20000m3/ d 市政應(yīng)急污水處理廠 技術(shù)方案 （PSBR 工藝）-來(lái)自鵬鷂集團(tuán)
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1、項(xiàng)目概況
（1）項(xiàng)目性質(zhì)：應(yīng)急污水處理項(xiàng)目
（2）處理規(guī)模：20000m³/d
（3）出水標(biāo)準(zhǔn)：執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)
（4）設(shè)計(jì)考慮消毒、出水計(jì)量和其他輔助設(shè)施及附屬工程。污泥脫水至 80%含水率后外運(yùn)處置。
2、裝配式污水廠（PPMI）介紹
根據(jù)提供的進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)要求，結(jié)合本項(xiàng)目的應(yīng)急需求，要求使用年限不少于 5 年，未來(lái)可能拆遷或者回用，推薦采用裝配式污水廠（PPMI）。
2.1裝配式污水廠（PPMI）簡(jiǎn)介
2.1.1裝配式污水廠（PPMI）研發(fā)背景
隨著科技的進(jìn)步，鋼鐵冶煉技術(shù)的提升，環(huán)保及資源保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，以及 人工成本的提高等因素，催生了用鋼結(jié)構(gòu)取代混凝土建造各種建、構(gòu)筑物。2016 年國(guó)務(wù)院發(fā)文要求各地推廣裝配式建筑，提出了裝配式建筑在建筑中的占比要求。
PPMI 是一種采用不銹鋼，工廠化預(yù)制、模塊化和集成化的裝配式污水處理廠。該系統(tǒng)的產(chǎn)生打破了傳統(tǒng)污水廠只能“建造”的觀念，使污水處理廠進(jìn)入了“制造”的新時(shí)代。鵬鷂生產(chǎn)的 PPMI 裝配式水廠，具有施工周期短、使用壽命長(zhǎng)、投資省、可拆建、可回收、占地小等優(yōu)點(diǎn)。 |
2.1.2工程經(jīng)驗(yàn)及工作基礎(chǔ)
鵬鷂環(huán)保創(chuàng)立于 1984 年，一直專注于水處理領(lǐng)域的事業(yè)，其進(jìn)程中不斷創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)。
經(jīng)過(guò) 37 年的持續(xù)創(chuàng)新和專業(yè)化經(jīng)營(yíng)，鵬鷂集團(tuán)已成為一家集研發(fā)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程總承包、水務(wù)項(xiàng)目投資及運(yùn)營(yíng)管理于一體的，具有完善的產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)保企業(yè)。
早在 80 年代，鵬鷂就已開(kāi)發(fā)出了集成污水處理系統(tǒng)，即 WSZ 地埋式污水處理設(shè)備。
（1）公司目前各類設(shè)計(jì)、建設(shè)、安裝資質(zhì)齊全。
（2）集團(tuán)通過(guò) PPP、BOT、EPC 等形式，投資及承建各類水處理項(xiàng)目超過(guò) 500萬(wàn)噸/天，投資總額超過(guò) 100 億。部分業(yè)績(jī)?nèi)缦拢?br />
南昌 20 萬(wàn)噸/天污水處理項(xiàng)目
周口 33 萬(wàn)噸/天污水處理及回用項(xiàng)目
岳陽(yáng) 22 萬(wàn)噸/天污水處理項(xiàng)目
望城 12 萬(wàn)噸/天污水處理項(xiàng)目
丹陽(yáng) 14 萬(wàn)噸/天鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目蕭縣 5 萬(wàn)噸/天工業(yè)污水處理項(xiàng)目南通 40 萬(wàn)噸/天區(qū)域供水項(xiàng)目
長(zhǎng)春一、三廠 47 萬(wàn)噸/天區(qū)域供水項(xiàng)目羅ft縣污水處理及配套管網(wǎng) PPP 項(xiàng)目哈爾濱市公濱污水處理廠工程
哈爾濱市阿什河污水處理廠工程
（3）鵬鷂智能智造園
為提升宜興環(huán)保整體的制造水平，經(jīng)宜興市政府批準(zhǔn)， 鵬鷂環(huán)保在我國(guó)以發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)為特色的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)-中國(guó)宜興環(huán)?？萍脊I(yè)園，設(shè)立環(huán)保設(shè)備智能化制造園區(qū)。
該園區(qū)總占地面積 30 萬(wàn)平方米，廠房及辦公、研發(fā)用地 40 萬(wàn)平方米，總投資 13 億元。該園區(qū)以鵬鷂環(huán)保為核心，吸引國(guó)內(nèi)環(huán)保制造型企業(yè)，打造環(huán)保智能化裝備制造系統(tǒng)。
園區(qū)配有專業(yè)的加工設(shè)備及多條智能化生產(chǎn)線，所有環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)均采用數(shù)據(jù)化，任何環(huán)保裝備只需具有制造圖紙或數(shù)據(jù)，即可在短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量完成生產(chǎn)。
（4）PPMI“智造”生產(chǎn)線
