水处理厂重建方案.docx
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水处理厂重建方案
企业生活污水厂重建方案
2018年6月9日
企业生活污水厂重建方案
一、工人村污水处理厂现状
企业煤矿工人村生活污水主要来源于工人村居民生活用水、职工食堂用水、医院用水、职工单宿用水、冬季锅炉清洗用水和各商业网点用水等，配套建设的生活污水处理系统于1986年3月投入使用，设计日处理规模1500吨日，至今已达到27年。
1、服务人口
是为煤矿生产配套而建的职工家属住宅区，目前共有居民住户1700余户约5100人，另有单身职工约1800多人，与之配套的还有小区医院、职工食堂、幼儿园、子弟学校、商店、派出所、街道办事处、物业公司等，流动人口约有1000人，合计有常住居住人口约8000人。
2、处理规模
主要污染物为化学需氧量COD、悬浮物SS、氨氮、动植物油和大肠杆菌等等有微生物，设计日处理规模1500吨日，目前实际日处理量约为1000吨。
3、工艺流程
污水集水池→格栅→调节池→提升泵房→沉砂池→曝气池→沉淀池→排放或利用
4、存在的问题：
（1）设备超期运行，锈蚀十分严重。
工人村污水处理系统建于上世纪80年代，1986年投产运行。
目前该污水处理厂除渣系统---格栅已完全损坏；沉砂池导流板、细格栅均已锈蚀或损坏；曝气池叶轮、导流窗锈蚀严重；污泥池排泥阀锈蚀严重，无法正常使用；污水泵选型不合理，多带病运行；人行踏板存在安全隐患，维修不便。
（2）缺乏化验器材及人员，运行管理困难。
该污水处理厂由于缺乏化验器材、化验人员和必要的污水泵司机，在运行过程中不能及时掌握水处理的程度、效果，对污水处理过程中出现的问题不能进行及时调整。
（3）排放标准日益严格，稳定达标排放难以实现。
由于水处理系统建造于上世纪80年代，目前设施设备均出现不同程度的锈蚀，导致污水处理效果不太理想；同时随着国家对氮、磷等营养物质的排放要求越来越严格，传统的活性污泥处理工艺已无法满足日益严格的排放标准。
（4）没有实行雨污分流，排污负担增加。
根据目前环保要求，居民住宅小区要实行雨水和污水分流。
工人村小区虽然有雨、污水分流系统，但由于多方面原因，原建地下污水道和雨水道多处涵管拥堵、交叉、断流，部分路段积水严重，雨水道和污水道串通混流现象很严重，尤其是在雷雨季节，大量的雨水经污水道进入生活污水处理厂，造成生活污水超能力排放，且混合水中悬浮物含量高，并且水量波动大，给污水处理带来困难。
（5）设备生产厂家转产，维修配件购置困难
由于原厂家已不再生产该类设备产品，且部分设备属于淘汰的产品，一旦设备或配件损坏，很难在市场上购买，维修极为不便。
（6）居民楼缺少化粪池。
工人村共有35栋居民楼，只有10栋楼有化粪池（13、15、16、17、29、30、31、33、34、35），而且还有三栋楼化粪池埋在水泥路下（15、16、17），其它楼都没有化粪池，使生活污水无法进行初步沉淀，直接进入污水道，容易造成污水道堵塞。
二、工人村污水厂综述
1、原水处理工艺综述
实际应用表明，工人村污水处理厂在建设初期水质较好，基本能够满足水污染物排放标准，但随着多年来的使用，设施设备老化、锈蚀严重，系统维护管理日益困难；同时随着国家对氮、磷等营养物质的排放要求越来越严格，该处理工艺已无法满足日益严格的排放标准。
2、重建建议
根据以上分析，现有的污水处理系统已很难满足我矿发展和社会环境的需要，为做好污水达标排放工作，尤其是做好氮、磷等营养物质的达标排放，满足人民日益对环境的要求，建议对工人村污水处理系统进行重建，对工人村范围内的排污管道、雨水管道重新布局、改造，实现雨污分流，并增加家属楼化粪池。
3、新建处理厂规模
根据企业工人村近5年来的生活用水使用情况，取生活污水平均日产生量为1000立方米，考虑一定的安全系数和工人村远期规划，拟建生活污水处理厂一座，设计处理水量1500立方米∕日，设计处理能力62.5/小时，出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准要求。
4、其它配套建设工程
（1）部分雨污道排水系统改造
工人村小区虽然有雨水、生活污水的分流，但是使用25年后，原建地下雨水道和污水道涵管拥堵、断流，部分路段积水严重，雨污道串通混流，每到雨季。
雨水流入污水处理厂，造成生活污水的悬浮物含量高，并且波动大难处理，所以建议对工人村排污管道、雨水管道重新布局。
根据实地考察只要对雨污分流排水道严重堵塞、混流部分改建就可改变现状。
雨水道改造路线：
电影院→单宿东门→医院→幼儿园、8#楼约240米
污水道改造路线：
电影院→单宿东门→医院→幼儿园、8#楼→工人村小区东南门约440米
（2）居民楼化粪池建设
按相关环保要求：
小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，而且化粪池应与污水处理相结合。
目前我矿工人村共有居民楼35栋，只有10栋楼有化粪池（13、15、16、17、29、30、31、33、34、35），而且其中还有三栋楼化粪池埋在水泥路下（15、16、17），其它25栋楼都没有化粪池，需要增加25栋楼50个单元的化粪池，对3栋楼9个单元的化粪池进行改造，需要增加和改造的化粪池供59个。
三、国内水处理常规技术综述
水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素，随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。
