一体化污水处理设备设计指导手册设计规范完整版.docx
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一体化污水处理设备设计指导手册设计规范完整版
一体化污水处理设备
设
计
指
导
手
册
2020年5月18日
、污水量计算2...
1参考用水量或人数计算2..
2时处理量3...
、工艺及材质3...
1处理工艺选择3...
2设备材质3...
2.1设备材质及设置3..
2.2控制柜材质3..
、系统设计4...
1预处理系统4...
1.1化粪池/隔油池的设计4..
1.2格栅设计4..
1.3调节池4...
2主体工艺5...
2.1A2/O工艺5..
2.2MBR工艺5..
2.3斜管沉淀池7..
2.4曝气系统8..
2.5污泥池8..
3除磷、消毒装置设计8..
3.1除磷设备设计选型8..
3.2消毒设备设计选型1..0
4设计说明1..1.
参考的主要规范与标准如下：
《室外排水设计规范》（GB/J14-87，1997版）《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002）
（GB50849-2014）
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）《给水排水设计手册》第五册：
城市排水《给水排水快速设计手册》第二册：
排水工程《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）《医院污水处理设计规范》（CECS07：
2004）《传染病医院建筑设计规医疗机构水污染物排放标准》
、污水量计算
1参考用水量或人数计算
污水量通常按用水量的85-90%计。
对于住宅小区水量，南方地区以250-350L/Cap.d计，北方地区以200-300L/Cap.d计。
日变化系数应根据供水规模、用水量组成、生活水平、气候条件，结合当地相似供水工程的年内供水变化情况综合分析确定，可在1.3～1.6范围内取值。
表1.1最高日居民生活用水定额
注1：
本表所列用水量包括了居民散养畜禽用水量、散用汽车和拖拉机用水量、家庭小作坊生产用水量。
注2：
一区包括：
新疆、西藏、青海、甘肃、宁夏，内蒙古西北部，陕西和山西两省黄土沟壑区，四川西部。
二区包括：
黑龙江、吉林、辽宁，内蒙古西北部以外的地区，河北北部。
三区包括：
北京、天津、山东、河南，河北北部以外、陕西和山西两省黄土沟壑区以外的地区，安徽、江苏两省的北部。
四区包括：
重庆、贵州、云南，四川西部以外地区，广西西北部，湖北、湖南两省的西部山区。
五区包括：
上海、浙江、福建、江西、广东、海南、台湾，安徽、江苏两省北部以外的地区、广西西北部、湖北、湖南两省西部山区以外的地区.
注3：
取值时，应对各村镇居民的用水现状、用水条件、供水方式、经济条
件、用水习惯、发展潜力等情况进行调查分析，并综合考虑以下情况：
村庄一般
比镇区低；定时供水比全日供水低;发展潜力小取较低值;制水成本高取较低值村内有其他清洁水源便于使用时取较低值。
调查分析与本表有出入时，应根据当地实际情况适当增减
2时处理量
时处理量宜按每日20小时计算时处理量。
二、工艺及材质
1处理工艺选择
根据进出水水质标准选择排放标准。
1.1《城镇污水处理厂排放标准》GB18918-2002
（1）出水一级A标准
（2）一级B标准/二级标准
1.2《城市污水再生利用-城市杂用水水质》GB/TB18920-2002满足城市绿化标准
1.3《医疗机构水污染排放标准》GB18466-2005根据表2规定的排放标准/预处理标准1.4《污水综合排放标准》GB8978-19961.5《地表水环境质量标准》GB3838-2002
2设备材质
2.1设备材质及设置
设备材质：
一般选择碳素钢、玻璃钢及不锈钢设备。
设备设置：
地表式埋地式
2.2控制柜材质
控制柜位于室内选择室内型防护等级为IP54，位于室外选择室外型防护等级为IP65。
三、系统设计
1预处理系统
1.1化粪池/隔油池的设计
1.1.1化粪池设计
化粪池可采用土建结构或一体化设备，户型有效容积应按照家庭常住人口数量及人均污水污泥量计算，污水停留时间宜采用12h-24h；污泥清挖周期宜采用3-12月（与对方单位议定）。
具体尺寸容积设计参考《建筑给排水设计规范》设计或设备配套厂家选型。
对于医疗废水：
传染病医疗机构和综合医疗机构的传染病房应设专用化粪池，收集经消毒处理后的粪便排泄物等传染性废物。
