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1．工程概況

某工業(yè)園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為電力、新材料、冶金、機(jī)械、紡織工業(yè)等，該園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模1 萬(wàn)m3 /d，一期規(guī)模0．5 萬(wàn)m3 /d，遠(yuǎn)期Kz = 1．58，近期Kz = 1．74。污水處理廠進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)參考《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GJ343-2010，出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB18918-2002 中一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)下表。

表1 設(shè)計(jì)水質(zhì)以及排放標(biāo)準(zhǔn)

圖1 MSBR 工藝的組成及布置

運(yùn)行過(guò)程中，污水首先進(jìn)入?yún)捬醭?，與來(lái)自泥水分離池、并經(jīng)缺氧池Ⅱ反硝化后的混合液混合，使聚磷菌在此充分釋磷，然后進(jìn)入缺氧池Ⅰ繼續(xù)進(jìn)行反硝化。反硝化后的混合液進(jìn)入好氧池，完成有機(jī)物去除、硝化和聚磷菌的攝磷等功能，最后混合液進(jìn)入SBR 池Ⅰ或SBR 池Ⅱ，在此進(jìn)行最后的處理及泥水分離，并排出澄清出水(如圖2 所示) 。除兩個(gè)SBR 池外，工藝中其余各池均處于恒水位、連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)，其運(yùn)行操作方式基本固定。而對(duì)SBR 池而言，當(dāng)其中一個(gè)SBR 池作為最后處理工段時(shí)，另一個(gè)SBR 池則在1．5Q 的回流量(至泥水分離池) 的條件下以硝化、反硝化的模式運(yùn)行或進(jìn)行靜止預(yù)沉淀。運(yùn)行期間始終進(jìn)行污泥回流，并首先進(jìn)入泥水分離池分離濃縮，上清液進(jìn)入好氧池，濃縮污泥進(jìn)入缺氧池Ⅱ，進(jìn)行反硝化，并消耗掉污泥中DO 和硝酸鹽，為隨后在厭氧池中的釋磷過(guò)程創(chuàng)造有利條件。

圖2 MSBR 工藝的運(yùn)行原理

3．工藝流程

園區(qū)污水經(jīng)廠外污水管道自流進(jìn)入污水處理廠，污水經(jīng)格柵去除污水中較大的漂浮物通過(guò)潛污泵進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，以消除沖擊負(fù)荷影響、稀釋抑制物質(zhì)，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。出水再通過(guò)污水泵提升至反應(yīng)池，加藥攪拌混勻后再進(jìn)入沉淀池，去除污水中的懸浮物和重金屬離子等，出水進(jìn)入預(yù)留的中和池，再自流進(jìn)入水解酸化池，將大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，將難生化降解物質(zhì)降解為易于被好氧菌降解的物質(zhì)，提高污水的可生化性。經(jīng)預(yù)處理后的污水自流進(jìn)入MSBR 池，通過(guò)曝氣生化處理后，降解大量有機(jī)污染物并脫氮除磷。MSBR 池出水自流入消毒池，經(jīng)紫外線消毒處理后排出廠外。

反應(yīng)沉淀池產(chǎn)生的化學(xué)污泥和MSBR 池產(chǎn)生的剩余活性污泥，排入貯泥池，污泥提升至帶式濃縮脫水一體機(jī)，脫水后形成的泥餅輸送至污泥堆棚，定期外運(yùn)衛(wèi)生填埋。

圖3 污水污泥處理工藝流程圖

4．主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

4．1 格柵及提升泵房(合建)

土建工程按1 萬(wàn)m3 /d 規(guī)模一次建設(shè)，設(shè)計(jì)流量為658m3 /h(最高時(shí)) 。設(shè)備按近期配置。

格柵主要作用是攔截污水中較大的懸浮物，以保護(hù)提升泵房設(shè)備不受損害，并初步去除污水中的懸浮物。進(jìn)水閘門(mén)井平面尺寸2．6m× 1m，內(nèi)設(shè)φ1000mm手動(dòng)雙向鑄鐵鑲銅閘門(mén)1 套，便于維修機(jī)械格柵等。每組格柵渠平面尺寸6．5m× 0．6m，渠內(nèi)設(shè)B = 0．5m的回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)1 套，柵距20mm，過(guò)柵流速0．65m/s，安裝角度75°，功率0．55kW。格柵渠前后各設(shè)0．6m×1m手動(dòng)插板閘門(mén)1 套。柵渣量按1000m3產(chǎn)生0．05m3柵渣計(jì)，含水率80%左右，柵渣量為0．5m3 /d。柵渣通過(guò)格柵輸送至垃圾小車(chē)內(nèi)，外運(yùn)處置。格柵除污機(jī)近期工作一組，交替運(yùn)行，根據(jù)過(guò)柵前后水位差或按時(shí)間周期自動(dòng)控制清渣，也可機(jī)旁手動(dòng)控制清渣。