目前生活污水常规处理包括一级处理（机械处理等）、二级处理（活性污泥处理法、生物膜法等）和污水的深度处理，处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR、CCAS等多种工艺。
污水处理工艺流程一般包括机械处理系统、生化处理系统、消毒系统和污泥处理系统4部分，本文对污泥处理系统不做详述。
1、A2/O法：
集水池→格栅→调节池→提升泵→沉砂池→厌氧水解池→接触氧化池→二沉池→经消毒后排放或利用
A2/O系统一般采用推流式活性污泥系统。
原污水首先进入厌氧区，兼性厌氧的发酵细菌将废水中的可生物讲解的大分子有机物转化为VFA（挥发性脂肪酸）这一类小分子发酵产物。
聚磷菌可将菌体内积贮的聚磷盐分解，所释放的能量可供专性好氧的聚磷细菌在厌氧的“压抑”环境下维持生存，另一部分能量还可供聚磷细菌主动吸收环境中VFA一类小分子有机物，并以PHB形式在菌体内贮存起来。
随后废水进入缺氧区，反硝化细菌就利用好氧区中经混合液回流而带来的硝酸盐，以及废水中可生物降解无机物进行反硝化，达到同时去碳和脱氮的目的。
厌氧区和缺氧区都设有搅拌混合器，以防污泥沉积。
接着废水进入曝气的好氧区，聚磷菌除了可吸收、利用废水中残剩的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，放出的能量可供本身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶磷，并以聚磷盐的形式在体内贮积起来。
这时排放的废水中溶磷浓度已相当低。
好氧区中有机物经厌氧区，缺氧区分别被聚磷菌很反硝化细菌利用后，浓度已相当低，这有利于自养的硝化细菌生长繁殖，并将NH4+经硝化作用转化为NO3-。
非聚磷的好氧性异养菌虽然也能存在，但它在厌氧区中受到严重的压抑。
在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于劣势。
排放的剩余污泥中，由于含有大量能过量积贮聚磷盐的聚磷菌，污泥中磷含量很高，因此可较一般的好氧活性污泥系统大大地提高了磷的去除效果。
工艺流程图如下图所示。
A2/O工艺是厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic/Anoxic/Oxic）生物脱氮除磷工艺的简称，它是在A/O（Anoxic-Oxic）工艺基础上增设了一个缺氧区，具有同步脱氮除磷的功能，具有适应能力强；耐冲击负荷；高容积负荷；总的水力停留时间少于其他同类工艺，不存在污泥膨胀；排泥量非常少；具有较好的脱氮效果等优点，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂；
缺点是；A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高。
2、SBR法：
集水池→格栅→调节池→提升泵→初沉池→SBR反应器→过滤→经消毒后排放或利用
SBR法（SequencingBatchReactor）即间歇式活性污泥法。
SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。
其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。
通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。
主要特点有：
出水水质较好；占地少；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。
3、CCAS法：
集水池→格栅→调节池→提升泵→沉砂池→CASS池→经消毒后排放或利用
CCAS工艺是在SBR（SequencingBatchReactor，序批式处理法）的基础上改进而成，对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。
经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速（0.03-0.05m/min）进入反应区。
在主反应区内依照“曝气（Aeration）、闲置（Idle）、沉淀（Settle）、排水（Decant）”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。
各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的程序，由计算机集中自控。
CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势，因省去了初沉池、二沉池，工艺流程简洁，布局紧凑，较普通活性污泥法一次建设费用低；由于曝气地周期性，池内溶解氧浓度是变化的，在每一周期开始时，氧浓度梯度大，传递效率高，因而运行费用省；运行管理简单可靠，不易发生污泥膨胀，运行安全可靠，并且污泥产量少，净化效果好，氨氮去除率可以达到85％，总氮去除率可达95％，有机氮去除率可达96％，BOD去除率可达95％，悬浮物的去除率则高达98.3%～99.6%。
缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高。
4、合建式表面曝气:
集水池→格栅→调节池→提升泵→初沉池→曝气池→二沉池→经消毒后排放或利用。
该工艺具有处理能力高，出水水质好等优点，但却普遍存在着基建费、运行费高，能耗大，易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题，且不能去除氮、磷等无机营养物质。
5、集水池→格栅→调节池→提升泵→初沉池→生物转盘→二沉池→经消毒后排放或利用（物化方法）
多适用于城市污水、高浓度有机废水处理
四、新建水处理厂工艺选择
1、水处理工艺选择原则
结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个原则：
（1）总投资省。
（2）运行费用低。
（3）占地省。
（4）脱氮除磷效果显著。
（5）维护管理方便
（6）现代先进技术与环保工程的有机结合。
2、工艺方案初步筛选
根据低能耗、高效率、剩余污泥少、方便操作管理，以及实现氮、磷回收和处理水回用的原则，通过咨询部分设计院和对徐州市部分企事业单位、生活小区生活污水处理实际运行经验的调查，结合我矿生活污水的水量、水质和出水要求等情况，现对上述第1、3种污水处理工艺流程进行比较。
方案一：
采用A2/O法。
工艺流程为：
集水池→格栅→调节池→提升泵→初沉池→厌氧水解池→接触氧化池→二沉池→经消毒后排放或利用
方案二：
采用CCAS法。
工艺流程为：
集水池→格栅→调节池→提升泵→沉砂池→CASS池→经消毒后排放或利用
3、初选方案对比与分析
项目
方案一
方案二
说明
CCAS法
采用A2/O法
投资
低
高
运行费用
省
高
占地
少
偏高
现场管理
简单可靠，
要求高
污泥膨胀
不易
不存在
排泥量
少
非常少
水力停留时间
少
少
冲击负荷
耐
耐
容积负荷
高
高
适应能力
强
强
脱氮效果等优点
好
较好
（1）综合上述方案的技术及经济比较情况，可以看出方案一和方案二各有自己不同的优势与不足，两种工艺均耐冲击、容积负荷高、适应能力强，均能达到较好的处理效果。
（2）方案一在基建投资、运行费用、对氮的去除效等方面的工艺特性优于方案二。
从占地面积小、投资省、易于实现自动化控制等方面来考虑，方案一CCAS工艺均优于方案二A2/O工艺，因此推荐方案一CCAS工艺作为污水处理厂的工艺方案。
五、工程预期与造价估算
（一）工程预期8个月
1、工图设计：
1个月
2、工程施工：
5个月
3、调试验收：
2个月
（二）工程造价估算（298.59万元）
1.污水厂建设工程（费用225万元）
拟重新建设一座日处理1500立方CASS污水处理系统，设计处理能力62.5/小时，出水水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准要求。
参照我矿大井污水处理建设规模情况和咨询环保专业人员，估算工程造价费用约225万元
工程范围包括：
设备采购安装、管线及附属设施、附件、电器、仪表、控制等的设计、采购、制造、安装、调试、各类验收等，还包括化验器材配备、在线监测、远程自动化控制等费用。
工人村生活污水处理系统费用估算
序号
名称
预算价
（万元）
备注
1
拆除费用
5
2
设计费
5
3
土建工程
65
包含集水池、调节池、沉砂池、CCAS池、加药间、泵房、值班室、化验室、污泥回流池、回用水池等
4
主要设备采购
60
包含除渣机、格栅、提升泵、CCAS主体、消毒系统、加药泵、污泥泵、仪器仪表、电控系统、视频监控及自动化控制等
5
安装、调试费
20
6
管道费用
10
7
化验器材配备
30
8
COD、流量计
20
9
其它费用
10
包含排污口整治、监测、验收费用
10
合计
225
2.雨污分流系统改造工程（费用约61.2万元）
据实际考察只要对雨污分流排水道严重堵塞、混流部分改建约680米，就可改变现状。
工程建设拟埋设深度4米，排水涵管选直径1.5米，据集团公司工程造价信息，工程造价每米约900元。
雨水道改造路线：
电影院→单宿东门→医院→幼儿园、8#楼约240米
污水道改造路线：
电影院→单宿东门→医院→幼儿园、8#楼→工人村小区东南门约440米，小计：
680米×900元∕米=61.2万元
3、化粪池建设工程，（费用约12.39万）
拟在25栋家属楼50个单元建规格2号（使用人数120以下）化粪池50座，对3栋家属楼9个化粪池进行改造，据集团公司工程造价信息，每座约2100元，小计：
59×2100元∕座=12.39万元
4、工程总造价
225+61.2+12.39=298.59万元
六、结论和建议
1、结论
经过CCAS污水净化系统处理后的出水，其悬浮物的含量小于3毫克/升，浊度也小于3度（毫克/升），达自来水标准，不再会堵塞输水管路；出水中残存的氮含量已经很低，可以免去除氮的深度处理投资及其运行费用，并且已经经过了良好的消毒。
将此出水取代自来水作为企业绿化用水，将大大节省企业的淡水资源，减轻企业的供水压力，对企业的整体经济发展定会产生十分巨大的效益。
2、建议
（1）必须结合企业煤矿的实际情况，从流程简洁、占地面积小、投资省、易于维护管理、自动化控制程度高等方面来综合考虑，进一步进行全面的技术、经济比较后最终确定最佳的工艺方案。
（2）为了保证污水系统和污水处理厂运行的良性循环，必须配备一批素质高、文化底子厚的年轻操作员工。
（3）污水处理厂建成后应制定严格的操作和维修管理措施，并完善各种规章制度。
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