青岗污水处理厂设计方案.docx

1、青岗污水处理厂设计方案青岗污水处理厂设计方案第一章 项目概况1.1项目名称青岗社区污水处理厂工程1.2工程规模工程建设规模为1000 m3/d.1.3处理工艺本工程处理工艺采用 “一体化自回流氧化沟”工艺。1.4设计依据（1） 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)（2） 广东省地方标准水污染物排放限值DB44/26-2001中第二时段一级标准（3） 地表水环境质量标准(GB3838-2002)（4） 城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-1993)（5） 污水排入城市下水道水质标准(CJ343-2010)（6） 环境空气质量标准(GB3095-1996)（7） 恶臭

2、污染物排放标准(GB14554-1993)（8） 工业企业设计卫生标准(GBZ1-2010)（9） 城市污水再生利用-城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002)（10） 污水再生利用工程设计规范 (GB50335-2002)（11） 城市污水处理工程项目建设标准(建标200177号) （12） 城市污水处理及污染防治技术政策 (建城2000124号) （13） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89)（14） 室外排水设计规范(GB50014-2006)（15） 室外给水设计规范(GB50013-2006)（16） 建筑给水排水设计规范(GB50015-2010)（

3、17） 城市排水工程规划规范(GB503182000)（18） 城市工程管线综合规划规范(GB5028998)（19） 城市防洪工程设计规范(CJJ50-92)（20） 泵站设计规范(GB50265-2010)（21） 建筑结构荷载规范(GB50009-2012)（22） 建筑抗震设计规范(GB50011-2010)（23） 建筑设计防火规范(GB 50016-2006）（24） 建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)（25） 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)（26） 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)（27） 混凝土结构设计规范(GB50010-20

4、10)（28） 地下工程防水技术规范(GB50108-2008)（29） 给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002)（30） 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)（31） 给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008)（32） 钢结构设计规范(GB50017-2003)（33） 砌体结构设计规范(GB50003-2011)（34） 构筑物抗震设计规范(GB50191-2012)（35） 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)（36） 低压配电设计规范(GB50054-95)（37） 供配电系统设计规范(GB50052-2009)（

5、38） 建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)（39） 民用建筑电气设计规范(JGJ16-2008)（40） 民用建筑照明设计标准(GBJ133-1990)（41） 通用用电设备配电设计规范(GB50055-2011)（42） 10KV及以下变电所设计规范(GB50053-94)（43） 电力装置的电测量仪表装置设计规范(GB/T50063-2008)（44） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-2008)1.5 法律依据（1） 中华人民共和国环境保护法（1989.12）（2） 中华人民共和国水污染防治法（1996.5）（3） 中华人民共和国水污染防治法实施细则（20

6、00.3）（4） 中华人民共和国水法（2002.10）（5） 中华人民共和国城市规划法（6） 中华人民共和国清洁生产促进法（2002）（7） 建设项目环境保护管理条例（1998）（8） 城市污水处理及污染防治技术政策（2000）1.6设计范围本方案设计范围为污水处理厂厂区内所有环保设施的设计，包括污水处理工艺、办公楼及污水处理建筑、结构、电气、自控、防雷、消防给排水、厂区道路、围墙等。1.7设计原则（1）以青岗镇现有人口密度，区域分布、排水管网，污染物排放情况为依据，来确定污水处理厂的规模和处理方法。（2）筛选工艺先进、能耗少、成本低、运行费用低、运行可靠、管理方便、适合于官渡镇实际情况的处理

7、工艺。（3）积极探讨污水处理的综合利用途径，在保证项目要求的前提下，寻求资源的回收和利用，以达到社会效益、经济效益和环境效益的统一。（4）项目从设计、施工到管理均采用国家或地方有关标准，并根据当地的实际情况、气候条件、地理条件、水文情况和各特征做好环境保护措施，使项目周围环境卫生、地表水、地下水和噪声污染减少到最低程度。（5）城镇生活污水处理厂的建设拟采用模块布局，以减少排水网络建设的巨大工程和大量的投资。避免因集中处理而造成不必要资金和资源的浪费。1.8设计进出水量水质 设计处理规模： 根据规划，青岗镇污水处理厂规模为1000m3/d，24小时运行。 进水水质指标：参照其他同类型生活污水进入

