濟(jì)南市位于山東省綜合河道--小清河的上游。隨著濟(jì)南市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市人口的遞增，工業(yè)廢水和生活污水排出量日趨增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入小清河。而小清河每年的枯水期達(dá)4個(gè)月以上，又無清水之源，致使小清河污染十分嚴(yán)重，終年黑臭，魚蝦絕跡，不但直接污染了濟(jì)南市區(qū)的泉水和地下水，而且對(duì)小清河下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了危害，同時(shí)對(duì)渤海灣也造成了一定的污染。因而污水治理已成為濟(jì)南市當(dāng)前需要迫切解決的問題之一。
1 工藝及運(yùn)行概況
濟(jì)南市水質(zhì)凈化一廠是國內(nèi)首批利用奧地利政府貸款建設(shè)的現(xiàn)代化污水處理廠之一。設(shè)計(jì)日處理水量為45萬m3，服務(wù)面積為108 km2，分兩期建設(shè)。一期工程于1995年7月建成， 1998年6月正式運(yùn)行，日平均處理污水22萬m3。污水來自市區(qū)合流制下水道。在合流制下水道出口端設(shè)置污水截流泵站，污水通過截流泵提升后由專用污水管道送入污水處理廠。根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的調(diào)查預(yù)測(cè)，污水中工業(yè)廢水占52%，生活污水占48%，設(shè)計(jì)水量中未考慮初期雨水截流量。
污水處理部分的設(shè)計(jì)采用常規(guī)生物法去除工藝。
污水進(jìn)廠前設(shè)有總閘門一道，在總閘門前另有直接排放小清河的溢流管道。污水進(jìn)廠后經(jīng)自動(dòng)粗格柵進(jìn)入集水池，在集水池內(nèi)設(shè)有10臺(tái)潛水泵，污水提升后經(jīng)細(xì)格柵進(jìn)入旋流沉砂池去除砂粒，再經(jīng)初沉池去除大部分懸浮固體，初沉出水經(jīng)廠內(nèi)高架渠道進(jìn)入曝氣池。曝氣池采用循環(huán)推流反應(yīng)形式，其出水經(jīng)平流式二沉池分離后排入小清河。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1 ，現(xiàn)實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)情況見表2。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
項(xiàng) 目 BOD(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L)
進(jìn) 水 260 500 400
出 水 ≤20 ≤100 ≤30
表2 實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)
項(xiàng) 目 BOD(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L)
進(jìn) 水 65 200 150
出 水 ≤15 ≤60 ≤30
污泥處理流程：初沉污泥與二沉剩余污泥首先進(jìn)入前濃縮池，經(jīng)濃縮后進(jìn)入蛋型消化池中溫消化，使污泥穩(wěn)定。消化后的污泥經(jīng)后濃縮池進(jìn)一步濃縮，減小體積，用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，泥餅外運(yùn)處置。
2 工藝的主要特點(diǎn)
2.1 旋流式沉砂池
沉砂池是保證污水廠正常運(yùn)行的重要設(shè)施，在大中型污水廠設(shè)計(jì)選型時(shí)特別受關(guān)注。濟(jì)南污水處理廠選用縱向水力旋流式沉砂池，可保證在不同污水流量時(shí)的正常運(yùn)行。該種形式在國內(nèi)首家采用。旋流式沉砂池采用水流從池底噴出產(chǎn)生旋流，能有效地分離砂粒表面的腐殖物質(zhì)，使之不能沉降。由于采用水流而不是空氣造成旋流，使易降解的有機(jī)物在沉砂池中不能被氧化，污水并不充氧，有利于后續(xù)除磷脫氮。設(shè)備上以(旋流)泵代替了鼓風(fēng)機(jī)，簡化了運(yùn)行管理。