2019 年鵬鷂環(huán)保全面升級(jí)環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)線，引進(jìn)智能化環(huán)保產(chǎn)品生產(chǎn)裝備， 優(yōu)化傳統(tǒng)制造加工工藝，使環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、可視化、互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)物料實(shí)時(shí)供需等，實(shí)現(xiàn)了車間的生產(chǎn)自動(dòng)化、物流自動(dòng)化、倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化。生產(chǎn)線全面覆蓋應(yīng)用信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、加工、精加工、焊接、裝配、測(cè)試等全過(guò)程的數(shù)字化、智能化控制，整個(gè)制造過(guò)程品質(zhì)可實(shí)現(xiàn)全程追溯。標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)保裝備的制造工藝，有效提高了生產(chǎn)效率，全面保障環(huán)保設(shè)備的制造產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)環(huán)保行業(yè)裝備“智造”水平的整體提升。
開(kāi)平板生產(chǎn)線 |
液壓成型生產(chǎn)線 |
自動(dòng)焊接生產(chǎn)線 |
拼裝現(xiàn)場(chǎng) |
2.2裝配式污水廠（PPMI）的核心技術(shù)
2.2.1工廠化預(yù)制
（1）工廠化預(yù)制：污水處理廠的構(gòu)筑物均采用 304 不銹鋼，在工廠中生產(chǎn)出預(yù)制的組裝板塊及模塊化水處理單元。
（2）智能化生產(chǎn)：采用 PLM、MES 等數(shù)字化、智能化制造手段，結(jié)合高端加工裝備，組成全自動(dòng)智能生產(chǎn)線，生產(chǎn)出高度標(biāo)準(zhǔn)化的高質(zhì)量模塊拼裝部件。
2.2.2模塊化設(shè)計(jì)
（1）結(jié)構(gòu)模塊化：所有構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)單元，均由標(biāo)準(zhǔn)模塑的結(jié)構(gòu)板材組成。結(jié)構(gòu)板塊采用具有專利的力學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到輕質(zhì)、省材、高強(qiáng)的目的。
（2）處理單元模塊化：通過(guò)研發(fā)各處理單元集成，能以處理單元的模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)。各單元均可在工廠預(yù)制生產(chǎn)，大大提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，減少了現(xiàn)場(chǎng)組裝量。模塊化處理單元有：污水處理預(yù)處理單元、膜處理單元、深度處理單元等。
（3）信息化管理：
數(shù)字化設(shè)計(jì)：我司擁有 30 多年的水處理工程經(jīng)驗(yàn)，積累了大量的數(shù)據(jù)，各單元設(shè)計(jì)均建立了數(shù)字模型，只需輸入少量參數(shù)，即可快速完成方案及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。
數(shù)字化生產(chǎn)及安裝：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接輸入至加工生產(chǎn)線，即可自動(dòng)加工出所需的模塊及零件。所有零件標(biāo)有條形數(shù)碼，只需掃碼即可獲知安裝位置及方式，使拼裝工作快捷、方便和精準(zhǔn)。
數(shù)字化管理：裝配式水廠利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能管控，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)參數(shù)變化，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)營(yíng)模式。并對(duì)累積的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不斷地優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式，優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，最終達(dá)到“理想水廠”的目的。數(shù)字化概念在水廠中的應(yīng)用， 將超越傳統(tǒng)的 BIM 建筑生命周期的理念。
2.2.3集成化結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的污水廠因其工藝的需要及結(jié)構(gòu)的局限性，各個(gè)構(gòu)筑物相對(duì)獨(dú)立，導(dǎo)致建造成本高、占地大且運(yùn)營(yíng)成本高。
