污水处理站设计方案080827.docx
《污水处理站设计方案080827.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污水处理站设计方案080827.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
污水处理站设计方案080827
潮汕民用机场污水处理站工程
设计方案
建设单位：
潮汕民用机场建设指挥部
设计单位：
省建筑设计研究院
资质证书：
甲级190107－sj
2008年8月
1、工程概况
潮汕民用机场位于、和揭阳三市之间，揭阳市揭东县炮台镇以东登岗镇以北，枫江以南，虎岗山以北山脚。
根据总体规划，潮汕民用机场共分为跑道区、航站区及工作区三大区域，污水处理站厂址位于北灯光塔旁边，场地已三通一平，场地地质条件类似机场其他区域，在下一阶段设计开展前，尚需增加钻探点以探明污水站的地质条件。
机场设计目标年本期为2020年，年旅客吞吐量为450万人次，中期2030年为890万，远期2040年增长到1600万人次。
本次方案设计容为潮汕民用机场污水处理站工程设计，主要包括处理规模、进出水水质论证、工艺路线确定、总平面布置以及配套的建筑、结构、电气等专业设计，以及工程的投资与运行成本估算。
2、设计依据
2.1设计文件依据
Ø《国家发展改革委关于新建潮汕民用机场项目可行性研究报告的批复》（发改交运【2007】2506号）
Ø《潮汕民用机场初步设计评审意见》
Ø《潮汕民用机场可行性研究报告》
Ø《潮汕民用机场岩土工程勘察报告》
Ø潮汕民用机场总体规划及相关专业设计图纸
Ø潮汕民用机场场地土方平整设计图纸
Ø设计围的修测地形图
Ø道路、给排水、绿化专业设计文件
Ø建筑给排水专业设计文件
2.2设计规
Ø《城市污水处理工程项目建设标准（修订）2001》
Ø《室外排水设计规》（GB50014-2006）
Ø《民用机场飞行区排水工程施工技术规》（MH5005-2002）
Ø《室外给水设计规》（GB50013-2006）
Ø《鼓风曝气系统设计规》CECS97：
97
Ø《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31－89
Ø《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规》CJJ60－94
Ø《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
Ø《污水综合排放标准》GB8978-1996
Ø《省水污染物排放限值》DB44/26-2001
Ø《环境空气质量标准》GB3095－96
Ø《恶臭污染物排放标准》GB14554－93
Ø《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082－1999
Ø《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-93
Ø<<给水排水管道工程施工及验收规>>（GB50258-97）
Ø<<建筑结构荷载规>>（GB50009-2001）（2006版）
Ø其它相关的设计规、规程。
3、总体设计
3.1工程围
污水处理站工程包括污水、污泥处理系统的建、构筑物、设施设备以及给排水、供配电、绿化、道路等附属设施。
3.2污水量的预测
污水量预测分别按照供水规模与综合用水量指标法进行计算，从而得出本项目的设计规模。
⑴按照供水规模计算
潮汕民用机场用水单位主要包括：
航站楼旅客用水、旅客就餐用水、职工就餐用水、职工日饮用水、职工浴室用水、车辆洗涤用水、航站区绿化用水、飞行区绿化用水等。
根据预测，潮汕民用机场目标年2020年旅客吞吐量为450万人，潮汕民用机场近期最大日总用水量为4000m3/d，远期规划给水量6000m3/d。