8、水质，设计该污水厂的进水要求满足污水排入城市下水道水质标准CJ3082-2010中的标准，设计进水指标如下项目PHCODCrBOD5SS氨氮总氮总磷水温原水水质（mg/L）6925012015025303.510-42 排放水质指标：排放水质执行广东省地方标准水污染排放限值（DB44/26-2001）第二时段一级标准及城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准（B标准）中较严者，具体见下表：项目PHCODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)总氮(mg/L)总磷(mg/L)水质标准694010105(8)150.5第二章 污水处理厂工艺论

9、证2.1 污水处理工艺选择原则为了实现污水处理厂高效稳定运行和节约能耗、节省工程投资的目的，我们将依据以下设计原则对污水处理工艺进行方案比较和选择。1)根据原水水质、水量，以及受纳水体的环境容量，综合考虑贵市的实际情况，通过多方案技术经济比较，优先采用低能耗、低运行费、低基建费、占地少、操作管理方便、成熟的污水处理工艺。2)污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。3)污水处理过程的自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高管理水平，降低劳动强度。2.2 污染物的去除原理生活污水主要的污染物有三类。第一类为悬浮物SS，第二类为有机污染物COD和BOD5，第三类为无机营养盐N和P。几种污染物的去除机

10、理及方法分别简述如下：一、SS的去除污水中的SS去除主要靠沉淀作用。污水中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标，而且出水的BOD5、COD等指标也与其有关，这是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理站出水的SS指标是最基本的，也是很重要的环节。为了尽量去除水中的悬浮物浓度，需在工程中采用适当的措施。常用的措施有选用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀表面负荷、采用较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。二、BOD5的去除污水中的BOD5的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行泥水分离来完成。在活性污泥与污水接触

11、初期，会出现很高的BOD5去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所至。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物不起作用。对溶解性有机物需靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质，这也是污水中BOD5的降解过程。微生物的好氧代谢作用对污水中溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度降低。当污泥负荷0.3kgBOD5/kgMLSS.d时，就能达到

12、20mg/l 。三、COD去除污水中的COD去除的原理与BOD5的去除原理基本相同，但COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的加工废水组成的污水，这些城市污水的BOD5/COD比值往往接近0.5 甚至大于0.5，其污水的可生化性较好，出水中COD值可控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，其BOD5/COD比值较小，其污水的可生化性较差，处理后污水中残存的COD会较高，要满足出水COD40mg/l有一定的难度。对这种情况，所选择的处理工艺要在前端设置厌氧段，即可提高BOD5/COD的比值，也就是提高污水的可生化性

13、。由此，在一般情况下，通过采用一定的工程措施，污水处理站COD达标是有保障的。四、N的去除氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水中。在原污水中，氮主要以NH3-N及有机氮形成存在，原污水中的硝酸盐氮NOX-N（包括NO3-和NO2-N）几乎为零。这四种形式的氮合在一起称为凯氏氮（TKN）。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮在好氧的条件下转化成氨氮，而后在硝化菌作用下变成硝酸盐氮，这个阶段称为好氧硝化。随后在缺氧的条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这个阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的氧化还原反应

14、，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以要有足够的污泥泥龄，也就是要求系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，以便使系统的泥龄大于维持硝化所需最小泥龄，一般设计污泥负荷在0.18kgBOD5/kgMLSS及以下时，就可达到硝化与反硝化的目的。反硝化菌的生长，主要在缺氧条件下进行，并且要在充裕的碳源提供能量才可促使反硝化作用顺利进行。由于可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：硝化阶段，足够的溶解氧，DO值2mg/l以上，合适温度，最好20，不能低于10，足够长的污泥泥龄，合

