xx码头生活污水处理工程方案设计 48页

'方案设计xxx码头及xxx码头生活污水处理工程设计方案47/48 方案设计目录第一章概述31.1项目背景31.1.1项目名称31.1.2项目地点31.2设计依据31.3设计原则41.4设计范围及内容41.5采用的规范及标准51.6设计年限61.7设计污水站选址6第二章设计水质水量72.1设计污水范围及水量72.2设计进水水质72.3设计出水水质8第三章工艺设计93.1设计范围93.2设计原则93.3设计依据103.4污水处理工艺分析113.4.1污水可生化性分析113.4.2常用污水处理工艺分析133.4.3深度处理273.4.4预处理工艺343.4.5本工程污水处理工艺343.5污泥处置工艺分析353.6本工程工艺确定353.7工艺描述3647/48 方案设计3.8主要工艺内容373.8.1格栅渠373.8.2调节池373.8.3一体化设备383.8.4电控及其他配套工程393.9污水管网设计39第四章效益及成本分析434.1社会效益和环境效益434.2经济效益444.3运行成本分析454.3.1电费454.3.2药耗454.3.3人工454.3.5成本分析454.4占地面积45第五章工程详细清单465.1构（建）筑物清单465.2设备及材料清单46第六章工程投资分析4847/48 方案设计第一章概述1.1项目背景1.1.1项目名称xxx码头及xxx码头生活污水处理工程1.1.2项目地点xxx省xxx市1.2设计依据①中华人民共和国环境保护法；②中华人民共和国水污染防治法；③中华人民共和国固体废弃物环境污染防治法；④建设部颁《市政公用工程设计文件编制深度规定》；⑤相关水质水量资料1.3设计原则（1）遵守国家对环境保护及环境治理的有关规范、标准和规定；（2）污水治理工程必须符合保护水体水质和生态环境的总体目标；（3）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针政策，精心设计，做到技术先进，经济合理，安全适用；（4）因地制宜的根据客观实际，在保证处理效果的前提下，尽量节省工程投资，节省用地、节省能源，降低成本；47/48 方案设计（1）积极稳妥地引进、采用先进技术、设备、新材料等，提高运行的稳定可靠性，适当提高自动化程度，尽量减轻人工强度，减少日常维护检修工作量；（2）尽量减少污染物在收集、输送、处理过程中对环境造成的不良影响，防止二次污染；1.1设计范围及内容包括污水站2m范围内的工艺、结构、电气、管道等设计，污水收集管网系统设计。主要内容如下：（1）收集管网（2）处理工艺（3）确定工艺设备、材料、附件（处理站外1米范围内）（4）投资概算、效益分析（5）占地面积（6）电气及控制1.5采用的规范及标准《室外排水设计规范》（2006年版）(GB50014－2006)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》(CJJ31-89)47/48 方案设计《城市污水处理工程项目建设标准（修订）》建标[2001]77号《城市污水处理及污染防治技术政策》建城[2000]124号《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95)《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)《建筑结构荷载设计规范》(GB50009-2001)《给水排水工程构筑物设计规范》(GB50069-2002)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)《水工砼结构设计规范》(SDJ20-78)《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)1.6设计年限设计使用年限20年。1.7设计污水站选址综合考虑排水方向，并减少环境影响，不对景区正常运营造成影响，xxx码头污水站选址在厕所化粪池旁空地。xxx码头污水站选址在下部远离景区的空地。详见设计图纸。47/48 方案设计设计水质水量2.1设计污水范围及水量本项目污水处理包括以下几部分：1.办公人员及游客用水排水；2.食堂用餐废水；3.厕所废水；经现场调查以及有关单位提供的资料，xxx码头为厕所生活污水，其中日接待人数200人（高峰），已完成化粪池建设。xxx码头为景区厕所、餐饮生活污水，其中日接待人数400人（高峰）。已完成化粪池建设。根据业主方提供的资料，本工程设计最大进水水量分别为xxx码头5m3/d，xxx码头15m3/d。日处理10h。2.2设计进水水质本工程设计参考我司以往经验以及各种城市污水处理厂进水水质，设计进水水质如下表：进水水质CODcrBOD5SSPH氨氮总磷标准数值(mg/L)≤300≤200≤2006-9≤30≤547/48 方案设计2.3设计出水水质出水水质根据项目所在地的区域特征以及当地环保要求，本工程处理后出水排入仙女湖，推荐采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。如下表：进水水质CODcrBOD5SSPH氨氮总磷标准数值(mg/L)≤60≤20≤206-9≤8（15）≤147/48 方案设计工艺设计3.1设计范围污水站内（含污水站外2m）工艺、工艺设备、材料、结构、节能等方面的设计。污水收集管网设计，包括化粪池、支管、主管等的设计。