云马飞机制造厂生活区污水处理工程设计方案.docx
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云马飞机制造厂生活区污水处理工程设计方案
总论
1.1项目概况
一、项目名称：
贵州云马飞机制造厂生活区污水治理工程；
二、项目性质：
环境污染治理；
三、项目建设规模：
日处理污水能力为1000m3／d污水处理站一座，以及相应配套建设工厂生活区污水收集管网；
四、项目建设地点：
贵州云马飞机制造厂生活服务区原奶牛场场址；
五、工程建设的必要性：
贵州云马飞机制造厂第三生活区，所有住宅、厂区医院、学校、公区设施及各类商业服务设施，面积1.5km2范围内，约6000人，到2015年约6500人，若每日的生活污水直接外排，将会对周围环境造成很大的影响，因此本工程的建设是必然的。
为了达到国家法律、法规的规定和要求，贵州云马飞机制造厂特提出建设污水处理工程；本工程建设完成后，达到保护环境目的，具有很好的社会效益。
1.2工程设计依据
一、标准规范
1）《污水综合排放标准》（GB8978—96）一级
2）《室外排水设计规范》（GB50014—2006）
3）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
4）《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）
5）《工业企业厂界面噪声标准》（GB12348-1990）Ⅱ类区
6）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）二级标准
7）贵州云马飞机制造厂提供的有关基础资料
8）我公司技术人员现场踏勘
二、设计原则
1）采用先进、科学的污水处理工艺，确保处理后的出水达标排放；
2）因地制宜，布局合理，尽量少占地，减少工程投资；
3）最大限度接纳生活区居民住宅、商店及各服务设施的污水；
4）投资省，运行费用低，操作、管理和维修方便；
5）避免对周围环境造成二次污染。
1.3工程建设规模和规划指标
1、建设规模
根据云马飞机制造厂提供的相关基础资料及建设要求，贵州云马飞机制造厂生活区生活污水处理工程的设计处理能力为1000m3/d，处理设施、设备配置及动力负荷按照处理污水50m3/h量进行设计。
2、项目组成：
（1）贵州云马飞机制造厂生活污水处理站
（2）贵州云马飞机制造厂生活区污水收集管网
第一章贵州云马飞机制造厂生活污水处理站
第一节设计依据
一、污水处理设计进出水指标
表1设计进水水质
污染物
COD
（mg/L）
BOD
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
PH
粪大肠菌群数
（个/L）
TP（mg/L）
排放浓度
300
200
200
30～40
7～8
6.0×108
8.5
表2处理出水中主要污染物指标一览表
污染物
COD
（mg/L）
BOD
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
PH
TP（mg/L）
排放浓度
≤60
≤20
≤20
≤15
6～9
0.5
注：
达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准
二、设计规划指导思想
1）工艺选择指导思想
根据国家建设部及贵州省建设厅对城镇、厂矿生活污水处理工艺技术提出的要求，城镇、厂矿生活污水处理工艺应做到“三低一高”，即：
低投资、低运行费用、管理要求低，处理效率高。
本工程污水处理站选用“生物接触氧化法”，即采用“沉砂隔油+厌氧水解+生物接触氧化+化学除磷+斜管沉淀+紫外线消毒+污泥脱水”处理工艺。
该技术具有以下特点：
（1）处理效果好。