提升泵房平面尺寸8．9m× 4．2m，集水池設(shè)于泵房下，平面凈尺寸為8．9m× 5．6m。近期設(shè)150JYWQ200－ 9-11 型潛污泵3 臺(tái)(Q = 200m3 /h，H = 9m，N =11kW) ，2用1 備。遠(yuǎn)期增設(shè)2 臺(tái)，4用1 備。泵房?jī)?nèi)設(shè)1 臺(tái)電動(dòng)葫蘆，起重量1．5t。潛污泵的開(kāi)停工況及開(kāi)停臺(tái)數(shù)可、根據(jù)集水池的液位進(jìn)行自動(dòng)控制。

4．2 調(diào)節(jié)及事故池(合建)

土建工程一次到位，設(shè)備安裝工程按近期規(guī)模到位。

調(diào)節(jié)池尺寸20m× 23m × 6．3m(H) ，有效水深5．5m，有效容積2530m3，停留時(shí)間6h。池內(nèi)設(shè)5 臺(tái)潛污提升泵WQ2210-417-100-7．5 (流量115m3 /h，揚(yáng)程14m，功率7．5kW) ，4 用1 備，近期設(shè)3 臺(tái)，2 用1 備。事故池作用是提供應(yīng)急緩沖時(shí)間，應(yīng)對(duì)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的事故。尺寸9．7m× 23m × 6．3m(H) ，有效水深5．5m，有效容積1250m3，停留時(shí)間3h。池內(nèi)設(shè)2 臺(tái)事故泵WQ2210-422-150-5．5 (流量120m3 /h，揚(yáng)程10m，功率5．5kW) ，1用1 備。兩個(gè)水池分別設(shè)1 臺(tái)電動(dòng)葫蘆和2 臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)(轉(zhuǎn)速740r /min，N = 2．2kW) 。

4．3 反應(yīng)沉淀池(合建)

反應(yīng)池分3 格，每格尺寸3．25m× 3．25m× 4．5m(H) ，設(shè)3 套框式攪拌機(jī)，功率分別為1．5kW、0．75kW、0．55kW。

沉淀池采用圓形輻流式，近期實(shí)施1 座，設(shè)計(jì)按平均時(shí)流量208．3 m3 /h 設(shè)計(jì)，并按最高時(shí)流量364．5 m3 /h 校核。沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水，中心筒直徑800mm。池內(nèi)污泥經(jīng)刮泥機(jī)收集至池底中心的集泥井內(nèi)，由污泥泵排至貯泥池。水面浮渣由浮渣板刮到浮渣斗后排出池外，浮渣經(jīng)不銹鋼濾網(wǎng)分離去除，分離液進(jìn)入廠區(qū)污水管。不銹鋼濾網(wǎng)需定期清理。沉淀池內(nèi)徑φ16m，有效水深4m，池底坡度1: 12，表面負(fù)荷1．04m3 /m2 h，沉淀時(shí)間3．85h。在沉淀池內(nèi)設(shè)半橋式周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)一套，型號(hào)ZBG-16，0．37kW，自帶鋼制工作橋，水上部件材料采用碳鋼，水下部分為不銹鋼。沉淀池排泥井內(nèi)設(shè)2 臺(tái)排泥泵100WQ80-13-5．5，流量120m3 /h，揚(yáng)程10m，功率5．5kW。沉淀池出水進(jìn)入中和池，屬預(yù)留池體。中和池分3 格，每格尺寸為3．25m× 3．25m× 4．5m(H) 。

4．4 水解酸化池

其作用為提高污水的可生化性和后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理效率。近期實(shí)施1 座，單體設(shè)計(jì)流量208．3 m3 /h，HRT 為6h，表面負(fù)荷1m3 /m2·h。池體外形尺寸11m× 20m，有效水深6m。池內(nèi)安裝聚丙烯填料430m3，為使進(jìn)水分布均勻、防止短流，內(nèi)設(shè)潛水推流器2臺(tái)，葉輪直徑1100mm、轉(zhuǎn)速87r/min、功率2．2kW。

4．5 MSBR 池

近期實(shí)施1 座，設(shè)計(jì)流量208．3m3 /h，遠(yuǎn)期增加1座。池體平面尺寸40．2m× 19．6m，其中好氧區(qū)和兩邊序批區(qū)總高為6．8m，有效水深6 m; 中間厭氧區(qū)、缺氧區(qū)等總高為8．3m，有效水深7．6m。好氧區(qū)平面尺寸17．1m× 19．2m，有效容積1970m3，HRT 為9．5h，序批區(qū)分2 區(qū)，每區(qū)平面尺寸22．7m× 6．2m，合計(jì)HRT 為8．1h。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)平面尺寸分別為5．75m× 6m、8．8m× 6m，有效容積分別為262m3、401m3 ，HRT 分別為1．3h、1．9h。