3.2设计原则污水处理站的建设和运行耗资比较大，并且受到多种因素的制约和影响。其中，处理工艺的方案优化选择对投资及运行管理的影响尤为关键。因此，须从整体优化的观点出发，综合考虑当地的客观条件、污水性质及处理出水要求，提出最佳的污水处理工艺方案。污水处理工艺选择原则：（1）技术成熟，运行可靠，满足出水处理要求。（2）运行管理方便，运转灵活，对进水水量、水质的变化有相应的抗冲击能力及应变能力。（3）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。（4）工艺配套设备技术先进、质量可靠，并有广泛的选择余地。（5）工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度。污水收集管网设计原则：（1）满足排水要求；47/48 方案设计（1）雨污分流；（2）造价合理，质量可靠；（3）满足后续工艺要求。3.3设计依据《室外排水设计规范》（2006年版）(GB50014－2006)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》(CJJ31-89)《城市污水处理工程项目建设标准（修订）》建标[2001]77号《城市污水处理及污染防治技术政策》建城[2000]124号《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)《泵站设计规范》(GB/T50265-97)《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95)《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)《建筑结构荷载设计规范》(GB50009-2001)《给水排水工程构筑物设计规范》(GB50069-2002)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)47/48 方案设计《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)《水工砼结构设计规范》(SDJ20-78)《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)《地下工程防水技术规范》(GBJ108-87)《10KV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)《供配电系统设计规范》(GB50052-95)《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-95)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50060-92)《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93)《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（JGJ/T16-92）《民用建筑电气设计规范》（GB50057-94）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）3.4污水处理工艺分析3.4.1污水可生化性分析污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化。因此对污水成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。47/48 方案设计所谓污水可生化性的实质是指污水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。研究污染物可生化性的目的在于了解污染物质的分子结构能否在生物作用下分解到环境所允许的结构形态，以及是否有足够快的分解速度。所以对污水进行可生化性研究只研究可否采用生物处理，并不研究分解成什么产物，即使有机污染物被生物污泥吸附而去除也是可以的。因此在停留时间较短的处理设备中，某些物质来不及被分解，允许其随污泥排放处理。事实上，生物处理并不要求将有机物全部分解成CO2、H2O和硝酸盐等，而只要求将水中污染物去除到环境所允许的程度。污水可生物处理的衡量指标：ØBOD5/CODBOD5和COD是污水生物处理工程中常用的两个水质指标，用BOD5/COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一般情况下，BOD5/COD值越大，说明污水可生物处理性越好，综合国内外的研究成果，可参照表4.1中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。表4.1污水可生化性评价参考数据BOD5/COD＞0.450.3～0.450.2～0.3＜0.2可生化性好较好较难不宜47/48 方案设计本污水处理站进水水质BOD5/COD=0.5，属于易生物降解范畴。ØBOD5/TN该指标是鉴别能否采用生物脱氧的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氧的，在不投加外来炭源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行，一般认为，BOD5/TN＞3～5，即可认为污水有足够的炭源供反硝化菌利用，本工程BOD5/TN=6，属于碳源较充足污水。