集團(tuán)結(jié)合 30 多年的水處理經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)出具有專利、適合集成的構(gòu)筑物單元，把整個(gè)水廠中能集成的構(gòu)筑物集成為一個(gè)構(gòu)筑物。一般預(yù)處理為一個(gè)單元，生化處理與沉淀池為一個(gè)單元，后處理為一個(gè)單元，整個(gè)水廠只需三到四個(gè)單元即可構(gòu)成。大大節(jié)省了占地面積，降低了運(yùn)營(yíng)成本，提高了建設(shè)速度。
2.3裝配式污水廠（PPMI）的技術(shù)特點(diǎn)
（1）施工周期短
由于采用工廠模塊化自動(dòng)生產(chǎn)，再運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)組合拼裝，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間大大減少，且無(wú)需養(yǎng)護(hù)周期，可以比常規(guī)方法節(jié)省 70%-80%的工期。一個(gè) 10 萬(wàn)噸的污水廠只需 90 天即可建成。
（2）使用壽命長(zhǎng)
由于混凝土水工構(gòu)筑物長(zhǎng)期浸泡在水體中，并受水流的沖刷，導(dǎo)致混凝土滲水，鋼筋銹蝕膨脹，使混凝土表皮脫落，影響水池使用壽命。而裝配式水廠采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，耐腐蝕，大大增大了結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少了運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用。
（3）建造質(zhì)量高
因 PPMI 系統(tǒng)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)制造，水廠建造質(zhì)量容易保證，建造質(zhì)量高。
（4）投資省
PPMI 系統(tǒng)建造的水工構(gòu)筑物在相同池容下，可節(jié)省投資 20%-30%。同時(shí)，水廠又采用集成設(shè)計(jì)，減少了構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)用材，并可大大降低水廠的公建投資。因此，采用 PPMI 系統(tǒng)整體造價(jià)一般比傳統(tǒng)方式可節(jié)省 30%以上。
（5）重量輕、沉降小、可遠(yuǎn)程運(yùn)輸
PPMI 系統(tǒng)整個(gè)構(gòu)筑物重量不足混凝土構(gòu)筑物的 5%，構(gòu)筑物沉降小。由于重量輕，只要幾個(gè)集裝箱或一架大型飛機(jī)，即可裝載一個(gè)污水廠，特別適合“一帶一路”工程項(xiàng)目。
（6）柔性結(jié)構(gòu)，適合軟土地基
PPMI 系統(tǒng)為鋼結(jié)構(gòu)材料制成，整體構(gòu)筑物重量輕，結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)， 能應(yīng)對(duì)不均勻沉降，軟土地基只需簡(jiǎn)單處理，即可成為構(gòu)筑物基礎(chǔ)。
（7）水廠可拆卸移動(dòng)、可回收
PPMI 系統(tǒng)采用裝配式結(jié)構(gòu)，可拆卸移動(dòng)，使污水處理廠的遷址不再成為難題。如需拆除，所有材料均可重復(fù)使用，全面提升資源利用率。
（8）綠色施工技術(shù)
由由于是工廠化預(yù)制，施工現(xiàn)場(chǎng)基本無(wú)建筑垃圾、揚(yáng)塵、噪聲、道路散落等環(huán)境污染發(fā)生，可有效減少施工對(duì)環(huán)境的影響。
（9）占地面積小
由于采用集成化設(shè)計(jì)，大大節(jié)約了占地面積，一般可節(jié)省 30%以上的建設(shè)用地。
（10）封閉簡(jiǎn)單、運(yùn)營(yíng)環(huán)境影響小
采用工廠化預(yù)制的鋼結(jié)構(gòu)作為池體，加蓋方便，可建設(shè)成全封閉的污水處理系統(tǒng)，也可在池體上方及周邊覆土，并種植綠植，以提升污水處理廠的環(huán)境，提高污水的保溫效果，該方法更適用于北方地區(qū)水廠的建設(shè)。
（11）運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低
采用模塊化結(jié)構(gòu)、集成化設(shè)計(jì)，大大減少了構(gòu)筑物連接之間的水頭損失，泥、水回流更方便?？晒?jié)省運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)營(yíng)效率。
（12）設(shè)計(jì)工作量小
PPMI 裝配式污水廠實(shí)質(zhì)是一種裝備化水廠，設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)時(shí)，只需標(biāo)定位置，無(wú)需畫(huà)任何構(gòu)筑物詳圖，設(shè)計(jì)工作量將減少至原來(lái)的 30%左右。
3、PSBR 工藝介紹
（1）工藝原理
PSBR 工藝是我司根據(jù)傳統(tǒng) AAO 和SBR 工藝特點(diǎn)結(jié)合 PPMI 裝配式不銹鋼結(jié)構(gòu)形式研發(fā)出的一種生化處理工藝。
PSBR 由 AAO 系統(tǒng)和 SBR 系統(tǒng)組合而成，結(jié)合兩者的特點(diǎn)，由 8 個(gè)單元格組成，如圖所示。單元 1 和單元 7 是 SBR 池，單元 2 是污泥濃縮池（泥水分離池）， 單元 3 是預(yù)缺氧池，單元 4 是厭氧池，單元 5 和 5A 是缺氧池，單元 6 是主曝氣好氧池。
單元組成圖
