上海桃浦工業區污水處理廠工程

論文類型	技術與工程	發表日期	2008-03-01
來源	中國水網
摘要	上海桃浦工業區位于普陀區西北部，始于二十世紀五十年代，是中心城區邊緣的老工業區之一，北起滬嘉高速公路，東至南何支線，南臨滬寧鐵路，西以真南路為界，占地面積為3.1 km2。作為上海內外環線間的主要化工產品生產基地，現已逐步形成了以化工原料、合成藥、塑料、橡膠、染料、化纖、香料等為主的工業結構，成為具有一定規模的化工、醫藥工業基地。桃浦工業區內工業廢水處理采用企業內部預處理與工業區污水廠集中處理相結合，建造桃浦工業區污水處理廠。

　　一、工程概況

　　上海桃浦工業區位于普陀區西北部，始于二十世紀五十年代，是中心城區邊緣的老工業區之一，北起滬嘉高速公路，東至南何支線，南臨滬寧鐵路，西以真南路為界，占地面積為3.1 km²。作為上海內外環線間的主要化工產品生產基地，現已逐步形成了以化工原料、合成藥、塑料、橡膠、染料、化纖、香料等為主的工業結構，成為具有一定規模的化工、醫藥工業基地。桃浦工業區內工業廢水處理采用企業內部預處理與工業區污水廠集中處理相結合，建造桃浦工業區污水處理廠。

　　桃浦工業區污水處理廠位于上海市滬嘉高速公路延長線北側、祁連山路以東、南河浜以南范圍內，占地面積8.77萬m²，1993年由上海市政工程設計研究院設計， 1997年11月竣工并投入試運行，1999年投入運行，近期設計規模為6萬m³/d，其中5萬m³/d是工業廢水，1萬m³/d是生活污水，污水廠最終規模為日處理污水8萬m³/d，污水收集系統、污水輸送系統和污水處理構筑物按8萬m³/d規模進行布置，日平均污水量由1998年的2萬m³/d上升到2001年的4.92萬m³/d。經處理后尾水與南翔地區污水管匯合，進入祁連山路中途泵站，以壓力管輸送至西干線污水總管。

　　二、工藝流程

　　污水處理工藝流程主要有四個部分：

　　1. 機械預處理：由粗格柵、細格柵和沉砂池組成。污水經粗格柵去除柵渣后由泵提升，再經細格柵進一步除柵渣后沉去無機砂粒。

　　2. 污水調制：由均質區、中和區和穩定區組成。污水經均質區以緩沖pH和污染物濃度波動，如pH尚不符合要求，在pH中和區內加酸或加堿，通過調節以符合后續生物處理要求，穩定區內置填料。

　　3. 投碳-生物處理：是污水處理的主體部分，由四槽交替反應池組成。污水在反應池側槽按程序交替進水、完成反應、固液分離。

　　4. 物化后處理：考慮到今后污水排放標準的提高，污水廠內預留50m×80m空地作為日后需要添加物化后處理用地。

　　污水廠進水設置事故超越管，必要時工業區污水可不經桃浦污水處理廠直接排向下游泵站。

　　污泥處理工藝流程分為濃縮、脫水和焚燒三個部分。來自SBR反應池的剩余污泥先經預濃縮、濃縮后至儲泥池，勻質后污泥用泵提升至脫水機，脫水后污泥經堆場調節后均勻送入污泥焚燒爐；焚燒爐尾氣經除塵、洗滌和余熱回收后排入大氣；余熱回收熱水供重油保溫。尾氣洗滌水、泥餅壓濾水、沖洗水和濃縮池上清液等返回進水提升泵房。

　　工藝流程圖詳見圖3-35所示：

圖3-35 污水處理廠工藝流程圖

　　三、工藝設計參數及特點

　　1. 進水提升泵房

　　1座，按日處理能力8萬m³/d規模建設，長22m，寬13.5m，設計深度9.0m。泵前設鏈式格柵除污機2臺，柵條間距50mm，柵寬1.4m，最大過柵流速1.0m/s。污水提升泵按6萬m³/d輸送能力配置，設污水泵4臺(3用1備)，每臺泵參數為：q=1080m³/h，H=14.7m，N=75kw。泵房吸水井內設0~3m超聲波液位計1臺，用以控制進水泵的啟閉。泵房下層設有機械通風設備。

