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项目案例

北排集团北京高碑店污水处理厂

设计规模 : 100万吨/天

处理工艺 : A2O

建设地点 : 华北地区 » 北京市

北排集团北京高碑店污水处理厂

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环境学社 发表于 2019-6-20 07:13 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
项目规模:100万吨/天 投运时间:1993年10月24日 设计数据:COD500mg/L,BOD200mg/L,SS250mg/L,NH3-N30mg/L 执行标准:BOD16mg/L,SS30mg/L,NH3-N3mg/L 处理工艺:A2O 项目地址:华北地区 » 北京市

项目信息

北京市高碑店污水处理厂位于北京市朝阳区高碑店乡小郊亭村1号,目前处理能力为100万立方米/d,占全市污水处理总量的40%。日回用率达到了50%,平均每天回用量近40万吨,基本达到城市用水需求,也为一些大型工业园区提供了充足工业用水。污水系统流域面积96平方公里,服务人口240万人,占地68公顷,汇集北京市南部地区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。目前高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游,主要潜在用户有工业、第一发电厂、市政杂用和农业灌溉等。: a- A% E) o; u: x" z. S9 b0 ^2tech.cn

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) i: z& T* R; t% `工程建设采取一次规划设计、分期实施策略,一期规模50万m3/d,1993年底建成通水,投资5.24亿元人民币;二期于1999年9月竣工通水,投资为11.2亿元人民币。处理流程采用前置缺氧段活性污泥法;一级处理包活格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流沉淀池;二级处理采用推流式曝气池;污泥处理采用中温两级消化工艺。
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工程获北京市第七届优秀设计一等奖,建设部优秀设计一等奖,全国第七庙优秀工程设计银奖,中国土木工程学会詹天佑大奖。. F3 u3 j2 Q; j$ C2tech.cn

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生化段

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(一)曝气池 9 J, k! G5 ?& E; X7 Z' O: q0 `2tech.cn

, ]7 q5 M" [' N3 U1 x( h高碑店污水处厂为改善污泥沉降性能,减少二沉池反硝化过程,减少二沉池的污泥上浮,提高出水水质,二级处理采用缺氧-好氧(A/O)活性污泥法,前缺氧后曝气,延长缺氧时间。4 K, ]2 {+ M( T0 |, V5 w2tech.cn

: v; ]) R$ d# [0 O9 V, u曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中 的有机污染物质充分混合接触,并进而将其吸收分解的场所,它是活性污工艺的核心。
* i, f; f$ f+ d8 P. `
: A/ m5 d" W/ F7 U' X% W9 x" }9 S高碑店污水处厂采用推流式曝气池,一、二两期共有24座曝气池,分为4个系列,每6座为一系列;每座曝气池由三个廊道组成,每个廊道的设计尺寸为长96.2米,宽9.28米,有效水深6米,超高1.1米,第一廊道的前1/2段为厌氧段,为防止污泥沉降,装有2台水下搅拌器,在回流渠内为防止污泥沉降装有Flygt SR4650 水下搅拌器2台。
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" T9 M  W/ ~$ X9 l& J  p! }! K% o+ R曝气方式采用曝气头:一期采用国产钢钰式微式曝气器共90000个,二期采用进口膜片橡胶微孔曝气头,总数为36036个;曝气时间9.2 h;900 kW离心式鼓风机共8台(2台备用)。二期工程4系列为A/O法,增加内回流设施。% Y/ D1 N& r. ^4 r+ r) x2tech.cn

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& V; d5 A8 ]1 I# f/ K& S9 Y【生物脱氮工艺参数控制】
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    F/M和SRT: A-O生物脱氮工艺应采用低负荷,即F/M≤0.15kgBOD5/kgMLSS.d,有时为使出水含氮量降低,甚至采用0.05kgBOD5/kgMLSS.d的超低负荷,采用较高的泥龄SRT,为达到较好的硝化和反硝化效果,一般采用SRT≥8天。     内回流比:内回流比系指混合液内回流量与入流污水量之比,本厂采用内回流比r=200~400% ; ~. f2 G; h$ Q& ]2tech.cn

$ Q4 L7 _. c  K% I    回流比:由于入流污水中氮绝大部分已被去除,二沉池中NO3—N浓度不高,因此二沉池中由于反硝化而导致污泥上浮的危险性较小,同时降低R,可延长污水在曝气池中的停留时间,回流比应控制在R≤70%。 2 \' R/ a; \( H/ a2tech.cn

% M' D' o# z0 [1 C" r    溶解氧DO:生物硝化反应主要在好氧段进行,因此好氧段DO≥2mg/L,生物反硝化反应主要在厌氧段进行,因此厌氧段DO≤0.5mg/L,在运行中,根据工艺需要随时调整DO值。 $ q: p; P) {$ h& z$ Z% g2tech.cn
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    BOD5和TKN:为使缺氧段的污水中必须有充足的有机物,以满足反硝化细菌在分解有机物的过程中反化脱氮,在厌氧段应使BOD5/TKN应控制在2~3。     PH值和碱度:PH应控制在6.5~8.0范围内,利于硝化及反硝化高效进行。
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(二)二次沉淀池
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    二沉池是使活性污泥与处理完的污水分离,并使污泥得到一定程度的浓缩。高碑店污水处理厂共设24座中心进水、周边出水圆形幅流式二次沉淀池。单池直径50米,有效水深4米,池底坡度2%,缓冲层高度 0.5m,刮板高度0.3m。表面积1963平方米。
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( ^5 J$ ~# b7 A( h    二沉池排泥采用桥式刮吸结合虹吸式静压式并辅助真空提升方式,提升污泥送至配水井,再经配水井送至回流污泥泵房。二沉池浮渣通过设在池面的浮渣浮渣漏斗排至池外浮渣井进行去除。
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# b' V$ q, Y- p1 Y+ Q: B& S 【配水井】 # _# t0 `7 S4 T+ A0 Y$ H2tech.cn

! ]* ?( @5 W% s& T" p4 v; T+ r! u    每三座二沉池设一座配水井,四个系列共8座配水井,每座配水井分四层,具备四种功能: ) ?' C0 c  f. ?2tech.cn

6 C2 E( @. c' z    a.作为总进水井,来自曝气池的出水经2000mm管直接进入中心总进水井。     b.作为二沉池配水井,每座配水井将来水分配给本系列的三个二沉池。     c.作为二沉池排泥井,二沉池的污泥排至配水井,再经回流污泥管排至回流污泥泵房。
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& ^0 N9 n/ a( F- P7 ]! k    d.作为二沉池出水井,二沉池出水排至配水井,再经中水闸和退水闸分别流至中水管和退水管。5 @2 s8 ?4 q; a9 d1 W2tech.cn
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【工艺参数】 ; ]  p( A9 @* E: [2 {2tech.cn
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    实际表面负荷q=0.9-1.7m3/m2/h,实际停留时间T=2.5-4.0h;. J& _- o$ s* s2tech.cn
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(三)回流污泥系统和剩余污泥系统 2 t: y6 Z* H: t8 c7 a2tech.cn

" w+ j9 M6 E( ?7 N) Z! t# R) i    回流系统的作用是将二沉池中的活性污泥打回到曝气池中去,以补充曝气池中的污泥,防止污泥流失。 0 u' {. u; K' W. Y5 A/ s3 g) }2tech.cn

0 X9 ?5 ]/ K6 F! [  |- |    剩余污泥系统的作用是通过剩余污泥泵将剩余污泥排至初沉池配水渠道,防止泥龄过高及污泥浓度过高,而使污泥活性降低。 9 a3 M3 G1 Q& ]9 u# T; W- M( h2tech.cn