由于 PSBR 工藝強(qiáng)化了各反應(yīng)區(qū)的功能，為各優(yōu)勢(shì)菌種創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境和水力條件，無(wú)論從理論上分析，或者實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果看，PSBR 工藝生物除磷脫氮效果良好，同時(shí)，PSBR 工藝的厭氧區(qū)還可作為系統(tǒng)的厭氧酸化段，對(duì)進(jìn)水中的高分子難降解有機(jī)物起到厭氧水解作用，聚磷菌釋磷過(guò)程中釋放的能量， 可供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸、H+、和 e-、使之以 PHB 形式貯存在菌體內(nèi)，從而促進(jìn) 有機(jī)物的酸化過(guò)程，提高污水的可生化性和好氧過(guò)程的反應(yīng)速率，厭氧、缺氧、好氧過(guò)程的交替進(jìn)行使厭氧區(qū)同時(shí)起到優(yōu)化選擇器的作用。
進(jìn)廠污水經(jīng)預(yù)處理工序后直接進(jìn)入 PSBR 反應(yīng)池的厭氧池與預(yù)缺氧池的回流污泥混合，富含磷污泥在厭氧池進(jìn)行釋磷反應(yīng)后進(jìn)入缺氧池，缺氧池主要用于強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)的反硝化效果，由主曝氣池至缺氧池的回流系統(tǒng)提供硝態(tài)氮。缺氧池出水進(jìn)入主曝氣池經(jīng)有機(jī)物降解、硝化、磷吸收反應(yīng)后再進(jìn)入序批池 I 或序批池II。如果序批池 I 作為沉淀池出水，則序批池 II 先進(jìn)行缺氧反應(yīng)，再進(jìn)行好氧反應(yīng)，或交替進(jìn)行缺氧、好氧反應(yīng)。在缺氧、好氧反應(yīng)階段，序批池的混合液通過(guò)回流泵回流到泥水分離池，分離池上清液進(jìn)入缺氧池，沉淀污泥進(jìn)入預(yù)缺氧池，經(jīng)內(nèi)源缺氧反硝化脫氮后提升進(jìn)入?yún)捬醭嘏c進(jìn)廠污水混合釋磷，依次循環(huán)。
泥水分離池將從 SBR 池回流的污泥作了 2~3 倍的濃縮，同時(shí)將進(jìn)入預(yù)缺氧池及厭氧池的回流量減少了 70%以上，從而強(qiáng)化了系統(tǒng)的除磷效果。當(dāng)進(jìn)入預(yù)缺氧池的流量從 1Q 減少到 0.25Q 時(shí)，其實(shí)際停留時(shí)間增加了 3 倍，也即其反硝化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間增加了 3 倍，而當(dāng)其污泥濃度增加了 2 倍時(shí)，微生物內(nèi)源降解所帶來(lái)的反硝化反應(yīng)速率增加了 1 倍，也即 NOx-N 的總?cè)コ试黾又?8 倍，將預(yù)缺氧池的反應(yīng)體積減少一半后，其 NOx-N 的總?cè)コ嗜允菬o(wú)泥水分離區(qū)的 4 倍，使得進(jìn)入預(yù)缺氧池的 NOx 濃度在最低點(diǎn)，保證厭氧區(qū)的厭氧狀態(tài)及厭氧區(qū)的 VFA 能被聚磷菌優(yōu)先使用。
進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的 NOx 得到控制后，使得異氧細(xì)菌能在厭氧條件下，強(qiáng)化非 VFA 有機(jī)物對(duì) VFA 的酸化反應(yīng)，污泥濃度的增加提升了厭氧區(qū)異氧細(xì)菌的總量，更進(jìn)一步促進(jìn)了酸化反應(yīng)的速率。而進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的回流液從 1Q 減少到 0.25Q 使得厭氧區(qū)的實(shí)際反應(yīng)停留時(shí)間增加了 60%，更進(jìn)一步增加了酸化反應(yīng)的 VFA 總產(chǎn)量與此同時(shí)，由于回流的污泥幾乎不存在任何原廢水有機(jī)碳源及 VFA，當(dāng)回流液體從1Q 減少到 0.25Q 時(shí)，其對(duì)厭氧區(qū) VFA 的稀釋效應(yīng)大大降低了，此效應(yīng)可將厭氧區(qū)的 VFA 增加至 1.6 倍。由于厭氧區(qū) VFA 的濃度是決定聚磷菌釋磷速率的關(guān)鍵因素，上述 VFA 濃度效應(yīng)的上升大大提高了聚磷菌的整體反應(yīng)速率，而 60%的實(shí)際反應(yīng)時(shí)間增加及厭氧區(qū)污泥濃度的上升則更進(jìn)一步提升了VFA 吸附及PHB 轉(zhuǎn)化的總量。
單元 6 至單元 7 的回流，可根據(jù)對(duì)反硝化效率的要求的高低，通過(guò)變速調(diào)節(jié)回流泵來(lái)改變系統(tǒng)的回流量。將曝氣池至缺氧池大回流量設(shè)計(jì)在 4Q，為避免聚磷菌在預(yù)缺氧池中進(jìn)行吸附釋放，預(yù)缺氧池至厭氧池的污泥泵可變速調(diào)節(jié)，以保證預(yù)缺氧池的 NOx-N 控制在 1~2.5mg/L，污泥泵的調(diào)節(jié)由預(yù)缺氧池的硝酸鹽在線監(jiān)測(cè)儀控制。序批池至泥水分離池的回流泵同樣可進(jìn)行變速調(diào)節(jié)，以保證整個(gè)系統(tǒng)的污泥平衡。
（2）PSBR 系統(tǒng)運(yùn)行模式
PSBR 將運(yùn)行過(guò)程分為不同的時(shí)間段，在同一周期的不同時(shí)段內(nèi)，一些單元采用不同的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，以便完成不同的處理目的。
