污水处理厂方案设计.docx
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污水处理厂方案设计
吉林龙湾宣教馆污水处理厂方案设计
1工程概况
1.1自然概况
龙湾保护区位于吉林省辉南县东南部，长白山系龙岗山脉的西北翼，是我国著名的火山集中分布区之一，也是全国最大的火山口湖群。
是吉林省著名旅游名胜区。
其中宣教馆不仅是度假区的一道景观，更是一个重要的宣传教育平台。
对于该建筑的生活污水处理工程更要具有度假区生态绿色的特征。
1.2工程建设的必要性
随着旅游区的发展和不断完善，宣教馆的生活污水排放问题逐渐得到重视，建设一个效率高、投资省、占地少、见效快的生活污水处理设施成为一项必要的工程。
1.2.1保证度假区生活健康的需要
随着度假区逐渐开放接待各地游客数量的增加，宣教馆的污水处理也逐渐被发现，成为急待解决的问题，如果将未处理或未达标的废水随意排放，不仅会污染度假区水资源，更破坏了周边环境，给游客和管理人员的生活健康造成不利的影响。
1.2.2生态度假区建设的需要
龙湾旅游度假区的建设本就是以生态环保为理念，而宣教规划里也强调保护自然环境，所以污水处理成为其建设不可缺少的部分。
度假区污水的排放在市政排水管网收集范围之外，必须独自建设污水处理设施。
1.2.3符合国家法律法规的需要
根据《污水综合排放标准》中对各项指标的要求，旅游区污水处理建设成为必要的工程。
2设计依据及指导思想
2.1设计依据
2.1.1编制依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》（1989）
（2）《中华人民共和国水法》（2002）
（3）《中华人民共和国水污染防治法》（2008）
2.2.2编制的标准和规范
（1）《风景名胜区规划规范》（GB50298-1999）
（2）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）
（3）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
（4）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）
（5）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（6）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（7）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-1993）
（8）《城市污水再生利用绿地灌溉水质标准》（GB/T25499-2010）
（9）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-2002）
（10）《工业防腐设计规范》（GBJ46-82）
（11）《工业污染物产生和排放系数手册》
（12）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）
（13）《供配电系统设计规范》（GB50217-94）
（14）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
（15）《自动化仪表选型规定》（HG20507-92）
（16）《低压配电设计规范》（GB50054-95）
（17）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
（18）《生物接触氧化法设计规范》（CECS128：
2001）
（19）环境噪声标准（GB5096－93）
（20）恶臭污染物排放标准（GB14554-93）
（21）污水处理设备通用规范标准（CJ/T3042-1995）
（22）《城市污水处理厂附属设施和附属建筑设计标准》（CJJ31-89）
（23）低压配电设计规范（GB50054-95）
（24）《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ93-86）
（25）《通用电器设备配电设计规范》（GB50055-93）
（26）《水处理设备制造技术条件》（JB2932-86）
2.3设计的原则
1、贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家和地方的相关政策、法规、规范和标准；
2、在出水达到处理要求的前提下，做到尽量节省投资，充分发挥污水处理工程的社会、经济效益和环境效益；