化粪池应按最高日排水量设计，停留时间为24～36h；清掏周期为180～360d。
1.1.2隔油池设计
隔油池设计参考《建筑给排水设计规范》或设备配套厂家选型。
1.2格栅设计
处理规模200t/d以下选用人工格栅，处理规模200t/d以上（含200t/d）选用机械格栅。
1.3调节池
1.3.1参数设计
（1）停留时间
调节池停留时间t可按照具体情况选择12h、10h、8h。
一般情况下选择10h计算。
V=qt
（2）设计要求
1调节池内应设置爬梯；
2人孔尺寸应为650mm×650mm，当调节池尺寸过大时，人孔数量应不少于两个；
3调节池须设置泵坑，泵坑深度不宜小于500mm，尺寸按照泵的数量设置，需尽可能大一点，池底流向泵坑的坡度不小于3-5‰。
4如有可能，调节池须设置超越排放管，以便设备维护时污水能正常排放。
1.3.2提升泵设置
选型原则：
流量、扬程符合条件情况下，功率低优先。
1.3.3浮球液位计设计
调节池浮球液位计与系统联动，当浮球处于高液位时提升泵开启，当浮球处于低液位时提升泵关闭，调节池启动液位宜设置于有效水深的1/2处。
当膜池液位达高液位时，提升泵停止运行。
2主体工艺
2.1A2/O工艺
2.1.1停留时间
厌氧：
缺氧：
好氧：
沉淀=1：
1：
2：
1
2.1.2曝气系统
1好氧池曝气气水比宜设置为10:
1-15:
1。
2曝气系统与提升泵联动。
3好氧池曝气系统选用微孔曝气盘?
215规格，管道UPVC材质（含管道阀门）。
曝气头数量按照单个曝气头的服务面积和供氧量计算确定，一般按照曝气盘服务面积的话3个/m2进行计算。
2.1.3填料设计
1生物池填料（含填料支架一套）一般选择?
200规格，填料体积按照池体容积的40-70%计算。
2MBBR工艺中预脱硝池、厌氧池、缺氧池、好氧池填料（含填料支架一套）统一选择?
25规格悬浮填料，填料体积按池体容积的30-45%计算；宜采用穿孔曝气，促进池体填料流化。
2.2MBR工艺
2.2.1停留时间
厌氧：
缺氧：
好氧：
膜池：
中间水池=1：
1：
1：
2：
1
2.2.2膜组件计算
（1）膜面积计算
膜面积计算：
时流量/膜通量=膜面积膜面积/单膜有效面积=膜组件数
膜通量范围14~17L/m2·，h一般取15L/m2·h计算。
膜系统按照运行8min，停2min进行，故实际运行时间为，故设计产水量应为实际产水量的1.25倍。
计算时通过水量计算得出相应的膜通量，再选择适宜的膜组件型号，计算相应所需尺寸大小。
膜系统需配套药洗装置。
（2）泵组选型产水泵选型：
一用一备。
反洗泵选型：
设反洗泵一台。
产水泵选用自吸泵，加压泵选用离心泵。
2.2.3曝气系统曝气系统选用微孔曝气盘?
215规格，管道UPVC材质（含管道阀门）。
2.2.4控制要点
•提升泵（一用一备）:
1.膜池高于低液位且调节池处于高液位时，提升泵开启;
2.膜池高液位或调节池低液位时，提升泵停止。
注:
正常状态下提升泵相互切换运行（切换时间可以设置），故障状态自动切换运行。
调节池高液位，低液位。
•鼓风机（一用一备）:
1.空曝气非常关键，鼓风机的运行是不间断的，如果鼓风机出现停机，膜抽吸泵必须停止工作。
2.因意外情况造成膜区无法供气时，膜出水抽吸泵必须停止运行，待供气恢复正常后，先空曝气30min冲刷膜片，然后才能恢复膜出水抽吸泵的运行。
3.膜区供气停止后再恢复供气时，应先打开泄水管路的泄水阀，排空曝气管路中的污泥及污水后，膜区供气才能恢复正常。
注:
正常状态下鼓风机相互切换运行（切换时间可以设置），故障状态自动切换运行。
•自吸泵（一用一备）:
1.当膜池水位为低液位以上且鼓风机运行正常时，延时2分钟抽吸泵自动启动；
2.当膜池处于低液位以下或为鼓风机不工作时，抽吸泵自动停止运行;
3.抽吸泵采用运行8分钟，停止运行2分钟，循环往复运行模式（时间可以设
置）;
4.膜组件为负压抽吸，抽吸压力在-0.01～-0.05MPa。
建议最佳使用压力为-0.01～-0.02MPa，当抽吸压力在-0.03～-0.05MPa之间，需要对膜进行反冲洗。
注:
正常状态下自吸泵相互切换运行（切换时间可以设置），故障状态自动切换运行。
2.3斜管沉淀池
2.3.1尺寸设计须进行表面负荷的设计校核，其表面负荷应处于5-9m3/m2·h。
方泥斗倾角不宜小于60度，污泥区容积宜按照4h污泥量计算；排泥管直径不小于200mm。
需注意清水区、沉淀区、配水区、泥斗的高度比例，防止沉淀效果差。
2.3.2斜管填料斜管填料（含填料支架一套及泥斗）选择?