　　2. 沉砂池

　　沉砂池進水渠設階梯式機械格柵2臺，柵條間距6mm，柵寬1.3m，N=1.5kw；在格柵前后各設1臺0~300mm的超聲波液位計，通過液位差控制格柵的啟閉。在沉砂池進水渠設100~15000ms/m電道率儀和0~30℃溫度計各1臺。配柵渣輸送機1臺，長度6m，帶寬0.65m，帶速0.2m/s，N=1.1kw；油壓式壓榨機1臺，q=1.4m³/h，N=3.0kw。

　　沉砂池按日處理能力8萬m³/d規模建設，共2格，每格長18m，寬2m，有效水深1m，設計最大流速0.3m/s，停留時間1分鐘。排砂采用橋式吸砂機1套（雙池式），橋架寬1.8m，跨度7.0m，橋架驅動機N=0.37kw。配潛水式砂泵2臺，每臺泵參數為：q=10L/s，H=4m，N=2.2kw；配砂水分離器1套，長度5.5m，螺旋直徑250mm，出軸轉速11rpm，N=2.2kw。

　　3. 均質中和池

　　 1座，按日處理能力8萬m³/d規模建設。均質中和池進水管上設電磁流量計1套，檢測進水流量。池內設三個功能區，其中均質區長80m，寬30m，深6m，停留時間4.5小時，均質區采用多點進水和曝氣混合方式均衡化學還原物質耗氧和吹脫有害氣體，調節進水COD濃度和pH值，池內設4~10pH計1臺。中和區長30m，寬2.5m，深6m，中和反應時間8分鐘，設2套pH調節自動操作系統，設定pH控制值在6.5~8.5范圍內，當pH>8.5時啟動酸泵，當pH<6.5時啟動堿泵，酸泵或堿泵一經啟動，按流量比例或pH值自動調節加注量，而加注率則通過設定加注泵的沖程由人工予以設定。穩定區長90m，寬5m，深6m，停留時間50分鐘，內設1900m³半軟性填料，污水經穩定區生物膜法預處理可減輕后續生物處理的負荷。均質區和穩定區內設穿孔曝氣管，供氣量為150m³/min。

　　4. SBR池

　　3座，按日處理能力6萬m³/d規模建設。每座池長112 m，寬30m，深6m，寬度方向分4槽，每槽寬7.5m，兩側槽交替作為沉淀池，總水力停留時間為24小時，其中曝氣反應時間為16.5小時。采用鼓風曝氣， SBR池中間2槽選用微孔曝氣器，每槽設2860只，每槽各配0~10mg/L溶氧儀1臺，SBR池2側槽選用網狀膜中微孔曝氣器，每槽設2800只。每座SBR池設水下推進器2臺，每臺q=5000m³/h，N=17.5kw，用于保持槽內污泥濃度均勻。每槽設可調進水堰門（5000mm×800mm）1套，配電動啟閉機，N=0.75kw。2側槽各設1臺潷水器，q=1500m³/h，潷水器堰長16m，垂直潷水范圍500mm，潷水管直徑d=600mm。SBR池出水總管上設電磁流量計1套，檢測出水流量。

　　5. 鼓風機房

　　1間，單層排架結構，平面尺寸66m×12m，層高11m。設置多級離心式鼓風機，其中q=250m³/min，P=7mH₂O，N=350kw鼓風機5臺，4用1備（近期安裝4臺，3用1備），q=150m³/min，P=7mH₂O， N=250kw鼓風機2臺，1用1備。

