房地产管理中铁二十二局良乡基地职工住宅南区污水处理方案.docx

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房地产管理中铁二十二局良乡基地职工住宅南区污水处理方案

（房地产管理）中铁二十二局良乡基地职工住宅南区污水处理方案

中铁二十二局良乡基地职工住宅楼项目

南区新建污水处理工程

技术方案

北京市环科环境工程设计所

二○一七年九月二十日

本方案的报价说明：

（1）远期设计处理规模为800m3/d，共分为三期建设，每期为总处理规模的1/3。

（2）土建工程按远期规模一次性建成。

（3）核心设备MBR膜组件及配套水泵风机等设备分期采购安装，本方案报价为一期设备。

并附二、三期需要安装的设备清单。

（4）关键单元MBR好氧池分为三个序列并行运行，一期只运行其中的一个序列（MBR好氧池A）

（5）污水处理站的臭气治理部分报价单独列出。

一、概况1

1.1项目背景1

1.2设计原则1

1.3设计依据2

1.4工程范围2

二、设计水质水量及排放标准2

三、工艺路线选择3

3.1污水处理工艺选择3

3.1.1可供借鉴的成功经验3

3.1.2MBR工艺比选3

3.4污泥处理工艺选择10

四、工艺流程12

五、工艺设计说明13

5.1工程实施方式13

5.1新建污水站构筑物13

5.3主要设备表14

六、经济分析16

6.1用电负荷表16

6.2成本计费标准17

6.2.1物耗计费标准17

6.2.2折旧计算标准17

6.3废水处理系统运行成本估算17

七、投资费用估算18

7.1工程总投资估算18

7.2总投资各部分基价19

7.2.1土建工程部分19

7.2.2新增设备部分20

7.2.3远期需要采购安装的设备22

八、污水站除臭系统23

8.1除臭系统的主要工作流程：

23

8.2除臭风量计算：

23

8.3除臭系统主要配置：

24

8.4除臭系统的投资估算见下表：

25

九、平面图26

一、概况

1.1项目背景

中铁二十二局良乡基地职工住宅楼项目，分为南北两区。

北区于2013年建成，配套建有一座全地下式的污水处理站，原设计日处理规模为600m3，污水处理后达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》GBT18920-2002：

冲厕/杂用标准要求。

南区在建。

目前，该住宅区周围没有市政污水管网，北区污水处理站处理后的出水排至南区一临时贮水池内。

该贮水池已经处于满水状态，无接纳能力，根据环评要求，小区内生活污水需经妥善处理后排入西侧的小清河（IV类水体），排水达到《北京市地方标准-水污染物排放标准》（DB11/307—2013）中的“排入地表水体的水污染物排放限值”的B排放限值要求。

现状情况是北区生活污水量仅有200m2/d左右，且污水站基本处于停运状态。

南区建成后，两区生活污水总量最大值约为700~800m3/d。

本方案考虑在南区新建一座污水处理站，日处理规模为800m3。

南区的生活污水经自化粪池后自流至污水站进行处理。

北区污水站仅作为水质水量的调节池利用，污水自流或压力输送至南区污水站。

同时本方案充分考虑近期水量较小的情况，将主要设施和设备设计成多个序列并联运行，根据实际情况分期实施。

本方案充分考虑了污水处理站建成后，业主可能缺乏污水处理的专业技术人员，对污水站的运行和维护有一定的难度等情况，将其设计为具有较高自动化控制水平的污水站，平时只需要1~2人对污水站进行维护管理即可。

1.2设计原则

Ø选用处理效果稳定可靠、高效节能、抗冲击能力强、操作管理方便、运行安全可靠的工艺。

Ø充分考虑拟建污水站所处区域的环境、卫生等要求。

Ø执行国家环境保护有关法津、法规、标准、规范的原则。

Ø合理优化水力高程，电气控制，降低运行费。

Ø关键设施和设备可分为多序列并联运行，并能分期实施。

1.3设计依据

Ø《给排水设计手册》

Ø《室外排水设计规范》

Ø《建筑给水排水设计规范》

Ø《给水排水工程结构设计规范》

Ø《低压配电设计规范》

Ø业主提供的水质资料及相关文件

Ø国家其他相关规范及法律法规、技术标准文件

1.4工程范围

本废水治理设施为新建工程，工程范围包括污水处理站的工艺、电气、建筑结构以及其他配套专业的设计、工艺设备和电气自控设备及配套材料的采购安装、运行调试和人员培训等技术服务。