& ?" P8 D/ V2 u, F+ N* x% E    高碑店污水处理厂四个系列配套相应回流污泥泵房4座,每座回流泵房的集泥井内有回流泵4台(采用进口螺旋浆式潜水泵,Q=1m3/s),剩余污泥泵3台(采用潜污泵,Q=0.05m3/s)。
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3 a+ |$ l5 y" |/ W(四)内回流系统0 u9 w" T2 o: T# e1 Y/ g/ n2tech.cn

  f  a7 q/ X* Y  O$ c      二期工程四系列曝气池采用的是A-O生物脱氮工艺,四系列各组曝气池末端各装一台内回流泵(Q=1.17m3/s,功率为2.5KW,变频范围0~50HZ)。内回流泵将曝气池混合液由第三廊道末端抽升回第一廊道首端,延长污水在曝气池中的停留时间,其目的是通过微生物硝化和反硝化作用,增加脱氮功能,进一步提高出水水质。2 j0 J8 U8 Z6 M2 r0 ^5 y, H2tech.cn

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中水段

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    高碑店污水处理厂二期工程设计了中水区,其日处理能力为10000m3/d,目的是将二沉池出水进一步处理,去除部分BOD、COD、SS,使出水水质进一步提高,达到更高的要求,处理后的中水用于绿化、生产用水及景观用水等。中水区的工艺流程如下: 1 N! j, m4 G2 J9 Y1 ]2tech.cn
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【中水泵房】
6 N# [& K( \0 H. D/ r) F
/ `& J. i( Q- F" H* v, D3 f   中水泵房是中水区的动力源,它包括3台提升泵(Q=173m3/h,H=15m,P=11KW)和3台输水泵(Q=360m3/h,H=45-55m,P=75KW),它的主要功能是用提升泵将二沉池出水提升至反应沉淀池,并用输水泵将处理完的中水输送至各用水点。% Q5 C) `" Y9 V: U% e6 e6 S5 G2tech.cn

! c7 L1 l* l0 [3 F( ]【加药间】 , o: v8 V4 A# F% s% d2tech.cn

: ^4 s8 [) V+ N加药间是混凝剂(中水区用的是聚铝)投加的场所,包括两个药箱,尺寸为1.5×1.5×2.4m,和2台柱塞式可调加药泵,将配好的混凝剂用加药泵通过静压混合器加入到原水中去,使原水与混凝剂充分混合,加药间下部为贮泥池及排泥泵间,贮泥池内安装两台潜水泵(Q=83.5m3/h,H=2-22m,P=3KW),一用一备,泵的开停由液位控制。
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【反应沉淀池】 - ?& P2 d4 d) T4 ^' y& B/ u2tech.cn
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    二级处理后的来水在进入反应池前的管道上加入聚铝,经过静态反应器最后进入反应池进行反应,后进入沉淀池进行沉淀。 ' I! \. T( B7 o! @# E2tech.cn
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    反应池采用的是大波板高效反应器,分3个串连的反应室,反应器总长为22.75m,总面积为4.2m2。反应池底部设8个斗,每斗的排泥管上设一排泥阀。     沉淀池采用斜板沉淀池,分为2组,布置在反应池两侧,每组尺寸5.4m×5.4m,总高度5米。每组沉淀池分三个长条型排泥斗,采用水力螺旋排泥器进行排泥,每台水力螺旋排泥器装一水力快开冲洗阀,均由程序控制器按程序定时开启阀门。每组沉淀池的三个泥斗按顺序先后排泥,每泥斗的排泥时间为2分钟,排泥周期为两小时。
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3 A6 u' r2 R1 Z, H8 O7 H【滤池】 ' W5 z, c& I. a$ D6 G* q( s2tech.cn

6 f! y( P! z# N# D4 s    滤池采用单层均质石英砂滤料,恒水位,等滤速过滤,气水反冲及表面扫洗的“V”型滤池2组,每组表面尺寸为8×3m,面积:48m2。每组池设一条冲洗排水槽,排水槽底部为配水渠,在集配水渠一侧墙的底部开有布水孔,作为空气冲洗的通道。滤池北端设有反冲洗设备间,内设两台反冲洗水泵(Q=63-97m3/h,H=8.4-5.2m,P=10KW),两台反冲洗用鼓风机(Q=2m3/min,H=5m,P=30KW),一台潜水泵(Q=6m3/h,H=6m,P=3KW) 【滤池主要设计参数】 / k! p* t, Q+ j- s2 V& E" o4 M' C2tech.cn

. \: K2 b. r! f) U* s0 i2 z    设计滤速:8 m3/m2.h              强制滤速:16 m3/m2.h(单池运行)     过滤水头:1.2m                   空气冲洗强度:15L/s.m2
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& [, k& [/ Z0 d, u$ U8 B- T/ @' Z    水反冲洗强度:4 L/s.m2           表面扫洗强度:1.4-2.5 L/s.m2      冲洗周期:24小时
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精彩评论9

 楼主| 环境学社 发表于 2019-6-20 11:16 | 显示全部楼层

北京高碑店污水处理厂一期工程

一期工程工艺流程图
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一期工程构筑物技术参数
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$ o$ ^! P+ F' h一期工程改造”6 k* d+ @0 s# z0 [, k3 i( g+ B2tech.cn

4 H+ `5 G1 ^" e5 O2 f将曝气池改造为倒置型 A2/O 工艺$ f" o; m6 s- [/ _5 }, M: |2tech.cn
污水生物除磷技术的发展起源于生物超量除磷现象的发现。污水生物除磷就是利用活性污泥中聚磷菌的超量磷吸收现象,即微生物吸收的磷量超过微生物正常生长所需要的磷量,通过污水生物处理系统的设计改进或运行方式的改变,使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势。在污水生物除磷工艺流程中都包含厌氧段和好氧段,使进入剩余污泥的含磷量增大,处理出水的磷浓度明显降低。3 K! o  v# d3 M7 x  {2tech.cn
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最基本的生物除磷工艺为厌氧-好氧活性污泥法 (a/o 法), 这种工艺是使污水和活性污泥混合后依次经过厌氧和好氧区。其原理是在厌氧区中,污泥中的细菌将储藏在细胞内的聚磷酸盐进行水解,释放出正磷酸盐和能量 , 这时厌氧区内污水的 bod5 值降低 , 而磷含量升高。而在好氧区内除磷菌又利用有机物氧化的能量,大量吸收混合液中的磷,以聚磷酸盐的形式储藏于体内,水中的磷又转移到污泥中,通过排除剩余污泥达到除磷的目的。同时在好氧区中有足够的停留时间,使有机物进一步被氧化降解,氨氮在硝化细菌的作用下大部分转化为硝酸盐氮,一部分硝酸盐氮随处理后的出水流入水体,另一部分硝酸盐氮通过污泥回流带到缺氧区内,在缺氧区内首先将硝酸盐氮去除后再进入厌氧区进行磷的释放,同时可提供氧 ,因此既达到部分脱氮的目的。进而达到排放标准,保护接纳水体,节省能耗。
" A# u5 [, I2 [; W( @; F
  b( Z0 g3 L# [) Q7 M本改造工程工艺方案的特点是: 设置缺氧区、 厌氧区和好氧区, 浓缩酸化池 ( 利用原浓缩池) 上清液进入处理区, 10%来水进入缺氧区, 90%来水进入厌氧区。
0 S* N  {2 N& A/ H3 x
$ L/ i! Y" n9 E3 r1 k+ u由于污水中碳、氮、磷比普遍较低,为了避免厌氧区中污泥浓度降低、增加营养物质,以及避免回流硝酸盐对生物除磷的不利 影响 ,在厌氧区之前设缺氧区, 10%原水进入缺氧区,90%原水进入厌氧区, 初沉污泥经浓缩酸化池后, 上清液排入进水泵房, 与原水一同进入曝气池。活性污泥利用约 10%进水中的有机物、 由浓缩酸化池而来的易降解的 bod5 去除回流污泥中的硝态氮的氧,消除了硝态氮对后续厌氧区的不利影响,从而保证厌氧区的稳定物除磷效果。
  E5 k1 d4 F4 a  p
8 q/ A$ D% p5 \  @6 w* ?; y7 D原曝气池 1/12 为厌氧区, 其余为好氧。 改造后将原池 2/9 改为缺氧区及厌氧区。 其中缺氧区为 30 分钟 (按 100%污泥回流量的实际停留时间计 ), 长度为 17 米。厌氧区为 45 分钟 ( 按100%污泥回流量的实际停留时间计。不计污泥回流的名义停留时间为 1.5 小时 ) ,长度为 47米。其中在厌氧区进水端分出一实际停留时间为 15 分钟 ( 按 100%污泥回流计 ) 的强化吸附区,长度为 15 米。其余仍为好氧区 (名义停留时间为 7.25 小时 ) 。
: K+ U, F5 W8 m- ^* K9 M" j
) ^. l: U9 D9 Z; `, X! x* n; u
( y' r* O6 r. r+ C/ `% x1.进水泵房
3 a  |  q) v0 l* q( B8 ?    新进水泵房按最大污水量120万m3/d设计。北京市城区下水道多为合流,原有泵房能力改建50万m3/d,作为提升初期南水之用;' r( {% O: f4 |% u) P2tech.cn