　　6. 污泥預濃縮池和污泥濃縮池

　　共4座，其中污泥預濃縮池1座，污泥濃縮池2座，儲泥池1座，每座尺寸均為φ14m，池深4.2m。池內各安裝1臺機械濃縮機。

　　7. 脫水機房

　　1間，二層框架結構，平面尺寸24m×18m，總高度12.5m。設帶式壓濾機3臺，近期安裝2臺，壓濾機帶寬2m，壓力輥筒采用氣動濾帶張緊控制和導向控制，N=0.75kw，沖洗水壓6.5bar，沖洗水消耗量10m³/h，壓濾機運行參數為q=10m³/h，污泥含固率3%(3kgDS/h)，回收率96%。配套設備包括進泥螺桿泵2臺，q=16.8m³/h，H=50m；高分子凝聚劑自動稀釋裝置1套，其中加料容量5m³，儲存箱容積6 m³，該裝置含螺旋進料裝置1套，q=0~50kg/h，N=0.15kw，攪拌機1臺，N=1.1kw，輸送泵1臺，q=18m³/h；凝聚劑投加采用3套偏心螺桿泵，q=0.4~2.9 m³/h，P=2bar，N=0.66kw；濾帶沖洗采用高壓泵，q=26.4 m³/h，H=50m。

　　8. 污泥堆場

　　 1座，長33.6m，寬6m，底部呈斜坡，池頂高出地面0.4m，可供集裝箱傾倒。池子上部有棚頂以防雨，并設有橋式起重設備和抓斗，可將脫水污泥從池內提升到集裝箱后送入焚燒爐。

　　9. 焚燒爐

　　選用流化床焚燒爐，燃燒能力為9噸污泥（干基）/日。燃料油采用重油，點火用輕油，燃燒溫度為800℃，燃氣經除塵、噴淋凈化后排放，熱回收系統每小時可回收75℃熱水50 m³，除部分供重油保溫外，其余可供廠內取暖等利用。

　　10. 高壓配電間

　　1間，平面尺寸45m×6m，包括高配間、控制室及儀表室、高壓電容器室各1間。本工程為10KV常用雙電源供電，正常情況下為10KV雙電源單母線分段運行，事故狀態為10KV單電源單母線運行，單回路10KV電源最大負載為全負荷的75%；10KV配電系統采用KYN1-10型移開式交流金屬封閉開關箱。控制室內設直流屏、信號屏、電業計量屏和控制臺。電容補償采用GDR-10型高壓電容器柜。

　　11. 低壓配電間與變電所

　　1間，平面尺寸18m×9.5m，設GLG-0.4低壓分隔式開關柜27臺，S9-500KVA10/0.4/0.23KV和S9-800KVA10/0.4/0.23KV電力變壓器各2臺， 0.4 KV采用低壓電容補償，補償后功率因數達0.9以上。

　　四、運行數據匯總

　　1. 桃浦工業區工業企業納管標準、設計進出水標準

　　桃浦工業區內工業企業納管標準和污水廠設計進出水水質詳見下表3-37所示：

　　表3-37 工業企業納管標準、污水廠設計進出水標準表

水質指標	工業企業納管標準（mg/L）	設計進水（mg/L）	設計出水（mg/L）
COD_cr	1000	800	200
BOD₅	350~550	350	60
NH₃－N	25	15	15
TKN	未規定	25
SS	500	100
氯化物	4000	2000	1000
SO₄²^－	未規定	1000
石油類	10	10	10
揮發酚	50	30	1
硝基苯	10	5	5
苯胺類	250	100	3
氰化物	1	1	0.5
氟化物	10	10	10
硫化物	4	2	2
色度	50倍	50倍
水溫	＜50	＜35
pH	6~9	6~9	6~9
重金屬	按國家標準	按國家標準	按國家標準
LAS	未規定	3

　　2. 設計水量

　　污水量按8萬m³/d設計，近期6萬m³/d，遠期預留2萬m³/d。污水量的總變化系數按室外排水設計GBJ14－87取值，Kz=1.3，近期Kz=1.35。

　　3. 運行數據匯總

　　經實際測定，2001年污水處理廠進出水水質詳見下表3-38所示：

表3-38 2001年污水處理廠進出水水質匯總表(單位：mg/L)

