中水回用方案讲解.docx
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中水回用方案讲解
中
水
回
用
方
案
2016年12月2号
1.1项目概况3
1.2设计依据3
1.3设计原则4
1.4设计范围4
2.1设计水量、水质4
2.2处理后目标5
3.1工艺方案选择原则5
3.2处理工艺5
3.2.1处理工艺概述5
3.2.2工艺流程7
3.2.3工艺说明7
3.2.4排泥问题9
4.1调节池9
4.2MBR10
4.3中水池11
4.4地上设备间12
5.1总平面布置12
5.2高程布置13
5.3管道布置13
5.4公用工程13
6.1结构形式14
6.2建筑材料选用14
6.3本工程各构筑物的结构形式14
7.1电气设计原则15
7.2供电电源15
7.3控制系统设计15
7.4设备用电负荷16
第一章概述
1.1项目概况
（1）项目名称：
中水回用工程
（2）建设单位：
（3）建设地址：
（4）方案设计单位：
1.2设计依据
中水回用工程系统方案设计依据如下列文件编制：
1.《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》
2.《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
3.《建筑中水设计规范》（GB50036-2002）
4.《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
5.《室内给水设计规范》（GB50013-2006）
6.《城市污水再生利用分类》（GB\T18919-2002）
7.《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB\T18920-2002）
8.《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
9.《给排水制图标准》（GB50106-2001）
10.《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）
11.《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
12.《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）
13.《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ87-85）
14.《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准》（CJJ31-89）
15.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）
16.《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
17.《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
18.《建筑电气设计技术规范》（JGJ16-83）
19.《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）
20.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）
21.《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
22.《低压配电设备及线路设计规范》（GBJ54-83）
23.《10KV以下变电所设计规范》（GB50053-94）
24.《动力机器基础设计规范》（GB50046-96）
1.3设计原则
1、执行国家环境保护污水处理政策，符合国家有关法规、规范及标准。
2、积极稳妥地采用先进技术，选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修维护简单的设备，确保处理效果。
充分发挥建设项目的社会、环境和经济效益。
1.4设计范围
1、工艺流程及设备设计
2、土建建（构）筑物设计
3、电气设计
4、总图规划设计
第二章处理规模及处理程度
2.1设计水量、水质
根据项目环境影响评价报告书，并参考同类污水资料，确定设计指标如下：
表2-1原水水质水量表
项目
水量
（m3/d）
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
动植物油
（mg/L）
氨氮
（mg/L）
类大肠菌群
（个/L）
污水指标
60
350
180
200
5
35
2×105
污水排水量为：
Qd=60m3/dQh=2.5m3/h。
2.2处理后目标
根据项目环境影响评价报告书的要求，污水经处理后符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB\T18920-2002）标准，处理后的水可满足作为绿化的基本要求，具体指标如下：
表2-2出水水质标准
项目
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
动植物油
（mg/L）
氨氮
（mg/L）
类大肠菌群
