南大港技术方案.docx

1、南大港技术方案南大港管理区污水处理厂初步设计方案二零一一年十一月总 目 录一、公司简介. 1二、公司资质. 2三、工程业绩表（部分）. 14四、初步设计技术方案17四、初步设计技术方案第1章 总论1.1 项目概况项目名称：南大港管理区污水处理厂工程项目规模： 1万m3/d建设地点：沧州市南大港管理区1.2 工程概要我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。本设计要求处理水量为10000m3/d的工业废

2、水和城市生活污水的混合污水，设计方案采用已运行稳定有效的A2/ O活性污泥法+曝气生物滤池工艺处理混合污水。该工程要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。1.3 设计原则1）符合国家关于环境保护的政策，执行国家的有关法规、规范及标准。2）处理工艺力求先进可靠、经济合理、高效节能，为污水处理厂的建设和运行创造良好的条件。3）积极稳妥地采用新设备、新材料，除关键设备或部件、控制仪表外，立足国产化。4）采用先进可靠的控制系统，提高污水处理厂的自动化水平。5）为保证再生水处理系统正常运行，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，并考虑污水处理厂运行设备配置

3、适当的备用率。6）对再生水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥等固体废弃物妥善处置，避免造成二次污染。7）再生水处理厂的总平面布置功能分区明确。8）水力高程布置合理，在满足出水水质要求的前提下，最大可能的减少工程建设投资和日常运行费用。9）厂区建筑风格力求统一，并与周围现有景观和规划建筑群相协调。1.4 设计范围污水处理厂界区内的全部生产性构（建）筑物及公辅设施，构（建）筑物土建按一期规模设计建造。不包括外部的供水、供电、通讯线路、进厂道路的设计。同时，按照建设单位要求，界区内综合楼、围墙（含大门及门卫间）、中心道路及其相关设施（如办公器具、空调设备等）均不包含在本技术方案范围。设备表中运输、化验

4、、机修设备均为建议配置，不包含在本工程相关报价范围中。1.5 采用的主要标准及规范1）室外排水设计规范（GB50014-2006）2）室外给水设计规范（GB50013-2006）3）地表水环境质量标准（GB3838-2002）4）污水综合排放标准（GB8978-1996）5）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）6）城镇污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）7）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89）8）工业企业设计卫生标准（GB50140-2005）9）压缩空气站设计规范（GB50029-2003）10）城市给排水紫外线消毒设备（GB/T198

5、37-2005）11）城市污水再生利用景观环境用水水质（GB/T18921-2002）12）生活杂用水水质标准（CJ/T48-1999）13）污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）14）城市污水回用设计规范（CECS61:94）15）工业循环冷却水处理设计规范（GB50050-2007）16）工业循环水冷却设计规范（GB/T50102-2003）17）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）18）城市污水处理厂管道和设备色标（CJ/T158-2002）19）城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程（CJJ60-94）20）建筑设计防火规范（GB50016-200

6、6）21）建筑模数协调统一标准（GBJ2-86）22）厂房建筑模数协调标准（GBJ6-86）23）建筑采光设计标准（GB/T50033-2001）24）建筑地面设计规范（GB50037-96）25）民用建筑设计通则（GB50352-2005）26）公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）27）工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-2008）28）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）29）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）30）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）31）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）32）砌体结构设计规范（GB5000

7、3-2001）33）钢结构设计规范（GB50017-2003）34）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）35）建筑桩基技术规范（JGJ94-94）36）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）37）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138：2002）38）给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程（CECS117：2000）39）给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002）40）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）41）供配电系统设计规范（GB50052-95）42）建筑照明设计标准（GB50034-2004）43）低压配电设计规范（

8、GB50054-95）44）3-110kV高压配电装置设计规范（GB50060-92）45）10kV及以下变电所设计规范（GB50053-94）46）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92）47）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）48）建筑物防雷设计规范（GB50057-94，2000）49）自动化仪表选型设计规定（HG/T20507-2000）50）仪表系统接地设计规定（HG/T20513-2000）51）控制室设计规定（HG/T20508-2000）52）工业企业通信设计规范（GBJ42-81）53）采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2

9、003）54）建筑给水排水设计规范（GB50015-2009）55）建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2005）56）锅炉房设计规范（GB50041-2008）57）城镇直埋供热管道工程技术规程（CJJ/T81-98）58）城市热力网设计规范（CJJ34-2002）59）建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）60）城市供热管网施工及验收规范（CJJ12-2004）其他相关规范和标准。第2章 设计依据2.1 设计水量设计处理规模10000m3/d。2.2 设计水质2.2.1 设计进水水质一部分为化工企业排放污水，主要为石油和焦化行业的废水，约占设计排放量的1/2

