北京动车段给排水工程新技术采用与研究(四)
工程应用安全可靠性,证明了系统设置的必要性和技术经济的合理性。但目前在线凸轮泵双泵机组采用模块化设计建造,双泵轮换使用、互为备用,但对一个完整的大系统(采用两套双泵机组)来说存在一定的浪费,按照一般原则,一个大系统的备用可以统一考虑设置一台备用即可。
㈦真空吸污车
移动吸污车污物罐容积3吨、采用汽车底盘,车载4KW的凸轮泵1台,具备在线作业的能力,抽气速率15m3/h,在线作业,对排除气体采用活性炭进行吸附除臭。
四、动车组集便污水处理
㈠污水排放标准
动车段污水近期达标后排黄土岗灌渠,远期排市政污水干管,设总口污水处理厂1座,集便污水600m3/d、其他生活污水960m3/d。排放标准执行北京市《水污染物排放标准》DB11/307-2005排入地表水体三级限值。主要污染物限值如下:
项目
指标 CODcr
(mg/L) BOD5
(mg/L) SS
(mg/L) NH3-N
(mg/L) 总磷 总氮 PH
近期 100 30 80 15 —— —— 6~9
集便污水主要污染物是有机污染物,CODcr、BOD5和氨氮浓度较高,水质特点B/C为0.35~0.5。为确定水质设计基础资料, 07年9月对北京西动车运用所集便污水进行了取样化验。结合相关资料,确定集便污水主要污染物浓度如下:
项目
种类 CODcr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) 总磷 总氮 PH
集便污水 5000 5000 2000 2000
其他污水 210 100 190 30 —— —— 6~9
进出水水质及污染物去除率如下表:
污水类型 水量 所占比重 CODcr BOD5 SS NH3-N
集便污水 640 0.41 5000 2500 6000 2000
生活污水 582 0.373 250 120 200 40
其他污水 338 0.217 100 40 150 10
平均浓度 / / 2165 1078 2556 837
设计取值 1560 / 2100 1000 2500 800
出水达标水质 / / 100 30 80 15
总去除率 / / 95.2% 97% 96.8% 98.1%
㈡集便污水处理现状
由于集便污水的水质特征是“三高”:高有机物浓度、高氨氮、高SS,单独处理难度大,国内研究了一些方法和工艺,比如水解+SBR技术、预曝气+SBR技术等,但都存在一些问题如:工艺复杂、费用高、施工及调试难度大,目前没有成熟的经验可以借鉴。
㈢污水处理方案的比选
主要进行了如下两个方案的比较。方案一:两段曝气法
集便污水与段内其他污水水质差别较大,如在预处理之前混合,会增加初沉池负荷,造成初沉污泥泥量大、含固率低。因此设计先对集便污水进行有效预处理,之后与段内其他污水汇合使水质稀释均化,再进入后续生物处理系统。
预处理设化粪池对污水进行沉淀,并能对污泥进行厌氧消化。由于车载集便污水有机浓度高,需设置密闭的转鼓格栅将固体、大尺寸的污物进行有效拦截、干化。因此预处理包括对集便污物的拦截,更有利发挥后续化粪池的去除效果。
集便污水经过化粪池后先进入一段曝气池(高负荷),曝气处理后再与段内其它污水汇合进入二段曝气池(低负荷),二段曝气采用氧化沟工艺,处理后二沉池出水经消毒排放。流程如下:
一段曝气:污泥负荷Ls=3.5kgBOD/(kgMLSS.d),池容76.4m3,停留时间3.8h,泥龄0.6d。沉淀池停留时间2h,池容40m3,剩余污泥量21.2kg/h。
二段曝气:采用曝气池与沉淀池合建的奥贝尔氧化沟形式。污泥负荷Ls=0.088kgBOD/(kgMLSS.d),池容2776m3,停留时间41h,泥龄25d。二沉池水力负荷q=0.6m3/(m2.h),剩余污泥量16kg/h。
方案二:厌氧(兼性)+好氧(SBR)工艺
集便污水首先进入化粪池预处理,然后进行厌氧处理,厌氧处理后的污水再与段内其它污水在调节池内汇合经SBR处理,最后消毒排放。流程如下:
厌氧(兼性)调节池:在运行控制中使厌氧池只发挥类似水解酸化池的功能。厌氧池与调节池合建总容积720m3,兼厌氧反应器和调节池功能。厌氧池内设搅拌器防止污泥沉淀。
好氧(SBR)池:2格,单格有效尺寸L×B×H=19.9×7.8×5m,总池容1552m3。单池运行周期6h,全天共运行8周期。好氧池水力停留时间24h。
㈢方案比较与选择
方案一将集便污水与其他污水分开处理,集便污水先经高负荷曝气处理,去除一部分有机物质。高负荷段负荷污泥高,利用活性污泥的吸附絮凝能力,将污水中的有机物吸附于活性污泥上、降解。产生的大量生物污泥在中间沉淀池内沉淀以剩余污泥方式排除。高负荷段的停留时间短、产泥量大,由吸附、絮凝、分解和沉淀等作用大约40%的有机物被去除。经高负荷处理后的污水再与其他污水混合,进入低负荷段处理。因污水中的有机物已大大降低,剩余的有机物在低负荷段可被有效的氧化去除,从而达到较高的处理效率,获得良好的出水水质。低负荷段的剩余污泥量少,泥龄长,有利于增殖缓慢、生长期长的硝化菌繁殖。
方案一流程简单,好氧处理,方便管理。低负荷系统采用氧化沟形式,管理简单,连续进水,可以保证较好的出水水质,运营管理较方便。缺点是运营费用高。
方案二采用厌氧(兼性)工艺处理集便污水,动力消耗少,厌氧池兼用作调节池,后续好氧工艺采用SBR工艺,出水水质难控制。兼性池在运行中会产生一定量的甲烷气体。动车段内电气化铁路,咽喉区接触网密布,甲烷气对运营将产生严重的安全隐患。且厌氧工艺对运行管理水平要求较高。
因此最终确定采用方案一,即两段好氧工艺。
㈣污泥处理系统
剩余污泥采用离心式脱水机脱水处理,加药絮凝,脱水后的污泥通过传送带输送到室外运走。污泥脱水处理过程中臭气不外溢、污水不外流、污泥不落地,自动化程度高,易损件少,药耗小,连续运行。
㈤处理效果
处理出水水质化验结果各项指标全部达标,主要污染物浓度如下:
项目
指标 CODcr
(mg/L) BOD5
(mg/L) SS
(mg/L) NH3-N
(mg/L) 总磷 总氮 PH
出水 54.4 11.22 23 3.94 0.67 —— 6~9
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