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污水处理中水回用方案

1300m3/d生活污水处理及回用工程

设

计

方

案

江苏经纬环保科技有限公司

2012-4-26

1工程概况

1.1项目背景

某居民生活小区每天会产生一定量的生活污水，出于对环境保护的需要以及水资源的回收利用，该生活小区拟开展生活污水处理及回用工程项目，为此我方编制了该项目的工程方案以供参考。

1.2设计原则

1.技术成熟，能确保达到相应的设计标准；

2.经济可行，能使工程造价低，且运行节约；

3.维护方便，处理工艺应能方便操作维护；

4.布局合理，处理构筑物布置美观协调。

1.3设计依据

1.《污水综合排放标准》GB8978-1996

2.《城镇污水处理厂污染物排标准》GB18918－2002

3.《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002

4.《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002

5.《农田灌溉水质标准》GB5084

6.《室外排水设计规范》GB50014-2006

7.《给水排水工程构筑物设计规范》GB50069-2002

8.《构筑物抗震设计规范》GB50191-93

9.《供配电系统设计规范》GB50052-95

10.《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-95

11.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）

12.《村镇整治技术规范》GB50445-2008

13．《村镇生活污染控制技术规范》

14.《给水排水设计手册》第4册

1.4工程范围

本方案设计内容包括生活污水处理各构筑物及相应的附属管道、设备等，不含管网收集与输送系统。

2设计规模

2.1设计水量

本工程总设计水量为1300m3/d，污水处理设施按每天24小时连续运行，时设计水量为55m3/h。

其中，污水再生利用工程设计水量为300m3/d,再生利用工程设施按每天24小时连续运行，时设计水量为12.5m3/h。

2.2设计进水水质

参照其它小区生活污水水质，并考虑我国西北地区的气候特点，确定本污水处理项目的进水水质如下表2-1所示。

表2-1设计进水水质

序号

指标

单位

指标值

1

COD

mg/L

350～400

2

BOD5

mg/L

180～250

3

NH3-N

mg/L

30～40

4

TN

mg/L

40～50

5

SS

mg/L

180～250

6

TP

mg/L

5.0～10.0

7

pH

--

6～9

2.3设计出水水质

本工程排放水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的二级标准,具体标准中的数值如表2-2。

表2-2设计出水水质

序号

指标

单位

指标值

1

COD

mg/L

≤100

2

BOD5

mg/L

≤30

3

NH3-N

mg/L

≤25（30）

4

TN

mg/L

--

5

SS

mg/L

≤30

6

TP

mg/L

≤3

7

pH

--

6～9

注：

括号内为水温低于12°C时控制指标。

2.4污水再生利用水质

根据《污水再生利用工程设计规范》，污水再生按用途包括农林牧渔业用水（农灌、造林）、城市杂用水（绿化、清扫）等。

第一类用水水质需满足《农田灌溉水质标准》GB5084,该标准中对各项指标界定如表2-3所示。

第二类用水水质需满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002，其中各项水质指标界定如表2-4所示。

