水廠視界 | 探訪德國(guó)Ruhleben污水廠

水處理網(wǎng)訊:Ruhleben 污水處理廠概況

Ruhleben污水廠位于柏林Spandau轄區(qū)，是柏林六個(gè)污水廠中最大的一個(gè)，服務(wù)周邊110萬(wàn)人口。1957年開(kāi)始運(yùn)行，然后歷經(jīng)三次改造升級(jí)。如今日設(shè)計(jì)處理容量24.75萬(wàn)立方米，雨期最大處理容量可達(dá)60萬(wàn)立方米每天。這里不僅1985年污泥焚燒單元就已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行，而且還將在2021年完成四級(jí)深度處理，達(dá)到游泳水水質(zhì)出水標(biāo)準(zhǔn)。

柏林的水循環(huán)體系相對(duì)更新速率較慢。因?yàn)镾pree和Havel河只為柏林城區(qū)提供了較少的水資源，它們通過(guò)河岸過(guò)濾的方式補(bǔ)充到了飲用水的儲(chǔ)備之中。然而，這兩大河流水量的三分之二其實(shí)已經(jīng)被污水處理廠凈化過(guò)一次了。這樣的現(xiàn)狀也對(duì)柏林的污水處理廠提出了很高的要求。在非雨期，柏林城區(qū)要產(chǎn)生65萬(wàn)立方米的污水，在雨期這個(gè)數(shù)字將要翻倍！為此，6座污水處理廠相應(yīng)配套而建立，Ruhleben污水廠就是其中最重要的一個(gè)。

歷史年紀(jì)

1963 第一次擴(kuò)建并且污泥消化單元投入運(yùn)行

1973 新建分流井，并在格柵間后增設(shè)沉砂池，同時(shí)引流出水至Teltow運(yùn)河的泵站投入運(yùn)行

1983 第二次擴(kuò)建，新投入運(yùn)行八座初沉池和六座二沉池

1984 引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，收集泵站投入運(yùn)行

1985 污泥脫水，污泥焚燒單元投入運(yùn)行

1986 脫氮除磷試驗(yàn)設(shè)備投入運(yùn)行

1988 引入化學(xué)除磷工藝（硫酸亞鐵）

1989 堿性濕法煙氣洗滌工藝投入運(yùn)行

1990 擴(kuò)建生化處理單元，新建兩座生化處理池

1992 擴(kuò)建初沉池單元

1993 第三次擴(kuò)建，提高生化處理效率

1996 改造煙氣處理單元，以保證滿足《第十七聯(lián)邦排放控制法》(17. Immissionsschutzverordnung)

1997 啟用渦輪發(fā)電機(jī)組利用高壓蒸汽為廠內(nèi)供電

2010 開(kāi)始接收柏林其他污水處理廠的污泥，并在末端引入紫外線消毒設(shè)備

2012 煙氣處理單元引入活性炭吸附

2021（計(jì)劃） 末端引入絮凝過(guò)濾工藝（四級(jí)處理）

平面布置圖

白色區(qū)域?yàn)榈谝淮螖U(kuò)建區(qū)域，淺綠色為第二次擴(kuò)建區(qū)域，深綠色為第三次擴(kuò)建區(qū)域

通過(guò)現(xiàn)如今的污水廠平面布置圖，我們可以清晰的辨別，污水廠在不同時(shí)期分別進(jìn)行了怎樣的改造升級(jí)， 同時(shí)我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一處理單元，污水廠也使用了不同的處理工藝。污水廠之所以要如此升級(jí)擴(kuò)建，是為了與柏林的人口規(guī)模相適應(yīng)，同時(shí)也不斷的滿足水務(wù)管理部門(mén)提出的更加嚴(yán)苛的出水標(biāo)準(zhǔn)。

柏林每日產(chǎn)生的污水通過(guò)地下管廊的輸送和污水泵站的提升， 最終運(yùn)送到相關(guān)轄區(qū)的污水處理廠。柏林地下的污水輸水管網(wǎng)足足有1萬(wàn)千米之長(zhǎng)，其中五分之一是雨污合流制管網(wǎng)（Sbahn環(huán)線內(nèi)），其余的則為雨污分流制管網(wǎng)。為了讓整個(gè)城市更加的“海綿”，柏林也在市區(qū)內(nèi)（比如波茨坦廣場(chǎng)）以及污水廠中興建更多的雨水容納設(shè)施。