3.4.2常用污水处理工艺分析目前，生活污水处理的二级处理工艺大致分为两大类：第一类为活性污泥法及其变形;第二类为生物膜法。①活性污泥法及其衍生方法活性污泥法分为连续式活性污泥法和间歇式活性污泥法，目前，连续式活性污泥法较成熟的工艺有：A/O（厌氧/好氧或缺氧/好氧）法、A/A/O法、氧化沟法等；间歇式活性污泥法工艺有传统SBR工艺、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CASS工艺、UNITANK工艺、MSBR法等。ØA/O法47/48 方案设计A/O法即厌氧/好氧（或缺氧/好氧活性污泥法，结合本工程实际此处仅列厌氧/好氧法）系污水在流经二个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物和磷得到去除。其流程简图见图4.1。回流活性污泥被回流至厌氧区中，污泥中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚β羟丁基酸）储存起来。然后混合液进入好氧区，聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到生物除磷的目的。图4.1A/O法流程简图在具有足够的泥龄的条件下，BOD5在好氧池内被降解的同时，也完成硝化反应。因为回流活性污泥被回流至厌氧区，在好氧区按硝化设计时，该系统也同时具有脱氮功能，其脱氮效率取决于活性污泥回流比。一般认为A/O工艺有硝化时存在以下缺点：l为了避免回流活性污泥中所含硝酸盐氮破坏厌氧系统影响除磷效果，污泥回流量需要控制，因此其脱氮效率有限。也就是说该工艺的主要功能在于除磷。47/48 方案设计l因为要进行硝化反应，系统的泥龄比无硝化A/O工艺的要长，从而使除磷效率有所降低。ØA/A/O法A/A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在A/O工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区，好氧区具有硝化功能，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进行反硝化，使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除，达到同时进行生物除磷和生物除氮的目的。其流程见图4.2。在系统上，该工艺是最简单的除磷脱氮工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分离，在厌氧和缺氧段内只设搅拌机。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。目前，该法在国内外广泛使用，运行良好。47/48 方案设计图4.2A/A/O工艺流程框图但是A/A/O工艺存在一些缺陷：l回流活性污泥（外回流）直接回流进入厌氧池，其中夹带的大量硝酸盐氮回流至厌氧池，破坏了厌氧池的厌氧状态，从而影响系统的除磷效果。l大量的回流（内回流量一般为进水量的200～300%，外回流量一般为100%）稀释了整个系统内的反应物浓度，使得系统的反应速率降低，也就需要更大的生化池容积。l大量的内回流增加了系统的能耗，也增加了污水处理运行成本l研究结果表明，MLSS中的含磷量随污泥负荷的降低将大幅度下降。生物除磷需要高的污泥负荷，而生物脱氮则需要低的污泥负荷，在A/A/O工艺中要使二者同时达到最佳状态是困难的，一般是以生物脱氮为主，生物除磷为辅。为了解决A/A/O法回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响，可采取将回流污泥进行两次回流，或进水分两点进入等措施。于是，产生了改良型A/O、改良型A/A/O、倒置A/A/O和UCT等工艺。Ø氧化沟法47/48 方案设计氧化沟工艺是五十年代初期发展起来的一种污水处理工艺形式，因其构造简单，易于维护管理，很快得到广泛应用。到目前为止已发展成为多种形式，主要有：Passveer单沟型、Orbal同心圆型、Carrousel循环折流型、D型双沟式、T型三沟式及一体氧化沟等。传统的Passveer单沟型和Carrousel型氧化沟脱氮除磷功能差，但是在Carrousel氧化沟前增设厌氧池，在沟体内增设缺氧区，形成改良型氧化沟，便具备生物脱氮除磷功能。其流程简图见图4.3。图4.3改良型氧化沟工艺简图Carrousel氧化沟系多沟串联系统，在沟体内存在缺氧区和好氧区，但是缺氧区要求的充足的碳源和缺氧条件不能很好地满足，因此，脱氮效果不是很好。为了提高脱氮效果，荷兰DHV公司通过研究，在沟内增加了一个预反硝化区，从而发明了Carrousel2000型氧化沟工艺。奥贝尔（Orbal）简称同心圆式氧化沟，典型的Orbal氧化沟由三个同心渠道组成，渠道呈圆形或椭园形。其特点是外沟容积约占总容积的50%，从外到内的三条沟的溶解氧浓度由低到高递增，称之为“0、1、2”47/48 方案设计（外沟溶解氧为零，中沟溶解氧为1mg/L，内沟溶解氧为2mg/L）工艺，由外到内形成厌氧、缺氧及好氧区域，以满足生物除磷脱氮的要求，称为生物反应池的大环境。