1、中心區(qū)污水處理廠氧化溝系統(tǒng)工藝改造工程設(shè)計方案徐州大屯工貿(mào)實業(yè)公司水處理研究所目錄一、基本狀況3.二、存在問題3.三、改造內(nèi)容及原則4.四、改造方案設(shè)計5.1、氧化溝曝氣系統(tǒng)改造5.2、氧化溝管道系統(tǒng)改造7.3、新增污泥濃縮池8.4、中水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化9.五、工程設(shè)計101、氧化溝曝氣系統(tǒng).102、氧化溝管道系統(tǒng)163、污泥濃縮系統(tǒng)1.64、中水管網(wǎng)系統(tǒng)1.8六、電器及自動控制20七、工程投資概算22八、經(jīng)濟效益分析23九、結(jié)論23中心區(qū)污水廠氧化溝系統(tǒng)始建于2006年，設(shè)計處理能力2X7500rr/d;單條氧化溝尺寸：長X寬X深80亦22mx3.5m,有效容積4500m。設(shè)計處理量為15000

2、t/d,設(shè)計進水水質(zhì)：BOD5=160-180mg/L,TKN=35mg/LMLSS=400®ng/L,有機負荷0.07kgBOD/kgMLSS.d容積負荷0.28kgBOD/m3.d,處理后的出水達到GB8978-1996中的第二類污染物其他排污單位的一級標準。系統(tǒng)運行實際效果如下表：項目進水出水1CODcr300-350mg/L302BOD120-150mg/L103SS100-150304NHkN20-258氧化溝曝氣系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)刷曝氣，每溝配置BZS100X900型轉(zhuǎn)刷3套。其基本參數(shù)如下：直徑：1000mm主軸長度：9000mm浸沒深度：300mm充氧量：81kgO/h電機額

3、定功率：45kw二次沉淀池的排泥系統(tǒng)進入同一回流泵房并對兩條氧化溝分別回流，氧化溝出水系統(tǒng)單獨對應(yīng)各自的二次沉淀池。二沉池池徑25m水力負荷0.7-0.8m3/m2h。污泥濃縮系統(tǒng)設(shè)置污泥濃縮池一座，采用2臺帶式壓濾機進行污泥脫水，每日污泥量約8噸（含水率85%,濃縮池基本參數(shù)為：池徑：6.3m池深:5.5m有效容積：80m二、存在問題1、工藝能耗高現(xiàn)有的實際進水總量為10000m3/d若采用單溝運行處理效果較差，達不到設(shè)計出水標準。雙溝同時運行時，充氧量過高造成能源浪費；合適的充氧量又降低溝內(nèi)流速。而且單溝運行時其中一個二沉池閑置，達不到沉淀所需的時間。曝氣轉(zhuǎn)刷已到報廢期并且本身充氧效率也低

4、，設(shè)備參數(shù)僅為1.8kgO2/kwh;實際效率應(yīng)該還要低。2、溝底沉泥較多在氧化溝中，為了獲得其獨特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在在溝內(nèi)循環(huán)流動。不發(fā)生沉積的流速在0.30.5m/s。曝氣轉(zhuǎn)刷的浸沒深度只有300mm與氧化溝池深3.5m相比，轉(zhuǎn)刷僅占據(jù)了水深的1/12。因此造成氧化溝上部流速大下部流速小，致使溝底大量積泥，減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。3、污泥池容量小濃縮污泥的總?cè)萘科。湃氲奈勰嗖荒芗皶r沉淀，污泥含水率高，壓濾效率低。三、改造內(nèi)容及原則1、采用新的工藝設(shè)備降低能耗、提高效率。采用液下曝氣方式替代表面曝氣方式，即具有曝氣功能又兼有推流混合