10、，另一部分为主要为城市生活污水，其综合污水水质指标为：本污水处理厂进水主要为城市生活污水和其他企业排放污水，名称CODcrBOD5SSNH3-NTNTPpH指标（mg/l）4502001604050369其水质指标为：2.2.2 设计出水水质名称CODcrBOD5SSNH3-NTNPHTP粪大肠菌群数指标(mg/l)501010515690.510000个/l第3章 废水处理工艺方案3.1 处理工艺选择的原则(1)在城市总体规划的指导下，采取全面规划，分期实施的原则，使工程建设与城市发展相协调。(2)水处理工艺力求技术先进可靠、经济合理、高效节能，确保污水处理效果，减少工程投资、节省用地和运行

11、费用。(3)采用先进可靠的控制系统，做到技术可靠、经济合理。(4)与当地的经济发展及现有条件相适应。(5)工艺方案应便于日后扩建。(6)污水处理排出的污泥应易于处理和处置。(7)污泥处置得当。3.2 进水水质分析本工程污水主要为工业废水和部分生活污水。工业废水主要为石油和焦化行业的废水，由于各厂均设置环保设施，大部分废水已经过初步处理，因此生化性较差，此类废水前期约占设计水量的1/2，远期规划约占总水量的1/3。综合废水的生化性较好，氨氮含量较高。(1)BOD5/CODCr比值污水BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODCr0.45可生化性较

12、好，BOD5/CODCr0.3较难生化，BOD5/CODCr0. 25不易生化。本工程进水BOD5/CODCr=0.20/0.45=0.44，属于可生化较好的污水。(2)BOD5TN（即C/N）比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N2.86就能进行脱氮，但一般认为，C/N3.5才能进行有效脱氮。分析确定的进水水质，C/N=200/40=5，满足生物脱氮要求。(3)BOD5TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中聚磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-羟基丁酸）及糖原等有机颗

13、粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。本工程进水BOD5TP = 200/3=67，可以采用生物除磷工艺。综上所述，本工程进水水质可以采用生物脱氮除磷工艺。3.3 处理工艺选择由于此类考虑到此类废水的特点，在二级生物处理工艺的选择上应选择具有脱氮除磷

14、功能的工艺，结合我公司多年来城镇污水处理经验和国内同类型污水处理厂运转经验考虑，本技术方案认为二级生物处理工艺无法满足其出水要求，故此推荐在生物处理单元后，必须增设深度处理单元，严格控制出水水质指标，使本工程出水能够稳定的达到排放要求。综合以上，二级处理我们推荐选用改良型A2/O工艺，深度处理工艺选用曝气生物滤池，通过两种工艺的有机结合能够满足针对主要污染物SS、CODcr 、BOD5、氨氮、磷的去除，保证污水能够顺利达标。3.3.1预处理工段格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔

15、口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后，以去除不同大小的废渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。旋流沉砂池旋流沉砂池利用水力涡流，使泥沙和有机物分开，已达到除砂目的。污水从切线方向进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池；还设有一个挡板，使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池内的水流保持环流。桨板、挡板和进水

16、水流组合在一起，在沉砂池内产生螺旋状环流，在重力的作用下，使砂子沉下，并向池中心移动，由于越靠中心水流断面越小，水流速度逐渐加快，最后将沉砂落入砂斗；而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离。池内的环流在池壁处向下，到池中间则向上，有机物在池中心部位向上升起，并随着出水水流进入后续构筑物初沉池中。本设计采用了成本较低，运行较好的旋流式沉砂池，该池占地面积小，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。3.3.2二级生物处理工段在二级处理工艺中，选用具有代表性的A2/O工艺和SBR工艺、百乐克工艺作为比选方案，进行综合技术经济比较，从而确定推荐工艺方案并进行详细设计。方案一 ：A2/O工艺A2/O工

17、艺是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。该工艺在厌氧好氧除磷工艺（A/O）中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。A2/O工艺流程图如图3-1所示：图3-1 A2/O工艺流程图在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；

18、别外，NH3-N，因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。脱氮过程是各种形态的氮转化为N2从水中脱除的过程。在好氧池中，污泥中的有机氮被细菌分解成氨，硝化作用使氨进一步转化为硝态氨（主要是依靠细菌水解氨

19、化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用）；在缺氧池中，硝态氨进行反硝化，硝态氨还原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上，而后通过排泥或旁路工艺加以去除。在厌氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷细菌释放出积储的磷酸盐；在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成ATP与聚磷酸盐，而这一过程是依靠好氧菌聚磷细菌。整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。

20、所以，A2/O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对CODNB 的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。A2/O工艺优点:1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。2）在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。3）在厌氧缺