7 ]2 s; N- t  D0 ^2.初次沉淀池
9 R/ x+ W9 q  x7 S! W! U. N    设计采用矩形池:初步设计方案为圆形池,改矩形后节约用地达100亩之多。此外,矩形还有配水管路短、水头损失小,配水均匀,排泥方便等优点,并有利于与工作间和管廊相结合,为管理提供便利,根据试验结果,初次沉淀池去除DOD和SS的效果分别为20%和50%。
$ P& k! U0 M; u" A' i: B0 F; h- u, O! d' X. {, `2tech.cn
3.曝气池. I$ g6 T& n1 h4 |  g$ q7 j  K2tech.cn
    共设24座曝气池,每座长96m,宽28m ,深6m,分4组布置,每组6池。每座池隔成3条宽9.3m的廊道。第一廊道的进水端划出1/4长24m,作为缺氛区。平均停m时间为9.25h,以保证充分硝化;为厂取得最佳效果,节约能源。采用微孔空气扩散装置。并根据计算机模拟结果.结合试验数据,将睡气器布且成渐减.气的形式,使供气址在睡气池的各段内与该段微牛物反喻需氧相适应。下条廊道中睡气器分配百分比为:第一廊道65%;第二廊道:23%;第三廊道:12%。
# K* n2 Q/ x& Z8 Y( u: R
( m7 D4 o- o% U3 F& Q/ ~. u4.二次沉淀他
  i/ _4 a" d. e& X   采用直径50m辐流式圆形池24座。数目与曝气池相同,有利于运行管理;,梅池装有周边传动的旋转吸泥机,及时回流活性污泥。二次沉淀池是二级处理的关键构筑物,其效率的高低直接影响出水水质的优劣。因此,设计采用了较小的水力负荷和较长的停留时间,相应为:21.2m3/m2/d)及4.52h。9 S3 h+ F( F* I' P& }2tech.cn
) I8 f  Z* }8 N" B- T) n2tech.cn
5.污泥浓缩池0 X, c5 e8 F) O4 o9 q2tech.cn
    污泥处理的费用与其体积成正比,因此,污泥必须浓缩,减小体积以降低处理费用。二次沉淀池排出的剩余活性污泥,含水率高,体积庞大,难以浓缩。设计将活性污泥送到初次沉淀池的进水中,使其与生活污泥合并沉淀,然后将混合污泥(含水率预计为97%)送人污泥浓缩池。参照英国水资源研究中心(WRC)的研究成果,结合高碑店现场试验,选用新型升流式污泥重力浓缩池。试验成果表明,经此种浓缩池出来的污泥体积减小了50%,即含水率从97%降到94%。固体负荷按50kg/(m2·d)计算,选用直径24m的池子12座。
: L) @* C# Z1 x- c0 Q. D& T
  i8 d) V( R8 r- E- K6.污泥消化池
: P# _$ b$ h6 y7 b6 Q( J    采用两级中温消化工艺,建消化池16座,直径20m,高25m。分为4组,每组4池,其中一级3池,气级1池,停留时间为21d和7d。污泥搅拌川沼气循环的方式进行:,污泥加热利用沼气发电机余热,以螺旋板逆流换热的方式进行。在发电站运转前,则由锅炉房供蒸汽直接加热。& C2 ?/ K! A0 _3 {8 p2tech.cn

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 楼主| 环境学社 发表于 2019-6-20 11:27 | 显示全部楼层

北京高碑店污水处理厂之预处理

【一期污水工艺选择】 ( r' N/ ]" A2 `2tech.cn
! K9 N: o! |. L- R% e' @  j2tech.cn
    针对出水要求,通过试验研究,一期选用前置缺氧段推流式活性污泥法,延长曝气时间,使出水完全硝化。污泥处理采用两级中温消化工艺。沼气用以发电。以补充能源。发电机的冷却水、尾气余热、供消化池加热。提高热能回收率。回用水的深度处理考虑在二级处理基础上,增加混凝、沉淀和砂虑两种简单工艺,使出水水质进一步提高。' G9 e9 {" L: ]8 c. F2tech.cn

% g" A6 `) [" M) @【二期污水处理工艺选择】 # B2 Y# _! g5 ^. x! l2tech.cn

( b. |4 c1 [# Z, v( k+ _    污水处理工艺采用传统活性污泥法二级处理工艺,分为两个系列,每个系列为25万m3/d。其中一个系列采用前置缺氧段活性污泥法工艺,即在推流式曝气池前设缺氧段(占生物处理池总容积的1/12)其目的是改善污泥性质,防止污泥膨胀。另一个系列采用缺氧好氧脱氮活性污泥法工艺,即在曝气池进口段设置1/6池长作为脱氮池,后续1/6池长作为可变段,并采用内回流泵进行曝气池混合液内循环,内回流比为200%。本系列出水自成系统NH4+-N≤3mg/L,可直接作为工业冷却水使用。; p! J! S* Y1 c8 Q: t7 u2tech.cn

1 I/ J0 C1 H# r& ?(一)格栅间 2 Y  V- Z9 |5 h& q, y2tech.cn
4 |+ k; D& m7 d" H* N! p2tech.cn
    高碑店污水处理厂在泵房前池分别安装粗、细两道格栅。格栅的作用是用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。粗格栅间隙100 mm人工清除污物,细格栅间隙25 mm,为链条式自动除污机,二期工程将粗格栅改为连续式自动清理,细格栅改为间隙0.5 mm回转式自动除污机;栅渣用皮带输送装筒运往垃圾消纳厂填埋。 8 Y4 j: i; [- K. w- s" m2tech.cn

: a! }$ R$ }3 j  e(二)进水泵房 $ t' D) L6 `: ]5 l* M0 ^6 Z2tech.cn
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    高碑店污水处理厂设置6台立式污水混流泵,一期4台,二期2台。进水泵的作用是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度,使其实现重力自流。水泵性能如下: 水泵流量  315m3/s     水泵扬程  4m     水泵转速  92r/min    水泵效率  80%     水泵输出功率600kw+ B  [! q$ r* H) v- x0 H2tech.cn