近期机场高峰日用供水量为4000m3/d，日变化系数采用1.25，则日平均供水量为3200m3/d，近期的生活污水日平均排放量以总用水量的90%计算，约为2880m3/d，考虑到污水管道埋深较小，管材选型可有效防止地下水的入渗，因此地下水渗入量按5％计算，污水总变化系数按规取为1.81，则近期污水平均处理量为2880x（1+5%）＝3024（m3/d），近期污水最大处理量为3024x1.81＝5473.44（m3/d）。
同样计算出远期污水日平均排放量约4320m3/d，地下水渗入量按5％计算，污水总变化系数按规取为1.8，则远期污水平均处理量为4320x（1+5%）＝4536（m3/d），远期污水最大处理量为4752x1.8＝8164.8m3/d。
根据近、远期污水量预测，设计近期平均规模取为3000m3/d，远期平均规模取为5000m3/d较为合适。
⑵采用单位人口综合用水量指标法计算
根据总体规划，潮汕民用机场设计目标年本期为2020年，年旅客吞吐量为450万人次，中期2030年为890万，远期2040年增长到1600万人次。
其用水量除特殊情况下如转机、延误、取消航班或其他不可预见因素导致的大量旅客短时期滞留机场外，90％以上的旅客在机场的停留时间会小于2小时，而且其用水量较小，机场工作人员及临时住宿的旅客量占吞吐量的比例很小，根据规机场用水采用人均综合用水量指标为：
300L/人.d。
则总用水量分别是：
2020年：
3698.6m3/d；2030年：
7315.07m3/d；2040年：
13150.68m3/d。
城市污水产生量为供水量的90％，则污水量分别是：
2020年：
3328.74m3/d；2030年：
6583.56m3/d；2040年：
11835.6m3/d。
根据以上分析，考虑5％的地下水渗入量及总变化系数，可计算得本处理站服务围排污量（平均日）为：
●2020年：
3495.18m3/d；
●2030年：
6912.74m3/d；
●2040年：
12427.38m3/d。
排污量最大日规模为：
●2020年：
6291.32m3/d；
●2030年：
12373.80m3/d；
●2040年：
21126.55m3/d。
根据近、中、远期污水量预测，设计近期规模取为3500m3/d，中期规模取为7000m3/d，远期规模取为12000m3/d较为合适。
3.3工程规模的确定
根据以上污水量的计算，可以看出利用两种方法测算出的近期、中期污水处理量基本相符，近期（2010年）污水平均处理量约为3000～3500m3/d，中期（2020年）污水平均处理量约为5000～7000m3/d，远期（2040年）污水平均处理量约为12000m3/d。
为便于构筑物及设备预留衔接顺利，分期建设工程的规模最好与近期一致。
纵上所述，本工程的设计规模确定为：
●一期（2010年）污水平均处理量：
3000m3/d；
●二期（2020年）污水平均处理量：
3000m3/d；
●三期（2040年）污水平均处理量：
6000m3/d；
●一、二、三期合计污水处理量：
12000m3/d。
本次设计的设想为在现有场地布置一、二期处理规模的污水处理站，土建在近期一次建成，设备分两期安装。
远期2040年再根据技术的发展在现有场地预留区域进行扩容改造。
3.4进水水质的确定
由于目前尚缺乏机场污水实测的水质数据，故污水水质只能参照城市污水水质来确定，同时需考虑到机场污水收集系统为分流制，部分污染物浓度较采用合流制排水的城市污水水质为高，因此本次设计暂定的进水水质为：
BOD5：
120～150mg/L
CODcr：
250～300mg/L
SS：
120～150mg/L
NH3-N：
25mg/L
TN：
30mg/L
TP：
3.5mg/L
水温：
12~25℃
