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考虑到该厂进水工业废水比例较高,且远景排放标准执行特别排放限值标准,需对二级生物处理出水进行深度处理。该厂处理规模为24万m3/d,而厂区用地有限,预处理和深度处理土建均按24万m3/d规模实施,深度处理流程如图2所示。
1.3 磁混凝澄清池设计图
磁混凝澄清池的工艺流程设计如图3所示。磁混凝澄清池由三个主要部分组成:混凝池、絮凝池和沉淀池。其中混凝池为快速混凝搅拌反应器,分为混凝反应池和磁粉反应池。絮凝池为慢速混凝搅拌反应器。沉淀池由斜管沉淀区和污泥浓缩区组成。
1.4 待选方案
根据工程实际情况,该工程项目组设计2个待选方案,如表1所示。
1.4.1 混凝池
考虑到管道混合器或静态混合器的缺陷,本项目组不采用这些混合器,而在混凝反应池和磁粉反应池内分别安装一个快速搅拌器。该搅拌器可对原水与混凝剂进行快速混合搅拌,形成小的絮体然后进入磁粉反应池,再与回流污泥(回流量2%~5%)在快速搅拌器的作用下快速混合。该模块参数如表1所示。
1.4.2 絮凝池
该模块设4座构筑物与混合池一一对应,参数如表1所示。在絮凝反应池内设置独特的导流筒和絮凝搅拌机。混合液通过絮凝反应池底部的管道进入导流管,并在一个专门设计的涡轮搅拌器作用下引发絮凝反应,使水流在反应器内部循环流动的速率是进水速率的10倍。高效轴流式搅拌机采用弧形桨叶。
1.4.3 沉淀池
采用斜管沉淀池。设置4座构筑物,与絮凝反应池一一对应,单池尺寸如表1所示。斜管区上升流速控制在25~40 m/h,该模块斜管内径为40~80 mm,长为1~1.5m,安装倾度和水平方向呈60°。悬挂式中心传动刮泥机直径为12 m,线速度≤2.5 m/min,浓缩污泥深度为200 mm,沉淀池底板坡度为0.05~0.07。
1.4.4 磁粉回收
磁混凝澄清池设有污泥回流和污泥流量计。携带磁粉的剩余污泥先后进入高剪机与磁分离机。高剪机将混凝絮体打碎。磁分离机将磁粉污泥从剩余污泥中吸出以重复使用。磁分离机的核心部件是永久磁铁,可制造5 000 Gs以上的磁场,磁场强度10年衰减5%。
02 方案对比
2.1 运行效果
磁混凝澄清池运行效果如表2所示。由表2可知,改造后的两个方案处理效果均优于改造前,且方案一处理效果稍优于方案二。方案一中,磁混凝沉淀技术出水水质较好,已能满足一级A排放标准对SS、TP的要求。
2.2 方案成本对比
表3显示了方案1、方案2以及传统强化药剂投放量方案的经济指标。磁混凝澄清池按远期规模24万m3/d设计,设备按近期18万m3/d配置。表3显示方案1相对较优。方案一中,磁混凝澄清池总造价约为4341.35万,其中土建1 965.44万元,工艺设备、电气等其余费用2 375.91万元。该方案在保证处理效果的情况下,可比原工艺节约运行成本,在考虑地区物价差异情况下,也与东莞某污水处理厂的0.025元/(m3∙d)和广州某污水处理厂的0.03元/(m3∙d)相近。
03 结论与建议
本项目中,污水经二级生物处理过程后,水质已经较好,采用磁混凝澄清技术进一步处理后,可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级A排放标准。其中对某些有机磷的去除效果较好,但其与某一方案设计参数之间的关系有待深入研究。此外,由于磁混凝澄清技术尚在推广阶段,目前价格略高于其他高效沉淀池,建议鼓励相关设备厂家进一步投入生产,使市场充分竞争,有效降低投资费用。
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