降低污水處理工程造價和節(jié)省占地的新型潷水器

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摘要：本文通過選用兩種不同型式潷水器的工藝計算和一體化池土建投資估算，反映出選用HLB型浮動式重力潷水器的工程投資比選用XB型旋轉(zhuǎn)式潷水器的工程投資低8%以上，并分析了HLB型浮動式重力潷水器能夠降低工程投資的根本原因。

　　關(guān)鍵詞：潷水器 CAST 工程造價 占地面積

　　New decanter that lower the engineering builds the price and saves to cover

　　—— Wuhan Haili Water-Environment LTD. Ni Yihai Senior Engineer

　　Summary：This text passes to choose the craft calculation and integral wholes of use two kinds of different patterns floating type by the gravity drain of decanter to turn the pond soil to set up the investment to estimate，reflects to choose to use the engineering investment of floating type by the gravity drain of decanter to compare to choose to use HLB floating type by the gravity drain of decanter of engineering invest low8%above，and analyzed floating type by the gravity drain of decanter and can lower basic reason of the engineering investment.This is to the government， invest the company，the environmental protection company and large engineering technical personnels to say，is all a very important information，transform the expansion application of the craft to the SBR and it，is an important contribution doubtless.

　　Keyword：floating decanter，craft of CAST，dirty water processing，the engineering builds the price，covering the area

　　1. 兩種潷水器的工藝計算

　　在編制10000m³/d的污水處理設(shè)計方案時，分別選用HLB型浮動式重力潷水器（以下簡稱HLB型潷水器）和XB型旋轉(zhuǎn)式潷水器（以下簡稱XB型潷水器）并進(jìn)行CAST工藝計算，計算方法采用天津市市政設(shè)計研究院和中國市政工程華北設(shè)計研究院聯(lián)合編制的《推薦一種新的SBR工藝設(shè)計計算方法》1，該計算方法借鑒了德國ATV標(biāo)準(zhǔn)A131E《單段活性污泥污水處理廠的設(shè)計》（2000年版）和日本下水道事業(yè)團(tuán)主編的《序批式活性污泥法設(shè)計指南》（1990年版），結(jié)合了近年來國內(nèi)諸多SBR工藝的設(shè)計經(jīng)驗，可謂是完善化的SBR工藝的簡便計算方法。計算結(jié)果見下表。

　　1.1 設(shè)計輸入

序號 　 計算項目 　 符號 　 單位 　 方案1HLB型潷水器 　 方案2XB型潷水器 　 備 注 　 1.1 　 設(shè)計規(guī)模 　 Q 　 m³/d 　 10000 　 10000 　   　 1.2 　 日變化系數(shù) 　 K_d 　 　
  　 1.2 　 1.2 　   　 1.3 　 總變化系數(shù) 　 K_T 　 　
  　 1.42 　 1.42 　   　 1.4 　 進(jìn)水BOD₅ 　 Lj 　 mg/L 　 126 　 126 　 60%工業(yè)廢水 　 1.5 　 進(jìn)水COD_Cr 　 Cj 　 mg/L 　 312 　 312 　   　 1.6 　 進(jìn)水SS 　 Sj 　 mg/L 　 183 　 183 　   　 1.7 　 進(jìn)水TN 　 Nj 　 mg/L 　 32 　 32 　   　 1.8 　 出水BOD₅ 　 Lch 　 mg/L 　 20 　 20 　   　 1.9 　 出水COD_Cr 　 Cch 　 mg/L 　 100 　 100 　   　 1.10 　 出水SS 　 Sch 　 mg/L 　 20 　 20 　   　 1.11 　 出水TN 　 Nch 　 mg/L 　 15 　 15 　   　 1.12 　 設(shè)計最低水溫 　 T 　 ℃ 　 12 　 12 　   　 1.13 　 污泥指數(shù) 　 SVI 　 mL/g 　 160 　 160 　   　 1.14 　 池外排水溝溝底最低標(biāo)高 　 H₀ 　 m 　 13.540 　 12.340 　 黃海高程 　

　　1.2 選定參數(shù)
 

2.1 　 周期時長 　 T_C 　 h 　 6 　 6 　   　 2.2 　 周期數(shù) 　 N 　 次/天 　 4 　 4 　   　 2.3 　 反應(yīng)時間 　 T_F 　 h 　 4 　 4 　   　 2.4 　 沉淀時間 　 Ts 　 h 　 1 　 1 　   　 2.5 　 潷水時間 　 T_ch 　 h 　 1 　 1 　   　 2.6 　 池水深度 　 H 　 m 　 5.8 　 5.0 　   　 2.7 　 安全高度 　 H_f 　 m 　 0.15 　 0.7 　   　 2.8 　 保護(hù)層水深 　 H_p 　 m 　 0.25 　 0.25 　 因漂浮物較多 　