污水及回流污泥由外沟进入，处理后出水从内沟流入二沉池。该工艺总的脱氮效果尚可，但除磷效果差。D型氧化沟为双沟交替工作式氧化沟，由池容完全相同的两个氧化沟组成，两沟串联运行，交替地作为曝气池和沉淀池，不单独设二沉池。为了达到脱氮目的，在D型氧化沟的基础上又发展了半交替工作式的DE型氧化沟。该沟设有独立的二沉池和回流污泥系统，两沟交替进行硝化和反硝化。D型氧化沟的缺点主要是曝气设备利用率低、池容积利用率低。T型三沟式氧化沟集缺氧、好氧和沉淀于一体，两条边沟交替进行反应和沉淀，无需单独的二沉池和污泥回流，流程简洁，具有生物脱氮功能。由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差。而且，由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。一体化氧化沟将氧化沟与二次沉淀池合建，采用侧沟式固液分离器，将好氧处理与泥水分离合二为一，同时，也可将缺氧区与一体化氧化沟合建，将三个反应器合为一体，占地较省。一体化氧化沟从系统布置上无严格的厌氧区，因而除磷效果较差；同时以侧沟式固液分离器取代单独设置的二沉池，设计表面负荷较大，一般大于2.0m3/m2·47/48 方案设计h，沉淀时间较短，对水量变化的适应能力较差，较难保证出水水质。另外，受固液分离器分离影响，排泥浓度较低，加大了污泥处理难度和处理成本。氧化沟池型具有独特之处，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系统，维护管理简单。但氧化沟采用机械表面曝气，水深不宜过大，充氧动力效率较低，能耗较高，占地面积较大。ØCASS工艺CASS工艺是于1968年由澳大利亚开发的一种间歇运行的循环式活性污泥法，是SBR工艺的一种变型。1976年建成了世界上第一座CASS工艺的污水处理厂，随后，在日本、加拿大、美国和澳大利亚等得到了广泛推广应用。目前，在全世界已建成投产了300多座CASS工艺污水处理厂。1986年，美国环保局正式将该工艺列为革新技术。1988年，在计算机技术的支持下，使该工艺进一步得到发展和推广，成为目前计算机控制系统非常先进的生物脱氮除磷工艺。CASS生物池由选择区和主反应区两部分组成。污水连续不断地进入选择区，微生物通过酶的快速转移机理，迅速吸附污水中约85%左右的可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速增长过程，对进水水质、水量、pH值和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，污水再通过隔墙底部的连接口进入主反应池，经历一个较低负荷的基质降解过程，并完成泥水分离。47/48 方案设计CASS工艺的运行模式与传统SBR法类似，由进水、反应、沉淀和出水及必要的闲置等五个阶段组成。从进水至出水结束作为一个周期，每一过程均按所需的设定时间进行切换操作。在CASS系统中，一般至少设两个池子，以使整个系统能接纳连续的进水，因此在第一个池子进行沉淀和撇水时，第二个池子中进行充水/曝气过程，使两个池子交替运行。为防止进水对沉淀的干扰和出水水质的影响，一般在沉淀和撇水时须停止进水和曝气，在设有四个CASS池子的系统中，通过选择各个池子的循环过程可以产生连续的进出水。对于四个池子的CASS工艺，若采用4小时循环周期，其循环运行的相关顺序如下：01234小时充水/曝气充水/曝气沉淀撇水池子1沉淀撇水充水/曝气充水/曝气池子2撇水充水/曝气充水/曝气沉淀池子3充水/曝气沉淀撇水充水/曝气池子4其中每一循环周期中，始终有两个以上池子处于充水/曝气顺序，另两个池子分别处于沉淀和撇水顺序，沉淀和撇水顺序均需停止充水和曝气，这样的组合可以实现CASS系统的连续进出水。47/48 方案设计CASS工艺是间歇式活性污泥法的一种先进变型，是目前国际上较多地应用于大型污水处理厂的间歇运行的活性污泥法工艺。与传统序批式SBR工艺不同，在循环式活性污泥法中结合有生物选择器，生物反应池分二个区域，容积较小第一区作为生物选择器，第二区为主反应区。第一区和第二区在水力上是相通的。用泵将主反应区的活性污泥回流到选择器中。生物选择器呈缺氧－厌氧状态，在选择器中基质浓度梯度较大，污泥负荷较高，可有效避免污泥膨胀，提高系统运行的稳定性。另外，通过间歇曝气方式，可使活性污泥周期性地经历好氧和厌氧阶段，生物选择器的设置可以促进和强化系统的生物除磷效果而无需在系统中设置独立的厌氧搅拌阶段，系统即可具有良好的生物除磷功能。在CASS中，通过设置选择器可以允许以任意进水速率进水而不会产生污泥膨胀，故无需如传统序批式SBR工艺设置进水贮水池。通过严格控制溶解氧浓度可以实现同步硝化反硝化，故无需设置缺氧搅拌阶段。因此，CASS系统无需设置独立的厌氧搅拌阶段、缺氧搅拌阶段以及进水贮水池等，从而可以大大简化工艺过程，节省工程投资（无需搅拌装置）和能耗。CASS系统较之传统序批式SBR法其工艺设置和操作得到很大程度的简化，为在大中型污水处理厂的应用创造了良好的条件。CASS工艺技术简单、运行可靠灵活，已在各种规模的城市污水和工业废水处理中得到广泛应用。47/48 方案设计比较其它传统的、普通的序批式活性污泥工艺，CASS工艺非常经济，可以节省大量投资，包括机械和电气的投资，节省运行和维护费用以及减少占地面积。除这些优点外，此项工艺的操作更为简单。