国电河北龙山电厂一期2x600MW机组城市污水处理厂设初步计方案.docx
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国电河北龙山电厂一期2x600MW机组城市污水处理厂设初步计方案
第一章设计依据与原则
一、设计依据
二、设计原则
三、设计范围
第二章工程概况
第三章污水厂的常用工艺
第四章工程设计
一、污水、污泥处理的工艺流程
二、主要构筑物设计及设备选型
三、环境保护
四、绿化设计
五、劳动定员
第五章主要建、构筑物及设备
第六章结构设计
第七章自控仪表设计
一、文件介绍
二、控制和保护
三、控制回路
四、名词术语
国电河北龙山发电厂污水处理厂设计方案
第一章设计依据与原则
一、设计依据
本工程所有设备、工具、配件的设计、制造、试验和材质原则上应满足中国国家标准（GB系列）和电力行业标准（DL系列）及其它行业标准的要求。
对于进口设备，经招标方确认，也可采用所在国标准，但不得低于国家标准，国家法律法规必须执行。
设计、制造及验收应符合下列最新版本的要求，本招标文件未注明但投标方应遵循的其它标准投标方应填写完善，并提供响应的标准文本。
《中华人民共和国环境保护法》、《水污染防治法》；
《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB181918-2002
《污水再生利用工程设计规范》GB503354-2002
《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》GJJ31-89
《室外排水设计规范》GBJ14-87，1997年版
《室外给水设计规范》GBJ13-86，1997年版
《恶臭污染物排放标准》GB14554-93
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《砌体结构设计规范》GB/T5003-2001
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《建筑防火设计规范》GBJ16-87
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-95
《低压配电设计规范》GB50054-95
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
《工业金属管道设计规范》GB/T50316-2000
《火力发电厂设计技术规程》
《火力发电厂废水治理设计技术规定》
《火力发电厂化学设计技术规定》
《电力建设施工及验收技术规定》
《火电施工质量验收及评定标准》
《工业企业设计卫生标准》
《安全标志》
《电气装置安装工程施工及验收规范》
《建筑抗震设计规范》
《建筑给水排水设计规范》
《火力发电厂生活、消防给水和排水设计技术规定》
《建筑设计防火规范》
《灭火器配置设计规范》
《水处理设备制造技术条件》
《橡胶衬里化工设备》
《化工设备、管道防腐施工及验收规范》
《水处理设备、油漆、包装技术》
《电力建设施工及验收收集规范锅炉机组篇》
《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》
《给水排水标准图集》02S403钢制管
招标文件
现行建、构筑物砖混、钢结构设计规范
现行供配电、检测控制、自动化设计规范
现行防毒、放火、防暴、防雷、防腐蚀设计规范
现行采暖通风、工业给排水、建筑给排水设计规范
现行工业管道、工业站房、机械设备安装设计、施工验收规范
现行工业企业及城市污染物排放相关规范、标准
现行安全环保卫生相关规范、规程、标准
本规范书的相关要求及现场勘察的相关情况