( {- Y0 q" Z# I* ^(三)曝气沉砂池   L  Q$ R- ^! X5 p2tech.cn

9 a" r' J# t: y8 w' o( a7 N* W    沉砂池主要功能是去除大颗粒的砂粒和无机物,避免砂粒沉积和堵塞管道,减少机械设备的磨损。为了使分离出来的砂粒和无机物比较干净,不带走有机物,以提高进水BOD浓度,高碑店污水处理厂采用曝气沉砂池,它的原理是通过曝气使污水产生竖向紊流,使水与大颗粒无机物产生摩擦,将黏附于砂粒表面的有机物洗下,砂粒沉降于池底的集砂槽,通过潜污泵将砂子吸走,在螺旋砂水分离器中将砂水分离,砂子运走,分离出的污水进入厂区污水管线。1 r: B+ C1 a, H! L( _2tech.cn
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    高碑店污水处理厂一、二期各设两座曝气沉砂池,每座由两条池子组成,每条池长21米,宽6米,有效水深4.25米,横向40°坡角。污水在池中停留时间为6分钟。集砂槽长21米,宽0.8米,深1.04米。每座池设1台移动桥式吸砂机及砂水分离器,共2套(瑞典PURAC公司)。1 S# ?; {- ]( x, i- _2tech.cn

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* T6 d1 J  Y; P0 q5 ?& |  h 环境学社2.jpg ( J3 c& a/ R, y% b8 e* K, ]2 T2 t: i2tech.cn
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(四)初次沉淀池
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6 r% `. ?! K; |5 y; ]" l" k( ^1 ^    初沉池的主要作用是将污水在池内进行初次沉淀,去除污水中部分SS(50%~60%)、BOD5(25%~35%)和漂浮物以及均和水质。沉降于池底的污泥通过刮泥机的往复运行,将刮至泥斗中,再经螺杆泵组将污泥排至浓缩池,完成对污水的一级处理。 : C# X0 o9 Z3 U6 {2tech.cn
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    北京市高碑店污水处理厂采用的是平流式沉淀池,分四个系列,每系列六座初沉池,共24座,每座沉淀池的长为75米,宽14米,池末端有效水深为2.5米,池底纵向坡度为0.005,每座沉淀池表面积A=1050m2,设4个泥斗,泥斗容积共57m3;表面负荷0.826m3/m2·h,水力停留时间1.5小时。 8 }- r. n  H5 ]! w9 B7 b2tech.cn
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    初沉池上采用行车桥式刮泥机,配水渠道上防止污泥沉淀安装有飞力搅拌器,初沉池管廊装有六组螺杆泵组,每组螺杆泵组由一台破碎机和两台螺杆泵组成,负责两组初沉池的排泥,每组螺杆泵的运行是间歇的,其运行周期可在运行中根据污泥浓度来控制。, U" m$ O- \( J2tech.cn

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9 H8 z% Q* o& [3 G 环境学社3.jpg 1 D9 t/ O) U3 m8 R3 S4 w: |2tech.cn
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 楼主| 环境学社 发表于 2019-6-20 11:27 | 显示全部楼层

北京高碑店污水处理厂之污泥处理系统设计

高碑店污水处理厂的污泥处理系统是一个典型且完整的系统,它包括污泥系统、沼气及安全系统、余热利用系统等。二期工程的设计在充分总结一期工程的基础上,结合一期工程实际运行情况,工艺设计做了部分调整。污泥处理系统中一期、二期的主要不同点见表 1。: w& O: I$ P0 P" B3 S) ?7 ~2tech.cn

* a- z  m# x+ D  r: G5 V 环境学社.jpg 4 V! @3 ?2 f0 }4 |2tech.cn

( e. `# X! ~5 R# a7 F, \6 z; l4 f污泥系统是指对污泥的处理过程,主要构筑物为浓缩池、消化池及脱水机房。( m6 E; J+ @$ j# e, q2 B2tech.cn

9 ^% U8 q0 u$ E6 {% m9 m. `+ B: h, \$ f1 浓缩池6 d* l0 j% j! L0 x$ J5 K2tech.cn
浓缩池采用连续式重力型式。设计进、出泥含水率分别为 97%、94%;设计固体负荷一期、二期分别为 51、70kg/m2/d。一期、二期浓缩池直径分别为 23.5m、20.0m;浓缩池数量为12 座(一期、二期各 6 座);浓缩池运行方式采用间歇进泥、间歇排泥。, [4 {; \, |" Q# p5 f0 U, G3 n( I1 p! G2tech.cn

8 W7 m' z$ d$ ?2 消化池6 H( I+ |' a- x6 G& A2tech.cn
消化池采用二级中温厌氧消化。消化池设计进泥含水率为 94%;消化时间为 28 天;设计进泥有机物含量 60%,有机物分解率为 50%,沼气产量为 12m3/m3 湿泥;一期消化池加热方式在正常情况下为泥水热交换器间歇加热,在没有热水源的情况下,用蒸汽直接加热;二期加热方式均为泥水热交换器连续加热;一期、二期消化池搅拌方式分别为沼气间歇搅拌、机械连续搅拌;一期、二期消化池一级消化池排泥方式分别为泵排泥、溢流排泥。消化池直径为 20m,有效水深 25m,一级、二级消化池池数分别 12 座、 4 座;消化池进泥方式为间歇式。
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8 `; h6 n. ~5 M! J  V2 r3 脱水机房
8 G/ k, e2 n- Q6 M, S脱水机型式为带式压滤机,一期、二期带宽分别为 3.0m、2.6m,一期、二期各 5 台,共10 台,设计进泥含水率为 95%,出泥泥饼含水率为 75~80%;采用高分子混凝剂,投加量约2~5‰。
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0 I* W9 o3 m4 k7 U' R污泥处理系统运行中存在的问题及分析& F0 G8 Y/ g6 [" x, a+ H: I2tech.cn

. s# V% b) g! G6 v由于处理厂实际进水水质与设计不同等因素,导致污泥处理系统运行中仍存在一些问题
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7 N. _8 z3 I4 V1 固体内循环现象4 a% Q* z$ n9 w  H/ k2tech.cn
浓缩池实际运行出泥含水率偏高。设计浓缩池出泥含水率为 94%,而实际运行的浓缩池出泥含水率 95~96%,浓缩池固体回收率仅为 21%~47%,即单从浓缩池这一环节 (通过浓缩池上清液)回流到污水处理系统的固体就是正常排泥量的 1~4 倍。
: Q' U( M7 s) ~  ^6 M造成固体内循环现象主要是原因是污泥处理系统的运行与水处理系统的运行不同步。浓缩池的排泥应该作为消化池的进泥,因为种种原因,消化系统的启动滞后于脱水系统,就造成泥区从一开始运行,浓缩排泥均需要脱水系统来消纳。因为缺少消化系统的污泥减量化的环节,引起脱水机的处理量超过设计值,脱水机长期疲劳运转造成设备的老化和磨损严重,同时部分污泥不能及时脱水,日积月累就形成了一段时间的固体内循环现象。. q- R6 y/ ]2 h! |5 |2 `2 n2tech.cn
由于固体内循环造成初沉池污泥量增加,使浓缩池进泥量大于设计污泥量,超过了浓缩池的浓缩能力,从而导致上清液浓度较高,同时排泥浓度较低 , 污泥含水率到不了 94%的设计值,使得后续处理单元的运行效率也受到影响
# N* p! `; s* ^- @# i( 1)由于消化池进、出泥含水率高于设计值,故其单位湿泥产气量低于设计值,即总沼气产量低于设计值,造成发电机组非满负荷运行,其后续余热利用也受到了影响。
& X1 o0 e0 K# f& V7 w( 2)由于消化池出泥含水率偏高,即脱水机进泥含水率偏高,造成脱水机干泥产量低于设计值。
" o4 c4 b: a: T# L, W5 \2 N为了使污泥系统正常运行,必须消除固体内循环现象,这就要求增加后续脱水等设备数量或更换能力更高的脱水设备,使其脱水能力大于目前每天产生的新鲜固体,逐渐减少内循环的固体量,从而使运行逐渐恢复正常。. N: X/ e6 w7 ]' H* [" c1 W2tech.cn

