【doc】城市污水一级处理技术分析研究

【doc】城市污水一级处理技术研究 城市污水一级处理技术分析研究 ?什厂 第21卷第4期武汉冶全科技大学Vo1.21,No.4 1998:~12月JournalofWuhanYejinUniversityofScienceandTechnologyDee.1998 城市污水一级处理技术分析研究 邵林广游映玖x7o; 摘要通过对国内外一短处理披丰的分析比较.指出了我国一短处理技术的不足之赴庭发展趋 茎嘴翘关键词=墨兰i分析比较f发展趋势;设奋进型七似1'—1^』2中圉分类号X701,, 为了防治水体污染,工业发达国家普遍采取二级生物处理技术.这些国家的实践经验证 明,大量烬建的城市二级生物处理厂,对防治水环境污染起到了极大的作用.作为二级生物处 理的前置处理——一级处理,其主要处理对象为可沉淀固体,悬浮固体和一部分有机物.由于 一 级处理投资少,动力消耗低,不但可处理一部分有机物,而且对后续二级生物处理影响甚大, 因此世界各国十分重视一级处理技术的集成化研究. 目前,我国城市枵水处理率很低,城市附近水体污染严重.限于国家财力不足,不少城市常 常采取先上一级处理,后上二级生物处理,分期建设的方针}在沿海和沿长江的城市,枵水处理 的途径也多选择污水经一级处理后,再排入江海.因此.收集整理国内外一级处理资料,进行不 同工艺,设备的优劣分析比较,为我国城市污水一级处理的和运行管理,以及一级处理设 备的研制开发提供依据,具有重大意义. l格栅 我国城市污水处理厂一般设置两道格栅.一道设在提升泵房前面,另一道设在沉砂池前 面.小型污水处理厂一般采用人工捞渣的人工格栅大中型污水处理厂常采用机械格栅,栅距 为(16,25)mm,最大不超过40ram.格栅分垂直安装和倾斜安装两种.倾斜安装角度为45., 75.. 我国常用的机械格栅有:?链条式格栅;?移动式伸缩臂格栅;?钢丝绳牵引式格栅l?旋 转式固液分离机;?弧形格栅. 在城市污水处理厂里,污水提升泵房前应设置栅条间距为(15~30)mm的中格栅,在沉砂 池前设置栅条间距为(6,lO)mm的细格栅.单台格栅机的工作宽度不得大于3.0m,超过3.0 m时可采用多台格栅机.当沟渠宽度;~10m时,宜采用移动式格栅,因为它既经济合理,又 收稿日期:1998—0515 邵林广.男?】952年生,酎教授武汉,武汉怕金科技大学环境系(430070) *国家"九五攻关项目(96—909—0】09). 方便管理. 格栅的选型可根据进水沟渠的深度h选择:?^>2m时.采用钢丝绳牵引式格栅;@h? 2m时,采用弧形格栅和旋转式固液分离机;?7m<^?2m时.采用链条式格栅. 大型污水处理广格栅间一般为单独设置,以便于运行管理;中小型污水处理厂一般 采取与 泵房,沉砂池合建,以节省工程造价.大型污水处理厂通常设置人工除渣的辅助性旁通格栅槽. 机械格栅一旦出现故障,旁通格栅能自动分流全部污水.目前,我国大型污水处理厂,常采取与 格栅同步运行的皮带运输机输送栅渣.栅渣送至城市垃圾场填埋. 机械格栅的运行采用人工启闭开关,时钟自控启闭开关,水头损失(格栅压差)启闭开关 等.控制方式为现场控制和中央控制, 国外格栅的形式与我国大致相同,但有其特性.其特性主要体现在下歹『}方面: (1J格栅的材质.格栅多为不锈钢和工程塑料制造,防腐性能好,加工精度高,经久耐用 (!)栅遣处理:少量填埋.大多采取压榨,打包,焚烧方式,或栅渣先经粉碎,研磨,然后返 回至污水处理厂进行处理,或者与污泥一起处置. (3)自动控制方式:?格栅按工作时间(可控)自控运行;?栅渣输送,处理与格栅联动,延 时停机;?格栅能在一定范围内反向运行?具有高水位报警及格栅前后水位差控制运行装 置;?各设备均有工况指示及事故报警,重要参数远传至中央控制室. (4)臭气防治.格栅间常采取密封式室内安装,防止臭气外逸,减少空气污染,改善污水处 理厂操作环境. 今后,我国应傲好格栅设备的标准化系列化工作.改变材质使用上的传统作法,通过使用 不锈钢等优良,改善防腐性能.提高设备制造精度,增加设备运行的可靠程度.针对我国城 市排水系统多为合流制,污水中含渣量大且成分复杂的特点.在引进消化国外先进技术的同 时,开发适合我国水质特点的格栅,重点放在与格栅配套的栅渣l处理漫备(栅渣输送机,压榨 机,打包机,研磨机等)一k 2水泵与水泵房 水泵是污水处理广的关键设备之.从当前我国情况来看.国产的各类型水泵,达到了一 定的水平常用的水泵有如下几类:?