其他相关规范、规程、标准
二、设计原则
1、对污水进行综合治理，充分发挥建设项目的经济效益和环境效益；
2、严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后达标排放；
3、结合工程实际，本着技术上先进、安全、可靠；经济上合理、可行的原则，采用国内外成熟的工艺路线，提高自控水平、减少运行管理费；
三、设计范围
1、污水处理工艺流程、平面布置、设备选型、布置和电气自动控制设计；
2、污水处理投资估算与运行费用分析。
第二章工程概况
本工程建设厂址在城区东部，高速公路西侧，清漳河北岸，占地61.25亩，城市污水处理设计处理能力为25000m3/d，主体工艺采用悬挂链曝气工艺；污水达标后排入清漳河,清漳河正常水位标高429.0M,三十年一遇的洪水位标高431M，污水处理厂厂平标高为430.0M。
基础资料及基础数据:
一、当地气象资料
地震抗震烈度:
7度
年平均降雨量:
540.5mm
日最大降雨量:
251.3mm
小时最大降雨量:
64.5mm
年平均气温：
12.5℃
夏季最热月气温:
+31℃
冬季最冷月气温:
-12℃
极端最高气温:
+40.4℃
极端最低气温:
-19.4℃
冬季采暖室外计算温度：
-8℃
冬季通风室外计算温度：
-3℃
夏季通风室外计算温度：
+31℃
年主导风向：
东南
冬季主导风向：
西北偏北
夏季主导风向：
东南
冬季风速：
1.8m/s
夏季风速：
1.3m/s
年平均最大风速：
2m/s
即时最大风速及风向：
18m/s（WNW）
最大积雪深度：
1.9m
雪荷载：
0.5KN/m2
冻土层深度:
0.45米
相对湿度:
80%
二、设计污水原始数据
1、城市污水进水水质
序号
项目名称
单位
水质指标
备注
1
PH
6-9
2
SS
mg/L
≦150
3
CODcr
mg/L
≦300
4
BOD5
mg/L
≦180
5
总磷
mg/L
≦3
6
氨氮
mg/L
≦25
7
总氮
mg/L
≦35
8
温度
°C
冬季10°C夏季≦30°C
2、设计水量
设计水量:
Q=25000m3/d时变化系数Kz=1.47
三、排放标准
污水处理后执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级标准的A标准，主要指标：
CODcr≤50mg/LBOD5≤10mg/LSS≤10mg/L
TN≤15mg/LNH3-N≤8mg/LPO43--P≤0.5mg/L
PH=6～9
第三章污水厂的常用工艺
国内现行处理工艺的简单说明：
一、SBR工艺
SBR工艺是一种曝气和静止沉淀间歇运行的活性污泥法。
间歇曝气法，工艺流程简便，处理构筑物和设备少，省投资、节电耗、占地面积也小。
此新工艺的主要特点如下：
1、由于曝气和静止沉淀在同一池中周期性的间歇运行，使基质（SBR）和生物体（MLVSS）随时间的变化梯度加大，增加了生化反应的推动力，提高了处理效率。
2、运行方式灵活，对于进水水量、水质的变化冲击，以改变曝气时间的简单方法来缓冲，有较强的适应性。
处理雨水时，不需设调节池。
3、因为不设初沉池和二次沉淀池，加大了生化反应的生物体量，提高了基质降解速率。
4、无论是在厌氧段或好氧段，在系统中都同时进行硝化和反硝化，因而具有除磷脱氮的功能。
5、缺氧、好氧并存，抑制了专性好氧丝状菌，有效地防止了污泥膨胀，形成了沉淀性能良好的活性污泥。
污泥指数（SVI）一般为70—100ml/g。
6、因静止沉淀从表面撇水排出，从而保证了出水水质。
但实际运用要求自动化程度比较高、占地大、基建和自控系统投资投资高、操作管理复杂。
二、氧化沟工艺
氧化沟工艺是在传统工艺基础上，完善、发展并灵活运用硝化反硝化技术的典型工艺之一。
