086涞水东污水处理厂初步设计方案0602.docx
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086涞水东污水处理厂初步设计方案0602
保定市涞水县城东污水处理工程
设计方案
大禹时代环保科技发展（北京）有限公司
二零零八年六月
前言
涞水县位于河北省中部偏西，太行山东麓北端，总面积1650.5平方公里（247.6万亩）。
东界涿洲，高碑店，南与定兴，易县为邻，西与涞源，涿鹿、蔚县交界，北与北京市门头沟区、房山区相接，与北京接壤110公里，距北京市中心90公里，距天津市中心170公里，距保定市中心75公里。
全县辖15个乡镇（山区、丘陵、平原各5个乡镇），其中娄村乡为满族乡。
有284个行政村，588个自然村。
全县总人口34人，地表自西北向东南倾斜，分为山区、丘陵、平原三种地貌。
山区面积1287.4平方公里，占总面积的78%，丘陵面积99平方公里，占总面积的6%，平原面积264.1平方公里，占总面积的16%。
山脉属太行山脉，为东北、西南走向。
千米以上山峰有29座。
主要河流是拒马河，发源于涞源，流经涞水县110公里。
随着人民生活水平的提高和工农业生产的发展，生活污水及工业废水逐年增加，对拒马河流域水体造成越来越大的威胁。
影响涞水县的经济发展，因此，涞水县污水处理工程建设尤为重要，拟建设城东污水处理厂，建设规模为1.2万m3/d。
我司在认真收集资料的基础上，编制此方案。
在此编制过程中，得到了涞水县政府、涞水县建设局、发改委、环保局等各级领导和相关部门的大力支持和密切配合，在此表示诚挚的谢意！
第一章工程背景
概述
一、项目名称
河北省涞水县城东污水处理厂工程
二、设计单位
大禹时代环保科技发展（北京）有限公司
三、项目地点
涞水县城东部污水处理厂位于涞水县城东南部，昌平东街北侧，拒马河以南处。
四、污水处理厂总规模
污水量：
12,000m3/d，平均设计流量500m3/h，总变化系数K=1.6，进水泵房的最大设计流量800m3/h。
进出水水质
五、进水水质
为了更加详实的了解涞水县的水质情况，涞水县环保局委托保定市环保监测站对涞水县总排水口进行了3天的监测取样，进行水质分析，结果如下：
1．实验分析及相关数据
对取来的水样进行实验分析，得出各取样口的水质数据。
请见下表：
表1-1-1涞水县取样检测结果
样品名称
检测结果
样品名称
检测结果
COD
氨氮
总磷
COD
氨氮
总磷
1#排污口14日下午
138
52.3
4.14
3#排污口14日下午
16
3.40
5.46
1#排污口15日上午
134
46.8
3.86
3#排污口15日上午
29
3.16
5.36
1#排污口15日下午
120
48.1
4.19
3#排污口15日下午
84
3.21
5.57
1#排污口16日上午
146
54.3
2.85
3#排污口16日上午
24
3.29
4.77
2#排污口14日下午
84
44.8
4.01
4#排污口14日下午
60
25.9
1.77
2#排污口15日上午
88
41.3
2.09
4#排污口15日上午
68
23.4
1.59
2#排污口15日下午
65
37.1
3.74
4#排污口15日下午
80
22.5
1.40
2#排污口16日上午
115
38.6
2.45
4#排污口16日上午
31
24.4
2.32
2．进水水质的确定
根据以上水质分析结论，通过我公司专家及技术人员的认真分析，经涞水县政府确认，确定了以下的进水水质作为设计进水水质。
表1-2-1：
涞水县污水处理厂设计进水水质
CODCr
NH3-N
TP
进水（mg/L）
120
29.5
3.5
六、出水保证