15、适的pH条件。反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件，DO值0.2mg/l左右，充足的碳源（能源），合适的pH条件。按照上述原理，可组成缺氧池与好氧池，即所谓A/O系统。A/O系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够的污泥龄与进水的碳氮比。五、P的去除将磷从污水中去除，可以采用化学法，也可以采用生物法。化学除磷是向污水中投加三价铝盐或鉄盐，使之与污水中的磷酸盐形成难溶化合物，经过沉淀从水中去除。采用化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特别适用于旧厂增加除磷功能。缺点是药剂消耗量大、剩余污泥量增加、处理成本增加。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷

16、酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高磷浓度污泥，并随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。好氧段磷的吸收取决于厌氧段磷的释放，而磷的释放又取决于厌氧段的厌氧条件以及可快速降解的有机物的含量， 即P/COD比值越小越好。普通活性污泥法，其剩余污泥中磷的含量达1.52%，而厌氧、好氧生物除磷系统中的污泥磷的含量可高达810%。根据上述原理，在生物脱氮

17、系统前再设置一个厌氧池，这样就形成了具有除磷脱氮功能的A/A/O系统，即厌氧、缺氧、好氧系统。从一般城市污水处理站的进水水质和要求达到的目标，我们认为，最佳的处理工艺是生物脱氮除磷工艺，在满足生物除磷脱氮要求的前提下，BOD5、CODcr和SS的去除都可以解决。目前，用于城市污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺主要包括氧化沟法、传统A2/O法、SBR法等。其中，氧化沟法以其基建费用低，运行管理简便，处理效果好，出水水质稳定等特点日益受到人们重视并得到广泛应用。2.3 污水处理工艺的选择本污水的主要污染物为有机物,其中BOD5/COD=0.5,该比值大于0.3,可生化性很好,同时,BOD5

18、:TN:TP=75:15:2,该比值表明污水中的微生物的营养组分氮、磷并不缺乏。由此可见这种污水比较适合选用生化方法进行处理。对生活污水的处理，人们已经研究开发出了各种各样的生物处理方法。就生物处理而言，从初期的普通活性污泥法开始至今，人们做了许多的改进，出现了多个改进的工艺方案，如氧化沟，AB法、SBR工艺，A/O法等多种工艺。尤其近年来，随着城市污水中氮、磷等污染指标的升高以及受污染水体的富营养化，脱氮除磷已成为不可少的环节。因而曝气池也由单纯的好氧反应工艺发展到包括缺氧反应池和厌氧反应池在内的复合工艺，利用多种反应池的结合，可达到生物脱氮除磷的目的。目前较先进而又较流行的处理方法主要有：

19、变通活性污泥法、氧化沟法、A/O法、SBR法等，这些是我们可选的工艺方法。根据本工程的进水水质、水量及排放要求，提出三个处理工艺进行比选。2.3.1污水处理方案之一S BR工艺a. SBR工艺简介SBR(Sequencing Batch Reactor)集曝气、沉淀于一池，而不需要二沉池及污泥回流设备。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段预定的时间后，从池中排除上清液。典型的SBR系统分为：充水、反应；沉淀、排水与闲置五个阶段。根据污水流入曝气池和曝气开始的时间，SBR法可分为非限制曝气、半限制曝气和限制曝气三种。非限制曝是污水流入曝气池起就开始

20、曝气，半限制曝气是当污水流入曝气池一段时间后再开始曝气，限制曝气是待污水全部流入曝气池后才开始曝气。在SBR处理系统中，可采用单池式和多池式。这主要根据处理水量的大小而定。单池式，即仅有一个SBR池，就整个工艺系统而言，其进水是间歇式的。多池式，即整个系统存在两个或多个SBR反应池，其进水可在各个反应池间交替进行，就整个系统工艺而言，其进水是连续式的。在活性污泥法处理技术发展初期，这种充放式系统运行有许多困难，由于控制技术尚未成熟，对于间歇式的污水进水方式，只能采用人工操作方法，给系统的运行管理带来很大不便。在多池式SBR系统中，当污水从一个池切换到另一个池的同时，操作人员还需注意不同的工作阶

