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乌鲁木齐河东污水处理厂及再生水项目扩建工程

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获奖年度2023

专业分类市政公用工程设计

获奖等级一等奖

设计单位中国市政工程西北设计研究院有限公司

设计人员史春海、李建、王斌、王海梅、马小蕾、孔德阳、赵丽萍、张满彪、华海洁、徐梓恒、张宁、谢佳奇、王茜、魏锁鹏、王靖、刘光耀、伍志刚、马崇亮、陆朴荣、王庆丽

项目简介

   本工程扩建部分处理规模为10万m3/d,总变化系数KZ为1.6;改建工程处理规模30万m3/d,工程实施完成后河东污水厂及再生水厂总处理规模达到40万m3/d。工程总投资68677.01万元其中工程费用57657.77万元其他费用4511.19万元预备费用3108.45万元,建设期利息2558.87万元

一、项目难点及先进性:

乌鲁木齐市河东污水处理厂处理规模为40m3/d,在此基础上,2008启动河东污水处理厂中水深度处理建设项目,一期工程设计规模10m3/d,于20135月正式通水;二期工程设计规模10m3/d20173月投入运行。河东再生水厂三期工程设计规模10m3/d,至201710月完工,一、二、三期工程设计规模共30m3/d

随着经济社会的发展和水质标准的提高,进水污染物浓度增加,已经超过原设计水质指标,同时,《水污染防治行动计划》明确现有城镇污水处理设施要因地制宜进行改造,要求 2020 年底前达到相应排放标准或再生利用要求,河东污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准已不能满足国家标准,因此,该工程亟需进行提升改造,同时需要提高处理规模,与总处理规模(40m3/d)匹配。

乌鲁木齐市河东再生水厂是国内大规模的将二级出水改造至达到一级A标准的再生水处理厂,也是新疆地区最大的再生水厂;本工程新建再生水厂采用“AO生物池+MBR膜池”工艺,现有水厂采用两级曝气生物滤池+高密度(加砂)沉淀池工艺。现有污水处理厂通过对核心处理构筑物两级曝气生物滤池及高密度(加砂)沉淀池的改造,提高了其处理能力。工程设计的难点及先进性具体如下:

1)先进的“双工艺”处理,国内大规模的将二级出水标准改造至达到一级A标准的再生水处理厂。

河东再生水厂扩建及三期工程采用先进的“AO生物池+MBR膜池”工艺,具有较强的前瞻性。本工程利用MBR膜的高效分离作用,分离效果远好于传统沉淀池,再生水厂出水感官极其清澈悬浮物和浊度趋于零,细菌和病毒被高效去除出水水质优良、稳定,部分指标由于一级A标准,可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用

两级曝气生物滤池是一种高效的上流式生物膜污水处理工艺,同向流的工艺空气穿过淹没和飘浮的细小颗粒滤料,具下优点:过滤是以一种使滤料压缩而不是扩散的方向进行的,因而更能够提高截获悬浮物质的能力,使悬浮物达到很低的水平。曝气作用使颗粒状滤料上形成一层生物膜,生物膜上的微生物利用水中溶解氧消耗溶解态的污染物,同时由于滤料的吸附和过滤作用,不能降解的颗粒状污染物也被截留。该工艺具有良好的脱氮除磷及过滤效果。

2)高密度(加砂)沉淀池创新增加斜板自动冲洗系统,高效自动化,减小了管理人员工作量,解决了斜管上淤积污泥不定期滑落导致出水SS浓度上升的问题,此技术已获得实用新型专利授权。

现有再生水厂高密度(加砂)沉淀池设计时斜管采用人工定期冲洗,运行时出现斜管上淤积污泥不定期滑落增加出水SS浓度的问题,因此,本设计时增加自动冲洗系统。该系统的优点如下:

①该系统为在线空气清洗,无需停产运行

分段(区域)逐步清洗,因此在清洗过程对沉淀出水水质没有明显的影响;

③自动控制,无须消耗人工,大大减少人工冲洗的频率。

3)碳减排技术—水源热泵技术应用。

水源热泵可利用的污水水体温度,以污水为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染。水源热泵用于采暖无需设置煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积远小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。与空气源热泵相比,其运行效率要高出2060% ,水源热泵的制冷、制热系数可达3.8~6.0,运行费用仅为普通中央空调的4060% 。水源热泵是一种清洁、可再生能源能源,系统运行过程中,无燃烧,无任何固态、液态或气态污染物排放,是“绿色”供暖(冷)的环境系统工程,践行了碳减排理念。

二、综合效益

1)践行碳减排理念,再生水厂出水全部回用于荒山绿化。

河东再生水厂利用未经除磷脱氮的二级出水作为水源,采用高效、先进的处理工艺进一步处理后使出水水质达到一级A标准,在满足再生利用的出水标准条件下,有效的降低了碳源、除磷药剂等的投加,减少了直接碳排放。同时,再生水厂出水用于八道湾、雪莲山、东大梁等山体绿化浇灌,有效的降低了自来水使用量,避免了再生水直排河道对水环境容量的挤占,有效的降低了给排水系统碳排放量。

2)落实国家政策,实现污水资源化,改善乌鲁木齐水资源短缺困局。

国家发展改革委批准的《新疆水资源平衡论证报告》中确定乌鲁木齐市(含兵团)用水总量控制红线为:202013.78亿m3(兵团1.17亿m3),203013.84亿m3(兵团1.125亿m3);与自治区下达的用水总量控制指标缺口为:20201.22亿m320303.16亿m3。很明显水资源不足成为制约乌鲁木齐市社会、经济发展的主要因素。

2015年乌鲁木齐进入城市市政排水管线废污水量1.89亿m3,集中处理量1.86亿m3,城市废污水集中处理率98.2%,再生水利用量为0.35亿m3,仅占处理量的18%,利用率较低。河东再生水厂处理规模40m3/d,其出水可全部回用,实现污水资源化,保障了乌鲁木齐市社会、经济发展用水需求。同时促进了行业的发展,为国内类似污水厂提供了很好的借鉴作用,工程示范效应显著。