新工艺特点如下：
1、氧化沟在流程上独具匠心地采用连续环式反应池的原理，将碳源代谢、硝化、反硝化等一系列生物化学过程在一个闭合环路中连续进行。
其特殊的水力学设计，使得氧化沟内的内循环流量高于进水流量数十倍，使反应器具有很强的稀释缓冲能力，这种均化能力带来运行稳定，耐受冲击负荷，以及降低最终沉淀池进水中的硝酸盐含量以利于提高沉淀效果，改善出水水质等一系列卓越的工艺特性。
2、水力停留时间和污泥龄较长，悬浮物和有机物得到较彻底的去除，排出的污泥已得到高度稳定。
因此，氧化沟不设沉淀池，污泥不需要进行厌氧消化。
但从工程投入和运行的角度分析，效果均不理想，主要表现在：
（1）池体大、设备多、投资高、维护麻烦。
（2）运行能耗较高。
（3）污泥在沟内易于沉淀，影响运行效果。
（4）充氧效率低、运行费用较高。
三、悬挂连曝气工艺
本工艺起源于德国，它是在常规活性污泥工艺和曝气氧化塘基础上发展起来的一种新型工艺，其目的是通过对曝气系统的改进，避免了传统固定式微孔曝系统维修保养的复杂性。
国内经过多年的消化吸收和改进，形成一套适合于中国国情的污水处理技术，设备已经全部国产化，并获得国家发明专利，列入国家863计划节能产品，其采用低污泥负荷，高污泥泥龄设计，通过无固定的漂浮移动式曝气系统供氧，由于移动式曝气系统的充氧特征，在生化池内能产生多重的缺氧和好氧区域，因而本工艺具有良好的脱氮除磷功能，这种新工艺的主要特点如下：
1、浮动曝气延时活性污泥工艺，污泥泥龄长，有机物氧化充分，能满足最严格的污水处理排放要求，出水可靠，抗冲击负荷能力强，与传统的氧化沟、A/A/O和SBR工艺相比，工程投资低，运行管理简单。
2、浮动微孔曝气系统所产生的气泡在水中的停留时间是传统固定方式的3倍，因而氧转移效率高，动力消耗低。
同时漂浮式曝气系统操作简单，无须固定安装，保养维护方便（无须排空池体），可有效降低人工成本。
3、采用溶解氧在线控制系统，经济地调节鼓风机输出风量，能极大地节省曝气动力费用。
4、池体土建灵活性强，组合布置，占地面积小，紧凑，因地制宜，可采用混凝土、毛石、土池、防渗板等多种护坡各种土建施工方式，土建投资极其节省。
5、采用较长泥龄的设计对好氧系统而言，工艺稳定，在气候很冷或很热的条件下，可保持较高的BOD/COD去除率，对于含氨氮污水，波浪式氧化工艺还可以保证良好的脱氮效果。
根据本工程的实际情况，地下水位较高，地基承载力较差，如果采用钢筋混凝土结构，其地基处理较复杂，而且必须对水池结构采用抗浮措施设计，势必增加工程投资，延长建设周期。
碾压土坝结构，则可有效地利用原有地层进行覆土填高，开挖土方量小，地基处理较简单，根据我同类工程经验，此情况下的土坝结构可比混凝土结构节省投资约50％。
污水处理工程是一项技术复杂、投资大、政策性强的基础设施项目。
虽然无明显的经济效益，而环境效益和长远的社会效益却是无法估量的。
基于这一特点，即使发达国家对于污水处理工程项目的开发和建设，都非常重视，但也必须考虑在如何降低基建投资和运营的成本问题，研究简化污水处理工艺流程，少占地，节电耗，便于管理和提高处理效果等方面有新的突破。
悬挂链曝气工艺正是做到了这一点，它与传统的二级生化处理和现行氧化沟、SBR工艺比较，工艺流程简单,适用性强,出水水质优良。
从建设投资、占地面积、运行成本等方面分析都有明显的优势。
根据本项工程的水质、水量及处理要求，为实现以最低的建设费用和运行成本取得最佳的出水效果的目的，业主方经过慎重的比较和考虑，最终确定采用国际上先进的悬挂连曝气污水处理工艺，本设计方案选用土坝结构的悬挂链曝气工艺，其具有投资费用省，运行费用低等优点。
第四章工程设计
一、污水、污泥处理的工艺流程