（mg/L）
一级A标准
≤50
≤10
≤10
≤1
≤5
≤103
第三章工艺流程的确定
3.1工艺方案选择原则
在污水处理工艺选择时需要考虑以下几方面内容：
工艺能否达到各项出水指标的要求；工艺是否可靠；工艺方案造价的高低；运行管理是否方便；运行成本的高低；现场条件是否允许，等等。
根据出水水质要求，本工程出水达到再生水回用的高标准，其处理工艺主要以去除污水中的悬浮固体（SS）、BOD5、CODcr、NH4＋-N等有机污染物为目的。
目前，国内城市污水处理厂大多采用二级生化污水处理工艺及深度处理工艺，一般为活性污泥法及其变型工艺处理城市污水。
3.2处理工艺
本工程原水为生活污水，可生化性较好。
根据本工程水质、水量特性并结合以往工程实例，设计采用调节+膜生物反应器（MBR）工艺。
3.2.1处理工艺概述
膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。
膜分离技术的工程应用开始于20世纪60年代的海水淡化。
以后，随着各种新型膜的不断问世，膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理以及医药、食品、生物工程等领域。
在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。
膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统的二沉池，取得了极好的效果。
但当时膜技术处于发展初期，膜价格昂贵，寿命短，能耗高，未能得到推广应用。
20世纪80年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器开始引入城市污水及垃圾填埋渗滤液的处理。
这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特点。
膜技术在90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化，膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。
已经在许多工程实施中应用，并且可以与传统技术相竞争。
膜生物反应器具有出水水质好、占地面积省的特点。
该技术通过膜的高效分离作用，大大提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌的出现，提高了生化反应速率。
同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而基本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突出问题。
在膜生物反应器中，由中空纤维膜组成的膜组件浸放于好氧曝气区中，由于中空纤维膜0.1~0.2微米的孔径可完全阻止细菌的通过，所以将菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，只将过滤过的水汇入集水管中排出，从而达到泥水分离，免除了二沉池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度和COD及有机物均得到有效的去除，保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质。
由于微滤膜的近乎百分之百的菌种隔离作用，可使曝气池中的生物浓度达到一万毫克/升以上，这样不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力，提高了曝气池的负荷能力，而且大大减少了所需的曝气池容积。
池容积的缩小又相应大比例降低了生化系统的土建投资费用。
Ø优点：
（1）出水水质标准高，品质稳定。
膜生物反应器采用PADF微滤膜或超滤膜，能够高效地进行固液分离和截留生物菌，出水悬浮物和浊度接近于零；
（2）对水质的变化适应力强，耐冲击负荷高。
膜生物反应器MLSS浓度高，是传统方法的2～3倍，达8000~12000mg/L；
（3）突出的生物脱氮性能，脱氮率可达近80%以上。
SRT与HRT完全分离，有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率高；MLSS浓度高，反硝化基质利用速率高；
（4）突出的生物除磷性能，除磷率可达近80％以上。
膜池好氧排泥，没有磷的释放；膜的完全截留作用，出水SS接近于零；膜池污泥含磷率高，是是传统方法的1.2～1.5倍；
（5）工艺流程短，容积负荷高，水力停留时间比传统缩短25％以上，占地减少30%以上；
（6）污泥产量少。
膜生物反应器MLSS浓度高，污泥产率系数比传统方法小1/4～1/3；
（7）易于旧厂改造升级。
在传统工艺基础上改造升级，在保证出水标准的前提下，可使原系统实现水量扩容50％以上；
（8）模块化设计，工艺设备相对集中，易于实现自动化控制，智能化管理
3.2.2工艺流程
3.2.3工艺说明
Ø粗格栅
污水经格栅去除杂质后自流进入后续处理设备。
格栅主要用来拦截污水中的大块漂浮物，以保证后续处理构筑物的正常运行并有效减轻生化系统处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。
系统采用粗格栅。