CASS工艺的主要特征和优点可以总结如下：l工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好，可在不增加大量投资的条件下，实现深度除磷脱氮目的。通过合理设计可使CASS工艺中产生的剩余污泥同时得到部分稳定，故无需设置单独的污泥消化系统，因此整个污水站的工艺流程非常简单。l工程投资低。因无需初沉池及二沉池（CASS中总的反应池容积总是小于传统的包括初沉池和二沉池的反应器的总容积），混凝土用量和土建投资低，系统中无需设置庞大的刮泥桥、大量搅拌设备以及庞大的污泥回流和内回流泵，故系统机械／设备投资低。另外系统中无需设置如传统活性污泥法中连接曝气池与二沉池的所有连接管道。l工艺系统运行费用低。由于污泥回流比较低（通常为日平均流量的20%，且无其它内回流系统）以及无需搅拌能耗，故节省大量能耗，另外通过实现深度反硝化可以回收氧量，应用污泥耗氧速率控制技术严格控制溶解氧水平，故系统可最大程度地降低能耗和运行费用。l47/48 方案设计CASS工艺的一个重要特点是所有的活性污泥在任何时间都处于一个反应池中，能保证有机物的降解、硝化等生物处理过程的正常进行。在设有二沉池的活性污泥法系统中，在雨季及峰值流量时，一定数量的活性污泥将被转移到二沉池中，曝气池污泥量减少，对硝化作用产生较大影响。l整个工艺系统的操作完全自动化，维护费用及人员费用能降到最低。l具有很大的抗冲击负荷能力，能有效地控制污泥膨胀和丝状微生物的生长，系统具有很高的工艺稳定性。通过选择器可以自动抑制丝状污泥和微生物的增殖。系统具有抗有机和水力冲击能力，不会产生如传统活性污泥法中在水力冲击时活性污泥转移到二沉池中或随出水流失的现象。故NH3－N的处理效果不会受到影响。l适应水质水量的变化能力强。通过调节循环时间和各个阶段的时间安排即可适应实际进水负荷的变化。l占地面积少，该工艺一般采用矩形池结构的模块式建造方式，其布置非常紧凑，其生物处理部分的占地一般仅为连续流A2/O工艺的50～60%，故可节省大量土地，在地价较贵时，可明显降低投资费用。由于采用模块式布置方式，故系统扩建极其方便。l可最大程度地降低对周围环境的影响。鼓风机采取集中的噪声控制措施，另外，由于该工艺系统占地少、结构紧凑，因此污水站的建造对周围环境的影响将降到最低程度。47/48 方案设计近20年来，由于SBR工艺的低造价和高效率，在世界各国得到广泛应用，各种类型的SBR工艺都有上百座污水处理厂投入运行，充分显示出SBR工艺的魅力。不同类型的SBR工艺有不同的特点，因而也就有不同的适应性，为了恰当地选用最适合各种具体情况的工艺有必要弄清它们的特点和性能。下面表4.2列出各种SBR工艺的基本情况和性能对比。表4.2各种SBR工艺的基本情况和性能对比表工艺类型项目常规SBRICEASDAT-IATCASS三沟式氧化沟UNITANK池型矩形池分隔为预反应区和主反应区DAT和IAT串联分隔为选择区和主反应区三沟组合三池组合进水间歇连续连续连续连续连续曝气间歇`间歇DAT连续IAT间歇间歇中沟连续边沟间歇中池连续边池间歇沉淀静态半静态半静态静态半静态半静态排水间歇间歇间歇间歇连续连续周期/h4～84～634～888容积利用率/%5050～5866.750～605050～60污泥回流无无200%～400%20%～30%无无运行水位水位变化1～2m水位变化1～1.5m水位变化<1m水位变化1～2m固定水位固定水位常用曝气设备机械曝气/鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气机械曝气鼓风曝气/机械曝气常用排水设备滗水器滗水器滗水器滗水器可调堰固定堰脱氮功能尚可尚可一般好一般一般除磷功能一般一般较差好较差较差防止污泥膨胀一般尚可一般好一般一般47/48 方案设计②生物膜法生物膜法与活性污泥法一样，同属于好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：l固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化适应性强，操作稳定性好。可处理高浓度难降解工业废水。l生物膜含水率比活性污泥小，不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。l由于微生物固着于固体表面即使增值速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比泥龄长的微生物不能繁殖，因此，在生物膜法中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中微生物种群具有一定分布。l因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量少。生物膜法常见工艺有生物转盘，接触氧化，生物流化床等，其中以生物接触氧化在水处理中应用最为广泛Ø生物转盘与活性污泥法相比生物转盘有以下优点：操作管理简单，无污泥膨胀及泡沫现象，生产上易于控制。47/48 方案设计剩余污泥量小，污泥含水率低，沉淀速度快。设备构造简单，无通风，污泥回流及曝气设备，运转费用低。耐冲击能力强，去除效率高。生物转盘的缺点是：盘材较贵，投资大，从造价考虑，生物转盘仅使用于小水量，低浓度的废水处理。废水中挥发性污染物影响环境；受气候影响大，生物转盘一般应设于室内或加盖，并采取一定的保温措施。