一体化生活污水处理设备技术方案.docx
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一体化生活污水处理设备技术方案
xx收费站100m³/d生活污水处理建设项目——技术方案
第1章、设计说明
1.1工程概况
项目名称：
xx收费站100m³/d生活污水处理建设项目
建设地点：
xx收费站
建设规模：
污水处理量100m³/d
处理目标：
经处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002表1中A级标准。
具体指标如下表1所示。
表1：
《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002表1中A级标准
序号
水质名称
单位
控制指标
1
PH值
-
6-9
2
COD
mg/L
50
3
BOD5
mg/L
10
3
悬浮物（ss）
mg/L
10
4
总磷
mg/L
0.5
5
氨氮
mg/L
5（8）
6
总氮
mg/L
15
1.2编制依据
1、我司类似工程相关设计文件与资料
2、选用国家与地方现行相关法律法规，以及相关标准与设计规范：
1）《低压配电设计规范》GB50054-2011；
2）《供配电系统设计规范》GB50052-2009；
3）《外壳防护等级》（IP）GB/42—08-2008；
4）《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83；
5）《水处理设备制造技术条件》JB/T2932-99；
6）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011；
7）《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-2013；
8）《低压成套开关设备基本试验方法》GB9466-1988；
9）《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2015；
10）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002；
11）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-2008。
1.3设计原则
总原则：
实现污染物：
“减量化、资源化、无害化”目标
针对污水的特点，结合业主要求，该技术文件设计遵从如下原则：
安全性：
系统的处理工艺必须具有针对性，稳定有效地去除污水中的污染物，确保出水水质达到排放标准；
稳定性：
工艺设计需保证排放水质稳定、工艺设备运行稳定，避免出现污水排放不达标、设备检修频率高等状况；
绿色药剂：
处理系统所需化学药剂应尽可能采用常用药剂，避免投加的药剂给集中污水处理站带来其它方面的影响；
经济原则：
在保证设备、设施正常稳定运行的前提下，减少投资。
1.4工程范围
一、施工范围：
从污水进入污水处理站进口起，至处理达标后排入规范排污口至所有工程内容。
二、设计内容：
污水处理站的工艺设计、土建设计、电气设计、设备选型等。
1、工艺设备的调试，系统调试直至处理达标；
2、污水处理系统吨水运行费用与工程投资总概算；
3、本项目所有工艺管线、给排水管线等均由业主送至站区界外1米处，电缆由业主送至处理站配电柜内。
2、设计水量与水质
2.1原水水质
本项目处理污水类型为生活污水（厕所、澡堂、食堂等区域排水）。
2.2设计水量
处理总水量为100m3/d，设计处理量Qh=5.0m3/h，K=1.2，经处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002表1中A级标准。
2.3设计进水水质
站区生活污水主要来源于厨房炊事、洗涤和厕所等排放的废水，参考湖南省生活污水处理一体化设备技术指南（试运）和相关乡镇污水处理厂（站）进水水质设计工程的经验，确定本项目的进水水质。
进水水质指标如下：
序号
水质名称
单位
控制指标
1
PH值
-
6-9
2
COD
mg/L
200
3
BOD5
mg/L
100
3
悬浮物（ss）
mg/L
100
4
总磷
mg/L
3.5
5
氨氮
mg/L
25
6
总氮
mg/L
40
2.4设计出水水质
出水水质指标如下：
经处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002表1中A级标准。
序号
水质名称
单位
控制指标
1
PH值
-
6-9