一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期分為 6 個(gè)時(shí)段（具體運(yùn)行時(shí)根據(jù)冬季或夏季氣溫變化，會(huì)有所變化，可自動(dòng)設(shè)置調(diào)整），由 3 個(gè)時(shí)段組成一個(gè)半周期。在兩個(gè)相鄰的半周期內(nèi)， 除序批池的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同外，其余各單元的運(yùn)轉(zhuǎn)方式完全一樣。一般各時(shí)段的持續(xù)時(shí)間如下：
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時(shí)段 1 |
30min |
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時(shí)段 2 |
60min |
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時(shí)段 3 |
30min |
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時(shí)段 4 |
30min |
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時(shí)段 5 |
60min |
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時(shí)段 6 |
30min |
其中時(shí)段 1、2、3 為第一個(gè)半周期，時(shí)段 4、5、6 為第二個(gè)半周期。原污水由 PSBR 的單元 4 進(jìn)入，在各個(gè)時(shí)段內(nèi)的流向見(jiàn)下表：
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時(shí)段 |
進(jìn)水單元 |
流經(jīng)單元 |
出水單元 |
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時(shí)段 1 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 7 |
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時(shí)段 2 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 7 |
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時(shí)段 3 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 7 |
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時(shí)段 4 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 1 |
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時(shí)段 5 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 1 |
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時(shí)段 6 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 1 |
在頭一個(gè)半周期內(nèi)，單元 7 起的是沉淀池的作用，而在第二個(gè)半周期內(nèi)單元1 在起沉淀池的作用。
PSBR 系統(tǒng)的回流由污泥回流與混合液回流兩部分組成。
PSBR 各單元的工作狀態(tài)根據(jù)各循環(huán)周期內(nèi)的時(shí)段確定如下表：
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時(shí)段 |
單元 1 |
單元 2 |
單元 3 |
單元 4 |
單元 5 |
單元 5A |
單元 6 |
單元 7 |
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時(shí)段 1 |
攪拌 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
沉淀 |
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時(shí)段 2 |
曝氣 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
沉淀 |
|
時(shí)段 3 |
預(yù)沉 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
沉淀 |
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時(shí)段 4 |
沉淀 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
攪拌 |
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時(shí)段 5 |
沉淀 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
曝氣 |
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時(shí)段 6 |
