20000m3/ d 市政應(yīng)急污水處理廠 技術(shù)方案 （PSBR 工藝）-來自鵬鷂集團(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 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、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，與時俱進(jìn)。
經(jīng)過 37 年的持續(xù)創(chuàng)新和專業(yè)化經(jīng)營，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 PPP、BOT、EPC 等形式，投資及承建各類水處理項(xiàng)目超過 500萬噸/天，投資總額超過 100 億。部分業(yè)績?nèi)缦拢?br />
南昌 20 萬噸/天污水處理項(xiàng)目
周口 33 萬噸/天污水處理及回用項(xiàng)目
岳陽 22 萬噸/天污水處理項(xiàng)目
望城 12 萬噸/天污水處理項(xiàng)目
丹陽 14 萬噸/天鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目蕭縣 5 萬噸/天工業(yè)污水處理項(xiàng)目南通 40 萬噸/天區(qū)域供水項(xiàng)目
長春一、三廠 47 萬噸/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)保在我國以發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)為特色的國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)-中國宜興環(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 萬平方米，廠房及辦公、研發(fā)用地 40 萬平方米，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)過程自動化、可視化、互聯(lián)互通、實(shí)時調(diào)度、生產(chǎn)物料實(shí)時供需等，實(shí)現(xiàn)了車間的生產(chǎn)自動化、物流自動化、倉儲自動化。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、測試等全過程的數(shù)字化、智能化控制，整個制造過程品質(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。
開平板生產(chǎn)線 |
液壓成型生產(chǎn)線 |
自動焊接生產(chǎn)線 |
拼裝現(xiàn)場 |
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)營參數(shù)變化，自動調(diào)整運(yùn)營模式。并對累積的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不斷地優(yōu)化運(yùn)營模式，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，各個構(gòu)筑物相對獨(dú)立，導(dǎo)致建造成本高、占地大且運(yùn)營成本高。
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，把整個水廠中能集成的構(gòu)筑物集成為一個構(gòu)筑物。一般預(yù)處理為一個單元，生化處理與沉淀池為一個單元，后處理為一個單元，整個水廠只需三到四個單元即可構(gòu)成。大大節(jié)省了占地面積，降低了運(yùn)營成本，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生產(chǎn)，再運(yùn)至施工現(xiàn)場組合拼裝，現(xiàn)場作業(yè)時間大大減少，且無需養(yǎng)護(hù)周期，可以比常規(guī)方法節(jié)省 70%-80%的工期。一個 10 萬噸的污水廠只需 90 天即可建成。
（2）使用壽命長
由于混凝土水工構(gòu)筑物長期浸泡在水體中，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，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，只要幾個集裝箱或一架大型飛機(jī)，即可裝載一個污水廠，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)對不均勻沉降，軟土地基只需簡單處理，即可成為構(gòu)筑物基礎(chǔ)。
（7）水廠可拆卸移動、可回收
PPMI 系統(tǒng)采用裝配式結(jié)構(gòu)，可拆卸移動，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)場基本無建筑垃圾、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）封閉簡單、運(yùn)營環(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)營成本，提高運(yùn)營效率。
（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，只需標(biāo)定位置，無需畫任何構(gòu)筑物詳圖，設(shè)計(jì)工作量將減少至原來的 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)勢菌種創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境和水力條件，無論從理論上分析，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，PSBR 工藝的厭氧區(qū)還可作為系統(tǒng)的厭氧酸化段，對進(jìn)水中的高分子難降解有機(jī)物起到厭氧水解作用，聚磷菌釋磷過程中釋放的能量， 可供聚磷菌主動吸收乙酸、H+、和 e-、使之以 PHB 形式貯存在菌體內(nèi)，從而促進(jìn) 有機(jī)物的酸化過程，提高污水的可生化性和好氧過程的反應(yīng)速率，厭氧、缺氧、好氧過程的交替進(jìn)行使厭氧區(qū)同時起到優(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，其實(shí)際停留時間增加了 3 倍，也即其反硝化反應(yīng)的反應(yīng)時間增加了 3 倍，而當(dāng)其污泥濃度增加了 2 倍時，微生物內(nèi)源降解所帶來的反硝化反應(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 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，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，其對厭氧區(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)對反硝化效率的要求的高低，通過變速調(diào)節(jié)回流泵來改變系統(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)，以保證整個系統(tǒng)的污泥平衡。
（2）PSBR 系統(tǒng)運(yùn)行模式
PSBR 將運(yùn)行過程分為不同的時間段，在同一周期的不同時段內(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。
一個運(yùn)轉(zhuǎn)周期分為 6 個時段（具體運(yùn)行時根據(jù)冬季或夏季氣溫變化，會有所變化，可自動設(shè)置調(diào)整），由 3 個時段組成一個半周期。在兩個相鄰的半周期內(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。一般各時段的持續(xù)時間如下：