二、设计水质水量及排放标准

根据生活污水常规水质分析结果，得出改造工程的设计水质，见下表。

表2-1污水站改造设计水质水量表

项目

COD

（mg/L）

BOD

（mg/L）

SS

（mg/L）

氨氮

（mg/L）

pH

日均流量

（m3/d）

生活污水

350~450

150~200

100~200

25~30

6.0~9.0

800

经过处理后的出水要求达到《北京市地方标准-水污染物排放标准》（DB11/307—2013）中的排入地表水体的水污染物排放限值中的B排放限值，其水质指标要求详见表2-2。

表2-2《北京市地方标准-水污染物排放标准》（DB11/307—2013）

序号

项目

排入地表水体的B排放限值

1

pH

6.0~9.0

2

化学需氧量（CODCr）

30

3

五日生化需氧量（BOD5）/（mg/L）

6

4

悬浮物（SS）/（mg/L）

10

5

氨氮/（mg/L）

1.5（2.5）

6

总氮/（mg/L）

15

7

总磷（以P计）/（mg/L）

0.3

注：

表中除注明外均为最高限值。

三、工艺路线选择

3.1污水处理工艺选择

3.1.1可供借鉴的成功经验

目前只有在城市污水厂建设领域，有将污水处理至相当标准的经验，也就是常说的“一级A”提标技术。

国家投入巨资在城市污水厂提标工艺上开展了广泛的研究，目前比较可行的工艺技术路线如下：

1.强化生物处理+物化后处理

2.MBR工艺

3.强化生物处理+物化处理+CMF膜过滤

上述工艺路线可以将现有的城市污水处理至“一级A”限值水平。

目前该项目面临的问题比城市污水提标至一级A更为严峻，原因有两个：

一是污水水质更为复杂，污染物浓度更高；二是“北京市污染物新标准的B限值”较“一级A”更为严格，如COD≤30mg/L，BOD≤6mg/L，而“一级A”为COD≤50mg/L，BOD≤10mg/L。

NH4+-N、TP也是如此。

因此可供我们选用的技术，目前只有MBR较为可靠。

MBR在城市污水和其他一些工业废水中已有非常成功的经验，工艺技术完全成熟可靠。

3.1.2MBR工艺比选

3.1.2.1膜生物反应器（MBR）工艺原理：

膜生物反应器（MBR）技术是由膜分离技术与生物反应器相结合而形成的一种生物化学反应系统。

膜生物反应器工艺的实质是生物降解与膜分离相互影响、共同作用的过程，即MBR在利用微生物对水中可生物降解污染物进行生物转化的同时利用膜组件分离水中不可生物降解杂质，并截留生化反应的产物——生物体。