适合于大流量,低扬程的QZ型潜水轴流泵;?适合于大 中小流量的wL型立式排污泵;?适合于中小流量,中低扬程的QW型潜水泵;?适台于大中 流量,低扬程的ZLB型立式轴流泵;@适台于大流量,中高扬程的SH型双吸式离心清水泵; ?适合于中流量,较低扬程的Pw型卧式污水泵;?适合于中流量,较低扬程的丰产型混流泵 和螺旋泵 国内泵房一般采取地下或半地下式泵房,自灌式进水方式.泵房的形状多为圆形和矩形, 钢筋混凝土结构.采取沉井或大开槽.大中型荇水处理厂通常设桁架式或悬臂梁式起重 机,便于设备的检修. 国外的污水处理厂泵房一般也采取地下或半地下式泵房,自灌式进水方式.水泵一般有潜 水泵,离心泵和螺旋泵,但有其特点:?材质好,制造水平高.多使用球墨铸铁,精工制造,外表 美观,耐蚀性好;?水封性能优良.无论是离心泵.还是潜水泵,其水封性能甚佳;?配套自动化 水平高可实现高低水位自动控制,低水位停泵报警,设备运行工况指示及事故报警,重要运行 参数远传等控制. 422 80年代以来,我目主要引进德国技术,生产潜污泵,KWP和KVP系列卧式和立式污水 泵这些水泵在国内处于领先地位.但是,与国外水泵相比,仍然存在较大的差距:?水泵的标 准化,系列化,配套性差.设计中一般较难选到参数最佳的污水泵;?材质差,加工精度低;?水 ;?水泵的自动控制系统的可靠性差. 封,轴封差 纵观国内外水泵与水泵房技术其发展趋势是电机,水泵台二为一的潜污泵和地F式潜污 泵房该泵与泵房具有运行安全可靠,电耗低,无噪声和维护管理方便的特点.这种泵房还具有 减少占地约1/2(与常规泵房比较),降低土建费用40,60的特点.我国应尽快开发出功率 在300kW以上的潜污泵,以跟上世界发展趋势 3沉砂池, 我国污水厂沉砂池大多采取平流式沉砂池和平流式曝气沉砂池,少数为引进的圆形涡流 式沉砂池,如深圳污水厂多尔沉砂池,广州大坦沙污水厂钟式沉砂池,广东佛山污水厂比氏沉 砂池均为引进. 我国平流式沉砂池应用较普遍.该池采取链条传动刮板式除砂机,运行可靠,故障率低,技 术上比较成熟由于曝气沉砂池采取预曝气方式,砂粒与有机物分离效泉好,因而大有取代平 流式沉砂池的趋势但是对于污水浓度低(BOD<100mg/L)的污水厂,采取曝气沉砂池并来 收到预期效果,这也是国内一些污水厂曝气装置长期闲置的根本原因. 国外污水处理厂由于进水浓度较高(BOD一(200~300)mg/L),所以曝气沉砂池得到广 泛应用.该池障砂设备有气提除砂和砂泵除砂两种类型,与之配套的有输砂,洗砂,装砂设备. 国外沉砂池通常设有撇油装置.采用粗,中气泡曝气.曝气头设置在池底,以形成旋转 水流. 与传统的平流式曝气沉砂池相比,国外应用广泛的圆形涡流式沉砂池的共同优点是占地 面积小,能耗低,土建费用省,运行管理方便.从6O年代开始,国外陆续开发出不同类型的圆形 涡流式沉砂池.经过3o多年的不断改进,已形成系列专利产品.它既可采用钢结构,又可采用钢 筋棍凝土现浇结构.按照不同的产品特点,该类沉砂池一般有3种排砂方式:砂泵排砂;气提除 砂;在传动轴中插入砂泵,泵与电机设在沉砂池顶部. 这类沉砂池主要有两种池型:?平底型.池底板(也是砂斗的盖板)为两块活动的钢板,钢 板与浆板传动轴管之间有一环形集砂孔.这种型式为美国史密斯及拉夫利斯(Smith&Love— less)公司专利,称为比氏(Pista)沉砂池;?斜底型.这种沉砂池设有底板.砂斗的容积较大.以 英国琼斯及爱德沃(Jones&Atword)公司的钟氏(Jeta)沉砂池为代表. 从目前我国使用的沉砂池和除砂设备来看,与国外相比.存在一定的差距主要表现在下 述方面:. (1)沉砂池配套除砂设备材质差.平流式沉砂池采用碳钢制造的传动链和刮板.易腐蚀损 坏,使用寿命短.应采用不锈钢制造的链条和刮板,以提高使用寿命. (2)沉砂池的除砂设备品种少,配套产品不足.国内厂家应尽快开发与沉砂池配套的除 砂,输砂,砂水分离等系列产品. (3)圆形涡流式沉砂池及其相关设备的研究开发仍然是一个空白.应在引进消化国外同 类专利产品的同时.积极开发出适合我国水质条件的系列产品,追赶沉砂池发展潮流. 423 4初次沉淀池 初次沉淀池的池型分为平流式矩形池,辐流式圆形池,竖流式矩形池或圆形池.竖流式沉 淀池困仅适用于小水量,池深而大,运行管理不便,所以目前国内极步采用. 圆形沉淀池按进水方式划分,分为中心进水周边出水和周边进水周边出水两种.后者的沉 淀效率明显优于前者.圆形沉淀池按刮泥设备驱动方式触分,又分为中心驱动和周边驱动两 种.