3.5污水处理排放标准
根据《总体规划》，本工程污水经处理后要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准，即：
BOD5≤20mg/L
CODcr≤60mg/L
SS≤20mg/L
NH3-N≤15mg/L
PO43-（以P计）≤0.5mg/L
根据设计的污水厂进出水水质，各污染物的处理程度见表1。
表1污水处理程度表
水质指标
类别
BOD5
CODcr
SS
NH3-N
PO43-
设计进水水质（mg/L）
150
300
150
25
3.5
设计出水水质（mg/L）
20
60
20
15
0.5
处理程度（%）
87
80
87
40
86
3.6污水处理站厂址
按照机场的总体规划，污水处理站拟建于北灯光站旁边的空地，地形基本平整，整体呈L形，占地面积约14379.53m2。
4、处理方案选择和确定
4.1污水处理方案
4.1.1污水可生化性分析
本工程进水水质BOD5/COD=0.50，属于易生物降解畴；BOD5/TN=3.43～5，属于碳源较充足污水；BOD5/TP=30，可以采用生物除磷工艺。
因此可以采用生物法对污水进行脱氮除磷二级处理。
4.1.2生物除磷脱氮工艺方案简述
一般情况下，城市污水处理厂的工艺流程包括预处理、二级生物处理和污泥处理。
预处理段通常包括粗、细格栅、提升泵房和沉砂池，二级生物处理的工艺方案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多种因素进行综合考虑，目前应用于较小规模污水厂（5万m3/d以下）的悬浮型活性污泥法污水处理工艺主要有三个系列：
①氧化沟系列、②A/O系列、③序批式反应器（SBR）系列。
各个系列不断地发展、改进，形成了目前比较典型的工艺有：
A2/O工艺、改良A2/O工艺、UCT工艺、改良UCT工艺、VIP工艺、倒置A2/O工艺、ORBAL氧化沟工艺、CARROUSEL-2000氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T型氧化沟工艺、CAST工艺、SBR工艺、改良CASS工艺、MSBR工艺、Unitank工艺等。
应用于城市污水处理厂的固着型生物膜法工艺主要包括①BAF生物滤池；②BIOFOR生物滤池。
4.2污水处理方案比较及推荐方案的确定
从各工艺的机理看，每个工艺各具特点，基本可实现除磷脱氮，根据本工程的规模、进出水水质要求及实际建筑物面积较紧等情况，从上述诸多工艺中筛选出较适合的三种工艺：
三沟式氧化沟工艺、改良CASS工艺和A2/O工艺作为本工程的选择方案，进行技术经济比较，从中确定推荐方案。
三种工艺各有特点，根据与氧化沟工艺、A2/O工艺的对比，在同样处理达标排放的前提下，改良CASS的用地较为节省，建构筑物面积只占总用地的37.5％。
这对于节省潮汕机场有限的土地资源，为以后预留发展用地，极为有利。
根据进出水水质要求，考虑到污水站与周围环境的协调，要求工艺既能运转简便、成熟，又可节省占地面积，并且尽量增大绿化面积，本次设计推荐采用改良CASS工艺。
与传统的活性污泥法相比，改良CASS工艺具有如下特点：
⑴出水质量高
⑵对冲击负荷的适应性和设计的灵活性
⑶活性污泥性能好及剩余污泥处理简便
⑷投资和占地面积小
⑸能耗低
⑹操作管理及维修简单
4.3污泥处理工艺方案
4.3.1污泥量
推荐方案改良CASS工艺产生干污泥量：
近期约为600kgDS/d，远期为1200kgDS/d。
4.3.2污泥处理工艺选择
污泥处理是城市二级污水处理中的一个重要组成部分，通常要彻底处理及处置生化过程中产生的污泥，其投资和运行费用约占整个厂总投资和总运行费用的30%~50%，而合理经济地处理污泥，则需结合现有条件综合考虑。
国普遍采用的污泥稳定工艺是厌氧消化、好氧消化、热处理、加热干化和加碱稳定。