沉淀 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
預(yù)沉 |
因?yàn)?PSBR 的單元 1 和單元 7 是間歇性曝氣，缺氧時(shí)段和預(yù)沉?xí)r段之和并不是曝氣時(shí)段的整數(shù)倍，為了使鼓風(fēng)機(jī)房的供氣較為均勻以便降低瞬時(shí)高風(fēng)量，各個(gè)序批池的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段應(yīng)該彼此錯(cuò)開(kāi)。
PSBR 工藝在主曝氣池及序批池內(nèi)安裝溶氧測(cè)定儀，根據(jù)主曝氣池及序批池內(nèi) DO 水平自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣管道的調(diào)節(jié)閥門(mén)，由調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度影響風(fēng)管總壓力，由風(fēng)管總壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)出導(dǎo)葉片角，特別是在主曝氣池與序批池同時(shí)供氧切換為主曝氣池單獨(dú)供氧時(shí)自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)量以節(jié)省能耗，運(yùn)行周期的切換及各設(shè)備的時(shí)序操作均實(shí)行自動(dòng)控制。
在 1/7PBR 池的設(shè)計(jì)中采用了中間擋板流態(tài)設(shè)計(jì)，當(dāng) PBR 池處于澄清出水狀態(tài)時(shí)，曝氣池的混合液經(jīng)過(guò)底部的污泥層進(jìn)行了污泥過(guò)濾澄清。底部檔流板可以防止當(dāng)沖擊水力負(fù)荷時(shí)對(duì)出水堰口污泥層的破壞，此時(shí)污泥層在中間檔流板附近部分懸浮物被帶起，中間檔流板形成的倒向推流使得帶起的懸浮物有了二次沉淀效應(yīng)，保證出水水質(zhì)。與此同時(shí)，PSBR 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將空間與時(shí)間的控制概念有效結(jié)合起來(lái)，利用了時(shí)間控制概念，PSBR 系統(tǒng)在夏天將溫度上升所帶來(lái)的額外反應(yīng)停留時(shí)間轉(zhuǎn)化為懸浮物沉淀時(shí)間。當(dāng)周期時(shí)間縮短時(shí)，預(yù)沉?xí)r間的不變?cè)斐闪顺恋沓吻鍟r(shí)間所占的比例上升，其結(jié)果是當(dāng)沖擊水量將懸浮物在擋板處帶起時(shí)，推流的時(shí)間差使得含有懸浮物的水流接近出水堰口前即已作了周期的切換，防止了出水帶出懸浮物，這是PSBR 系統(tǒng)能夠在大水力負(fù)荷沖擊時(shí)仍能保證低懸浮物出水的重要原因。
與普通 A2/O 系統(tǒng)相比較，PSBR 系統(tǒng)的 SBR 池在沉淀澄清時(shí)段并無(wú)回流，這樣實(shí)際上的水力負(fù)荷及污泥負(fù)荷均減少了一半（一般情況下 A2/O 或改良 A2/O 均有 1Q 的回流），大大穩(wěn)定了澄清時(shí)段的水流狀態(tài)，特別對(duì)污泥層效應(yīng)的穩(wěn)定起到了很大的作用。本項(xiàng)目的實(shí)際 SBR 名義停留時(shí)間為 3h，在水力負(fù)荷增加至 3 倍情況時(shí)，實(shí)際停留時(shí)間仍有 1h（無(wú)回流狀態(tài)），在此情況下（一般僅發(fā)生在夏季），系統(tǒng)仍能利用時(shí)間差縮短運(yùn)行周期，來(lái)防止懸浮物被帶出水體。
（3）PSBR 工藝優(yōu)點(diǎn)
①?gòu)恼嫉孛娣e來(lái)看，PSBR 因?yàn)椴捎昧思s型的一體化設(shè)計(jì)及深池型結(jié)構(gòu)，不設(shè)單獨(dú)的二沉池和回流泵房，大大提高了土地的利用率。
②PSBR 系統(tǒng)是從連續(xù)運(yùn)行的單元（即厭氧池或好氧池）進(jìn)水，而不是從 SBR（旁邊的起沉淀作用的池子）進(jìn)水，這樣就將大部分好氧量從 SBR 池轉(zhuǎn)移到連續(xù)運(yùn)行池中。由于 SBR 池中的曝氣及攪拌設(shè)備都不是連續(xù)運(yùn)行的，將需氧量移到了主曝氣池即改善了設(shè)備的利用率。對(duì)生物除磷來(lái)說(shuō)，連續(xù)的厭氧池進(jìn)水可大大提高厭氧區(qū) BOD5 及 VFA（揮發(fā)性脂肪酸）的濃度，從而改善除磷效果。
③由于所有的生化反應(yīng)都與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，連續(xù)的厭氧池進(jìn)水加速了厭氧反應(yīng)速率。厭氧后的污水進(jìn)入缺氧池及曝氣池，也即提高了缺氧區(qū)的反應(yīng)速率以及曝氣區(qū)的 BOD5 降解速率和硝化反應(yīng)速率，從而改善了系統(tǒng)的整體處理效應(yīng)， 使得出水水質(zhì)變好及系統(tǒng)的體積效率大大提高，即系統(tǒng)的 F/M 值和容積負(fù)荷大大提高，從而縮小了系統(tǒng)的體積。