污水处理工艺包括粗格栅渠、集水池提升泵房、细格栅渠、旋流沉砂池、生化综合池、排放水池等，工艺流程图如下：
原污水粗格栅渠集水池提升泵房细格栅渠
旋流沉砂池生化综合池集水池快滤池排放水池
出水排放
污泥处理工艺流程图如下：
剩余污泥井进泥泵浓缩脱水一体机外运处置
二、主要构筑物设计及设备选型
2.1污水处理系统
2.1.1粗格栅渠
主要功能：
去除污水中较大的漂浮物，防止水泵机组的堵塞。
结构类型：
地下钢混直壁平行渠道
设计参数：
设计流量Qmax=36750m3/d
Qave=25000m3/d
渠道宽度B=1000mm
渠数：
2条
主要设备：
粗格栅机
设备类型：
回转式粗格栅
设计参数：
过栅流量Qmax=1531m3/h
栅缝b=25mm
过栅流速v=0.85～1.15m/s
格栅宽度B=940mm
栅前水深H＝0.6～1.00m
过栅损失Δh=200mm
电机功率N=1.1KW
设备套数：
2台，互为备用
栅渣输送机
设备类型：
无轴螺旋输送机
设计参数：
螺旋槽宽度B=260mm
输送量Q=3m3/h
机长L=3.5m
转速n=20rpm
电机功率N=1.1KW
螺旋压榨机：
直径300mm
输送量Q=3m3/h
转速n=20rpm
电机功率N=3KW
设备套数：
各1套
2.1.2提升泵站
主要功能：
提升污水满足后续处理设施水力要求
结构类型：
地下钢混矩形结构
池数：
1座
设计参数：
设计流量Qmax=1531m3/h
集水有效容积V=90m3
污水提升泵
设备类型：
配带自耦装置的抗堵塞潜水排污泵
设备参数：
流量Q=500m3/h
扬程H=13m
功率N=45KW
设备套数：
4台，其中1台备用。
2.1.3细格栅渠
主要功能：
进一步去除污水中细小悬浮物，降低生物处理负荷
结构类型：
高架钢混直壁平行渠道
渠数：
2条
设计参数：
设计流量Qmax=1531m3/h
渠道宽度B=1200mm
渠道深度H=1500mm
主要设备：
格栅机和配套栅渣输送压实系统
设备类型：
齿耙型细格栅，配套输送、脱水和压实功能的输送压榨机.
设计参数：
过栅流量Qmax=1531m3/h
栅缝b=5mm
过栅流速v=0.80～1.00m/s
栅前水深h=0.5～0.74m
格栅宽度B=1150mm
过栅损失Δh=200mm
电机功率N=1.5KW
设备套数：
细格栅2套
栅渣输送机
设备类型：
无轴螺旋输送机
设计参数：
螺旋槽宽度B=260mm
输送量Q=3m3/h
机长L=3.8m
转速n=20rpm
电机功率N=1.1KW
数量1套
螺旋压榨机：
直径300mm
输送量Q=3m3/h
转速n=20rpm
电机功率N=3KW
数量1套
2.2.4旋流沉砂池
主要功能：
利用水力涡流，使水中的砂粒和有机物分开，去除粒径较大的无机砂粒，以保证后续处理流程的正常运行，减少后续处理构筑物发生沉积
结构类型：
圆形钢混结构
池数：
2座
设计参数：
设计流量Qmax=1531m3/h
设计负荷250m3/m2.h
直径D=3.05m
有效水深H=1.05m
主要设备：
水平旋流器
设备参数：
转速n=14rpm
功率N=0.75KW
设备套数：
2套
吸砂泵
设备类型：
砂浆泵
设备参数：
流量Q=35m3/h
扬程H=15m
功率N=2.2KW
设备套数：
2套
砂水分离器
设备类型：
螺旋式砂水分离器
设备参数：
处理量Q=20L/s
分离率P=98%
转速n=6.9rpm
功率N=0.37KW
设备套数：
1套
2.2.5生化综合池（缺氧池、厌氧池、曝气池、沉淀池和稳定池）
池数：
1座
处理能力25000m3/d
（1）缺氧池
主要功能：
利用微生物储存碳源反硝化去除残余硝酸盐；
结构类型：
半地上土坝矩形池体，水泥板护坡，土工布防渗