Ø生物流化床生物流化床一般采用密度大于水的细小惰性颗粒如砂、焦炭粒、煤粒、陶粒等为流化载体。载体为微生物固着生长提供很大的表面积，使床内具有很高的生物浓度，因此有机物容积负荷较大，兼有活性污泥法均匀接触条件所形成的高效率和生物膜法耐负荷冲击的优点。流化床中载体处于流化或膨胀状态，污泥不会膨胀，床层不会堵塞。床内水力停留时间短，泥龄较长，剩余污泥量少，但是载体流化能耗较大系统设计与运行要求较高，不适合大流量场合。Ø生物接触氧化生物接触氧化是活性污泥法与生物滤池相结合的一种生物处理方法。生物接触氧化法处理污水主要依靠填料上的生物膜，此外池中尚存在一定浓度类似活性污泥的悬浮生物量，对污水也起一定的净化作用。它综合了曝气池和生物滤池两者的优点，可用于污水二级处理，也可用于三级处理。47/48 方案设计生物接触氧化具有如下优点：由于填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此，它可以达到较高的容积负荷；由于相当一部分微生物固着生长在填料表面，不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；由于池内生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力；因污泥浓度高，当有机容积负荷较高时，其F/M仍保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。但是接触氧化法在处理生活废水时，对总氮及磷的脱除效果有限，在实际设计中可以通过在接触氧化池前设置厌氧及缺氧区来改善该工艺的脱氮除磷效果。3.4.3深度处理1.人工湿地人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，成活率高，抗水性强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇，蒲草等)形成一个独特的动植物生态体系。人工湿地去除的污染物范围广泛，包括N，P，SS，有机物，微量元素，病原体等。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85％―47/48 方案设计95％，COD去除率可达80％以上，处理出水中BOD5的浓度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分，最终被转化为微生物体及CO2，H2O。人工湿地面积可视情况而言，可在市郊结合部，也可在污水处理厂出水的附近建造。一些人工湿地属预处理型，在那些目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地，将生活污水排入，利用所种植物对其进行处理，然后再排入自然水系，保护水体；还有些湿地属于加强型，在污水处理厂附近建造人工湿地，将污水处理厂处理过的水引入，再经过人工湿地的加强处理，提高其水质，然后排入自然水系，作为其补充水源。根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为：1、浮游植物系统；2、挺水植物系统；3、沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N，P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。挺水植物系统根据废水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SSFW)、立式流湿地(VFW)。(3)表面流湿地和立式流湿地因环境条件差(易孳生蚊虫)，处理效果受气温影响较大以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点：①建造和运行费用便宜；②易于维护，技术含量低；③47/48 方案设计可缓冲对水力和污染负荷的冲击；④可提供和间接提供效益，如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。但也有不足：①占地面积大；②易受病虫害影响；③出水水质受环境气候影响变化较大，经常达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。另外，据已有数据，当上下表面植物密度增大时，人工湿地系统处理效率提高，在达到其最优效率时，需２～３个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。但作为中小型城市污水处理厂的三级处理，具有投资低，处理效果好等优点。2．高级氧化技术高级氧化法最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。