郑州市陈三桥污水处理厂设计及施工特点
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摘要 郑州市陈三桥污水处理厂工程总设计规模为20万m3/d,一期工程10m3/d,介绍了该厂的进出水水质、处理工艺、设计和施工中采取的一些技术特点,有利于提高污水处理厂的运行管理水平。
关键词 污水处理厂;改良型UCT;设计特点;施工特点
中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0130-02
1 工程概况
1.1 设计规模及服务范围
郑州市陈三桥污水处理厂位于郑州市京珠高速公路以东、姚桥路以南、贾鲁支河以北,工程总设计规模为20万m3/d,设计年限为2020年,其中一期为10m3/d,设计年限为2015年。该污水厂服务范围为郑东新区龙湖北区东部,龙子湖北区、龙子湖大学园区、龙子湖南区及部分经济技术开发区东拓区,总面积为105km2,一期工程服务范围为46.75km2。
1.2 设计进出水水质
本污水处理厂服务范围内90%以上为生活污水,生活污水的特点是BOD/TN低,设计中根据实测排污口水质、理论水质、周边污水厂水质等,确定进水水质。
污水处理厂出水部分回用,其余排入淮河流域颍河水系的贾鲁支河,回用用户主要为郑东热电厂作为电厂循环冷却水和龙子湖补水、市政杂用等。因此出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准的A标准,同时也要结合《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)、《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)等水质要求。陈三桥污水处理厂设计进出水水质如表1所示。
1.3 工艺流程
由于处理程度较高,采用三级处理,其中二级处理采用改良型UCT工艺,深度处理采用混凝、沉淀及过滤工艺。
主要构筑物包括粗格栅及进水泵房1座、细格栅及曝气沉砂池1座、辐流式初沉池2座、改良型UCT生物池2座、辐流式二沉池4座、鼓风机房及总变配电所1座、污泥浓缩脱水机房1座、二氧化氯及加药间1座、污泥泵站2座、翼片隔板反应平流沉淀池2座、V型滤池及反冲洗间1座、清水池2座、送水泵房及分配电间1座。
2 设计特点
2.1 工艺设计特点
1)采用改良型UCT工艺,该工艺在传统UCT工艺的基础上将缺氧池一分为二,回流污泥进入第一缺氧池,混合液回流进入第二缺氧池,缺氧池回流从第一缺氧池出流液引出至厌氧池。使脱氮效果更佳,很好的解决了脱氮除磷的矛盾。而且该工艺可采用多种方式运行,如A2/O、改良型A2/O、UCT、改良型UCT等,调节和控制灵活简便,有利于低碳氮比生活污水的脱氮除磷。
2)在设计中采用周进周出二沉池,比中心进水周边进水二沉池的表面负荷增加了50%以上,减少占地面积。单管吸泥机设备效率高,提高回流污泥浓度,减少回流量,可节省电耗。
3)采用新型高效的单级离心鼓风机,具有高效率、低噪音等优点,可在45%~100%范围内调节供氧能力,节省能耗。
4)设计中考虑了多处超越,以方便运行管理,节约能耗,例如在进水SS浓度不高,碳源缺乏的情况下,可超越初沉池进入改良型UCT池;在二级处理能达标排放的情况下,可超越深度处理阶段等。
5)设计时考虑到服务区内前期水量变化较大的特点,在水泵选择时,考虑多台布置,以适应水量变化。
2.2 结构设计特点
1)在进水泵房设计中,由于其埋深达15m,采用泵室分隔减小结构应力,节约了工程造价。
2)为防止温度应力造成混凝土裂缝,本工程改良型氧化沟、V型滤池、细格栅及曝气沉砂池、接触池等构筑物设置了变形缝,一般控制在30m左右,缝宽30mm,采用橡胶止水带连接,缝内填塞聚乙烯板,外露表面用聚硫密封膏嵌缝。
3)由于由于滤池及反冲洗间合建,为避免各部分之间的互相拉扯造成的变形或破坏,分别在滤池中部以及滤池和反冲洗间之间设置两道伸缩缝,设计中因池体较长,采用了设置后浇带的做法,并在混凝土结构后浇带中掺入膨胀抗裂型外加剂,依靠加强带混凝土较大的膨胀应变,补偿两侧混凝土的温差应变及混凝土的收缩,达到设计要求。
2.3 电气自控设计特点
1)整个厂区设置了两座变电所,均靠近大功率负荷中心,即鼓风机房和送水泵房,有效地节省了电缆敷设长度,降低了损耗。
2)主要设备均考虑了变频控制,一方面适应流量变化,对设备起到缓冲的作用,保护设备,同时也可降低能耗,节省运行成本。
3)在控制系统中通过就地控制、过程控制和监控管理三级系统,有效地实现了厂区的自动化水平。
3 施工特点
本工程为河南省重点工程,工期紧、任务重,施工内容主要包括测量、土石方及地基处理、水处理构筑物施工、附属建筑物施工、管线及设备安装、功能性实验、竣工验收等环节。该厂于2007年7月开工建设,在施工中采用了较好的施工组织、施工技术和施工管理,于2010年1月顺利建成运行。
施工过程中的主要特点有:
1)粗格栅及进水泵房下部池体很深,最高为15.4m,而且由于土层多为粉土和粉砂,土性较差,含水率高,易发生流砂、管涌等现象,基坑开挖十分困难,施工时采取井点降水和喷锚网支护的基坑支护方案,确保了施工安全。
2)细格栅及曝气沉砂池、改良型UCT生物池、V型滤池及反冲洗间、平流沉淀池等构筑物体量较大,均需要设置伸缩缝,施工时,做好橡胶止水带的固定,以及其位置、平直度和接头的处理;混凝土浇筑时,查看振捣棒的插入位置是否会损坏橡胶止水带,并保证橡胶止水带周围的混凝土密实度;保证橡胶止水带不发生损坏或移位;拆模后另一侧橡胶止水带的保护及清理;闭水试验时,主要检查橡胶止水带的部位是有渗漏。
3)本工程翼片隔板反应池共有方格21个,单格尺寸为1 750×1 800mm,下部有锥形排泥斗,由于空间狭小,施工时支模及混凝土振捣、压实等较为困难,施工时采取了混凝土泵送技术,较好地解决了施工困难。
4)进厂管道埋深约14m,地下水位较高,采用了泥水平衡法机械顶管,注浆减阻,工作井、接收井均采用沉井,沉井采用现场预制。施工前根据地质情况,技术装备水平对沉井施工方案、浆液配比及中继间的采用等编制详尽的施工组织设计,从而保证了工程质量和施工安全。
5)曝气头安装重点是安装精平度和气密性,施工时,通过定位放线、曝气主干管安装找平、压缩空气吹扫、气密试验、曝气管安装精平、安装精平、曝气管注水试漏、曝气头试漏、曝气系统、曝气均匀度及曝气能力试验等步骤保证了施工质量。
6)本工程厂区内管道繁杂,主要有工艺管线(污水、污泥、空气、放空、浮渣、加氯、加药、溢流、超越)、厂区污水、给水、回用水、雨水管线、电力管线、自控、照明及通信管线等,施工时采取先深槽后浅槽的施工方法,多头并进,流水作业,交叉工作,较好地解决了管线综合的问题。
4 实际运行情况
目前污水处理厂处于试运行阶段,出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准的A标准标准要求,已经通过了郑州市环保局的环保验收。
参考文献
[1]室外排水设计规范GB50014-2006.
[2]郑州陈三桥污水处理及回用工程初步设计及施工图, 2008.