項目	進水水質			出水水質			平均去除率％	排放標準
項目	最低值	最高值	平均值	最低值	最高值	平均值	平均去除率％	排放標準
BOD₅	161.4	315.1	239.03	36.3	85.6	56.92	76.19	60
SS	100.7	186.3	147.86	28.9	44	34.27	76.82
COD_cr	332.5	630.1	487.03	86.8	189.8	129.88	73.33	200
NH₃－N	24.8	44.3	33.04	5.7	42.3	28.58	13.52	15
PH	6.9	7.3	7.09	7.1	7.4	7.33	/	6～9
Cl^-	431.3	774.9	590.53	387	738	549.11	7.01	1000
硫化物	1.4	4.1	2.54	0.2	1.5	0.63	75.41	2
石油類	5.7	12.6	8.79	1.6	2.5	1.93	78.01	10
總磷	1.23	7.82	5.16	1.42	3.57	2.29	55.70
總氮	27.8	75.6	52.88	27.7	45	32.73	38.12
TOC	43	251	117.27	17	73	37.07	68.39
氰化物	0.0112	0.414	0.17	0.0158	0.008	0.02	86.22	0.5
Cr^6-	0.012	0.282	0.05	0.236	0.014	0.04	18.57	0.5
硝酸鹽氮	1.04	8.37	3.41	0.243	8.4	3.28	3.61
亞硝酸鹽氮	0.005	0.88	0.21	0.005	1.74	0.33	/
高錳酸鉀	15.6	160	88.38	31.5	40.2	35.28	60.08
LAS	2.31	13.4	6.68	6.4	5.05	4.45	33.28
氟化物	0.477	2.41	0.92	0.485	2.01	0.98	/	10
苯胺	2.13	8.93	4.88	1.23	8.55	2.32	52.42	3
甲醛	0.16	0.27	0.23	0.05	0.11	0.07	68.45	2
易沉固體	0.6	3.2	1.68	0.2	0.4	0.24	85.73
鎳	56	315	131.17	32	164	93.75	28.53	1
鐵	2.02	3.29	2.52	0.77	1.95	1.25	50.40
錳	0.17	0.31	0.23	0.14	0.25	0.21	6.55	2
揮發酚	0.217	0.915	0.56	0.06	0.123	0.09	83.83	1
銅	0.32	1.05	0.76	0.22	0.56	0.31	59.2	1
鋅	1.85	6.24	3.03	1.49	1.89	1.78	41.08	4
鉻	6.4	195	78.72	16.2	32.9	58.00	26.32	1.5
鉛	22.2	61.2	32.47	17.7	12.9	20.01	38.37	1
鎘	0.04	3.03	1.33	0.28	0.99	0.62	53.21	0.1
砷	1.36	7.8	3.46	0.94	7.61	2.78	19.72	0.5
汞	0.35	1.6	0.77	0.35	0.15	0.91	/	0.02
色度(倍)	32	512	125.09	16	64	36.36	70.93
硫酸鹽	77.1	921	330.24	73.1	964	342.22	/
磷酸鹽	2.12	19.8	8.54	4.45	4.87	3.85	54.96
總固體	524	1980	904.22	318	548	474.11	47.57
溶解固體	346	1010	656.33	293	544	438.33	33.21

　　五、技術經濟分析

　　1. 處理能力分析

　　從2001年月平均統計報表來看，污水廠的運行狀況是穩定的，污水量最小月日平均處理量為40453m³/d，污水量最大月日平均處理量為49412m³/d，平均日平均處理量為48154m³/d。出水指標大多能達標，僅BOD₅、NH₃-N和苯胺等時有超標，出水中BOD₅在36.3~85.6mg/L之間，平均值為57mg/L，已非常接近60mg/L的排放標準；而出水中氨氮在5.7~42.3mg/L之間，平均值為28.6mg/L，已超出排放；苯胺僅2001年8月份超標，其他時間均達標排放。分析原因為進水水中氨氮月平均值在24.8~44.3mg/L，年平均值為33mg/L，進水總氮月平均值在27.8~75.6mg/L之間，年平均值為53mg/L，遠超過設計氨氮進水水質25mg/L的要求。

