珠海市斗門區(qū)新青水質(zhì)凈化廠工程工藝方案比較

1、1珠海市斗門區(qū)新青水質(zhì)凈化廠工程珠海市斗門區(qū)新青水質(zhì)凈化廠工程初步設(shè)計初步設(shè)計工藝方案比較說明工藝方案比較說明中國市政工程西南設(shè)計研究院中國市政工程西南設(shè)計研究院2008 年年 12 月月 11 方方案案內(nèi)內(nèi)容容1.1 方案組成方案組成根據(jù)初步設(shè)計文件和業(yè)主意見，工藝比較由兩個方案組成，即CASS 工藝和氧化溝工藝。方案一：CASS 工藝，其構(gòu)筑物組成為：粗格柵、提升泵房細(xì)格柵、曝氣沉砂池水解池CASS 池濾池紫外線消毒渠。方案二：氧化溝工藝，其構(gòu)筑物組成為：粗格柵、提升泵房細(xì)格柵、曝氣沉砂池水解池、氧化溝集配水井二沉池紫外線消毒渠。1.2 水解池水解池如前期設(shè)計文件所述，設(shè)置水解池的目的，一

2、是提高污水的可生化性，既為后續(xù)脫氮除磷提供更多的易降解有機(jī)物，也為達(dá)到出水 COD40mg/L 的高標(biāo)準(zhǔn)要求（一級 A 為 50mg/L，一級 B 為 60 mg/L）；二是防止電子工業(yè)廢水超標(biāo)排放的重金屬離子對微生物的毒害。按照原污水以工業(yè)污水為主較難降解的特點，進(jìn)水指標(biāo)達(dá)到設(shè)計值時，水解池是必要的。為減少占地，方案二中水解池按與氧化溝合建考慮。2若暫不考慮工業(yè)污水的難降解特性，根據(jù)環(huán)保局確定的進(jìn)水水質(zhì)，BOD/COD 值為 0.375，可生化性一般，若受投資限制并且進(jìn)水重金屬離子不超標(biāo)，可緩建水解池。1.3 濾池濾池為達(dá)到出水總 P0.5mg/L 的要求，固液分離是關(guān)鍵。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，對

3、運行良好的污水處理廠，即使投加化學(xué)藥劑后，在出水中仍會含有 0.2mg/L 左右的溶解磷，由于出水 SS 中含磷量通常達(dá)到3%6%，因此需控制其出水濃度不得超過 10mg/L，最好在 5mg/L以下，采用沉淀池很難穩(wěn)定達(dá)到此要求，通常應(yīng)考慮設(shè)置后續(xù)過濾設(shè)施。同時，設(shè)置濾池還可帶來降低紫外消毒設(shè)施的投資和運行費用（均可降低約 20%）及降低出水色度的益處。為減少用地和降低運行水頭，濾池型式仍按表面過濾采用。2 方方案案工工程程設(shè)設(shè)計計2.1 主要設(shè)計參數(shù)主要設(shè)計參數(shù)由于預(yù)處理、水解池和消毒設(shè)施兩方案均相同，故僅列出方案中不同構(gòu)筑物所采用的設(shè)計參數(shù)?？紤]到水解池緩上的可能，兩方案中 CASS 池和

4、氧化溝的進(jìn)水水質(zhì)均不考慮水解池的降解作用?？紤]到濾池暫不實施的可能，兩方案按化學(xué)輔助除磷投加點不同，分別采用不同的設(shè)計參數(shù)（投藥量、投加設(shè)施能力和污泥量）3若實施濾池，則兩方案化學(xué)除磷設(shè)施布置完全一致。其中方案一投加點設(shè)置在 CASS 池厭氧池出口，利用缺氧池設(shè)置的雙曲面攪拌器進(jìn)行混合，間歇投加，投加時間為曝氣階段的最后 0.51h；方案二投加點設(shè)置在集配水井的出水井，利用管道或設(shè)置攪拌器進(jìn)行混合，連續(xù)投加。根據(jù)計算，本工程所需化學(xué)除磷量約為 0.5mg/L，較小，可不考慮專門的絮凝設(shè)施。2.1.1 方案一CASS 工藝1、CASS 池混合液濃度：4.2g/L6.2 g/LSVI 值：100m