2
COD
mg/L
50
3
BOD5
mg/L
10
3
悬浮物（ss）
mg/L
10
4
总磷
mg/L
0.5
5
氨氮
mg/L
5（8）
6
总氮
mg/L
15
3、流程及单元工艺设计
3.1工艺流程
3.1.1工艺流程图
站区生活污水处理工艺流程图
3.1.2工艺流程概述
（1）水系统
生活污水排入：
生活污水经格栅池后自流至调节池，进行水量调节、均衡水质，通过提升泵提升至水解酸化池，经厌氧细菌水解断链，后进入接触氧化池，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机物得到去除，同时通过将MBR膜池泥水混合物回流至缺氧池，依靠原水中的含碳有机物利用缺氧微生物的反硝化作用将氨氮转化为氮气。
污水经自流进入MBR膜池，经中空纤维膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离，从而达到去除有机物、实现脱氮除磷的目的；尾水消毒采用紫外线消毒，使水质达到排放标准。
（2）泥系统
生活污水处理工艺MBR膜池污泥排入污泥浓缩池，浓缩后污泥经叠螺压滤机脱水浓缩外运处置，上清液回流至调节池。
（3）气系统
接触氧化池、MBR膜池由曝气风机供气。
3.1.3工艺单元描述
A）格栅池
主要用于拦截大颗粒的固体物质及漂浮物，防止以上物质堵塞水泵叶轮及划破MBR膜池里的膜组件。
B）调节池
生活污水通过自流进入调节池，因污水排放的时间和流量具有不稳定性，需设调节池，调节水量，均衡水质，降低水质、水量变化对后续处理工艺效率的影响。
C）缺氧池
依靠污水中的有机物作为碳源将回流至该池泥水混合物中的硝酸盐、亚硝酸盐利用反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气，从而实现脱氮作用，同时由于脱氮时也消耗了污水中的有机物所以也降低了污水中的COD。
E）接触氧化池
在好氧条件下，将污水中的有机物彻底的氧化为二氧化碳和水，保证COD达标排放；生物接触氧化处理技术是在池内填充填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。
在填料上不满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机物得到去除，污水得到净化。
生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的优点
F）MBR膜池
MBR膜池既实现了MBR膜支架的安装，又是传统意义上的好氧池，同时又利用了MBR膜的泥水分离特性，实现了泥水分离，所以MBR膜池是本工艺的核心部分。
首先好氧微生物在氧气的作用下，以好氧池里的有机物作为碳源维持正常的生命活动，另一方面硝化菌将氨氮转化为硝态氮，为反硝化提供必要的前提条件。
MBR膜是一种将高效膜分离技术与传统的活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，出水可以作为中水回用。
由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。
G）紫外线消毒池
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构，使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到灭菌的效果。
紫外C杀菌的效果取决于紫外线的剂量，紫外线剂量取决于紫外C强度和照射时间，即D＝I*S，其中D为剂量，I为强度，S为照射时间。
由于采用紫外线消毒的投资远比氯消毒低的多，其主要原因之一就在于其土建投资低。
氯消毒需要有0.5h的接触时间，其大面积的接触池需要大量征地及土建费用。
为降低工程投资，本工程采用紫外线消毒。
紫外光消毒渠结构形式为半地下式钢筋混凝土矩形渠道，内分2格，近期封闭一格，紫外灯采用顺水流方形方式排布。
3.2工艺单元设计
（1）格栅池
作用：
利用与水的密度差，在重力的作用下，去除污水中密度较大的无机、有机颗粒，以达到去除污水中的悬浮物的目的。
结构：
地下钢砼结构。
设计规模：
100m3/d；
设计流量：
5.0m3/h；
工艺尺寸：
（利旧）；
主要设备：
手提格栅：
数量：
1套；规格：
1.0x1.0x1.25m
（2）调节池
作用：
调节水量，均衡水质，降低对后续反应池的冲击，维持系统运行稳定。
结构：
地下钢砼结构
设计规模：
100m3/d；
设计流量：
5.0m3/h；
工艺尺寸：
（利旧）
潜水泵：
