平流式沉淀池由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造,也可用砖石圬工结构,或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单,沉淀效果好,工作性能稳定,使用广泛,但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除,可提高沉淀池工作效率。
竖流式沉淀池可用圆形或正方形,为了池内水流分布均匀,池径不宜过大,一般不大于10m。
辐流式沉淀池适用于大水量的沉淀处理。池形为圆形,直径在20m以上。 综上,本污水处理厂选用平流式沉淀池。 3.3.4一级强化处理
为提高一级处理对污染物的去处率,需强化一级处理。强化一级处理是在普通一级处理的基础上,通过增加较少的投资,采取强化处理。能较大程度的提高污染物的去除率消减总污染负荷。降低去除单位污染物的费用。因此即可通过一级强化处理的方法来降低二级处理的负荷,降低能耗;也可采取近期只运行一级强化处理,远期在运行二级处理。
常用的一级强化处理有水解(酸化)工艺,化学絮凝强化工艺,AB法A段等,本次强化处理采用化学絮凝强化工艺。该一级强化处理,是向污水中投加絮凝剂以提高沉淀处理效果的一级强化技术。该工艺由于受自然条件约束少、占地省、流程断、基建与运行费用低、操作简单而成为极具竞争力城市污水处理方法。城市污水中污染物主要是悬浮物、胶体和溶解性有机物,投加絮凝剂的一级处理能明显改善对悬浮及胶体有机物的处理效果,提高一级处理的出水水质,从而使原水的有机负荷降低,减少了后续处理构筑物的处理费用。 3.3.5 二次沉淀池
常见类型有:平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。
平流式沉淀池呈长方形,由流入装置,流出装置,沉淀区,缓冲层,污泥区及排泥装置等组成。但当水量大导致分格过多时施工复杂,不宜使用。
竖流式沉淀池可用圆形或正方形,为了池内水流分布均匀,池径不宜过大,一般不大于10m。
辐流式沉淀池适用于大水量的沉淀处理。池形为圆形。 综上,本污水处理厂选用辐流式沉淀池。 3.3.6 计量设备
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污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。
污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单、水头损失小,不宜沉积杂物,其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小,不易发生沉淀。 本设计的计量设备选用巴氏计量槽,选用的测量范围为:0.6~3.5 m3/s。 3.3.7污水消毒
污水消毒是生活污水和某些工业废水处理系统中杀灭有害的病原微生物的水处理过程。生活污水和某些工业废水中不但存在着大量细菌,并常含有病毒、阿米巴孢囊等。它们通过一般的废水处理过程还不能被灭绝。城市污水处理系统中普通生物滤池只能除去大肠杆菌80-90%,活性污泥法也只能除去90-95%。为了防止疾病的传播,污水(废水)一般经机械、生化二级处理后,有时仍需要进行消毒处理,常用的消毒处理方法有:加氯消毒,臭氧法消毒,级次氯酸钠法、二氧化氯法消毒等。本设计采用液氯消毒。
液氯使用最大的优点是价格便宜, 杀菌力强, 该工艺简单, 技术成熟, 药剂易得, 投量准确, 有后续消毒作用, 不需要庞大的设备。液氯消毒在各地医院、工业、民用的灭菌消毒中都有广泛应用, 并且有些已达到了自动化的程度。该工艺采用的构筑物是接触消毒池。
3.3.8污泥处理和处置
污泥处理是对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程。是采用重力或气浮法降低污泥含水量,使污泥稠化的过程。 (1) 污泥浓缩
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状,仍保持流动性。
减少水处理构筑物排出的污泥的含水量,以缩小其体积的一种污泥处理方法。适用于含水率较高的污泥。例如活性污泥,其含水率高达99%左右。当污泥含水率由99%降至96%时,污泥的体积可缩小到原来的1/4。为了对污泥有效地、经济地进一步处理,须先进行浓缩。浓缩后的污泥含水率一般为95~97%。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质,一般混入原污水一起处理;不能直接排放,以免污染环境。
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方法
污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时,除了各种方法本身的特点外,还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好。单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩,近年发展到部分采用离心法浓缩。本次设计采用重力浓缩法。 (2)重力浓缩法
采用污泥浓缩池,有连续式和间歇式两种。浓缩池的构造类似沉淀池,大多采用直径为5~20米的圆池,内设搅拌机械作缓慢搅拌。污泥在浓缩池中的停留时间,一般为12小时左右。浓缩池的表面污泥固体负荷率,视污泥性质而不同,初次沉淀池污泥为100~150公斤/(米2·日),活性污泥为20~40公斤/(米2·日)。在浓缩池中,固体颗粒借重力下降,水分从泥中挤出,浓缩污泥从池底排出,污泥水从池面堰口外溢(连续式)或从池侧出水口流出。 (3)污泥脱水
污水处理所产生的污泥具有较高的含水量,由于水分与污泥颗粒结合的特性,采用机械方法脱除具有一定的限制,污泥中的有机质含量、灰分比例特别是蓄凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。一般来说,采用机械脱水可以获得20%-30%的含固率,所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高,具有流体性质,其处置难度和成本仍然较高,因此有必要进一步减量。 此时,在自然风干之外,只有通过输入热量形成蒸发,才能够实现大规模减量。采用热量进行干燥的处理就是热干化.这次设计采用机械脱水法。 机械脱水法