前者适合于直径较小(D<2om)的沉淀池,后者适合于直径较大(D>20m)的沉淀池.排泥 方式为连续刮泥,吸泥,排泥.排泥设备一般附属有撇渣装置出水堰设髓位置离池边一定的距 离,采取双锯齿堰要优于单锯齿堰圆形沉淀池采用钢筋混凝土结构或预应力装配式钢筋混凝 土结构. 平流式矩形沉淀池一般采用链条式刮泥机或行车式刮泥机刮泥,重力排坭或机械排泥(污 泥泵).链条式刮泥机的碳钢机件长期浸没于污水中,极易腐蚀.另外,链条使用到一定时间易 松弛,从而影响正常使用.而行车式刮泥机不常浸没污水中,也不存在链条松弛问 题,因此刮泥 效果及操作维护均优于链条式刮泥机.这两种刮泥机构附属撇渣装置,出水常采用可调整液位 锯齿堰.平流式沉淀池采用钢筋混凝土墙板式结构. 我国初次沉淀池池型与国外所用池型基本相同.但国外平流式矩形池刮泥设备品种多,性 能优良,因而比辐流式圆形池应用广泛.国产辐流式圆形池刮泥设备经过上十年研究开发,已 基本形成标准化,系列化产品,运行较稳定可靠.相比之下,平流式矩形池刮泥设备开发不足, 设备性能差.这就是国内大中型污水处理厂初沉池池型主要是圆形池的原因所在. 无论是沉淀效果,还是便于与其他构筑物(沉砂池,曝气池)衔接,以及利于污水处理厂的 分期建设方面,平流式矩形池显然优于辐流式圆形池. 具有脱氮除磷功能的二级处理工艺(如氧化沟,AB法,A/O法和A—A/O法)是懈决城 市周边水体富营养化的根本途径.鉴于平流式矩形池既可满足前期一级物理处理需要,后期又 搬易改造成具有脱氨除磷工艺的二级处理设施,所以,若财力有限,要求城市污水处理厂分期 建设时,平流式矩形池应该是首选对象. 值得注意的是,日本等国采取平流式双层沉淀池,行车式刮泥机刮泥,污泥泵排泥,管式撇 渣器或浮标式撇渣器撇渣.其沉淀时间(1_0,1.5)h,表面负荷为(2.5,3.5)m./(m?h)这种 沉淀池具有占地少,处理效率高的优点,其处理能力为一般沉淀池的(1|5,1.6)倍 与初沉池配套使用的国产刮泥机械同国外产品比较,尚有以下不是: (1)设备材质差,不耐腐蚀.其原因是,国内刮泥机械多为碳钢制造,而国外产品常采用不 锈钢或轻质合金以及部分工程塑料制造. (2)材料消耗大,设备体积大且笨重.采用碳钢制造,固然是一个主要原因,但安全系数取 得过大,也是一个不容忽视的重要原因.设备体积大且笨重,加上加工精度低,使得动力消耗 高.一般同规格的国产刮泥机所配用电机的功率比国外的大几倍甚至十几倍. (3)设备的系列比,标准化程度不高.尤其在平流式矩形沉淀池所用刮泥机方面,显得开 发不足. 4结语 综上所述,从一级处理构筑物池型选择上.国内外几乎采用相同池型,其差距突出表现在 424 与之配套的机械设备上.尽管国产一级处理机械设备从无到有,引进,消化吸收国外先进技术. 有少数产品已接近国际先进水平,但是目产设备普遍地存在材质差.加工精度低,能耗高,产品 品种少,设备不配套,可靠性差,以及自动化水平低的问题.在制造工艺水平和规模化生产等方 面,与国外相比,其差距更大因此,加速发展污水处理厂…级处理机械设备制造工业,赶超世 界先进水平,这对我国控制水体污染,减少投资,降低能耗,提高污水处理厂自动化水平,具有 深远的意义. TheAnalysisofPrimaryTreatment TechnologyofUrbanSewage ShaoLingguangYouYingjiu Abstract~Aeeordingtothecomparisonofprimarytreatmenttechnologyathomeandabroad, thisarticlepointstothelackofprimarytreatmenttechnologyinourcountryandthetenden— cyofitsdevelopmentandprovidesinformationforchoosingdevicetypeinprimarytreatment ofthesewageworks. Keywords:primarytreatment;tendencyofdevelopment;analysisandcomparisonjchoosing devicetype ShaoLingguang,AssociateProfessor}EnvironmentEngineeringDepartment,WuhanYejin UniversityofScienceandTechnology,Wuhan430070,China. 425 -?_?