上海桃浦工业区污水处理厂工程

论文类型	技术与工程	发表日期	2008-03-01
来源	中国水网
摘要	上海桃浦工业区位于普陀区西北部，始于二十世纪五十年代，是中心城区边缘的老工业区之一，北起沪嘉高速公路，东至南何支线，南临沪宁铁路，西以真南路为界，占地面积为3.1 km2。作为上海内外环线间的主要化工产品生产基地，现已逐步形成了以化工原料、合成药、塑料、橡胶、染料、化纤、香料等为主的工业结构，成为具有一定规模的化工、医药工业基地。桃浦工业区内工业废水处理采用企业内部预处理与工业区污水厂集中处理相结合，建造桃浦工业区污水处理厂。

　　一、工程概况

　　上海桃浦工业区位于普陀区西北部，始于二十世纪五十年代，是中心城区边缘的老工业区之一，北起沪嘉高速公路，东至南何支线，南临沪宁铁路，西以真南路为界，占地面积为3.1 km²。作为上海内外环线间的主要化工产品生产基地，现已逐步形成了以化工原料、合成药、塑料、橡胶、染料、化纤、香料等为主的工业结构，成为具有一定规模的化工、医药工业基地。桃浦工业区内工业废水处理采用企业内部预处理与工业区污水厂集中处理相结合，建造桃浦工业区污水处理厂。

　　桃浦工业区污水处理厂位于上海市沪嘉高速公路延长线北侧、祁连山路以东、南河浜以南范围内，占地面积8.77万m²，1993年由上海市政工程设计研究院设计， 1997年11月竣工并投入试运行，1999年投入运行，近期设计规模为6万m³/d，其中5万m³/d是工业废水，1万m³/d是生活污水，污水厂最终规模为日处理污水8万m³/d，污水收集系统、污水输送系统和污水处理构筑物按8万m³/d规模进行布置，日平均污水量由1998年的2万m³/d上升到2001年的4.92万m³/d。经处理后尾水与南翔地区污水管汇合，进入祁连山路中途泵站，以压力管输送至西干线污水总管。

　　二、工艺流程

　　污水处理工艺流程主要有四个部分：

　　1. 机械预处理：由粗格栅、细格栅和沉砂池组成。污水经粗格栅去除栅渣后由泵提升，再经细格栅进一步除栅渣后沉去无机砂粒。

　　2. 污水调制：由均质区、中和区和稳定区组成。污水经均质区以缓冲pH和污染物浓度波动，如pH尚不符合要求，在pH中和区内加酸或加碱，通过调节以符合后续生物处理要求，稳定区内置填料。

　　3. 投碳-生物处理：是污水处理的主体部分，由四槽交替反应池组成。污水在反应池侧槽按程序交替进水、完成反应、固液分离。

　　4. 物化后处理：考虑到今后污水排放标准的提高，污水厂内预留50m×80m空地作为日后需要添加物化后处理用地。

　　污水厂进水设置事故超越管，必要时工业区污水可不经桃浦污水处理厂直接排向下游泵站。

　　污泥处理工艺流程分为浓缩、脱水和焚烧三个部分。来自SBR反应池的剩余污泥先经预浓缩、浓缩后至储泥池，匀质后污泥用泵提升至脱水机，脱水后污泥经堆场调节后均匀送入污泥焚烧炉；焚烧炉尾气经除尘、洗涤和余热回收后排入大气；余热回收热水供重油保温。尾气洗涤水、泥饼压滤水、冲洗水和浓缩池上清液等返回进水提升泵房。

　　工艺流程图详见图3-35所示：

图3-35 污水处理厂工艺流程图

　　三、工艺设计参数及特点

　　1. 进水提升泵房

　　1座，按日处理能力8万m³/d规模建设，长22m，宽13.5m，设计深度9.0m。泵前设链式格栅除污机2台，栅条间距50mm，栅宽1.4m，最大过栅流速1.0m/s。污水提升泵按6万m³/d输送能力配置，设污水泵4台(3用1备)，每台泵参数为：q=1080m³/h，H=14.7m，N=75kw。泵房吸水井内设0~3m超声波液位计1台，用以控制进水泵的启闭。泵房下层设有机械通风设备。