设计参数：
停留时间HRT=3.0hr
有效容积V=3125m3
数量：
1座
主要设备：
混合式潜水搅拌装置
设备参数：
转速n=460rpm
功率N=10KW
设备套数：
3套
（2）厌氧池
主要功能：
抑制丝状菌生长，防止污泥膨胀，聚磷菌释放磷及反硝化脱氮
结构类型：
半地上土坝矩形池体，水泥板护坡，土工布防渗
设计参数：
停留时间HRT=3.0hr
有效容积V=3125m3
数量：
1座
主要设备：
混合式潜水搅拌装置
设备参数：
转速n=460rpm
功率N=10KW
设备套数：
3套
（3）曝气池
主要功能：
在好氧环境下，利用微生物降解BOD及氨氮硝化
结构类型：
半地上土坝矩形池体，水泥板护坡，土工布防渗
设计参数：
污泥负荷Nv=0.08kgBOD/（kgMLSS·d）
污泥浓度MLSS＝3500mg/L
污泥龄θ=22d
污泥回流比R=100%
停留时间HRT=14.7hr
池深H=5m
有效水深H=4.5m
有效容积V=15180m3
池数：
1座
主要设备：
A、曝气设备（浮动曝气链）
设备参数：
空气流量Q=20.0m3/套.h
氧转移效率E=20%
数量350套
设备套数：
350套，18条浮动曝气链
B、罗茨鼓风机
设备参数：
流量Q=79m3/min
风压P=58.8kpa
功率N=132KW
设备套数：
3台（2用1台备），鼓风机分散布置在池坝上
C、反硝化回流
采用潜污泵直接从沉淀池回流
设备参数：
流量Q=650m3/h
扬程H=3.5m
功率N=15KW
设备套数：
4台
（5）一体化沉淀池（澄清池）
主要功能：
泥水分离，剩余污泥排至污泥浓缩池
结构类型：
钢筋混凝土
设计参数：
表面负荷q=0.87m/h
总容积V=4978m3
池数：
1座
主要设备：
单池1套行架式污泥抽取系统（包括穿孔泥管、潜水
污泥泵、行架），1套污泥动力系统（包括齿轮电机，配件及自控系统）
设备类型：
A、水污泵
设备参数：
流量Q=650m3/h
扬程H=3.5m
功率N=15KW
设备台数：
4台
B、剩余污泥泵
设备参数：
流量Q=30m3/h
扬程H=20m
功率N=4KW
设备套数：
2台
（6）稳定池
主要功能：
原设计功能为：
对生化出水进行再次充氧，优化出水水质，根据国内多个同类项目的实际经验，我公司特地在此进行改进，在稳定池内设潜污泵，将在此沉积的污泥定期抽出，提高出水的水质和降低出水中SS的含量。
结构类型：
土坝结构，素混凝土护坡，土工布防渗
设计参数：
停留时间HRT=0.76hr
有效容积V=792m3
数量：
1座
2.2.6．脱水机房
主要功能：
污泥脱水并装卸外运
结构类型：
砖混框架结构单层厂房
设计参数：
干污泥总量W=2023KgDs/d
面积尺寸B×L=12×9.0m=108m2
设置2台带式浓缩脱水一体机，两套投药系统和一套溶药系统
带式浓缩脱水一体机
设备类型：
带式浓缩脱水一体机
设备套数：
2套
设备参数：
干污泥量W=2023KgDs/d
湿污泥量V=337m3/d
进泥含水率ρ199.5%
出泥含水率ρ275～80%
工作时间T=16h
单机处理量W=20～30m3/h
絮凝剂耗量（PAM）1.0～3.0g/（kgDS）
电机功率N=22KW
带宽1500mm
污泥泵
设备类型：
潜水排污泵
设备参数：
流量Q=30m3/h
扬程H=20m
功率N=4KW
设备台数：
2台
加药系统
设备类型：
自动絮凝剂制配装置
设备参数：
溶药量0.5～1.0kg/h（干粉PAM）
配置溶液浓度1～3‰
配药罐有效容积h1=2.0m3
搅拌机功率N1=0.75KW
计量泵功率N=0.75KW
设备台数：
1套
计量泵
设备参数：
流量Q=0.3m3/h
扬程H=0.4Mpa