由于具有固液分离率高、出水水质好、处理效率高、占地空间小、运行管理简单、剩余污泥少等优点，目前在污水处理中占据越来越重要的位置。

3.3.2.2膜生物反应器（MBR）具有以下优点：

（1）出水水质好：

出水SS和浊度均接近于零，MBR中膜分离单元良好的截留作用使膜的渗透液中不含固体和大分子胶体物质，悬浮物质被完全截留。

（2）污染物去除率高：

MBR中高效的固液分离作用保证了MBR内有较高的污泥浓度，这使得生物反应器内获得很高的生物浓度，极大地提高了生物降解能力。

（3）氨氮去除率高：

MBR中膜的高效截留作用实现了反应器中水力停留时间和污泥停留时间分离。

可以非常容易地控制SRT，以适应增长缓慢的硝化细菌生长的需要，进而提高系统的硝化能力。

（4）难降解有机物降解效率的提高：

膜的截留作用还可以延长大分子物质和降解难降解有机物的微生物在反应器中的停留时间，有利于难降解物的去除。

同时反应器内活性污泥浓度的增大，提高了生化反应速率，也有利于难生物降解有机物的去除。

（5）设备紧凑，占地小：

膜生物反应器内污泥浓度高，装置容积负荷大，污泥负荷低，使设备体积大大减小，减少了占地面积，使MBR的系统流程大大简化。

（6）系统易于采用PLC控制，在附加适当的在线检测仪表后，可实现全程操作控制自动化。

3.3.2.3膜生物反应器基本流程及与传统活性污泥法的区别

膜生物反应器基本流程图如下：

图A膜生物反应器基本流程图

传统活性污泥法和膜工艺的区别：

图B传统活性污泥法和膜工艺的区别

从图A和图B可以看出，采用MBR活性污泥工艺与传统活性污泥工艺相比，工艺单元更为简单，设备和设施更好，特别适合于现有设施的利旧改造和水质提升项目。

3.1.2.4膜组件种类及比较：

MBR工艺中最为关键的设备是膜组件，一般来说，膜组件的形式主要有平板式、管式、卷式、毛细管式、中空纤维式等。

而淹没式工艺中多采用中空纤维式和平板式膜组件，不同膜组件的性能各异。

板式膜MBR与和丝膜MBR有较大区别。

前者是以聚氯乙烯为原料制成的平板形式的膜材，后者多为聚砜材质、孔径1毫米左右的细长丝状膜。

丝状膜和板式膜的比较见表3-1。

表3-1板式膜和丝状膜的比较

比较项目

板式膜

人造纤维中空膜

材料

聚氯乙烯

聚乙烯多微孔材料

膜孔直径

0.4um

0.4um

膜厚

0.1mm

70mm

过滤方式

重力过滤或吸引过滤

吸引过滤

曝气槽的最大MLSS

20，000mg/L

12，000mg/L

过水量

0.1~1.2m3/m2.d

0.1~0.4m3/m2.d

耐久性

由于采用了膜安装在ABS过滤板上的结构，因此强度极高，毛毡的两面均经过表面涂层的处理，使膜不易破损，经久耐用。

由于素材本身有延伸性，所以膜丝容易伸长，另外，由于膜丝上附加1kg以上的重物时不仅会使膜丝断裂，而且，断裂的膜丝缠绕在一起，也必然降低了疏通流速，因此，耐久性不高