主要設(shè)計(jì)參數(shù): 總HRT 為20．8h; 污泥齡20d; 混合液平均污泥濃度(MLSS ) 3000mg /L; 污泥負(fù)荷0．08kgBOD5 /kgMLSS·d; 剩余污泥量649．54kg /d; 濕污泥量81．2m3 /d; 實(shí)際需氧量O2 = 1297kg /d，換算成標(biāo)準(zhǔn)供氣量GS = 37．4m3 /min，氧利用率EA = 13%。

近期主要設(shè)備: 潛水?dāng)嚢铏C(jī): 預(yù)缺氧區(qū)設(shè)2 臺(tái)N =0．37kW，厭氧區(qū)設(shè)置2 臺(tái)N = 0．75kW，序批區(qū)和缺氧區(qū)設(shè)10 臺(tái)N = 1．5kW; 3 臺(tái)潛水回流泵Q = 420m3 /h，H= 1．1m，N = 4kW，交頻控制，配起吊裝置; 2 臺(tái)污泥提升泵Q = 150m3 /h，H = 1m，N = 3kW，交頻控制，配起吊裝置; 2 臺(tái)剩余污泥泵Q = 50m3 /h，H = 7m，N = 2．2kW，配起吊裝置; 2 套空氣控制出水堰，設(shè)于序批區(qū); 4 套下開(kāi)式手動(dòng)調(diào)節(jié)堰門(mén)500 × 700(H) ，配啟閉機(jī); 5 套電動(dòng)閥，N = 0．37kW，設(shè)于序批區(qū)和好氧區(qū)空氣管; 2 根撇渣管，配手動(dòng)啟閉機(jī)，設(shè)于序批區(qū); 384 根管式曝氣器其中好氧區(qū)240 根，每個(gè)序批區(qū)各72 根; 3 臺(tái)DO 儀，0 ～20mg /L; 3 臺(tái)MLSS 儀，0～ 10g /L。

4．6 紫外線消毒池及巴歇爾計(jì)量槽(合建)

紫外線消毒池土建一次到位，設(shè)備分兩期進(jìn)行，本期采用24 支320W 紫外燈，安裝在1 條消毒明渠中，每條明渠內(nèi)設(shè)有1 個(gè)模塊組，含2 個(gè)紫外燈排架，燈管總功率8kW。紫外燈管與水流方向一致平行排放，且燈管間排列間距均等，以保證均勻的紫外光量、維持穩(wěn)定的滅菌效果。總平面尺寸10．7m× 4．8m，單池寬1．75m，有效水深1．7m。

巴歇爾計(jì)量槽一次到位，平面尺寸9．8m× 1．58m，有效水深0．6m，測(cè)量范圍0．03 ～ 0．4m3 /s。出水井尺寸3．5m× 2．75m× 3m(H) ，有效水深2．2m，配2 臺(tái)回用水泵50WQ15-12-1．1(Q = 15m3 /h，H = 12m，N =1．1kW) ，1用1 備，接至回用水點(diǎn)。出水監(jiān)測(cè)站外形尺寸4m× 3 × 3m(H) ，配在線COD 儀、在線氨氮儀、在線pH、溫度計(jì)、在線總氮儀、在線總磷儀各1 套。

4．7 貯泥池

主要作用是儲(chǔ)存污泥，調(diào)節(jié)剩余污泥量。按遠(yuǎn)期規(guī)模1 萬(wàn)m3 /d 設(shè)計(jì)，設(shè)2 格，每格平面凈尺寸為5 ×5m，有效水深3m，有效容積150m3。每格設(shè)φ260mm水下攪拌器一臺(tái)，功率N = 1．5kW。2 格均設(shè)溢流管，上清液通過(guò)溢流管流入廠區(qū)污水管，回到調(diào)節(jié)池進(jìn)入處理系統(tǒng)。儲(chǔ)存在貯泥池的剩余污泥通過(guò)污泥泵提升至污泥濃縮帶式脫水一體機(jī)進(jìn)行污泥濃縮脫水。

4．8 污泥濃縮脫水車(chē)間與污泥堆棚(合建)

平面尺寸42．6m× 12m，層高7．2m，土建一次到位，設(shè)備分兩期進(jìn)行。近期污泥產(chǎn)量為1325kg干泥/d，脫水前污泥量為114m3 /d，脫水后污泥含水率小于80%，每天大約產(chǎn)泥餅6．6t。其中反應(yīng)沉淀池產(chǎn)泥量為675kg /d，含水率98%，污泥體積34m3 /d; MSBR 剩余污泥量為650kg /d，含水率99．2%，污泥體積81m3 /d。