④PSBR 增加了低水頭、低能耗的回流設(shè)施，從表面上看是增加了設(shè)備量和運(yùn)行能耗。但是從更深層次來(lái)看問(wèn)題，增加的基建費(fèi)用及能耗有限，而回流設(shè)施極大地改善了系統(tǒng)中各個(gè)單元內(nèi) MLSS 的均勻性，即增加了連續(xù)運(yùn)行單元的 MLSS 濃度（特別是提高了硝化反應(yīng)的反應(yīng)速率）和減少了 SBR 池的 MLSS 濃度，這樣使得 SBR 池沉淀出水時(shí)的污泥層厚度大為降低，從而降低了出水中的懸浮物及由懸浮物帶出的有機(jī)物數(shù)量（在出現(xiàn)水量沖擊負(fù)荷時(shí)明顯）。
⑤PSBR 系統(tǒng)的 SBR 池在起始階段采用缺氧運(yùn)行。缺氧運(yùn)行能利用硝酸鹽作為氧源來(lái)進(jìn)行微生物的自身消化反應(yīng)，穩(wěn)定了活性污泥及減少了污泥產(chǎn)量，同時(shí)也降低了需氧量及能耗。同時(shí)，交替運(yùn)行抑制了絲狀菌的生存，缺氧運(yùn)行也就改善了污泥的絮凝性能、沉降性能及濃縮性能，使得預(yù)沉淀區(qū)的污泥層更穩(wěn)定，厚度也更小，進(jìn)一步保證了懸浮物不會(huì)被出水帶走。
⑥PSBR 系統(tǒng)的 SBR 池的水力條件經(jīng)過(guò)了專門(mén)的處理。中間的底部擋板避免了水力射流的影響，從而改善了水力運(yùn)行狀態(tài)。在 SBR 池切換為沉淀池出水前的預(yù)沉淀過(guò)程中，在它的下部形成了一個(gè)高濃度的污泥層。該池的進(jìn)水由 SBR 池的底部配水槽進(jìn)入，穿過(guò)污泥層，污泥層起著接觸過(guò)濾的作用，也即在利用來(lái)自曝氣池混合液中的硝酸鹽作為氧源進(jìn)行污泥自身消化穩(wěn)定的同時(shí)將進(jìn)水中的懸浮物濾除。
⑦PSBR 系統(tǒng)采用空氣堰控制出水，空氣堰防止了曝氣期間的任何懸浮物進(jìn)入出水堰，從而有效地控制了出水懸浮物。
⑧PSBR 工藝在回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭厍霸黾恿艘粋€(gè)污泥濃縮區(qū)。這樣就減少了硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)機(jī)遇，減少了 VFA 因回流而造成稀釋，增加了厭氧區(qū)的實(shí)際停留時(shí)間，從而大大提高了除磷效率。
⑨PSBR 一體化模塊化設(shè)計(jì)，各單元均共壁構(gòu)造，便于整體加蓋進(jìn)行尾氣脫臭處理。
PSBR 系統(tǒng)是由 AAO 系統(tǒng)與 SBR 系統(tǒng)串聯(lián)組成，并集合了 AAO 與 SBR 的全部?jī)?yōu)勢(shì)，出水水質(zhì)穩(wěn)定和高效，并且有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，設(shè)計(jì)過(guò)程增加了厭氧區(qū)的實(shí)際停留時(shí)間，從而大大提高了除磷效率。該系統(tǒng)處理流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，同時(shí)采用集約型的一體化設(shè)計(jì)及深池型結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了流程，降低了水頭損失， 比較節(jié)能，且大大減少了占地面積，大大提高了土地的利用率。
4、PSBR 工藝（方案二）
4.1.1 工藝流程圖
本工程污水處理站采用“預(yù)處理+PSBR 生化池+中間提升泵房+高效沉淀池+轉(zhuǎn)盤(pán)濾池+紫外線消毒”工藝。
工藝流程圖（方案二）
4.2.2 投資估算表
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序號(hào) |
工程或費(fèi)用名稱 |
概算價(jià)值（萬(wàn)元） |
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建筑工程 |
設(shè)備購(gòu)置 |
安裝工程 |
其他費(fèi)用 |
合計(jì) |
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一 |
第一部分費(fèi)用： |
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1 |
細(xì)格柵及沉砂池 |
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2 |
PSBR 生化池 |
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3 |
中間提升泵房 |
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4 |
高密度沉淀池 |
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5 |
纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池 |
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6 |
紫外線消毒池 |
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7 |
污泥池 |
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8 |
風(fēng)機(jī)房及配電間 |
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9 |
污泥脫水機(jī)房 |
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10 |
