銳意自控|斯蒂克尼污水廠的運行方式及維護案例

時間：2018-08-15作者：湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司瀏覽：116

　　美國污水處理廠的建設(shè)和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了相當(dāng)長的時間，截至2017年底，全美共有14748座污水處理廠，其中設(shè)計處理能力**過100萬m3/d的污水處理廠有6座，在水污染控制方面已頗具成效，并在社會和經(jīng)濟上**了一定效益。針對美國特大型污水處理廠——斯蒂克尼污水處理廠(StickneyWaterReclamationPlant)，本文對其處理規(guī)模、運行維護經(jīng)驗進行梳理，旨在為我國特大型污水廠升級改造工程的規(guī)模設(shè)計、雨季運營和日常運行維護提供可借鑒和參考的信息。

　　一、工程概況

　　斯蒂克尼污水處理廠位于美國芝加哥西南部，建于芝加哥環(huán)境衛(wèi)生和航行運河(ChicagoSanitaryandShipCanal)沿岸，占地1.67km2。該廠分為西廠和西南廠兩個部分，西廠于1930年建成投入運行，僅具有對全廠40%的污水進行初級處理的能力。

　　1935年開始在西廠的西南側(cè)建設(shè)以活性污泥法為主要處理工藝的西南污水處理廠，并于1939年正式投入運行，能夠?qū)θ珡S60%的污水進行初級處理，同時對全廠的污水進行二級處理。經(jīng)過1949年和1975年的兩次擴建，斯蒂克尼污水處理廠形成了現(xiàn)有的455萬m3/d的二級處理規(guī)模。

　　斯蒂克尼污水處理廠處理的污水包括市政污水和少部分工業(yè)廢水。市政污水主要來自芝加哥中心城區(qū)以及周邊46個社區(qū)的合流制污水收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)服務(wù)人口數(shù)量約230萬，服務(wù)區(qū)域面積約673.4km2。進水中工業(yè)廢水的水量約占全部處理量的7.4%。

　　1、污水處理工藝

　　斯蒂克尼污水處理廠設(shè)計日均處理量為455萬m3/d，設(shè)計較大處理量為545.1萬m3/d，處理全過程需要約12h。2017年日均處理量為256.3萬m3/d。

　　進入西廠的污水首先經(jīng)過粗格柵、細格柵過濾，再由撇渣池除去浮沫和油脂，隨后進入雙層沉淀池進行沉淀，最后進入西南廠進行二級處理。

　　進入西南廠的污水首先經(jīng)過粗格柵過濾，再由曝氣沉砂池去除浮渣，隨后進入重力沉淀池進行沉淀，處理出水和由西廠匯入的初級處理出水一起進入四通道曝氣池(每條通道尺寸為132.3m×10.4m×4.6m)進行二級處理，流入二次沉淀池(直徑為38.4m，邊緣深度為4.3m)后排至芝加哥環(huán)境衛(wèi)生與航行運河。

　　2、污泥處理工藝

　　斯蒂克尼污水處理廠的污泥處理工藝包括重力濃縮、離心脫水和厭氧消化等環(huán)節(jié)。污泥經(jīng)過上述處理流程后，固體濃度提高約25%~30%，隨后由廠內(nèi)鐵路運輸至約9km遠的固體處理區(qū)進行離心、風(fēng)干等處理，在固體濃度達到60%~70%后的產(chǎn)物與木屑混合，可用于高爾夫球場和生產(chǎn)草皮等。

　　二、處理規(guī)模分析

　　美國芝加哥市的供排水系統(tǒng)都屬于大芝加哥供排水體系，該體系供水系統(tǒng)服務(wù)600**，供水量為378.5萬m3/d；排水系統(tǒng)服務(wù)500**，系統(tǒng)污水處理量為466.0萬m3/d。排水體制為合流制，排水系統(tǒng)共劃分為7個區(qū)域，終端分別為規(guī)模不同的7家污水處理廠，斯蒂克尼污水處理廠是其中規(guī)模較大的一家。大芝加哥污水處理部門(MWRD，MetropolitanWaterReclamationDistrictofGreaterChicago)曾對比分析當(dāng)?shù)?家污水處理廠的運行成本，結(jié)果表明規(guī)模較大的污水處理廠平均運行成本**規(guī)模較小的污水處理廠。