数量：
2台（1用1备）
Q：
5.0m3/h，H：
10-15m；N：
1.1kw；材质：
铸铁；
电磁流量计：
DN40；数量：
1台；
浮球液位计：
数量：
1台；L：
5.0m；
（3）缺氧池
作用：
在厌氧条件下，提高污水可生化性，将大分子有机物转化为小分子，产生不完全氧化的产物，有利于后续的好氧段处理。
结构：
一体化碳钢结构
设计规模：
100m3/d；
设计流量：
5.0m3/h；
工艺尺寸：
2.0x3.0x2.5m（有效水深2.0m）；
总有效容积：
12.0m3；
总反应时间：
2.4h；
（4）接触氧化池
作用：
接触氧化池设填料，有机物在好氧和微生物作用的条件下，将有机物部分分解为水和二氧化碳，部分吸收为自身的营养物质而去除。
同时对氨氮进行硝化反应，将氨氮氧化为硝酸氮。
结构：
一体化碳钢结构
设计规模：
100m3/d；
设计流量：
5.0m3/h；
有效容积：
24.0m3；
工艺尺寸：
4.0x3.0x2.5m（有效水深2.0m）；
水力停留时间：
4.8h；
设计进水COD：
200mg/L;
设计出水COD：
100mg/L;
设计MLSS：
2500mg/L；
设计污泥负荷：
0.13kgCOD/m3.d；
主要设备：
曝气系统：
数量：
48套；盘片式曝气器：
Φ215mm，材质：
EPDM；
罗茨风机：
数量：
2台（1用1备）；Q：
0.63m3/min，H：
3m；1000r/min；N：
1.50kw；
组合填料：
数量：
28.8m3；规格：
ф150@75；材质：
醛化维纶丝；
填料框：
数量：
1套；材料：
Q235；
（5）MBR膜池
作用：
MBR膜是一种将高效膜分离技术与传统的活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，出水可以作为中水回用。
由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。
结构：
一体化碳钢结构
设计规模：
100m3/d；
设计流量：
5.0m3/h；
膜面积：
200㎡；
膜池尺寸：
3.0x3.0x2.5m（有效水深1.8m）；
水力停留时间：
3.2h；
主要设备：
产水泵：
数量：
1台；Q：
5.0m3/h，Δh：
15m；N：
1.5kw；配负压真空表
反洗泵：
数量：
1台；Q：
50m3/h，Δh：
15m；N：
1.5kw；
液位计：
浮球液位计1套；
曝气系统：
数量：
4套；盘片式曝气器：
Φ215mm，材质：
EPDM；
污泥回流泵：
Q：
2.5m3/h，H：
10m；N：
0.75kw；
（6）紫外线消毒池
作用：
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构，使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到灭菌的效果。
紫外C杀菌的效果取决于紫外线的剂量，紫外线剂量取决于紫外C强度和照射时间，即D＝I*S，其中D为剂量，I为强度，S为照射时间。
由于采用紫外线消毒的投资远比氯消毒低的多，其主要原因之一就在于其土建投资低。
氯消毒需要有0.5h的接触时间，其大面积的接触池需要大量征地及土建费用。
为降低工程投资，本工程采用紫外线消毒。
紫外光消毒渠结构形式为半地下式钢筋混凝土矩形渠道，内分2格，近期封闭一格，紫外灯采用顺水流方形方式排布。
紫外线消毒池主要设计参数如下：
结构类型：
一体化碳钢结构
设计规模：
10m3/d；
设计流量：
0.5m3/h；
平面尺寸：
3.0m×1.0m；
渠数：
1道；
总功率：
N＝0.3kW（2只灯管）；
消毒模块：
共1个模块组；
清洗方式：
机械加化学清洗。
4、用电、自动控制和仪表
4.1用电负荷
（1）设计依据
本设计工艺对设备运行的要求；
污水处理工程自动控制要求；
状态监视的要求。
（2）设计范围
本工程电气设计包括污水处理系统低压配电系统及电气控制与照明等设计。
污水处理站的所有设备均为低压负荷，用电电压为380/220V。
（3）电气负荷
设无功功率自动集中补偿装置，补偿后功率因素在0.9以上。
表4.1主要用电设备电耗表
序号
设备名称
功率（KW）
数量（台）
设备容量（KW）
使用时间（h）
使用功率（kwh）
备
用
装机
使用
1
调节池提升泵
0.25
1
1
0.5
0.25
24
3.6
2
罗茨鼓风机
0.75
1
1
1.5
0.75
24
18.0
3
出水泵
0.75
0
1
0.75
0.75
1
0.75
4
污泥回流泵
