陈锦焕(上海市政工程设计研究院) 淄博市是山东省重要的工业城市,其张店区以重工业为主,工业门类比较齐全,目前每天排出污水量在14×104m3以上,污水中BOD、COD、SS、酸、碱、有机磷、酚、氯化物、硫化物、石油、苯、三氯乙醛、甲醇、铬离子等浓度较高。根据上述情况,污水处理采用AB法工艺,工艺流程如图1所示。 1 工程概况 1.1 污水厂设计规模 设计流量14×104 m3/d,最大流量7233 m3/h,平均流量5833 m3/h。 1.2 进、出水水质(见表1) 表1 进、出水水质 项目 | 进水 | 出水 | CODcr | 500~600 | 50 | BOD5 | 200-225(其中可沉降75,可溶解112.5,不可沉降37.5) | 15 | SS | 250-280(其中可沉降225,不可沉降55) | 15 | NH3-N | | 15 | TKN | 60(其中NH3-N50,有机氮10) | - | 1.3 曝气池的设计参数 ① A段曝气池? 污泥负荷4.5kgBOD/(kgMLSS·d);容积负荷10kgBOD/(m3·d);停留时间36 min(平均流量时),29 min(高峰流量时);混合液浓度1.5~2.0 kg/m3;溶解氧约0.3~0.5 mg/L;污泥龄约4~5.5 h;污泥回流比50%~75%;污泥指数约60mL/g;BOD去除率约50%(其中吸附絮凝约85%,生物降解15%);O2/C负荷0.4 kgO2/kgBOD5去除,污泥中生物相主要由好氧和兼性细菌组成。 ②B段曝气池 污泥负荷0.125kgBOD/(kgMLSS·d);容积负荷0.525 kgBOD/(m3·d);停留时间6.26 h(平均流量时),5.05 h(高峰流量时);混合液浓度3.45kg/m3;溶解氧约0.7~2.0 mg/L;污泥龄约21 d;污泥回流比100%;污泥指数约150 mL/g;O2/C负荷1.23 kgO2/kgBOD5去除;去除氮负荷4.40 kgO2/kgNH3-N去除;污泥中生物相主要由专性好氧微生物及原生动物组成。 1.4 其他构筑物的设计参数 曝气沉砂池为平流式;停留时间10 min(平均流量时),8 min(高峰流量时);空气量1~1.24 m3/(m3池容·h)。 中间沉淀池为圆形辐流式,机械刮泥;水力负荷1.49~1.84 m3/(m2·h);停留时间2.4~1.9 h;出水堰负荷30~60 m3/(m·h)。 最终沉淀池为圆形辐流式,机械刮泥;水力负荷0.74~0.92 m3/(m2·h);停留时间4.7~3.8 h;出水堰负荷10 m3/(m·h)。 污泥浓缩池表面负荷49.2kgDS/(m2·d);停留时间预浓缩9.9 h,后浓缩3.4 d。 污泥消化池停留时间20 d;温度33~35 ℃;有机负荷1.25~3.0kgVSS/(m3·d);池内沼气搅拌0.093 3 m3/(m3池容·h) ;产沼气量0.4 m3/kgVSS(合10 m3/m3泥)。 2 设计特点 ① 污水厂承担处理淄博市张店区以工业废水为主的城市污水,进厂污水水质浓,变化幅度大,处理难度高。一般活性污泥法不能达到国家排放标准。经各方面研究后采用AB法新工艺,污泥采用中温消化,沼气综合利用。该厂是目前国内最大的采用AB法的城市污水处理厂。? ② 采用AB法,曝气池容积比传统方法可减少30%左右,全厂占地面积节省20%左右,每t污水电耗可节省20%~30%(一般情况鼓风机房可节能30%左右)。? ③ 污水厂厂址地质较差,与土建合作在工艺上采用了一些新的技术措施(如DN1800 mm橡胶接头),使地基处理节约200余万元。 ④ 污水厂总平面布置及竖向布置在总结以往经验的基础上,采取了一些新措施,改善了操作条件。 ⑤ 该污水厂自然地面以下8 m左右含有大量有机质淤泥质土,该层土层流塑、高压缩性,沉降大,承载力低,而该厂储气柜高20 m,要求沉降小,沉降偏差0.02%左右; 消化池高23 m,荷重大;B段曝气池平面尺寸80 m×80 m,高8.5 m,埋入地下又很深,使该层土承载力、构筑物抗浮和沉降均不能满足设计要求。因此,地基处理采用了钢筋混凝土夯扩大头桩,将钢筋放到底,该桩既能抗压又能抗拔。采用夯扩桩与钢筋混凝土预制桩或灌注桩相比节约造价50余万元。 ⑥ 淄博气候干燥,季节变化明显,最低温度-23 ℃,最高温度40 ℃,φ 50 m直径的圆形沉淀池(六座)高4~5 m,入土很浅,如按整体设计,池壁内钢筋用量很大,根本放不下,故在池壁及底板设置引发缝。这释放温度应力的新设计,既保证了工程质量又使每池节约10 t钢材,总共节约了100 t钢材。 ⑦ 在B段曝气池纵向横向中间设沉降缝,其余设引发缝,止水带采用十字接头,池壁采用角式挡土墙,结构先进合理。 ⑧ 消化池高23 m,内径φ 28 m,池内常温35 ℃以上,冬季池外最低温度-23 ℃,如按常规采用整体现浇钢筋混凝土结构,池壁厚达1.2 m且容易出现裂缝,工程质量得不到保证,故采用预应力结构,池壁薄,节省了750 m3混凝土和25 t钢筋。 3 结语 几年来的运行情况说明,AB法处理这类高浓度城市污水效果较好,利用沼气于污泥加热及驱动鼓风机,能耗可节省20%~30%以上。目前总的能耗约为0.4 kW·h/m3,夏、秋季用沼气发电带动鼓风机,能耗降为0.25~0.3kW·h/m3,折合成BOD的能耗为1.6 kW·h/kgBOD及1~1.2 kW·h/kgBOD。
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