禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程设计

摘要：禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程设计处理规模8万吨/日，中水回用规模8万吨/日。处理工艺采用成熟可靠的混凝沉淀过滤消毒工艺，处理后的中水回用于电厂冷却水和颍河景观用水。

关键词：深度处理中水回用工艺设计

中图分类号：S611文献标识码： A

1 概况

禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程位于禹州市禹王大道与新东环路交叉口西南角，占地面积54.7亩，以禹州市污水处理厂出水为水源。采用成熟可靠的混凝沉淀过滤工艺，于2009年8月开工，2010年8月投入试运行，设计处理规模为8万吨/日，处理后的中水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，处理后的中水回用于电厂冷却水和颍河景观用水。

2 中水回用处理规模、水质标准及工艺流程

根据许昌市环境保护局《关于禹州市污水净化公司中水回用工程项目环境影响报告表》的批复要求，确定禹州市污水深度处理及中水回用工程的设计规模和水质标准。

2.1 处理规模

禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程以禹州市污水处理厂出水为水源。许昌禹龙发电有限责任公司二期工程中水作为冷却用水规模为5.8万吨/日，根据发改能源〔2004〕864号《国家发展和改革委关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知》的国家政策要求，在北方缺水地区，新建、扩建电厂禁止取用地下水，严格控制使用地表水，鼓励利用城市污水处理厂的中水或其它废水。因此设计深度处理规模为8万吨/日，中水回用规模为8万吨/日，其中电厂回用水规模为5.8万吨/日。

2.2 深度处理及中水回用工程进、出水水质

禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程以禹州市污水处理厂一期工程、二期工程出水为水源。禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程设计进水水质如下：

CODCr ≤ 60mg/L BOD5≤ 20mg/L

SS ≤ 20mg/LTN≤ 15mg/L

NH3-N≤ 5（8）mg/LTP ≤ 1.0mg/L

pH＝6.0～9.0

根据国家环保局关于严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的通知及许昌市发展和改革委员会《关于禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程可行性研究报告的批复》，本工程外排废水必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，其主要污染物指标为：

CODCr ≤ 50mg/LBOD5≤ 10mg/L

SS ≤ 10mg/LTN≤ 15mg/L

NH3-N≤ 5mg/L 总磷 ≤ 0.5 mg/L

色度≤ 30倍粪大肠菌群数≤ 103个/L

pH＝6.0～9.0

2.3 深度处理工艺流程

禹州市污水处理厂深度处理及中水回用工程采用成熟可靠的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺，工艺流程如图1所示。

（1）深度处理及中水回用：二级出水 二次提升泵池 折板絮凝池 平流沉淀池 Ｖ型滤池 清水池 送水泵房 回用水用户

（2）污泥处理：絮凝沉淀及反冲洗污泥 污泥浓缩池 离心脱水 泥饼干化外运

图1 深度处理及中水回用处理工艺流程

3 主要构筑物及设备设计

污水处理厂深度处理及中水回用工程主要构筑物及设备有二次提升泵站、管道混合器、折板絮凝池、平流沉淀池、V型滤池、清水池、高压送水泵房、加氯加药间、排泥水调节池、污泥浓缩池、贮泥池、污泥脱水机房等，现对各具体各项设计选型详述如下。

3.1 二次提升泵站

污水厂处理后的污水经过5.5公里的管道输送至二次提升泵站的集水井中，深度处理在集水井中取水。集水井有效容积270m3，几何尺寸7m×7m×6.45m，为地下钢混矩形结构，二次提升泵站有4台抗堵塞潜水排污泵（3用1备，1台变频），单台流量1340m3/h，扬程8.5m，配电机功率N=45KW，泵房内设有进水整流配水槽，水泵开启由可编程控制或根据集水池液位自动控制运行。

3.2 管道混合器

污水经提升泵提升后，流经管道混合器，管道混合器瞬时搅拌分散混凝剂，使混凝剂均匀扩散并溶解到整个水中。管道混合器采用钢制管道静态混合器，管径1000mm，混合单元3个，混合时间t＞3s。

3.3 折板絮凝沉淀池

为了节省占地面积，折板絮凝池与平流沉淀池合建，共2组，每组2格。折板絮凝沉淀池利用絮凝剂的絮凝作用，沉淀去除水中悬浮物和色度，半地下矩形钢混结构。

单格折板池几何尺寸6m×14.3m×5.1m，设计水量1666.7m3/h，折板絮凝反应时间13.5min，絮凝反应池容积377m3，有效水深4.4m。

沉淀池单格几何尺寸70m×6m×4.5m，水平流速8.30mm/s，有效水深4.0m，沉淀停留时间2.0h。每组沉淀池有桁车虹吸式刮泥机1台，行车行进速度1.0m/min，跨度14.3m，根据泥位由可编程或人工控制运行。