根据涞水县领导、环保部门及相关机构的要求，涞水县污水处理厂出水需满足水排放标准依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。
因此，进出水水质如下表所示。
表2-1-1：
涞水县污水处理厂设计进出水水质
参数
进水水质
设计出水水质
CODCr（mg/L）
120
50
氨氮（mg/L）
29.5
5（8）
TP（mg/L）
3.5
0.5
注：
括号内为水温≤12℃时控制指标
第二章工艺设计
第二节方案选择原则
（一）根据原水水质、水量，以及受纳水体的环境容量，选择处理效果好，运行管理方便、投资省、占地少的污水处理工艺。
（二）出水达到各项出水指标要求的先进、可靠的工艺。
（三）污水厂平面布置合理，在有限的场地内布置紧凑，且要使本工程扩建时尽可能减少对已建构筑物运行的影响。
（四）污水处理采用的设备和自动控制装置，力求先进可靠、经济实用，操作管理方便，体现出一流的管理水平。
（五）运行管理方便，运转灵活，具有一定耐冲击负荷的能力。
（六）经济合理，在满足处理要求的前提下，节约基建投资和运行管理费用。
（七）工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度。
（八）采用省地，便于运行的污水处理新工艺，新技术，确保污水处理效果，减少工程投资和日常运行费用。
（九）妥善处理，处置水处理过程中产生的栅碴，污泥。
第三节水质特点分析
涞水县污水是工业废水和市政污水的混合污水，进水碳源较少，浓度较低，氮和磷指标较高，污水处理工艺除主要以去除有机物和悬浮物外，还需要去除氮和磷。
第四节污水处理工艺确定
污水处理工艺需选择满足出水水质要求、出水效果好、占地面积小、操作管理方便的污水处理工艺。
采用技术成熟先进的UN1TANK工艺。
UN1TANK工艺是比利时SEGHERS公司自l987年提出的一种新颖的活性污泥法工艺，是在序批式（SBR）及三槽式氧化沟基础上优化组合而成，它克服了“序批式”间歇进水、“三槽式氧化沟”占地大及“常规活性污泥法”设备多的缺点，在运行上有较大的灵活性。
处理单元一体化，经济、运转灵活，在全世界已建成350多座此种工艺的污水处理厂。
该处理系统的主体是一个被分隔成数个单元的矩形反应池，采用周期运行，连续进水，能够充分利用反应池的有效容积而不需要另建沉淀池或外部污泥回流系统，可以同时满足有机负荷与水力负荷要求。
该处理系统最基本单元是一组被分成5格的矩形反应池，一个厌氧池、一个缺氧池，三个好氧反应池，三池之间水力连通，每池都设有曝气系统，外侧的两边池设有出水堰及剩余污泥排放口，边池既可以作沉淀池又可以作曝气池使用。
中间池始终作曝气池使用。
该系统的突出特点是自控程度高，通过调整系统的运行条件，可以实现处理过程的时间与空间控制。
通过监测好氧过程的溶解氧，控制曝气设施的开启数量；同时也可以切断主运行阶段的曝气设施，开动水下搅拌器，保持系统的溶解氧始终处于设定范围内，根据实际有机负荷的需要进行供氧。
同时还可以根据进水水质的变化，调整沉淀时间。
综上所述，UNITANK工艺与其它传统处理工艺相比较，具有以下特点：
（一）结构紧凑，所有的池体均采用方形，和传统处理工艺的圆池相比，方形池可以共用池壁，三个矩形池之间的水力相通，中间隔墙仅起分格作用因而可节省土建费用，减少用地。
（二）各池之间采用渠道配水，并在恒定水位下交替运行，减少管道、闸门、水泵等设备的数量，水头损失小，降低了运行成本。
（三）与常规法相比，由于采用交替运行，可以不建单独的沉淀池，省去污泥回流设施，特别是当采用生物脱氮、除磷系统，可以节省大量投资及经常运行费用。
（四）由于采用微孔曝气，池深增加，沉淀区表面负荷加大，影响出水水质效果。
