乡村一体化污水站初步设计.docx

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乡村一体化污水站初步设计

XXX村

美丽乡村暨生活污水处理工程

（共三册第一册）

初步设计说明书

XXXX环境工程有限公司

二O一七年七月

前言

工程位于XXXX村，主要处理XXXX村200户产生的生活污水。

本工程属于XXXX村美丽乡村建设的重要组成部分。

XXXX村为湖北省农改办公布的2017年全省261个美丽乡村建设试点村之一，承载着湖北省人民政府建设新农村的特色使命。

本公司受业主委托，本着对业主高度负责的态度，根据给排水有关设计依据，结合公司所做的污水工程经验，按国家相关的排放标准，对该项目做以下具体的方案设计，为用户提供较为理想、投资省、处理效果好的一体化工艺设备。

一体化工艺采用一体化循环处理工艺，配有自控系统装置，有自动切换，报警功能，无需专人管理。

为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。

针对具体污水水质的特点，本方案拟采用一体化循环处理工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主要设备采用优质的钢结构的箱体，考虑到XXXX村建设美丽乡村的现实需求，本设备拟采用地上式布放，外观力求与XXXX村建筑外观统一，并进行除臭处理，打造XXXX村美丽乡村建设的环保名片。

项目设计规模为100m3/d，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

推荐处理方式：

先收集后集中处理，采用水循环一体化污水处理设备，外观与XXXX村整体建筑物风格统一，打造美丽XXX。

项目总投资为72.71万元。

1概述

1.1项目基本情况

项目名称：

XXX村美丽乡村暨生活污水处理工程

项目地点：

XXXXxxxxx处XXXX村

建设单位：

XXXXxxxxx处XXXX村村民委员会

设计单位：

XXXX环境工程有限公司

建设规模：

100m3/d

污水厂厂址：

XXXX村村委会西南旁

进出水水质：

1）设计进水水质

根据《XXX村美丽乡村暨生活污水处理工程设计方案》及参考周边地区同类污水处理厂水质，确定进水水质指标：

序号

项目

浓度/指标

1

pH

6~9

2

悬浮物（SS）（mg/L）

150

3

五日生化需氧量（BOD5）（mg/L）

120

4

化学需氧量（CODcr）（mg/L）

250

5

总磷（TP）（mg/L）

3.0

6

氨氮（NH3-N）（mg/L）

25

7

TN（mg/L）

30

表1-1设计进水水质表

2）设计出水水质

污水处理厂尾水排入灌溉渠后汇入XXX河到汉江，根据《省人民政府关于全面推进生活污水治理工作的意见和《湖北省乡镇生活污水治理工作指南》（试行）（2017年3月），按照重点流域水环境功能划类规定，设计出水水质应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，污水处理厂出水水质应为：

序号

项目

浓度/指标

1

pH

6~9

2

悬浮物（SS）（mg/L）

10

3

五日生化需氧量（BOD5）（mg/L）

10

4

化学需氧量（CODcr）（mg/L）

50

5

总磷（TP）（mg/L）

0.5

6

氨氮（NH3-N）（mg/L）

5

7

TN（mg/L）

15

表1-2设计出水水质指标表

表1-3污水处理程度表

项目

BOD5

COD

TN

NH3-N

SS

TP

设计进水水质（mg/L）

120

250

30

25

150

3.0

设计出水水质（mg/L）

≤10

≤50

≤15

≤5

≤10

≤0.5

去除率（％）

≥91.67

≥80.00

≥50.00

≥80.00

≥93.33

≥83.33

处理工艺：

本工程采用改良型A2O一体化工艺（又称一体化循环处理工艺）。

污泥处理采用重力浓缩、脱水。

污水、污泥出路：

污水处理厂经处理后的尾水消毒达标后重力排放入灌溉渠汇入XXX河；污泥处理采用重力浓缩、脱水工艺，污泥处置采用定期抽吸外运农用。

工程主要内容：

XXX村美丽乡村暨生活污水处理工程按100m3/d建设，建/构筑物占地面积70.31m2。

主要污水处理构筑物包括：

1、污水处理工段

构筑物有格栅渠、调节池、一体化设备（含综合设备间）、出水池。

2、污泥处理工段

污泥浓缩池。

主要经济技术指标

100m3/d规模污水处理厂工程投资情况:

工程总投资：

72.71万元

单位直接运行成本：

0.2866元/m3

1.2编制依据

（1）XXX村美丽乡村相关资料

（9）《XXX村美丽乡村暨生活污水处理工程设计方案》

XXXX环境工程有限公司2017年06月

（10）《XXX村地形图》1:

2000

XXX咨询有限公司2016年04月24日

（16）建设方提供的其他相关基础资料

1.3编制范围及原则

1.3.1编制范围

本项目初步设计编制范围为污水处理站站内工程。

本初步设计包括三部分：

设计说明书、设计图纸和工程概算。

1.3.2编制目的

在《XXX村美丽乡村暨生活污水处理工程设计方案》专家及建设单位评审意见的基础上，进一步深化原设计方案。

1.3.3编制原则

（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。

（2）从实际情况出发，在城乡总体规划的指导下，综合考虑近期、远期规划的基础上，确定污水处理工程规模，使工程建设与城乡的发展相协调。

（3）满足出水水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理。

（4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免造成二次污染。

（5）为保证污水处理系统正常运转，污水站运行设备有足够的备用率。

（6）在污水站用地范围内，站区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，使站区环境和周围环境协调一致。

（7）站区竖向设计力求减少挖、填方量和节省污水提升费用。

（8）站区建设风格力求统一，简洁明快，美观大方，积极创造一个美好的生产和生活环境，保障生产人员的身心健康。

1.4采用的主要规范、标准及法律、法规

1.4.1采用的主要规范、标准

《镇（乡）村给水工程技术规程》CJJ123-2008

《村镇供水工程设计规范》SL687-2014

《城镇给水排水技术规范》GB50788-2012

《城市工程管线综合规划规范》GB50289-2016

《城市排水工程规划规范》GB50318-2000

《污水排入城市下水道水质标准》GB/T31962-2015

《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-2008

《声环境质量标准》GB3096-2008

《环境空气质量标准》GB3095-2012

《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523-2011

《地表水环境质量标准》GB3838-2002

《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

《室外排水设计规范》GB50014-2006（2016年版）

《小城镇污水处理工程建设标准》建标148-2010

《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-84

《恶臭污染物排放标准》GB14554-93

《建筑设计防火规范》GB50016-2014

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《供配电系统设计规范》GB50052-2009

《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013

《低压配电设计规范》GB50054-2011

《通用电设备配电设计规范》GB50055-2011

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

其它相关的国家标准和设计规范

1.4.2相关法律、法规

随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类己逐步认识到环境保护和污染控制对繁荣经济、稳定社会的重要性。

在我国，环境保护己作为一项基本国策，受到了全社会和各级人民政府的重视。

中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律与法规，以保证这项基本国策的执行。

国家颁布的有关防治水污染的法规如下：

《中华人民共和国环境保护法》2014年4月

《中华人民共和国水污染防治法》2008年2月

《中华人民共和国传染病防治法》2004年8月

《建设项目环境保护管理条例》1998年11月

2区域概况及给排水现状

2.1区域概况

2.1.1区域概况

XXXX村位于xxxx处西南部，紧邻袁排公路，XXX村住户有200户，约1000人。

2.1.2自然条件

1、地质地貌

XXXX

2、气候

XXXX

3、矿物

XXXX

4、水利

XXXX

XXXX

5、土地

XXXX

3、地震

根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）附录A.0.15条国家地震区划,XXXX设计地震分组为第一组,抗震设防烈度为7度。

设计基本地震加速度0.10g，根据建筑工程抗震设防分类标准（GB50233-2008），本建筑抗震重要性为丙类建筑，可按7度设防。

2.2给排水现状

2.2.1给水现状

XXXX村为湖北省农改办公布的2017年全省261个美丽乡村建设试点村之一，住户全部用水为自来水厂直供。

2.2.2排水现状

日前随着XXXX村人口的增长和乡镇规模的不断扩大，供水能力与现状需求之前的矛盾日益突出。

XXXX村原设有少量的排水沟渠，雨污合流，多为暗涵，生活污水未经处理直接排入排水沟道，最终排入河流。

目前，XXXX村内尚无污水处理系统，污水未经处理就排入水体，严重污染了当地环境。

见下图。

污水管网现状图

河流污染现状图1

河流污染现状图2

综上所述，目前当地排水方面主要存在的问题如下：

排水设施不健全，区内部分雨、污水未做到分流，生活污水基本未经处理直接排入现状沟渠就河流。

近年来随着乡镇的发展，乡镇排污量也逐年增加，排水管网应与乡镇建设同步，以贯彻实施建设美丽乡镇这一政策。

3工程任务和建设规模

3.1工程建设的必要性

为积极响应了省政府办公厅的要求，按照《指导意见》提出的五项建设重点，即加强基础设施建设、改善农村人居环境、打造特色宜居村庄、促进农村经济发展以及加强公共服务体系建设，干河办事处拟启动XXXX村污水处理工程的建设。