3.4V型滤池

沉淀池出水经V型滤池进一步去除悬浮物，使最终出水达到回用要求。设计V型滤池、反冲洗泵房、反冲水鼓风机房、中控室等合建，共一组。V型滤池为半地下钢混结构，1座分为8格，上面为钢网架结构，反冲洗泵房和反冲洗鼓风机房建在V型滤池南边，2层为中控室。

V型滤池设计水量3333.3m3/h，设计滤速7.8m/h，过滤面积432m2，单格过滤面积54m2，滤料厚度1.1m，承托层厚度100mm，石英砂滤料体积475.2m3，承托层体积43.2m3，石英滤料粒径0.95-1.2mm，承托层粒径2-4mm，长柄滤头数量17280个（40个/m2），整体浇筑滤板3m×9m×0.1m(厚）共16块，冲洗强度：气洗13～17L/（m2・s），水洗4～8L/（m2・s），表面扫洗强度1.4～2.3L/（m2・s），过滤周期24h，气洗时间1～2min，气水冲洗时间3～4min，水洗时间5～8min。反冲水排水经V型滤池排水槽排至反冲洗水调节池。过滤后清水经清水管廊-反冲洗水池，在满足反冲洗所需储水量后，多余的水经溢流堰进入清水池。反冲洗泵房内安装单级立式离心泵3台（2用1备），单级立式离心泵设备参数Q=530m3/h，H=10m，N=22KW。冲洗鼓风机房内安装风机2台（1用1备），为滤料冲洗提供气源。单台鼓风机设备参数Q=44.8m3/min，Pa=49KPa ，N=55kw。

3.5. 清水池

设计清水池2座，地下钢混结构，池顶绿化。贮存调节水量，使氯接触时间大于30min。单池设计有效容积3000m3，有效水深3.5m，几何尺寸29.4m×29.4m×3.7m。

3.6 高压供水泵房

高压供水泵房向用户送水，地上框架，地下钢混，地上尺寸S=187.5m2，房高H=5.1m，地下尺寸25m×7.5m×4.1m。内有单级双吸离心泵（配套10kV高压电机）3台（2用1备）。每台泵设计流量1300m3/h ，扬程90m，功率N=500kw，根据工艺要求，由PLC自动控制或人工手动控制水泵开启台数。

3.7 加药间

加药间地上式框架结构，几何尺寸19.7m×8.1m×5m。投加絮凝剂为聚合氯化铝（PAC），所选药剂及投加量均根据混凝实验结果进行投加。现有PAC投加装置2套，包括溶解池溶解池、溶液池、隔膜式计量泵等。

3.8 反冲洗水调节池

反冲洗水调节池存储滤池反冲洗排水，为半地下式钢混结构，几何尺寸6m×8m×3.3m，内有2台污泥泵（1用1备），单台污泥泵流量50m3/h，扬程12m，功率N＝4KW。

3.9 排泥水调节池

排泥水调节池存储絮凝沉淀池排泥，地下式钢砼结构，几何尺寸6×8×3.3m。主要设备有污泥泵2台，1用1备，单台污泥泵流量120m3/h，扬程12m，功率N＝5.5KW。

3.10 污泥浓缩池

污泥浓缩池浓缩污泥2座，降低含水率，半地下式钢砼结构，几何尺寸D=14.0m，H＝4.5m，。主要设备中心传动污泥浓缩机。

3.11 脱水机房

污泥脱水对污泥进行减容脱水，以便于后续处理、处置。污泥脱水机房框架结构单层厂房，尺寸9.0m×15.0m×6m，主要设备带式压滤机1套，干污泥量2640KgDs/d，湿污泥量264m3/d，进泥含水率99.0%， 出泥含水率80%，絮凝剂耗量（PAM） 1.0～3.0 g/(kg・DS)，可编程控制或人工控制运行。污泥投配泵1台，加药系统1套，加药泵1台，水平无轴螺旋输送机1台，倾斜无轴螺旋输送机1台。

4 设计特点

深度处理及中水回用采用混凝+沉淀+过滤+消毒工艺，该工艺成熟可靠，对水量、水质的变化具有缓冲作用，适应性强。工艺运行灵活多样，根据原水水质变化情况，设计上考虑了超越V型滤池工艺运行，即可保证水处理安全可靠，又降低运行费用。

参考文献

1 张淑英，武福平，任子荣等.给水工构筑物及设备工艺设计计算程.兰州：兰州大学出版社，1997