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1工藝流程及特點

1.1工藝流程

根據(jù)設(shè)計進水水質(zhì)中COD、NH3-N指標較高，要求出水水質(zhì)指標高，同時考慮包頭市為北方寒冷城市，水溫較低的氣候條件，污水排放對氮、磷提出要求，而且需對污水進行回用以便達到節(jié)約用水的目的。該污水處理站采用CAST工藝+絮凝沉淀工藝。

1.2工藝特點

（1）優(yōu)化了處理構(gòu)筑計物的布置，節(jié)省工程投資和占地面積。

構(gòu)筑物盡量合建，節(jié)省工程建設(shè)投資和占地面積，該工程設(shè)計將集水池和提升泵房、加藥間和加氯間等采用合建。同時，構(gòu)筑物之間盡量構(gòu)筑物連接或合建，本設(shè)計粗格柵與提升泵房、細格柵與旋流式沉沙池等都連接在一起。

（2）設(shè)置旋流式沉砂池。

在沉砂池的設(shè)計中，一方面要考慮保證后續(xù)脫氮除磷厭氧、缺氧的狀態(tài)，保持碳氮、碳磷質(zhì)量比，另一方面也要統(tǒng)籌考慮工程投資、占地和運行費用等諸多因素。因此，土右污水處理站采用旋流式沉砂池。旋流式沉砂池的進水是以切線方向進入，通過位于水池中心的葉輪慢速攪拌，形成平面的旋流，利用砂粒和水的密度不同，在旋流狀況下得以分離，由于完全利用水力和機械攪拌形成旋流，沒有曝氣設(shè)施，因此能保證進入CAST池預反應區(qū)的污水處于缺氧或厭氧狀態(tài)。

（3）運用適宜的污泥處理工藝，減少運營成本。

對污泥的處置采取直接機械濃縮脫水方式，不設(shè)污泥緩沖池，節(jié)省一次性投資，減小運行費用。由于污泥在濃縮脫水時停留時間較短，因而避免了磷的釋放，保證了系統(tǒng)運行的可靠性。

2主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

2.1粗格柵間與提升泵房

粗格柵按遠期規(guī)模設(shè)計，粗格柵為地下式鋼筋砼平行渠道，設(shè)計格柵渠道2條，每條寬度1.1m，柵條間隙20mm，分別配回轉(zhuǎn)式機械格柵除污機，l用1備。根據(jù)格柵前后液位差，由PLC自動控制，同時設(shè)有定時排渣和手動控制排渣。提升泵房與粗格柵合建，進水泵房為鋼筋混凝土構(gòu)筑物，長寬尺寸為7.0m×9.8m，有效水深6.8m，安裝3臺不堵塞式潛水污水泵，2用1備（其中1臺為變頻式），單泵流量700m3/h，揚程14m，電機功率55kW。

2.2細格柵及旋流沉砂池

細格柵間為地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸10.3m×14.1m。設(shè)計格柵渠寬1.6m，共計2條，配螺旋機械格柵除污機2套，柵條間隙3mm。曝氣沉砂池與細格柵間合建，為地上式柱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑3.65m，有效水深3.9m。采用立式軸承及葉輪2套，每池1套，與沉砂池配套使用，葉輪直徑為1500mm，轉(zhuǎn)速為15r/min，電機功率為1.1kW。采用螺旋式砂水分離器1臺，單臺流量20L/s，電機功率0.37kW。配有離心式鼓風機兩臺（1用1備），流量為7.5m3/min，揚程為5m，電機功率為2.2kW。

2.3CAST生物池

生物池是污水生物處理的核心構(gòu)筑物，采用CAST工藝。1座鋼筋砼結(jié)構(gòu)生物反應池，分為兩格，每格再分為預反應區(qū)和主反應區(qū)。每格平面尺寸為47m×30m，有效水深6m，預反應區(qū):主反應區(qū)=1:9。BOD5污泥負荷為0.0479kg/(kg•d)，水力停留時間28.13h，混合液質(zhì)量濃度4g/L，泥齡15d，污泥回流比30%，產(chǎn)泥率0.85kg/kg，微孔曝氣管有6000個。每池配有1臺回流潛污泵，流量為340m3/h，揚程為2.0m，功率為7.5kW。每池采用1臺剩余潛污泵，單臺流量為67m3/h，揚程為9.0m，功率為4kW。配有潷水器4臺，每池各2臺，潷水能力為1300m3/h。

2.4接觸池及再生水進水泵房

接觸池將生物池處理后出水進行消毒，同時作為再生水處理構(gòu)筑物的進水泵站，建有1座。接觸池體積尺寸為21.5m×7.7m×4.0m，再生水進水泵房的流量為0.342m3/s。配有水泵3臺，2用1備，其中1臺變頻式，單臺流量為700m3/h，揚程為9m。

