BIOFOR工藝是法國(guó)得利滿(mǎn)公司的專(zhuān)利技術(shù)，是國(guó)際上先進(jìn)的污水處理工藝，具有處理效率高、構(gòu)筑物少而簡(jiǎn)單、充氧效率高、占地面積少、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸受到國(guó)內(nèi)外污水處理專(zhuān)家的重視，并得到推廣和應(yīng)用。在廈門(mén)市筼筜污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì)中，在原BIOFOR曝氣生物濾池的基礎(chǔ)上增加了反硝化濾池，以強(qiáng)化對(duì)氮的去除。按反硝化生物濾池在工藝中位置的不同，可分為前置反硝化BIOFOR(DN+CN)和后置反硝化BIOFOR(CN+DN)二種工藝。由于前置反硝化BIOFOR工藝無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都比后置反硝化生物濾池優(yōu)越，而且更加適合廈門(mén)島西部的污水水質(zhì)特點(diǎn)，因此工程設(shè)計(jì)采用前置反硝化BIOFOR工藝。

1 概述

1．1  工程概況

廈門(mén)市筼筜污水廠(chǎng)位于廈門(mén)島西堤外側(cè)，緊靠西海域。服務(wù)范圍為廈門(mén)島西南部的13個(gè)排水小區(qū)，總面積為2 470 hm2，服務(wù)人口為52萬(wàn)人。筼筜污水廠(chǎng)一期工程于1996年建成投產(chǎn)，規(guī)模為10×104m3／d，污水經(jīng)一級(jí)處理后通過(guò)排海管深海排放。筼筜污水廠(chǎng)總建設(shè)規(guī)模按30×104m3／d考慮，其中一級(jí)處理工程為20×104m3／d，二級(jí)處理工程為30×104m3／d。污水廠(chǎng)總占地面積為11．08 hm2。工程總投資為3．78億元，廠(chǎng)內(nèi)主要T藝設(shè)備和自控檢測(cè)系統(tǒng)由法國(guó)得利滿(mǎn)公司提供。工程于2005年動(dòng)工，2006年6月建成運(yùn)行，目前工藝運(yùn)行狀況良好，工藝設(shè)備、儀表及自控系統(tǒng)穩(wěn)定，出水的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。

1．2 進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

廈門(mén)島西南片區(qū)的污水濃度較低，此外還具有地下水滲入量較大和合流污水的特征。多年平均進(jìn)水BOD5為100 m∥L，COD為200 mg／L，SS為150mg／L，TN為30 mg/L，TP為2．5 mg/L�？紤]到廈門(mén)島將逐步把污水合流制系統(tǒng)改造成分流制，同時(shí)將地下水滲入量大的污水管進(jìn)行整修，其平均污水水質(zhì)濃度會(huì)有所提高，因此設(shè)計(jì)中將現(xiàn)狀水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整。污水廠(chǎng)出水排人西海域，因西海域的水質(zhì)將直接影響到鼓浪嶼的環(huán)境質(zhì)量，故被劃為“二類(lèi)海域污水廠(chǎng)出水必須滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918--2002)的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。 

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2 工藝流程及特點(diǎn)

廈門(mén)筼筜污水廠(chǎng)一級(jí)處理采用組合式高效沉淀池，二級(jí)處理采用BIOFOR DN池／BIOFOR CN池前置反硝化二級(jí)曝氣生物濾池系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)。

污水經(jīng)高效沉淀池一級(jí)強(qiáng)化沉淀后，與80％的經(jīng)CN池處理后的回流液混合，加藥攪拌后通過(guò)配水渠進(jìn)人DN濾池。DN池的主要功能為去除TN，在進(jìn)水碳源充足和池中缺氧狀態(tài)下將回流液中的NO3一-N反硝化為N2析出，從而去除TN，同時(shí)在DN前加藥進(jìn)行化學(xué)除磷。出水經(jīng)配水渠進(jìn)入CN濾池，在CN池要進(jìn)行曝氣，水與氣并行向上流過(guò)濾料層，從而去除SS，降解COD和BOD，同時(shí)將有機(jī)氮、氨氮硝化為NO3—-N。CN池出水進(jìn)清水池，其中部分作為回流水，部分為濾池反沖洗水，出水經(jīng)紫外線(xiàn)消毒后排海。濾池反沖洗水經(jīng)氣浮處理后進(jìn)人清水池。從沉淀池和氣浮池排除的污泥經(jīng)濃縮脫水后外運(yùn)。