3、选择流程灵活、运行管理方便、功能稳定可靠的处理工艺；
4、设计中尽量利用现有场地，按功能分区，在保证处理效果的前提下力求紧凑，减少占地和投资费用，并留有余地，以利于操作管理及维修保养；
5、设计中尽量考虑操作自动化，以减少操作工的劳动强度；
6、成分考虑污水处理系统配套的减震、降噪、除臭等措施，消除对环境的二次污染。
3项目方案设计
3.1污水水量预测
根据《给水排水设计手册》取综合生活用水定额为180L/人·d，综合生活污水定额按90%计算，得综合生活污水生活定额162L/人·d。
宣教馆700人，按综合生活污水定额每人每天用水量定额162L计，根据规划区预估人口数，可算得综合生活污水平均日流量为1.31L/s。
根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）确定总变化系数（Kz）与污水平均日流量（Q）之间的变化关系，当Q<5L/s时，Kz=2.3，则污水设计总流量为261m3/d。
根据以上污水量测算，确定宣教区污水规模为400m3/d。
3.2污水进出水水质
3.2.1宣教馆污水水质预测
根据综合生活用水量指标和《室外排水设计规范》（GB50014-2006），生活污水量为162L/人·d，得出生活污水负荷和水质指标见表3-1。
表3-1生活污水水质预测表
项目
BOD5
SS
TN
TP
污水量（L/人·d）
162
162
162
162
排放量（g/人·d）
38
45
7
0.9
水质浓度（mg/L）
234.5
278
43.2
5.6
表中指标属于典型生活污水中等浓度值，符合本项目的实际情况。
其中CODcr根据典型生活污水中与BOD5的比值，采用335mg/L，氨氮为26.6mg/L。
3.2.2污水处理设施进水水质
随着城市排水体制的完善，人民生活水平的提高，人们节水意识的提高以及节水措施的加强，污水水质必将有一个逐步升高的过程，但随着无磷洗衣粉（洗涤剂）的推广使用，生活污水中的磷浓度将呈下降趋势。
经过以上分析，综合考虑多方面因素，确定污水厂设计进水水质见表3-2。
表3-2污水厂设计进水水质单位：
mg/L
项目
BOD5
CODcr
SS
TN
NH3-N
TP
设计值
250
350
300
45
30
6
3.2.3污水处理设施出水水质
本项目处理后的出水考虑作为区域内的景观用水进行回用，因此出水水质参照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GBl8918-2002）一级A标准和《城市污水再生利用绿地灌溉水质标准》（GB/T25499-2010）执行，出水水质见表3-3。
表3-3污水处理厂出水水质
项目
COD（mg/l）
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
氨氮（mg/l）
总氮（mg/l）
总磷
（mg/l）
pH
粪大肠
菌群数
（个/L）
出水
水质
50
10
10
5
15
0.5
6-9
200
3.3污水处理程度要求
根据上述进出水水质，污水处理厂近远期各项主要污水水质指标处理程度见表3-4。
表3-4污水处理程度要求
水质指标
类别
BOD5
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
SS
（mg/L）
T-N
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
T-P
（mg/L）
进水水质
250
350
300
45
30
6
出水水质
10
50
10
15
5
0.5
处理程度
96%
86%
97%
67%
83%
92%
从满足上述出水水质标准要求来看，本项目区域内生活污水高于《城市污水再生利用绿地灌溉水质标准》（GB/T25499-2010），设计时应充分考虑进出水水质差异的变化和投资运行成本。
因此，需要考虑选用高效的污水处理工艺，以达到节省更多投资的目的。
3.4臭气排放标准
目前，国内外主要的污水臭气除臭技术有活性炭吸附法、热氧化法、除臭溶液除臭法、氧离子基团除臭法、化学洗涤法和生物过滤法等。
不同的处理设施及过程会产生各种不同的恶臭气体，应根据具体的处理单元选择最优的除臭设备。
3.5污水处理工艺方案选择
3.5.1工艺选择的原则
1、所选处理工艺已被成功应用于同类原水条件的工程，又较成熟的操作、运行管理经验。
2、工艺耗能低、运行费用省，配套设备操作管理简便方便，易于实现自控。
3、所选工艺能适应工程建设需要，周期要较短。
3.5.2处理工艺可行性措施