柵渣定期清理外运。
Ø调节池
由于来自各时的水质、水量均不一样，高峰流量可达平均处理量的2～4倍，因此为使污水处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质,调节池内置潜污泵，曝气系统及回流措施，以保证一定的额定流量提升至污水处理设备。
调节池为砖混结构。
提升泵：
采用潜水泵提升污水，占地省，寿命长。
正常情况一台运行，另外一台备用；水量高峰期时两台同时启动运行。
采用液位开关控制，实现无人职守。
ØMBR膜生物反应器
膜组器是膜生物反应器的核心部件，来自调节池的污水在反应器内经过好氧微生物降解后通过膜组器，由于膜孔径为亚微米级，可去除有害的细菌、病毒等，并把分解污染物的微生物菌群保持在反应器内，达到高效降解和固液分离的效果，有效去除水中的有机物，有害微生物，颗粒杂质，悬浮物等，得到优质的出水。
鼓风曝气系统：
鼓风曝气系统由鼓风机和曝气头、曝气管组成。
该系统的主要作用在于向膜生物反应器内曝气充氧，维持好氧微生物降解有机物的最佳环境，同时，气流正向吹扫膜丝表面，可以防止膜的污染。
鼓风机选用合资百事德BK型产品，本风机具有低能耗，低噪音，运行稳定、耐用等突出特点。
抽吸泵：
主要作用是将膜生物反应器的出水输送至回用水池。
采用国产上海永申清水自吸泵2台，互为备用。
该种泵具有适用性强、结构独特、无忧运行、密封性好、安装方便、维修方便和节约资金的特点。
Ø消毒装置
用于投加消毒剂，保证出水余氯含量，采用自动加药装置
Ø药液清洗
为了使系统长期稳定运行，药品清洗不可缺少。
药品清洗分为管道并列清洗和系统外浸渍清洗，
管道并列清洗：
指把膜组件浸渍在活性污泥中的状态下，从处理水管把规定的药液反向流到膜的原水侧，分解附着在膜表面上的有机物等，恢复膜间差压的方法。
此时，事先停止过滤以及曝气。
清洗药液采用次氯酸钠。
清洗频率最低3个月进行1次。
系统外浸渍清洗：
系统外浸渍清洗是将膜组件从活性污泥池中取出，放在浸渍清洗桶中浸泡一定的时间，从而使膜表面附着的有机物分解、恢复膜间差压的方法。
清洗频率1～2年一次。
Ø中水池
经过处理的中水贮存于中水池中，以供使用。
中水池采用砖混结构。
Ø化粪池
排出的剩余污泥可直接至新建化粪池，结构不做设计,定期清理。
Ø控制系统
1）膜生物反应器全过程采用自动控制，达到无人管理，减少运行管理费用。
2）提升泵自动运行。
当生物反应器内水到达高水位提升泵停止运行，当水位降至低水位提升泵自动开启。
3）自动开启、关闭加药泵，加药量可根据需要调整。
4）自动膜清洗机构。
实现自动定时清洗膜组件，保持膜的通透性。
3.2.4排泥问题
本工程设计处理量小，产生的剩余污泥排入化粪池，由环卫车定期清掏外运；不会对环境造成二次污染。
第四章主要构筑物设计及设备选型
4.1调节池
调节时间：
>8h
有效容积：
40m3
有效水深2.0m
尺寸：
5.0m×4.0m×3m
型式：
地下矩形水池
结构：
砖混结构
数量：
1座
附属设备：
（1）格栅
栅隙：
5mm
材质：
不锈钢
数量：
1台
（2）潜污泵
型号：
50QW5-10-3.0
流量：
5m3/h
扬程：
10m
功率：
3.0KW
数量：
2台（1用1备）
（3）预曝气系统
数量：
1套
材质：
碳钢防腐
（4）调解池内设浮球式液位计
4.2MBR
水力停留时间：
7.5h
有效容积：
30m3
有效水深2.5m
尺寸：
4.0m×3.0m×3.2m
型式：
地下矩形水池
结构：
砖混结构
数量：
1座
SUR334系列膜的设计取膜通量为0.25m/d，每片膜的有效面积为3m2,故需要的膜片数
为80，每个标准膜组件由40片膜组成，所以设计采用两个膜组件。
膜组件尺寸：
846×614×1062
附属设备：
（1）MBR组件
数量：
2套
型号：
SUR334系列
材质：
中空纤维超滤膜
（2）抽吸泵
型号：
50ZX15-12
流量：
6m3/h
扬程：
12m
功率：
1.5KW
数量：
2台（1用1备）
（3）罗茨鼓风机
数量：
HC-50S
型号：
2台（1用1备）
风量：
1.39m3/min
风压：
40.0KPa
功率：
2.2kw
（4）污泥泵
型号：
50QW4-20-3.0
流量：
4m3/h
扬程：
20m
功率：
3.0KW
数量：
2台（1用1备）
4.3中水池
有效容积：
30m3
有效水深2m
尺寸：
4.0m×3m×2m
型式：
地下矩形水池
结构：
砖混结构
数量：
1座
附属设备：
（1）次氯酸钠桶
数量：
1套
型号：
V=0.5m3
材质：
PE
（2）自动加药设备
尺寸：
0.6m×0.35m×1.5m
4.4地上设备间
尺寸：
4.2m×3.6m×3.2m
型式：
地上矩形
结构：
砖混结构
第五章污水处理站的总体设计
5.1总平面布置
5.1.1涉及范围
污水处理站总体布置，污水和污泥处理构筑物的工艺和土建设计。
5.1.2平面布置
污水处理站总体布置需与周围环境密切衔接，自然协调浑然一体；按照工艺顺畅，便于管理，方便施工，美化环境的原则进行，各构筑物布置紧凑，利用率高，占地少。
为使污水处理站的建设不影响周围环境，将风机等设备放置在地下，减少污水处理站所产生的臭味、噪音问题。
地下构筑物设置天窗，最大程度的自然采光，节约电耗，利于设备检修。
5.1.3辅助建筑物
根据本污水处理工程的具体情况，并参照建设部标准《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）
