
濟南市位于山東省綜合河道--小清河的上游。隨著濟南市工業生產的發展,城市人口的遞增,工業廢水和生活污水排出量日趨增多,大量未經處理的污水直接排入小清河。而小清河每年的枯水期達4個月以上,又無清水之源,致使小清河污染十分嚴重,終年黑臭,魚蝦絕跡,不但直接污染了濟南市區的泉水和地下水,而且對小清河下游地區的農業生產和人民生活造成了危害,同時對渤海灣也造成了一定的污染。因而污水治理已成為濟南市當前需要迫切解決的問題之一。
1 工藝及運行概況
濟南市水質凈化一廠是國內首批利用奧地利政府貸款建設的現代化污水處理廠之一。設計日處理水量為45萬m3,服務面積為108 km2,分兩期建設。一期工程于1995年7月建成, 1998年6月正式運行,日平均處理污水22萬m3。污水來自市區合流制下水道。在合流制下水道出口端設置污水截流泵站,污水通過截流泵提升后由專用污水管道送入污水處理廠。根據設計時的調查預測,污水中工業廢水占52%,生活污水占48%,設計水量中未考慮初期雨水截流量。
污水處理部分的設計采用常規生物法去除工藝。
污水進廠前設有總閘門一道,在總閘門前另有直接排放小清河的溢流管道。污水進廠后經自動粗格柵進入集水池,在集水池內設有10臺潛水泵,污水提升后經細格柵進入旋流沉砂池去除砂粒,再經初沉池去除大部分懸浮固體,初沉出水經廠內高架渠道進入曝氣池。曝氣池采用循環推流反應形式,其出水經平流式二沉池分離后排入小清河。設計進出水水質見表1 ,現實際進出水水質情況見表2。
表1 設計進出水水質
項 目 BOD(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L)
進 水 260 500 400
出 水 ≤20 ≤100 ≤30
表2 實際進出水水質
項 目 BOD(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L)
進 水 65 200 150
出 水 ≤15 ≤60 ≤30
污泥處理流程:初沉污泥與二沉剩余污泥首先進入前濃縮池,經濃縮后進入蛋型消化池中溫消化,使污泥穩定。消化后的污泥經后濃縮池進一步濃縮,減小體積,用帶式壓濾機進行脫水,泥餅外運處置。
2 工藝的主要特點
2.1 旋流式沉砂池
沉砂池是保證污水廠正常運行的重要設施,在大中型污水廠設計選型時特別受關注。濟南污水處理廠選用縱向水力旋流式沉砂池,可保證在不同污水流量時的正常運行。該種形式在國內首家采用。旋流式沉砂池采用水流從池底噴出產生旋流,能有效地分離砂粒表面的腐殖物質,使之不能沉降。由于采用水流而不是空氣造成旋流,使易降解的有機物在沉砂池中不能被氧化,污水并不充氧,有利于后續除磷脫氮。設備上以(旋流)泵代替了鼓風機,簡化了運行管理。
旋流式沉砂池共設置3座,每座處理能力為最大小時流量的33%。3座沉砂池合建成1組,每座設有單獨的吸砂泵,桁架橋跨越全部沉砂池。每座池長45 m,寬3.2 m,水深3.5 m,容積470 m3,設計最小停留時間7.5 min。
水力旋流用水來自沉砂池出水,選用3臺潛水泵,每臺泵流量為800 m3/h,每池配水力噴嘴20個,沿池長均勻分布,吸砂泵流量為15 m3/h,吸砂泵排出液通過池邊水槽進入砂水分離器。
沉砂池自運行以來,經觀察除砂效果良好,砂粒大都在池長的前1/3范圍內被分離沉降。
2.2 曝氣池
曝氣池采用氧化溝池形,分2組,每組布置成4個廊道,每個廊道長82~88 m,寬9.5 m,水深7 m,每組容積22 400 m3,總容積44 800 m3。平均水力停留時間4.8 h。在曝氣池中,污水被強制形成循環流,其流態具有推流型和完全混合型的雙重特點。因此,不但具有較強的抗沖擊能力,而且也不易發生短流。
曝氣充氧系統采用鼓風射流曝氣器,射流器共448個,分成8組,在每個廊道的池底內布設 1組。每組由1臺水泵提供工作介質,其中6臺工作介質采用回流污泥,2臺使用曝氣池內混合液。該曝氣系統屬中微孔曝氣,鼓風機送入空氣在射流器內與活性污泥充分混合后擴散至池面,因而具有較高的氧利用率,在標準工況下,曝氣系統的動力效率可達2.2 kg O2/(kW•h)。射流器的工作介質推動池內水流循環,并使全池污泥保持懸浮狀態。運行后經初步測定,在曝氣池不同位置的表層、中層和底層采樣分析污泥濃度,結果經統計檢驗,污泥濃度無顯著差異。