表2-3污水农用水质（旱作）

序号

指标

单位

指标值

1

COD

mg/L

≤200

2

BOD5

mg/L

≤100

3

NH3-N

mg/L

--

4

TN

mg/L

--

5

SS

mg/L

≤100

6

TP

mg/L

--

7

pH

--

6～9

表2-4污水杂用水质（清扫、绿化）

序号

指标

单位

指标值

1

COD

mg/L

--

2

BOD5

mg/L

≤15

3

NH3-N

mg/L

≤10

4

浊度

NTU

≤10

5

色度

倍

30

6

TP

mg/L

--

7

pH

--

6～9

综上比较,污水杂用更为严格，故确定本工程再生利用水质如表2-5所示。

表2-5设计再生利用水质

序号

指标

单位

指标值

1

BOD5

mg/L

≤15

2

NH3-N

mg/L

≤10

3

浊度

NTU

≤10

4

色度

倍

30

5

pH

--

6～9

3.工艺论证

3.1方案确立

从设计进出水水质看，污水排放所需去除的指标分别为COD、BOD、TP、SS等，它们各自去除率需分别达到75%、88%、70%、88%。

由此，污水主要去除的指标为有机物、以及氮磷等营养元素。

就小水量的生活污水而论，常用的去除有机物、磷的污水处理工艺有A/O生物除磷工艺、厌氧反应器+人工湿地等处理工艺。

常用的污水再生利用处理工艺有混凝—沉淀—过滤、生物滤池等。

本工程中采用比较简捷有效的微絮凝—过滤工艺。

综上，本方案中，选择图3-1两种处理工艺进行比较，。

3.2方案比较

两种工艺方案特点比较如表3-1所示。

从中可知，人工湿地方案虽有较多优点，但由于本工程地处，冰冻期较长，如采用人工湿地，势必需要较大规模的贮水池以贮存冬季污水,因而是不适宜的。

故本工程推荐方案二。

人工湿地方案

A/O方案

优点

缺点

优点

缺点

操作简单

维护方便

工程投资低

可与景观相协调

无污泥处理系统

冬季处理效果不能保证

占地面积大

处理效果好

一年四季处理效果稳定

操作相对复杂

有污泥处理系统

投资较大

4.工艺设计

4.1污水处理系统

●格栅集水井

1.总体尺寸：

3.0×4.0×4.0m

2.材质：

钢混，地下式

3.池前置机械格栅

数量：

一台

栅隙：

5mm

栅宽：

300mm

功率：

0.37KW

4.池内设置潜水提升泵

数量：

三台（二用一备，根据来水量调节运转台数）

型号：

80WQ30-8-2.2

流量：

30m3/h

扬程：

8.0m

功率：

2.2KW

●A/O池+二沉池

1.三池合建，总体尺寸：

10.0×18.0×4.8m

2.材质：

钢混，半地下式

3.A池内设置潜水搅拌器

数量：

两台

型号：

QJB1.5

功率：

1.5KW

4.O池内设置膜片式微孔曝气头

曝气器尺寸：

260mm

数量：

250个

●风机房

1.总体尺寸：

6×4×3.5

2.材质：

砖混

3.池内设置罗茨风机

数量：

二台（一用一备）

型号：

DSL125A

风量：

11.50m3/min

风压：

49kPa

功率：

15KW

●排放水池

1.与二沉池合建

2.有效容积：

10m3

3.池内设置过滤器提升泵

数量：

两台（一用一备）

型号：

KQL40-100（I）

流量：

12.5m3/h

扬程：

12.5m

功率：

1.1KW

4.泵前设置PAC投加计量系统

●过滤器

数量：

两台（并联）

型号：

QLJ800

●回用水池

1.有效容积：

15m3

2.池内设反冲洗水泵

数量：

一台

型号：

50-125（I）

流量：

22m3/h

扬程：

16m

功率：

2.2KW

4.2污泥处理系统

●贮泥池

1.有效容积：

20m3

2.池内设置污泥回流泵

数量：

两台（一用一备）

型号：

KQL50-100（I）

流量：

22m3/h

扬程：

10m

功率：

1.1KW

3.池内设置污泥螺杆泵，泵前设置PAM投加系统

数量：

两台（一用一备）

型号：

G30-1

流量：

5m3/h

扬程：

0.6MPa

功率：

2.2KW

●脱水机房

1.总体尺寸：

6.0×4.0×3.5

2.材质：

砖混

3.内置脱水机,型号：

YR-500

数量：

一台

功率：

1.5KW

●加药间

1.总体尺寸：

6.0×2.0×3.5

2.材质：

砖混

●值班室

1.总体尺寸：

6.0×3.0×3.5

2.材质：

砖混

5.土建设计

本工程方案阶段无地质勘察资料，设计中结合国家设计规范《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）进行设计。

本工程地震设防烈度6度，场地类型Ⅳ类，设计时不考虑地基土的液化问题。

场地内地下水对混凝土及钢构件无腐蚀性，地下水取设计地面下1.0米。

主要设计参数:

⑴设计荷载

风载：

基本风压0.50kN/m2

活载：

各种活载按GB5009-2001《建筑结构荷载规范》及GBJ69-84《给排水工程结构设计》采用。

吊车荷载：

按实际情况取用。

⑵设计标准

钢筋混凝土水池根据其水位与地下潜水间的最大水头，再考虑池壁厚度，确定抗渗要求达S6。

各盛水构筑物采用钢筋混凝土结构，地面建筑物采用框架结构或砖混结构，结合各单体本身的特点以及工艺水位的要求，基础尽量浅埋，考虑到污水厂经济合理性尽量采用天然地基，具体情况须根据地质勘探报告另定。

各类水池采用筏板基础，建筑物则采用钢筋混凝土条基。

⑶结构设计：

A、主要建筑材料

混凝土：

所有盛水构筑物及地下钢筋混凝土构筑物均采用C25，抗渗标号S6；

房屋建筑现浇钢筋混凝土构件及小型预构件均采用C25；

池内填筑混凝土采用焦渣混凝土；

基础垫层采用C10。

钢材：

钢筋：

I级钢筋采用HPB235（Ф表示），强度设计值Fy=210N/mm2；II级钢筋采用HRB335（Ф表示），强度设计值Fy=300N/mm2。

钢预埋件：

采用A3钢。

水泥：

采用32.5级普通硅酸盐水泥。

砖砌体：

设计地坪面以下墙体采用Mu10粘土标准砖，M7.5水泥砂浆砌筑；

设计地坪面以上墙体采用Mu10多孔砖，M5混合砂浆砌筑。

防腐涂料：

由于地下水、土在干湿交替作用下对混凝土及混凝土中的钢筋有弱腐蚀性，所有与土接触的钢筋混凝土构筑物及基础表面均须涂冷底子油两遍和沥青胶泥两遍。

栏杆：

所有建筑物及构筑物上的建筑栏杆，均采用Ф50钢组合栏杆。

B、主要构筑物结构型式

建筑物：

采用混合结构。

基础采用柱下独立基础和墙下条形基础。

构筑物：

本工程属小型的污水处理站，其主要构筑物均为储水构筑物，对结构防水性能有较高的要求。

故储水构筑物均采用钢筋混凝土结构。

在储水构筑物的混凝土中，要加入一定比例的防水剂，用于补偿混凝土的收缩变形，以避免混凝土在温度、干缩、徐变等作用下引起的开裂。

同时，还可提高混凝土的密实度和抗渗性。

同时，也提高了砼结构的抗腐蚀性。

6.电气设计

6.1设计内容

本工程电气设计范围为污水处理站中的全部供配电，具体包括下列设计内容：

1、配电室低压配电系统设计

2、站区内用电设备的供电和控制设计

3、站区内的照明和控制设计

4、站区内配电室和控制室的接地设计

5、配电室和控制室空调及其它用电设计

6.2设计依据

1、根据工艺专业提供的工艺设备容量和控制要求；

2、根据部分仪表自控所提要求；

3、根据站区平面布置图；

4、根据有关电气规范的要求。

6.3电能计量

为掌握本污水站的用电情况，本站两路电压总进线柜内设置有功和无功电度表各一只，用以计量本污水处理装置的电能使用情况。

6.4防雷和接地

5.4.1、本工程内所有低压配电柜、箱、金属外壳、穿线钢管、桥架之金属外壳及所有马达外壳等均须与接地装置做好可靠电气连接，其接地电阻不大于4Ω。

5.4.2、本工程配电室和控制室内接地干线安装高度距地为0.15米，形成可靠接地网。

6.5电力与照明管线敷设方式

1、站区内主要采用直埋和电缆桥架相结合的方式由配电间进入各用电设备。

2、配电室和控制室照明全部采用导线穿钢管暗敷，保证室内美观整洁，室外照明采用电缆桥架方式敷设。

6.6控制方式

本污水处理站处理装置根据要求，主要用电设备采用就地手动控制方式，根据实际情况进行不同场合的切换操作。

本工程的用电设备动力电源为380V，控制电源为220V，照明电源为220V，配电室、控制室配有电源插座、单相双级、单相三级、三相四级三种供用户使用

污水与污泥提升所用潜水排污泵的启闭集所有运行设备与其相应的备用设备之间的切换均用手动进行控制。

6.7施工安装规定

1、本工程设备和构件的安装均采用通用图集的有关规定，安装应与土建密切配合进行，作好孔洞预留、预埋各项工作。

2、其它有关安装和施工应按国家标准GB50254-96《电气装置安装工程施工及验收规范》的要求严格执行。

