CN113683271A - 由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池及方法，沉淀池包括：改造池体，为原悬浮填料生物池改造后池体；改造池体内池底设混凝土找平层；分隔设依次连通的混合区、絮凝区、推流区、沉淀区、泵坑和出水总渠；改造池体内分设污泥回流管和剩余污泥管，两者一端分别与沉淀区的污泥斗内连通，另一端分别接第一、二污泥提升装置；改造池体的外壁侧壁上设有进水渠，进水渠的出水端与混合区内连通；PLC控制装置和第一、二污泥提升装置，均设在改造池体的泵坑内，第一、二污泥提升装置分别连接在污泥回流管和剩余污泥管上，各套污泥提升装置均与PLC控制装置电气连接。通过利用现有闲置池体，较低了改造成本，能提高污水处理厂的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理系统改造领域，尤其涉及一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池及方法。
背景技术
目前，污水处理厂常见的深度处理工艺有高效沉淀池、滤布滤池、V型滤池、臭氧催化氧化工艺等几种类型以及它们的变形工艺。其中，高效沉淀池工艺的应用最为广泛，其具有占地面积省、出水效果好等特点。
国内部分污水处理厂由于设计及建设的实际情况，导致在厂区内工艺设计流程不合理，先期建设的工艺构筑物存在闲置或半废弃的现象，同时，随着环境保护需求的提升，各地污水处理厂均面临大量出水标准提高的要求，需要新建深度处理单元以满足相关要求。因此，旧有污水处理厂如何利用现有构筑物的改造实现出水水质提升，成为了目前行业内较为关注的热点。
对于污水处理系统的升级改造，需要追加投资。但现有的污水处理系统的升级改造，由于未能充分利用原有池体的结构特点，多存在投资较大，改造效果不好，资源不能有效利用的问题。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池及方法，能解决现有污水处理系统的升级改造，所存在的投资较大，改造效果不好，资源不能有效利用的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池，包括：
一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池，其特征在于，包括：
改造池体，为污水处理厂的原悬浮填料生物池清空内部悬浮填料、拆除导流墙，封堵原进、出水管洞口得到的改造后池体；
所述改造池体内池底设有混凝土找平层，所述混凝土找平层覆盖该改造池体内除沉淀区中心的预留污泥斗位置的底部；
所述改造池体内池底的混凝土找平层上间隔设有多个隔墙，将该改造池体内分隔为混合区、絮凝区、推流区、沉淀区、出水总渠和泵坑，所述混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠依次连通，所述沉淀区底部设有污泥斗；所述泵坑处于所述絮凝区的中间部位；
所述沉淀区内设有隔墙，将该沉淀区内分隔为依次连通的预沉淀区和斜管沉淀区；
所述改造池体内分别设有污泥回流管和剩余污泥管，所述污泥回流管和剩余污泥管一端分别与所述沉淀区的污泥斗内连通，所述污泥回流管的另一端与第一污泥提升装置的进口端连接，所述剩余污泥管的另一端与第二污泥提升装置的进口端连接；
所述改造池体的外壁侧壁上设有进水渠，所述进水渠的出水端与所述混合区内连通；
PLC控制装置和所述第一、第二污泥提升装置，均设置在所述泵坑内，第一、第二污泥提升装置均与所述PLC控制装置电气连接。
本发明实施方式还提供一种由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，包括：
步骤S1，根据污水处理厂原工艺流程，设定改造后的高效沉淀池的混合区停留时间、絮凝区停留时间和沉淀区表面负荷；
步骤S2，清空悬浮填料生物池的原池体内堆积的填料，拆除原池体内的导流墙，封堵原池体内的原进、出水管洞口；
步骤S3，在清空后的所述原池体内的池底分别设置污泥回流管和剩余污泥管，用混凝土在所述原池体内的底面上进行二次浇筑找平，二次浇筑后的底面与改造池体的池顶标高的高度符合高效沉淀池的总高度要求，在对应于改造池体内沉淀区中心的预留污泥斗位置不进行二次浇筑，所述回流污泥管和剩余污泥管的另一端分别位于预留污泥斗的上下位置处，得到改造池体；