5、的功能，使噸水能耗降低30%U上。2、曝氣工藝的改進不改變原有設(shè)施的運行工況；不移動和剔除原有的設(shè)備，僅重新布置新的推流與曝氣裝置。3、氧化溝管道系統(tǒng)改造。由原來一溝對應(yīng)一池改為合流串聯(lián)出水系統(tǒng)，在單溝運行時積極發(fā)揮2套二沉池的作用。4、對老舊設(shè)備進行更新和大修。對現(xiàn)有的污泥回流設(shè)備、壓濾設(shè)備進行大修更新。5、新增污泥濃縮系統(tǒng)一套。采用新的工藝技術(shù)(鋼結(jié)構(gòu)一體化形式)，減少投資、提高效果。6、中水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化。將現(xiàn)有的SBR系統(tǒng)排水并入中水處理系統(tǒng)；所有中水管網(wǎng)集中綜合控制，提高中水復(fù)用率及外排全部達標。四、改造方案設(shè)計1、氧化溝曝氣系統(tǒng)改造現(xiàn)有氧化溝系統(tǒng)的曝氣轉(zhuǎn)刷已經(jīng)使用12年，減速箱漏油、

6、齒輪磨損嚴重，已超過服務(wù)年限，即便是不進行改造也必須進行更換。鑒于其動力效率低，預(yù)改造為液下曝氣設(shè)備替代表面曝氣設(shè)備。(1)曝氣效率對比普通轉(zhuǎn)刷曝氣機的動力效率僅為1.6-2.0kgOJkwh,微孔曝氣器的動力效率均大于5kgQ/kwh,有的甚至大于6kgQ/kwh。射流曝氣器的動力效率與表面曝氣轉(zhuǎn)刷基本一致在1.8-2.1kgO2/kwh之間，有關(guān)資料表明還有達到2.0kgO2/kwh以上的例子。但是由于射流壓縮的作用其氧的利用率較高，可達到30%以上。各種曝氣方式效能對照表:動力效率kgO2/kwh氧利用率%運行特點缺點轉(zhuǎn)刷曝氣1.6-2.0<15池上安裝，具備充氧、推流混合作用。體

7、積龐大、構(gòu)件多，維護復(fù)雜，動力效率低。微孔曝氣5.0-6.0>25液下安裝，氣液面積大、動力效率局，維護簡便。需外置風(fēng)機供氣，維修更換需在池底進行。不具備推流作用。射流曝氣1.8-2.1>30結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，氧利用率高兼具推流混合作用。需要水泵提供動力，噴嘴易堵塞，動力效率一般。（2）工藝參數(shù)設(shè)計在原有工藝參數(shù)不變的情況下優(yōu)化曝氣系統(tǒng)工藝。原曝氣系統(tǒng)動力參數(shù)如下（單條氧化溝）：序號設(shè)備名稱型號規(guī)格功率（Kvy數(shù)量備注1轉(zhuǎn)刷曝氣機BZS100X9004532用一備2潛水推流器DQT075X18005.51正常運行功率約90KW根據(jù)氧化溝原有設(shè)備的充氧能力及推流動力做參照，首先在

8、1#曝氣轉(zhuǎn)刷位置布置射流曝氣裝置，在滿足推流動力的同時兼有曝氣功能。在2#轉(zhuǎn)刷位置布置微孔曝氣盤作為主要的充氧設(shè)備；以原有的推流器作為備用推流所需。動力需求：基本條件是推流動力需滿足氧化溝內(nèi)的流速0.5m/S,曝氣充氧能力4180kgO/h。（此參數(shù)均按最大需求而定）充氧動力：若全部采用微孔曝氣裝置提供180kgO/h所需求的充氧動力為40KW（此能耗參數(shù)均按設(shè)備較小效率參數(shù)而定）推流動力：選擇2臺15KW虧水泵為射流曝氣器提供動力，預(yù)估充氧能力為60kgO/h,并且滿足推流所需的動力扣除射流曝氣提供的氧量，剩余120kgO/h由微孔曝氣盤提供,則需30KW勺動力。改造后氧化溝運行總功率構(gòu)成如

