甘肃XX市生活污水处理方案.docx
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甘肃XX市生活污水处理方案
甘肃XX村生活污水处理
技
术
方
案
上海XX环境工程有限公司
2012年08月14日
目录
第一章项目概况-1-
1.1工程概况及内容-1-
1.2基础条件-1-
第二章设计水量、水质统计和分析-2-
2.1原水水量及水质分析-2-
2.2设计出水水质-2-
第三章设计依据和原则-4-
3.1设计依据-4-
3.2设计规范和标准-4-
3.3设计原则-5-
3.3.1废水处理原则-5-
第四章工艺设计-7-
4.1工艺流程-7-
4.2工艺流程说明-8-
4.3处理效果预测及对比-9-
4.4工艺设计-9-
4.4.1预处理单元-9-
4.4.2生物处理单元-10-
第五章设备一览表-14-
5.1工艺设备清单-14-
第六章供配电及自控设计-15-
6.1供配电设计-15-
6.2自动控制设计-16-
第七章运行费用-17-
7.1电费-17-
7.2人工费-17-
第一章项目概况
1.1工程概况及内容
甘肃XX市生活污水处理站，处理能力20m3/d生活污水。
本项目的工程内容为：
甘肃XX市生活污水20m3/d处理工程的工艺设计、土建水池的施工及表面保温，设备的采购、运输和安装，工程的预调试、调试和测试，操作人员的培训，污水处理站的试运行直至达环保部门验收以及后期对污水处理站的运营和维修服务。
1.2基础条件
XX市位于甘肃省东部，陕、甘、宁三省（区）交汇处，地处北纬34°54'--35°43'，东经108°30'--107°45'之间，横跨陇山（关山），东邻陕西咸阳，西连甘肃定西、白银，南接陕西宝鸡和甘肃天水，北与宁夏固原、甘肃庆阳毗邻，是古"丝绸之路"必经重镇，素有陇上"旱码头"之称。
全市辖泾川、灵台、崇信、华亭、庄浪、静宁六县和崆峒一区，总土地面积11325平方千米，总人口229万。
海拔在890--2857米之间。
年均气温8.5℃，降水量在450--700毫米之间。
尤其是XX市崆峒区下辖的索罗乡，地处平原，气候湿润，交通便利，民风淳朴，前景可观。
XX市的气候，属半干旱、半湿润的大陆性气候。
在全省气候区划中，属于泾渭河冷温带亚湿润区。
在农业气候区划中，属于陇东温和半湿润农业气候区。
第二章设计水量、水质统计和分析
2.1原水水量及水质分析
根据现场调研获知的相关资料：
该村生活污水处理装置总的设计处理能力为20m3/d。
（新建项目新农村建设综合治理）。
根据甘肃XX市提供的设计基础资料文件和所查同种废水资料，水质统计见表2-1。
根据甘肃XX市提供的基础资料文件和所查同种废水资料以及表2-1，本项目废水排放种类和规律如下：
按水质或来源是综合生活污水，需设置调节池调节水质、水量，以保证后续处理设施的稳定运行。
生活污水主要含有SS，COD，BOD5和氨氮等，杂质较多，如头发，残渣等，B/C值较高，水量稳定，总体上生化性好，易生物降解。
拟采用缺氧+好氧生物处理工艺予以降解、净化。
表2-1生活污水水质
项目
CODcr
BOD5
氨氮
SS
动植物油类
pH
单位
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
—
数值
400
300
40
200
20～30
6~9
2.2设计出水水质
为了贯彻循环经济和可持续发展战略，根据国家环境保护局和地方环境保护的有关条款，该村所排生活污水必需经处理达到国家规定的GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B排放标准，详见表2-2。
表2-2设计出水水质
序号
基本控制指标
单位
标准要求
标准名称
1
CODcr
mg/L
≤60
GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B
2
BODcr
mg/L
≤20
3
氨氮（以N计）
mg/L
≤8（15）
4
pH
无量纲
6.5~9.0
5
SS
mg/L
≤20
6
动植物油类
mg/L
≤3
第三章设计依据和原则
3.1设计依据
1）项目现场技术交流及现场调研收集资料。
2）公司多年积累的同类废水设计、处理的经验、数据和最新研究成果、技术及专利。
3.2设计规范和标准
1）现场调研相关资料
2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
3）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
4）《城市污水处理厂工程质量验收规范》（GB50334-2002）
5）《给水排水设计手册》