通常污泥先进行预处理,改善脱水性能后再脱水。最通用的预处理方法是投加无机盐或高分子混凝剂。此外,还有淘洗法和热处理法。机械脱水法有过滤和离心法。过滤是将湿污泥用滤层(多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤,使水分(滤液)渗过滤层,脱水污泥(滤饼)则被截留在滤层上。离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。过滤法用的设备有真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。真空过滤机连续进泥,连续出泥,运行平稳,但附属设施较多。板框压滤机为化工常用设备,过滤推动力大,泥饼含水率较低,进泥、出泥是间歇的,生产率较低。人工操作的板框压滤机,劳动强度甚大,现在大多改用机械自动操作。带式过滤机是新型的过滤机,有多种设计,依据的脱水原理
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也有不同(重力过滤、压力过滤、毛细管吸水、造粒),但它们都有回转带,一边运泥,一边脱水,或只有运泥作用。它们的复杂性和能耗都相近。离心法常用卧式高速沉降离心脱水机,由内外转筒组成,转筒一端呈圆柱形,另一端呈圆锥形。转速一般在3000转/分左右或更高,内外转筒有一定的速差。离心脱水机连续生产和自动控制,卫生条件较好,占地也小,但污泥预处理的要求较高。 机械脱水法主要用于初次沉淀池污泥和消化污泥。脱水污泥的含水率和污泥性质及脱水方法有关。一般情况下,真空过滤的泥饼含水率为百分之六十至百分之八十,板框压滤为百分之四十五至百分之八十,离心脱水为百分之八十至百分之八十五。 (4)污泥处置
污泥处置(sludge disposal):处理后的污泥,弃置于自然环境中(地面、地下、水中)或再利用,能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。
当今国内外污泥处理与处置技术的发展依据是“四化”原则——减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥处理的方法主要有6种:卫生填埋、污泥农用、污泥焚烧、污泥干化和热处理、污泥堆肥及海洋倾倒。国际上污泥处理处置参照的标准均为美国国家环保局制定的污泥处置与利用标准。 (5)几种污泥处理的方法及优缺点分析 1)污泥的卫生填埋
污泥卫生填埋始于20世纪60年代,是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低,污泥又不需要高度脱水,适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。但是污泥填埋也存在一些问题,尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体,如果填埋场选址或运行不当,这种液体就会进入地下水层,污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷,若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外,适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限,这也限制了该法的进一步发展。 2)污泥的直接土地利用
污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点,被认为是最有发展潜力的一种处置方式,这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理的土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林
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采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。污泥农用正在成为世界各国主要的污泥处置方式,污泥农用的比例很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制情况,同时也与国家的领土的大小和农业发展情况有关。如英、美、法等许多国家城市污泥的农用率可达70%,有的高达 80%以上。 3)污泥的焚烧
湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍,没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难,而且在能耗上也是极不经济的。
以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高。
4)污泥的低温热解处理
污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底,地位已逐渐增强。但传统的热化学处理(焚烧法)通常需加入辅助燃料,费用较高。城市污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(<500℃),由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭4种可燃产物,最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类,正常产率为200~300L(油)/吨(干泥),其性质与柴油相似。低温热解是能量净输出过程,成本低于直接焚烧.本次设计采用污泥卫生填埋。
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