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小型污水处理厂调节池的设计探讨

文章来源:海西给排水 发布时间:2015-07-01 09:11:36 阅读次数:3633 次 [关闭]

魏新庆 周 雹

(天津市市政工程设计研究院 ,天津300051)

摘 要:小城镇污水处理厂的规模小(小于5000m3/d),水量变化波动大,水量的宽幅变化对小型污水处理厂的设计和运行管理均带来相当的困难,设置调节池是必要的。本文对几种调节池设置方式进行了对比分析,讨论了削峰调节方案,并给出了设计建议。

关键词:小型污水处理厂 调节池 调节方式 削峰调节 调节池容

1前言

在大中型污水处理厂的设计中,由于其排水较为规律,水量变化的幅度小,并且处理系统自身的抗冲击能力较强,故没有必要设置调节池对水量的变化进行调节。

但对于小型污水处理厂(规模小于5000m3/d,下同),排水不规律,通过表1我们不难发现,小型污水处理厂水量变化幅度非常大,水量的这种宽幅变化不仅对小型污水处理厂的运行和管理带来相当的困难,而且对处理设备和处理构筑物的正常运行也带来不利影响,甚至会造成设备损坏以及出水不达标。为解决这一矛盾,在小型污水处理厂设计时往往需要设调节池。

  

注:表中总变化系数是根据室外排水规范内插计算所得

但如何使调节池的设计既适用又经济,便于管理,确是值得思考。

2调节池设置条件

是否需要设置调节池主要有两个因素:一是水量变化幅度;二是处理工艺类型。

2.1水量变化幅度因素

小型污水处理厂进水量变幅大,通过设置调节池,可解决水量的宽幅变化造成的水力冲击,使污水较均匀地进入污水处理系统,减轻水质水量变幅对后续处理设施的不利影响。

2.2处理工艺类型因素

对于完全混合类型的工艺,本身具有较强的抗冲击负荷能力,根据具体情况可不设调节池。如SBR,氧化沟,串联的完全混合反应池等。

对于小型的推流式类型的处理工艺,为保证处理系统的稳定,出水稳定达标,则须设置调节池。

在具体工程中,还要综合其他因素一并考虑是否需要设置调节池。有时也会出现即使采用完全混合类型的工艺,也要考虑设置调节池。

3调节池设置位置

调节池在工艺流程中所处的位置,通常有如下两种:(1)泵前调节;(2)泵后调节。

3.1泵前调节

这是一种常规的调节方式。调节池设置在进水提升泵之前,通常的做法是采取与提升泵集水池合建的方式,如图1所示。

 

 采用这种布置时, 由于污水处理厂的进水管一般埋深较深,调节池需要做成地下式,其有效调节容积只是集水池最高设计水位(即在进水管内充满度高程)以下的池容(图中H2部分)。

此种布置的缺点是:池中最高水位以上的池容均为无效池容(图中H1部分),池容利用率低,尤其是进水管道埋深较大时更加不合理,同时清除污泥困难,土建构造复杂,投资大,不经济。优点是:污水一次提升到位,不需要二次提升;运行管理比较简单方便,节省能耗和运行费用。

此种布置的经济性取决于进水管埋深。当埋深小时无效池容小,优点较突出,值得采用;当埋深大时,无效容积大,池容大,缺点较突出,是否适合需要通过经济比较确定。

3.2泵后调节

此种方式是基于泵前调节的缺点提出的,具有土建投资低、构造简单,排泥方便等优点。

调节池出水方式有两种,一是泵后高位调节,将调节池设置在高位,然后重力流入后续处理构筑物(见图2),此种出水方式对调节水量、稳定出流作用不大,工程上较少采用,故不予考虑。

 

 

二是泵后二次提升调节,调节池后设置二次提升泵,此种出水方式调节水量可控、能保证稳定出流,缺点是由于增加了二次提升,运行费用和能耗会有所增加,如图3。

 

 

泵后调节这两种方式,都要求一次提升泵按照高日高时流量设计,且由于变化系数过大,须设置变频装置。

3.3泵前调节与泵后调节优缺点及适用性比较

 

 

4调节池容积确定

调节池设计过大,会造成投资效益低,不经济。调节池设置过小,很难达到预期效果,解决不了在峰值流量时由于负荷过高导致处理不达标,在谷值流量时由于二沉池停留时间过长导至浮泥,进而出水不达标的问题。因此合理确定池容很重要。

在确定调节池容积时,必须考虑污水处理系统本身的抗冲击负荷能力。一般的城镇污水处理厂在进水流量总变化系数为1.3~1.5以内时,系统都能适应,不需要设置调节池。小型污水处理厂则不然,其污水量变化系数远大于此值,所以需要设置调节池以削去超过总变化系数1.3~1.5的峰值流量,这样可以大大减少调节池容积,节省土建费用。

调节后污水流量在可控制的小幅度范围内变化,与常规的大中型城镇污水处理厂相似,运行管理很方便。这种调节方式也可以称为削峰调节。

调节池容积计算通常采用两种方法,一种是图解法,即根据24h产污曲线推算,如没有产污曲线,只要知道城镇24h的用水量曲线,也可参照拟定城镇的产污曲线。另一种是经验估算法,当缺乏产水量变化规律和资料时,可参照其他已运行的类似工程取值。下面举例说明图解方法:

图4是模拟的某城市最大日的全天产污曲线,横坐标为一天时间,纵坐标为时变化系数,图中可反映出:高日平均时流量为1.4Q,高日高时流量为2.2Q,每小格代表0.2Q。

确定调节池所需的容积条件是,当A与B相等时,调节池所需的容积等于图中A部分面积,或者等于图中B部分面积[2]。则由图中可知,调节池容积可取34.5格,相当于34.5×0.2=6.9h的停留时间。此时后续处理构筑物的设计变化系数为1.4。

 

 

5结语

(1)小型城镇污水处理厂一天之内水量变化很大,给污水处理系统的运行带来困难,为此需要对流量进行调节,降低冲击负荷。对于SBR、氧化沟等完全混合式工艺,其耐冲击负荷能力强,可以不用设置单独的调节池吗,而是充分利用反应池自身的调节能力,有时也可适当延长反应池的水利停留时间,适当加大池容,加大调节作用。对于抗冲击负荷差的其他工艺,通常情况都应该设置单独的调节池。

(2)调节池有泵前调节和泵后调节。泵前调节运行管理简单,适合小型污水处理厂。但它是地下式,无效容积很大,当进水管埋深大时很不经济,适用于进水管埋深较浅的地方。

泵后调节没有无效容积,土地费用较低,但需设置二次提升设备,设备费和运行费较高,同时对管理水平要求较高,在自动化和管理水平较高的项目可以采用。

当两种调节方式都不适合时,建议采

用延时曝气的SBR、氧化沟等工艺,将调节池容积加到反应池上,从而提高反应池的调节能力。

(3)调节池的容积计算要考虑污水处理系统自身的调节作用,从而减少调节池容,节省投资。

参考文献:

1.羊寿生,废水调节池设计,给水排水,1981年06期,13-16.

2.严煦世,范瑾初,给水工程(第四版),中国建筑工业出版社,2008。

电话:(022)27811855               

E-mail:[email protected]


(文章来源:全国给水排水技术信息网42届技术交流会论文集)



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