本工程污水處理工藝存國(guó)外的常規(guī)BIOFOR工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化，即用DN+CN池組合代替了CN+DN池的組合。進(jìn)水先入DN池，保證了反硝化所需碳源，使得TN去除率明顯提高，且生物除磷的效果也有所改善。與CN+DN池的后置反硝化工藝比較，前置反硝化克服了碳源不足而需投加大量甲醇的缺點(diǎn)，且前置反硝化增設(shè)回流系統(tǒng)，使濾池的濾速增加，從而減少了CN池的數(shù)量，也節(jié)省了投資。另外前置反硝化生物濾池出水水質(zhì)不受CN池的控制，所以能有效去除污水中的各種有機(jī)物，出水水質(zhì)穩(wěn)定。而后置反硝化則需要投加甲醇，且出水水質(zhì)受DN池的影響。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)

3．1  主要構(gòu)筑物及設(shè)備

①高效組合沉淀池

設(shè)2座高效組合沉淀池，每座平面尺寸為27．5m×42．2 m。具有除砂、除油及沉淀功能。

每個(gè)單元沉砂、除油區(qū)的平面尺寸為4．6 m×13 m，有效水深為4m。沉砂區(qū)設(shè)有曝氣管，空氣由細(xì)格柵房?jī)?nèi)的鼓風(fēng)機(jī)供給，由空氣攪拌去除砂礫。砂礫由砂泵輸送至耙式砂水分離機(jī)，砂泵房設(shè)排砂泵2臺(tái)，單臺(tái)流量為30 m3／h，揚(yáng)程為31 kPa，功率為0．9 kW。

除油區(qū)內(nèi)設(shè)12臺(tái)曝氣泵，單臺(tái)流量為22 m3／h，功率為1．5 kW。通過(guò)曝氣泵產(chǎn)生的微孔氣泡將油脂等漂浮物撇人自動(dòng)除油撇渣器，共設(shè)6套自動(dòng)除油撇渣器，單臺(tái)功率為0．75 kW。

②提升泵站

在生物濾池前設(shè)1座提升泵站，泵房平面尺寸為15 m×25．3 m。內(nèi)設(shè)4臺(tái)帶式格柵，間隙為2．0mm，格柵寬度為2 000 mm。泵房集水井設(shè)7臺(tái)潛水泵，流量為2 988 m3／h，揚(yáng)程為140 kPa，功率為170 kW。

③BIOFOR生物濾池

設(shè)2座BIOFOR生物濾池，每座生物濾池由快速混合池、DN生物濾池、CN曝氣生物濾池、供氧鼓風(fēng)機(jī)房、反沖洗鼓風(fēng)機(jī)房、反沖洗水泵房等組成。

每座DN池分7格，每格平面尺寸為10．88 m×7．95 m。工作時(shí)間分為過(guò)濾期和沖洗期。過(guò)濾時(shí)污水經(jīng)池底濾頭均勻配水后進(jìn)入濾料層，濾料為得利滿(mǎn)公司的專(zhuān)利BIOLITE濾料。在沖洗期，由沖洗鼓風(fēng)機(jī)房進(jìn)行氣沖、沖洗水泵房進(jìn)行水沖，反沖洗出水進(jìn)入氣浮池。

每座CN池分為14格，每格平面尺寸為10．88m×7．95 m，每座最大流量為14 000 m3／h。CN濾池也采用BIOLITE濾料，CN池的工作周期分為過(guò)濾期和沖洗期。在過(guò)濾期，由曝氣系統(tǒng)對(duì)濾池供氧。在沖洗期，由沖洗鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣沖洗、沖洗水泵進(jìn)行水沖洗。有兩套空氣管系統(tǒng)，一套是充氧曝氣系統(tǒng)，另一套為濾料反沖洗供氣管。曝氣管上的曝氣器為得利滿(mǎn)公司的專(zhuān)利產(chǎn)品，CN池設(shè)曝氣頭(55個(gè)／m2)。