步骤S4，在所述改造池体内设置隔墙，将所述改造池体内分隔为混合区、絮凝区、推流区、沉淀区、出水总渠和泵坑，在所述沉淀区内设置隔墙，将所述沉淀区内分隔为依次连通的预沉淀区和斜管沉淀区；所述混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠依次连通；所述泵坑设置在所述絮凝区的中间部位；
步骤S5，在所述改造池体的一侧新建挂壁式进水渠，所述挂壁式进水渠与所述混合区连通；
步骤S6，在所述泵坑内设置第一、第二污泥提升装置和PLC控制装置，第一、第二污泥提升装置分别与污泥回流管和剩余污泥管连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池及方法，其有益效果为：
通过保留并充分利用污水处理厂的悬浮填料生物池原有池体，改造为高效沉淀池，可以有效缩减投资成本，实现对于生化池出水水质的有效提升，出水SS可由20mg/l降至10mg/l甚至更低，出水TP可由1mg/l降至0.5mg/l以下，最大限度的利用了现有闲置构筑物，实现资源发有效利用及节省投资与运行成本的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池的平面示意图；
图2为本发明实施例提供的由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池的方法流程图；
图3为本发明实施例的待改造的悬浮填料生物池池体的侧面剖视图；
图中：1-混合区；2-絮凝区；3-推流区；4-沉淀区；41-预沉淀区；42-斜管沉淀区；5-出水总渠；6-泵坑；7-第一污泥提升装置；8-第二污泥提升装置；9-改造池体；10-储泥池或进水调节池；11-原悬浮填料生物池；12-原悬浮填料生物池的一号缺氧池；13-原悬浮填料生物池的一号好氧池；14-原悬浮填料生物池的二号好氧池；15-原悬浮填料生物池的二号缺氧池。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图1所示，本发明实施例提供一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池，包括：
改造池体，为污水处理厂的原悬浮填料生物池清空内部悬浮填料、拆除导流墙，封堵原进、出水管洞口得到的改造后池体；
所述改造池体内池底设有混凝土找平层，所述混凝土找平层覆盖该改造池体内除沉淀区中心的预留污泥斗位置的底部；
所述改造池体内池底的混凝土找平层上间隔设有多个隔墙，将该改造池体内分隔为混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠，所述混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠依次连通，所述沉淀区底部设有污泥斗；
所述沉淀区内设有隔墙，将该沉淀区内分隔为依次连通的预沉淀区和斜管沉淀区；
所述改造池体内分别设有污泥回流管和剩余污泥管，所述污泥回流管和剩余污泥管一端分别与所述沉淀区的污泥斗内连通，所述污泥回流管的另一端与第一污泥提升装置(作为污泥回流泵)的进口端连接，所述剩余污泥管的另一端与第二污泥提升装置(作为剩余污泥泵)的进口端连接；
所述改造池体的外壁侧壁上设有进水渠，所述进水渠的出水端与所述混合区内连通；
PLC控制装置和所述第一、第二污泥提升装置，均设置在所述改造池体的原有泵坑内，第一、第二污泥提升装置均与所述PLC控制装置电气连接。
上述高效沉淀池中，所述进水渠采用钢筋混凝土进水渠或不锈钢进水渠。
上述高效沉淀池中，所述混合区的水力停留时间为1～3min(即混合区的池容满足水力停留1～3min)；所述絮凝区的水力停留时间为15min(即絮凝区的池容满足水力停留15min)；所述沉淀区内设置隔墙分隔为预沉淀区和斜管沉淀区，所述斜管沉淀区的表面负荷为5～9m3/m2/h。
上述高效沉淀池中，所述污泥回流比为经污水变化系数转换后峰值流量的2～8％。
上述高效沉淀池还包括：储泥池或进水调节池，设置于所述改造池体内的混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠外的剩余池体；
还包括：搅拌器，设置在所述储泥池或进水调节池内。