　　2. 沉砂池

　　沉砂池进水渠设阶梯式机械格栅2台，栅条间距6mm，栅宽1.3m，N=1.5kw；在格栅前后各设1台0~300mm的超声波液位计，通过液位差控制格栅的启闭。在沉砂池进水渠设100~15000ms/m电道率仪和0~30℃温度计各1台。配栅渣输送机1台，长度6m，带宽0.65m，带速0.2m/s，N=1.1kw；油压式压榨机1台，q=1.4m³/h，N=3.0kw。

　　沉砂池按日处理能力8万m³/d规模建设，共2格，每格长18m，宽2m，有效水深1m，设计最大流速0.3m/s，停留时间1分钟。排砂采用桥式吸砂机1套（双池式），桥架宽1.8m，跨度7.0m，桥架驱动机N=0.37kw。配潜水式砂泵2台，每台泵参数为：q=10L/s，H=4m，N=2.2kw；配砂水分离器1套，长度5.5m，螺旋直径250mm，出轴转速11rpm，N=2.2kw。

　　3. 均质中和池

　　 1座，按日处理能力8万m³/d规模建设。均质中和池进水管上设电磁流量计1套，检测进水流量。池内设三个功能区，其中均质区长80m，宽30m，深6m，停留时间4.5小时，均质区采用多点进水和曝气混合方式均衡化学还原物质耗氧和吹脱有害气体，调节进水COD浓度和pH值，池内设4~10pH计1台。中和区长30m，宽2.5m，深6m，中和反应时间8分钟，设2套pH调节自动操作系统，设定pH控制值在6.5~8.5范围内，当pH>8.5时启动酸泵，当pH<6.5时启动碱泵，酸泵或碱泵一经启动，按流量比例或pH值自动调节加注量，而加注率则通过设定加注泵的冲程由人工予以设定。稳定区长90m，宽5m，深6m，停留时间50分钟，内设1900m³半软性填料，污水经稳定区生物膜法预处理可减轻后续生物处理的负荷。均质区和稳定区内设穿孔曝气管，供气量为150m³/min。

　　4. SBR池

　　3座，按日处理能力6万m³/d规模建设。每座池长112 m，宽30m，深6m，宽度方向分4槽，每槽宽7.5m，两侧槽交替作为沉淀池，总水力停留时间为24小时，其中曝气反应时间为16.5小时。采用鼓风曝气， SBR池中间2槽选用微孔曝气器，每槽设2860只，每槽各配0~10mg/L溶氧仪1台，SBR池2侧槽选用网状膜中微孔曝气器，每槽设2800只。每座SBR池设水下推进器2台，每台q=5000m³/h，N=17.5kw，用于保持槽内污泥浓度均匀。每槽设可调进水堰门（5000mm×800mm）1套，配电动启闭机，N=0.75kw。2侧槽各设1台滗水器，q=1500m³/h，滗水器堰长16m，垂直滗水范围500mm，滗水管直径d=600mm。SBR池出水总管上设电磁流量计1套，检测出水流量。

　　5. 鼓风机房

　　1间，单层排架结构，平面尺寸66m×12m，层高11m。设置多级离心式鼓风机，其中q=250m³/min，P=7mH₂O，N=350kw鼓风机5台，4用1备（近期安装4台，3用1备），q=150m³/min，P=7mH₂O， N=250kw鼓风机2台，1用1备。

　　6. 污泥预浓缩池和污泥浓缩池

　　共4座，其中污泥预浓缩池1座，污泥浓缩池2座，储泥池1座，每座尺寸均为φ14m，池深4.2m。池内各安装1台机械浓缩机。

　　7. 脱水机房

　　1间，二层框架结构，平面尺寸24m×18m，总高度12.5m。设带式压滤机3台，近期安装2台，压滤机带宽2m，压力辊筒采用气动滤带张紧控制和导向控制，N=0.75kw，冲洗水压6.5bar，冲洗水消耗量10m³/h，压滤机运行参数为q=10m³/h，污泥含固率3%(3kgDS/h)，回收率96%。配套设备包括进泥螺杆泵2台，q=16.8m³/h，H=50m；高分子凝聚剂自动稀释装置1套，其中加料容量5m³，储存箱容积6 m³，该装置含螺旋进料装置1套，q=0~50kg/h，N=0.15kw，搅拌机1台，N=1.1kw，输送泵1台，q=18m³/h；凝聚剂投加采用3套偏心螺杆泵，q=0.4~2.9 m³/h，P=2bar，N=0.66kw；滤带冲洗采用高压泵，q=26.4 m³/h，H=50m。