对生活污水其BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP去除率分别为≥90%、80%～88％、90～96%、＞80%、＞95%。
（2）该处理工艺技术成熟，系统运行稳定，抗冲击负荷能力强。
（3）对操作人员的技术水平要求低，劳动强度小；运行管理及维护简单，运行费用低，能耗低。
（4）采用紫外线消毒技术，该设备虽然一次性投资较高，但是与其它消毒设备和方法相比运行费用低，运行管理简单，操作工人的劳动卫生环境显著改善，处理后的净化水不会产生卤代烃类副产物，保证了水体的水质安全等优点，符合国家环保技术推广政策。
（5）污泥经脱水处理后，方便转运处理。
（6）建设投资省，符合建设部和国家环保总局关于污水处理厂建设投资的规定。
2）规划设计指导思想
按照该项目的工程建设要求、设计标准、规范以及设计原则进行规划布置，布局要合理，合理利用土地，功能分区明确，尽量与周边环境相协调；根据建设完成后的运行管理要方便、运行费用低的指导思想规划各功能区。
第二节污水处理站环保及节能措施
一、各处理构筑物采用全封闭结构，在池顶上设置排气口，并且保证各处理构筑物之间的气流畅通，做到污水处理站不产生二次污染。
二、为解决生物反应系统出现不良的气味，在生物接触氧化工段使用我公司引进的优势菌群进行生物接种，利用优势菌群的生长优势和菌落活性，在建成的生物反应池中快速培养繁殖,在较短的时间内达到最佳生物净化状态。
利用优势菌生物接触氧化，菌种的生命力强，能在污水中很快繁殖并形成优势菌群，抑制杂菌生长。
形成的优势细菌群密度高，降解污水能力强，污泥生成量少，不产生滤池蝇，也不散发臭气，会产生一种特殊的“菌香”味。
三、采用先进的生物曝气系统，其服务工作面积大，形成的微气泡使氧的传质率高，氧的利用率平均达到20%，使生物床得到良好的供氧条件，生物反应系统不会因为缺氧产生厌氧臭气。
四、选用性能优良的曝气风机，风机系统抗负荷能力强，风机供风量大，风压稳定，保证生物反应系统正常供气，系统保持气流通畅，不产生异味。
五、污水处理站建成后，可在池顶上进行绿化，不仅美观的矿区环境，还改善了矿区内职工的生产、生活环境。
六、选用先进可靠的动力设备，提高工作效率，节省运行费用。
七、污水处理系统高程设计时，在保证良好的运行的前提下，力求精确以减少不必要的水头损失，降低水泵扬程，节省运行费用。
第三节污水处理站工艺设计说明
3.1生活污水处理工艺选择
生活污水中含有大量悬浮物和有机污染物，生活污水中的有机污染物主要是蛋白质、尿素、纤维素、脂肪、有机酸和淀粉等易于生物降解的有机物，BOD5/COD的比值＞0.5，在污水处理工艺上选择生物处理技术是一条较为经济的途径。
生物处理技术的原理是依靠微生物复杂的新陈代谢作用，使高分子有机物降解为简单的有机物，进而分解为无害的无机物，如CO2、H2O、NO3-、NO2-、SO42-等，从而使污水得到净化的过程。
在生活污水的处理工艺中通常采用国内外成熟的二级生物处理工艺，即一级物化处理+二级生物处理，我公司通过总结多年实施生活污水治理工程的成功经验，针对生活污水中主要污染物为可生物降解的有机物的情况，并考虑不同地方生活污水的污染物排放量，在常规二级生物处理的基础上研制开发了一套成熟的污水处理工艺——强化二级生物处理工艺，即一级物化处理+二级生物处理+化学沉淀，从目前多项工程的运行情况表明：
该工艺操作管理粗放，且运行稳定，出水水质好。
同时满足（GB18918-2002）《城镇污水厂污染物排放标准》对粪大肠菌群数的要求，本工艺中配备了一套紫外线消毒装置进行消毒杀菌。
针对生活污水的经生物降解后产泥量低的特性，在二级生物处理工艺上我公司采用淹没式生物膜法——生物接触氧化法，并设置有前置厌氧水解和后续化学沉淀，不仅可以去除水中的有机污染物，而且具有生物脱氮除磷作用，保证出水水质符合国家污水排放标准。