　　隨著城市發(fā)展，芝加哥市及其周邊地區(qū)排水系統(tǒng)的合流制污水溢流量增加，污水處理廠在雨季經(jīng)常**負荷運行，迫使未經(jīng)處理的污水流入河道。因此，在20世紀(jì)70年代初期，**當(dāng)局提出隧道與水庫計劃(TunnelandReservoirPlan，TARP)，該計劃包括建設(shè)一條160km長的深層隧道及3座大型調(diào)蓄設(shè)施(如圖2所示)，總調(diào)蓄規(guī)模達7779.0萬m3。該計劃工程分為兩期進行，經(jīng)過25年的施工，一期建設(shè)已經(jīng)完成，二期建設(shè)將于2029年完成。隨著TARP的建設(shè)完成，斯蒂克尼污水處理廠雨季進廠水量經(jīng)過調(diào)蓄設(shè)施的峰值削減將趨于平穩(wěn)。

　　三、出水指標(biāo)與運行狀況

　　斯蒂克尼污水處理廠的處理尾水通過排放口001排放至芝加哥環(huán)境衛(wèi)生與航行運河，其主要污染排放指標(biāo)與濃度限值，以及排放口001的實際水質(zhì)狀況如表1所示。

　　表1、斯蒂克尼污水處理廠主要污染指標(biāo)限值與實際出水水質(zhì)情況

　　除上述主要出水水質(zhì)指標(biāo)外，監(jiān)控的水質(zhì)指標(biāo)還包括硬度、鎘、總氮、DO、生物急性毒性等。

　　該廠須對所有接收的旱季污水和初期雨水進行處理。雨季情況下，當(dāng)進廠流量少于旱季平均流量的十倍時，所有進廠污水需經(jīng)過二級處理;當(dāng)進廠流量**旱季平均流量的十倍時，**出的流量至少須經(jīng)過一級處理，由*CSOs排放口排放。

　　四、升級改造與發(fā)展規(guī)劃

　　根據(jù)伊利諾伊州東北規(guī)劃**(NortheasternIllinoisPlanningCommission)的預(yù)估，2000年至2040年間，斯蒂克尼污水處理廠服務(wù)區(qū)域的人口增長約為17%，服務(wù)人口的增長帶來的污水水量增加幅度仍在該廠的設(shè)計規(guī)模之內(nèi)。該廠平均處理水量因TARP的逐步完成預(yù)計略有增加，但仍**設(shè)計處理量，因此該廠暫無擴建計劃。

　　斯蒂克尼污水處理廠近期的設(shè)備優(yōu)化項目計劃將西廠初級處理系統(tǒng)中于1930年開始投入使用的雙層沉淀池替換為直徑48.8m的圓形沉淀池，并建設(shè)曝氣沉砂池。遠期將注重廠內(nèi)設(shè)施的升級改造和工藝優(yōu)化，減少能源消耗，目標(biāo)在2023年實現(xiàn)污水處理能耗的自給自足，同時將較加側(cè)重于臭味的控制。

　　五、總結(jié)與建議

　　1）針對不同的氣候環(huán)境特征及發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，美國斯蒂克尼污水處理廠在旱季與雨季污水處理工藝切換、近期與遠期處理規(guī)模平衡、污染指標(biāo)監(jiān)測及報告等方面發(fā)展出了符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的運行模式，為我國特大型污水處理廠今后的發(fā)展需求和運行管理提供參考。

　　2）面對運行壓力大、負荷率高、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升等問題，特大型污水處理廠的規(guī)模提升與提標(biāo)改造十分必要。特大型污水處理廠擴建規(guī)模的確定建議應(yīng)與城市發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合，透徹分析擴建規(guī)模需求，從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等多角度評估可行方案，同時確保污水處理廠擴建規(guī)模在經(jīng)濟上和環(huán)境影響上的平衡。在項目短期規(guī)劃的同時，也從長期角度考慮，分期建設(shè)達到目標(biāo)。

　　3）大型污水處理廠在遠期發(fā)展上應(yīng)進一步考慮臭味控制、污泥處置、能源利用和尾水深度處理等設(shè)備優(yōu)化升級方向。污水處理廠內(nèi)可通過增設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施應(yīng)對雨季峰值流量，建立雨季管理預(yù)案，應(yīng)對雨季流量。

　?。▉碓矗赫託馊Γ?