本项目污泥产量较小，暂不考虑在站稳定化或干化处理，为节约投资及方便管理，可考虑将污泥直接浓缩脱水后外运填埋处置。
本工程采用的改良CASS工艺，泥龄较长，剩余污泥的稳定程度较传统活性污泥法有较大的提高，因此推荐采用污泥机械浓缩脱水的处理方案，脱水机选用浓缩脱水一体式板框压滤机。
4.4消毒技术方案论证
为了有效地保护水域，防止传染性病原菌对人们的危害，降低水源的总大肠菌群数，对污水处理厂出水进行消毒十分必要。
常用的消毒方法有氯消毒、ClO2、紫外线、臭氧、热处理、膜过滤等。
以上介绍的多种方法都可以达到消毒的目的，但多数方法的运行成本太高，应用于大型城市污水处理厂不适合。
加氯法在工程投资及运行费方面要优于紫外线消毒法，运行管理经验丰富，但其有二次污染和潜在危险性，占地较大。
紫外线消毒法虽然一次性投资较高，但其应用较成熟可靠，占地面积小且无二次污染及潜在危险。
因此本工程二级生化出水推荐采用紫外线作为污水消毒方案。
4.5除臭方案
城市污水中会有氨气、甲硫醇、硫化氢、甲硫醚、三甲胺等化合物，这些物质在污水输送和处理过程中会散发恶臭，影响人们身心健康。
因此，污水处理设施应设置除恶臭措施。
脱臭方法从最初采用的水洗法，逐步发展到效果较好的微生物脱臭法。
常见的方法有水清洗和药液清洗法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、土壤脱臭法、燃烧法、填充式微生物脱臭法等。
微生物脱臭法已广泛应用于污水处理设施中，其运营成本较低，脱臭效果良好,本次设计推荐采用生物除臭方法。
本工程中产生臭气的主要地方是预处理区、厌氧区和污泥区，包括细格栅渠、沉砂池、生化池厌氧段和污泥处理系统，在工程设计和建设中采用池体加盖隔离的措施。
5、污水处理站工艺设计
5.1工程容
污水站本次一期工程设计规模为3000m3/d，同时需建设留二期的土建工程，因此土建工程建设规模为6000m3/d，设备按一期规模配置。
污水站主要工程容为：
●预处理系统
●污水二级处理
●出水消毒
●污泥处理
●厂区附属建筑
●供电系统
●自动控制系统
●厂区总平面及配套设施
5.2设计规模
一期工程设计规模3000m3/d
总变化系数1.8
平均设计流量125m3/h（0.035m3/s）
最大设计流量225m3/h（0.063m3/s）
最小设计流量69.4m3/h（0.019m3/s）
5.3工艺流程
污水站工艺流程框图见图5.3－1。
处理系统各阶段的处理效率和出水水质分析见表5.3－1。
表5.3－1污水处理系统各阶段的处理效率和出水水质
沉砂池
改良CASS池
消毒系统
原水
出水
出水
出水
COD（mg/l）
300
290
42
﹤15
BOD5（mg/l）
150
140
15
﹤5.0
SS（mg/l）
200
90
18
﹤5.0
NH4-N（mg/l）
30
30
9
﹤2
磷酸盐（mg/l）
5
5
0.45
﹤0.5
栅渣、沉砂外运鼓风曝气
进水出水
上清液回流
脱水污泥外运
图5.3－1污水站工艺流程图
5.4工艺设计
⑴提升泵站
提升泵站用于进厂污水的提升，本工程提升泵站设于污水处理站外，采用压力管直接将污水提升至处理站，不包含在本工程的设计围。
提升泵站规模将满足机场污水的提升转输要求。
⑵细格栅与旋流沉砂池
细格栅与旋流沉砂池1座，其中细格栅分为两格，每格处理能力3000m3/d。
沉砂池1座，处理能力6000m3/d，可满足二期处理规模。
设计流量平均流量0.035m3/s，高峰流量：
0.063m3/s
转鼓式格栅
台数2台
转鼓式格栅直径400mm
栅条间隙3mm
栅前水深0.7m
过栅流速0.9m/s
安装角度60º
旋流沉砂池
最大设计流量0.126m3/s
水力停留时间35s
有效水深1.00m