参见图2，本发明实施例还提供一种由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，包括：
步骤S1，根据污水处理厂原工艺流程，设定改造后的高效沉淀池的混合区停留时间、絮凝区停留时间和沉淀区表面负荷；
步骤S2，清空悬浮填料生物池的原池体内堆积的填料，拆除原池体内的导流墙，封堵原池体内的原进、出水管洞口；
步骤S3，在清空后的所述原池体内的池底分别设置污泥回流管和剩余污泥管，用混凝土在所述原池体内的底面上进行二次浇筑找平，二次浇筑后的底面与改造池体的池顶标高的高度符合高效沉淀池的总高度要求，在对应于改造池体内沉淀区中心的预留污泥斗位置不进行二次浇筑，所述回流污泥管和剩余污泥管的另一端分别位于预留污泥斗的上下位置处，得到改造池体；
步骤S4，在所述改造池体内设置隔墙，将所述改造池体内分隔为混合区、絮凝区、推流区、沉淀区、出水总渠和泵坑，在所述沉淀区内设置隔墙，将所述沉淀区内分隔为依次连通的预沉淀区和斜管沉淀区；所述混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠依次连通；所述泵坑设置在所述絮凝区的中间部位；
步骤S5，在所述改造池体的一侧新建挂壁式进水渠，所述挂壁式进水渠与所述混合区连通；
步骤S6，在所述泵坑内设置第一、第二污泥提升装置和PLC控制装置，第一、第二污泥提升装置分别与污泥回流管和剩余污泥管连接。
上述方法的步骤S5中，所述进水渠采用钢筋混凝土进水渠或不锈钢进水渠。
上述方法中，所述混合区水力停留时间为1～3min；所述絮凝区水力停留时间为15min；
所述斜管沉淀区的表面负荷为5～9m3/m2/h；
所述预沉淀区的出口峰值流速小于等于80m/h。
上述方法步骤6后，还包括：
步骤S7，将所述改造池体内的剩余池体作为储泥池或进水调节池，并在所述剩余池体内设置搅拌器。
上述方法中，经所述污泥回流管的污泥回流比为经污水变化系数转换后峰值流量的2～8％。
本发明能充分利用厂区闲置的悬浮填料的生物池，对其进行改造，在现有闲置构筑物充分利用的基础上，最大限度的节省工程投资及运行成本，实现资源的有效利用，实现了在投资最低的前提下，实现出水更优、处理水量更大、运营能耗更低的效果。
下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
如图2所示，本发明实施例提供一种由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，是一种利用旧有构筑物改造高效沉淀池的方法，包括：
步骤S1，校核污水处理厂原工艺流程，设定改造后的高效沉淀池的混合区水力停留时间、絮凝区的水力停留时间、沉淀区的表面负荷等；
步骤S2，改造悬浮填料生物的池主体：清空池内堆积填料，拆除池内导流墙，封堵池内原进出水管洞口；
步骤S3，在清空后的池底设置污泥回流与剩余污泥管线，而后以素混凝土在底板上进行二次浇筑找平形成混凝土找平层，在沉淀区中心位置预留污泥斗不进行二次浇筑，回流污泥管及剩余污泥管的一端分别位于预留污泥斗的上下位置，二次浇筑实现的效果是二次浇筑后的平面与改造池体池顶标高满足普通高效沉淀池的总高度要求；
步骤S4，新建混合区、絮凝区及沉淀区，混合区水力停留时间控制在1～3min，絮凝区水力停留时间控制在15～20min，沉淀区表面负荷控制在5～9m3/m2/h，在池体内新建隔墙，将池体分割为混合区、絮凝区及推流区和包含预沉淀区在内的沉淀区，并设置出水总渠，预沉淀区的出口流速在考虑污泥回流等情况下，峰值流速控制在80m/h以内，池体内新建的混合区、絮凝区及包含预沉淀区在内的沉淀区、出水总渠等可实现互相之间水流有序流通；
步骤S5，改造进水位置：将悬浮填料生物池的进水管路封堵，在改造池体的一侧新建挂壁式的进水渠，该进水渠形式不限，可为钢筋混凝土材质，也可以是不锈钢形式，目的在于实现进水向池内新建混合格区进水；
步骤S6，改造泵坑：由于高效沉淀池的水头损失高于原设计的悬浮填料生物池，因而需进行处理后污水的提升，同时，改造后的高效沉淀池有第一、第二污泥提升装置，分别作为污泥回流泵与剩余污泥泵，可将两套污泥提升系统设置于所述泵坑内，并设置相应的PLC控制装置，污泥回流比控制在峰值流量的2～8％。
进一步的，步骤6后还包括步骤S7，原池内改造完成后，剩余池体可用作储泥池或进水调节池，并设置相应的搅拌器。可实现对于剩余未改造池体内的剩余污泥或进水进行搅拌的目的，防止污泥沉淀，改造后高效沉淀池的结构参见图1。