6）《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-872001版
7）《低压配电设计规范》GB50054-95
8）《城市污水回用设计规范》（CECS61:
94）
9）《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
10）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
11）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
12）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
13）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
14）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
15）《构筑物抗震设计规范》（GB50191-1993）
16）《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
17）《建筑地面设计规范》（GB50037-1996）
18）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
19）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
20）《建筑采光设计标准》（GB/T50033-2001）
21）《供配电系统设计规范》（GB50052-1995）
22）《低压配电设计规范》（GB50054-1995）
23）《供配电系统设计规范》（GB50052-1995）
24）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）
25）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-1992）
26）《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
27）《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000版）
28）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-1983）
29）《自动化仪表选型规定》（HG20507-1992）
30）《仪表供电设计规定》（HG/T20509-2000）
31）《仪表系统接地设计规定》（HG/T20513-2000）
32）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
33）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-1989）
34）《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程》（CJJ60-1994）
3.3设计原则
3.3.1废水处理原则
1）严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的各项规定，确保出水指标达到规定的标准。
2）充分考虑待处理废水的种类、水质特点及水量的区别，选择能耗低、运行费用低、工程投资低、污染物降解彻底、操作管理方便、工艺技术先进成熟的废水处理流程。
3）工艺流程力求稳定、高效，抗冲击负荷能力强，运行灵活，设备布置合理，结构紧凑。
4）根据技术成熟、经济合理的原则进行总体设计和单元构筑物设计，并充分注意节能，力求减少动力消耗，以节约能源，降低处理成本及运行费用。
5）妥善处置废水处理过程中产生的污泥和栅渣等污物，避免造成二次污染。
6）选用的设备、仪表、配件、材料，均为质量可靠，运行稳定，便于维修。
7）设备选型、匹配得当，运行稳定可靠，性价比高，维护保养简单，使用寿命长。
8）适当配置监控仪表，采用现代化自控技术，实现自动化管理，提高管理水平。
9）工程建设与企业规划的发展相协调，最大程度地发挥工程社会效益和环保效益。
第四章工艺设计
4.1工艺流程
根据生活污水的水质及特点，结合立公司多年积累的同类污废水处理的经验和研究成果，本方案采用“DNCR缺氧反硝化反应+OHCR好氧硝化反应”的主体工艺，详见图4-1：
图41工艺流程图
4.2工艺流程说明
污水处理系统
生活污水首先进入调节池，池内设置机械格栅，有效拦截污水中的杂物和悬浮物，防止这些杂物堵塞水泵，对后续处理影响较大，因此格栅集水池作为污水处理的第一道防线具有特殊意义。