与其他传统的水处理方法相比，高级氧化法具有以下特点：产生大量非常活泼的羟基自由基·47/48 方案设计HO其氧化能力（2.80v）仅次于氟（2.87），它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应，羟基自由基与不同有机物质的反应速率常数相差很小，当水中存在多种污染物时，不会出现一种物质得到降解而另一种物质基本不变的情况；·HO无法选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物，不会产生二次污染；普通化学氧化法由于氧化能力差，反应有选择性等原因，往往不能直接达到完全去除有机物降低TOC和COD的目的，而高级氧化法则基本不存在这个问题，氧化过程中的中间产物均可以继续同羟基自由基反应，直至最后完全被氧化成二氧化碳和水，从而达到了彻底去除TOC、COD的目的；由于它是一种物理化学过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降低10-9级的污染物；同普通的化学氧化法相比，高级氧化法的反应速度很快，一般反应速率常数大于109mol-1Ls-1,能在很短时间内达到处理要求。高级氧化技术典型的由臭氧氧化技术，fenton氧化技术等，通常占地面积较小，处理比较彻底，但基础投资较大，处理成本较高，操作难度大，且具一定的危险性。3．物理过滤技术利用石英砂作为过滤介质，在一定的压力下，把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，最终达到降低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤设备。47/48 方案设计运行可以实现自动控制，过滤效率高，阻力小，处理流量大，反冲次数少。广泛应用于纯水、食品饮料水、矿泉水和电子、印染、造纸、化工行业水质的预处理及工业污水二级处理后的过滤。也用于中水回用系统、游泳池循环水处理系统的深度过滤。对于工业废水中的悬浮物也有很好的去除效果。4.MBR工艺MBR又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜，按膜孔径可划分为超滤技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5～3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%～40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。47/48 方案设计针对上述问题，MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率；并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现，提高了生化反应速率；同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为0），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。与许多传统的生物水处理工艺相比，MBR具有以下主要优点：出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。占地面积小，不受设置场合限制47/48 方案设计生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。可去除氨氮及难降解有机物由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。操作管理方便，易于实现自动控制该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。易于从传统工艺进行改造该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。3.4.4预处理工艺对生活污水的前处理，有物化方法沉沙池、沉淀池、气浮池等。生化方法有厌氧处理工艺。47/48 方案设计沉砂池和沉淀池主要针对悬浮物和以悬浮物存在的COD。相对沉淀池，沉砂池的投资更低，占地面积更小，是个城市污水厂的主要预处理工艺。气浮池对含油废水具有较高的处理效果，但是操作复杂，基建及运行成本更高。生化预处理工艺中的厌氧处理工艺有化粪池、接触厌氧池、UASB、IC反应器等。化粪池和接触厌氧池处理效果一般，但是具有投资低、操作简单、运行费用低等优点，UASB和IC反应器属于第三代厌氧工艺，工艺复杂，投资较大，处理效果好。本工程由于含有食堂污水，油脂含量较高，考虑隔油池作为前预处理。3.4.5本工程污水处理工艺根据上面对目前常用的污水处理工艺所作的综述可以看出，各种污水处理工艺都有其适用性及优缺点。根据污水站进出水指标的要求，结合实际情况，以及低能耗的要求，污水处理主体工艺宜选择成熟、稳妥、易于维护管理、运行费用低的工艺。采用“化粪池+A/O+砂滤”的主体处理工艺，符合上述设计原则。处理后的尾水可直接自流排入附近自然水体。3.5污泥处置工艺分析本工程的污泥产量很少，每半年直接由吸粪车或人工定期清理外运处置。47/48 方案设计3.6本工程工艺确定通过上述对比分析，最终确定本工程工艺流程如下：污水三格化粪池格栅渠栅渣管网定期清运调节池A/O池污泥二沉池定期清运过滤消毒达标排放47/48 方案设计3.7工艺描述污水收集主要为办公区生活用水、厕所冲洗水，食堂用水等，经化粪池后进入管网收集，为后续污水处理系统提供条件，保护工艺设备。管网出水进入格栅渠，去除较大颗粒的悬浮物。格栅渠出水进入调节池，对污水均质均量。调节池内污水采用提升泵进入二级处理工艺，即缺氧、好氧、沉淀工艺段，在厌氧菌和好氧菌的作用下，分解COD，氨氮、并通过沉淀降低SS及磷，为主要的污染物去除手段。