本次污水工程项目的推进可以改善XXXX村庄环境，提高人民的健康水平，实现美丽乡村建设与环境建设的经济效益、社会效益和环境效益的统一。

日前随着XXXX村人口的增长和乡镇规模的不断扩大，供水能力与现状需求之前的矛盾日益突出。

XXXX村原设有少量的排水沟渠，雨污合流，多为暗涵，生活污水未经处理直接排入排水沟道，最终排入河流。

目前，XXXX村内尚无污水处理系统，污水未经处理就排入水体，严重污染了当地环境。

综上所述，目前当地排水方面主要存在的问题如下：

排水设施不健全，区内部分雨、污水未做到分流，生活污水基本未经处理直接排入现状沟渠就河流。

近年来随着乡镇的发展，乡镇排污量也逐年增加，排水管网应与乡镇建设同步，以贯彻实施建设美丽乡镇这一政策。

3.2工程建设的紧迫性

1、环境保护的要求

生活污水不经处理随意排放造成了当地地表水和地下水的严重污染，不仅加剧了水体污染，使得境内浅层地下水的居民生活和农业生产受到严重污染。

为了从根本上改善XXXX村河水水质，建设污水收集管网及污水处理厂是完全必要的。

2、是XXXX村美丽乡村建设的必要组成部分

XXXX村为湖北省农改办公布的2017年全省261个美丽乡村建设试点村之一，承载着湖北省人民政府建设新农村的特色使命。

为改善XXXX村农村环境，打造特色宜居乡村，促进XXXX村农村经济发展和旅游特色产业，建设XXXX村生活污水治理工程势在必行。

为此，必须高起点、高标准地进行XXXX村基础设施建设，建立和形成高效能的新农村管理体系，保持乡村生态平衡，提高环境质量，本项目就是达到这一目的的重要基础设施之一。

因此，在XXXX村建设污水处理站已迫在眉睫。

3.3建设规模

XXXX村位于xxxxx处西南部，紧邻袁排公路，XXX村住户有200户，约1000人，本工程污水主要为居民生活污水。

根据《湖北省乡镇生活污水治理工作指南》（试行）（湖北省住房和城乡建设厅2017年3月）可知，居民生活用水定额取120L/人.d，折污系数为80%，则：

总污水量=（1000*120/1000）*80%=96m3/d

即本工程设计规模为100m3/d。

4污水处理厂

4.１厂址、规模及设计处理出水水质

4.1.1污水厂厂址

鉴于污水处理站选址必须位于集镇下游相对较低和平坦之处，而乡村基本上是村民宅基地和基本农田，因而选择污水站用地难度较大，选择余地极小。

我司工程技术人员和业主单位人员等相关部门人员，共同深入现场，在当地人员的指引下多次反复踏勘，现确定可行的厂址方案如下：

厂址一：

XXXX村委会西南角，靠近村委会，见下图。

厂址一

厂址二：

XXXX村委会西南角，靠近居民厕所，见下图。

厂址二

厂址一位于XXXX村中部，靠近村委会，排水方便，属村委会建设用地，经实地测量高程，可满足污水管网的工程要求。

厂址二位于XXXX村中部，靠近居民厕所，排水方便，属村委会建设用地，经实地测量高程，可满足污水管网的工程要求。

厂址方案比较见下表：

表5-1厂址比选表

厂址

比较项目

厂址一：

XXXX村委会西南角，靠近村委会

厂址二：

XXXX村委会西南角，靠近居民厕所

可用地面积

可满足要求

可满足要求

地形条件

较为平坦

较为平坦

交通条件

好

好

防洪

无需做防洪

无需做防洪

场地平整工程量

较小

较小

对环境的影响

靠近村部，环境影响较小

靠近居民，环境影响较大

拆迁量

无

无

尾水排放

就近排放

就近排放

总投资

较小

较小

与规划衔接

衔接

衔接

综合以上比较，厂址一和厂址二场地平整量少，无拆迁量，并且与规划衔接，但厂址二靠近居民，对环境影响较大，因此本工程推荐厂址一XXXX村委会西南角，靠近村委会作为污水站的厂址。

