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1、第九章 城市污水处理厂工艺流程实例第一节 北京高碑店污水处理厂二期工程设计（传统活性污泥工艺）一、工程概况北京市高碑店污水处理厂设计规模为近期100104m3/d，远期250104m3/d。近期100104m3/d分两期建设，一期工程50104m3/d于1993年12月竣工投产，二期工程50104m3/d于1999年9月通水运行。一、二期工程是一个整体，二期工程是一期工程的延续，在总平面布置、处理工艺、主要设计参数和构筑物形式等方面都是相同的，具有协调一致性。但是，由于外部设计条件的变化和总结一期工程实施与运行经验，在某些关键部位做了必要的调整和改进，使二期工程在一期工程的基础上有了较大的完善
2、与提高。二、设计原则1.进水水质BOD5=200mg/L；SS=250mg/L；TN=40mg/L；NH3-N=30mg/L；pH=69。2.处理程度由于处理后出水排放至通惠河和通惠灌渠，根据污水综合排放标准（GB 8978-1996），应执行二级标准。同时考虑到处理水将作为工业冷却水使用，故增加NH3-N指标，则处理后出水水质为：BOD520mg/L；SS30mg/L；NH3-N3mg/L。3.处理水回用（1）厂内回用水 建设一座1104m3/d规模的中水处理设施，作为厂内设备清洗、冲洗车辆、绿化和清扫杂用水。（2）工业冷却水 二期工程可提高20104m3/d作为工业冷却水使用。（3）河湖景
3、观用水 处理后出水补给河道及公园河湖，美化城市环境。（4）农业灌溉用水 处理厂出水用于农业灌溉。4.安全溢流因流域内管网系统和处理厂建设规模尚不完全配套，同时考虑到工业废水事故排放对污水处理厂的威胁，保留并改造191号井及溢流道以便在紧急情况下，将污水溢流入通惠河，保护污水处理厂的正常运行。三、工艺设计特点与主要改进内容1.污水处理工艺污水处理工艺采用传统活性污泥法二级处理工艺，分为两个系列，每个系列为25104m3/d。其中一个系列采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设置缺氧段（占生物处理池总容积的1/12），其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。另一个系列采用缺氧好氧脱氮活性污泥
4、法工艺，即在曝气池进口段设置1/6池长作为脱氮池，后续1/6池长作为可变段，并采用内回流泵进行曝气池混合液内循环，内回流比为200%。本系列出水自成系统，NH3-N3mg/L，可直接作为工业冷却水使用。污水处理工艺流程如图9-1所示。进水闸井原污水进水泵房出水井图9-1 污水处理工艺流程计量槽曝气沉砂池格栅间曝气池二沉池接触池初沉池出水2.污泥处理工艺污泥处理工艺采用重力浓缩、中温两级消化后机械脱水工艺。消化过程产生的沼气用于发电。初沉池剩余污泥消化池脱水机房图9-2 污水处理工艺流程污泥堆置棚沼气柜沼气发电与城市电网并网污泥浓缩池泥饼外运二期工程消化池由原沼气搅拌改为机械搅拌。一级消化池搅拌
5、以生熟污泥混合为主，二级消化池搅拌以破浮渣为主；污泥加热由原蒸汽间歇直接加热改为热交换器连续加热；消化池上清液用泵回送作为污泥管反冲洗用水，以防污泥管堵塞；沼气发电机改为低压进气方式，取消沼气压缩机层和球形中压储气罐。改进后的二期污泥消化工程更加完善，操作简单，管理方便，安全可靠。污泥处理工艺流程如图9-2所示。四、主要处理构筑物设计1.进水泵房设计规模为100104m3/d，设置6台立式污水混流泵，一期安装4台，二期再安装2台。水泵性能如下。水泵流量 3m3/s 水泵输出功率 600kW水泵效率 80% 水泵转速 492r/min水泵扬程 15m2.曝气沉砂池形式为矩形平流式，池长L=21m