功率N=0.25KW
设备台数：
2台
污泥输送机
设备类型：
皮带输送机
设备参数：
输送量Q=8m3/h
机长H=6m
功率N=2.2KW
设备套数：
2套
化学除磷
主要功能：
去除水中的磷
化学除磷具体设计如下：
主要功能：
通过采用化学方法降低出水中磷的含量
设计参数：
进水的TP浓度3.0mg/L
出水的TP浓度0.50mg/L
生物除磷1.8mg/L
需加药去除的磷量0.70mg/L
投加的Fe3+量3.79mg/L
以FeCl3（溶液浓度40%）投加的量27.49mg/L
FeCl3总投加量274.9.3kg/d
FeCl3溶液总投加量687.3kg/d
投加总容积（比重1.5）0.46m3/d
自动溶药设备（1台）
设备参数：
容量Q=1m3
搅拌功率N＝0.37KW
加药计量泵（2台，1用1备）
设备参数：
流量Q=0～50L/h
扬程H=25m
功率N＝0.18KW
2.2.7．快滤池
主要功能：
对生化处理的水进一步过滤
结构类型：
半地下钢混结构
设计参数：
要求处理水量：
10600m3/d（441.7m3/h）
设计处理能力：
500m3/h
设计过滤负荷：
8.3m3/m2*h
滤池总面积：
60m2
单个滤池的尺寸：
5×6m=30m2
数量：
3个（两用一备）
过滤水泵
设备类型：
立式离心泵
设备参数：
流量：
500m3/h
扬程：
10m
功率：
37Kw
数量：
2台（一用一备）
反洗水泵
设备类型：
立式离心泵
设备参数：
流量：
900m3/h
扬程：
13m
功率：
55Kw
数量：
1台
反洗鼓风机
设备类型：
罗茨鼓风机
设备参数：
流量：
23m3/min
风压：
0.049MPa
功率：
30Kw
数量：
1台
2.2.8．排放水池
主要功能：
过滤反冲洗水池
结构类型：
半地下钢混结构
设计参数：
有效容积V1=300m3
三、环境保护
本工程所产生的二次污染主要是废气、噪声、固体废弃物三部分，为改善周围自然环境，必须严格杜绝二次污染，对于二次污染采取以下环保措施加以治理消除。
1．废气：
废气主要来源于集水池、沉砂池，水解池，异味控制一般采用周围设置绿化隔离带方式，减少异味散发，对异味较重，环境要求比较严格的工作场所，必须设置加盖密封收集集中处理的方式。
2．噪声：
本工程噪声主要来源水泵、曝气机和离心脱水机等运转机械，由于本工程关键设备曝气机和离心脱水机采用引进国外名优产品，运转效率高，基本不存在噪音污染问题。
其它如水泵尽量采用潜污泵，减小直至消除运转噪音；
3．固体废弃物：
包括栅渣、污泥和沉砂。
沉砂洗涤后可作建筑材料，栅渣和脱水泥饼与城市垃圾一并外运集中处置。
四、绿化设计
本污水处理厂绿化设计必须十分重视，首先从视觉上应充分考虑与周围环境的协调性，给人以视觉上的美感，而不应给人不愉快的感觉。
绿化树种应合理选择，如绿化隔离带应选择常青树种和灌木结合。
空余裸露地面应充分采用草皮配合花木进行绿化。
五、劳动定员
根据生产运行与行政管理的需要设置必要的生产工段与职能科室，生产性工段如：
污水处理工段，污泥处理工段、维修工段和化验室等。
为适应现代化管理、精简编制的需要，在确定劳动定员时考虑了部分兼职的行政管理工作人员和技术管理工作人员，适当压缩了专职管理人员的比例。
因此本工程总定员为30人。
其中生产及后勤人员25人，技术人员3人，行政人员2人。
行政技术管理部门和主要生产工段均应配置适当比例的专业技术人员。
专业技术人员的专业范围包括：
给水排水、工企自动化、自动化仪表、计算机应用、机械制造、分析化学和微生物。
人员编制可详见劳动定员表。
劳动定员表
序号
名称
生产工人
辅助人员
管理人员
班次
合计人员
一
行政领导
2
1
厂长
1
升级会员 