上述方法的步骤S1中，高效沉淀池从进水液位到提升泵的泵前液位的水头损失控制在0.5～0.8m。
上述方法的步骤S2中，清空池体内容物的前提在于，待改造池体结构受力满足要求，需确保在清空改造期间，池壁对于一侧无水、而另一个存在土应力的情况下，无坍塌风险。
上述方法的步骤S4中，混合区水力停留时间控制在1～3min，絮凝区水力停留时间控制在15～20min，沉淀区表面负荷控制在5～9m3/m2/h，推流区在考虑污泥回流等情况下，峰值上升流速为15～20mm/s，推流区至预沉淀区的水平流速在考虑污泥回流等情况下，峰值流速不超过45mm/s，预沉淀区预沉淀区的出口流速在考虑污泥回流等情况下，峰值流速控制在80m/h以内。
上述方法的步骤S6中，回流污泥取自污泥斗上层污泥，回流污泥比控制在峰值流量下2～8％，剩余污泥取自污泥斗下层污泥。
上述方法主要是通过拆除原池体内容物、新增设备材料(污泥管路、污泥回流泵、剩余污泥泵、出水渠、出水总渠等)、进水方式和控制系统等，在不改变池体主要结构的情况下，实现悬浮填料生物池改造为高效沉淀池。通过保留并充分利用悬浮填料生物池原有池体，可以有效缩减投资成本，改造为高效沉淀池，可实现对于生化池出水水质的有效提升，出水SS可由20mg/l降至10mg/l甚至更低，出水TP可由1mg/l降至0.5mg/l以下，可以有效地实现资源的合理充分利用，极大降低升级改造的成本，是一种有效、可持续的旧有污水处理厂升级改造方案。
实施例
以山东青岛某污水处理厂为例，详细说明本发明的将悬浮填料生物池改造为高效沉淀池的改造方法，具体如下：
该污水处理厂2008年投入正式运行，2012年进行了升级改造，设计规模8万吨/天，污水处理工艺为改良AAO+二沉池+悬浮填料生物池+过滤工艺，处理后水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。由于技改工艺路线设置的问题，该厂出水水质无法稳定达到一级A标准的要求。采用本发明的方法对悬浮填料生物池单元进行改造，改造成高效沉淀池。
参见图1的高效沉淀池的俯视图，待改造的旧有污水处理厂包含：2个悬浮填料生物池，每个池体的体积为44m×25.5m×6.8m，在本实施例的改造中将2个悬浮填料生物池改造为高效沉淀池，即可满足出水稳定达标的要求。
图2本发明实施例改造的实施路线流程图；图3为本发明实施例改造高效沉淀池的改造前的原悬浮填料生物池的池体剖面图。
在实施过程中，进行原悬浮填料生物池设备拆除、导流墙拆除、新增设备和新建导流墙，主要内容如表1所示。
表1为悬浮填料生物池池体新增清单说明
本实施例经技经核算，设备(含安装)费用共计280.32万元，土建费用共计73.05万元，合计一类工程费用353.37万元，总投资为446.49万元。
改造完成后，考虑增加电费、混凝及絮凝药剂费用等，测算增加直接运行成本0.0766元/m3污水，即188.54万元/年。
由于行业内悬浮填料生物池设置在二沉池后的情况较少，本实施例的改造结构和方法，并无案例可以遵循，在此情况下，对该池体进行改造，以最大程度的利旧达标，同时可以为其他遇到悬浮填料生物池设置在二沉池后的污水处理厂、计划对该池体进行拆除重建的项目提供技术依据。
通过上述实施例可以看出，本发明的高效沉淀池及方法，能充分利用保留的悬浮填料生物池的池体，改造为高效沉淀池，提升了处理效果的同时，有效减低了改造成本。
综上可见，本发明能降悬浮填料生物池改造为高效沉淀池，适用于对已建水厂设备进行达标技术的改造，为存在废弃空置构筑物的污水处理厂提供一种工艺改造手段，对废弃构筑物进行改造，使之可以成为保障出水水质达标或对出水水质进行提升的工艺单元，解决了目前由于前期设计建设等原因，现有部分污水处理厂存在废弃空置的构筑物，不仅造成了工程投资的浪费，同时使得厂区用地紧张、设备无效维护量增大的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池，其特征在于，包括：
改造池体，为污水处理厂的原悬浮填料生物池清空内部悬浮填料、拆除导流墙，封堵原进、出水管洞口得到的改造后池体；
所述改造池体内池底设有混凝土找平层，所述混凝土找平层覆盖该改造池体内除沉淀区中心的预留污泥斗位置的底部；