9、下表：序號設(shè)備名稱型號規(guī)格功率（Kvy數(shù)量備注1射流曝氣機1522用0備2微孔曝氣器30風(fēng)機功率正常運行功率約60KW由以上兩圖表可以看出曝氣系統(tǒng)改造后每條氧化溝可節(jié)省30KW的動力能耗。2、氧化溝管道系統(tǒng)改造該氧化溝與二沉池采用分建式系統(tǒng)，在原設(shè)計中采用一溝對應(yīng)一池的方式。該方式的弊端是：當任意一個氧化溝系統(tǒng)停止運行時其對應(yīng)的二沉池也停止運行，造成二沉池的閑置，不利于泥水的沉淀分離。為解決這一矛盾，需將兩氧化溝的出水系統(tǒng)進行聯(lián)通。改造前后管道系統(tǒng)示意圖如下：進水氧化溝DN45Q具體改造方案：將現(xiàn)有的DN450出水管采用DN40解岡管連接，中間設(shè)置DN400的閘閥一個。當打開閘閥時，任意一個氧

10、化溝都和兩個沉淀池進行聯(lián)通；當關(guān)閉閘閥時又可恢復(fù)到初始設(shè)計的狀態(tài)。該管道系統(tǒng)的改造對原設(shè)計無任何影響。該系統(tǒng)改造成功后的最大利好是：在現(xiàn)有污水總量的基礎(chǔ)上可實現(xiàn)單溝運行。依據(jù)是氧化溝系統(tǒng)的處理能力由7500m3/d提高到1000riVd,可以通過提高BOD容積負荷方法來實現(xiàn)；沉淀系統(tǒng)的并聯(lián)使用并未降低二沉池的表面負荷，泥水的沉淀分離基本不受單溝運行的限制。由此可見，對整個系統(tǒng)能耗的降低更為顯著。3、新增污泥濃縮池中心區(qū)污泥濃縮系統(tǒng)原設(shè)計僅有一套。通過多年的運行來看,但濃縮系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)的剩余污泥排放就要停止，不利于整個系統(tǒng)的正常運行。伴隨著污水處理量的增加，污泥量也隨之增多，現(xiàn)有的濃縮

11、池能力也明顯不足。由日產(chǎn)8t（含水率85%刈基本算出剩余污泥（含水率99%的總體積約為120R3。由于受排泥泵參數(shù)（400n3/h*30KW）的制約而實際排泥現(xiàn)狀是每天定時間斷排泥（每天排泥時間約3小時）。在如此短時間內(nèi)排出的大量剩余污泥對整個濃縮系統(tǒng)會造成極大的沖擊，大部分未經(jīng)沉淀的混合液又經(jīng)出水堰白白流走。不僅濃縮效果差，而且還造成了能源的不必要浪費。由此增加一套新的濃縮系統(tǒng)是很有必要的。新增的污泥濃縮系統(tǒng)與現(xiàn)有的濃縮池參數(shù)基本相同。考慮到地質(zhì)條件的因素又不可能與現(xiàn)有的池型相同（圓形豎流沉淀、半地下結(jié)構(gòu)）；本次新增濃縮系統(tǒng)擬采用平流沉淀工藝全地面布置方式；系統(tǒng)材料采用鋼結(jié)構(gòu)形式。4、中水管

12、網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化中心污水廠處理水的流向有兩個方面，一是供電廠、物業(yè)、洗煤廠回用；二是達標排放。根據(jù)現(xiàn)有管線具備外排條件的僅有SB繇統(tǒng),氧化溝后端至中水系統(tǒng)均未設(shè)置外排管線。依據(jù)熱電廠及洗煤廠用水負荷隨四季需求量的變化，需求高峰時（600哥后）可做到不外排，并有發(fā)生缺口的時段；需求低峰時（300m/h）集水池的水不能及時處理，造成污水積聚影響居民生活。因此，要解決這些矛盾必須優(yōu)化中水管網(wǎng)。必須達到中水回用需求大時所有水源都可以進行補給；當回用水需求量減低時也必須滿足全部污水處理的需要并達標排放。中水管網(wǎng)系統(tǒng)擬將SB繇統(tǒng)出水也并入其中，全部處理后的中水在滿足回用的條件下并入外排管道系統(tǒng)。五、工程設(shè)計1、

