北方城镇污水处理厂提标改造及污泥处理处置技术与案例

目录

前言

第1章 概述 1

1.1 我国城市污水处理厂发展概况 1

1.2 我国城市污水处理厂存在的主要问题 3

1.2.1 区域间发展不平衡 3

1.2.2 再生水利用不充分 4

1.2.3 运行管理水平低 5

1.2.4 污泥处置率低 5

1.3 城市污水处理厂提标改造和污泥处置的必要性 6

1.3.1 城镇建设快速发展 6

1.3.2 排放标准日益严格 6

第2章 城镇污水处理厂常用工艺及技术 8

2.1 污水处理工艺 8

2.1.1 预处理工艺 8

2.1.2 生化处理工艺 12

2.1.3 深度处理工艺 23

2.2 污泥处理处置技术 26

2.2.1 污泥浓缩脱水技术 26

2.2.2 厌氧消化技术 33

2.2.3 好氧堆肥技术 37

2.2.4 污泥干化技术 41

2.2.5 新型污泥处理技术 45

第3章 沈阳市污水排放状况及预测 48

3.1 沈阳市水体环境质量现状 48

3.1.1 辽河沈阳段水质状况 48

3.1.2 浑河沈阳段水质状况 49

3.1.3 城市集中式饮用水水源地水质状况 49

3.2 沈阳市城镇污水排放状况 49

3.2.1 城区污水排放系统状况 49

iv 北方城镇污水处理厂提标改造及污泥处理处置技术与案例

3.2.2 郊区县城排水系统概况 51

3.3 沈阳市城镇污水排放预测 51

3.3.1 污水排放量预测方法 52

3.3.2 系统动力学模型建立 53

3.3.3 参数及变量选择 54

3.3.4 污染物排放量预测结果 55

3.3.5 污染物排放特征预测结果 56

3.3.6 对污水处理厂及环境产生的压力 57

第4章 沈阳市城镇污水处理厂状况 58

4.1 沈阳市已建成污水处理厂的规模、分类及布局 58

4.1.1 沈阳市污水处理厂分类原则 58

4.1.2 污水处理厂构成及规模 58

4.1.3 沈阳市污水处理厂的布局 60

4.2 污水处理厂工艺状况 61

4.3 污水处理厂运行与达标情况 63

4.3.1 污水处理厂排放标准 63

4.3.2 沈阳市污水处理厂运行情况 65

4.3.3 污水排放达标情况 66

4.4 主要问题及成因 66

4.4.1 基础设施落后 66

4.4.2 设计缺陷 66

4.4.3 进水水质复杂 66

4.4.4 设备陈旧、老化 67

4.4.5 污泥处置 67

第5章 城镇污水处理厂提标改造的难点及原则 68

5.1 主要水质指标达标难点及原因分析 68

5.1.1 化学需氧量和生化需氧量 69

5.1.2 悬浮固体 69

5.1.3 总氮和氨氮 70

5.1.4 总磷 71

5.2 提标改造的基本原则 71

5.3 提标改造技术路线选择 73

5.3.1 强化源头控制 73

5.3.2 重视非工程措施的运用 73

5.3.3 优先选用生物处理工艺 73

第6章 大型污水处理厂升级改造案例 75

6.1 沈阳市北部污水处理厂提标改造工程 75

6.1.1 原工艺流程及设计进出水水质 75

6.1.2 原有主要构筑物及运行状况 76

6.1.3 问题评估 77

6.1.4 提标升级改造方案 78

6.1.5 费用效益分析 82

6.2 沈阳市仙女河污水处理厂提标改造工程 83

6.2.1 原工艺流程及设计出水水质 83

6.2.2 原有主要构筑物及运行状况 84

6.2.3 问题评估 86

6.2.4 提标升级改造方案 87

6.2.5 费用效益分析 92

6.3 沈阳市沈水湾污水处理厂提标改造工程 92

6.3.1 原工艺流程及设计进出水水质 93

6.3.2 原有主要构筑物及进水状况 93

6.3.3 问题评估 94

6.3.4 提标升级改造方案 95

6.3.5 费用效益分析 97

6.4 沈阳市西部污水处理厂提标改造工程 98

6.4.1 原工艺流程及设计进出水水质 98

6.4.2 原有主要构筑物及进出水状况 99

6.4.3 问题评估 100

6.4.4 提标升级改造方案 101