21、段。由于当时监控技术水平较低，间歇处理仅能依靠人力，又因城市和工业废水处理趋向大型化，在发展初期此法逐渐被连续式取代，间歇式未能得到应用与发展，但这绝非工艺本身的缺点。近年来，随着工业技术高速发展，各种反应器造价降低，便于操作的自动控制系统装置出现并趋于成熟，污水供氧设备供氧效率提高，不产生阻塞及回水的曝气装置、性能优良的搅拌装置和能够稳定地排出 澄清水的滗水装置的开发，解决了间歇性活性污泥法在工程上应用的技术难点，使间歇性活性污泥法在工程上进入广泛应用阶段。间歇式活性污泥法能相应于不同的水量进行处理，在处理设施运转初期，即使在污水流入极少 的情况下也能正常发挥期作用，且能耗少。近年来，水域富

22、营养化提出了除磷脱氮的要求。间歇式活性污泥法能使有机物、氮和磷在同一池中去除，不需另加除磷脱氮装置，处理成本节省近一半，另外SBR法在抑制活性污泥膨胀方面具有极大的优势。这些在此技术发展初期未被发现，而今受到了众的关注。b. 工艺流程方框图c. SBR法的特征：1 SBR工艺集曝气、沉淀于一池，不需设二次沉淀池及污泥回流设备，且布局紧凑，占地面积少，因此基建、运行管理费用大大减少。2 SBR法系统的污泥沉降性能好，可以有效地控制污泥膨胀，保证出水水质。3 操作灵活，可进行多种运行方式。4 适用面广。5 自动化程度高，管理人员少，易于操作。6 耐冲击负荷能力强，运行稳定。7 需专业的排水设备。8

23、 自控投资高。2.3.2污水处理方案之二传统氧化沟工艺a. 工艺简介传统氧化沟工艺是一种活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。它最初在五十年代出现于荷兰，现已广泛应用于世界各地。早期的氧化沟工艺占地面积大，仅用于小型污水处理站，随着对氧化沟工艺的充分认识和改进，氧化沟正以其基建费用低、运行管理简便、处理效果好、出水水质稳定等稳定等特点，逐步向大中型污水处理厂发展，沟深已由1.0m增加至4.0米以上，曝气转刷和转蝶直径也增加到1.41.5米。据报导，从1963年至1974年，英国共兴建了约300多座氧化沟污水处理厂，1962年对1975年，美国建成了558座氧化

24、沟污水处理厂。据1990年统计国内采用氧化沟工艺的处理厂超过40座，1990年至今是我国氧化沟技术大发展的阶段，预计已有上百座氧化沟污水处理厂投入运行。氧化沟技术正在我国日益广泛应用，氧化沟技术是当前 污水处理的热点。从应用和研究情况来看，我国氧化沟技术水平与国际先进水平相比距很大。由于对氧化沟技术的掌握尚够全面，在工程还缺乏系统和科学的设计方法。究其原因是我国从未系统地研究过氧化沟技术与设备。b.工艺流程方框图氧化沟工艺具有以下特征： 池体狭长，可达数十米甚至达数百米以上，池深度较浅，一般在34米； 曝气装置多采用表面曝气器、曝气转刷、转蝶； 氧化沟风水流呈循环流态，在正常设计流量下，沟内混

25、合液的流量是进水量的10100倍，混合液在沟内530分钟可完成一次循环，具有很强的混合和稀释作用，因而有很强的耐冲击负荷能力； 氧化沟中又具有推流式模型的某些特点，适当配置和开动曝气设备，可在沟中不同区形成不同的好氧或缺氧微环境，具有天然的脱氮功能。同时，由于污泥经历了好氧、缺氧的不同环境，对防止污泥膨胀，促进污泥沉淀分离很有利； 氧化沟工艺也具有些缺点，如有效水深浅，占地面积大，沟内水流阻力大，能耗较高，沟内水流流速低时易积泥等缺点。2.3.3污水处理方案之三 一体化改良氧化沟a. 一体化改良氧化沟说明早期的氧化沟是间歇运行，无二沉池。氧化沟直到60年代开始才单独建造二次沉淀池，并采用连续流