13、氧化溝曝氣系統(tǒng)氧化溝工藝是因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名，它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。由于具有明顯的溶解氧濃度梯度，還具有A/O工藝的特點。好氧區(qū)和缺氧區(qū)實現(xiàn)硝化-反硝化工藝，同步脫氮-除磷效果明顯。(1)曝氣推流系統(tǒng)位點的選擇為保證池內(nèi)具有氧濃度梯度，曝氣位點應(yīng)選在厭氧區(qū)的后端；進水與回流污泥在缺氧區(qū)的末端；由此才可實現(xiàn)硝化-反硝化工藝。位點布置點如下圖所示：膽113要MN裨I11ISMII0000000000000000000000X20

14、0%00000000000000000000區(qū)崛塔nn八八n八八(2)射流曝氣水泵與噴嘴選擇水泵功率確定為15KW射流噴嘴采用中壓(0.10MP砂供水。水泵采用WUg列立式排污泵，具技術(shù)參數(shù)為：型號200WL250-11-15口徑：200mm流量：250nVh揚程：11m功率15KW射流曝氣器一般由噴嘴、吸入室、混入室三個部分組成，這是一個典型的單噴嘴構(gòu)造，也是污水生化處理常用的曝氣用射流器。本設(shè)計采用自吸氣單噴嘴射流器，噴嘴口徑選擇25mm出口流速12m/S;噴嘴流量22n3/h,噴嘴個數(shù)20只。(3)鼓風(fēng)設(shè)備與微孔曝氣盤選擇依據(jù)所需的供氧量(120kgO/h)以及池深度(3.5m)等基礎(chǔ)數(shù)

15、據(jù)推算鼓風(fēng)設(shè)備的風(fēng)壓4KPq總風(fēng)量<1200M/h。曝氣器采用EPDMI膠膜片式微孔曝氣盤，規(guī)格260。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備配置表序號設(shè)備名稱型號規(guī)格技術(shù)參數(shù)數(shù)量備注1渦旋鼓風(fēng)機3RB550-2風(fēng)量370m3/h風(fēng)壓4KPa功率7.5KW54用1備2微孔曝氣盤260充氧能力0.2-0.4kgO2/h個工作通量2-5m3/h個600ABS#質(zhì)EPDM橡膠家皮說明：鼓風(fēng)設(shè)備的選型依據(jù)是效率高、噪音低、維護簡便；數(shù)量的選擇依據(jù)是風(fēng)量調(diào)節(jié)靈活便捷、設(shè)備閑置率低。常用的鼓風(fēng)設(shè)備有羅茲風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機、離心式風(fēng)機。前兩種風(fēng)機的最大缺點是：設(shè)備體積大、構(gòu)件多、價格高、噪聲大等缺點。而渦旋風(fēng)機屬于離心式風(fēng)機，全

16、鋁合金機身，易損件僅有電機上的兩個軸承，免維護；該風(fēng)機的噪聲僅為前者的60%作為小型風(fēng)機使用是最佳選擇。附：2、曝氣盤技術(shù)參數(shù)曝氣器規(guī)格215260300工作通旬量1.5-3m3/h,2-5m3/h.個3-7rra/h.個服務(wù)面積0.3-0.65m3/h個0.4-0.8m3/h,個0-1m2/個氧利用率22-40%31-59%35-59%充氧能力0.13-0.4kgO2/h0.21-04kgO2/h021-0.4kgO2/h淹沒水深4-8m4-8m4-8m供氣量（水深4m）2m3/h3m3/h3m3/h附：1、曝氣盤安裝效果圖13附：3、渦旋風(fēng)機外形圖水處理分公司氧化溝改造方案零部件分解泵殼出