0.75
0
1
0.75
0.75
1
0.75
5
紫外线消毒装置
0.30
0
1
0.30
0.30
2
0.6
6
其他
0.5
0
1
0.5
0.5
10
5.0
合计
2
6
4.3
3.3
28.7
按运行功率为总功率0.85计，每天实际使用功率为：
28.7×0.85=24.4kwh
（4）供电电源
污水处理工程用电供电电压为380v/220。
（5）电缆
本工程电力电缆、控制电缆，视建、构筑物及用电设备的分布情况，采用穿管结合桥架、管沟铺设方式。
（6）照明
此污水处理系统为一体化碳钢设备，无室内外照明设计。
4.2自动控制及仪表
系统控制设计原则：
实现自动化，减少人工干预和操作管理。
污水处理站可完全实现全自动化运行，亦可根据控制需要，实施人工操作。
为方便操作，分现场操作箱，现场操作站和工程师操作站。
1、现场操作箱，可非常直观地对设备进行启停。
2、控制室操作站，运维人员非常直观地进行操作。
可以监视系统中任何一台设备的状态，并且通过模拟量模块采集的数据，可非常直观地监视到现场的各种信息（水位，流量，pH等）。
3、工程师操作站，主要是监视及操作和参数调整。
通过授权，可以在工程师站上，即可完全掌握现场的运行状况，并且可控制现场设备的运行，调整参数设置和调整。
5、设计统一规定
5.1设备选型原则
各设备的选型力求先进实用、经济合理，确保工艺的需要，并配合土建构筑物形式的要求。
设备的工作能力根据处理水量和各系统的处理水质要求，确定所需台数及设备的运行方式，并考虑在最大负荷条件下，备有余量。
设备均按成套装置考虑，包括就地控制箱，控制箱至用电设备的连结电缆等安全、可靠及有效运行所必需的附件。
控制方式采用就地及控制室集控两种方式。
潜水电机的防护等级为IP68。
除另有规定外，其他配套电机和就地控制箱防护等级不低于IP55。
考虑污水腐蚀的环境，对材料选用的原则为水下部分（含不可分割的延伸段）采用铬镍不锈钢或铸铁等耐蚀材料，或碳钢涂环氧树脂，平台以上部分为铝合金或碳钢（镀锌或涂刷环氧漆）。
5.2平面及高程布置原则
在满足工艺流程顺畅、简洁、合理前提下，力求布局紧凑，管线短捷，尽量少交叉。
根据本工程环境污水进水方向和处理后尾水排放的方向，合理布置各建、构筑物。
处理后的尾水自流排放。
处理构筑物水位标高经开挖土方量、抗浮费用及运行费用的综合比较确定。
5.3防腐
盛装污水或污泥的钢筋砼水池的内表面，根据污水或污泥的pH、盐分等特性，参照有关规范做防腐处理。
钢制设备和管道，涂底料前表面应清除油垢、灰渣、铁锈；人工除氧化皮、铁锈时，其质量标准应达到St3级；喷砂或化学除锈时，其质量等级应达到Sa2.5级；焊接表面应光滑无刺、无焊瘤棱角。
钢制设备内、外部按照相关规定做除锈处理后，应做环氧树脂玻璃钢防腐，推荐防腐结构“三布五油”或“五布七油”；防腐厚度应符合相关规定。
管道及型钢外部按照相关规定做除锈处理后，外露钢材防腐使用聚氨酯涂料防腐，推荐防腐结构“两底两面”；水下钢材防腐使用环氧富锌涂料或环氧煤沥青涂料，推荐防腐结构“一底三面”；地埋钢材防腐使用环氧煤沥青玻璃钢防腐，推荐防腐结构“四油一布”。
以上防腐层厚度均应符合相关规定要求。
5.4安全及环境保护
5.4.1环境保护要求
污泥处置
本工艺设计产生的污泥主要絮凝沉淀污泥和生物污泥，絮凝沉淀污泥和生物污泥由泵排入污泥池消毒，消毒后污泥作为危险污物，需运至专门的固污处理机构处置。
噪声控制
本污水处理站的噪声主要来自于各类机泵，在设备选型时尽量选用低噪声的机泵。
在噪声控制上，对于工作场所应满足现行的《工业企业噪声控制设计规范》中操作人员持续工作在8小时内不得大于90Db（A）的规定，如超过此规定的标准值，必须采取降噪措施和给操作人员配备防护用品。
噪声对于周围环境的影响，则应根据临近环境的类别，按照《工业企业厂界噪声标准》对噪声源做相应的隔声降噪处理。
5.4.2安全要求
防火与消防
在本污水处理装置界区内设有环形消防通道，并设有室外消防栓。
对风机房和配电室要求通风换气装置，保证室内温度不高于设备运行温度上限。
各建筑物外配备符合消防要求的灭火器。
其他
在加药间和储罐区设置洗眼器以及符合消防要求的灭火器；设备平台、水池走道均设置钢梯和护栏。
凡需要人工操作或巡查出，均设置照明设施。
6、技术经济指标
6.1占地面积
整个污水处理站占地面积为12.0㎡。
6.2公用工程消耗（a）
该设计方案计算每天用电量为28.7kwh，电价按0.8元/kwh计。
电费=0.8×28.7/10=2.29元/m3污水。
6.3化学药剂消耗（b）
本工艺建成后化学药剂消耗主要为MBR膜清洗用药，具体如下所示：