　　8. 污泥堆场

　　 1座，长33.6m，宽6m，底部呈斜坡，池顶高出地面0.4m，可供集装箱倾倒。池子上部有棚顶以防雨，并设有桥式起重设备和抓斗，可将脱水污泥从池内提升到集装箱后送入焚烧炉。

　　9. 焚烧炉

　　选用流化床焚烧炉，燃烧能力为9吨污泥（干基）/日。燃料油采用重油，点火用轻油，燃烧温度为800℃，燃气经除尘、喷淋净化后排放，热回收系统每小时可回收75℃热水50 m³，除部分供重油保温外，其余可供厂内取暖等利用。

　　10. 高压配电间

　　1间，平面尺寸45m×6m，包括高配间、控制室及仪表室、高压电容器室各1间。本工程为10KV常用双电源供电，正常情况下为10KV双电源单母线分段运行，事故状态为10KV单电源单母线运行，单回路10KV电源最大负载为全负荷的75%；10KV配电系统采用KYN1-10型移开式交流金属封闭开关箱。控制室内设直流屏、信号屏、电业计量屏和控制台。电容补偿采用GDR-10型高压电容器柜。

　　11. 低压配电间与变电所

　　1间，平面尺寸18m×9.5m，设GLG-0.4低压分隔式开关柜27台，S9-500KVA10/0.4/0.23KV和S9-800KVA10/0.4/0.23KV电力变压器各2台， 0.4 KV采用低压电容补偿，补偿后功率因数达0.9以上。

　　四、运行数据汇总

　　1. 桃浦工业区工业企业纳管标准、设计进出水标准

　　桃浦工业区内工业企业纳管标准和污水厂设计进出水水质详见下表3-37所示：

　　表3-37 工业企业纳管标准、污水厂设计进出水标准表

水质指标	工业企业纳管标准（mg/L）	设计进水（mg/L）	设计出水（mg/L）
COD_cr	1000	800	200
BOD₅	350~550	350	60
NH₃－N	25	15	15
TKN	未规定	25
SS	500	100
氯化物	4000	2000	1000
SO₄²^－	未规定	1000
石油类	10	10	10
挥发酚	50	30	1
硝基苯	10	5	5
苯胺类	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
水温	＜50	＜35
pH	6~9	6~9	6~9
重金属	按国家标准	按国家标准	按国家标准
LAS	未规定	3

　　2. 设计水量

　　污水量按8万m³/d设计，近期6万m³/d，远期预留2万m³/d。污水量的总变化系数按室外排水设计GBJ14－87取值，Kz=1.3，近期Kz=1.35。

　　3. 运行数据汇总

　　经实际测定，2001年污水处理厂进出水水质详见下表3-38所示：

表3-38 2001年污水处理厂进出水水质汇总表(单位：mg/L)

项目	进水水质			出水水质			平均去除率％	排放标准
项目	最低值	最高值	平均值	最低值	最高值	平均值	平均去除率％	排放标准
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
石油类	5.7	12.6	8.79	1.6	2.5	1.93	78.01	10
总磷	1.23	7.82	5.16	1.42	3.57	2.29	55.70
总氮	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
硝酸盐氮	1.04	8.37	3.41	0.243	8.4	3.28	3.61
亚硝酸盐氮	0.005	0.88	0.21	0.005	1.74	0.33	/
高锰酸钾	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
易沉固体	0.6	3.2	1.68	0.2	0.4	0.24	85.73
镍	56	315	131.17	32	164	93.75	28.53	1
铁	2.02	3.29	2.52	0.77	1.95	1.25	50.40
锰	0.17	0.31	0.23	0.14	0.25	0.21	6.55	2
挥发酚	0.217	0.915	0.56	0.06	0.123	0.09	83.83	1
铜	0.32	1.05	0.76	0.22	0.56	0.31	59.2	1
锌	1.85	6.24	3.03	1.49	1.89	1.78	41.08	4
铬	6.4	195	78.72	16.2	32.9	58.00	26.32	1.5
铅	22.2	61.2	32.47	17.7	12.9	20.01	38.37	1
镉	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
硫酸盐	77.1	921	330.24	73.1	964	342.22	/
磷酸盐	2.12	19.8	8.54	4.45	4.87	3.85	54.96
总固体	524	1980	904.22	318	548	474.11	47.57
溶解固体	346	1010	656.33	293	544	438.33	33.21