5、L/g污泥回流比：2040水力停留時間：17 h，其中：選擇區(qū)：0.5 h厭氧區(qū)：1.5 h缺氧區(qū)：2 h主反應(yīng)區(qū)：13 h系統(tǒng)泥齡：17d最大水深：6.0m潷水深度 1.97 m4潷水器堰口負(fù)荷：20 L/（ms）（注：按照城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)式潷水器（CJ/T 176-2007），規(guī)定潷水器堰口負(fù)荷在2040L/（ms），為了獲得較低的出水 SS，本設(shè)計按低限取值。）曝氣器氧轉(zhuǎn)移效率：25（通氣量 10m3/h）（注：根據(jù)水處理用剛玉微孔曝氣器（CJ/T 263-2007），直徑長度為100mm750 的管式剛玉微孔曝氣器的氧轉(zhuǎn)移效率為 34%40%（通氣量 104m3/h）。該標(biāo)準(zhǔn)是對新

6、產(chǎn)品的要求，通常曝氣設(shè)施使用一段時間后，氧轉(zhuǎn)移效率都會下降，因此采用的管式剛玉微孔曝氣器的氧轉(zhuǎn)移效率為 25%（通氣量 10m3/h）。混合液剩余溶解氧濃度：1mg/L最大供氣總量：160m3/ min 剩余污泥量：6.5tDS/d（其中化學(xué)污泥量 1.3 tDS/d）剩余污泥體積：1090m3/d，含水率 99.42、加藥系統(tǒng)藥劑：氯化鋁投藥量：310kg/d（商品重量）投配濃度：5（以商品重量計）投藥歷時：3h/（d.格）2.1.2 方案一氧化溝工藝1、氧化溝混合液濃度：3.5g/L污泥負(fù)荷：0.1kgBOD5/(kgMLSS.d)5好氧泥齡：11d水力停留時間：15 h，其中：反硝化區(qū)：

7、0.5 h厭氧區(qū)：1.5 h缺氧區(qū)：3 h好氧區(qū)：10 h污泥回流比：100混合液回流比：300最大水深：6.0m曝氣器氧轉(zhuǎn)移效率：25混合液剩余溶解氧濃度：2mg/L最大供氣總量：185m3/ min 氣水比：4.63：1剩余污泥量：6.2tDS/d（其中化學(xué)污泥量 0.9 tDS/d）剩余污泥體積：1040m3/d，含水率 99.42、二沉池池型：周進(jìn)周出輻流式沉淀池表面負(fù)荷：平均日流量 0.71m3/（m2.h）（注：按國外資料，沉淀池出水總磷為 1mg/L 時，沉淀池平均日表面負(fù)荷為：0.671.0 m3/（m2.h）；沉淀池出水總磷為 0.5mg/L 時，沉淀池平均日表面負(fù)荷為：0.

8、50.8m3/（m2.h）。SVI 值：120mL/g63、加藥系統(tǒng)藥劑：氯化鋁投藥量：230kg/d（商品重量）投配濃度：5（以商品重量計）投藥歷時：連續(xù)2.1.3 平面布置及流程圖平面布置及流程詳附圖。1、CASS 方案水解池與 CASS 池分建，可實現(xiàn)水解池緩上的可能性。根據(jù)平面布置，該方案可滿足 5 萬 m3/d 分期實施的用地布置要求。2、氧化溝方案受建設(shè)場地所限，氧化溝方案只能采用水解池同其合建的形式。按水解池形式又分為方形和圓形兩個方案。圓形水解池同氧化溝合建方案，水力條件較好，結(jié)構(gòu)簡單，其沉淀部分刮泥設(shè)備可采用國產(chǎn)，但占地較大。矩形水解池同氧化溝合建方案，水力條件較差，配水困難