为了更好地调节水量波动和均合废水水质，保证后继处理工艺的稳定运行，在调节池底部穿孔曝气，均匀水量和水质，防止池底污泥沉积。
调节池出水经提升泵提升至DNCR缺氧反硝化反应器，DNCR缺氧反硝化反应器是生物反应的核心设施之一，它是以厌氧酸化后的有机物作为电子供体，以ONCR好氧硝化反应器出水回流液中的NO3-和NO2-为电子受体，将NOx－还原成氮气释出，同时将有机物降解，并产生碱度的过程。
5C（有机C）＋2H2O+4NO3-2N2+4OH-+5CO2
将1mg硝酸盐、亚硝酸盐氮还原成N2，需要消耗2.86mgBOD5，又能产生3.57mg碱（以CaCO3计）。
因此，对于含高浓度氨氮的的污水，从节能、降耗、降低运行成本考虑，即使排放标准对总氮没有要求，一般也采用硝化/反硝化工艺，而非单纯的硝化工艺。
设置DNCR缺氧反硝化反应器可达到如下目的：
1）实现反硝化反应去除总氮，同时降解有机物；
2）可以补充约一半碱度（1：
3.57）给后续的生物硝化反应器，减少后续硝化反应需要投加的碱度；
3）缺氧段有机物的降解可以降低后续好氧段COD负荷、供氧量及供氧能耗；
4）前置反硝化反应不需要外加碳源；
5）能抑制丝状菌的生长，有效控制污泥膨胀。
DNCR缺氧反硝化反应器出水自流至OHCR好氧硝化反应器。
微生物的生物化学反应过程主要在好氧池内完成。
在该阶段，大量异养菌在好氧条件下，降解水中的COD，同时自身不断的繁殖，当污水中可降解的有机物消耗殆尽时，自养的硝化菌取代异养菌成为优势菌种。
一般情况下，先是亚硝化菌将NH3－N转化为NO2-，然后再由硝化菌进一步转化为NO3-。
OHCR好氧硝化反应器出水自流至沉淀池，清液进入消毒池采用次氯酸钠杀菌消毒，经处理达标后的水夏季和秋季用来灌溉周边农田和树木，冬季排放到收集坑池。
沉淀的污泥经污泥泵打入污泥浓缩池，经抽吸外运。
污泥处理系统
生化系统剩余污泥排至污泥浓缩池，一部分回流至OHCR好氧硝化反应器，剩余部分污泥定期采用吸粪车外运作农肥处理。
4.3处理效果预测及对比
处理单元
pH
BOD5
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
SS
（mg/L）
调节池
进水
6-9
300
400
200
出水
6-9
300
400
160
去除率%
/
/
/
20%
高效复合缺氧/好氧生化处理装置
进水
6-9
300
400
160
出水
6-9
18
60
144
去除率%
/
≥94%
≥85%
≥10%
二沉池
进水
6-9
20
400
144
出水
6-9
20
60
50
去除率%
/
/
/
65%
4.4工艺设计
4.4.1预处理单元
◆调节池
主要设计参数：
设计规模：
20m3/d
有效停留时间：
7.2h
有效容积：
6m3
超高：
0.5m
有效尺寸：
L*B*H＝2000×2000×1500mm
数量：
1座
材质：
Q235防腐
主要设备：
a.潜水提升泵
规格：
Q＝10m3/h，H＝10m，N＝0.75kw
数量：
2台，1用1备
b.格栅
数量：
1台
性能参数：
栅条间距3mm，安装倾角70°
功率：
0.25kw
材质：
304不锈钢
c.液位计
材质：
浮球式
数量：
1套3个点位
d.搅拌风机
曝气强度：
0.01～0.02m3/m3·min
设备数量：
1台
风量：
Q=0.12m3/min（与好氧生化系统合用）
风压：
H=2m
单机功率：
N=1.75kw
4.4.2生物处理单元
◆缺氧反应器
主要设计参数：
设计规模：
20m3/d
有效容积：
2.5m3
有效水深2.0m，超高0.5m，总高2.5m
有效尺寸L*B*H＝2000*625*2000mm
反硝化速率：
0.05kgNO3-N/（kgMLSS·d）
溶解氧<0.2mg/L
主要设备：
a.固液均质混合器
数量：
1台
功率：
0.5kw
◆好氧反应池
主要设计参数：
设计规模：
20m3/d
有效水深2.0m，超高0.5m，总高2.5m
有效池容：
6m3
BOD5污泥负荷：
0.2kgBOD5/（kgMLSS·d）
溶解氧：
2mg/L
混合液回流比：
400%
有效尺寸L*B*H＝2000*1500*2000mm
结构：
半地下钢砼
主要设备：
a.鼓风机
设备数量：
2台，1用1备
风量：
Q=12m3/h
风压：
H=2.0m
单机功率：
N=1.75kw
b.曝气器
形式：
微孔曝气
材质：
ABS
氧气利用率：
20%
数量：
12个
c.混合液回流泵
型号：
WQ系列
规格：
Q＝8m3/h，H＝5.0m，N＝0.75kw
数量：
2台，1用1备
◆二沉池
主要设计参数：
设计规模：
20m3/d
表面负荷：