因此，在边池的曝气沉淀区内增设斜板/斜管，以进一步提高沉淀区表面负荷，以节省占地面积。
（五）系统结合了SBR法和传统活性污泥法连续进水的工艺特点，充分利用了反应池的容积，降低了构筑物对管道、阀门和水泵等配套水力设施、设备的要求。
（六）可根据好氧过程的DO值检测和厌氧过程的ORP在线检测，通过改变供气量、切换进出水阀门、改变好氧和缺氧及厌氧的反应时间来科学、高效地实现系统的时间和空间控制，有效去除污水中的有机物及脱氮除磷。
（七）自动化程度高、管理方便、运行费用低、工人数量少。
外运或填埋
剩余污泥
浓缩脱水机房
污泥储存池
出水达标排放
微絮凝过滤
接触消毒池
提升泵站
污
水
管
粗格栅间
第五节污水厂工艺设计
污水处理生产构、建筑物设计按近期12,000m3/d设计。
平均设计流量为500m3/h，总变化系数为1.6，峰值流量800m3/h。
主要构筑物工艺设计如下：
一、污水处理构筑物
1粗格栅及进水泵房
粗格栅是处理厂内的第一座污水处理构筑物，去除大的杂质，保证污水提升泵正常运行。
粗格栅平面尺寸：
10米×2.5米。
粗格栅间内安装有1套回转式格栅除污机，1台手动格栅备用，1台无轴螺旋输送压榨一体机，电动葫芦、卸渣斗、栅渣小车等设备。
粗格栅75°倾斜安装，定时启动栅耙清除栅渣，并联动螺旋输送机，把栅渣输送至栅渣箱，以便外运。
主要设备参数：
✧回转式格栅除污机
数量：
1座
格栅宽度：
0.8m
栅条间隙b=15mm
栅前水深h=0.8m
过栅流速v=0.8m/s
功率：
1.1kw
安装角度：
75°
过栅最大水头损失：
0.1m
✧无轴螺旋输送压榨一体机
数量：
1台
长度：
5m
螺旋直径：
200mm
功率：
1.1kw
2进水泵房
污水处理厂平均设计流量500m3/h，总变化系数K=1.6，进水泵房的最大设计流量800m3/h。
主要设备参数：
数量：
3台（2用1备）
流量：
400m3/h
扬程：
12m
配套电机：
30kw
通过液位计及PLC自动控制水泵的开停。
3细格栅
细格栅间内设有两台循环齿耙格栅除污机及无轴螺旋输送压榨一体机、卸渣斗等设备。
主要设备参数：
✧循环齿耙格栅除污机
数量：
2台
格栅宽度：
0.6m
栅条间隙：
3mm
栅前水深：
1m
过栅流速：
0.7m/s
安装角度：
60°
功率：
0.55kw
过栅最大水头损失：
0.15m
✧无轴螺旋输送压榨一体机
数量：
1台
长度：
5m
螺旋直径：
200mm
功率：
1.1kw
栅耙定时启动清除栅渣，并与无轴螺旋输送压榨一体机联动，完成栅渣的收集、运输、压实等过程，由PLC自动控制完成。
4旋流沉砂池
沉砂池采用旋流沉砂池，具有占地面积小、沉砂效果好等优点。
本厂设有两座沉砂池，直径2.13米，满足工程要求。
主要设备参数：
✧三叶罗茨鼓风机
数量：
2台（1用1备）
流量：
1.79m3/min
压力：
34.3KPa
功率：
2.2kw
✧搅拌器：
立式叶轮搅拌器，与沉砂池配套
数量：
2台，每池一台
桨板转速：
12～20r/min
功率：
1.1kw
✧螺旋式砂水分离器
数量：
1台，2池共用
流量：
5~12L/s
5UNITANK
UNITANK为矩形钢筋混凝土结构，分为两系列，每个系列五池。
主要设计参数：
✧每组设计流量：
6000m3/d
泥龄：
12.7天
设计水温：
12℃
污泥负荷：
0.08kgBOD/kgMLSS﹒d
回流比：
缺氧→厌氧回流：
100％
好氧→缺氧回流：
300％
总污泥量：
1.22吨/天（干污泥）
混合液浓度：
4g/L
有效水深：
5米
边池平均表面负荷：
1.67m3/m2.h
最大表面负荷：
2.6m3/m2.h
曝气方式：
微孔曝气