搅拌吸砂机XLC17001台功率1.1kw
砂水分离器SF-3201台，2L/s
⑶生物反应池
生物反应池为矩形钢筋混凝土结构，共分2组，可单独运行，池体每组3000m3/d，可满足二期处理规模要求，土建工程一次做成，近期可运行一组，预留一组作为污水调节池，二期时再配置相关设备。
改良CASS池是污水处理站的核心构筑物，为使出水中磷能达标排放，在改良CASS池前部设置了厌氧段，设计水力停留时间为2h，厌氧段出水进入改良CASS池的预反应区，预反应区控制在缺氧状态。
污水通过预反应区和主反应区间的隔墙下部开孔进入主反应区，污水中的大部分有机物在微生物的作用下得到氧化分解，主反应区的污泥部分回流到厌氧段。
在厌氧段磷从污泥中释放出来，在改良CASS池主反应区被吸收进入污泥中，通过污泥负荷和泥龄的合理设计与控制将含磷污泥排出。
改良CASS池采用滗水器排水，滗水器在运行过程中设有线位开关，保证滗水器在安全行程工作。
每组改良CASS池主要设计参数：
a.每组改良CASS有效容积：
V=60×12.7×4.5=3429m3。
有效水深4.50m，超高0.5m。
污泥浓度MLSS=3.0kgMLSS/m3
污泥负荷：
Ns=0.14kgCOD/kgMLSS
b.厌氧区
配备潜水搅拌器将污水与回流污泥充分混合，在进水阶段进行反硝化反应，潜水搅拌器型号QJB4/6-320-960s，1台，功率4kw/台。
c.预反应区
预反应区控制溶解氧在1.0mg/L，配备水下射流曝气泵，提供反应所需氧气并搅拌混合，配备水下射流曝气泵型号EJ17，1台，功率15kw/台。
d.主反应区
工作周期（程序控制PLC）
a）正常情况下：
曝气2.0h，沉淀1.0h，滗水0.5h-1.0h,时延0.5h
b）进水浓度低时：
适当减少曝气时间，缩短工作周期，增大处理量。
c）进水浓度高时：
适当增加曝气时间，延长工作周期。
d）冬季运行：
适当增加曝气时间，延长沉淀时间。
e）夏季运行：
适当减少沉淀时间。
f）滗水器：
YALU-420，Qmax=420m3/h，P=2.2KW共2台。
e.设备配置（一期）
改良CASS池需氧量54kgO2/h,选用鼓风机与水力循环射流曝气器相结合的曝气方式。
鼓风机设置在CASS池末端室外鼓风机通廊，采用罗茨风机，空气管采用S304不锈钢材质，管径DN300。
罗茨风机：
●型号：
TB-40
●性能：
Q=20m3/min，P=20KW
●数量：
2台（一用一备）
射流曝气器：
●型号：
EC-120De120,L=1.0m
●数量：
20个
循环水泵：
●型号：
FLYl3410
●性能：
Q=25m3/min，H=6m,P=20KW
●数量：
1台
f.除磷系统控制
污泥回流比1：
0.5，污泥回流量100m3/h。
污泥回流泵：
NP3102,Q=103m3/h,H=6m,P=5KW1台
g.污泥系统
每天产生干污泥600kg/d,污泥通过自流方式重力排至暂存池。
排出污泥含水率99.2%，排出污泥体积75m3/d.
⑷紫外线消毒
紫外线消毒1座，为矩形钢筋混凝土槽式结构，上部设紫外线发生器及装置1套。
消毒后尾水排放管上设置电磁流量计对出厂尾水进行准确计量。
设计流量：
0.058m3/s
接触时间：
30min
有效容积：
1080m3
装机容量：
25kw
⑸污泥暂存池
用于污泥的暂时存放，正常情况下，为避免聚磷菌在此释磷，污泥随时被抽送至污泥脱水机房。
储泥池为全封闭形式，避免臭气外溢，池设潜水搅拌器，避免污泥板结。
主要设计参数：
污泥体积36m3
储泥时间6.0h
水下搅拌器1台
型号SR4650
功率4.5kw
⑹浓缩脱水机房
浓缩脱水机房由絮凝剂制备投加区、污泥脱水区及装车区组成，设1台浓缩板框压滤机，出泥由螺旋输送机带送至运泥车外运处置。
机房设有絮凝剂投加装置两套，采用干粉聚丙烯酰胺高分子絮凝剂配制成药液。