2.3 蛋型消化池
污泥消化池采用定容式蛋型,共3座,每座尺寸為:最大直徑24 m,總高度42.93 m,液體高度40.93 m,每座容積10400 m3。消化池采用預應力混凝土薄殼結構,外加保溫層及方形菱鎂護板。消化池建有操作樓1座,樓內裝有自動電梯,以供操作維修人員上下。此外,樓內還設有管道井,供消化池頂的泥、水、氣、電器、儀表等管線的敷設安裝。
消化池采用中溫消化,由2臺沼氣鍋爐和3套熱交換器及3臺污泥循環泵組成的污泥加熱系統。設計沼氣最大產氣量為13000 m3/d。冬季最低氣溫-19.7 ℃,進入消化池泥溫為10 ℃,沼氣鍋爐輸入所需能量為2840 kW,其中用于污泥加溫約占90%,用于補充熱損耗約10%。在冬季所產沼氣可以平衡自給,當夏季時可有較大量的沼氣供利用。
蛋型消化池與其他消化池相比,有以下特點:①池底不易積砂或積泥,因而不會使有效池容縮小;②易攪拌混合,池內無死區,可使有效池容增至最大;對于同樣的混合效果,混合攪拌的能耗低于其他池型;③上部不易集結浮渣;④對于同樣的容積,其表面積較其他池型小,因而熱損失小;⑤結構穩定,不易產生裂縫;⑥池型呈流線型,較美觀。
2.4 管廊
本廠有1.1 km長的地下管廊,以污泥消化區為中心,沿主要處理設施鄰近設置。管廊內設電纜橋架,廠內所有電纜(包括儀表信號電纜)均通過管廊入戶。污泥管、自來水管道及中水回用管道也鋪設在內。在污泥消化區,所有進出泥管、加熱系統、進出泥泵、循環泵、消化池、濃縮池的主要管線閥門均安裝在管廊內,防水性能好,操作維修極為方便。
2.5 自動控制系統
我廠自動控制系統采用PLC集中控制,全廠共5臺PLC,全部安裝于中心控制室內。PLC采用德國蒂森公司產品,分別編號為PLC0~4,其中PLC1~4分別與現場MCC(馬達控制中心)1~4 相連接,PLC0與中控室內模擬盤連接。PLC之間采用環形連接。PLC0,PLC1分別與2臺上位機連接。
廠內控制方式有MCC控制、手動控制、SB(SWITCH BOARD)控制、PLC控制、VDU控制。MCC控制主要是針對一些重要設備進行保護性控制,當其它控制方式反應不及時或損壞時,對設備進行保護性的啟動或關閉。手動控制在其它各種方式中優先級最高,當現場打在手動控制方式上時,PLC無控制功能,僅僅監視。當現場打在自動控制方式上時,中控室操作員可通過上位機選擇PLC或VDU控制方式。當選擇PLC控制方式時,PLC根據現場監測數據來控制設備;VDU方式則是中控室操作員通過上位機直接控制現場設備的運行。
3 運行中存在的主要問題
3.1 運行方式的選擇
濟南市水質凈化一廠于1998年6月開始啟動運行,由于進水實測平均COD為200 mg/L,BOD為 65 mg/L,TN為20 mg/L,處理出水COD僅20~40 mg/L,BOD在10~15 mg/L,出水清澈。但由于進水BOD僅為設計值的30%左右,負荷較低,在夏季水溫較高的情況下,硝化菌迅速繁殖,出水氨氮曾降至1 mg/L以下,硝酸鹽氮高達10 mg/L以上,造成二沉池內污泥大量上浮,影響出水水質。為此現采用類似SBR工藝的間歇曝氣方式運行,一方面去除了碳氫有機物,另一方面進行了硝化/反硝化過程,達到了脫氮目的,提高了處理程度。
3.2 出水SS相對偏高
由于負荷低,活性污泥的新老交替緩慢,造成污泥容易老化,出水SS偏高。在低負荷情況下該問題具有一定的普遍性。
3.3 消化系統攪拌力不足
由于設計中存在不足,系統的機械攪拌器無法正常工作。實際運行中加大了污泥循環泵的運行時間,以緩解攪拌不足的矛盾。同時延長污泥在消化池內的停留時間,保證了污泥的消化效果。從2年多的運行情況來看,消化池運行基本穩定,由于池型理想,即使在攪拌力不足的情況下,池底部也未出現泥砂沉積現象。
3.4 污泥出路
擬采用美國技術制作生物有機肥。
3.5 中水回用
現階段只進行廠內回用,供給污泥脫水沖洗濾布和廠內綠化。
按1999年第21次山東省省長辦公會提出的利用我廠中水作為黃臺電廠部分補充水的要求,近期正在為一個規模5.5萬 m3/d,投資近8800萬元(包括輸水管線)的中水回用工程進行前期準備工作。
地 址:歷山北路19號
郵 編:250033
電 話:8963013
注冊日期:7/13/1991
行政區號:370105
注冊資金:26076 (萬元)
職工人數:248