简介

合肥朱砖井污水处理厂 2001 年 6 月,经合肥市政府批准,合肥市建设委员会与安徽国祯环保节能科技股份有限公司签订的安徽省第一个由民营企业投资运营的 BOT 项目,一期厂区工程由安徽国祯环保公司负责自筹资金投资建设,一期管网工程由合肥市建委投资建设,中国市政华北设计院设计。工程于 2003 年 6 月 18 日正式开工,2004 年9 月 29 日胜利竣工。一期工程设计规模 5.5 万吨/日,占地面积 4.84公顷,采用 SBR 工艺,是合肥市 2003 年度重点建设项目及合肥市政府2004 年度国庆献礼工程。

工程位于合肥市新安江路与广德路交叉口东南侧,服务范围主要包括合肥市东区(当涂路以东)、龙岗工业区,服务面积为 17.15k ㎡,服务人口 16.6 万人。

国祯环保——朱砖井污水处理厂
国祯环保——朱砖井污水处理厂

进水水质

COD~cr~SSNH~3~-NBODTNTP
320mg/L180mg/L35mg/L20040mg/L5mg/L

设计出水水质

合肥市朱砖井污水处理厂尾水排入二十铺河。根据规划,二十铺河为Ⅳ类水体,水体功能为泻洪和农业灌溉,污水处理厂执行《污水综合排放标准》(GB8798-1996)二级排放标准即可。合肥市环境保护局为保护巢湖水域确定朱砖井污水处理厂尾水执行《污水综合排放标准》一级排放标准,即:

COD~cr~SSNH~3~-NBODPHTP
≤60mg/L≤20mg/L≤15mg/L≤20mg/L6~9≤0.5mg/L

SBR在线监控系统

SBR生物池监控
SBR生物池监控
工艺流程模拟屏
工艺流程模拟屏
工艺流程模拟屏
工艺流程模拟屏
预处理阶段
预处理阶段

工艺流程

工艺流程图
工艺流程图

朱砖井污水处理厂采用预处理+循环性活性污泥法(SBR)处理工艺,操作循环分四个阶段:进水阶段、曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段、闲置(视具体运行条件而定)。五个阶段组成一个循环,并不断重复。循环开始时,由于充水,池子中的水位由某一最低水位开始上升,经过一定的时间的曝气和混合后,停止曝气,以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀,在完成沉淀阶段后,由一个移动式滗水器排出已处理的上清液,使水位下降至池子所设定的最低水位。完成上述操作阶段后,系统进入下一循环过程,重复以上操作。

SBR工艺与传统活性泥的对比:

(1)SBR工艺具有以下几个主要的优点:

  1. 处理构筑物很少,一个SBR反应器集曝气、沉淀于一体,省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房。因此,大大节约了处理构筑物的占地面积、构筑物间的连接管道及流体输送设备,一般可降低工程总投资的10%~20%。
  2. 由于其间歇进水,时间长短、水量多少均可调节,因此对水量水质的变化具有较强的适应性,不需另设调节池。
  3. 占地少,比传统活性污泥法少占地30%-50%,是目前各种污水处理工艺中占地最省的工艺之一。
  4. 可脱氮除磷。通过调节曝气时间和间歇时间,使污水在反应池中处于交替好氧、缺氧和厌氧状态,为工艺脱氮除磷创造了条件。同时,这种环境条件的变化也可以有效抑制丝状菌的生长,减少污泥膨胀的影响。
  5. 污水处理厂刚建成运行时,流量一般比设计值低,SBR可以根据水量水质的需要,增减运行池体的数量,这样可以避免不必要的能量消耗,这是其他工艺所不具备的。
Tips:

发生污泥膨胀的概率:完全混合式> 阶段曝气式>推流式>SBR

丝状菌的比表面积大于菌胶团,摄取低浓度底物的能力比较强,丝状菌能够在底物浓度低的完全混合工艺反应器内占优势,成为优势种属也就是这个原因。

缩短SBR工艺的进水时间,反应前底物浓度更高,其后的底物浓度梯度值更大,SVI(Sludge Volume Index)值更低,对污泥膨胀的控制能力更强。

$SVI=\frac {混合液(1L)30min静沉形成的活性污泥容积(ml)}{混合液(1L)中悬浮固体干重(g)}=\frac{SV(ml/L)}{MLSS(g/L)}$

SBR工艺专用滗水器
SBR工艺专用滗水器
滗水器
滗水器
SBR池面
SBR池面

(2)SBR工艺的主要缺点有:

  1. 反应池的进水、曝气、排水过程变化频繁,不能采用人工管理,因此对污水厂设备仪表的要求较高,并要求管理人员有一定的技术水平。
  2. 水量较大时会暴露出容积利用率不高的问题。

厂区介绍牌

介绍牌-01
介绍牌-01
介绍牌-02
介绍牌-02
介绍牌-03
介绍牌-03
介绍牌-04
介绍牌-04
介绍牌-05
介绍牌-05
介绍牌-06
介绍牌-06
厂区布置沙盘
厂区布置沙盘

厂区构筑物

全部构筑物
全部构筑物

进水提升泵房:

单元功能:主要通过潜污泵提升一定高度,便于后续处理构筑物的要求。

设计流量:636L/s

潜污泵配置:

  • 4台潜水泵(3用1备),
  • 流量:1050M^3^/h,
  • 扬程:13.5M
  • 功率:55KW

单梁电动葫芦:1台,起重量3T,提升高度18M,功率:4.5KW

一级处理

细格栅:

单元功能:主要用于去除污水中较小的漂浮物及残渣,保护后续处理单元和设备。

尺寸:6.4×2.6×2.1(M)

设计流量:636L/s,渠道2条

设备:

  • 旋转式机械格栅:2台,宽度:1000MM,间隙:6MM,功率:0.55KW
  • 无轴螺旋输送一体机:1套,功率:1.5KW
细格栅及闸门
细格栅及闸门
砂水分离器
砂水分离器

平流沉砂池

该沉砂池在设计之初是曝气沉砂池,但是在污水处理厂提标改造中(由一级B提至一级A),P的指标不能满足,因此增加了后续化学混凝沉淀除磷。同时,为了SBR生物池内除磷效果的提高,将曝气沉砂池改为平流沉砂池,因为如果采用曝气沉砂池的话,曝气虽然可以BOD由一定的去除效果,但是相比之下,DO值的提高,会导致生物反应池除P受到抑制,对于生物除磷来说,DO值是最为关键的一个因素^[P301]^,严格控制DO值对于生物除磷至关重要。

沉砂池分类:平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池(钟式、比式)、多尔沉砂池。

生物处理

生物池(SBR衍生工艺):

单元功能:主要通过污水依次流经生物选择器和主反应区,利用活性污泥的超量磷吸收现象以及污水中溶解氧浓度来完成硝化和反硝化过程,讲解原水中有机污染物达到预期的水质净化目标。

主要参数:池数:4组(8格),设计流量636L/s,

总容积:47300M^3^(生物选择器总容积5280M^3^),

总停留时间:17.4小时。

设备配备及参数:

构筑物:单座生物池有效容积:5912M^3^

最高水位:6.00M,最低水位:4.30M,滗水深度:1.70M

最低水位时MLSS浓度:4.0g/L

曝气系统:盘式微孔曝气器,单池572套,共4576套。

单个服务面积:1.1M×1.063M。

SBR生物池曝气系统
SBR生物池曝气系统

滗水器:16台,排水能力800M^3^/h,滗水器堰口长度L=6M,堰口宽:0.5M,功率:0,75KW

高速潜水搅拌器:32台,直径730MM,功率5.5KW

剩余污泥泵:8台,流量28M^3^/h,功率1.5KW,扬程6M。

Tips:

MLSS:Mixed liquor suspended solids(维基百科)

贮泥池:

单元功能:储存剩余污泥,使不同生物池的活性污泥均匀混合,起到调节缓冲的作用。同时便于带机连续运行及停机维修。

主要参数:1座,直径:D=6M

有效水深H=4.0M,容积V=84M^3^,

污泥停留时间T=3.0小时

设备配置及参数:高速搅拌器1台

直径:D=380MM,功率2.2KW

污泥池
污泥池

除臭系统:

除臭系统
除臭系统

单元功能:利用生物作用除去粗格栅、细格栅及爆气沉砂池挥发出来的臭气。

主要参数:尺寸11M×8M×2.8M

设备配置及参数:

设备流量(M^3^/h)扬程(M)转速(r/min)功率(KW)
喷淋泵#2163729003
加湿泵#1163429003
离心风机#215000风压:2700Pa/18.5

乙酸钠溶液储罐

单元功能:碳源(乙酸钠溶液)储存区

主要参数:

地上:设置4个PE药剂储存罐,

尺寸:1.1M(R)× 2.5M(H)

单个储罐体积约10M^3^,最大储存能力40M^3^。

地下:设置1个钢质卧式椭圆体罐体,

高度1.8M。体积12M^3^。

设备配置及参数:

卸料泵:1台,Q=25M^3^/h,H=25M,N=4KW

三级处理(强化除磷)

除磷药剂储罐区

单元功能:除磷药剂(聚合氯化铁 PFC)储存区

主要参数:设置3个PE药剂储罐,

尺寸:1.1M(R)× 2.5M(H),

单个储罐体积约10M^3^,最大储存能力30M^3^。

设备配置及参数:

卸料泵:1台Q=25M^3^/h,H=25M,N=4KW。

前端加药计量泵:2台(1用1备)

Q=115L/h,P=7bar,N=0.37KW。

后端加药计量泵:2台(1用1备)

Q=500L/h,P=5bar,N=0.37KW。

混凝反应池

单元功能:投机混凝药剂,进行絮凝搅拌。

设备配置:1台网板式格栅除污机,栅孔:直径3MM直圆孔,功率:1.1KW

8台搅拌器

设备#数量直径(M)转速(r/min)功率(KW)
混合搅拌器#20.8402.2
絮凝搅拌器-1#243.821.5
絮凝搅拌器-2#242.831.1
絮凝搅拌器-3#240.950.75

混凝搅拌器
混凝搅拌器

[scode type="blue"]
采用机械絮凝池时,为什么采用3、4档搅拌器且各档之间需用隔墙分开?
单个机械絮凝池接近于CSTR型反应器,故宜分格串联。分格越多,越接近于PF反应器,絮凝效果越好,但分格过多,造价增高且増加维修工作量,一般采用3-4挡分格,每格均安装一台搅拌机,各挡搅拌机之间用隔墙分开以防止水流短路。为适应絮凝体形成规律,第一格内搅拌强度最大,而后逐格减少,从而速度梯度G值也相应由大到小。

机械絮凝池:单个机械絜凝池接近于CSTR(完全混合连续型)型反应器,故宜分格串联。分格愈多,愈接近于PF(推流型),絮凝效果愈好。但分格愈多,造价愈高、维修工作量也愈大。搅拌器有:桨板和叶轮式等。目前我国常用桨板。搅拌轴安装位置有水平和垂直两种。水平轴式实适用于大型水厂;垂直轴式实适用于中、小型水厂。

在絮凝反应过程中,为了保证絮凝体不被打碎,并使絮凝体容积较小,节省建设费用,在工程中于絮凝开始颗粒很小时采用大的G值,并随着絮凝体尺寸增大而逐渐减小G值,最后絮凝体增至最大时采用最小的G值。即絮凝过程中,G值应自进口至出口逐渐减小。

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活性砂滤池

单元功能:通过过滤进一步的降低污水中的SS、TN、TP,使出水浊度达到排放标准。

设计流速:8.9~9.8M^3^/M^2^·h

平面尺寸:42.8M × 15.4M。

设备配置及参数:

2.5M 砂床砂滤池,数量64台。过滤速度:8.9M^3^·M^2^/h(清洗水自行处理,无回流状况),9.8M^3^·M^2^/h(最大清洗水不自行处理,回流状况)清洗水流量(连续):57~103M^3^/h气提用压缩气供应量:320~640N M^3^/h;气提用压缩空气压力:4bar;滤砂粒径:1.2~2.0MM。

活性砂滤池
活性砂滤池

空压机房:

单元功能:

通过储气罐压力,控制空压机启停。主要为活性砂滤池提砂泵提供气量。

设备配置及参数:

空压机:3台(2用1备),

气量:8.1M^3^/h,功率:45KW,压力:

冷却形式:风冷,冷干机:2.9KW,18NM^3^/min

储气罐:台数:1台,

压力:0.84MPa,容积:3M^3^。

接触消毒池:

单元功能:利用消毒药剂去除污水里面的病原菌,降低大肠杆菌群数。

*设计流量:636L/s,高峰流量时污水停留时间为30min。有效容积1570M,廊道深5.2M,分4条廊道,单廊道平面尺寸4.0M×25.8M。

经主反应区出水后,测定达到污水排放标准后直接排入二十埠河。排放标准如下表:

主要指标污水厂进水水质/(mg/L)排放标准/(mg/L)去除率E/%
BOD~5~110≤2082
COD~Cr~250≤6076
SS170≤2088
NH~3~-N15≤847
T-P3≤1.550
TKN25≤2020
大肠菌群数/≤10^4^个/L/

污泥处理系统:

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》及合肥市固体废物处理的有关规定,环保部门对污泥处置提出“处理一点、填埋一点、利用一点”原则。该污水处理厂的沉砂等固体废物送垃圾填埋场卫生填埋,而污泥填埋处置占地大、成本高、还容易造成二次污染,填埋作业操作困难,容易产生安全隐患。因此将利用以下几种方法处理:综合利用(包括农田林地利用、焚烧利用、低温热解利用、制造建筑材料)等。

合肥市水质检测
合肥市水质检测

出水口

厂区出水口
厂区出水口

朱砖井

朱砖井亭记
朱砖井亭记
位于厂区内的朱砖井
位于厂区内的朱砖井

现行的CASS工艺系统存在的问题

(1)生物脱氮的效果有待提高。

应当认定,现行的CASS工艺系统,在反应器内产生硝化反应是不够完全的。作用于硝化反应的硝化菌,是一种化能自养菌,进行有机底物降解反应的则是异养菌。当这两种细菌混合培养时,硝化菌处于不利的境地,难以成为优势菌种。首先是存在着两种种群对有机底物与溶解氧的竞争。在对氨的同化代谢速率问题上异养氧化菌远高于硝化细菌。原污水通过生物选择区进入主反应区,大大地提高了主反应区的有机底物负荷,在工艺系统中本来就占有优势的异养氧化菌,就会大力地利用氨物质进行合成代谢,强使自己的种群更形强大,并且大量地耗用溶解氧,在这种情况下,化菌受到抑制。其次,硝化反应进程要慢于异养氧化菌对有机底物的氧化反应。硝化反应需要较长的时间。此外,硝化菌对温度、pH等环境的影响也比较敏感。

反硝化反应进行的不彻底,是现行的CASS工艺系统脱氮效果欠佳的另一项原因。在现行的CASS工艺系统中有20%的硝态氮是通过回流污泥在生物选择区进行反硝化反应的。其余的硝态氮是通过同步硝化反硝化,在沉淀、闲置阶段实施反硝化反应的。在沉淀、闲置阶段期间,污泥与混合液未能进行良好地混合,从而使部分硝态氮未能和反硝化微生物相接触,达不到还原的要求,此外,在此时期,有机底物已充分降解,反硝化反应所需的碳源不足,也限制了反硝化反应效果的提高
现行的CASS工艺系究中进行脱氢反应,硝化反应效果欠佳的原因:一是与异养氧化菌相较,硝化菌是弱势种群、其硝化功能得不到充分发挥;二是反硝化反应进行得不够底。

(2)生物除磷的效果也有待提高。

对CASS工艺系统,可以考虑通过下述3条途径以
提高其生物除磷的效果。其一,是提高聚磷菌体内所含有的聚合磷酸盐的含量:其二,增加活性污泥中聚磷菌的数量,从而能够提高剩余污泥中聚磷菌的数量;其三,是加大排泥量。

通过控制适宜的好氧吸收磷和厌氧释放磷的环境条件,能够提高聚磷菌体内所含有的聚合磷酸盐的含量。就此能够满足第一条所提出的要求。通过提高磷负荷能够促进聚磷菌的生长增殖,从而能够提高聚磷菌在活性污泥微生物中所占的比例。第二条的要求也能够达到。这两种技术措施在常规的CASS工艺系统中是都能够实现的。这两条如得以实现,第三条的要求就是实施的问题了。

但是,在CASS工艺系统中还要进行由硝化菌实施的硝化反应和由异养氧化菌实施的有机底物降解反应,硝化菌的世代期较一般异养氧化菌长,为了使硝化反应得以充分进行,就必须采用较长的污泥龄,而这样又不利于除磷在厌氧释放磷的环境中,如有硝态氮存在的场合,必然要在聚磷菌和反硝化菌二者之间形成对碳源竟争的局面,使聚磷菌释放磷的作用受到抑制,而对磷的不完全释放,又将使聚磷菌过量吸收磷的功能受到影响。在CASS工艺系统中,是使污泥回流生物选择区与
进入污水相混合的,但由于硝化反应是在主反应区发生的,回流污泥中必然会含有硝态氧,也必然要发生反硝化反应,又必然会对的释放造成影响,从面使除磷效果降低。