我公司通过总结多年实施污水治理工程的成功经验，尤其是生活污水和高浓度有机废水处理的工程实践，针对生活污水中主要污染物为可生物降解的有机物的情况，决定采取生物接触氧化工艺为最优化选择。
3.2工艺流程
其流程简要介绍如下：
紫外线消毒装置
生活污水
清水池
达标排放
沉淀池
接触氧化池
调节池
水解池
沉砂池
格栅池
集中外运处理
加药
压滤机压滤
污泥浓缩池
3.3流程简述
生活区内的生活污水经过收集后由潜水提升泵提升或通过污水输送管网进入污水处理站。
在污水处理站中污水先进入格栅池，格栅池内设有机械格栅，拦截污水中较大的漂浮物，然后通过人工塑料格网，进一步去除细小的漂浮物后污水自流进入沉砂池，在沉砂池中沉淀大颗粒物质后自流进入水解池，在水解池中的水解酸化菌作用下，污水中的大分子难降解有机物转变为小分子易降解的有机物，出水生化性得到改善，同时水解池可在不耗能的情况下去除30％左右的COD，达到节能的目的。
水解池中污水自流进入调节池，通过足够大的调节池充分调节水质、水量，进行缺氧反应后，由污水提升泵送入后续生化处理系统进行二级生化处理。
生物接触氧化池和沉淀池中的污泥自流进入到水解池，在此污泥减量并稳定化，同时完成部分反硝化过程，达到去除部分硝态氮的目的。
水解池中的稳定污泥，定期排入污泥浓缩池，此时污泥不会再腐化恶臭，同时污泥处理量减少70％。
二级生化处理系统由生物接触氧化池、斜管沉淀池及紫外线消毒装置组成，生活污水进入生物接触氧化池后，在鼓风供氧的条件下，利用好氧微生物（优势菌）对复杂的有机物进行分解，转化为稳定无害的无机物如CO2、H2O等；同时，在亚硝化菌和硝化菌的作用下将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，接触氧化池出水在进入斜管沉淀池前与在此处投加的混凝剂聚合氯化铝混合后，自流进入斜管沉淀池，斜管沉淀池是根据“浅层沉淀”理论，在沉淀池中加设蜂窝斜管，以提高沉淀效率。
该装置具有沉淀效率高、停留时间短、占地面积少等优点。
投加混凝剂聚合氯化铝不仅通过絮凝去除污水中的小颗粒悬浮物，还可以去除大部分的有机物和磷酸盐；斜管沉淀后的水经过紫外线消毒处理即可达到和优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
水解酸化池、沉砂池中微生物残骸和无机固体杂质等悬浮物转入污泥中，通过污泥泵排入污泥浓缩池内，在污泥浓缩过程中投加药剂，使污泥经过自动液压厢式压滤机压滤后污泥含水率低、污泥成型好，便于用汽车外运城镇垃圾卫生填埋场处理。
3.4工艺方案技术特点
一、根据贵州云马飞机制造厂生活污水处理站的设计规模及污水特点，选择采用国家建设部和国家环保总局推荐的“生物接触氧化法”工艺，并结合生活区生活污水的特点，增加了具有化学除磷措施的二级强化处理，该工艺具有除磷和脱氮效果好的功能。
具体工艺组合采用“沉砂隔油+水解酸化+缺氧调节+生物接触氧化+化学除磷+斜管沉淀+紫外线消毒+污泥脱水”处理工艺。
生物接触氧化采用悬挂填料的方式培养及保留微生物，避免了悬浮污泥工艺容易造成污水处理系统营养不足、污泥流失、控制管理不方便等问题，生物接触氧化由于微生物量大，其有机负荷高，抗冲击负荷能力强，运行稳定，易于管理。
二、“生物接触氧化法”工艺具有工艺技术成熟可靠，系统运行稳定，抗冲击负荷能力强，对污水处理站操作工人技术水平要求低，劳动强度小，运行管理简单，运行费用低的特点，并且我公司完成了很多相似工程，施工经验丰富。
三、污水进入格栅池，经过机械格栅和塑料格网去除污水中的大的漂浮物、渣滓和细小的漂浮物，减少后续处理设施的负荷并保护处理设备不被杂物堵塞损坏。
四、在系统中设置隔油沉砂池，沉淀污水中颗粒较大的砂砾，减少污水中悬浮物含量，增强系统处理能力，防止大颗粒砂砾对污水提升泵的磨损，增加了污水提升泵的使用寿命。