单组容积：
厌氧：
375m3
缺氧：
1025m3
中间好氧：
1690m3
边池（2个）：
750m3
停留时间：
厌氧：
1.5h
缺氧：
4.1h
中间好氧：
6.76h
边池：
3.0h
主要设备参数：
✧剩余污泥泵
数量：
5台
流量：
10m3/h
扬程：
11m
功率：
1.5kw
✧盘式曝气装置
数量：
2200个（中间好氧池）
尺寸：
直径215mm
✧空气堰
数量：
4套
长度：
40m（双堰）
✧斜管
数量：
4套
长度：
15m×10m（垂高600mm）
✧潜水搅拌机
数量：
8台（厌氧池2用1备；缺氧池4用1备）
功率：
3.0kw
✧水平轴流泵
缺氧池-厌氧池：
数量：
3台，2用（加变频）1备
流量：
250m3/h
功率：
1.5kw
边池-缺氧池：
数量：
9台，8用（4台加变频）1备
流量：
750m3/h
功率：
4.0kw
6接触消毒池
数量：
1座
尺寸：
12m×8m×4m（含提升泵站）
有效水深：
3.5m
停留时间：
≥30min
7提升泵站
数量：
1座
尺寸：
4m×4m×4m（含在接触消毒池内）
主要设备参数：
✧潜污泵
数量：
2台，1用1备
流量：
500m3/h
扬程：
25m
功率：
45kw
8微絮凝过滤
✧管道混合器
数量：
1
参数：
DN450
✧高效微絮凝器
数量：
2套
单套处理处理：
241m3/h
本体的直径×总高：
Ф3200×H6136
滤料：
束状纤维长丝
滤料直径：
微米级
平均流速：
30m/h
反冲洗历时：
25~35min
✧反洗水泵
数量：
2台，1用1备
流量：
280~520m3/h
扬程：
14~22.2m
功率：
30kw
✧微絮凝过滤设备间
数量：
1座
尺寸：
8m×7m×5.5m
9污泥储泥池
数量：
1座
尺寸：
3m×3m×3.0m
有效水深：
2.5m
污泥量：
1.22t/天
进泥含水率：
99.2%
主要设备：
✧浆板搅拌机
数量：
1台
功率：
1.5kw
10污泥脱水机房
污泥脱水机房设有脱水机1台。
脱水机房还设有一体化加药装置等设备。
并设值班室、控制室等。
脱水机房平面尺寸为：
12米×12米。
脱水后的污泥通过无轴螺旋输送机送至室外的污泥堆棚，污泥堆棚平面尺寸为：
12米×6米。
主要设计参数：
干污泥量：
1.22吨/天
污泥量：
19.1立方米/天
泥饼含水率：
70%～80%
絮凝剂用量：
3～5克/千克干污泥
主要设备参数：
✧带式浓缩脱水一体机
数量：
2台
带宽：
1m
处理量：
12~25m3/h
功率：
0.75kw+1.5kw
✧污泥进料泵
数量：
2台
流量：
8m3/h
扬程：
20m
功率：
1.5kw
✧絮凝剂制备系统
数量：
2套
容积：
0.6L
药液浓度：
0.1％～0.5％
✧水平无轴螺旋输送机
数量：
1台
直径：
φ＝280mm
长度：
5m
功率：
3kw
✧倾斜无轴螺旋输送机
数量：
1台
直径：
φ＝320mm
长度：
5.5m
功率：
3kw
安装角度：
25°
11鼓风机房
建筑物：
1座
尺寸：
18m×8m
主要设备参数：
✧多级离心风机
数量：
2台，1用1备
风量：
40m3/min
风压：
6.0m水柱
功率：
75kw
✧罗茨风机
数量：
2台，1用1备
风量：
29.6m3/min
风压：
0.05～0.1Mpa
12加药间
建筑物：
1座
尺寸：
10m×9m×6.0m
参数：
投加药剂：
a.聚合氯化铝投加量：
2mg/L
b.氯投加量：
8mg/L
主要设备参数：
✧溶药设备
数量：
1套
流量：
0～0.5m3/h
功率：
0.75kW
✧加药设备
类型：
计量泵
数量：
2
功率：
0.75kW
✧加氯机
