污水处理厂一体化氧化沟工程设计的探讨-职称论文发表

分类：推荐论文 时间：2011-06-17 08:07 关注：(1)

污水处理厂一体化氧化沟工程设计的探讨

邹琳

摘要：一体化氧化沟处理污水技术在国内外被广泛应用，文章通过某污水处理厂采用一体化氧化沟技术的工程实践，对其工艺流程、工艺原理、设计参数取值、运行效果、工程投资及成本分析等进行分析探讨，为建设和运行管理提供一定的参考。

关键词：污水处理厂；一体化氧化沟；设计

前言

氧化沟工艺因其构筑物简单和运行管理方便等优点，在污水处理工程中被广泛采用。一体化氧化沟技术是污水处理一体化技术在氧化沟工艺领域发展起来的一种污水处理新技术，又称合建式氧化沟。一体化氧化沟是指充分利用氧化沟较大的容积和水面，在不影响氧化沟正常运行的情况下，通过改进氧化沟部分区域的结构和在沟内设置一定的装置，使水泥分离过程在沟内完成的氧化沟。

河南濮阳市中原区某污水处理厂扩建工程建设总规模为4.0万m3/d，采用一体化氧化沟工艺，污水排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。

1一体化氧化沟特点

一体化氧化沟在普通氧化沟基础上，将曝气净化与固液分离合并形成集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体的新型反应器。

一体化氧化沟具有以下几个特点:①工艺流程短，构筑物和设备少，故投资省、占地少、能耗低;②处理效果稳定可靠，其BOD5，SS的去除率在90%以上，COD的去除率在85%以上，同时也能较好的脱氮除磷;③运行稳定、管理方便、设备故障率低;④污泥无泵自动回流，减少了污泥膨胀的可能，产生的剩余污泥量少，污泥稳定，易脱水;⑤固液分离器采用独特的固液分离原理，表面负荷大，能承受较大的水质和水量变化，占用面积小。

一体化氧化沟设计要点：在氧化沟的设计中，要保证渠内循环，水流速度不小于0.3m/s，以维持活性污泥的悬浮状态，防止污泥在渠中沉降。

侧沟固液分离器是一种具有独特工作原理的高效固液分离设施，与一般二沉池比较，侧沟固液分离器有效高的表面负荷，表面负荷为50m3/(m2•d)左右时，侧沟出水SS一般稳定在20mg/L以下。

只要在侧沟内污泥絮凝形成悬浮层，阻挡拦截作用就存在，同时随着悬浮层密度增大，重力沉降性能还有所改善。因此，侧沟固液分离器对污泥沉降性能的变化有较强的承受能力。

分离器宜设置在氧化沟流态较好的区段内，若分离器前设有转刷，则二者之间的距离应足以使气水分离，且二者之间应考虑整流措施。分离器不宜设在水流紊动强烈的位置，主沟的流态越均匀越稳定，侧沟的分离效果就越好，并且侧沟应离转刷有足够的距离，以保证气水充分分离，避免气泡在侧沟内释放。

2　工程实例

濮阳市中原区现有污水处理厂规模3.0万m3/d，采用活性污泥处理工艺，处理后水质达到国家《污水综合排放标准》二级排放标准。随着基地的发展，人口的增加，原有污水处理厂已经不能满足基地的污水处理要求，扩建基地污水处理厂显得很迫切。

2.1设计污水量

中原区污水处理厂服务面积达到25平方公里，服务人口大约20.5万，居住区平均用水量定额取220L/人.d，按80% 生活用水量确定污水量为4.4万m 3/d。据中原区提供的资料，工业废水排放量占污水处理厂污水排放量的20％左右。结合污水量、污水处理厂现有场地情况、考虑城镇化水平的提高，确定中原区污水处理厂设计规模为7.0m 3/d，即续建工程设计规模Q＝4.0m 3/d。

2.2 设计进、出水水质

根据安全环保监理总站对水质监测结果，污水处理厂设计进水水质范围：设计进水水质为：COD：250mg/L，BOD5：100mg/L，SS：130mg/L， NH3－N：30 mg/L，PO43—P：4mg/L。

根据濮阳市环保局要求，污水处理续建工程出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级B标准：BOD5≤20 mg/L，CODCr≤60 mg/L，SS≤20 mg/L，NH3－N≤15 mg/L，PO43--P达到二级标准：PO43--P≤1.0 mg/L。

2.3工艺设计具体流程

工艺设计具体流程如图所示：

 

 

2.4主要构筑物及设备参数

（1）粗格栅井。1座，分2格，钢筋混凝土结构，平面尺寸：10.0×1.2 m。过栅流速：v=0.5～1.0m/s；栅条间隙：δ=20mm；栅条总宽：B=1.50m；安装角度：α=75°；格栅井进水管与原有格栅井进水管用闸门井连通，既可将两种工艺独立运行，同时，又可满足利用扩建工程处理近期污水量，将原有工艺进行改造。

（2）污水提升间及吸水井。1座，钢筋混凝土结构，与粗格栅井合建。按4.0×104m3/d设计，Kz=1.35。内设4台污水提升泵，Q =800m3/h；H=16m，N=55kW，3用1备。吸水井平面尺寸：14.0×10.0m，有效容积V=300 m3，有效水深H=2.0m。