9、，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沉淀區(qū)域底部刮泥設(shè)備需要進(jìn)口，投資大，且根據(jù)廣州獵得污水處理廠和成都沙河污水處理廠的運行經(jīng)驗，該型設(shè)備磨損較大，每年更換配件費用很高。但該方案相對圓形池占地較小。7根據(jù)平面布置，該方案不能滿足 5 萬 m3/d 分期實施的用地布置要求，矩形水解池方案雖可勉強布置下構(gòu)建筑物，但管道布置困難。同時，氧化溝方案，水解池必須合建，靈活性差，一次性投資大。3、流程水頭從兩個比較方案的流程來看，在出水水位相同的情況下，CASS方案水頭損失較氧化溝方案高約 1 米，一年需增加約 5 萬元的提升費用（電費按 1 元/度計，增加約 0.004 元/m3污水）；2.1.4 主要構(gòu)筑物尺寸同理，僅列出兩

10、方案不同構(gòu)筑物尺寸。表表 1 方案一（方案一（CASS）構(gòu)筑物尺寸）構(gòu)筑物尺寸序號序號名名 稱稱主主 要要 參參 數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式單位單位數(shù)量數(shù)量備備 注注1水解池xH=26.7x5.8mR. C.座22CASS 池LxBxH=42x101.2x6.8mR. C. 座14 格表表 2 方案二（氧化溝）構(gòu)筑物尺寸方案二（氧化溝）構(gòu)筑物尺寸序號序號名名 稱稱主主 要要 參參 數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式單位單位數(shù)量數(shù)量備備 注注1水解池及氧化溝AxBxH=95x30 x6.8mR. C.座22二沉池xH=36x4.8mR. C. 座23集配水井xH=13x7.6mR. C.座12.1.5 主要設(shè)備同理

11、，僅列出兩方案不同構(gòu)筑物設(shè)備。8表表 3 方案一（方案一（CASS）主要設(shè)備）主要設(shè)備序號序號名稱名稱規(guī)格規(guī)格材料材料單位單位數(shù)量數(shù)量備注備注1潛污泵Q=535m3/h,H=16m,N=37kW臺22 用2潛污泵Q=1000m3/h,H=16m,N=58kW臺21 用 1 備3電動進(jìn)水調(diào)節(jié)堰門TYX-30001450B=3.0mN=0.37kW最大調(diào)節(jié)范圍 H=800mm套44撇水器Qmax=2650m3/hN=2.2 kW套45回流污泥泵Q=92.5L/S，H=3.52.1m N=7.5 kW套9其中 1 臺倉庫備用6剩余污泥泵Q=3040L/S，H=4.63.3m N=3.1 kW套5其中

12、 1 臺倉庫備用7管式曝氣器設(shè)計氣量 Q=10m3/h.m根19208手動蝶閥DN200 PN=0.60Mpa 金屬密封個169雙曲面攪拌機(jī)N=3 kW葉輪直徑 =1000不銹鋼套410雙曲面攪拌機(jī)N=3 kW葉輪直徑 =2000不銹鋼套811雙曲面攪拌機(jī)N=5.5 kW葉輪直徑 =2000不銹鋼套812折漿式攪拌器N=4.0 kW葉輪直徑 =2000不銹鋼套113鑄鐵鑲銅圓閘門DN600 法蘭式安裝 H=1.405m套814刀閘閥DN300臺415刀閘閥DN200臺616橡膠瓣止回閥DN150臺417手動啟閉機(jī)QSL-400啟閉力：1.5 噸套2018鑄鐵鑲銅方閘門0.60.6m套1219橡

