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UNITANK工艺处理城市污水

2023-05-06
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一、UNITANK工艺简介


1、基本构造


       UNITANK又称交替式生物处理池,其基本单元是由三个矩形池组成(A,B,C池),相邻通过公共墙开洞或池底渠连通。三个池中都安装有曝气系统,可以是微孔曝气头、表曝机或潜水曝气机:外侧两个池(A和C池)设有固定式出水堰及剩余污泥排放装置,他们交替作为曝气池和沉淀池,中间的池子 (B池)只能作为曝气反应池。另外,污水通过闸门控制可以进入任意一个池子,采用连续进水,周期交替运行。如图1所示。


2、运行方式


       UNITANK运行按周期运行,一个周期包括两个主阶段和两个中间阶段,一般单个周期时间为7小时,主阶段2×3小时,中间阶段2×30分钟。


主阶段


       第一主阶段,污水首先进入A池,该池处于曝气状态,因上个阶段进行沉淀操作,积累了大量活性污泥,且浓度较高。进水与活性污泥混合,有机物被吸附,部分被降解。混合液继续流入B池,该池通 常连续曝气,有机物得到进一步的降解,同时在推流过程中,A池的活性污泥进入中间池,再进入C池,实现污泥在各池的重新分配。最后,混合液进入处于沉淀状态的C池,进行泥水分离,处理后的出水通过溢流堰排放,剩余污泥由该池排出。为了防止A、B池的污泥被冲至C池,过量积累,每120—180分 钟改变水流方向,即进入到下一个主阶段。


       第二主阶段,污水先进入C池,污水及混合液的流动方向与第一阶段相反。


中间阶段


       中间阶段的作用是完成曝气池到沉淀池的转换。在第一主阶段的中间阶段,污水进入B池,C池仍处于沉淀出水状态,同时A池开始进入沉淀状态,为出水作准备。在第二主阶段的中间阶段,污水进入B池,A池仍处于沉淀出水状态,同时C池开始进入沉淀状态,为出水作准备。


   因为边池在曝气状态时,出水槽内进满混合液,所以边池进入沉淀状态后,开始的出水不能作为处理后的出水直接排放,需用冲洗排人处理系统。待出水澄清后,方可外排。


二、工程设计


1、处理规模及进出水水质


       处理城市污水,设计处理污水量10万吨/天,占地7.2公顷,污水处理厂进水 水质的主要指标为:COD≤600mg/L;BOD5≤400mg/L,SS≤400mg/L,出水水质要求:DOD5≤30mg/L,SS≤30mg/L,COD≤120mg/L。


2、处理工艺


   原污水进入格栅间,在此拦截污水中飘浮物,由污水泵提升,经细格栅进一步去除水中杂质,进入沉砂池去除砂粒,然后进入UNITANK池,去除BOD5等污染物,混合液经沉淀分离,澄清液进入接触 池加氯消毒(季节性)后排入汪洋沟。剩余污泥经污泥泵送至集泥池,由带预浓缩功能的脱水机处理 后,泥饼外运。工艺流程如图2所示:


3、池型的选择及进出水渠道设计


   UNITANK池通常设计成三个等尺寸的矩形池,根据两侧池出水堰的形式即单侧堰或周边堰出水,可决定池子是否为正方形。一般当池子边长较小时(小于25米)两侧池采用单侧堰出水,池型可为长方形,池间连通采用池壁开洞方式,洞口在边池一侧加导流板,见图3,目的是使进水沿池底流动,流 态接近平流式沉淀池,导流板同时可防止中间池的曝气扰动侧池的沉淀。当池子尽寸较大时,两侧池可采用周边出水堰,池型为正方形,中间他的池问连通管出口设在侧墙池底边,两侧池的池间连通管出 口设在池中心,外加稳流筒,见图1,出水沿池底流动,流态接近中心进水,周边出水的辐流式沉淀池。

 

   此外,还可根据实际工程情况,中间池的尺寸可与两侧池的尺寸不同。


   工程UNITANK池共为六个组,分三个系列,每个组由三个正方形反应池组成,单池净尺寸为长×宽×高=35×35×7m,有效水深6米。两侧池采用周边堰出水。 每组内三个反应池由池底渠道连通,两侧池的连通渠出水口位于池中心,设有稳流筒,防止进水对沉淀污泥的扰动。