（3）细格栅渠。1座，分2格，钢筋混凝土结构，，平面尺寸：7.0×1.6m。过栅流速：v=0.6m/s；栅条间隙：δ=5mm；栅条总宽：B=800mm；安装角度：α=75°；选用回转式格栅除污机共2台

（4）旋流沉砂池。2座，钢筋混凝土结构，与细格栅渠合建。池子直径Φ上=3.65m，Φ下=1.5m水力停留时间：t=34s； 每座沉砂池设有除砂机1台，N=0.75kW，吸砂泵1台，Q=5～10m3/h，出口压力P=0.4Mpa。螺旋式砂水分离器1台，处理量为Q=5～12l /s，螺旋直径260mm，N=0.37kW。

（5）一体化氧化沟。2座，钢筋混凝土结构。平面尺寸：155.×41 m，有效水深4.5m。

厌氧区有效容积：2740 m3；缺氧区有效容积：2730 m3；主沟有效容积：22626 m3（含侧沟3900 m3）；厌氧区水力停留时间：1.6h；缺氧区水力停留时间：1.6h；主沟水力停留时间：13.6h；主沟MLSS：4000mg/l；侧沟沉淀区水力负荷：1.88 m3/ m2•h；污泥内回流比：10%～30%；主沟BOD5容积负荷FV=0.159kg BOD5/ m3；每座厌氧池设低速潜水推流器2台，叶轮直径1800mm，电机功率1.5kW，主轴转速42r/min;每座缺氧池设1台低速潜水推流器，叶轮直径1100mm，电机功率为3.0kW，主轴转速135r/min;每座一体化氧化沟主沟内设有9m长转刷曝气机5台，工作水深为300mm，标态下清水充氧效率为8.22kgO2/m•时,N=45kW，4用1备，设有7台高速潜水推流器，φ640mm，主轴转速303r/min，N＝7.5kW／台，保证沟内流速大于0.3m/s。同时，在侧沟设有沉降分离组件225组和1台行车式刮沫机，刮沫机轨距4.5m，行车速度为2m/min，驱动功率为0.55kW。

一体化氧化沟侧沟出水采用穿孔集水管DN200进入集水槽，再通过电动回转堰门出水排入出水管。电动回转堰门长度5.0m，堰门最大调节高度500mm，电机功率为0.75kW。

同时，根据MLSS测定结果，若主沟里MLSS大于4000毫克／升，则打开排泥阀将侧沟污泥排到集泥池。

（6） 集泥池，1座，钢筋混凝土结构。有效容积V=144m3。为保证除磷效果，将集泥池污泥回流到厌氧池，回流比为10%～30%。剩余污泥用泵提升至污泥浓缩池， Q＝25m3／小时，H＝14m，N＝2.2kW，2台，1用1备。

（7）污泥浓缩池。1座，钢筋混凝土结构。按 7.0×104m3/d规模设计。浓缩池直径：Φ=8.0m；有效水深：H=4.5m；污泥浓缩时间：t=12h；浓缩后污泥含水率：97%；

（8）吸泥井。1座，钢筋混凝土结构。有效容积V=48m3，内设污泥提升泵2台，1用1备，Q=25m3/h，H=8m，N=1.5kW。

3工程投资及成本分析

投资估算范围包括：污水处理、污泥处理程、其他附属建筑、公用工程等。工程总费用5499.8万元，本项目达产年总成本1311万元，单位污水处理成本0.45元／米3，年经营成本938万元，单位污水处理经营成本0.32元／米3, 收费标准为0.48元/米3。项目收费在12.5年中可回收全部投资。本工程达产后避免了城市污水未经处理直接排入附近水体，每年可减少BOD5排放量3614吨，CODCr排放量7556吨，SS排放量5512吨，氨氮排放量565.8吨，PO43-—P排放量87.6吨，环境效益显著。

4运行效果

根据油田监测站采样的监测显示，该系统对COD的去除率为69~92%；氨氮的去除率＞81%，一般可达91%；SS的去除率为69~92%；氨氮的去除率均＞78%。从污水处理厂投入运行以来，整个污水处理厂各个构筑物均正常运转，出水各项生化指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918一2002)一级B类标准规定值。

5结束语

从某污水处理厂的实际运行情况来看，文中所述设计参数取值是合理可行的，一体化氧化沟工艺的处理效果完全满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918一2002)的相关要求和规定，而且该工艺具有构筑物少、设备数量少、设备装机功率低、运行成本低、建设费用低、运行管理方便等优点。一体化氧化沟通过对氧化沟的技术改造，其工艺进一步得到完善，优化了氧化沟的运行模式。

工程实践表明，使用一体化氧化沟污水处理效果更好，脱氮更为明显，而且运行操作方便。在我国目前的技术、经济条件下，可以认为是一种适合我国国情、行之有效的污水处理技术。

参考文献

【1】邓荣森.氧化沟污水处理理论与技术[M].北京:化学工业出版社.

【2】张国辉等.一体化氧化沟工艺在中原油田污水处理厂中的应用，工业水处理，2006；2

【3】王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理[M].北京:科学出版社.

【4】邓荣森等 .一体化氧化沟污水处理技术研究. 重庆环境科学，1990；12(1)

【5】邓荣森等.氧化沟沟内分离技术初探.中国给水排水，1990；6(3)