13、膠拍門DN250HDPE套1620超聲波液位計010 米套421DO 檢測儀020ppm，氧：0.5%，溫度：0.1套422MLSS 濃度計030g/L套423電磁流量計K300 DN200 IP65套8注：潛污泵為粗格柵提升泵房用，在出水水位相同的情況下，CASS 方案水頭損失較氧化溝方案大約 1 米，故其配置的電機(jī)功率也均較高于氧化溝方案。9表表 4 方案二（氧化溝）主要設(shè)備方案二（氧化溝）主要設(shè)備氧化溝方案主要設(shè)備序號序號名稱名稱規(guī)格規(guī)格材料材料單位單位數(shù)量數(shù)量備注備注1潛污泵Q=535m3/h,H=15m,N=34kW臺22 用2潛污泵Q=1000m3/h,H=15m,N=55kW臺2

14、1 用 1 備3潛水?dāng)嚢杵?450 N=3kWn=325rpm不銹鋼套24潛水推流器=1300 N=4 kWn=92rpm不銹鋼套45潛水推流器=2300 N=5 kWn=35rpm不銹鋼套126潛水循環(huán)泵Q=935m3/h，H=2.5m N=3 kW套47管式曝氣器氧利用率25%通氣量 10 m3/h套9608圓形鑄鐵鑲銅閘門DN600 N=0.75 kW套29圓形鑄鐵鑲銅閘門DN700 N=0.75 kW套210手動蝶閥DN150鑄鐵個1611手動蝶閥DN600鑄鐵個212手動蝶閥DN300鑄鐵個613鑄鐵鑲銅方閘門0.60.6m套1214單管式吸泥機(jī)36m n=0.028rpm不銹鋼套2

15、15手動蝶閥DN500鑄鐵個216手動蝶閥DN300鑄鐵個217手動堰門及啟閉機(jī)500600不銹鋼套218潛污泵Q=730m3/h，H=6m N=22kW套319潛污泵Q=35m3/h，H=25m N=4kW套220電動葫蘆起重量 1.0t 起吊高 12m N=1.9 kW套121手動閘閥DN500鑄鐵個622斜座式止回閥DN500鑄鐵個323手動閘閥DN150鑄鐵個424斜座式止回閥DN150鑄鐵個225法蘭伸縮接頭DN150鑄鐵個226手動閘門及啟閉機(jī)700鑄鐵套2103 方方案案比比較較3.1 方案比較表（含水解池、濾池）方案比較表（含水解池、濾池）表表 5 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表（方案技術(shù)

16、經(jīng)濟(jì)比較表（3.5 萬 m3/ d）序號項 目CASS 方案氧化溝方案比較備注靜態(tài)總投資（萬元）9971.3710544.66第一部份費用（萬元）8210.438701.731廠內(nèi)部份投資基建指標(biāo)（元/m3污水）2345.842486.212占地占地指標(biāo)小較大3場地的可實施性可不可4定員總編制人數(shù)（人）5050=設(shè)備總裝機(jī)容量（kw）1450.591444.58有功功率（kw）820.39812.19年電耗（萬 kw.h）430.63426.89單位處理成本（元/m3污水）1.491.556工程費用單位運行費用（元/m3污水）1.171.22考慮了建設(shè)期貸款利息主要污染物處理效果優(yōu)優(yōu)=脫氮除磷

17、能力優(yōu)優(yōu)=高沖擊負(fù)荷能力優(yōu)優(yōu)=穩(wěn)定性優(yōu)優(yōu)=7污水處理效果適應(yīng)性優(yōu)優(yōu)=產(chǎn)泥量（T/d）6.56.210水頭損失較大小11自動化程度優(yōu)優(yōu)=12運行管理要求高低 注：1、 “”表示優(yōu)于， “0.4，和進(jìn)水重金屬離子不超過下表限制時，可不建設(shè)水解池。但考慮到園區(qū)企業(yè)內(nèi)部污水處理設(shè)施可能存在的超標(biāo)排放及事故情況，在可能的情況下，應(yīng)盡量建設(shè)水解池。14表表 8 重金屬離子濃度對照表重金屬離子濃度對照表允許濃度（mg/L）序號有害物質(zhì)名稱排放標(biāo)準(zhǔn)值構(gòu)筑物進(jìn)水允許值01三價鉻302六價鉻0.50.503銅2104鋅10505鎳1206鉛10.507鎘0.10.108鐵101009銻10.210汞0.050.0