再将药液稀释至1‰浓缩后投加至进泥泵出泥管，与污泥混合后进入污泥浓缩压滤机。
主要设计参数：
污泥干固量600kg/d
浓缩脱水前污泥体积75m3/d
能力（按流量）9.5m3/h
台数1台
工作时间8h
设备参数：
螺杆泵1台
NM076单螺杆泵,Q=8~60m/h,压力：
0.2MPa,功率：
7.5KW
浓缩板框压滤机1台
DNYC1000,Q=9.5m3/h,浓缩段传动电机功率：
1.1KW,
压滤段传动电机功率：
1.5KW
药液制备及稀释装置2台
SJY1800,加药搅拌电机功率：
0.75KW*2,
干粉投加电机功率：
0.18KW
药剂投加泵2台
流量：
1000L/h,压力：
0.3MPa,功率：
1.5KW
冲洗水泵2台
流量：
21.7m/h,扬程：
60m,功率：
11KW,转速：
2900r/min
空压机2台
排气量：
0.19m/min,排气压力：
0.8Mpa,电机功率N=1.5KW
螺旋输送器1台
流量:
5.5m3/h,长度:
10m,角度:
25°,电机功率:
4kW
⑺除臭设备
采用集装箱式外置生物除臭装置，设有喷淋装置，位于滤料上部，喷淋水循环使用，主要功能为保持生物滤料的湿度及对臭气进行水溶，使臭气由气相传输变为液相传输。
臭气经进气管进入处理装置，当臭气经过生物滤料时，滤料上的微生物对臭气的致臭成份进行生物氧化去除，干净空气排入大气。
处理后排放浓度达到国家恶臭污染物厂界标准值中的一级排放标准。
臭气收集系统由气体管道与抽风机组成，抽取提升泵站、细格栅、沉砂池、改良CASS池厌氧池和缺氧池水面上臭气，以及封闭式浓泥浓缩脱水机及储泥池的臭气至除臭装置处理。
除臭装置型号规格见表5.4－1。
表5.4－1污泥处理构筑物
脱臭气量
1200m3/hr
生物除臭模块数量
1组
臭气浓度
5000
滤料接触时间
20s
滤料体积
8m3
生物除臭模块外型尺寸（长×宽×高）
2m×2m×2m
进口/出口尺寸
1×200mm
循环水体体积
0.3m3
循环水流量
1.2m3
5.5污水处理站总体布置
将主要生产设施布置在北灯光站的西南侧，污水站除必要的生产设施及附属设施外，不再建设办公、宿舍、餐厅等设施。
处理构筑物靠近机场跑道，进出便利。
细格栅槽及旋流沉砂池布置在站最前端，便于接受污水，其余构筑物按照流程依次布置，工艺流程简捷顺畅，处理设施紧凑、便于管理。
污水站建筑物总面积约为240m2。
5.6高程设计
污水处理后达标的尾水通过DN600排水管从机场北部围界排出至洋淇溪后，沿洋淇溪西岸向北至铁造宫水闸后再折向西200米处直接排入枫江，排水管全长1.7公里。
尾水排放管在机场边界处管底标高为2.20米，洋淇溪最高水位约为3.0m，场地现状标高：
约为3.3~3.5m。
本工程采用一次提升，尾水重力排放的原则。
本工程站场地设计标高：
3.5m。
沉砂池水位标高6.6m。
CASS池最高水位标高6.1m。
CASS池最低水位标高4.3m。
紫外线消毒池水位标高3.5m。
全厂水力损失3.1m。
5.7附属公用工程设计
5.7.1主要建筑物
污水站的建筑物主要是生产车间及简单的办公、操作的场所，主要建筑物如表5.7－1所示。
表5.7－1污水站建筑物一览表
序号
名称
平面尺寸
（m×m）
数量
备注
1
高压变配电房
10.0×5.0
1
单层，层高5m
2
低压配电房及值班室
10.0×5.0
1
单层，层高5m
3
维修车间
10.0×4.0
1
单层，层高5m
4
污泥脱水机房
10.0×6.0
1
单层，层高5m
5
门卫
6.9×5.5
1
单层，层高3.5m
5.7.2站道路
站道路按功能区划分和建、构筑物使用要求，联络成环，满足消防及运输要求，进厂路宽6m，站干道宽4m，转弯半径6m，道路为混凝土路面。
5.7.3站给水
站生活用水及消防用水引自机
升级会员 