6.8电保护

1、变压器及高压进线回路

三相定时限过流保护及电流速断保护，过负荷保护。

2、过电流保护；电流速断保护

表6-1污水处理用电设备装机功率

序号

设备名称

单位

数量

装机功率（kw）

实际使用功率（kw/d）

备注

单机

总装

1

机械格栅

台

1

0.37

0.37

8.88

2

提升泵

台

3

2.2

6.6

105.6

3

潜水搅拌机

台

2

1.5

3.0

72

4

罗茨风机

台

2

15

30

360

5

过滤提升泵

台

2

1.1

2.2

26.4

6

反洗泵

台

1

2.2

2.2

0.5

7

污泥回流泵

台

2

1.1

2.2

26.4

8

污泥螺杆泵

台

2

3.0

6.0

6.0

9

脱水机

台

1

1.5

1.5

1.5

合计

54.07

607.28

7.投资估算

一、土建部分

序号

名称

静规格（m3）

（不含池壁、阀板）

数量

单位

总价

（万元）

1

格栅集水井

48

1

座

3.4

2

A/O+二沉池

864

1

座

42.2

3

排放水池

10

1

座

0.5

4

回用水池

20

1

座

1.8

5

贮泥池

20

1

座

1.8

6

风机房

84

1

座

5.8

7

脱水机房

84

1

座

5.8

8

加药间

42

1

座

3.04

9

值班室

63

1

座

4.56

10

基础、管沟

1.2

11

楼梯、护栏

1.5

12

井工程

1.0

13

场地平整

0.5

14

防腐\抹面工程

1.0

15

不可预见费

3.0

16

施工管理费

2.5

小计

79.6

二、设备部分

1

格栅

B=300,b=5mm

1

台

5.8

2

提升泵

80WQ30-8-2.2

3

台

3.6

3

潜水搅拌器

QJB1.5

2

台

3.6

4

膜片曝气器

260mm

250

个

6.75

5

罗茨风机

DSL125A

2

台

5.2

6

过滤器提升泵

KQL40-100（I）

2

台

2.8

7

过滤器

QLJ800

2

台

38.2

8

反冲洗水泵

50-125（I）

1

台

1.6

9

污泥回流泵

KQL50-100（I）

2

台

2.8

10

污泥螺杆泵

G30-1

2

台

3.6

11

脱水机

YR-500

1

台

24.5

12

溶药投药系统

2

座

10.8

13

控制柜

5

套

5.5

14

计量仪表

2

套

4.2

15

管道

8.0

16

阀门

6.0

17

电力电缆

5.5

18

安装辅材

5.5

19

运输费

7.5

20

不可预见费

6.5

21

安装管理费

5.5

小计

163.45

三、间接费

1

设计费

7.5

2

调试\培训\指导费

3.0

3

工程税金

8.5

小计

19.0

上述污水处理工程总计费用为79.6+163.45+19.0=262.05万元

8.人员编制

根据城市建设各行业编制定额试行标准，结合生产规模和工艺要求，本工程完成后，应有运行管理人员3名。

实行三班生产，每班1人。

9.运行成本

直接运行费用包括人工费、药剂费、电费，不计折旧费与设备维护费。

1.运行中的吨水人工费：

3×1500/（1300×30）=0.11元/吨

2.运行中的吨水药剂费约计0.10元/吨

3．运行中的电费：

本工程平均每天用电为607.28kW，电费按0.5元/KW.h计

则吨水运行电费为0.23元/吨

综上，本工程直接吨水运行成本估计为0.44元/吨。