另外進水色度月平均值在32~256，年平均值為120，出水色度在16~64倍之間。進水SS平均濃度148mg/L，其中9月份進水平均SS為186mg/L。其它如pH及部分重金屬指標(如鉻、鉛、鎘、汞、砷)等均有超標現象。

　　2. 經濟分析

　　1) 人員組成

　　桃浦工業區污水處理廠現有職工97名，其中一線操作工人65名，占67%，機修人員8名，占8%，后勤工作人員9名，占9%，管理人員15名，占16%。

　　污水處理廠組織結構為污水廠下設生產運行調度室和綜合辦公室，生產運行調度室下屬車間包括污水處理車間、污泥處理車間、輸送車間和機修車間等4個車間；辦公室下設后勤車間、財務室和門衛。

　　2) 運行成本

　　近期日處理污水量4.9萬m³/日，電耗44500度，日產污泥(干基)3.2噸，PAM投加量90kg/日，廠內冷卻、沖洗、消防等用水采用自備水源。

　　年經營成本3056萬元，約1.72元/m³污水。

　　六、存在問題及建議

桃浦工業區污水處理廠主要處理桃浦工業區污水，必須會同各有關部門對污染物排放相對集中，嚴重影響污水廠生產運行的廠家，設置水質在線監測系統，嚴格控制納入污水廠的水質，避免突發性污染事故發生；同時加強管理和監督，建立相應制度，運用行政、經濟、法律等手段，對各類有毒有害物質先作有針對性的預處理，達到納管標準后才能進入污水處理廠，才能確保桃浦污水處理廠達到預期的處理效果。

　　七、平面布置及高程圖

　　1. 平面布置圖

　　污水處理廠按其作用分為六個功能區，具體為污水預處理區、污水處理區、污泥處理區、保留發展區、管理區和生活區。根據污水處理廠呈帶狀特點，考慮進出水管方向，地下古河道對建構筑物基礎的不利影響以及氣象等條件，在污水廠西部布置污水處理區，包括SBR反應池、風機房等；以東為預處理區，包括進水泵房、自動格柵、沉砂池和均質中和池等；預處理區以東為污泥處理區，包括污泥濃縮池、污泥脫水機房，污泥堆場、焚燒爐、油庫、自備水源等；在污泥處理區以東預留一塊70m×80m的保留發展區。在相隔30m綠化帶后安排管理區，包括辦公樓、化驗樓、倉庫、食堂、鍋爐房、浴室、機修車間等，污水廠東端為生活區，管理區和生活區有一條道路向南與廠外市政道路連通，是污水廠對外的主要通道。污水處理廠建構筑物面積為35910m²，道路面積14499 m²，綠化面積33140 m²，綠化面積占全廠面積的37%。見附圖3-36所示。

　　2. 高程布置

　　污水處理廠設計地面標高為4.50m（吳淞標高，下同），整個污水處理工藝流程為經過一次提升后由重力流經各構筑物后排出，污水廠進水管管底標高為-1.70m，經泵提升至細格柵前水位為10.5m，沉砂池設計水位為10.00m，池頂標高為10.50m，均質中和池設計水位為8.50m，池頂標高為9.30m，反應池水位標高為7.30m，池頂標高為7.90m。

　　污泥處理高程設計為：反應池污泥通過重力排入預濃縮池，液位標高為6.00m，池頂標高為6.40m，預濃縮池污泥重力流入濃縮池，濃縮池液位5.20m，池頂標高為6.0m，濃縮池污泥用泵送入污泥貯泥池，貯泥池最高液位7.50m，池頂標高7.80m，儲泥池內污泥再由螺桿泵送入脫水機，脫水污泥由皮帶輸送機送入污泥集裝箱房，由集裝箱專用車送到污泥焚燒爐。見附圖3-37所示。

圖3-36 污水處理廠平面布置圖