旋流式沉砂池共設(shè)置3座，每座處理能力為最大小時(shí)流量的33%。3座沉砂池合建成1組，每座設(shè)有單獨(dú)的吸砂泵，桁架橋跨越全部沉砂池。每座池長45 m，寬3.2 m，水深3.5 m，容積470 m3，設(shè)計(jì)最小停留時(shí)間7.5 min。
水力旋流用水來自沉砂池出水，選用3臺(tái)潛水泵，每臺(tái)泵流量為800 m3/h，每池配水力噴嘴20個(gè)，沿池長均勻分布，吸砂泵流量為15 m3/h，吸砂泵排出液通過池邊水槽進(jìn)入砂水分離器。
沉砂池自運(yùn)行以來，經(jīng)觀察除砂效果良好，砂粒大都在池長的前1/3范圍內(nèi)被分離沉降。
2.2 曝氣池
曝氣池采用氧化溝池形，分2組，每組布置成4個(gè)廊道，每個(gè)廊道長82～88 m，寬9.5 m，水深7 m，每組容積22 400 m3，總?cè)莘e44 800 m3。平均水力停留時(shí)間4.8 h。在曝氣池中，污水被強(qiáng)制形成循環(huán)流，其流態(tài)具有推流型和完全混合型的雙重特點(diǎn)。因此，不但具有較強(qiáng)的抗沖擊能力，而且也不易發(fā)生短流。
曝氣充氧系統(tǒng)采用鼓風(fēng)射流曝氣器，射流器共448個(gè)，分成8組，在每個(gè)廊道的池底內(nèi)布設(shè) 1組。每組由1臺(tái)水泵提供工作介質(zhì)，其中6臺(tái)工作介質(zhì)采用回流污泥，2臺(tái)使用曝氣池內(nèi)混合液。該曝氣系統(tǒng)屬中微孔曝氣，鼓風(fēng)機(jī)送入空氣在射流器內(nèi)與活性污泥充分混合后擴(kuò)散至池面，因而具有較高的氧利用率，在標(biāo)準(zhǔn)工況下，曝氣系統(tǒng)的動(dòng)力效率可達(dá)2.2 kg O2/(kW•h)。射流器的工作介質(zhì)推動(dòng)池內(nèi)水流循環(huán)，并使全池污泥保持懸浮狀態(tài)。運(yùn)行后經(jīng)初步測(cè)定，在曝氣池不同位置的表層、中層和底層采樣分析污泥濃度，結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，污泥濃度無顯著差異。
2.3 蛋型消化池
污泥消化池采用定容式蛋型，共3座，每座尺寸為：最大直徑24 m，總高度42.93 m，液體高度40.93 m，每座容積10400 m3。消化池采用預(yù)應(yīng)力混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，外加保溫層及方形菱鎂護(hù)板。消化池建有操作樓1座，樓內(nèi)裝有自動(dòng)電梯，以供操作維修人員上下。此外，樓內(nèi)還設(shè)有管道井，供消化池頂?shù)哪唷⑺�、氣、電器、儀表等管線的敷設(shè)安裝。
消化池采用中溫消化，由2臺(tái)沼氣鍋爐和3套熱交換器及3臺(tái)污泥循環(huán)泵組成的污泥加熱系統(tǒng)。設(shè)計(jì)沼氣最大產(chǎn)氣量為13000 m3/d。冬季最低氣溫-19.7 ℃，進(jìn)入消化池泥溫為10 ℃，沼氣鍋爐輸入所需能量為2840 kW，其中用于污泥加溫約占90%，用于補(bǔ)充熱損耗約10%。在冬季所產(chǎn)沼氣可以平衡自給，當(dāng)夏季時(shí)可有較大量的沼氣供利用。
蛋型消化池與其他消化池相比，有以下特點(diǎn)：①池底不易積砂或積泥，因而不會(huì)使有效池容縮��；②易攪拌混合，池內(nèi)無死區(qū)，可使有效池容增至最大；對(duì)于同樣的混合效果，混合攪拌的能耗低于其他池型；③上部不易集結(jié)浮渣；④對(duì)于同樣的容積，其表面積較其他池型小，因而熱損失��；⑤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易產(chǎn)生裂縫；⑥池型呈流線型，較美觀。
2.4 管廊
本廠有1.1 km長的地下管廊，以污泥消化區(qū)為中心，沿主要處理設(shè)施鄰近設(shè)置。管廊內(nèi)設(shè)電纜橋架，廠內(nèi)所有電纜(包括儀表信號(hào)電纜)均通過管廊入戶。污泥管、自來水管道及中水回用管道也鋪設(shè)在內(nèi)。在污泥消化區(qū)，所有進(jìn)出泥管、加熱系統(tǒng)、進(jìn)出泥泵、循環(huán)泵、消化池、濃縮池的主要管線閥門均安裝在管廊內(nèi)，防水性能好，操作維修極為方便。