类型：
加氯机
数量：
1台
参数：
单台加氯量5kg/h
✧轴流风机
类型：
通用轴流风机
数量：
2套
流量：
1500m3/h
✧氯瓶
数量：
2
重量：
1000kg
✧漏氯报警装置
类型：
漏氯报警仪
数量：
1台
参数：
漏氯报警装置传输信号至中控室，一旦加药间内氯超标，报警器立即报警，保证加药间安全。
三、设备一览表
设备名称
技术规格
数量
台
备注
功率
kw
粗格栅
进水泵房
粗格栅
回转式格栅除污机
栅条间距：
15mm
安装角度α=75°
过栅流速：
v=0.8m/s
栅槽宽：
0.8m
渠深：
7m
1
1台手动格栅备用
1.1
无轴螺旋输送压榨一体机
直径φ＝200mm
长度L＝5m
处理量1.0m3/h
1
1.1
潜污泵
流量：
400m3/h
扬程：
12m
3
1用1备
30
细格栅
旋流沉砂池
细格栅
循环齿耙格栅除污机
设过栅流速v=0.7m/s
栅前水深h=1.0m
安装角度α=60°
栅条间隙b=3mm
设备宽：
0.6m
渠深：
2m
2
0.55
无轴螺旋输送压榨一体机
φ＝200mm
L＝5m
处理量1.0m3/h
1
1.1
搅拌机
桨板转速：
12～20r/min
旋流沉砂池直径：
2.13m
池深：
2.66m
2
1.1
砂水分离器
处理流量：
12～20L/s
1
0.37
罗茨鼓风机
三叶罗茨鼓风机
风量：
1.79m3/min
风压：
P=34.3kPa
2
1用1备
2.2
UNITANK池
厌氧池潜水搅拌机
3
2用1备
3.0
缺氧池潜水搅拌机
3
2用1备
3.0
剩余污泥泵
流量：
10m3/h
扬程：
11m
5
4用1备
1.5
水平轴流泵
流量：
250m3/h
扬程：
1m水柱
3
2用1备
（2台变频）
1.5
水平轴流泵
流量：
750m3/h
扬程：
1m水柱
5
4用1备
（4台变频）
4.0
电动进水闸门
尺寸：
0.6m×0.6m
2
0.55
空气堰
40m/每套
材质：
ASTM304
4
斜管
每套15m×10m；垂高：
600mm
材质：
聚丙烯
4
盘式曝气头
空气流量：
2.5m3/h每个
服务面积：
每个小于1.5m2
2200
提升
泵站
潜污泵
流量：
500m3/h
扬程：
25m
2
1用1备
45
微
絮
凝
过
滤
管道混合器
DN450
1
高效微絮凝器
单套处理处理：
241m3/h
本体的直径×总高：
Ф3000×H6136
滤料：
束状纤维长丝
滤料直径：
微米级
平均流速：
30m/h；
反冲洗历时：
25~35min
2
反洗水泵
数量：
2台，1用1备
流量：
280~520m3/h
扬程：
14~22.2m
2
1用1备
变频控制
30
储泥池
桨板搅拌机
1
1.5
污
泥
脱
水
机
房
带式浓缩脱水一体机
带宽：
1m；
处理量：
12~25m3/h
2
0.75+1.5
污泥进料泵
流量：
8m3/h；扬程：
20m
2
1.5
絮凝剂制备系统
容积：
0.6L
药液浓度：
0.1％～0.5％
2
水平无轴螺旋输送机
直径φ＝280mm
长度：
5m
1
3
倾斜无轴螺旋输送机
直径φ＝320mm
长度：
5.5m；安装角度：
25°
1
3
风
机
房
多级离心风机
风量：
40m3/min
风压：
6.0m
2
1用1备
75
罗茨风机
风量：
29.6m3/min；
风压：
0.05～0.1Mpa
2
1用1备
37
加
药
间
溶药设备
流量：
0～0.5m3/h
1
0.75
加药设备
2
0.75
加氯机
单台加氯量5kg/h
1
轴流风机
流量：
1500m3/h
2
0.25
氯瓶
重量：
1000kg
2
漏氯报警装置
参数：