, q6 \7 s8 R1 Y: M; r$ J, [2 沼气脱硫问题  ?3 r& z) }) P0 e6 C2tech.cn
沼气脱硫效果不理想,引起后续处理设备的腐蚀(如球罐出现漏点、发电机系统内的汽水热交换器发生腐蚀穿透等现象)以及堵塞等,影响了发电机的发电效率及余热利用效率。设计 H2S 参数偏低是造成脱硫效果不理想的主要原因之一。, Z6 |& z# S! W6 V' z2tech.cn
该设计是根据高碑店污水处理厂中试试验结果进行的。但由于目前工业结构调整,厂内进水水质发生了很大变化,工业用水减少,生活污水含量逐渐升高,粪便污水大量排入,导致沼气中 H2S 含量升高。原设计沼气中 H2S 含量 0.1~1g/m3,而目前实际 H2S 含量已高达 1~10g/m3 提高了十倍左右。8 k& _, t/ Q/ n2tech.cn

. W( t2 a- O9 w3 消化池运行中有关问题3 P4 x6 a6 c( v+ ]' z' ]1 _2tech.cn
( 1)上清液管路易堵/ K) ]8 p5 |9 l) e2tech.cn
浮渣是造成上清液管路堵塞的主要原因,应加强破渣措施,并适当增大上清液管的管径。
; q( J. L% Q) H6 k+ S3 Z% ?+ [( _! Y, Y( 2)溢流排泥不畅
4 Q, ~' Z$ l# g1 n由于消化池溢流排泥管入口在消化池底部,加之消化池底部一般沉砂较多,使得溢流排泥起始阶段容易排泥不畅,可考虑通过泵辅助来改善溢流排泥效果。
$ c: a' ]6 T" K' Q6 K/ U4 沼气管路中水封罐设置' e$ E0 O5 U. ^2tech.cn
由于进行高碑店污水处理厂设计时,国内尚无沼气管路中水封罐设置的相关规范,且国内这方面的设计经验也比较少,设计是参考相似规范进行的,并均在低点设置了水封罐,但设置的数量还是偏少,使沼气中冷凝水排除不够充分,导致了沼气管路的堵塞并加重了其腐蚀。# D' M$ |) @% z" O$ J/ w2tech.cn
目前高碑店污水处理厂已经增加了水封井的设置,并加强了沼气管路的冷凝水的排除及管理。- t, O& f5 z& h2tech.cn

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 楼主| 环境学社 发表于 2019-6-20 11:50 | 显示全部楼层

北京高碑店污水处理厂之沼气余热及安全系统设计

沼气及安全系统是指对污泥气的脱硫、收集、利用及沼气安全系统的设计,主要包括的构筑物及设备为:脱硫塔、沼气柜(罐) 、沼气发电机房、废气燃烧器等。& f5 \  I/ v( W# A& w3 X3 i8 d! F2tech.cn
该系统的主要设计参数:: ~  R+ j" `! M- B2tech.cn
消化池内沼气静压: 200~800mmH2O 6 w; H: q/ @- o- F( J2tech.cn
沼气量: 53000 m3/d(一期、二期分别为 26500 m3/d), Q" u& P: F  J3 x1 P- t7 J2tech.cn

, h- ~4 u  ^9 ^& {, I1 脱硫塔# I3 K9 |# m7 k, m2 S2 Q  v2tech.cn
沼气脱硫是沼气系统中十分关键的处理单元,脱硫的好坏直接关系到后续设备的效率。一期、 二期工程的脱硫形式分别为干式脱硫、 湿式脱硫, 采用的脱硫剂分别为 TTL-1(主要活性组分氧化铁) 、 NaOH 碱液;设计压力为 P=500mmH2O;设计 H2S 浓度为 0.1~1g/m3;1 f; C& C' o! w; E3 Y! A( j$ @9 M2tech.cn
一期脱硫塔直径 D=3.0m 、塔高 H=13.0m ,二期脱硫塔直径 D=0.6m 、塔高 H=6.2m;一期、二期各两座,均为 1 用 1 备。) `3 n7 S; K! S( K: j: T' j2 W) R0 k8 c2tech.cn

1 x6 D# Y5 A6 t' X4 H! x; S$ H# U. \2 沼气储存装置4 t1 Q# G7 M6 _2 b2tech.cn
一期储气采用一座气柜和一座球罐。; A* H( r6 m9 v# b2tech.cn
气柜容积为 V=3000m 3,压力为 P=200~400mmH 2O;/ B! l, q! r: X/ @- _2tech.cn
球罐容积为 V=2000m 3,球罐内气体压力为 P=5~6kg/cm 2。
% e! N( R8 @. c" H; V* Z  ?二期储气采用一座气柜。气柜容积为 V=10000m 3,压力为 P=200~400mmH 2O。
; [) e% v/ L* G: u! a) n8 C
7 m% F, T- a' R. |# F; I3 发电机房
7 a; N0 J" }+ v$ i一期工程的沼气发电机型式为高压进气发电机(Cooper),共 4 台。发电机进气压力为 P=4.2~5.0kg/cm 2,发电量为 470kw/ 台,发电效率为 29%,热回收效率为 37%。+ F0 Q/ N: F5 L' t2tech.cn
二期工程的沼气发电机型式为低压进气发电机( Jenbacher),共 3 台。发电机进气压力为P= 500~1000mmH 2O,发电量为 652kw/ 台,发电效率为 38%,热回收效率为 50%。根据计算,当发电机满负荷运行时,年发电量可达 3300 万度,可节省全厂 40%以上的用电量。+ D9 @2 f; J; W7 F  ^2tech.cn

2 J+ n% D& H9 A5 废气燃烧器. `6 X& H# @3 C% r2 y8 d# ^) ^. @% a2tech.cn
当沼气产生量高于沼气利用量时,多余沼气通过废气燃烧器烧掉;当沼气发电系统未工作时,沼气通过废气燃烧器烧掉。设计共设两台废气燃烧器,燃烧能力为 Q=0~1104 m3/hr/台=0~26500 m3/d/台。
5 k/ ~- X5 g) s1 N4 @$ ^8 N6 g& r' S. W& J) K) n4 {2tech.cn
6 安全系统
: l, S( K* M4 H9 }3 S沼气由 55%~70% 的甲烷、 25%~40%的二氧化碳和 1%~5%的氮硫化合物和硫化氢组成。沼气与空气以 1:5~14(体积比)混合时,如遇明火会引起爆炸。同时,空气中沼气含量达到一定浓度会具有毒性。因此,沼气是具有很高利用价值同时是系统设计中具有一定危险的物质。因此,在污泥处理系统设计中,沼气安全系统的设置很重要。- Z3 B8 |8 _! k, h+ b6 S2 s2tech.cn