6、，池宽B=6m，有效水深H=4.25m，共4池，每2池为1组。主要设计参数如下。 设计流量Q m3/d 最大流量时的停留时间t 3.36min （变化系数k=1.2） 产砂量q2 50m3/(池d) 单位供气量q1 0.15m3气/m3污水 最大流量时的水平流速V 0.09m/s排砂方式为砂泵吸砂，连续排砂。主要设备：移动桥式除砂机2台（附带吸砂泵4台）；砂水分离器2套；起重设备5t（手动）1台，5t（电动）1台。空气来源：自配小型鼓风机，并保留由曝气池鼓风机房供气的可能性。小型鼓风机房设置国产离心鼓风机3台（2用1备），风机性能：风量Q=40m3/min；风压P=5mH2O；功率N=55kW
7、。3.初次沉淀池形式为矩形平流式主要设计参数如下。 设计流量Q m3/d(变化系数k=1.2) 单池尺寸 表面负荷q 0.992m3/(m2h) 池长L 75m 水平流速V 8.3mm/s 有效水深H 2.5m BOD5去除率 20% 池宽B 14m 停留时间t 2.52h 池数n 12池 SS去除率 50%排泥方式：采用桥式刮泥机，定容式螺杆式污泥泵排泥。4.曝气池形式为矩形三廊道共两个系列。一个系列设置1/12池容的前置缺氧段，另一系列为A/O脱氮工艺，增加混合液内回流设施，最大内回流比为200%。主要设计参数如下。 最大设计流量Qmax m3/d (k=1.1) 污泥回流比 50%100
8、% 设计流量Q m3/d 污泥负荷 0.16kgBOD5/ (kgMLSSd) 停留时间t 9.26h（其中缺氧段t1=1.54h，好氧段t2=7.72h） 溶解氧浓度 缺氧段0.5mg/L，好氧段2mg/L 混合液污泥浓度MLSS 20003000mg/L(设计取平均值MLSS=2500mg/L) 总污泥龄 810 污泥产率 0.70.75kgSS/kgBOD5 混合液回流比 200% 单池尺寸 池长L 96.2m 有效水深H 6m 池宽B 9.28m3(三廊道) 池数n 12池曝气方式：鼓风曝气，曝气头采用进口膜片橡胶微孔曝气头，按渐减曝气方式布置。5.鼓风机房风机形式：单级风冷离心式，主
9、要设计参数如下。 最大设计风量Q 3600m3/min 进口压力P1 1.013bar(1bar=105Pa) 风机台数n 8台(6用2备) 风量调节范围 45%100% 风机性能 出口压力P2 1.763bar 风量Q 270600m3/min 功率N 900kW 转速n 1000r/min6.二次沉淀池形式为辐流式中心进水周边出水沉淀池。主要设计参数如下。 设计流量Q m3/d 表面负荷q 0.88m3/(m2h) 停留时间t 4.48h 回流污泥量 50%100%采用桥式刮吸结合虹吸式静压排泥，连续运行。 单池尺寸 有效水深H 4m 直径D 50m 池数m 12座 总高H0 5.1m 超
10、高h1 0.3m7.回流污泥泵房回流污泥泵形式：螺旋桨式潜水污泥泵，主要设计参数如下。 污泥回流比 50%100% 最大设计流量 m3/d 数量 2座设备：采用进口螺旋桨式潜水污泥泵8台，安装6台，库存2台。8.剩余污泥泵房剩余污泥泵形式：螺旋桨式潜水污泥泵，主要设计参数如下。 剩余污泥量Q 13000m3/d 污泥含水率P 99.5% 数量 2座设备：采用进口螺旋桨式潜水污泥泵6台（4用2备）。9.污泥浓缩池形式为圆形重力浓缩池，主要设计参数如下。 混合污泥质量W1（干重）=151.25t/d (含初期雨水) W2（干重）=132.5t/d (不含初期雨水) V1（97%含水率）=4416.7m3/d V2（94%含水率）=2208.3m3/d固体表面负荷G=70kg/(d)水力停留时间T=51h排泥方式：机械排泥。单池尺寸：直径D 20m 超高h 0.5m上清液层高H3 2m 泥层高H2 3m池深H1 5.5m 数量m