漏氯报警装置传输信号至中控室，一旦加药间内氯超标，报警器立即报警，保证加药间安全。
1
第六节污水厂自动化设计
一、UNITANK工艺控制单元描述
UNITANK工艺控制单元是整个污水处理厂的核心部分。
它包括了以下几个部分：
·污水厂的取样和监测仪表
·可编程逻辑控制（PLC）
·计算机显示监测系统（PC）
·工艺实验室（可选）
系统的PLC-PC系统控制以下各部分
·泵站
·预处理
·UNITANK生物处理
·污泥处理
计算机显示监测系统（PC）设在控制室。
二、电气系统
控制盘
控制盘包括：
·每台阀门要求一个手动/自动开关。
·两个警示灯（直径25mm,红色）
·警示灯检测
·PLC元件要求SIEMENS或同性能
·电机回路是PLC控制
·稳定电压24V
可视化控制：
·可视化PC（PC布置于控制室中）
低压盘的电气部分
主要包括：
·根据设备安装功率要求，配4根主线，其他回路只有接线盘连接。
·为了保证安全，接线盘的所有控制部分都有接地线。
·仪器仪表的接地线与回路的接地线是分开的。
·开关设计10%的多余容量。
开关配有电磁性保护装置。
·普通的电器仪表型号，DIRISC–SOCOMES或者同等性能的。
DIRISC是一个主要的分析仪，可以进行测量和计算三相线路的所有电器参数。
每个单元可以测量电压，电流，功率，和频率等主要参数。
·通过变压器控制电流
·电机保护回路包括：
·三极电机开关含有热和磁保护。
·三级电流接触器配有必要辅助设施。
·每个电机控制回路配有自动电磁保护
·电缆线接线采用接线端子
·照明系统配有自动的保护装置。
·接口配有自动保护和开关插座。
电缆
电缆铺设于电缆支架上，不同的电缆可以用同一个电缆支架，支架材料采用镀锌钢管。
电缆要用穿线管。
电机电缆线的电压损耗最大为3%。
为了电机维护的方便，每一台主要电机旁边都要安装一个安全开关。
第七节污水厂土建设计
一、建筑设计
全厂的建、构筑物种类繁多，体量相差很大，在建筑处理上既要保持厂区内的建、构筑物风格统一，又要与周围环境协调一致。
建筑设计力求清新、明快、淡雅；相邻的建筑物尽量做到相连相通，以利于管理及使用，并形成不同的分隔，配以适当的小品，创造园林化的风格。
厂区的主要构筑物多为半地下式水池，为避免大体积的钢筋混凝土产生的单调乏味之感觉，对水池宜采用喷涂外装修，再配以适当的绿化、合理的道路设计，做到丰富有变化。
二、结构设计标准
1、基本设计标准
建、构筑物的设计使用年限不低于50年。
本工程所有建、构筑物采用抗震设计，抗震设防烈度Ⅵ度，抗震类别属于丙类建筑。
主要建筑物耐火等级为二级，配电室耐火等级为一级。
污水处理构筑物的钢筋混凝土结构构件裂缝控制标准均为≤0.2mm。
2、结构选型
本工程建筑物根据厂区的功能使用要求，除控制与管理大楼为三层建筑外，其余建筑物均为单层建筑，层高根据工艺要求而确定。
建筑物的结构均采用现浇钢筋混凝土框架结构。
厂区内的构筑物均采用普通现浇钢筋混凝土结构。
3、地基处理
地基处理实施过程中应按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002和《建筑地基基础处理规范》（JGJ79-2002，J220-2002）中的要求进行。
4、抗浮设计
由于本厂区的构筑物除进水泵房外，一般构筑物为半地下式，且厂区位于填方区，故不需考虑抗浮，但须注意当有洪水暴发时，不可放空水池进行检修及设备更换。
5、变形缝与膨胀加强带的设置
按照现行结构设计规范，对大型污水处理构筑物，应设置变形缝或膨胀加强带，以满足结构温度变形的要求。
本工程变形缝的设置一般控制
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