生活污水中有机类杂质较多，CODcr、BOD5均较高，且BOD5/CODcr之值大于0.4，生化性能较好。
因此宜采用以生化为主的工艺处理流程。
因污水水量较小，生化设备采用地埋式一体化污水处理设备较为适宜。
在进生化装置前，尽可能在预处理阶段将生活污水中飘浮和大颗粒悬浮杂质去除，后进入污水调节池，以防止对污水提升泵造成不利影响。
3.5.3具体工艺流程
根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），污水的处理效率见表3-5。
表3-5污水处理厂的处理效率
项目
资料来源
处理效率（%）
备注
一级处理
二级处理
SS
BOD5
SS
BOD5
室外排水设计规范
40~55
20~30
60~90
65~90
二级处理：
生物膜法
70~90
65~95
二级处理：
活性污泥法
根据出水水质要求，参考《室外排水设计规范》污水的处理效率表并考虑建设用地旅游区这一特殊功能，拟采用埋地式一体化处理设备。
生活污水经格栅除去飘浮和大颗粒悬浮杂质后进入污水调节池，调节池中污水由提升泵提升进入一体化污水处理设备，污水在设备中经过水解酸化、生物接触氧化、沉淀等处理过程，出水达标排入市政下水道。
一体化设备中沉淀池产生的沉淀污泥通过气提方式输送至一体化设备中的污泥池，污泥在污泥池中浓缩沉降并消化，上清液回流至调节池与原废水一并重新处理。
浓缩污泥定期（半年左右一次）由粪车抽吸外运。
设备配有全自动电气控制系统和设备故障报警系统，平时不需要专人管理，只需对设备进行维护和保养。
污水处理工艺流程图如下：
隔油池
格
栅
食堂废水
氯片发生器
虚线内为地埋式一体化污水处理设备
调节池
化粪池
格
栅
一级氧化池
酸化水解池
提升泵
二级氧化池
沉淀池
清水池
生活
废水
空气提升
鼓风机
污泥浓缩池
上清液回流
粪车定期抽吸外运
排放
图3-1一体化生物处理设备工艺流程图
3.6设施说明
3.6.1格栅
格栅为回转式格栅机，材质为不锈钢，用于去除水中大颗料悬浮物和漂浮杂质。
3.6.2调节池、提升泵
由于污水水质及水量波动较大，因此要有足够的调节池容量，才能使进入一体化污水处理设备的水质及水量稳定。
调节池配置潜污泵将废水提升至一体化污水处理设备。
3.6.3水解酸化池
水解酸化池内装组合填料。
废水在此池中在水解酸化微生物的作用下，大分子有机杂质水解酸化成小分子物质，有利于接触氧化池中好氧菌的分解。
3.6.4生化处理
根据前述污水水质水量和排放要求，结合污水特征。
本次生化系统将接触氧化池、沉淀池、污泥池、风机房、出水池等部分合成一体，其各部分具有相应功能，部分之间相互连接，最终出水达标，现分别阐述如下：
接触氧化池内配装填料。
下部配置曝气器，并用ABS工程塑料管做成曝气系统，曝气系统的气源由专门配置的风机提供。
沉淀池上部设可调出水堰，以调节出水水位；下部设锥形沉淀区和污泥气提装置，气源由风机提供，污泥采用气提方式输送至污泥池。
污泥在污泥池停留时间约为90天。
系统沉淀产生的污泥以气提方式排入污泥池，污泥在此浓缩沉降并储存，池底部设曝气管以防污泥厌氧消化产生沼气，并使污泥氧化减少污泥总量；浓缩污泥定期由粪车抽吸外运。
污泥池上部设上清液回流装置，使上清液溢流至酸解池。
3.6.5防腐措施
1、设备箱体、污水管、污泥管等工艺管道采用镀锌管或经防腐处理的钢管，曝气管采用ABS管，以耐腐蚀。
2、为延长设备及构筑物的使用寿命,采用环氧树脂漆防腐涂料对设备管道防腐，内外各涂三道。
3.6.6防噪声措施
污水处理设备噪声比较大的主要是鼓风机，为此采取一系列措施降低噪声。
首先罗茨风机进出口均采用消音器进行消音；同时在鼓风机基础下设置隔振垫，并在进出风管上装可曲绕接头以减少振动产生的噪声；然后将鼓风机设置于独立的鼓风机房，对机房内壁进行防噪处理。
经过这一系列的措施，污水处理站外的噪声可降至50分贝以下。
3.6.7电气控制
本污水处理设备采用电器编程集中自动控制，一旦自动控制失灵或变更使用工艺所需时，本系统可进行人工控制，以信号指示运行正常与否。
为了减少操作工的劳动强度，并实行运行操作自动化，水泵、风机能自动切换。
3.6.8设备安装的一般技术要求
地脚螺栓：
地脚螺栓的光杆部分必须清洁无油污，必要时采用明火烧烤，清除油污，螺纹部分应涂油脂。
螺栓拧紧后，螺栓必须露出1.5～5个螺距。
地脚螺栓与基础孔壁的距离应大于15mm。
地脚螺栓与孔底应留30～50mm的距离。
垫铁：
每个地脚螺栓的近旁至少应有一组垫铁，在不影响二次灌浆的情况下，尽量靠近地脚螺栓。
相邻两组垫铁的间距一般为500mm，对承重较大的重型设备，其间距应为250mm。
斜垫铁必须成对使用，其斜度一般为1/20至1/10，对重心较高或振动较大的设备，采用1/20的斜度为宜。