防止污水中浮油对处理系统的影响，增大了处理负荷。
五、在工艺设计中设置水解酸化池，在水解酸化池中的水解酸化菌作用下，污水中的大分子难降解有机物转变为小分子易降解的有机物，出水生化性得到改善。
同时生物接触氧化池、沉淀池回流污泥在此减量70％左右，并得到稳定化，污水中的COD可以用于反硝化过程，既去除了总氮，又消耗了有机物，达到总氮、COD同时去除的效果，减少了后续氧化单元的COD负荷，降低了氧化能耗。
水解酸化池接纳生物接触氧化池和斜管沉淀池的污泥，由于污泥的回流，使污泥得到很好的消化和分解，系统产生的污泥量少，降低不良气味产生，防止影响周围居民生活。
六、系统内设置缺氧调节池使污水均质、均量和调节峰值水质水量，可降低污水处理设施容积，减少设备数量和动力消耗，达到减少一次投资，简化操作控制的目的。
七、“生物接触氧化”采用生物挂膜技术，选用专用好氧立体填料。
污水生物处理系统采用先进的优势菌生物接触氧化法工艺，生物接触氧化法是在池内设置填料，污水浸没全部填料，在曝气的同时污水以一定的速度流经填料，填料上长满生物膜，生物膜由细菌、酶、菌胶体等组成。
污水与生物膜接触，在生物膜的微生物作用下，有机污染物被分解为无害的无机物，如CO2、H2O等，其它不能分解的无机物固体和微生物死亡后的残骸转入污泥中，使污水得到净化。
优势菌生物接触氧化法的主要优点是：
⏹选用我公司针对生活污水处理优化驯养的优势菌种，菌种的生命力强，能在污水中很快繁殖并形成优势菌群，抑制杂菌生长。
形成的优势细菌能很快在填料上挂膜生长，时间只需要5到10天，比普通生物接触氧化方法提前10天，且生物膜代谢状况良好，降解污水中污染物能力强。
⏹冲击负荷有较强的适应力，系统管理粗放，系统能在缺氧状态下进入休眠状态，不会造成系统菌种死亡。
⏹泥生成量少，不产生污泥膨胀的危害，能够保证出水水质。
⏹不产生滤池蝇，也不散发臭气。
八、采用化学固磷除磷技术，通过在生物接触氧化池的集水堰中投加化学固磷药剂，来弥补生物除磷难以达标排放的缺陷，保证污水处理后出水总磷能稳定满足环保要求。
九、斜管沉淀池，通过生物接触氧化池出来的污水中的有机物已经被优势菌分解为水、二氧化碳等无机物，水中悬浮物主要是脱落的生物膜（细菌进行新陈代谢后，新生菌膜生成，老化菌膜脱落）进入快速沉降系统，由于沉淀装置表面负荷高，单位面积通过的污水量大，沉淀效果好，因此能确保污水中轻质悬浮物快速沉淀，保证出水的悬浮物量极低。
十、消毒采用国家建设部和国家环保总局推荐采用的紫外线消毒杀菌技术。
紫外线消毒技术是利用特殊设计的高功率、高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置产生的强紫外光照射流水，使水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后，其细胞组织中的DNA结构受到破坏而失去活性，从而杀灭水中的细菌、病毒以及其他致病体，达到消毒杀菌和净化的目的。
紫外线杀菌速度快，效果好，不产生任何二次污染，属于国际上新一代的消毒技术。
该设备虽然一次性投资较高，但是与其它消毒设备和方法相比运行费用低，运行管理简单，，操作工人的劳动卫生环境显著改善，处理后的净化水不会产生卤代烃类副产物，保证了水体的水质安全等优点，符合国家环保技术推广政策。
十一、系统产生的污泥采用污泥浓缩技术，在污泥浓缩池内安装污泥浓缩搅拌装置，投加絮凝剂和混凝剂，增强污泥浓缩效果。
浓缩后的污泥采用自动液压厢式压滤机压滤，污泥经压滤脱水后含水率低，污泥成型好，方便转运或填埋。
十二、污水处理站建设根据现场地势和地质情况，从污水处理站的功能、布局合理性上出发，充分考虑在建设中合理利用土地、进水标高及其与周边环境的协调性，尽量做到土石方平衡，将污水处理站的格栅池、隔油沉砂池、水解酸化池、缺氧调节池和污泥浓缩池设置在地面下，生物接触氧化池、斜管沉淀池高位布置，污水自流进入污水处理站，系统污泥回流及排泥均利用水力高差自动排出，节省系统动力消耗和设备投入。