分类
清洗方法
膜组件状况
工程设备
频率
加药点
化学
维护性清洗
低浓度
原位、停运
加药泵
1次/周
配方二
高浓度
原位、停运
加药泵
1次/月
配方三
合计
恢复性清洗
非原位、停运
清洗池
≤1次/半年
配方一/配方四
配方方法
药剂种类及浓度
清洗对象
配方一
0.5%的柠檬酸
无机物（金属氧化物、结物）
配方二（低浓度）
200mg/L的次氯酸钠
有机物（藻类、细菌）
配方三（高浓度）
500mg/L的次氯酸钠
有机物（藻类、细菌）
配方四
3%的氢氧化钠+500mg/L的次氯酸钠
有机物（蛋白质、细菌残骸）
6.4人员费用（C）
污水处理站的运行维护，安排人员1名，人员工作10小时，人均工资按照当地最低工资标准约为3000元/月，年人工费用为3000×12月=36000元，年处理水量10×360=3600吨，折合单位水量处理成本为36000÷3600=10.0元/吨。
6.5直接运行工成本（D）
D=a+b+c=2.29+0+10.0=12.29元/m³污水。
7、设备及土建
7.1主要工艺设备清单表
表7-1污水处理工艺流程材料清单
序
分项名称
规格/型号/参数
单位
数量
备注
1
格栅池
1.0×1.0×1.25m
格栅
1.0×1.0×1.25m
套
1
-
2
污水调节池
1.0×1.0×2.5m
潜水泵
Q：
0.5m³/h；H：
10-15m；N：
0.25kw；铸铁
台
2
一用一备
电磁流量计
DN25
台
1
-
浮球液位计
L：
2.5m
套
1
3
缺氧池
2.0×1.0×2.5m
4
接触氧化池
3.0×2.0×2.5m
曝气系统
盘片式曝气器：
Φ215mm，材质：
EPDM；
套
24
罗茨风机
Q：
1.2m3/min，H：
3m；N：
0.75kw
台
2
一备一用
组合填料
规格：
ф150@75；材质：
醛化维纶丝；
方
25
填料框
Q235材质防腐
套
1
4
MBR膜池
1.0×1.0×2.5m
出水泵
Q：
0.8m3/h，Δh：
15m；N：
0.75kw；配负压真空表
台
2
一备一用
液位计
浮球液位计（L=2.5m）
套
1
曝气系统
盘片式曝气器：
Φ215mm，材质：
EPDM；
套
4
污泥回流泵
Q：
2.5m3/h，H：
10m；N：
0.75kw；
台
2
一备一用
5
紫外线消毒池
3.0×1.0m
紫外灯管
N＝0.3kW（2只灯管）
只
2
7
一体化碳钢设备
4.0×3.0×2.5m
套
1
Q235
8
围栏
0.8m
套
1
木质
9
电气
套
1
满足工艺要求
表7-2工艺构（建）筑物尺寸表
序号
池体名称
池体尺寸
规格
单位
结构
1
格栅池
1.0×1.0×1.25m
1.25
m³
地下钢砼
2
调节池
1.0×1.0×2.5m
1.25
m³
地下钢砼
3
一体化碳钢设备基础
4.0×3.0×0.5m
12.0
㎡
钢砼
8、投资
8.1项目投资
表8-1项目投资清单表
序号
项目
费用（万元）
备注
1
设备材料费
见设备费用表
2
安装费
按设备费用的12%计
3
釆购与运输
按以上的2%计
4
设计费
按设备费的5%计
5
技术服务费
按设备费的2%计
6
管理费
按1-6和的5%计
7
税费
按以上的8%计
8
合计
以上所有项的费用总和
9、技术服务和培训
系统全面调试将在污水处理厂建设现场进行，操作培训将在客户工厂与系统调试启动同时进行。
技术服务和系统调试由乙方全面负责和完成，调试需满足以下条件：
1、准备好所有的材料和技术条件
2、所有设备安装到位并经过测试
3、具备所有安装和系统测试的人力条件；
在调试过程中，业主负责免费提供操作人员、共用工程、化学品和试验分析。
9.1技术培训
技术培训贯穿于系统安装、系统调试全过程中；
指导甲方操作管理人员认识全系统；
系统调试，过程中，提高甲方操作管理人员对生化系统的认识和能力；
9.2调试支持
甲方负责以下：
1、药剂：
运行所有药剂；
2、数据分析：
COD、pH等；
3、污水处理站运行管理人员；
10、工期分析
10.1工期分析
设计：
2天；
土建施工：
10天
设备制作、施工安装：
8天
运行：
15天
10.2总工期
总工期：
35天。
11、运营管理
11.1技术组织
工艺设计工程师编制详细的《污水处理系统运行操作管理规程》，作为现场作业指导书；
现场工程师对操作人员进行系统技术培训，保证系统正常运行，保证达标排放。
11.2数据监测
每班次检测排放水质数据，保证系统达标排放；
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