每组垫铁应减少块数，一般不超过三块，摆放时，成对斜垫铁在上，平垫铁应放在下面。
配对的斜垫铁应接触平稳，其搭接接触长度不少于总长度的3/4，用0.25kg手锤敲击每组垫铁，听声音应实在，且无松动现象，用0.05mm塞尺检查不应塞入宽度的1/5。
设备找正找平后，垫铁应露出设备底座外缘，平垫铁应露出10～30mm，斜垫铁应露出10～50mm。
灌浆：
设备在就位、找正找平后应及时灌浆，灌浆前应将基础孔内浇入少量的水，灌浆处应清洗干净，不得有油污物。
灌浆使用的碎石混凝土应比原基础的混凝土的标号高一个等级，浇灌时应捣固密实，并不应使地脚螺栓歪斜和影响设备的精度。
孔洞灌满后，其地面上的灌浆层不应小于25mm。
为使垫铁与设备底座地面、灌浆层的接触良好，也可以采用我公司常用的压浆工法施工。
灌浆完毕后，应将螺栓和设备上的砂浆清理干净，每天应进行浇水养护二次，养护期一般为7～12天，视气温的高低而定。
设备的精平：
设备精调采用0.02/1000的精密框式水平仪调校，应在设备的主要工作面或加工精度较高的表面以及支承滑动部件的导向面上进行。
精调选择点必须是纵向和横向，且间距不宜过大，对于容器之类的铅垂度调整不应少于二点。
对于机体较长和比较复杂的设备如皮带机和压榨螺旋机在调整时，应采用水准仪、激光准直仪或拉钢丝的综合方法进行。
3.6.9设备的吊装和运输
设备运输和吊装过程中，要加强防护措施，对钢丝绳的捆扎必须牢靠，选好重心位置，防止偏重心或滑落，造成人身及机械设备的伤害和损坏。
在吊装和运输有锐角的设备时，必须采取防护措施，如在锐角处垫上半圆钢管，防止钢丝绳被锐角切断发生事故。
所有吊件下，应严禁站人，在牵拉钢丝绳的夹角内也不得站人，吊装时由专人指挥，各负其责，发现不安全因素，必须立即向指挥者报告，即时处理，没有指挥者的命令，任何岗位出现故障或任何人不得擅自离开岗位。
正式吊装前应进行试吊，试吊中检查全部机具，发现问题应先将工件放回地面，故障排除后重新试吊，确认一切正确后方可正式吊装。
吊装时，任何人不得随同工件或吊装机具升降，特殊情况必须随同升降时，应采取可靠的安全措施，并经有关负责人批准。
吊装作业区应设警戒线，并作明显标志，吊装工件时，严禁无关人员进入或通过。
3.7主要处理设备和构筑物的设计参数
3.7.1格栅
设置目的：
在污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除污水中的缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。
设置特点：
格栅井设置钢结构，格栅采用手动框式。
3.7.2调节池
设置目的：
污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。
设计特点：
调节池设计为钢砼结构，全地下式设计。
调节池的有效容积为8m3。
调节池的尺寸为2m×2m×2m，设置提升泵1台，它的作用是将调节池中的废水提升至地埋式一体化污水处理机中，提升泵的技术性能参数：
Q=20m3/h，H=15m。
3.7.3地埋式一体化污水处理机
调节池中的水经过泵送进入地埋式一体化污水处理系统。
地埋式一体化污水处理设备是污水处理成套装置，埋没于地表以下，设备上面的地表可绿化。
二级生物接触氧化处理新工艺，对水质的适应性好，出水水质稳定，不会产生污泥膨胀。
反应池采用了生物接触氧化法。
二级生物接触氧化处理工艺均采用推流式生物接触氧化，其处理效果优于完全混合式或二级串联完全混合式生物接触氧化池。
并比活性污泥池体积小，对水质的适应性强，耐冲击负荷性能好，出水水质稳定，不会产生污泥膨胀。
池中采用新型弹性立体填料，比表面积大，微生物易挂膜，脱膜，在同样有机物负荷条件下，对有机物及氨氮去除率高，能提高空气中的氧在水中溶解度。
3.7.4配置：
1、主机一台。
材质：
Q235-A优质碳素结构钢焊接,内部环氧树脂双层防腐处理。
2、格栅一块。
3、风机NSR-65，电机2.2KW。
4、潜污泵32QW12-15-1.1，电机1.1KW。
5、电控柜一台
6、管道、阀门用户自配
3.8方案特点
1、本方案以低耗的生化处理工艺为主体，且处理系统有较大的灵活性，以适应污水水质、水量的变化。
2、本废水处理工程技术先进实用，工艺合理，在处理水质稳定达标排放的同时，具有显著的经济效益，实现了环境效益和经济效益的统一。
3、废水处理后水质达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）标准，可直接排放。
4工艺构筑物设计及设备选型
4.1调节池