十三、在污水处理工艺设计上考虑污水处理站的特殊环境情况，选用低噪音、低震动设备，并尽量减少手动操作，并通过时钟控制器系统自动控制，完全按照负荷匹配的方式避免不必要的能耗。
同时在系统中采用防噪音处理技术和排除不良气味装置，使周围环境不受污水处理站的运行影响。
十四、污水处理系统采用自动控制和手动控制两套控制方式。
污水处理系统正常运行工况下可实现无人职守的自动控制运行；具有故障停机声光报警装置及消除按扭，使电气控制系统更加实用、安全、可靠。
手动控制状态下可对每台设备单独控制开、停，方便系统调试和非正常状态下运行，同时方便电控系统检修和维护。
十六、格栅池栅渣建议用大塑料袋收集后，集中外运处理。
总之，本污水处理系统所选用的处理工艺具有很强的科学性、先进性，对比其他相类似的污水处理工程，本污水处理系统运行成本具有无可比拟的优越性与经济性。
第四节土建结构设计及说明
4.1设计依据
1）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
4）《砌体结构设计规范》（50003-2001）
5）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
6）《建筑抗震设计规范》（GB50011-201）
7）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
8）《建筑地面设计规范》（GB50037-96）
9）《屋面工程技术规范》（GB50207-94）
4.2建筑及结构说明
1）污水处理站内构筑物力求规整、结构上加强整体刚度以满足抗震要求；
2）水池类构筑物采用整体现浇钢筋混凝土结构；
3）现浇整体底板，底板应连续浇注不留施工缝；
4）当构、建筑物平面尺寸超过现行有关结构设计规范时，则设置变形缝，水池变形缝用橡胶（或塑料）止水带，缝边缘进行结构加固；
5）阀门井、地沟、管道支墩、渠道等结构，视其平面尺寸、埋深及地基情况采用钢筋砼、砼或砖石结构。
表3主要构筑物一览表
序号
构筑物名称
主要技术尺寸
（L×B×H）／mm
面积
m2
数量
备注
1
格栅池
2500×1500×1500
3.3
1座
地下砖混
2
沉砂池
7000×3600×3500
24
1座
地下钢混
3
调节池
7000×5400×3500
36
1座
地下钢混
4
水解酸化池
10500×7500×3500
76
1座
地下钢混
5
生物接触氧化池1
10500×6000×3500
64
1座
地面钢混
6
生物接触氧化池2
10500×4500×3500
45
1座
地面钢混
7
斜管沉淀池
10500×5000×3500
51
1座
地面钢混
8
操作间
45m2
45
1栋
两层地面砖混
9
污泥浓缩池
5000×3000×3000
15.5
1座
地下砖混
10
清水池
5000×3000×3000
12.6
1座
地下砖混
11
污泥泵房
8.9m2
8.9
1座
地下砖混
12
压滤机房
20m2
10
1间
半地面砖混
13
值班室
15m2
15
1间
地面砖混
14
合计建筑面积
406.3
15
总占地面积
1065
第五节机电设备技术性能说明
5.1主要设备一览表
表4主要设备一览表
序号
名称
技术参数
单位
数量
备注
1
机械格栅
200×2500mm,N=0.37kw
台
1
用于污水处站格栅池
2
塑料格网
非标制作
个
1
用于各提升水泵保护
3
污水提升泵
Q=50m3/h,H=10m,N=4kw
台
2
一用一备
4
污泥泵
Q=10m3/h,H=10m,N=1kw