　　1.3 一體化反應(yīng)-沉淀池計算參數(shù)及結(jié)果

序號 　 計算項目 　 符號 　 單位 　 方案1HLB型 　 方案2XB型 　 備 注 　 3.1 　 設(shè)計水量 　 Q_d 　 m³/d 　 12000 　 12000 　   　 3.2 　 好氧泥齡 　 θ_CN 　 d 　 8.2 　 8.2 　   　 3.3 　 反應(yīng)泥齡 　 θ_CF 　 d 　 12.1 　 12.1 　   　 3.4 　 缺氧泥齡 　 θ_CD 　 d 　 3.9 　 3.9 　   　 3.5 　 總泥齡 　 θ_C 　 d 　 18.1 　 18.1 　   　 3.6 　 污泥產(chǎn)率系數(shù) 　 Y 　 kgSS/kgBOD₅ 　 1.184 　 1.184 　   　 3.7 　 反應(yīng)池污泥總量 　 S_T 　 kg 　 27329 　 27329 　   　 3.8 　 給定最高日最高時流量 　 Q_h 　 m³/h 　 556 　 556 　   　 3.9 　 實際沉淀時間 　 T’s 　 h 　 1.83 　 1.83 　   　 3.10 　 反應(yīng)池池容 　 V 　 m³ 　 9210 　 9758 　   　 3.11 　 缺氧反應(yīng)時段 　 T_D 　 h 　 1.3 　 1.3 　   　 3.12 　 好氧反應(yīng)時段 　 T_O 　 h 　 2.7 　 2.7 　   　 3.13 　 間歇進(jìn)水潷水深度 　 ΔH 　 m 　 2.11 　 1.71 　   　 3.14 　 高水位時污泥濃度 　 N_WT 　 g/L 　 2.97 　 2.80 　   　 3.15 　 低水位時污泥濃度 　 N_WL 　 g/L 　 4.65 　 4.26 　 混合后濃度 　 3.16 　 污泥負(fù)荷 　 F_W 　 kgBOD₅/kgMLSS.d 　 0.083 　 0.083 　 屬于低負(fù)荷 　 3.17 　 水力停留時間 　 t 　 h 　 18.4 　 19.5 　   　 3.18 　 間歇進(jìn)水方式池數(shù)選擇 　 n 　 格 　 3 　 3 　   　 3.19 　 單池容積 　 V_i 　 m³ 　 3070 　 3253 　   　 3.20 　 單池面積 　 F_i 　 m² 　 527 　 651 　   　 3.21 　 單池貯水容積 　 ΔV_i 　 m³ 　 1112 　 1112 　   　 3.22 　 計算最低水位 　 H_L 　 m 　 3.72 　 3.29 　   　 3.23 　 計算最低泥位 　 Hs 　 m 　 2.32 　 2.34 　   　 3.24 　 單池寬度 　 B 　 m 　 14.0 　 14.0 　 整座池形按正方形計 　 3.25 　 單池長度 　 L 　 m 　 37.64 　 46.47 　 3.26 　 方形池實際總面積 　 As 　 m² 　 1581 　 1952 　   　 3.27 　 方形池實際總體積 　 Vs 　 m³ 　 10159 　 10929 　   　 3.28 　 池子超高 　 H₁ 　 m 　 0.6 　 0.6 　   　 3.29 　 池子總深度 　 H_Z 　 m 　 6.4 　 5.6 　   　 3.30 　 單池進(jìn)水流量 　 Q_j 　 m³/h 　 556 　 556 　   　 3.31 　 單池設(shè)潷水器臺數(shù) 　 n_b 　 臺 　 1 　 1 　   　 3.32 　 單臺潷水器流量 　 Q_b 　 m³/h 　 1223 　 1223 　 10%富裕量 　 3.33 　 潷水時排水溝水深 　 δ 　 m 　 0.050 　 0.180 　 計算確定 　 3.34 　 最大水頭 　 H_max 　 m 　 2.236 　 2.480 　   　 3.35 　 最小水頭 　 H_min 　 m 　 0.126 　 0.771 　   　 3.36 　 潷水器選型 　 Mod 　   　 HLB1223 　 XB1223 　   　 3.37 　 選擇器占反應(yīng)池體積之比 　 P 　 % 　 21.5% 　 21.5% 　   　 3.38 　 生物選擇器單池體積 　 V₁ 　 m³ 　 661 　 701 　   　 3.39 　 生物選擇器單池長度 　 L₁ 　 m 　 8.11 　 10.01 　   　

　　1.4 一體化反應(yīng)-沉淀池土建條件

　　1.4.1 方案1（選用HLB型潷水器）一體化池土建條件

　　1.4.2 方案2（選用XB型潷水器）一體化池土建條件

　　1.4.3 數(shù)據(jù)及說明

　　3）采用半地下結(jié)構(gòu)形式，一體化池縱向布置由水工結(jié)構(gòu)專業(yè)確定；

　　2）隔墻應(yīng)能承受一側(cè)為空池、另一側(cè)為最高水位時水位差造成的力；

　　3）一體化池內(nèi)壁應(yīng)防腐、防滲，防腐條件按pH=5~10考慮；

　　4）圖中尺寸為水池的內(nèi)壁尺寸，沿池壁、隔墻均設(shè)走道板和欄桿。

　　2. 兩種潷水器的工程投資估算

　　水工結(jié)構(gòu)專業(yè)接收工藝專業(yè)條件后，經(jīng)設(shè)計計算并向概預(yù)算專業(yè)提出下列一體化池的投資估算條件。