車(chē)間設(shè)1m帶寬的帶式濃縮脫水一體機(jī)DNY －1000 型2 套(B = 1000mm，Q = 9-15m3 /h，N = 1．85kW) ，1用1 備，每天工作8h，配套設(shè)備: 污泥進(jìn)料螺桿泵2 臺(tái)(Q = 3-12m3 /h，H = 20m，N = 5．5kW) ; 加藥裝置1 套(Q = 1340L/h，N = 1．7kW) ; 加藥螺桿泵2 套(Q = 0．2-1m3 /h，H = 20m，N = 0．75kW) ; 空壓機(jī)2 套(Q = 0．36m3 /min，P = 0．7MPa，N = 3kW) 。

脫水后的泥餅通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至污泥堆棚暫存，設(shè)0o 無(wú)軸螺旋輸送機(jī)1 臺(tái)(LS-320 型，Q = 2 －4m3 /h，L = 8．5m，N = 1．1kW) ; 25o 無(wú)軸螺旋輸送機(jī)1臺(tái)(LS-320 型，Q = 2-4m3 /h，L = 7m，N = 1．5kW) 。設(shè)3T 電動(dòng)葫蘆1 臺(tái)，CD1型，N = 4．5 + 0．4kW。污泥濃縮脫水過(guò)程中需投加PAM，投加量0．22%。脫水后污泥含水率小于80%。車(chē)間設(shè)軸流通風(fēng)機(jī)5 臺(tái)，N = 0．18kW。

4．9 綜合車(chē)間

土建按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，平面尺寸34m× 18m，總建筑面積612m2，一層。綜合車(chē)間含鼓風(fēng)機(jī)房、變配電間、加藥間、倉(cāng)庫(kù)和機(jī)修間等，平面尺寸分別為18m× 10m，18m× 8m， 16m × 10m，8m× 8m，8m× 8m。

主要設(shè)備如下: 鼓風(fēng)機(jī)(Q = 18．85m3 /min，H =7000mmH2O，N = 45kW) 3 臺(tái)，2用1 備，遠(yuǎn)期增加3 臺(tái)，4 用2 備; 電動(dòng)葫蘆1 套，起吊重量: T = 2t，N = 3kW。加藥泵(Q = 6m3 /h，H = 13m，N = 0．75kW) 6 臺(tái)，3 用3備; 攪拌機(jī)6 臺(tái)，N = 1．1kW; 堿計(jì)量泵2 臺(tái)，Q = 500L/h，H = 7bar，N = 0．37kW; 堿攪拌器2 臺(tái)，N = 0．37kW，100RPM; 酸攪拌器2 臺(tái)，N = 0．37kW，100RPM; 酸計(jì)量泵2 臺(tái)，Q = 500L/h，H = 7bar，N = 0．37kW; 氧化鈣料倉(cāng)1 套，V = 3m3。軸流風(fēng)機(jī)8 臺(tái)，N = 0．37kW。

4．10 輔助用房

按照《城鎮(zhèn)污水廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ31-89 要求配置輔助用房。綜合樓(含行政辦公、生產(chǎn)管理、化驗(yàn)室、浴室等) : 總建筑面積715m2，二層;食堂: 總建筑面積11m2，一層; 門(mén)衛(wèi): 總建筑面積32．7m2，一層。.

5．運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)分析

5．1 運(yùn)行成本

按一期處理污水0．5 萬(wàn)m3 /d 計(jì)，混凝劑每年消耗54．75 噸，單價(jià)1800 元/噸。絮凝劑每年消耗9．125噸，單價(jià)為40000 元/噸; 處理每噸污水電耗為0．55kW·h，電價(jià)為0．689 元/kW·h; 污水處理廠每天耗自來(lái)水16m3，水價(jià)為2．8 元/m3 ; 污泥產(chǎn)出量每天6．6t，清運(yùn)、填埋單價(jià)為15 元/t; 工資按15 人，人均2．5 萬(wàn)元/年計(jì)算; 年修理費(fèi)約85．4 萬(wàn)元，年折舊費(fèi)約195．65 萬(wàn)元。單位污水處理成本為2．41 元/m3。

5．2 出水水質(zhì)

廢水處理隨機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

6．結(jié)語(yǔ)

MSBR 工藝具有占地面積少，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行成本低，適應(yīng)水質(zhì)變化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于進(jìn)水水質(zhì)符合《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GJ343-2010 的中、小型工業(yè)園區(qū)污水處理廠，處理效果較好。