所述改造池体内池底的混凝土找平层上间隔设有多个隔墙，将该改造池体内分隔为混合区、絮凝区、推流区、沉淀区、出水总渠和泵坑，所述混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠依次连通，所述沉淀区底部设有污泥斗；所述泵坑处于所述絮凝区的中间部位；
所述沉淀区内设有隔墙，将该沉淀区内分隔为依次连通的预沉淀区和斜管沉淀区；
所述改造池体内分别设有污泥回流管和剩余污泥管，所述污泥回流管和剩余污泥管一端分别与所述沉淀区的污泥斗内连通，所述污泥回流管的另一端与第一污泥提升装置的进口端连接，所述剩余污泥管的另一端与第二污泥提升装置的进口端连接；
所述改造池体的外壁侧壁上设有进水渠，所述进水渠的出水端与所述混合区内连通；
PLC控制装置和所述第一、第二污泥提升装置，均设置在所述泵坑内，第一、第二污泥提升装置均与所述PLC控制装置电气连接。
2.根据权利要求1所述的由悬浮填料生物池改造的高效沉淀池，其特征在于，所述进水渠采用钢筋混凝土进水渠或不锈钢进水渠。
3.根据权利要求1或2所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，所述混合区的水力停留时间为1～3min；所述絮凝区的水力停留时间为15min；所述斜管沉淀区的表面负荷为5～9m3/m2/h。
4.根据权利要求1或2所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，所述污泥回流比为经污水变化系数转换后的峰值流量的2～8％。
5.根据权利要求1或2所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，还包括：储泥池或进水调节池，由设置于所述改造池体内的混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠外的剩余池体构成；
还包括：搅拌器，设置在所述储泥池或进水调节池内。
6.一种由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，包括：
步骤S1，根据污水处理厂原工艺流程，设定改造后的高效沉淀池的混合区停留时间、絮凝区停留时间和沉淀区表面负荷；
步骤S2，清空悬浮填料生物池的原池体内堆积的填料，拆除原池体内的导流墙，封堵原池体内的原进、出水管洞口；
步骤S3，在清空后的所述原池体内的池底分别设置污泥回流管和剩余污泥管，用混凝土在所述原池体内的底面上进行二次浇筑找平，二次浇筑后的底面与改造池体的池顶标高的高度符合高效沉淀池的总高度要求，在对应于改造池体内沉淀区中心的预留污泥斗位置不进行二次浇筑，所述回流污泥管和剩余污泥管的另一端分别位于预留污泥斗的上下位置处，得到改造池体；
步骤S4，在所述改造池体内设置隔墙，将所述改造池体内分隔为混合区、絮凝区、推流区、沉淀区、出水总渠和泵坑，在所述沉淀区内设置隔墙，将所述沉淀区内分隔为依次连通的预沉淀区和斜管沉淀区；所述混合区、絮凝区、推流区、沉淀区和出水总渠依次连通；所述泵坑设置在所述絮凝区的中间部位；
步骤S5，在所述改造池体的一侧新建挂壁式进水渠，所述挂壁式进水渠与所述混合区连通；
步骤S6，在所述泵坑内设置第一、第二污泥提升装置和PLC控制装置，第一、第二污泥提升装置分别与污泥回流管和剩余污泥管连接。
7.根据权利要求6所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述进水渠采用钢筋混凝土进水渠或不锈钢进水渠。
8.根据权利要求6或7所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，所述混合区水力停留时间为1～3min；所述絮凝区水力停留时间为15min；
所述斜管沉淀区的表面负荷为5～9m3/m2/h；
所述预沉淀区的出口峰值流速小于等于80m/h。
9.根据权利要求6或7所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，所述方法步骤6后，还包括：
步骤S7，将所述改造池体内的剩余池体作为储泥池或进水调节池，并在所述剩余池体内设置搅拌器。
10.根据权利要求6或7所述的由悬浮填料生物池改造高效沉淀池的方法，其特征在于，经所述污泥回流管的污泥回流比为经污水变化系数转换后峰值流量的2～8％。
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