1. 處理功能單元

Ruhleben污水廠主要由三大功能單元組成，污水處理單元，污泥處理單元和煙氣處理單元。而其中的污水處理單元又包含了機(jī)械處理和生化處理部分。

1．1 機(jī)械處理單元

機(jī)械處理單元包括分流井，隔柵間，沉砂池和初沉池。

分流井

污水通過(guò)有壓管網(wǎng)提升至污水廠，之后在混合管段和污泥脫水產(chǎn)生的廢水充分混合，然后通過(guò)三個(gè)管路流至分流井。在分流井中，這些污水將會(huì)在磁力流量記的監(jiān)測(cè)下，被平均分配到6條水槽中。其中，分流井中的溢流槽會(huì)在隔柵間發(fā)生故障時(shí)，引流部分污水越過(guò)隔柵間直達(dá)初沉池。包括隔柵間，沉砂池以及連接他們的水槽都是封閉式的運(yùn)行方式，這其中揮發(fā)的廢氣H2S VOC都將會(huì)被收集，然后導(dǎo)入廢氣處理設(shè)備進(jìn)行凈化。

隔柵間

格柵間設(shè)置了6組粗細(xì)格柵。其中細(xì)格柵寬為1.9米，柵間距為8mm，平均每小時(shí)可以產(chǎn)生廢渣5至6噸。

沉砂池

6組沉砂池緊緊連接在相應(yīng)的隔柵間之后，池中的運(yùn)行水位會(huì)隨著水力負(fù)荷的不同，在1到2米之間浮動(dòng)。池體末端的比例出水堰保證了不受水力負(fù)荷影響的，且穩(wěn)定在0.3m/s的平穩(wěn)出水。沉入底部的砂石會(huì)被鏈板式刮砂機(jī)，逆水流方向推入底部砂斗，平均每小時(shí)可沉淀砂石2至4噸，然后再通過(guò)壓力氣泵將砂石運(yùn)送到砂洗容器。在沙洗容器中，附著在砂石上有機(jī)物質(zhì)會(huì)被進(jìn)一步去除。最終清潔的沙礫會(huì)被貯藏在貯砂容器中。

初沉池

在初沉池環(huán)節(jié)，由兩組池體構(gòu)成，分別為一組6個(gè)池子（容積6480立方米）和一組10個(gè)池子（容積12000立方米）。在非雨期，初沉池的平均水力停留時(shí)間為1.8個(gè)小時(shí)。沉降的污泥也同樣會(huì)被帶式刮泥機(jī)逆水流方向推至底部泥斗，然后傳送至后續(xù)污泥處理環(huán)節(jié)。池中平均流速為0.008 m/s，平均每日產(chǎn)生污泥2 500 - 3 000 m3/d。

在此環(huán)節(jié)產(chǎn)生的漂浮物，主要是油脂，平均每日一噸，將會(huì)通過(guò)翼板間歇式地被去除，

根據(jù)相關(guān)法規(guī)，所有在機(jī)械處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物都會(huì)被盡量回用，如若不行，將選擇清潔的方式進(jìn)行清運(yùn)。

初沉池的出水會(huì)依據(jù)相同的體積負(fù)荷分配到后續(xù)的生化處理單元。

1．2 生化處理單元

在生化處理環(huán)節(jié)，水中的懸浮物，溶解的有機(jī)物以及溶解的無(wú)機(jī)物將會(huì)被微生物群的新陳代謝過(guò)程去除。無(wú)機(jī)物的進(jìn)一步去除，是通過(guò)特殊的生化反應(yīng)，或是投加一定的化學(xué)藥劑實(shí)現(xiàn)的。Ruhleben污水廠的出水中，總磷遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定的0.5 mg/I，氨氮低于5 mg/I，總氮低于13 mg/I。Ruhleben污水廠用三組生化池，分別為一組6個(gè)（運(yùn)行水位3.15 m，容積52500 m3），一組6個(gè)（運(yùn)行水位5.15 m，容積84000 m3），一組4個(gè)（運(yùn)行水位厭氧缺氧區(qū)8.15 m，好養(yǎng)區(qū)5.65 m，容積62000 m3）。

生化池

在生化處理環(huán)節(jié)，會(huì)不斷的生成絮狀污泥，而這些污泥是由微生物菌群代謝而來(lái)的產(chǎn)物和附著其上懸浮物組成的。微生物菌群攝入污水中的有機(jī)物和一部分無(wú)機(jī)物，并將它們吸收代謝。

生物除磷單元須在始段設(shè)置厭氧環(huán)境，然后在末端設(shè)置好養(yǎng)環(huán)境，這樣Polyphosphate-Accumulating-Organisms (PAO)微生物菌群就可以吸收其中96 %的磷。如果缺少了這樣的環(huán)境轉(zhuǎn)變，水中的磷大約只有30 %會(huì)被去除。

同步脫氮主要由兩步反應(yīng)完成。水中的氨氮，會(huì)在好養(yǎng)條件下，從亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，即硝化反應(yīng)。在缺氧環(huán)境下，硝酸鹽會(huì)被還原成氮?dú)猓捶聪趸磻?yīng)。為了保證80 %左右的氨氮去除效率，需要將內(nèi)回流比設(shè)置在3或者4。