* q& |2 M% }1 _$ {- x首先是污泥处理区的平面布置要满足消防安全的要求,对于外界条件要特别注意,如与铁路的安全距离,公路的距离等;内部平面设计,要注意构筑物的间距;沼气压缩机房、增压机房注意防爆要求;有沼气通过的室内要安装可燃气体报警装置.
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. M0 g$ W' B5 a" J; E沼气安全系统是指在消化池及沼气系统中安装了系列安全阀。 高碑店工程主要有消焰器、真空压力安全阀、负压防止阀及回流阀等。4 }$ }+ F" l, v1 |2tech.cn
(1)消焰器:防止外部火焰进入沼气系统及火焰在管路系统中传播,从而防止系统的爆炸。主要设置在气柜、沼气压缩机、沼气锅炉、沼气发电机、废气燃烧器等沼气管进口处,以及所有沼气系统与外界连通部位。: S# H9 S* U3 r: N2 A( g" n9 N2tech.cn
(2)真空压力安全阀:当沼气产量大于气柜所承受的量或沼气管道发生堵塞时,该阀门打开将多余的沼气释放到大气中去。主要设置在消化池和气柜顶部。+ q/ c3 h- x" {5 [  d2tech.cn
(3)负压防止阀:防止阀门前部系统沼气量不足的情况下,后部使用系统依然继续抽吸气体从而使系统形成负压。主要设置在沼气压缩机和脱硫塔装置的入口处。# A; G& Z. T+ [2tech.cn
(4)回流阀:防止消化池产生负压。主要设置在气柜回流到消化池的沼气管路上5 \6 c% i( R8 K3 ]; [. ^6 V2tech.cn

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6 F7 F$ s5 u( R0 H" g7 余热利用系统8 |4 |0 U: k( S  G* A  a2tech.cn
污泥的中温消化需要大量的热来维持消化温度,经计算高碑店污水处理厂消化池所需最大加热量约 288 万~460 万 Kcal/hr ,沼气发电系统运行中产生大量可利用的余热可用于消化池的加热。余热利用主要有燃气混合、缸套水、润滑油及尾气等四部分热能。经计算,当发电机组满负荷运行时,可利用的余热约 430 万 Kcal/hr 。
) y! M! m, x, `8 ~可见,即使发电机满负荷运行时其余热也不能完全满足消化池的加热需要,故还需要有备用热源。高碑店污水处理厂中有两套加热系统即沼气发电机余热利用系统及汽水热交换系统(蒸汽锅炉)加热。
; o4 t1 D& R7 K9 H" W图 5 为二期工程余热回收与加热系统工艺流程图。1 _( C1 a$ }& q2tech.cn
热回收与加热系统分四种情况运行:2 @" W8 ]9 X, z( C$ E, H2 S2tech.cn
(1) 当发电机组余热满足消化池所需热量时,即全部利用发电机组余热加热污泥系统,其工艺流程为:泥水热交换器(冷水)→冷水环管→发电机水循环泵→发电机组→循环泵→热水环管(热水)→泥水热交换器(热泥)→消化池
, Q( \! @% S& C3 j7 G  P% G(2) 当沼气发电机未运行或未正常运行时,消化池需要用蒸汽锅炉加热系统进行加热,其工艺流程为:泥水热交换器(冷水)→冷水环管→汽水热交换器(蒸汽锅炉)→热水环管(热水)→泥水热交换器(热泥)→消化池
" [9 B( F1 }% y3 K0 ^$ a(3) 当发电机未满负荷运行,发电机组余热不能满足消化池所需热量时,需要沼气发电机热交换系统和汽水热交换器串联系统为消化池供热,其工艺流程为:泥水热交换器(冷水)→冷水环管→发电机水循环泵→发电机组→循环泵→汽水热交换器(蒸汽锅炉)→热水环管(热水)→泥水热交换器(热泥)→消化池
/ Y  A8 |5 H, ^4 g(4) 当沼气发电机余热经泥水热交换器回至发电机冷却水入口处, 其温度大于 70℃,不满足发电机冷却要求或消化池本身污泥系统未运行时,需要发电机自身配套水水热交换器,通过紧急风冷器冷却。
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; c5 S  [" y7 G! ]# h9 Y4 R7 x一期总投资约 6 000 万元 (包括用于沼气发电的沼气管线和余热利用设施设备 ,但不包括沼气压缩机房 ) ,采用“沼气内燃机 2余热回收2发电机组”,机械功率 513 kW ,热功率约 600 kW ,共计 4 套 ,由美国某公司供货 ,沼气内燃机型号为 6 GTLB ,自带简单进气过滤除尘 、除湿 、除油装置 ,外配干式脱硫塔两座 ,脱硫剂为铁屑 ;进气压力要求 1175~218 bar ,而消化池产 生 沼 气 压 力 一 般 为 0102 bar ,不 超 过 01035bar ,故相应配置 2 台沼气增压机 (由美国某公司供货 ,型号为 Ro - Flo Model H11SM ) ,1 座 2 000 m3的高压球罐 (215~515 bar) 等 ,这种增压处理伴生了一部分沼气除湿功能。
) A* Z9 }; R  D& g热媒介质为软化水 ,使用泥水热交换器给消化池污泥加热 ;发电机由美国某公司制造 ,型号 8P615 - 2200 ,输出电压三相AC 6 300 V ,发电容量 470 kW ;高压并网开关柜由美国某公司制造 ,厂内并网 ,属无限源负载 ;控制系统为随机配套 ;5 K/ U1 q) f& U+ X( a# U" Q2tech.cn

0 d* p  D9 I- Z6 H/ t) {1 l" X二期由于没有沼气增压机 、高压球罐等设施 ,同时也无需重复投资废气燃烧器等设施设备 ,故总投资比一期有所降低 ,约 5 000 万元 (包括用于沼气发电的沼气管线和余热利用设施设备 )
+ }2 d* \0 C5 |,采用“沼气内燃机 2余热回收2发电机组”,机械功率约 710kW ,热功率约 850 kW ,共计 3 套 ,由奥地利某公司供货 ,沼气内燃机型号为 JMS316 GS- B1L ,自带简单进气过滤除尘装置 ,外配湿式脱硫塔两座 ,脱硫剂为浓度50 %的 NaOH 溶液 ;进气压力要求 0105~011 bar ,故相应配置 2 台管道式沼气增压器直接增压后进沼气内燃机 。6 i/ _. W  l9 n2tech.cn
余热回收装置换热参数 :面积 46 m2,压力 0155/ 1109 MPa ,温度 550/ 120 ℃,热媒介质为软化水 ,使用泥水热交换器给消化池污泥加热 ;发电机型号 DIDBN - 110/ 105/ 1 - 4 ,输出电压三相 AC6 300 V ,发电容量 652 kW ;高压并网开关柜由瑞典某公司供货 ,厂内并网 ,属无限源负载 ;控制系统由奥地利某公司随机配套 ;
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一期干式脱硫属精脱硫 ,脱硫范围小 ,但运行成本低 ;二期碱液湿式脱硫属粗脱硫 ,脱硫范围大 ,但安全性要求高 ,运行成本也高 。总体说来 ,一期沼气净化处理过程较二期复杂一些 ,相应安保设施设备(如安全阀 、水封 、凝水器 、阻火器等 ) 数量也多一些 ,建设投资也高一些 ,但脱硫 、除尘 、除湿 、除油等效果较好 ,这可以从沼气内燃机排气管道废积物数量和成分证实 。# y( I9 ?# X4 h# k' F( ]4 C5 ]2tech.cn

2 @% e. r# t) Q: s, r/ j/ \- F7 |0 D% c6 c8 h+ c6 o: Y2tech.cn
 楼主| 环境学社 发表于 2019-9-4 09:45 | 显示全部楼层
剩余污泥处理