2.5加氯加藥間

加氯間為再生水處理進行消毒，由于進水存在含P高的時段，通過投加聚合硫酸鋁化學除磷，同時聚合硫酸鋁可以作為沉淀劑用于再生水[2]。加氯加藥間為1座鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為13.5m×16.2m，采用2臺加氯機（1用1備），加氯量為8mg/L。加藥量為355kg/d，加藥濃度為10%。

2.6鼓風機房

建有1座22.5m×10m×7.5m框架結(jié)構(gòu)的鼓風機房，配有3臺風機，其中2用1備，2臺變頻，單臺風量為70m3/min，風壓7m，總供風量為8400m3/h。單機功率為110kW。

2.7儲泥緩沖池

1座，鋼筋砼構(gòu)筑物，圓柱形結(jié)構(gòu)，尺寸為Ф6.0m×4.85m，配有1臺潛水攪拌器，功率為1.5kW。

2.8污泥濃縮脫水機房

通過濃縮脫水，降低污泥含水率，以減少污泥體積，便于污泥貯存、外運及污泥的再利用，脫水機房尺寸為L×B=24m×12m×6.8m+9m×6m×4.5m（泥棚）。主要設(shè)備有：2臺（1用1備）污泥濃縮脫水一體機，單機處理能力為7～36m3/h，帶寬1.5m，單機設(shè)計工作時間為10～12h；投泥泵2臺，流量為13～70m3/h，揚程20m，電機功率1.5kW；三箱系統(tǒng)式絮凝劑制備系統(tǒng)1套，最大投藥量為15.8kg/d，藥劑投加濃度1‰；空壓機2臺，流量0.13m3/h，風壓1.0MPa；2臺離心式?jīng)_洗泵，流量12～42m3/h，揚程45～56m。

2.9普通濾池

1座，6池式單層框架結(jié)構(gòu)，尺寸為7.4m×6m×4.1m。設(shè)計參數(shù)為：氣沖強度55m3/(m2•h)，水沖強度15m3/(m2•h)，填料形式為均質(zhì)石英砂濾料，配水形式濾板及濾頭配水，反沖洗風機、反沖洗水泵與曝氣生物濾池公用1套設(shè)備。

2.10清水池及再生水送水泵房

1座，鋼筋混凝土水池，尺寸為35m×15m×4m，池容為2000m3，送水泵臺數(shù)3臺（2用1備，1臺變頻），水泵揚程35m。

3運行效果

經(jīng)過兩年的運行表明，包頭市土默特右旗污水處理站設(shè)備運行正常，出水水質(zhì)除氨氮外都能達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918－2002）一級B標準，具體運行數(shù)據(jù)見表1。為了解決氨氮處理效果低的問題，在CAST反應池中添加碳酸氫鈉和反硝化菌，經(jīng)過三個月的調(diào)試，出水氨氮質(zhì)量濃度由44mg/L降到9.6mg/L，使所有的出水指標都能達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918－2002）一級B標準的要求。

4效益分析

土默特右旗污水處理站遠期總用土地面積90畝，工程建設(shè)總投資5800萬元，處理后的污水排入污水處理廠東側(cè)的水渠，經(jīng)深度處理后回用電廠。作為包頭市土默特右旗基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，該污水處理站本身并不產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益，它的主要效益體現(xiàn)在社會效益。通過污水處理站的建設(shè)改善環(huán)境，提高環(huán)境的質(zhì)量水平，改善黃河水質(zhì)，減輕和避免污水排放對工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國民經(jīng)濟發(fā)展造成的經(jīng)濟損失等。因此，產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益是非常顯著的。6結(jié)論通過對包頭市土默特右旗污水處理站CAST工藝設(shè)計參數(shù)以及工藝技術(shù)特點的分析可知，CAST工藝流程短、占地面積少、設(shè)備安裝簡便、運行成本低，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要的時間短、效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定有保障，生產(chǎn)操作與管理簡單。CAST工藝適用于有脫氮除磷要求的小規(guī)模城市污水及某些工業(yè)廢水的處理，隨著我國對小城鎮(zhèn)污水處理的日益要求，CAST會得到越來越多的應用，脫氮除磷的機理以及自動控制裝置的可靠性會得到更多的深入研究。CAST工藝將會成為我國小城鎮(zhèn)污水處理的首選，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

作者：陳莉榮 霍宗浩 劉文 單位：內(nèi)蒙古科技大學能源與環(huán)境學院