0.6m3/m2.h
有效沉淀时间：
1.5h
有效尺寸S*H＝Φ1500*2000mm
主要设备：
a.污泥泵
规格：
Q＝6m3/h，H＝8m，N＝0.75kw
数量：
2台，1用1备
b.中心导流筒
数量：
1套
◆消毒池
数量：
1座
外形尺寸：
L×B×H=0.15m×2.0m×2.0m
加氯量：
4~6mg/L污水
停留时间：
0.72h
加药装置：
1套（含加药箱，加药计量泵）
◆污泥浓缩池
数量：
1座
外形尺寸：
L×B×H=0.4m×2.0m×2.0m
◆风机室
外形尺寸：
L×B×H=1m×1.5m×2.0m
风量：
0.32m3/min
风 压：
2.0m
功率：
1.75kW
配套：
进出口消音器、压力表、安全阀、出口蝶阀、空气滤网、软接头等
数量：
2台（1用1备）
第五章设备一览表
5.1工艺设备清单
表51工艺设备清单
序
号
设备名称
主要技术性能
单
位
数
量
单机
功率kw
备注
1
格栅
栅条间距3mm，安装角度70°
台
1
0.25
304不锈钢
2
液位计
套
1
电缆浮球
3
提升泵
Q=10m3/h，H=10m
台
2
0.75
铸铁，1用1备
4
固液均质混合器
0.5kw
台
1
0.5
304不锈钢
5
鼓风机
Q=3.2m3/min，H=2.0m
台
2
1.75
1用1备
6
微气泡曝气器
EA=20％，初始阻力~30mmH2O
个
12
材质：
ABS
7
污泥回流泵
Q=6m3/h，H=8m，
台
2
0.75
铸铁，1用1备
8
混合液回流泵
Q=8m3/h，H=5m，
台
2
0.75
铸铁，1用1备
9
消毒加药装置
配套
套
1
0.25
含加药箱和加药泵
10
设备管道保温
配套
项
1
11
管道阀门
配套
批
1
12
电气控制系统
配套
项
1
第六章供配电及自控设计
6.1供配电设计
（1）废水处理站用电负荷：
三级
负荷计算见下表：
表6-1主要水处理设备用电负荷计算表
序号
名称
单机容量（kw）
安装台数
工作
台数
安装容量（kw）
工作容量（kw）
使用系数
计算负荷（kw）
1
机械格栅
0.25
1
1
0.25
0.25
1.0
0.25
2
提升泵
0.75
2
1
1.5
0.75
1.0
0.75
3
固液均质混合器
0.5
1
1
0.5
0.5
0.8
0.4
4
鼓风机
1.75
2
1
3.5
1.75
0.8
1.4
5
污泥回流泵
0.75
2
1
1.5
0.75
1.0
0.75
6
混合液回流泵
0.75
2
1
1.5
0.75
1.0
0.75
7
消毒剂投加泵
0.25
2
1
0.5
0.25
1.0
0.25
合计
9.25
4.55
（2）供电设计
本工程负荷等级为三级，电源由厂区变配电间引出。
起动方式：
本设计采用集中控制的原则，用电设备均采用直接或间接起动。
（3）供电线路敷设
供电采用放射状引入各用电设备点，以提高供电的可靠性。
室外线路均采用电缆沿电缆沟或直埋方式敷设，室内电力电线穿钢管敷设。
（4）照明
室内照明均采用萤光灯。
（5）接地
厂房内变配电室及仪表计算机均设置接地系统，采用联合接地体，室外接地系统的工频接地电阻小于1Ω。
6.2自动控制设计
为了提高废水处理站的自动化水平，达到科学、安全、可靠的运行生产，且大幅度降低废水厂工作人员的劳动强度，本工程对水泵、风机的起停均采用自动控制PLC方式。
PLC由电源、框架、处理器和I/O模板4部分组成，可以和现场的传感器、变送器、自动化仪表相连，进行数据通讯、数据处理和数据管理。
如调节池的水位情况通过浮球液位计传送到PLC，通过PLC控制提升泵的动作。
当调节池超过一定水位，提升泵开始工作，将污水送至生化处理单元。
当调节池水位下降至低水位时，则提升泵停止工作。
第七章运行费用
此工程采用A/O一体化处理工艺，配有PLC自控系统，可以实现自动切换和报警功能，无需专人管理。
故直接运行费用主要按电费和药剂费计算。
不含设备折旧费和其它未尽事宜。
7.1电费
总装机容量9.25kw，使用工作容量4.55kw，则耗电成本为5.46kw/m3水/d。
如电费按0.55元/kw.h，则折算水处理成本：
3.0元/m3.d水。
4.55kw×24÷20=5.46kw/m3水/d
4.55kw×24×0.55÷20=3.0元/m3水/d
7.2药剂费
污水站消毒池内投加次氯酸钠，有效含量10%，投加量按照5mg/L计算，总使用量为1.0kg/d，次氯酸钠价格800元/t。
5×20÷1000÷10%×800÷1000÷20=0.04元/m3水/d。
总运行费用：
3.0+0.04=3.04元/m3水/d。
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