6.4.5 费用效益分析 104

第7章 中小型城镇污水处理厂提标改造案例 105

7.1 法库县团山子污水处理有限公司提标改造工程 105

7.1.1 工程概况 105

7.1.2 原工艺设计及主要构筑物 105

7.1.3 主要问题 106

7.1.4 工程改造 107

7.2 沈阳新城子污水处理厂应急改造工程 108

7.2.1 工程概况 108

7.2.2 原工艺设计及主要构筑物 109

7.2.3 主要问题 111

vi 北方城镇污水处理厂提标改造及污泥处理处置技术与案例

7.2.4 工程改造 111

7.3 康平县城北污水处理厂应急改造工程 113

7.3.1 工程概况 113

7.3.2 原工艺设计及主要构筑物 114

7.3.3 主要问题 115

7.3.4 工程改造 115

第8章 沈阳市污泥处理现状及资源化利用分析 118

8.1 沈阳市污泥处理现状 118

8.2 沈阳市污泥产生情况及特性分析 118

8.2.1 污泥泥质基本特征 118

8.2.2 污泥脱水性能及含水率 119

8.2.3 安全风险评价 120

8.3 沈阳污水处理厂污泥脱水现状调查 121

8.3.1 污水处理厂分类解析 121

8.3.2 污水处理厂污泥脱水电耗及药耗分析 122

8.3.3 污泥脱水单元成本分析 124

8.3.4 沈阳污泥深度脱水重要性分析 126

8.3.5 小结 127

8.4 沈阳市污泥处理处置面临的问题 128

8.5 沈阳市污泥资源化利用分析 129

8.5.1 污泥土地利用 131

8.5.2 污泥能源化技术 136

8.6 沈阳市污泥处理处置工程 142

8.6.1 沈阳市污泥生物干化处理处置工程 142

8.6.2 沈阳市祝家（堆存）污泥处理处置工程 148

参考文献 155

附录 158

《北方城镇污水处理厂提标改造及污泥处理处置技术与案例》：　　第1章 概述　　1.1 我国城市污水处理厂发展概况　　我国人均水资源相对短缺，2000年我国水资源人均占有量仅为2200m3，而世界水资源人均占有量为7113m3，我国水资源人均占有量不到世界人均占有量的1/3。同时，我国的水环境污染问题较为严重。因此，为改善水环境和促进城市的可持续发展，污水处理厂的建设和完善日益受到□□的重视。　　我国城市污水处理事业开始于1921年，上海首先建立了北区污水处理厂；1926年又建立了西区和东区污水处理厂，总处理能力为3.45万m3/d（张辰，2008）。此后，我国城市污水处理厂的发展速度一直较为缓慢。截至1978年，我国污水处理厂只有37座，总处理能力为64万m3/d。　　改革开放以来，随着经济社会的迅速发展，我国的污水处理事业也进入了快速发展时期。如图1-1所示，1996～2015年我国城镇污水处理厂的数量和处理能力呈现快速增长趋势，尤其是□近十余年来，发展尤其迅猛。　　图1-1 1996～2015年城镇污水处理厂数量及处理能力　　1996～2015年二十年间，我国污水处理厂数量从309座增加至1944座，污水处理能力从1153.13万m3/d增长至14038.40万m3/d，污水处理率更是从23.62%升至91.90%。　　《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》中提出：优先支持目前尚无污水集中处理设施的设市城市和县城加快建设污水处理设施。　　我国城镇污水处理设施已基本普及到县城。由图1-2可知，截至2015年，我国县城污水处理厂已达1599座，处理能力达到2999万m3/d，污水处理率达到了85.22%（中华人民共和国住房和城乡建设部，2016）。　　图1-2 2006～2015年全国县城城镇污水处理厂数量及处理能力　　在县城建成的污水处理厂中，平均处理能力为1.88万m3/d，其中，中、小规模污水处理厂占主导地位。　　随着城市污水处理厂数量的增加和规模的扩大，污水处理的“副产物”剩余污泥的数量也在增长。截至2009年，我国每年产生的干污泥量就已高达130万t。由于我国城市化进程加快，每年的剩余污泥量还在增加，预计到2020年左右，我国干污泥年产量将达到800万t。