4.1.2污水处理厂规模

根据《XXX村美丽乡村暨生活污水处理工程设计方案》及专家和建设单位意见，在初设阶段进一步复核的基础上，本污水处理站设计规模100m3/d。

4.1.3设计进出水水质

污水处理厂尾水排入XXX河，属汉江支流，根据《省人民政府关于全面推进生活污水治理工作的意见和《湖北省乡镇生活污水治理工作指南》（试行）（2017年3月），按照重点流域水环境功能划类规定，设计出水水质应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

表5-2设计进出水水质

项目

BOD5

COD

TN

NH3-N

SS

TP

设计进水水质（mg/L）

120

250

30

25

150

3

设计出水水质（mg/L）

≤10

≤50

≤15

≤5

≤10

≤0.5

去除率（％）

≥91.67

≥80.00

≥50.00

≥80.00

≥93.33

≥83.33

4.2污水处理方案选择

污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等诸多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。

选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，且有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证出厂水水质。

污水处理工艺选择还应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。

根据XXXX村污水的规模、进水水质特点、出水水质要求，结合国内外成熟污水处理工艺的研究，本工程设计主要分为两种方案。

方案一：

收集后集中治理，采用改良型A2O一体化处理工艺（又称一体化循环处理工艺）

方案二：

分散治理，采用人工湿地

表5-3方案的技术经济比较表

项目

方案一：

收集后集中处理

方案二：

分散处理

备注

简介

污水收集后集中处理，处理规模为100m3/d，污水站位于XXXX村村委会西南旁。

住户分散10处单独处理，每处处理规模为10m3/d，共需10处污水站占地

工程量

污水站：

100m3/d，1座

新建收集管网：

1653.7m

污水站：

10m3/d，10座

新建污水管网：

1100m

一=二

占地

污水站建筑物占地约70m2

10m3/d污水站占地13m2

10座污水站总占地130m2

一＜二

投资

污水站约73万元

污水站约100.00万元

一＜二

设备数

少

多

一＜二

维护管理

工程量少，简单

工程量多，复杂

一＜二

运行费用

少

多

一＜二

根据确定的XXXX村污水进出水水质特点，综合考虑运行、管理等方面的因素，通过表中在技术、经济等方面相比，收集后集中治理，采用改良型A2O一体化处理工艺（又称一体化循环处理工艺）具有如下优点：

①工艺流程简单，适用性强，出水水质优良。

②建设投资省、占地面积小、运行成本低。

③污泥产出量少，污泥产出量比常规活性污泥法少50%以上。

改良型A2O一体化处理工艺（又称一体化循环处理工艺）处理后的污泥疏水性好，干渣可做肥料和土壤改良剂，己在秭归水田坝污水厂应用并经7年多的验证未发生任何不良反映。

3）推荐方案

从以上对比可以看出，两种方案均能达到尾水排放要求，但改良型A2O一体化处理工艺（又称一体化循环处理工艺）在建设投资、占地面积、运行费用控制方面均比方案二优胜，本设计推荐收集后集中治理，采用改良型A2O一体化处理工艺（又称一体化循环处理工艺）作优选工艺方案。

4.2.1一体化循环处理工艺

一体化循环处理工艺,根据环保部门对该厂运行七年多的长期监测数据表明，出水各项指标稳定达到国家标准GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级标准。

XXXXXXXXXXXXX

4.3污泥处理和处置工艺

在污水处理过程中要产生一定量含水率较高的污泥。

这些污泥具有体积大、易腐败、有臭味的特点，如不加以处理，任意排放，很容易形成二次污染，因此污泥的合理处置非常必要的。

污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方法确定，而最终的处置方法又与污水性质、所采用的污水处理工艺、污泥产量等有关。

污泥处理工艺一般包括减容、稳定、无害化三种。

通常小型的污水处理站污泥处理有两种方法：

一是污泥浓缩机械脱水处理；二是污泥干化处理。

考虑到本工程规模较小，污泥浓缩机械脱水处理业主投资大，而污泥浓缩干化处理对周围卫生有影响。

由于本一体化循环处理工艺产生污泥量极少，为此，本工程产生的污泥只作简单的浓缩处理后，其污泥污染物含量检测出符合《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T309）的要求时，优先采用污泥农用，实现污泥资源化，由人工每年采用吸粪车清理外运作农肥。

4.４污水处理厂工艺设计

4.4.1污水处理厂平面布置及高程布置

污水处理站址选XXXX村委会西南角，靠近村委会，是一块相对独立的土地，为工程建设用地，属于村委会集体所有，不存在征地困难问题。

场地东南靠紧邻溉渠，西北靠经道路。

污水处理站建构筑物总占地70.31㎡。

场地现状为平整地块，现状高程为24.20-24.56m，顺接道路为24.51-24.58，考虑雨水为无组织自然排放和灌溉渠高程，确定污水站地面高程为24.60m。