2.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)
我廠自動(dòng)控制系統(tǒng)采用PLC集中控制，全廠共5臺(tái)PLC，全部安裝于中心控制室內(nèi)。PLC采用德國蒂森公司產(chǎn)品，分別編號(hào)為PLC0～4，其中PLC1～4分別與現(xiàn)場MCC(馬達(dá)控制中心)1～4 相連接，PLC0與中控室內(nèi)模擬盤連接。PLC之間采用環(huán)形連接。PLC0，PLC1分別與2臺(tái)上位機(jī)連接。
廠內(nèi)控制方式有MCC控制、手動(dòng)控制、SB(SWITCH BOARD)控制、PLC控制、VDU控制。MCC控制主要是針對(duì)一些重要設(shè)備進(jìn)行保護(hù)性控制，當(dāng)其它控制方式反應(yīng)不及時(shí)或損壞時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)性的啟動(dòng)或關(guān)閉。手動(dòng)控制在其它各種方式中優(yōu)先級(jí)最高，當(dāng)現(xiàn)場打在手動(dòng)控制方式上時(shí)，PLC無控制功能，僅僅監(jiān)視。當(dāng)現(xiàn)場打在自動(dòng)控制方式上時(shí)，中控室操作員可通過上位機(jī)選擇PLC或VDU控制方式。當(dāng)選擇PLC控制方式時(shí)，PLC根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來控制設(shè)備；VDU方式則是中控室操作員通過上位機(jī)直接控制現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行。
3 運(yùn)行中存在的主要問題
3.1 運(yùn)行方式的選擇
濟(jì)南市水質(zhì)凈化一廠于1998年6月開始啟動(dòng)運(yùn)行，由于進(jìn)水實(shí)測(cè)平均COD為200 mg/L，BOD為 65 mg/L，TN為20 mg/L，處理出水COD僅20～40 mg/L，BOD在10～15 mg/L，出水清澈。但由于進(jìn)水BOD僅為設(shè)計(jì)值的30%左右，負(fù)荷較低，在夏季水溫較高的情況下，硝化菌迅速繁殖，出水氨氮曾降至1 mg/L以下，硝酸鹽氮高達(dá)10 mg/L以上，造成二沉池內(nèi)污泥大量上浮，影響出水水質(zhì)。為此現(xiàn)采用類似SBR工藝的間歇曝氣方式運(yùn)行，一方面去除了碳?xì)溆袡C(jī)物，另一方面進(jìn)行了硝化/反硝化過程，達(dá)到了脫氮目的，提高了處理程度。
3.2 出水SS相對(duì)偏高
由于負(fù)荷低，活性污泥的新老交替緩慢，造成污泥容易老化，出水SS偏高。在低負(fù)荷情況下該問題具有一定的普遍性。
3.3 消化系統(tǒng)攪拌力不足
由于設(shè)計(jì)中存在不足，系統(tǒng)的機(jī)械攪拌器無法正常工作。實(shí)際運(yùn)行中加大了污泥循環(huán)泵的運(yùn)行時(shí)間，以緩解攪拌不足的矛盾。同時(shí)延長污泥在消化池內(nèi)的停留時(shí)間，保證了污泥的消化效果。從2年多的運(yùn)行情況來看，消化池運(yùn)行基本穩(wěn)定，由于池型理想，即使在攪拌力不足的情況下，池底部也未出現(xiàn)泥砂沉積現(xiàn)象。
3.4 污泥出路
擬采用美國技術(shù)制作生物有機(jī)肥。
3.5 中水回用
現(xiàn)階段只進(jìn)行廠內(nèi)回用，供給污泥脫水沖洗濾布和廠內(nèi)綠化。
按1999年第21次山東省省長辦公會(huì)提出的利用我廠中水作為黃臺(tái)電廠部分補(bǔ)充水的要求，近期正在為一個(gè)規(guī)模5.5萬 m3/d，投資近8800萬元(包括輸水管線)的中水回用工程進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作。
地 址：歷山北路１９號(hào)
郵 編：250033
電 話：8963013
注冊(cè)日期：7/13/1991
行政區(qū)號(hào)：370105
注冊(cè)資金：26076 (萬元)
職工人數(shù)：248