　　


湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司專注于沼氣分析儀,煤氣分析儀,煙氣分析儀等

• 詞條

  詞條說明

• 在線煤氣分析系統(tǒng)助力靜電除塵工藝安全管理

  焦?fàn)t煤氣在進入靜電除塵設(shè)備之前,需要分析焦?fàn)t煤氣含氧量,因為靜電除塵設(shè)備中的焦?fàn)t煤氣含氧量達到一定程度時會引發(fā)爆炸事故,從而損壞設(shè)備和造成人身傷害,所以對焦?fàn)t煤氣中的含氧量分析及監(jiān)控較為重要。筆者將就在線煤氣分析系統(tǒng)在靜電除塵工藝中的應(yīng)用進行探討。 1.煤氣靜電除塵技術(shù) 煤氣除塵技術(shù)在我國已經(jīng)較為成熟，其方法也多樣，本文主要探討的是煤氣靜電除塵。 其工藝原理為：含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電

• 沼氣成分分析技術(shù)之甲烷原位富集工藝探討

  隨著世界范圍內(nèi)化石燃料日趨減少，開發(fā)生物天然氣作為天然氣的替代燃料已經(jīng)引起了廣泛重視。生物天然氣是指由沼氣提純脫除CO2等雜質(zhì)性氣體組分后得到的高純甲烷氣?，F(xiàn)在工業(yè)化應(yīng)用的沼氣提純方法主要包括變壓吸附法(PSA)、加壓水洗法、化學(xué)吸收法和膜分離法。這些方法都需要在沼氣發(fā)酵設(shè)備之外另建一套沼氣提純系統(tǒng)，所以存在系統(tǒng)復(fù)雜和運行能耗高等問題，制約了生物天然氣生產(chǎn)的經(jīng)濟性。紅外沼氣分析儀Gasboard-

• 燃煤電廠濕法煙氣脫硫優(yōu)化工藝之紅外煙氣分析儀

  脫硫化學(xué)反應(yīng)工藝的調(diào)整就是依據(jù)煙氣成分監(jiān)測設(shè)備如紅外煙氣分析儀提供的實時監(jiān)測技術(shù)對這些反應(yīng)條件進行優(yōu)化控制。濕法煙氣脫硫是一個復(fù)雜的化學(xué)、物理反應(yīng)過程，包括二氧化硫吸收、石灰石溶解、石膏結(jié)晶等幾個階段，反應(yīng)物、溫度、pH、停留時間等條件都影響反應(yīng)的進行。 1、確保反應(yīng)原料的品質(zhì) 參與脫硫反應(yīng)的物質(zhì)除了原煙氣外，還有脫硫劑石灰石和工藝水，它們直接影響反應(yīng)，或與其它物質(zhì)協(xié)同作用。 脫硫劑石灰石的特性主

• 氣體分析儀在提高火電廠燃燒效率及降耗減排中的應(yīng)用

  據(jù)調(diào)查顯示，火力發(fā)電是目前電力發(fā)展的主力軍，火電廠發(fā)電主要是依靠鍋爐燃燒，即燃料與氧的化學(xué)反應(yīng)?；痣姀S鍋爐燃燒過程中的燃燒效率控制較其重要，提高燃燒效率可保證鍋爐運行經(jīng)濟性與安全性，使火電廠資源利用較大化，提高產(chǎn)電率。同時，隨著國家綠色環(huán)保政策的逐漸推進，火電廠還需要在提高發(fā)電技術(shù)的方向上著重考慮發(fā)電過程中燃料的利用率及對**能源的影響，簡而言之，就是降耗減排。因此，火電廠在提高燃料轉(zhuǎn)換電能效