污水厂场平时，应先将表层耕植土清除后，再用好土分层回填、分层压实，分层厚度不大于0.30m，建（构）筑物范围内的回填土压实度不低于95%,其他部位回填土压实度不低于90%。

厂站内人行路高程24.60米，污水管网进厂管道管内底高程23.00米，管径为DN400。

（1）高程设计原则

污水经进水调节池提升后经重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高程，节省能源，降低运营费用。

⑵高程确定

污水处理站的工艺流程中的高程是受入厂污水管高程制约。

根据建设场地地形，结合现场实测数据，按高程设计原则，初步确定污水管（下口）进厂高程为23.00m，管径DN400。

站内污水处理工艺管道高程按工艺要求确定（详见工艺图）。

⑶厂区道路

本项目规模较小，占地极小，厂内不设专门的道路，只需设置检修和巡视的人行道即可，人形道路宽度为1.00m。

⑷厂区管道

厂区主要管道有污水管道、污泥管道、空气管道、电缆管线等，应在污水厂总体方案确定后，按工艺要求，合理布局。

⑸污水管道

工艺污水管道为各污水处理构筑物连接管线，采用PVC-U排水管，管道的布置原则是线路短、埋深合理。

⑹污泥管道

主要有剩余污泥管道。

管道设计时考虑到污泥含水率低的特点，尽量提高其流速，以免淤积。

⑺空气管道

主要有从风机输出至曝气区的空气管，设计时尽量考虑其埋设深度，以利于管道中冷凝水的排放。

⑻电缆管线

厂内电缆管线较少，并且集中，采用套管形式敷设。

4.4.2工艺流程及说明

住户生活污水经化粪池进入格栅渠和沉砂池，以保证后续处理构筑物的正常运行。

自流进入调节池均衡水质和调节水量，再经泵提升到水循环一体化设备，该池由生化区、沉淀区、混凝斜板沉淀区和消毒系统、污泥储存系统组成，以完成生物脱氮除磷和降解有机污染物的过程。

其中，沉淀区的污泥通过强制导流器回流到好氧区。

水循环一体化设备的出水回用或排放。

水循环一体化设备剩余污泥进行重力浓缩后定期抽吸农用。

通常小型的污水处理站污泥处理有两种方法：

一是污泥浓缩机械脱水处理；二是污泥干化处理。

考虑到本工程规模较小，污泥浓缩机械脱水处理业主投资大，而污泥浓缩干化处理对周围卫生有影响。

由于本一体化循环处理工艺产生污泥量极少，为此，本工程产生的污泥只作简单的浓缩处理后，由人工每年采用吸粪车清理外运作农肥。

4.4.3设计水量

设计规模为100m3/d，按5.0吨/小时计。

4.4.4格栅渠和调节池

格栅渠及调节池土建和设备按5.0吨/小时设计。

1、格栅渠

a.功能：

去除较大尺寸的漂浮物、悬浮物，以保护提升泵的正常运行。

b.设计参数

设计流量：

Q=1.39L/s

过栅流速：

V=0.6-1.0m/s

栅条间隙：

b=5mm

栅前水深：

H=0.5m

安装角度：

75o

c.主要工程内容

格栅渠采用钢砼结构。

设人工细格栅1台，格栅宽0.6m，栅条宽5mm，高度1.90m，安装角度75°。

格栅渠尺寸为2.5×0.6×1.90m，地下式钢砼结构（和调节池合建）。

d.运行方式

根据格栅前的渣量采用定期人工清渣。

2、调节池

⑴功能：

调节均和污水的水质和水量，削减高峰负荷。

调节池能降低污水中的污染物少许含量，为后续设备的运行和保证出水水质达标创造条件。

⑵设计参数

设计流量5.0m3/h，停留时间10h。

⑶运行方式

根据池内液位控制潜污泵开启。

⑷主要工程内容

共设1座调节池，地下式钢砼结构，平面尺寸：

6.0m×5.5m，池内水深1.5m，总高3.00m。

安装主要设备如下：

A、潜污泵2台（1用1备）Q=5.0m3/h，H=10m，N=0.55kW

4.4.5水循环一体化设备

⑴功能：

利用缺氧、好氧、沉淀区和混凝沉淀的不同功能，实现去除污水中BOD5、CO