生物除臭裝置 |
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11 |
綜合樓 |
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12 |
門(mén)衛(wèi)及監(jiān)測(cè)用房 |
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13 |
電力工程 |
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14 |
自控及儀表 |
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15 |
通訊 |
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16 |
車輛 |
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17 |
化驗(yàn)設(shè)備 |
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18 |
道路及廣場(chǎng)工程 |
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19 |
廠區(qū)綠化工程 |
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20 |
圍墻 |
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21 |
廠區(qū)管道 |
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22 |
工器具及生產(chǎn)工具購(gòu)置費(fèi) |
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23 |
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說(shuō)明：工程費(fèi)用不含地基處理費(fèi)。
4.3.3 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
項(xiàng)目占地面積約 8470m²（12.71 畝，121×70m）。
工期：110 天。
總裝機(jī)功率：900Kw
噸水處理總成本：1.24 元/m³ ，其中噸水處理經(jīng)營(yíng)成本：0.90 元/m³
配備人員情況：16 人
4.4.4 年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用及單位制水成本
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編號(hào) |
項(xiàng) 目 名 程 |
基 本 數(shù) 據(jù) |
|
1 |
平均日污水量（萬(wàn)噸/日） |
2.00 |
|
2 |
電機(jī)等用電負(fù)荷（Kw） |
485 |
|
3 |
電機(jī)等設(shè)備效率 |
0.80 |
|
4 |
電費(fèi)單價(jià)（元/度） |
0.62 |
|
5 |
變壓器容量 |
1600.00 |
|
6 |
基本電費(fèi)（元/KW.月） |
21.00 |
|
7 |
陽(yáng)離子 PAM 投加量（噸/年） |
4.38 |
|
8 |
陽(yáng)離子 PAM 單價(jià)（元/噸） |
32000 |
|
9 |
PAC 投加量（噸/年） |
219 |
|
10 |
PAC 單價(jià)（元/噸） |
2200 |
|
11 |
陰離子 PAM 投加量（噸/年） |
87.6 |
|
12 |
陰離子 PAM 單價(jià)（元/噸） |
15000 |
|
13 |
生產(chǎn)、生活用水量（噸/天） |
25 |
|
14 |
自來(lái)水單價(jià)（元/噸） |
2.5 |
|
17 |
職工定員 |
16 |
|
18 |
人年均工資（元） |
60000 |
|
19 |
總投資 （萬(wàn)元） |
5103 |
|
20 |
固定資產(chǎn)基本折舊率 |
4.80% |
|
21 |
大修理費(fèi) |
1.50% |
|
22 |
其他費(fèi)用費(fèi)率 |
6% |
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年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用及單位制水成本 |
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|
1 |
電費(fèi) |
251.05 |
|
2 |
水費(fèi) |
2.28 |
|
3 |
藥劑費(fèi) |
193.60 |
|
4 |
工資福利費(fèi) |
96.00 |
|
5 |
固定資產(chǎn)基本折舊費(fèi) |
244.95 |
|
6 |
大修理費(fèi) |
76.55 |
|
8 |
其它管理費(fèi)用 |
37.17 |
|
9 |
年經(jīng)營(yíng)成本 |
656.64 |
|
10 |
年總成本 |
901.59 |
|
11 |
噸水處理總成本（元/m³） |
1.24 |
|
12 |
噸水處理經(jīng)營(yíng)成本（元/m³） |
0.90 |
說(shuō)明：運(yùn)行費(fèi)用不含污泥外運(yùn)及處置費(fèi)。
4.5.5 平面布置圖