18、111砷0.50.24、根據(jù)計算，當(dāng)進(jìn)水總磷在 5mg/L 時，出水 SS 含磷量約為3，要求控制出水 SS 不得超過 10mg/L，應(yīng)實施濾池。當(dāng)進(jìn)水總磷在 3.5mg/L 時，出水 SS 含磷量約為 2.2，要求控制出水 SS 不得超過 14mg/L，可緩建濾池。5 風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)選選擇擇5.1 運行條件運行條件污水處理工藝為 CASS，變液位運行。要求風(fēng)機(jī)風(fēng)量為 80m3/min，出口升壓 0.67bar，數(shù)量 3 臺。155.2 技術(shù)特性比較技術(shù)特性比較1、羅茨風(fēng)機(jī)故障及維護(hù)：相對故障較高，但因?qū)僮詈唵蔚幕剞D(zhuǎn)機(jī)械，易于就地維護(hù)而不需制造廠來人；壓力隨背壓變化；小流量高速風(fēng)機(jī)效率較高；效率一般

19、低于多級、單級離心風(fēng)機(jī)；噪聲（自由空間 1m 處）：不加隔音罩為 102dBA，加隔音罩為 83 dBA。單機(jī)流量小于 100m3/min 時具有優(yōu)勢。羅茨鼓風(fēng)機(jī)可通過變頻調(diào)速達(dá)到 65100%的風(fēng)量調(diào)整范圍，較離心風(fēng)機(jī)調(diào)整范圍小。如果采用進(jìn)、出口節(jié)流調(diào)節(jié)，只能調(diào)整風(fēng)量，對提高整機(jī)效率和降低能耗不起作用。羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于正位移型風(fēng)機(jī)，其風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，而與出口壓力無關(guān)。當(dāng)風(fēng)壓一定時，軸功率與流量成正比，因此在改變風(fēng)量時，可采用變頻調(diào)速的方式來實現(xiàn)。根據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力與流量的性能曲線，隨著出口壓力較大幅度變化的情況下，羅茨風(fēng)機(jī)流量只作小幅波動，由于其對變壓頭適應(yīng)性強，更適合于液位系統(tǒng)窄幅調(diào)整風(fēng)

20、機(jī)風(fēng)量。2、多級離心機(jī)低轉(zhuǎn)速機(jī)械，可靠性高，使用壽命長；購買成本較低；備件為標(biāo)準(zhǔn)件，費用低，不需要復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)；16易于采用全冷式設(shè)計，無冷卻水相關(guān)故障和維保費用；操作維護(hù)簡單，但有時需要特別訓(xùn)練的操作維修人員；滿載效率高于羅茨風(fēng)機(jī)，低于單級離心風(fēng)機(jī)；電機(jī)功率小于 400kW 的機(jī)型可選用變頻調(diào)速和直連驅(qū)動方式，可大大提高部分負(fù)載的工作效率。在大部分工況下，變頻調(diào)速的多級離心機(jī)效率會高于單級離心機(jī)。由于部分負(fù)載是污水處理廠最典型的工況，因此，多級離心機(jī)對于中小型污水處理廠來說具有更好的性能價格比和良好的長短期效益。噪音：低于羅茨風(fēng)機(jī)和單級離心風(fēng)機(jī)，不加隔音罩為 84 dBA；單機(jī)流量在 100400m3/min 時具有最好的性能價格比。多級低速風(fēng)機(jī)通過變頻調(diào)速達(dá)到 45100%的風(fēng)量調(diào)整范圍。控制方式可采用進(jìn)、出口節(jié)流