停留时间：
10小时
制作形式：
土建
数量：
1座
配套：
◇潜污提升泵
规格型号：
QW20-17-2.2
功率：
2.2kw
扬程：
20m
数量：
2台
4.2液位控制器
型号：
GSK-1
数量：
1套
使用位置：
调节池内
4.3厌氧池
停留时间：
2h
溶解氧含量：
0.5mg/l
数量：
1座
材质：
Q235-A防腐
填料类型：
弹性填料
生物除磷主要是通过专性好氧的不动细菌在厌氧条件下处于压抑状态,以菌体内的多聚磷酸盐为能源,把有机物吸收到细胞内转化成聚β羟丁酸贮存起来,同时将体内多聚磷酸盐分解为可溶性磷酸盐排出体外,经过厌氧压抑释放的不动细菌,在好氧状态下具有很强的吸磷能力,将污水中的磷酸盐吸收转化为多聚磷酸盐贮存体内.在厌氧条件下释放的磷越多,则在好氧条件下吸收的越多,利用排剩余污泥达到去除污水中的磷的目的。
4.4接触氧化池
停留时间：
4h
气水比：
15∶1
数量：
1座
材质：
Q235-A防腐
填料类型：
弹性填料
曝气型式：
穿孔曝气
接触氧化段主要应满足好氧微生物去除碳源
需氧量即BOD和硝化细菌将NH3－N转化NOX所需的高氧环境和污染物质与生物相充分反应的接触环境。
怎样经济有效的在池内创造高氧环境是人们关注的，细分来讲主要有两个方面，一是风机的选择（后面详述），二是曝气器的选择。
曝气器的选择决定压缩空气的利用效率和所需的供氧量，通过经济技术性比较，我们的曝气器将选用旋混曝气器，它具有充氧动力效率高、氧利用率高、不易堵塞、使用寿命长等特点。
优良的接触环境是保证有机污染物、氧气、生物膜、水等相关物质充分接触反应的必要条件。
本装置将选用PVC组合式半软性纤维填料来保证曝气池内优良的接触环境，它具有比表面积大、易挂膜、不堵塞、空隙率大，使用寿命长等。
4.5接触池填料
规格型号：
YTD-150
安装密度：
70%
材质：
高分子聚乙烯
生产厂家：
本公司
4.6填料系统
材质：
填料挂筋φ10钢筋防腐
总支撑采用6#槽钢
数量：
总数2套
4.7鼓风机
规格型号：
WSR80-4
功率：
4kw
出口口径：
DN50
防护等级：
IP54
噪音：
78db
连接风管：
无缝镀锌管/埋地ABS
数量：
1台
生产厂家：
4.8二沉池
沉淀池：
竖流式沉淀
泥斗倾角：
60°
排泥方式：
污泥泵提升，间歇排泥
沉淀时间：
2小时
二沉池主要为满足接触反应池随水流出的脱落生物膜，游离菌胶团，有机杂质等的沉降，为达到满意的沉降效果，采用设计合理的表面负荷，沉降速度，污泥斗倾角，避免死角，缩短污泥在池内停留时间，保证澄清效果和泥水分离效果。
排泥采用气提器排泥。
4.9清水池
停留时间：
按规范GBJ48-83标准停留40分钟以上设计
有效容积：
12m3
数量：
1座
材质：
Q235-A防腐
消毒设备：
JFY-50二氧化氯发生器
4.10多介质过滤器
经过多介质过滤器处理大部分悬浮物和有机物，该设备是一种用于污水处理的新型过滤器设备。
该产品具有较强吸附能力、抗压能力强、化学性能强、硬度高耐磨性好、清水性好、抗油型并经特殊加工的石英砂和核桃壳活性炭等为滤料的过滤设备。
经以上设备处理后的废水达标排放。
5工程规模及工程估算
5.1工程效益分析
随着经济的发展，污染治理已成为一项重要责任，该废水通过此方案的处理，其对环境的污染削减到最低程度，做到了以废治废；执行了国家的环保法规，对保护当地水环境尽到了应承担的义务；必将得到当地环保部门和周围群众的认可。
5.2工程规模
本工程中主要构筑物及数量如表5-1所示。
表5-1宣教区污水处理厂构筑物一览表
15m3/h生活污水处理装置详细配置清单
序号
名称
型号规格
数量
功率/kw
备注
1
格栅
SL
1件
碳钢防腐
2
提升水泵
WQ15-20-2.2
2台
2.2
Q=15m3/h,
H=20m
3
液位控制器
1套
调节池配套
4
一体化污水处理设备主体
SLZ-15
26×2.4×2.75m
1套
主体碳钢、环氧沥青防腐
5
A池填料及支架
Φ150
26m3
弹性立体填料
6
O池填料及支架
Φ150
52m3
组合填料
7
曝气装置
Φ260
66套
ABS+UPVC
8
沉淀池污泥提升装置
1套
气提式
9
鼓风机
NSR80
1台
5.5
罗茨风机
10
离心泵
80-65-125A
2台
5.5
系统内配齐
11
机械过滤器
SLSS-2600
1台
配套滤料、阀门
12
电器控制系统
德力西
1套
PLC
5.3工程估算
由于本污水处理站机械化、自动化程度较高，因此人员仅设1名（兼管）。
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