17、風(fēng)口1WU.VHFiiiW-ijrwxxiurui.u1nU-&F&JRJW-T1W-rwUaf-3HE355O2AAT-a75053M0-4W制hie70州口-m拗G3冊B3401A5002«W-725¥11.0£：«,4¥74啊一儂1303-3R05W-2AAT57-5&75犯0760i«tO-725Y1&.0%.K126柏4S0-450儻60亂卷405500上胸g7因*is.1以碣1m1r74580*3-3RB5502AAT67擔110SI印difO-725Y22jO£i712.rtf1

18、45704fl0-530劃儻總由400-500«W-7J5Y220'.'larr74M。MO劃3，3HB55O-2AAT77W15.0950750啕0-7弱¥W5/173fV169704ao-9曲G317.3她除600r-.M0-7W»5A/17CIV74卸-w而可513507.E3SO-4BO«t0-725¥JB,7Y14271430-3B02aoG3GO8后4OO-500A啪蚱儂¥15.177MO-24Gi<iG3WBSS-3MT8?$011.0350-450itlO-TM-YK.QAi!12.7¥

19、ifi771480Fi。M困12.S4W-5OOA磁0-儂VSO/12.9V77seo-590390G3-3HB5W_3AAT"so1S.03WT60。陽小花Wiso71皿WQno/6017.3.4£lCk5DOi®K/725¥294Af17.0r7750-5906S0G3501B.B3Sd*&0，面d-T25Y379號Ltf¥714fl0410i&a-3R05M-3AATe7195附：4、射流曝氣器外形圖（潛水推流式）附：5、射流曝氣器外形圖（外置式射流器）射流曝氣器噴嘴根據(jù)安裝高度分為浸沒式安裝與低位安裝。根據(jù)噴嘴的射流方向

20、又分為垂直射流與水平射流。浸沒安裝的氧利用率較身，但由于噴嘴及喉室均在液下，一旦噴嘴發(fā)生堵塞時維修疏通極為不便。垂直射流比水平射流的阻力損失小，因此本設(shè)計以低位安裝和垂直射流的方式布置射流曝氣器。2、氧化溝管道系統(tǒng)現(xiàn)有的氧化溝出水系統(tǒng)由調(diào)節(jié)堰門、出水梢、出水管道構(gòu)成，出水管徑DN450在兩出水管間重新配置一套DN40at線將兩條出水管聯(lián)通即可，連接位置如圖所示:出水調(diào)節(jié)堰聯(lián)通管線出水調(diào)節(jié)堰南氧化溝Zp至二沉池牛至二【沉池北氧化溝所需材料：DN400I岡管6mDN400刀型閘閥1只3、污泥濃縮系統(tǒng)新增的污泥濃縮池參照現(xiàn)有的濃縮池容積設(shè)計，暫定為80m3的有效容積。采取全地面布置形式，采用鋼結(jié)構(gòu)材

21、料進行施工。沉淀方式采用平流沉淀池。基本參數(shù)：流入濃縮池的污泥濃度：1g/L；流入濃縮池的污泥體積：120小；流入排泥頻次：13次/天，單次排泥量40120吊；（有待調(diào)整）濃縮后污泥含水率：97%濃縮池固體通量：0.60.8kg/m2h;濃縮池泥斗容積：24吊；濃縮池面積：30m附圖：濃縮池結(jié)構(gòu)示意圖入流管配水區(qū)污泥斗污泥牛污泥斗污泥三溢流槽外形尺寸：8000X4000X4000說明：污泥回流泵房排泥泵設(shè)置與回流泵同一型號（流量400n3/h）,由于該泵流量較大，剩余污泥排放只能采取間斷排泥的方式進行排泥。每次排泥需人工開啟閥門，排泥量的控制不容易掌握。本次改造后擬將排泥泵納入回流系統(tǒng)使用，污