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時段 1 |
30min |
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時段 2 |
60min |
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時段 3 |
30min |
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時段 4 |
30min |
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時段 5 |
60min |
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時段 6 |
30min |
其中時段 1、2、3 為第一個半周期，時段 4、5、6 為第二個半周期。原污水由 PSBR 的單元 4 進(jìn)入，在各個時段內(nèi)的流向見下表：
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時段 |
進(jìn)水單元 |
流經(jīng)單元 |
出水單元 |
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時段 1 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 7 |
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時段 2 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 7 |
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時段 3 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 7 |
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時段 4 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 1 |
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時段 5 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 1 |
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時段 6 |
單元 4 |
單元 5、5A、單元 6 |
單元 1 |
在頭一個半周期內(nèi)，單元 7 起的是沉淀池的作用，而在第二個半周期內(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)的時段確定如下表：
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時段 |
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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時段 1 |
攪拌 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
沉淀 |
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時段 2 |
曝氣 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
沉淀 |
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時段 3 |
預(yù)沉 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
沉淀 |
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時段 4 |
沉淀 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
攪拌 |
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時段 5 |
沉淀 |
濃縮 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
攪拌 |
曝氣 |
曝氣 |
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時段 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，缺氧時段和預(yù)沉?xí)r段之和并不是曝氣時段的整數(shù)倍，為了使鼓風(fēng)機(jī)房的供氣較為均勻以便降低瞬時高風(fēng)量，各個序批池的運(yùn)轉(zhuǎn)時段應(yīng)該彼此錯開。
PSBR 工藝在主曝氣池及序批池內(nèi)安裝溶氧測定儀，根據(jù)主曝氣池及序批池內(nèi) DO 水平自動調(diào)節(jié)空氣管道的調(diào)節(jié)閥門，由調(diào)節(jié)閥門的開度影響風(fēng)管總壓力，由風(fēng)管總壓力自動調(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供氧切換為主曝氣池單獨(dú)供氧時自動調(diào)整鼓風(fēng)量以節(jié)省能耗，運(yùn)行周期的切換及各設(shè)備的時序操作均實(shí)行自動控制。
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，曝氣池的混合液經(jīng)過底部的污泥層進(jìn)行了污泥過濾澄清。底部檔流板可以防止當(dāng)沖擊水力負(fù)荷時對出水堰口污泥層的破壞，此時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，PSBR 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將空間與時間的控制概念有效結(jié)合起來，利用了時間控制概念，PSBR 系統(tǒng)在夏天將溫度上升所帶來的額外反應(yīng)停留時間轉(zhuǎn)化為懸浮物沉淀時間。當(dāng)周期時間縮短時，預(yù)沉?xí)r間的不變造成了沉淀澄清時間所占的比例上升，其結(jié)果是當(dāng)沖擊水量將懸浮物在擋板處帶起時，推流的時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 池在沉淀澄清時段并無回流，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)定了澄清時段的水流狀態(tài)，特別對污泥層效應(yīng)的穩(wěn)定起到了很大的作用。本項(xiàng)目的實(shí)際 SBR 名義停留時間為 3h，在水力負(fù)荷增加至 3 倍情況時，實(shí)際停留時間仍有 1h（無回流狀態(tài)），在此情況下（一般僅發(fā)生在夏季），系統(tǒng)仍能利用時間差縮短運(yùn)行周期，來防止懸浮物被帶出水體。
（3）PSBR 工藝優(yōu)點(diǎn)
①從占地面積來看，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。對生物除磷來說，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。但是從更深層次來看問題，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，同時也降低了需氧量及能耗。同時，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被出水帶走。