杂物去除

由于几乎不受杂物的影响，所以处理十分简单，之需设置1mm左右的细孔网即可

由于杂物与模式缠绕在一起，所以必须彻底清除杂物，虽然设置了0.5mm的细网，但只能清除50%的杂物，所以，必须将膜取出，通过人工作业清除其余的杂物。

最大过滤压力

重力过滤12kPa，吸引过滤20kPa

不明

耐化学药品性

耐酸碱性强

洗净方法

通过曝气清洗膜面

通过上升气液流的摩擦效果清洗膜面

反冲洗次数

1年2次（次氯酸钠2次，草酸1次）

1年6~12次（包括清除杂物和污泥）

洗净时间

1~2小时

12~24小时

膜表面的污泥附着状况

由于采用了平模结构和随时曝气的处理方式，所以不易附着污泥

由于使用了大量纤维，所以与接触性过滤材料一样必然附着污泥

维护难易程度

沉浸在槽内的状态下，可以直接维护

为了清除杂物和污泥，必须将膜等吊出并通过人工作业

膜的使用寿命

进口5~10年，国产1年左右

进口3年~5年左右，国产1年左右

零件的使用寿命

3年左右

不明

从上表可看出，板式膜明显优于丝膜，板式膜MBR更为先进和可靠。

3.1.2.5典型板式膜——久保田液中膜介绍

日本久保田公司生产的一种板式微滤,是板式膜中的优秀代表，是当今世界上应用最为广泛和时间最为悠久的产品。

该板式膜膜组件由膜片、膜支架、膜框架、散气框架、集水软管组成。

膜片粘贴在膜支架的两侧，膜支架按顺序插放在膜框架中，散气支架对接在膜框架的下部。

膜支架是用ABS材料制成的框架结构，支架平面上刻有供液体流动的通道，通道相互连通，最后汇集于取水口。

汇总于支架两侧附着有膜垫，在膜垫外沿框架四周粘贴分离膜片。

分离膜由聚氯乙烯原料制成。

平均孔径为0.40微米。

下面对日本久保田膜组件详细介绍如下：

液中膜在膜材中的位置：

膜组件的构成：

膜支架名称：

叉流的模式：

交叉流过滤概念图：

维护管理方法：

（1）膜支架的清洗

药液量：

约3L/张

药液的种类

⏹有机性污物：

次氯酸钠稀释20倍（2小时）

⏹物极性污物：

草酸溶液0.5～1.0％（1小时）

（2）散气管的清洗

（3）定期交换部件

压板橡胶：

交换频度1次／３年

软管：

交换频度１次／3年

膜支架：

3～7年（因使用条件而异）

膜片：

5年

3.4污泥处理工艺选择

通过对各污泥脱水系统的比较分析，可选择的污泥脱水设备主要有：

板框脱水机、带式压滤机、离心脱水机和叠螺式脱水机。

板框脱水机不能连续自动运行，需要的占地面积大，人员的操作多，设备运行管理较复杂，不适合本项目使用。

离心脱水机的脱水效果好，可连续自动运行，工作环境好，但设备投资很高，电耗非常高，运行成本高，也不适合本项目使用。

带式压滤机是应用最多的一种污泥脱水设备，优点是可连续运行，污泥处理能力大，适应性强，缺点是占地面积较离心机和叠螺机大，冲洗消耗的自来水量非常大，增加了污水处理设施的处理水量，而且带滤机的机械装置维护、检修工作量大，运行管理较为复杂。

叠螺式脱水机是新型的污泥脱水系统，适用于高、低浓度污泥的脱水。

进行低浓度（2000mg/L以上）污泥脱水时，无需建设浓缩池、贮存池，降低建设成本，减少磷的释放和厌氧臭气的产生；占地空间小，便于维修及更换；重量小，便于搬运；不宜堵塞，具有自我清洗的功能。

不需要为防止滤缝堵塞而进行清洗，减少冲洗用水量，减少内循环负担，擅长含油污泥的脱水；低速运转，螺旋轴的转速约2~3转/分，耗电极低；故障少，噪音振动小，操作安全；操作简单，可实现24小时连续无人运行，日常维护时间短，维护作业简单，经久耐用，机体几乎全部为不锈钢材质，能够最大限度延长使用寿命，更换部件只有螺旋轴和游动环，使用周期长。

叠螺式脱水机的工作原理：

①浓缩：

当螺旋推动轴转动时，设在推动轴外围的多重固活叠片相对移动，在重力作用下，水从相对移动的叠片间隙中滤出，实现快速浓缩。

②脱水：

经过浓缩的污泥随着螺旋轴的转动不断往前移动；沿泥饼出口方向，螺旋轴的螺距逐渐变小，环与环之间的间隙也逐渐变小，螺旋腔的体积不断收缩；在出口处背压板的作用下，内压逐渐增强，在螺旋推动轴依次连续运转推动下，污泥中的水分受挤压排出，滤饼含固量不断升高，最终实现污泥的连续脱水。

③自清洗：

螺旋轴的旋转，推动游动环不断转动，设备依靠固定环和游动环之间的移动实现连续的自清洗过程，从而巧妙地避免了传统脱水机普遍存在的堵塞问题。

叠螺式脱不机，小巧无噪声，基本不用冲洗水，可以实现无人值守工作，操作简易，劳动强度较现有带式脱水机大为降低。

因此本方案拟采用新型叠螺脱水机。

图3-1.叠螺式脱水机工艺流程图

图3-2叠螺式污泥脱水机工作原理

四、工艺流程

图4-1污水处理站工艺流程图

南区和北区生活污水经过化粪池后排至污水处理站，首先经过机械格栅去除其中体型较大的固形物和漂浮物，之后污水由泵提升至调节池进行水质和水量的均衡。

调节池均化后的出水由泵提升至水力筛，去除其中粒径大于1mm的悬浮物和固形物，保证后续MBR系统正常运行。

水力筛出水自流至生化处理池进行二级生化处理，生化池分缺氧池和好氧池两部分。

在好氧池中主要发生好氧的生化反应，污水中的有机物和悬浮物在有氧的条件下，被好氧活性污泥微生物吸附、氧化分解，生成水和二氧化碳而去除；同时在好氧池，污水中的氨氮被生物氧化为硝酸盐氮。