　　2.1 一體化池土建主要工程量

　　確定廠內(nèi)±0.000m標(biāo)高相當(dāng)黃海高程13.300m，一體化池土建主要工程量如下表。

序號 　 工程量名稱 　 單位 　 數(shù)量 　 備注 　 方案一 　 方案二 　 1 　 池體總體積 　 米³ 　 14328 　 15612 　 含池壁底 　 2 　 池體占地面積 　 米² 　 2216 　 2704 　 含池底板 　 3 　 地基處理面積 　 米² 　 2408 　 2918 　   　 4 　 開挖土石方 　 米³ 　 10648 　 12845 　 按1:0.3放坡 　 5 　 鋼筋砼體積 　 米³ 　 2030 　 2321 　   　 6 　 防腐、防滲面積 　 米² 　 4488 　 4909 　 淹水面積 　 7 　 挑檐走道板面積 　 米² 　 369 　 434 　   　 8 　 欄桿長度 　 米 　 246 　 289 　   　 9 　 池體外壁抹面面積 　 米² 　 559 　 464 　   　 10 　 池外四周道路面積 　 米² 　 649 　 714 　 池外3m路寬3m 　 11 　 一體化池占地面積 　 米² 　 3258 　 3859 　 含四周道路 　

　　2.2 一體化池投資估算

　　按工程所在地的商品砼、材料、人工、水電等單價估算的一體化池投資如下。

　　兩方案一體化池投資估算表

序號 　 估算項目 　 單位 　 數(shù)量 　 備注 　 方案一 　 方案二 　 1 　 地基處理 　 萬元 　 96.32 　 116.72 　 按400元/米² 　 2 　 土石方開挖和外運(yùn) 　 萬元 　 27.68 　 33.40 　 按50%外運(yùn)3km 　 3 　 鋼筋砼模板主材澆筑 　 萬元 　 103.53 　 118.37 　 按510元/米³ 　 4 　 防腐、防滲面積 　 萬元 　 1.41 　 1.54 　 按3.14元/米² 　 5 　 挑檐走道板 　 萬元 　 5.20 　 6.52 　 按141元/米² 　 6 　 不銹鋼欄桿 　 萬元 　 8.07 　 9.48 　 按328元/米 　 7 　 池體外壁抹面、涂料 　 萬元 　 0.78 　 0.65 　 按14元/米² 　 8 　 池體四周道路 　 萬元 　 12.20 　 13.43 　 按188元/米² 　 9 　 土地征用補(bǔ)償費 　 萬元 　 48.90 　 57.88 　 按10萬元/畝 　   　 一體化池土建投資 　 萬元 　 304.09 　 373.33 　 含其土地使用費 　   　 單位建筑工程造價 　 元/m³/d 　 304.09 　 373.33 　 規(guī)模10000m³/d 　

　　比較以上的計算結(jié)果，可得出如下的結(jié)論：

　?。?）一體化池土建投資：方案1比方案2低69.24萬元，占方案1的22.77%；

　　（2）曝氣設(shè)備投資：方案1比方案2少了23.52%（按水池面積比計算）；

　　（3）方案1中，排水溝溝底標(biāo)高比方案2凈高1.2m，為全廠排水設(shè)計創(chuàng)造了有利條件，特別對那些廠區(qū)排水條件較差的污水處理廠，可能采用更經(jīng)濟(jì)的排水方案，降低了廠外管道工程的投資3.

　　因此，當(dāng)SBR及其變形工藝采用HLB型浮動式重力潷水器（方案1）后，即使不考慮排水管渠投資的影響，其工程投資也比采用旋轉(zhuǎn)式潷水器（方案2）的工程投資低8.40%①（一般地，一體化池土建投資約占工程投資的40%，曝氣設(shè)備投資占工程投資的約10%）。

　　3. HLB型浮動式重力潷水器降低投資的原因分析

　　由此可見，HLB型浮動式重力潷水器確實能降低SBR及其變形工藝的工程投資。究竟是什么原因呢？筆者帶著疑問的心情，決定搞個水落石出。

　　最主要的有以下幾點關(guān)系到我的疑問：

　　潷水流量和池子液位與受納排水構(gòu)筑物水體液位的差值成正變關(guān)系，因而排水剛開始時潷水流量或堰口負(fù)荷最大，排水結(jié)束前的那一刻潷水流量或堰口負(fù)荷最小，這種潷水流量由大到小的規(guī)律，是否符合工藝的要求呢？如下圖所示。自沉淀階段開始，大約10min后污泥界面象污泥顆粒那樣，開始按自由沉降