5.2高程布置
5.2.1设计范围
从生活污水进入污水处理站开始至出水达标回用。
5.2.2高程布置
在高程设计上充分考虑工艺流程的可行性和工程造价的合理性，因此在流程设计时尽量利用自流以减少提升，节约能耗。
5.3管道布置
污水明装管道、地下管道和埋地管道采用焊接钢管，鼓风机管道采用焊接管道，加药管及布气管采用UPVC，自来水管道采用镀锌钢管。
管道防腐的做法：
金属焊接钢管除锈后刷底漆两遍，防腐漆两道，埋地管刷底漆两道，沥青漆两道，中水金属管均作环氧沥青漆防腐层。
5.4公用工程
5.4.1给水系统
污水处理站消防用水由业主负责从城市供水管网接入，污水处理站处理构筑物附近冲洗水池等设置水龙头，用于现场地面冲洗等。
5.4.2排水系统
污水处理站内产生的污水，采用自我消化为主的原则，汇总后排至调节池，一并处理。
5.4.3供电
污水处理站的电源要求设有两路同时供电，以确保污水处理系统的正常运行。
5.4.4防汛和消防
污水处理站的反复呢周边的规划标准相同。
站内根据消防要求，设通畅的消防通道，并设置必要的室内、室外消火栓。
5.4.5劳动安全
各处理构筑物走道设置防护栏杆等安全措施，所有电气设备的安装、防护以及操作条件按电气有关安全规定进行设计。
5.4.6通风设计说明
在地下设备间内设置机械通风装置。
5.4.7绿化
本处理站构筑物顶部覆土充分绿化，可种植草皮、树木等人造景观，充分起到美化环境，净化空气，降噪隔臭的作用。
第六章建筑、结构设计
6.1结构形式
本着安全、经济和结构合理的原则，考虑池壁厚度，确定抗渗要求。
地下结构抗浮安全系数取1.05。
6.2建筑材料选用
<1>钢筋混凝土结构采用C30，抗渗标号为S6。
一般构筑物采用C25，垫层采用C10；
<2>钢筋：
D≤10,采用Ⅰ级钢；D≥12，采用Ⅱ级钢，预埋件采用A3钢；
<3>水泥：
采用≥R32.5号普通硅酸盐水泥；
<4>钢材：
采用Q235；
<5>砖砌体：
一般为MU10机制粘土砖，室内地坪以下部分采用M5.0水泥砂浆砌筑；室内地坪以上部分采用M5.0水泥混合砂浆砌筑。
6.3本工程各构筑物的结构形式
本设计调节池、中水池、设备间均采用加强砖混结构形式，设备基础采用素混结构。
第七章电气设计
7.1电气设计原则
根据污水处理工艺要求，对工艺运行进行及时显示、控制。
本设计原则以自动控制为主，人工控制为辅，以国产设备为主，适当选用进口控制仪表。
7.2供电电源
7.2.1供电电源
本工程电源采用照明、动力分别进线方式，动力电源为380V专用线，照明电源为220V专用线，由配电室引入，电源线均为电缆直进线。
7.2.2污水站供电
污水处理站设计双电源供电，其功率补偿由业主一并考虑，配电和自动控制系统有防潮、防漏电和可靠接地措施，各类电气设备均设电路短路和过载保护装置，以确保用电设备安全运行。
7.2.3供电保护措施
电气系统采用接零保护，电气设备、不带电的金属外壳等均应可靠接地，接地电阻不大于10欧姆；对于有关电气设备连接、安装，按国有关规范进行安装施工和测试。
7.3控制系统设计
7.3.1系统设计
为了提高污水处理站管理水平并安全可靠的运行，降低工作人员的劳动强度，对污水处理设备进行电控系统设计，通过电控系统对设备的运行情况进行监控。
控制系统的功能包括污水处理生产控制功能，系统监测报警功能。
污水处理操作方式分为集中控制和就地控制两种方式。
7.4设备用电负荷
本工程设备用电负荷（装机容量）见下表所列。
序号
机械名称
数量/台
单台功率/KW
总功率/KW
常用台数
使用功率/KW
1
潜污泵
2
3.0
6.0
1
3.0
2
罗茨鼓风机
2
5.5
11.0
1
5.5
3
抽吸泵
2
1.5
3.0
1
1.5
4
污泥泵
1
3.0
3.0
1
3.0
总计
13.0
第八章安全与环保
1劳动保护
（1）污水处理站在设计中采用了各种有效措施，改善职工的劳动、操作环境，确保生产的顺利进行和职工的身心健康。
（2）设计中严格执行国家现行的《工业企业噪声卫生标准》、《建筑设计防火规范》、《建筑灭火器配置设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《轻工业劳动保护条例》及有关标准和规范。
污水处理站的劳动、卫生、安全、消防等设施需按照有关标准和规范进行必要的安全卫生防护。
2设备选用
（1）选择噪音小的鼓风机，并在鼓风机进风口设置消音器降低噪音。
（2）主要设备均设安全标志，池、槽、地坑、架空走台、楼梯设置可靠的安全护栏，所有设备转动部分设置可靠的安全护罩。
3系统安全防护
（1）中水原水系统应设应设分流、溢流设施和超越管，流入处理站之前应能满足重力排放要求。
（2）中水管道采取下列防止误接、误用、误饮的措施：
a）中水管道外壁应按有关标准的规定涂色和标志；
b）水池（箱）、阀门、水表及给水栓、取水口均应有明显的“中水”标志；
c）公共场所及绿化的中水取水口应设带锁装置；
d）工程验收时应逐段进行检查，防止误接。
（3）消防由总厂组成统一系统，污水处理站内建筑物耐火等级为二级。
第九章节能
1、工程设计中将充分利用先进的污水处理技术和高效节能设备。
2、构筑物平面布置，管区布置及衔接尽量保证顺直，减少转折，使管路损失减少低到尽可能低的程度。
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