好氧池的硝化混合液回流至缺氧池，水中的硝酸盐氮被反硝化细菌还原为氮气，从而达到脱除总氮的目的。

好氧池混合液在MBR膜生物反应器的固液分离作用下，澄清出水由泵抽至中间池。

为了满足最终出水总磷的达标，需要进行化学除磷处理。

中间池水由泵提升至除磷砂滤罐，与投加的除磷药剂混合反应，生成的悬浮物经砂滤去除。

过滤后的出水排至清水池，可满足中水回用和达标外排的需要。

同时清水池中的水也供砂滤罐反冲洗之用。

过滤反冲洗出水流入调节池再次进行处理。

污水处理过程中产生的剩余污泥由泵排至污泥池暂存，污泥池中的污泥由泵提升至叠螺式污泥脱水机进行污泥脱水处理，产生的泥饼人工外运，污泥脱水滤液回到调节池进行再次处理。

为保证污水中总磷的去除效果，本工艺采用多点加除磷药剂的方式，在MBR曝气池中投加适量的除磷剂，产生磷酸盐沉淀，随剩余污泥排出系统，另外对生化处理出水进行化学除磷及过滤，可保证最终出水总磷的达标。

五、工艺设计说明

5.1工程实施方式

本项目远期满负荷运转时，处理规模为800m3/d；近期实际需要处理的污水量仅为规划的1/3左右。

考虑到远近期污水处理设施运转相结合的情况，本工程的采用土建工程一次性建成，污水处理关键设备分期采购安装的实施方式。

具体如下：

（1）污水处理构筑物为全地下结构，按远期处理规模800m3/d建设。

（2）在污水处理的流程中的关键单元设置为多序列并行的运行方式。

好氧MBR池设计为3个完全相同的单元，每个单元污水处理能力为267m3，按照污水量的大小，可分期安装MBR膜组件及配套设备，并依次投入运行。

一方面可以减少主体设备的闲置和浪费，减少初期投资，另一方面可使生化处理系统的运行合理稳定。

（3）其他配套设备及电气控制系统按规划处理规模一次性建成。

5.1新建污水站构筑物

根据南区规划用地的实际情况，新建污水站主体为地埋式构筑物，地面需设置出入口和楼梯间一座。

建构筑物的详细参数见表5-1。

表5-1建构筑物一览表

序

号

名称

规格尺寸（L×B×H）

数量

单位

容积

（m3）

备注

1

格栅集水井

地下钢砼池体，6.0m×3.0m×5.5m

1

座

99.00

2

调节池

地下钢砼池体，10.0m×6.0m×4.5m

1

座

270.00

3

缺氧池

地下钢砼池体，6.0m×4.0m×5.5m

1

座

132.00

活动顶盖

4

好氧MBR池-A

地下钢砼池体，6.0m×5.0m×5.5m

1

座

165.00

近期，活动顶盖

5

好氧MBR池-B

地下钢砼池体，6.0m×5.0m×5.5m

1

座

165.00

远期，活动顶盖

6

好氧MBR池-C

地下钢砼池体，6.0m×5.0m×5.5m

1

座

165.00

远期，活动顶盖

7

中间池

地下钢砼池体，6.0m×2.0m×4.5m

1

座

45.00

8

污泥池

地下钢砼池体，6.0m×2.0m×4.5m

1

座

45.00

9

清水池

地下钢砼池体，12.0m×4.0m×4.5m

1

座

216.00

10

地下综合设备间

地下钢砼池体，25.0m×6.0m×4.5m

1

座

675.00

11

除臭滤池

地下钢砼池体，6.0m×2.0m×4.5m

1

座

54.00

12

格栅集水井

地下钢砼池体，6.0m×3.0m×5.5m

1

座

99.00

13

合计

11

2031.00

构筑物总容积

5.3主要设备表

本方案污水处理系统采用MBR膜生物反应器工艺，同时考虑了总氮、氨氮和总磷的去除，相应配套的设备，主要包括以下几类：

（见表5-2）

（1）MBR膜系统配套设备：

水力筛、MBR膜组件、膜产水泵、膜鼓风机、膜清洗装置等。