50规格，填料体积为V=a×b×。
h
（a、b分别为斜管沉淀池的长和宽，h取1m）。
2.3.3出水堰
（1）出水堰负荷沉淀池出水堰一般采用三角堰，负荷不宜大于1.7L/（s.m）。
（2）设计计算
图3-1出水堰示意图①堰上水面总长
设每座沉淀池处理水量qL/s，取溢流负荷f为1.5L/（m.s）；则堰上水面总长：
L=q/f（m）
②三角堰数量
设计90°三角堰，堰高H=50mm，堰口宽B=100mm，堰上水头h=25mm，则堰口水面宽b=50mm
则三角堰数：
n=L/0.05（个）
3堰口尺寸
取堰板b为30mm，则需堰板长为：
L1=0.03+n（0.1+0.03）（m）④堰上水头校核
单个堰流量：
q1=q/n（m3/s）过堰流量计算公式：
q1=1.43h15/2（m3/s）有上述两式结合计算出堰上水头h1，将h和h1对比校核。
2.3.4排泥沉淀池排泥宜采用气提排泥或自吸泵排泥，目前常用离心泵排泥。
2.4曝气系统曝气风机选用回转式风机，计算空气量选型。
风机需一用一备。
选用气提回流或排泥时，风量风压另算。
2.5污泥池
污泥池主要用于剩余污泥的储存及浓缩，上清液溢流回调节池，剩余污泥定期清理（一般一年清除2次）。
3除磷、消毒装置设计
3.1除磷设备设计选型
3.1.1配制浓度
PAC药剂配制浓度一般为3%~5%，最大为10%；PAM为0.1%~0.3%，大多取0.2%，可根据实际情况调整，以上数据为质量比例。
3.1.2设计计算
（1）PAC设生活污水所需PAC的投加量为80g/m3，溶药桶配药浓度按5%计，溶药桶体积需至少满足一天的药剂使用量（后续可调整为1~3天），单台计量泵的流量需满足一天的药全部投入设备。
可根据实际情况调整投加量。
若污水量为Qm3/d，则需投加PAC的量为80*Q（g/d）。
故溶药桶容积至少为V=80*Q/（0.05*1000）L
隔膜计量泵流量Q计=V/24（L/h）
若污水量为500m3/d，则需投加PAC40kg/d，一天所需药量为40/0.05=800L，则需溶药桶体积至少为800L，则隔膜计量泵流量为800/24=34L/h。
（2）PAM
一般PAM的投加量为2~5mg/L，此处取投加量为3mg/L，配药浓度取0.3%，可根据实际情况调整投加量。
若污水量为Qm3/d，则需投加PAM的量为3*Q（g/d）。
故溶药桶容积至少为V=3*Q/（0.003*1000）L
若污水量为500m3/d，则需投加PAM1.5kg/d，一天所需药量为1.5/0.003=500L，则需溶药桶体积至少为500L，则隔膜计量泵流量为500/24=21L/h。
设计选用时，下表计量泵按24h计算，当实际选用时，溶药桶和计量泵可偏大设计。
表3-1PAC、PAM加药设备选型表
流量（m3/d）
PAC
PAM
投加量kg/d
溶药桶容积L
计量泵流量L/h
投加量kg/d
溶药桶容积L
计量泵流量L/h
100
8
160
6.67
0.30
100
4.17
200
16
320
13.33
0.60
200
8.33
300
24
480
20.00
0.90
300
12.50
400
32
640
26.67
1.20
400
16.67
500
40
800
33.33
1.50
500
20.83
600
48
960
40.00
1.80
600
25.00
700
56
1120
46.67
2.10
700
29.17
800
64
1280
53.33
2.40
800
33.33
900
72
1440
60.00