台
2
用于系统污泥提升
5
回转式风机
Q=5.18m3/minP=0.4MpaN=7.5kw
台
3
系统供气两用一备
6
加药装置
N=0.37kw
台
2
水处理药剂的溶解
7
加药泵
Q=2.5m3/hH=6.5mN=0.37kw
台
2
用于系统加药
8
紫外线消毒装置
Q=50m3/h,N=0.75kw
台
1
污水消毒处理
9
可变微孔曝气器
φ192
套
233
溶解空气（氧气）
10
接触氧化池填料
φ180×2500
m3
272
生物反应装置
11
水解酸化池填料
φ180×1500
m3
153
生物反应装置
12
耐腐耐磨砂浆泵
Q=10m3/hH=70mN=7.5kw
台
2
抽送浓缩污泥脱水
13
自动液压厢式压滤机
S=10m2N=1.1kw
台
1
污泥脱水
14
污泥浓缩搅拌装置
N=0.75kw
转速：
5~30转/分
台
1
系统污泥浓缩
15
滗水器
Q=20m3/hH=10mN=1.5kw
台
1
用于污泥系统
16
潜水泵
Q=10m3/hH=8mN=0.55kw
台
1
污泥泵房排水
17
蜂窝斜管
φ35mm
m2
51
污泥沉降
18
生物床
非标制作
m3
425
生物填料反应床
19
集水堰
250×250×7000
套
1
安装于水解池
20
集水堰
250×250×5800
套
1
安装于氧化1池
21
集水堰
250×250×4000
套
1
安装于氧化2池
22
集水堰
250×250×4500
套
1
安装于二沉池
23
清水泵
Q=3m3/hH=20mN=0.55kw
台
1
用于清水池
24
电控柜
台
1
整个污水处理系统的中央控制
25
机房降噪、通风系统
套
1
风机房降噪通风
26
生物反应除臭装置
DN200
套
1
生物反应池除臭
27
曝气风管系统
DN125-DN100
套
1
曝气系统的连接
28
斜管支撑架
m2
75
沉淀斜管支撑
29
安装材料
管道、阀门及其他安装材料
批
1
污水系统的安装
第二章贵州云马飞机制造厂生活区污水收集管网
第一节污水管道布置原则
一、实施雨污分流的排水体制，即雨水、污水分别进入各自的管道系统，污水经污水收集管网收集后输送到污水处理站，雨污分流制排水体制的实施，可以保证进入污水处理站的水量、水质相对稳定，经济上合理，确保处理效果。
二、在布置污水管网时尽量考虑多收集厂区污水的原则，可以保证进入污水处理站的水量、水质相对稳定，对污水处理站的运行管理有利，经济上合理，确保处理效果。
三、按照生活区目前的状况及总体规划，并依据道路现状统一布置，尽量减少拆迁，尽量利用地形实现污水自流，节约投资成本，尽量利用厂区内现有的排水管道和沟渠。
污水管道设计参数。
第二节管道设计参数
●每隔30m设置一个检查井；化粪池与管道连接处及管道拐弯处也需设置检查井；
●管材：
选择水流性能好、防渗透及抗化学腐蚀能力强、侧向抗压性能好、安装简单等优点的管材。
●自流主管采用DN300混凝土管，支管DN200混凝土管，提升管采用焊接钢管，管径根据标高、流量进行计算后确定。
第三节污水输送管网系统设计
一、收集水池及输送管网系统
1、根据云马飞机制造厂的位置特点，将整个污水收集管网系统分为两个污水收集点及一个中转水池。
污水收集管网，自流主管道采用DN300混凝土管，支管采用DN200混凝土管，提升管道采用焊接钢管。
二、污水收集系统示意图
自流
A区范围内生活污水
自流
提升
1#集水点
中转水池
污水处理站
生活污水
自流
B、C、D区范围内生活污水（包括菜场、医院、浴室污水）
提升
污水处理站
2#集水点
自流
E区范围内生活污水
污水处理站
三、污水收集系统流程说明
1、1#集水点
1#收集水点的污
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