21、氧好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。4) 该工艺不需投药，厌氧段和缺氧段只进行缓速搅拌，以不提高溶解氧含量为度，故运行费用低。5）开展研究及应用实间较长，工艺成熟，运行管理经验比较丰富，类型多样，可根据不同的水质条件选择不同的类型。方便与其他工艺进行组合。A2/O工艺缺点:1）设备较多。由于各功能区要实现不同的作用因此需要的设备种类及数量也相对多些。2）对于高含氮废水，脱氮效果难以提高，污泥增长受到一定的限度，因此，除磷效果也不易提高。3）对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，应降低污泥的停留时间，防止产生厌氧状态和释放磷的现象出现，但溶解氧含量也不宜过高，

22、以防止循环液对缺氧池的干扰。备注：其实以上2、3项的问题也同样存在于其他工艺中。方案二：氧化沟氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。现在单纯的氧化沟工艺已经很少单独使用，改良型的氧化沟也通常被视为A/O、A2/O工艺，但相对于传统的A/O、A2/O工艺，氧化沟又有其独特的池体结构及曝气方式的特点，因此单独列出与其他两种方案作比较。氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简

23、称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是

24、式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟

25、内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。2) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。3) 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和

26、污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为2030瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。4) 氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。氧化沟工艺的优点：1）采用机械曝气池，无鼓风机房，同时可以省略一定的功能区域如调节池、初沉池等，管理操作方便。2）具有较好的脱

27、氮效果，由于曝气器的设置方式，在沟内形成交替的好氧和缺氧环境，发生较高程度的硝化和反硝化。3）耐冲击负荷能力强，易于适应多种进水情况和出水水质要求。4）通过改变曝气机的浸水深度，转速和开停数量，可以调整从氧能力和电耗水平。氧化沟工艺缺点：1）因采用机械曝气，电耗较大,且曝气效果通常不是很好。2）受曝气设备影响池深较浅，同时由于污泥负荷较低，造成池体占地面积大、池容积也较大，土建投资较高。3）当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。4）如进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中

28、，经充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。方案三：百乐克工艺百乐克（ BIOLAK）工艺是一种具有脱氮除磷功能的多级活性污泥污水处理系统。百乐克BIOLAK，顾名思义，BIOLAKE是“生化湖”的意思。即湖体内采用生物方法处理污水、废水的工艺。它是由最初采用天然土池做反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来,经多年研究形成了采用土池结构，利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。整个池体分为四个区域：厌氧区（生物磷反映区）、曝气区、沉淀区和稳定区。百乐克工艺流程图工艺流程 污水首先经粗格栅去除漂浮物，然后自流进入集水池。经污

29、水泵提升至旋转细格栅(栅条间距为1 mm)，使杂物及砂粒分离并压缩处理。出水先进入厌氧池由搅拌器将水和回流污泥混合进行厌氧处理，目的是去除污水中的磷；然后自流进入百乐克(BIOLAK)生物池，悬链式曝气器沿水流方向前后摆动并向水中充氧，对污水进行交替的好氧与缺氧处理，去除污水中的BOD 氮、磷等污染物；处理后的混合液在澄清池(二沉池)实现固液分离，上清液经稳定池充氧稳定后流人接触池加氯消毒处理，出水可直接排放或经深度处理后回用。百乐克工艺的优点：1）土建费用较低：传统的百乐克工艺是因地制宜，利用天然的洼地池塘形成，采用土地结构，上敷HDPE防渗透，避免污水的渗透和曝气产生的气泡蚀化土地。这在地

30、质条件适宜，地下水位低且有天然洼地的地方有一定的优势。2）维修简单易行，该工艺关键设备是悬浮链曝气装置。由于曝气头特殊的结构和运行方式，使他的氧利用效率高，这意味着电能的节省；同时曝气头在复杂的环境中运行也很少阻塞，在池底呈旋风态，池底无紧固件或预埋件。当曝气头必须检修时，不需要排干池中的污水，运行管理方便。 百乐克工艺的缺点：1）曝气装置布气不够均匀，且无法人工调整，国产悬挂链曝气设备的使用寿命较短是普遍存在的问题，据调查通常膜片的使用寿命为1-2年，一般污水处理厂使用寿命内的曝气装置的更换次数都为10次左右，而进口设备价格又普遍偏高。2）占地面积较大，由于百乐克工艺的污泥负荷较低，因此占地面积较大。3） 缺少沉砂预处理步骤 百乐克工艺流程中不设沉砂池，仅靠间距为1mm的细格栅来拦截砂粒。此细格栅间距较有沉砂池的细格栅(栅条间距一般为56 mm)小很多，这使栅渣量增多，且由于颗粒物质表面附着粘性有机物质而使栅渣中有机物含量较高，易造成二次污染。同时，因细格栅无法去除粒径1 mm的细砂，细砂进入后续生物处理池的除磷区时，由于流速较低而易堆积，甚至板结，难以清除。4）多级AO法难以保