MBR膜组件安装于原好氧池内；膜产水泵、风机安装于地下设备操作间；水力筛和膜清洗装置安装于新增集装箱设备间内。

（2）脱氮除磷系统配套设备：

硝化液回流泵、除磷加药系统、除磷过滤罐等，均安装于现有水池内或地下设备操作间内。

（3）污泥脱水系统设备：

叠螺脱水机、污泥泵、絮凝剂加药系统等。

均安装于地下设备操作间内。

同时本方案也考虑了污水处理的关键设备（如MBR膜组件）分期采购和安装的方式。

初期按267m3/d配置MBR系统设备，远期按800m3/d规模配置全套设备。

目前可暂缓安装的设备见表5-3.

表5-2主要设备一览表（按267m3/d规模）

序

号

设备名称

规格型号

数量

单位

功率

备注

1

机械格栅

CF500，栅隙5mm，B=500mm

1

台

0.55

2

水力筛

GLG1000，栅隙1mm

1

台

—

3

集水井提升泵

立式离心泵，CVDC51.5-65，23m3/h，10m

2

台

1.5

1用1备

4

调节池提升泵

立式离心泵，CVDC51.5-65，18m3/h，11m

2

台

1.5

1用1备

5

混合液回流泵

立式离心泵，CVDC52.2-80，40m3/h，10m

2

台

2.2

1用1备

6

过滤进水泵

立式离心泵，CVDC51.5-65，18m3/h，11m

2

台

1.5

1用1备

7

过滤反冲洗泵

立式离心泵，CVDC57.5-100，100m3/h，15m

2

台

7.5

1用1备

8

污泥池提升泵

螺杆泵，XG035，1.5m3/h，20m

2

台

1.5

1用1备

9

集水坑排水泵

潜污泵，CP50.75-50，10m3/h，10m

2

台

0.75

1用1备

10

调节池潜水搅拌机

潜水搅拌机，MA0.85/8-260-700

2

台

0.85

11

缺氧池潜水搅拌机

潜水搅拌机，MA0.85/8-260-700

1

台

0.85

12

曝气鼓风机

罗茨风机GRB-80，7.32m3/min，58.8kpa

2

台

15

1用1备

13

MBR膜组件

RM150，0.5m3/m2d

3

套

—

14

MBR出水泵

GMP32-65，18m3/h，10m

2

台

1.5

15

石英砂过滤罐

碳钢防腐，D=1.4m

4

台

—

16

石英砂滤料

0.5mm~1.0mm

15

m3

—

17

膜清洗剂1加药罐

PE罐，V=2.0m3，含搅拌机

1

套

0.75

18

膜清洗剂2加药罐

PE罐，V=2.0m3，含搅拌机

1

套

0.75

19

次氯酸钠加药系统

PE罐，V=1.0m3，含加药泵

1

套

0.2

20

PAM加药系统

PE罐，V=1.0m3，含搅拌机、加药泵

1

套

0.77

21

PAC加药系统

PE罐，V=1.0m3，含搅拌机、加药泵

1

套

0.57

22

污泥脱水机

叠螺QLD202，18~30kgDS/h

1

台

0.8

23

配电/加药操作间

20尺标准集装箱改造，含通风照明

3

套

—

楼梯间、配电间

24

曝气系统

穿孔管曝气系统

1

套

—

25

气体流量计

玻璃转子流量计0~400m3/h

2

套

—

26

液体流量计

玻璃转子流量计0~15m3/h

3

套

—

27

电磁流量计

液体，0~50m3/h

1

套

—

28

浮球液位计

KEY-10

20

套

—

29

远传压力表

真空表

1

套

—

30

机械压力表

压力表

4

套

—

31

管道及阀门

1

批

—

32

电缆

1

批

—