26、运行方式（即所谓的传统氧化沟）。近年来，随着控制仪表的发展，以及生物脱氮工艺的需要，氧化沟又有发展成双沟和三沟式交替式运行方式，可以不单独设置二次沉淀池。在传统氧化沟和不设二沉池的氧化沟的基础上通过不断创新和改良而成。该“一体化改良氧化沟”是集缺氧、好氧、沉淀于一体，具有良好的脱氮除磷功能。可以由二个（或多个）圆环组成，最突出的特点是沉淀区的污泥靠重力自动回流到生化区。本方案采用的一体化自回流氧化沟由三圈组成，从内到外依次为缺氧区、好氧区、沉淀区。(4)工艺选择比较上述适合于生活污水处理的工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述工艺进行经济技术比较。工艺名称优点缺点SBR工艺

27、1.流程十分简单；2.合建式，占地较省，处理成本较低；3.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；4.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5.除磷脱氮效果一般。氧化沟工艺1.处理流程简单，构筑物少；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理；7.技术先进成熟，管理维护简单；8.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；1.

28、周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。一体化自回流氧化沟1. 流程简单、构筑物少；2. 运行效果稳定，具有较好的除P脱N功能；3. 操作简单，运行管理维护方便，人工费用低；4. 有较强的抗冲击负（5）污水处理工艺选定通过以上比较可以看出，一体化改良氧化沟工艺对于中小型城镇污水处理在工程投资，运行费，运行管理及占地方面具有较大优势，且基础工艺成熟，脱氮除磷效果有保障。因此推荐该工艺作为青岗镇污水处理厂的首选工艺。2.4 消毒工艺的选择消毒是水处理中的重要工序，早在2000年6月5日由建设部、国家环境

29、保护总局、科技部联合发出的“关于印发城市污水处理及污染防治技术政策的通知建城2000124号”中规定“为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施”。新排放标准颁布后对污水厂尾水消毒有了更严格的规定，即大肠菌群数104个/L。因此，需要采用适当的消毒方式杀灭污水中含有大量细菌及病毒。一、消毒技术简述污水经二级处理后, 水质已经改善, 细菌含量也大幅度减少, 但细菌的绝对数量仍很可观, 并存在有病原菌的可能, 必须在去除掉这些微生物以后, 废水才可以安全地排入水体或循环再用。随着人们对公共环境安全认识的不断提高, 污水处理厂排放尾水对城市水体造成的影响引起更多的公众关注

30、。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一, 因此污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序, 水处理专业人员也在不断探索污水消毒的最佳方法。通常消毒方法可分为物理法和化学法。物理法包括加热、紫外线、 或 射线照射、分子筛等；化学法主要采用强氧化剂如氯气、二氧化氯、臭氧、高锰酸钾、氯胺、次氯酸钠等化学药剂。长久以来，由于化学法具有容易实现、成本低的优点，所以使用较多，而液氯作为廉价的消毒剂有着最广泛的应用。但氯气是一种具有强烈刺激性的有毒气体，在运输和使用过程中易发生泄漏和爆炸。由于氯氧化性强，易与水中有机物发生反应，对消毒产生干扰，另外其反应产物卤代烃、氯仿、三卤甲烷、多氯联苯等物质对人

31、畜有毒害，许多还是致死、致畸、致突变的“三致”物质。现在国际上许多国家和地方政府已限制氯及其衍生物的使用。我国一些地方的环保部门和劳动保护部门也对液氯的使用进行了控制，在目前尚无更经济实用的方法推出前，许多污水厂出水都没有正常的消毒。因此有必要寻求新的消毒方法。近来国内二氧化氯和复合二氧化氯消毒技术迅速发展，但二氧化氯使用时要现场制备，而且仅有20二氧化氯在消毒过程中有效，运行成本较高。同样二氧化氯具有强氧化性，会与污水中含有的大量有机物发生化学反应，一方面增加投加量，另一方面产生“三致”副产品。因此国外在排入环境敏感地区的污水处理中严格限制使用。随着城市迅速发展，对有着密集居民区的污水厂，液氯及二氧化氯的运输和使用过程中的安全问题成为另一个重要的考虑因素。生活污水