2.70
900
37.50
1000
80
1600
66.67
3.00
1000
41.67
注：
该表为通过理论计算得出的对应选型参数，实际设计时，若增大药剂投加量时，需重新计算，可适当偏大设计。
设计时PAM加药桶可适当偏大，同PAC选用相同规格加药桶及计量泵。
3.1.3加药装置选型
1搅拌机：
0.37kW②溶药桶：
溶药桶体积需至少满足一天的药剂使用量（后续可调整为1~3天）；可偏大选择溶药桶；规格有300L、500L、1000L。
③计量泵：
根据计算结果选型，单台计量泵的流量需满足加药量的要求；④计量泵后管道处宜设置转子流量计。
3.2消毒设备设计选型
3.2.1生活污水一体化污水处理设备标配消毒设施，根据不同项目情况，可选不同消毒工艺。
（1）消毒工艺
①过流式紫外线消毒设备
不需单独设池体，在出水管处安装紫外消毒设施即可，型号选处理量小时流量q。
①加药式消毒设备需在设备主体中设接触消毒池，生活污水加氯量一般为5-10mg/L，生活污水一般为30min，有特殊要求则按照要求配制。
3.2.2医疗废水
医疗机构需通过设置接触消毒池对出水进行消毒处理。
传染病、结核病机构医疗废水和综合医院的传染病门诊的污水、废水宜单独收集，应先排入专门的化粪池，经病毒灭活后排入医院污水处理站。
（1）接触时间
①综合医疗机构污水接触消毒池接触时间≥1h，接触池出口总余氯3～10mg/L。
预处理标准：
接触消毒池接触时间≥1h，消毒池出口总余氯2～8mg/L。
②传染病、结核病机构医疗废水
接触消毒池的接触时间≥1.5h，接触池出口总余氯6.5～10mg/L。
（2）加氯量
采用氯消毒，医院污水的有效氯投加量为20-30mg/L。
采用紫外线消毒，污水悬浮物浓度应小于10mg/L，照射剂量30～40mJ/cm2，照射接触时间应大于10S或由试验确定。
采用臭氧消毒，污水悬浮物浓度应小于20mg/L，臭氧用量应大于10mg/L，接触时间应大于12min或由试验确定。
（3）设计要求
①消毒池应分格设置，保证消毒剂与污水充分接触；
2医疗废水污泥池的污泥需进行加药消毒处理；
3对于传染病、结核病医疗废水可在进水位置添加消毒，两段消毒，增强处理效果；
4处理设施需为全封闭结构，并进行臭气收集处理；对于传染病和结核病医疗机构应对污水处理站排出的废气进行消毒处理。
5消毒池排放口可设余氯检测器，确保出水余氯达标。
4设计说明
（1）对于进水的雨污未分流时，进水口应设置分流井，将污水及初期雨水进入一体化设备，中后期雨水排入雨水管道或河流；设备应设计超越管，从调节池至排水管网或就近可就近排放地，便于设备检修。
（2）MBR工艺中，可根据需求在膜池旁设置离线清洗池，根据膜组件大小及一次性清洗组数设计。
（3）对于进水COD含量较高的情况，可设置预缺氧池，将回流污泥回流至预缺氧池，在预缺氧池中去除污泥的硝酸盐。
为保证后续工艺所需的碳源，进水需设置为分点进水，预缺氧池及厌氧池进水比为1:
9~3-7之间。
（4）污泥池至调节池的管段，进水口应在水面以上，防止发生虹吸作用，且须保证污泥池上部留有足够的安全距离。
（5）厌氧池或预缺氧池进水口及回流管道距液面距离不应过高，防止落差过大带入空气。
（6）对于进水流量大于1000m3/d的一体化设备，由于厌氧缺氧体积较大，致使污水的混合性较差，且长时间使用后可能会产生污泥沉积，因此需设置搅拌器，即可设备搅拌及推流加强处理效率，又可防止回流污泥沉积。
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