一步去除BOD5、TP、SS等污染物，使尾水達(dá)到要求，濾布濾池作為改造工程的深度處理單元。濾布濾池1組6格并聯(lián)運(yùn)行，總平面尺寸20.00 m×16.00 m，有效水深3.90 m，總高度4.50 m，設(shè)計(jì)濾速8 m/h〔4〕。濾池內(nèi)部水頭損失0.3 m，進(jìn)水閘門至尾水井總水頭損失約0.9 m。單盤濾盤直徑2.5 m，單盤有效過濾面積8.8 m2，每格16盤，共96盤。反洗泵流量50 m3/h，揚(yáng)程7 m，功率2.2 kW，選用6臺(tái)。濾盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率0.75 kW，選用6臺(tái)。濾布濾池上部操作間采用磚混結(jié)構(gòu)，總高度9.0 m。
4 運(yùn)行效果
污水處理廠經(jīng)竣工、調(diào)試、正式運(yùn)行后，根據(jù)污水處理廠的水質(zhì)監(jiān)測資料，經(jīng)處理的尾水平均水質(zhì)如表 2所示。污水經(jīng)各單元處理后的尾水水質(zhì)能夠滿足GB 18918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

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