22、泥濃縮池入流污泥采用電動閥門控制排泥頻次，排泥量根據(jù)氧化溝的污泥濃度及污泥負荷進行確定；整個過程的實施由PLC系統(tǒng)自動完成。4、中水管網(wǎng)系統(tǒng)中心污水廠的中水處理能力經(jīng)提標改造工程后由原來的10000nVd提高到現(xiàn)在的13600n3/d,處理后的水質(zhì)標準已完全符合國家一級A標準。在滿足電廠需求的情況下，剩余水量可直接通過排放口進行外排。擬建設(shè)一條長128m直徑300mm勺排水管線，該管線并與原有的熱電廠供水蓄水池聯(lián)通。由于一體化設(shè)備的出水位點較高無需增設(shè)動力即可滿足外排條件，主要外排水量的任務(wù)由一體化設(shè)備來承擔；1000m蓄水池的位點較低，需增加2臺ISG150-315B管道離心泵提升外排，因此

23、剩余部分由原系統(tǒng)承擔。該泵的技術(shù)參數(shù)為：型號：ISG150-315B數(shù)量：2臺流量：220m/h揚程：21m功率：18.5KW該泵主要擔負3000噸水倉的蓄水提升，滿足熱電廠水量的狀況下可通過3000噸水倉的排放系統(tǒng)實現(xiàn)。SB繇統(tǒng)是提標改造工程的一個部分，該系統(tǒng)出水已完全達標排放。為了在電廠用水高峰期滿足其大量用水的需求，提高中水的復(fù)用率，減少水資源的浪費，擬將這部分水源也并入中水管網(wǎng)系統(tǒng)。外排口與中水調(diào)節(jié)池落差相對低約1.5m左右，不能自流進入中水系統(tǒng)，需增設(shè)提升系統(tǒng)。由于較低的落差，若選取普通的離心泵進行提升動力效率太低，會造成較大的電力消耗，顯然是不經(jīng)濟的。因此,選用大流量低揚程的軸流水

24、泵方為最佳方案。根據(jù)SB繇統(tǒng)的最大瞬時排水量（400nVh）選型，本設(shè)計選擇為2臺，不設(shè)備用，根據(jù)水量的大小由兩臺水泵自行調(diào)節(jié)。水泵參數(shù)如下：型號：8YZ/200ZLB數(shù)量：2臺流量：273m3/h揚程2m功率：4KW六、軸流泵結(jié)構(gòu)圖電機電聯(lián)電機架泉聯(lián)軸承座油杯壓蓋油封(D上鋼套又管泵身膂油封QI)泵軸導(dǎo)底器軸承油封D壓蓋葉輪下泵殼螺母h六、電器及自動控制鼓風(fēng)曝氣、污泥整個氧化溝系統(tǒng)改造后電器控制由射流曝氣、濃縮、中水管網(wǎng)、SB附水回用、運彳f參數(shù)監(jiān)測這6部分構(gòu)成。各個控制點相對分散，集中進行布置控制箱不現(xiàn)實。擬將氧化溝的運行參數(shù)監(jiān)測、射流曝氣、鼓風(fēng)曝氣與污泥濃縮系統(tǒng)設(shè)置為一個控制點。中水管網(wǎng)

25、外排系統(tǒng)納入3000噸水倉的綜合控制系統(tǒng)中。SBR出水回用系統(tǒng)使用頻次較低，過程控制簡單，對整個系統(tǒng)的影響較低，該系統(tǒng)采用就地控制模式。運行監(jiān)測主要有液位、溶解氧、污泥濃度這3個基本參數(shù)構(gòu)成。曝氣風(fēng)機的運行由溶解氧參數(shù)進行自動控制；剩余污泥的排放量由污泥濃度參數(shù)進行自動控制；中水管網(wǎng)外排與SB附水回用由液位自動控制。整個系統(tǒng)的用電設(shè)備中最大功率僅為18.5KW設(shè)備的控制無需采用減壓或變頻啟動，因此控制系統(tǒng)簡便。曝氣風(fēng)機風(fēng)量的調(diào)節(jié)由溶解氧參數(shù)來確定增減風(fēng)機開啟的數(shù)量。排放污泥頻次由人工根據(jù)實際情況進行設(shè)定，污泥排放量由濃度參數(shù)確定單次的排放時間。各用電設(shè)備如下表:序號設(shè)備名稱功率、電壓數(shù)量安裝位置備注1立式污水泵15KW380V4氧化溝外射流