④氣浮池

設(shè)2座氣浮池，每座氣浮池前均設(shè)有反應(yīng)池，反應(yīng)池共分9格，每格平而尺寸為2．1 m×2．1 m，氣浮池與反應(yīng)池合建，最大處理能力為1 000 m3／h。總平面尺寸為24．9 m×6．7 m。采用機(jī)械曝氣技術(shù)，每座氣浮池設(shè)機(jī)械曝氣機(jī)7套，設(shè)2臺(tái)刮泥機(jī)。

⑤紫外線(xiàn)消毒池

紫外線(xiàn)消毒池分設(shè)3條渠道，每條渠道平面尺寸為15．1 m×2．4 m，鑒于本工程規(guī)模較大，為減少燈管的數(shù)量，采用低壓高強(qiáng)燈管，每條渠道內(nèi)設(shè)2組消毒模塊，每組模塊設(shè)置180根紫外線(xiàn)燈管，單根輸出功率為360 w，燈管壽命>12 000 h。

3．2 主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)

每座高效沉淀池面積為1 290．92 m2，設(shè)計(jì)流量為6 250 m3／h。總水力停留時(shí)間為1．2 h。其中，沉砂及除油區(qū)停留時(shí)問(wèn)分別為0．56 h和0．64 h；斜管區(qū)高峰水力負(fù)荷為1．5 m3／(m2·h)。

BIOFOR生物濾池的過(guò)濾周期一般為24～36h，反沖洗時(shí)問(wèn)一般為20～30min。每座DN池面積為80．5 m2，設(shè)計(jì)流量為2 000 m3／h，濾速為20 m／h，水力停留時(shí)間為9．0 min。濾料高度為3．0 m，粒徑為4．5 mm，反沖洗氣沖強(qiáng)度為100 m3／(m2·h)、水沖洗強(qiáng)度為30 m3／(m2·h)。每座CN池面積為86．5 m2，流量為950 m3／h，濾速為9 m／h，停留時(shí)問(wèn)為25 min。濾料高度為3．7 m，粒徑為2．7 mm，曝氣強(qiáng)度為600 m3／h，反沖洗時(shí)氣沖強(qiáng)度為100 m3／ (m2·h)、水沖洗強(qiáng)度為20 m3／(m2·h)。

4 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

工程總投資為30 221．58萬(wàn)元。運(yùn)行電費(fèi)為253l萬(wàn)元/a。運(yùn)行成本為0．63元／m3。

5 運(yùn)行效果分析

生物濾池的進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，除TN外，其他各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)槲鬯畯S(chǎng)進(jìn)水大部分為舊市區(qū)合流制污水，BOD5，值很低，因此池中碳源不足，從而影響了反硝化的進(jìn)行，為此暫時(shí)需要投加甲醇補(bǔ)充碳源，補(bǔ)充碳源后出水TN≤18．5 mg／L，達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)論

①由于BIOFOR具有低耗高效的特點(diǎn)，從而克服了占地緊缺的困難，廠(chǎng)區(qū)面積僅11．08 hm。，設(shè)計(jì)處理水量達(dá)到30×104m3／d。

②BIOFOR工藝處理效果良好。將前置反硝化技術(shù)應(yīng)用在BIOFOR工藝中，在國(guó)內(nèi)屬于首次運(yùn)用，對(duì)于今后污水廠(chǎng)的工藝選擇、建設(shè)管理都有重要的指導(dǎo)作用。

③濾池的最佳COD容積負(fù)荷：DN池為2．8k/(m3·d)，CN池為11．11 kg(m3·d)；CN池的NH3一N負(fù)荷為0．9 kg／(m3·d)；BOD5/TN值為3．8；pH值：DN池為7．2，CN池為6．8。

參考文獻(xiàn)：

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