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% K& G9 W: m1 d$ c
& y" R4 |8 D: O% y( N【污泥浓缩池】 * q+ f& n) y8 L" Q2 [2tech.cn
    浓缩池采用重力浓缩。一期直径23.5 m、二期直径20 m,池形为园形共12座,采用国产半桥式栅条浓缩机,进口定容式污泥泵。' y& ]( w0 L; N2 z' H- s2tech.cn
6 {. }9 A3 f9 r' I2tech.cn
【消化池】
: |  k8 b4 F$ H    消化池为园柱形,总高28.8 m(地下5 m)、直径20 m的二级中温消化,共16座(12座一级,4座二级)。: |; [( K; @3 Y# c4 ~; f2tech.cn
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3 |5 |8 n) ^% l" ~1 E- K
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. l7 c. F  V5 m. F& o, b) }1 L; R5 d; e+ b2tech.cn
[消化池工艺参数控制]
) ~% ^+ Y3 A% |, V    上清液:上清液的排放量不能超过进泥量的1/4     PH值:自动维持在6.5~7.5之间     VFA挥发性脂肪酸:50~500mg/L     ALK碱度:1000~5000mg/L     消化池压力:200~400mmH2O 【污泥脱水机】 6 X/ i) {6 D- L) L% H% W( q, x2tech.cn
    污泥脱水机房设置2座,采用带式压滤机,分别设有加药设备,混凝剂采用高分子混凝剂(聚丙烯酰胺)。
' n# u, F- i0 F$ H2 b, R/ j" _2 s1 q3 b; |2 n2tech.cn
【污泥脱水机】
0 R$ i, Z1 f- ^$ S  L) G+ E    污泥脱水机房设置2座,采用带式压滤机,分别设有加药设备,混凝剂采用高分子混凝剂(聚丙烯酰胺)。* O5 i. @: J7 ^5 E5 b/ y" A3 `4 ]2tech.cn
9 s( t7 ?: @% [) I& Q$ G! [2tech.cn
【沼气储柜】 / z" j6 s! D" B  q" {  [2tech.cn
    沼气储柜为一期设1座容积2000 m3、压力0.6 MPa干式球罐,1座容积3000 m3、压力200~250 mmH2O湿式气柜;二期为低压湿式三屉螺旋式升降式钢结构。
1 ~% g3 ^  B* y5 u5 U$ D% s" n, b2 g1 j2tech.cn
【脱硫装置】 $ l$ `  V5 N* [1 ]2tech.cn
    一 、二期分别采用干式脱硫及湿式脱硫(碱液) 。污泥消化所产生的沼气,考虑到使用的不均匀性和事故排放,设废气燃烧器1座,将部分多余气体和事故排放的气体,燃烧后排放,以减少对周围环境的污染。经脱水后的泥饼外运作为农业和绿化的肥源 。 【发电机组】
$ O1 G) C; r- Z9 n    消化池污泥产生的沼气用以发电,补充本厂能源。发电机组的冷却水供消化池加热。7 N) |+ ~9 \  j/ L7 K$ d# O2tech.cn

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 楼主| 环境学社 发表于 2019-9-4 09:48 | 显示全部楼层

北京高碑店污水处理厂再生水厂

高碑店污水处理厂的再生水资源将主要用于景观河湖补水、电厂工业冷却等方面,设计规模为100万m3/d。
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% l6 A. G+ i  [! G2 }$ J设计进出水水质+ S) h2 k; m; B3 ^; k2tech.cn
8 N; J$ t% q+ T2 h) J' O2tech.cn
统计分析高碑店污水处理厂2004~2010年的日平均进水水质,参考涵盖率80%的实际进水水质数据(与30日移动平均进水水质的最大值接近),确定设计进水水质。
! C  |# I, _! {8 r1 m: l; y. U2tech.cn
高碑店厂的再生水大部分补给河湖,少量用于工业循环冷却系统等,其水质直接影响河湖水体。因此,其设计出水水质主要满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2002)中的娱乐性河道类景观环境用水的水质标准,其中部分未涵盖的水质指标,参考了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中IV类水体的水质标准等。8 k: |+ t% i/ {6 H2tech.cn

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9 D; G1 I; [: a+ b) R1 u* Y水处理方案
" @9 N. w# m' v7 Q9 c1 k  _& H+ A, M& r- T2tech.cn
通过对高碑店污水处理厂近十几年的运行数据进行统计分析,结合再生水水质要求,在对比多种方案的基础上,最终水处理方案采用A2O(填料)+反硝化生物滤池+膜过滤+臭氧脱色工艺,其工程内容包括对现有设施的升级改造和新建深度处理设施两部分内容,工艺流程见图2。3 O7 ]4 }3 O" }3 k, M$ ^  x2tech.cn

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$ m3 B  J# \, _; h
$ M  f1 m  ~5 H' i8 E( }! Z对现有设施进行升级改造,最大限度发挥现有设施的处理能力,采用A2/O(填料)工艺,将现有二级生物处理系统改造成A2/O工艺,并在曝气池好氧区的硝化段投加填料,提高局部硝化污泥浓度,强化硝化反应,使出水水质基本达到一级B标准,且出水氨氮浓度小于1 mg/L;通过加强生物处理运行,辅助采用化学除磷措施,出水总磷浓度小于1 mg/L。
' i: b4 x( H6 y- @7 f5 h. v$ f+ F) \! C7 a7 I: k- Z; ~2tech.cn
新建深度处理设施采用反硝化生物滤池+膜过滤+臭氧脱色工艺,将二沉池出水中残留的有机污染物、悬浮物、N、P等通过生物滤池和膜过滤等单元去除。由于氨氮浓度已经达标,新建深度处理设施中只设反硝化生物滤池。二沉池出水经过提升泵站提升后,进反硝化滤池脱氮除磷,滤后水加压经保安过滤器和微滤(超滤)膜过滤,除去水中各种胶体和颗粒物,膜后水经臭氧氧化脱色及紫外线消毒,在清水池暂作停留,最后由出水泵房泵入再生水管网。根据出水水质情况,在反硝化生物滤池前补充碳源,投加化学除磷药剂。在清水池前和配水泵前投加少量次氯酸钠,防止清水池和输水管线中生长微生物。& Z; A# m/ t5 D! |, D' R+ r2tech.cn

! _1 t1 L* r( l% s" E1 Z污泥处理方案, U0 l! e( A- r. x! x9 X2tech.cn
; r+ t: k* R  U, A% M2tech.cn
高碑店污水处理厂规模大,污泥产量很高,现有污泥处理工艺为污泥浓缩+厌氧消化+脱水,从多年的运行情况看,在污泥的减量化、无害化和资源化方面效果显著,特别是污泥的能源化利用是全国同类工程的典范。该厂采用污泥厌氧消化产生的沼气发电,2007年累计发电量1 227万k W·h,接近全厂年电耗的20%,经济、环境效益明显。因此,高碑店厂污泥处理的总体工艺思路不变,并且按照水处理系统升级改造方案的需要和分析现况污泥处理设施存在的问题,对局部污泥处理设施进行改造、扩建,污泥处理系统流程见图。
  c1 Z3 ]* ^9 P& j' ?6 g" e. o2 {, @2tech.cn
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( I) k; s( k& p7 D5 k8 |6 l5 F$ Z$ s2tech.cn
水处理工艺中产生的污泥分为初沉污泥和剩余污泥,经独立输送系统进入污泥处理区。首先采用污泥转鼓浓缩机对初沉污泥和剩余污泥分别进行浓缩,然后送人现状污泥厌氧消化系统进行消化分解并产生沼气,出泥排人污泥脱水机,脱水后产生的泥饼含水率约80%,外运或进入拟建的污泥干化系统处置。改造后的污泥处理系统有以下特点:% Y: S( H! {3 ~2tech.cn