⑥PSBR 系統(tǒng)的 SBR 池的水力條件經(jīng)過了專門的處理。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)沉淀過程中，在它的下部形成了一個高濃度的污泥層。該池的進(jìn)水由 SBR 池的底部配水槽進(jìn)入，穿過污泥層，污泥層起著接觸過濾的作用，也即在利用來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€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 的全部優(yōu)勢，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)過程增加了厭氧區(qū)的實(shí)際停留時間，從而大大提高了除磷效率。該系統(tǒng)處理流程簡單，構(gòu)筑物少，同時采用集約型的一體化設(shè)計(jì)及深池型結(jié)構(gòu)，簡化了流程，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 |
工程或費(fèi)用名稱 |
概算價(jià)值（萬元） |
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建筑工程 |
設(shè)備購置 |
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 |
門衛(wèi)及監(jiān)測用房 |
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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)工具購置費(fèi) |
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23 |
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說明：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)營成本：0.90 元/m³
配備人員情況：16 人
4.4.4 年經(jīng)營費(fèi)用及單位制水成本
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編號 |
項(xiàng) 目 名 程 |
基 本 數(shù) 據(jù) |
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1 |
平均日污水量（萬噸/日） |
2.00 |
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2 |
電機(jī)等用電負(fù)荷（Kw） |
485 |
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3 |
電機(jī)等設(shè)備效率 |
0.80 |
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4 |
電費(fèi)單價(jià)（元/度） |
0.62 |
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5 |
變壓器容量 |
1600.00 |
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6 |
基本電費(fèi)（元/KW.月） |
21.00 |
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7 |
陽離子 PAM 投加量（噸/年） |
4.38 |
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8 |
陽離子 PAM 單價(jià)（元/噸） |
32000 |
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9 |
PAC 投加量（噸/年） |
219 |
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10 |
PAC 單價(jià)（元/噸） |
2200 |
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11 |
陰離子 PAM 投加量（噸/年） |
87.6 |
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12 |
陰離子 PAM 單價(jià)（元/噸） |
15000 |
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13 |
生產(chǎn)、生活用水量（噸/天） |
25 |
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14 |
自來水單價(jià)（元/噸） |
2.5 |
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17 |
職工定員 |
16 |
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18 |
人年均工資（元） |
60000 |
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19 |
總投資 （萬元） |
5103 |
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20 |
固定資產(chǎn)基本折舊率 |
4.80% |
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21 |
大修理費(fèi) |
1.50% |
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22 |
其他費(fèi)用費(fèi)率 |
6% |
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年經(jīng)營費(fèi)用及單位制水成本 |
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1 |
電費(fèi) |
251.05 |
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2 |
水費(fèi) |
2.28 |
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3 |
藥劑費(fèi) |
193.60 |
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4 |
工資福利費(fèi) |
96.00 |
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5 |
固定資產(chǎn)基本折舊費(fèi) |
244.95 |
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6 |
大修理費(fèi) |
76.55 |
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8 |
其它管理費(fèi)用 |
37.17 |
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9 |
年經(jīng)營成本 |
656.64 |
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10 |
年總成本 |
901.59 |
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11 |
噸水處理總成本（元/m³） |
1.24 |
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12 |
噸水處理經(jīng)營成本（元/m³） |
0.90 |
說明：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