　　五、技术经济分析

　　1. 处理能力分析

　　从2001年月平均统计报表来看，污水厂的运行状况是稳定的，污水量最小月日平均处理量为40453m³/d，污水量最大月日平均处理量为49412m³/d，平均日平均处理量为48154m³/d。出水指标大多能达标，仅BOD₅、NH₃-N和苯胺等时有超标，出水中BOD₅在36.3~85.6mg/L之间，平均值为57mg/L，已非常接近60mg/L的排放标准；而出水中氨氮在5.7~42.3mg/L之间，平均值为28.6mg/L，已超出排放；苯胺仅2001年8月份超标，其他时间均达标排放。分析原因为进水水中氨氮月平均值在24.8~44.3mg/L，年平均值为33mg/L，进水总氮月平均值在27.8~75.6mg/L之间，年平均值为53mg/L，远超过设计氨氮进水水质25mg/L的要求。

另外进水色度月平均值在32~256，年平均值为120，出水色度在16~64倍之间。进水SS平均浓度148mg/L，其中9月份进水平均SS为186mg/L。其它如pH及部分重金属指标(如铬、铅、镉、汞、砷)等均有超标现象。

　　2. 经济分析

　　1) 人员组成

　　桃浦工业区污水处理厂现有职工97名，其中一线操作工人65名，占67%，机修人员8名，占8%，后勤工作人员9名，占9%，管理人员15名，占16%。

　　污水处理厂组织结构为污水厂下设生产运行调度室和综合办公室，生产运行调度室下属车间包括污水处理车间、污泥处理车间、输送车间和机修车间等4个车间；办公室下设后勤车间、财务室和门卫。

　　2) 运行成本

　　近期日处理污水量4.9万m³/日，电耗44500度，日产污泥(干基)3.2吨，PAM投加量90kg/日，厂内冷却、冲洗、消防等用水采用自备水源。

　　年经营成本3056万元，约1.72元/m³污水。

　　六、存在问题及建议

桃浦工业区污水处理厂主要处理桃浦工业区污水，必须会同各有关部门对污染物排放相对集中，严重影响污水厂生产运行的厂家，设置水质在线监测系统，严格控制纳入污水厂的水质，避免突发性污染事故发生；同时加强管理和监督，建立相应制度，运用行政、经济、法律等手段，对各类有毒有害物质先作有针对性的预处理，达到纳管标准后才能进入污水处理厂，才能确保桃浦污水处理厂达到预期的处理效果。

　　七、平面布置及高程图

　　1. 平面布置图

　　污水处理厂按其作用分为六个功能区，具体为污水预处理区、污水处理区、污泥处理区、保留发展区、管理区和生活区。根据污水处理厂呈带状特点，考虑进出水管方向，地下古河道对建构筑物基础的不利影响以及气象等条件，在污水厂西部布置污水处理区，包括SBR反应池、风机房等；以东为预处理区，包括进水泵房、自动格栅、沉砂池和均质中和池等；预处理区以东为污泥处理区，包括污泥浓缩池、污泥脱水机房，污泥堆场、焚烧炉、油库、自备水源等；在污泥处理区以东预留一块70m×80m的保留发展区。在相隔30m绿化带后安排管理区，包括办公楼、化验楼、仓库、食堂、锅炉房、浴室、机修车间等，污水厂东端为生活区，管理区和生活区有一条道路向南与厂外市政道路连通，是污水厂对外的主要通道。污水处理厂建构筑物面积为35910m²，道路面积14499 m²，绿化面积33140 m²，绿化面积占全厂面积的37%。见附图3-36所示。

　　2. 高程布置

　　污水处理厂设计地面标高为4.50m（吴淞标高，下同），整个污水处理工艺流程为经过一次提升后由重力流经各构筑物后排出，污水厂进水管管底标高为-1.70m，经泵提升至细格栅前水位为10.5m，沉砂池设计水位为10.00m，池顶标高为10.50m，均质中和池设计水位为8.50m，池顶标高为9.30m，反应池水位标高为7.30m，池顶标高为7.90m。

　　污泥处理高程设计为：反应池污泥通过重力排入预浓缩池，液位标高为6.00m，池顶标高为6.40m，预浓缩池污泥重力流入浓缩池，浓缩池液位5.20m，池顶标高为6.0m，浓缩池污泥用泵送入污泥贮泥池，贮泥池最高液位7.50m，池顶标高7.80m，储泥池内污泥再由螺杆泵送入脱水机，脱水污泥由皮带输送机送入污泥集装箱房，由集装箱专用车送到污泥焚烧炉。见附图3-37所示。

图3-36 污水处理厂平面布置图