       污水由配水井均匀分给三条位于池顶的配水渠道,一条配水渠负责一个系列两组池的配水,见图4交替式生物池配水渠示意图。因此,同一系列中的两组池按同步运行,不同系列的运行时序可不同步进行。每组池的出水汇入池底的出水总干管,直接排出处理厂。


4、主要工艺参数


   每单元平均设计流量: 0.193m3/s


   水力停留时间: 31.8hr(含沉淀时间)


   容积负荷: 0.45kgBOD/m3/d


   污泥浓度: 4000mg/l


   污泥负荷: 0.113kgBOD/kgMLSS/d


   沉淀池最大表面负荷: 0.74m3/m3/2h


5、冲洗水系统的选择和设计


       由于在曝气阶段,两侧池的出水堰内进入了混合液,沉淀初期被污染的出水不能直接排放,需经冲洗水系统外排。冲洗水排放系统一般有两种形式。第一种,由电动闸门控制,冲洗出水经管渠,排人处理厂进水泵房。该方法运行管理较简单,不用添加设备,但对进水泵房会产生一定的水力冲击负荷,如果UNlTANK运行系列较多,运行时序岔开,那么冲击负荷相对较低,对进水影响较小。第二种,由电动闸门控制,冲洗出水直接进入冲洗水池,池内设潜水泵,将冲洗水送至中间池。该方法不会对进水泵 房产生影响,但需加设冲洗水池和冲洗水泵,运行管理较复杂,如果UNITANK运行系列较少,该种方法较适合。


       冲洗水系统采用第一种形式,即冲洗水直接排至进水泵房。每组生物池中两侧池的出水均进入到中间池边的一条公共出水渠道,该渠道上安装两台电动闸门,具有两种功能,分别作为出水渠道和冲洗水渠道使用。在沉淀出水的初期,公共渠道上的出水闸门关闭,冲洗水闸打开,冲洗水经冲洗水管人厂区污水管,然后排入处理厂进水泵房。进水泵房的平均流量短时增加1/6。当出水水质正常时,打开出水闸门,关闭冲洗水闸,出水进入总出水管道排出处理厂。


6、曝气系统的选择和设计


       UNITANK工艺可以采用表面机曝气和微孔器曝气两种形式。


       表面曝气机更适合UNITANK工艺,如果工程占地允许,建议尽量采用表面曝气机曝气。


       曝气系统采用表曝机和潜水搅拌机相结合的方式,每个池中安装2台表曝机、2台水下搅拌机,表曝机运行充氧,当水中溶解氧到达高限设定值时,表曝机停止工作,水下搅拌 机运行,当水中溶解氧低于低限设定值时,水下搅拌机停止工作,表曝机开始运行。本工程的实际需氧量为60吨O2天。


       表曝机选用比利时AQUA公司生产浮动式高速表曝机,它可以适应因水流方向改变而造成的水面起落,另外安装简单,只需缆绳固定。由于高速表曝机的电机直接驱动螺旋叶轮,不需要减速装置,因此检修量少,维护方便。


       表曝机功率为75KW,潜水搅拌机功率为12.5KW。


7、污泥排放系统的选择和设计


       UNITANK工艺通常有两种排放剩余污泥的方式,即连续排泥和间歇排泥。连续排泥是指在运行期间连续排放混合液,剩余污泥泵容量较低,基本不需要控制,但是由于剩余污泥浓度低,后续污泥浓缩脱水的负荷将会加大。间歇排泥是指在特定时段集中排泥,如在沉淀末期排泥,该方式剩余污泥泵容量较高,需要控制排泥时间及排泥闸,但该方式剩余污泥浓度较高,后续污泥浓缩脱水的负荷较低。


       剩余污泥采用间歇排泥方式,排泥时间设在沉淀后期。全厂共设两座剩余污泥泵房,在污泥泵房内共安装污泥泵6台,分别负责6组交替式生物处理池的排泥。每个污泥泵经 管道由电动阀门控制分别从处理单元中的2个沉淀池中抽泥,排泥时间设在沉淀后期。排泥管道按两 台污泥泵同时工作设计。


       经计算污泥产量为32吨干泥/天,泥龄为14天。污泥含水率按99.2%计,污泥产量4000吨/天,每组生物池每天排泥667m3。按每个周期排泥2次,每次15—20分钟计,选污泥泵流量为0.1m3/s,扬程7.5米。


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