$ Q% `8 ^& E6 |, E4 R第一,污泥浓缩方式改用机械浓缩机代替现有重力浓缩池,降低出泥含水率至97%以下,利于后续污泥的厌氧消化;
6 D8 Y. C- `1 i0 c第二,为了进一步提高生物污泥厌氧消化的产沼气量,采用超声波强化污泥消化工艺,即用超声波处理击破部分剩余污泥,增加污泥中可利用碳源量,提高沼气产量及污泥消减量;
+ s) h* s/ g, ]/ G第三,初沉污泥中含有丰富的碳源,将部分或全部初沉污泥排人由一期浓缩池改造而成的水解池内,经酸化水解及浓缩处理后,分离的上清液中含有大量的VFA,输送至污水处理工艺中,补充碳源,强化生物除磷脱氮效果;
" t# r7 ^4 F9 l5 B# D- j第四,新建化学除磷设施,处理污泥处理系统产生的消化池上清液、污泥脱水滤液,降解其中的磷。" E0 w( F/ v" d2tech.cn
( A1 o6 t; b* p5 Z3 ]" A# l2tech.cn
 楼主| 环境学社 发表于 2019-9-4 09:49 | 显示全部楼层
再生水厂主要工艺参数- V2 J) M2 N( j# j  W6 T- ^2tech.cn

+ s- j+ E& o  l. L! X(1)设计流量:100万m3/d,峰值系数Kz=1.2。
( W1 V3 D0 @0 a+ Y
) G. l! y  b8 M% E(2)细格栅间:新增孔板式格栅,孔间隙3mm。
; @' H  Y$ c1 _
) \& r) p) ^. g3 i( W: w(3)初沉池(原):按照季节、处理水量调节沉淀池运行数量。表面水力负荷>0.88 m/h。初沉污泥量180 t DS/d。
1 _" Q2 U* g, h) ~/ \
# a! \- O. x  p5 e2 \1 Q7 }; u9 K(4)生物处理池:" n/ u# w2 ~8 I$ I6 U2tech.cn
由原曝气池改造而来。总HRT 9.25 h;% v5 E3 X) k- P* B* t2tech.cn
各分区HRT,厌氧区:缺氧区:好氧区:消氧区=1.05 :(1.03~2.81):(6.41~4.63):0.77;& s; K7 T! X& y- r- t" x$ w2tech.cn
悬浮填料(好氧区内)HRT3 h;填充率40%;污泥浓度2 500~4 000 mg/L;
# @# w% a* }) s- F; |污泥回流比30%~100%;混合液回流比250%;气水比4~10;剩余污泥量172 t DS/d;外加碳源种类为甲醇。" |, u5 F+ o. x' B2tech.cn

5 x# f! a& h' q$ H- p, L0 ~! ?" w0 ^(5)二沉池(原):平均表面水力负荷0.88m3/(m2·h)。8 ^) m1 u+ s# k5 E6 M2tech.cn
1 b1 j/ ^0 i* w' C- d3 \; i2tech.cn
(6)反硝化生物滤池:平均滤速8.4 m/h;反硝化负荷1.1 kg NO3一N/(m3·d);外加碳源种类为甲醇。
% L& F! {! M& X  h3 Z( J2 K; p7 l+ J7 [2tech.cn
(7)膜过滤系统:采用压力式超滤膜。/ \4 Q7 A2 d$ T% E, b% B/ }2tech.cn
膜系统设计最大通量≤65 L/(m2·h);膜保安过滤精度≤250 um;产水率>90%。6 f% Y9 b2 G5 l/ ~5 t+ j. f2tech.cn

2 g0 j: Y- I9 F0 y* i% d(8)臭氧脱色系统:臭氧氧化接触时间15 min;臭氧投加浓度≤5 mg/L。
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(9)污泥浓缩水解池:改造原一期6座重力浓缩池。污泥来源为初沉污泥;固体停留时间3-4 d。! o- m4 _6 L* t( J2 ?* F2tech.cn

  M. B& W2 f: W+ P7 O(10)新建污泥浓缩机房:  r7 c: }* ], p8 b5 E2tech.cn
初沉污泥干物质量180 tDS/d;剩余污泥干物质量172 tDS/d;
% Q2 q, e% S+ i- J- r0 a1 G浓缩污泥含水率96%~97%;超声波处理剩余污泥比例20%。+ F, `, k$ l% {1 \; B/ u# a2tech.cn

) s$ h: W  l5 `2 ^8 x2 a2 |3 ^% o(11)厌氧消化池(原):
' I# Y- {4 T+ Y/ e进泥含水率97%;
& C$ n; x' ?1 `) ^1 y一级、二级停留时间16 d;投配率6%;3 c# ]( p+ B" m" a+ C& Y2tech.cn
沼气产气率7.5 m3沼气/m3进泥。) E$ z  A  w, }4 ]2tech.cn
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(12)新建污泥脱水机房:与现况污泥脱水机房一起运行,处理干污泥量148 tDS/d;出泥含水率80%。- D: l& m2 a+ l! b8 l2tech.cn
( z) C. Z. E; P: p& d7 _2tech.cn

+ f: j# K1 R* I1 @7 i项目生物除磷脱氮对碳源需求量高,原污水中碳源的合理利用直接影响处理效果和运行费用。/ t' S/ C1 b  w* l2 L8 @% c2tech.cn
通常污水处理过程的碳源供给包括3个来源:. |1 l# J( U: f3 b. C& M) N" U2tech.cn

0 X* _  m8 ~7 @3 n$ r+ B' h7 I, T4 B# V' M% Z2tech.cn
第一,进水中固有的可利用碳源;
9 a% F  ^! B3 {( c* R1 U
! l9 ]% F4 a  u第二,开发原污水的内部碳源,即将进水中不可利用的碳源经水解酸化处理后转化成小分子、可生化的碳源;* v' A' b: z0 ~5 a2tech.cn
+ b  N7 ~" c  e! k# s& d2tech.cn
第三,外加碳源。在方案设计中,充分挖掘原污水中的可利用碳源,并优先用于生物除磷和脱氮,以减少外加碳源量。同时,在生物除磷脱氮、污泥厌氧消化工艺的设计中,尽量提高对各种碳源的利用效率。
" w  |! o' F( R  }4 b) @( ]5 M: h: V% s" @, Q% e' u2tech.cn
由于初沉池可提高系统的抗冲击负荷能力,有利于再生水厂稳定运行;另外,雨季时初沉池可对超量的合流污水进行一级处理,社会、环境效益显著。故在方案设计中保留初沉池。但初沉池会去除污水中大量有机碳源,不利于后续生物除磷脱氮处理。8 V8 w2 p( p7 B; }2tech.cn

7 P! I( l/ ^+ m; A针对上述问题,方案设计中增加流量调节设施,根据季节、处理水量改变初沉池的运行数量,提高处理负荷,在去除无机悬浮物的同时,尽量减少对有机污染物的去除,为后续生物除磷脱氮保留更多的可利用碳源。另外,对初沉污泥进行水解酸化处理,分离的上清液中含有大量的VFA等,输送至厌氧池,实现初沉污泥中有效碳源的回收,用于水处理系统的除磷脱氮。: O% M; H, Q7 r( X+ D2tech.cn

* l3 w2 z, r2 i) N6 s7 T$ ~; U- z* S项目方案设计,将提高对进水中有效碳源的利用效率,降低外加碳源用量,从而减少处理系统的产泥量。为了进一步挖掘剩余污泥中的碳源量,提高生物污泥厌氧消化的产沼气量,采用超声波污泥破碎工艺处理、击破部分剩余污泥,提高污泥生化性能,投入污泥厌氧消化系统,沼气产量、污泥消减量增加,热电联产产生的热量和电能亦增多。) d3 n8 u+ @: s+ b9 j4 f, `& _2tech.cn
1 u. ^) r& k, B1 T, y0 k+ M, r1 F2tech.cn

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