二沉池出水为满足达标排放，进入砂滤池及消毒池，进一步去除SS，并进行消毒。工艺集成为地埋式一体化设备，具有安装简便、效果稳定可靠，工期短的优点。3.8主要工艺内容3.8.1格栅渠设计出力：xxx码头5m3/d，xxx码头15m3/d数量：1座结构形式：钢砼地下式附属设备：1.格栅数量：1台47/48 方案设计参数：栅隙10mm，B=500mm,0.37KW3.8.2调节池设计出力：xxx码头5m3/d，xxx码头15m3/d数量：1座结构尺寸：xxx码头L1.5×B1.5m×H2.0m，xxx码头L4.0m×B2.5m×H3.0m，钢砼地下式附属设备：1.提升泵数量：每个污水站2台，一用一备参数：污水泵，5m3/h，10m，0.55KW2.浮球液位计数量：每个污水站1台参数：0-5m，电缆浮球1.流量计数量：每个污水站1台参数：DN50，0-10m3/h，转子流量计3.8.3一体化设备设计出力：xxx码头5m3/d，xxx码头15m3/d数量：各1座结构尺寸：xxx码头2．5*5.7*3.0m，xxx码头3.0*6.5*3.0m结构形式：碳钢防腐47/48 方案设计备注：含一体化设备主体、内部填料、曝气系统、回流系统、支架、其他配件等，采用地埋式。附属设备：1.曝气机数量：每个污水站2台参数：xxx码头38m3/min，2.2KW，xxx码头22m3/h，1.5KW2.混合液回流泵数量：每个污水站2台，一用一备参数：xxx码头10m3/h，0.75KW，xxx码头15m3/h，0.75KW3.污泥回流泵数量：每个污水站2台，一用一备参数：10m3/h，0.75KW3.8.4电控及其他配套工程数量：1项参数：配套3.9污水管网设计1.材质选择常用管材性能及造价等的对比分析见下表：常用管材造价对比表管内径D管顶覆土钢筋砼Ⅱ级污水管道钢筋砼Ⅲ级污水管道双壁波纹管47/48 方案设计管材价综合造价①综合造价②管材价综合造价①综合造价②管材价综合造价mm元/m元/m元/m元/m元/m元/m元/m元/m0.252.00802970.302.0052.1934456898.973335771003120.402.0079.32415684132.744357061604340.502.50115.89538851198.395728742806240.602.50152.766981038280.0777611520.703.00199.8384512080.803.00251.199681371478.92110315310.903.00305.83122917331.003.50391.1214171977743.7715712057常用管材性能分析表性能管材埋深粗糙系数施工难易耐久性渗漏日常维修管材重量管内H2S产生钢筋砼管可深埋0.013难长久有较多重促进双壁波纹管可深埋0.009易>50年无较少轻削弱47/48 方案设计从比较表中可以看出，钢筋混凝土管自重较大，运输难度大，施工成本高，而双壁波纹管则自重较轻，运费较低，安装方便。从目前农村污水处理工程使用排水管道管材的情况看，由于污水水量小，地形复杂，采用钢筋混凝土管运输不方便，反而会大大增加工程造价，因此目前大部分采用双壁波纹管。从安全、可靠、方便的角度出发，本工程污水干管管材选用双壁波纹管。1.管径计算根据《室外排水设计规范》规定，为避免管道堵塞，当污水上游管段的设计流量很少，计算出管径较小时，应根据经验确定一个允许的最小管径。如按计算确定的管径小于最小管径时，应采用规范规定的污水管道的最小管径，见下表。污水管道的最小管径及坡度管道位置最小管径/mm最小设计坡度/‰室内排出管100在街坊和厂区下150、2004在街道下300、400、5003根据本次污水站设计水量小（最大设计水量为30m3/d），计算出的管径小于最小管径，本方案推荐在街坊和厂区下的污水主管网，采用DN200的双壁波纹管排水管，最小设计坡度为3‰；设计坡度根据排水标高确定，确保管道不堵塞。为防止管道壁因地面活荷载而受到破坏，车行道下的污水管道最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。原建设有合流制管网系统，采用DN600钢筋混凝土管。如需重新建设分流制管网，需重新建设越250米DN200的双壁波纹管。2.化粪池设计47/48 方案设计本项目两栋办公楼两侧共分布2个厕所，分别设计两座化粪池，化粪池采用一体型玻璃钢设备地埋，总计4座。按水量选择2m3池容。1.其他附属构筑物设计食堂污水设计隔油池一座，洗车污水设置沉砂池1座。均为一体型玻璃钢设备地埋。2.结论及建议本项目原建设有雨污合流制管网，但未建设化粪池、隔油池及沉砂池等前端设施，根据现场实际情况，新建管网需开挖硬化路面及绿化草地，且管道穿越地段牵涉周边建筑物地基及地下管线（如电缆、光缆、自来水管等），施工影响较大，施工难度高。故本方案将继续采用原有排水系统。不新建分流制管网，在终端处理设施建设上考虑雨水流量及超越管道。在利用原有管网的基础上，为避免管网堵塞及有利于后续处理的原则下，新建化粪池、隔油池、沉砂池等预处理附属设施。47/48 方案设计第一章47/48 方案设计效益及成本分析4.1社会效益和环境效益污水处理工程是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的公用事业工程，其效益主要表现为社会效益。本工程实施后，可有效地解决水污染问题，为社会服务，提高卫生水平，保护人民身体健康，保护镇区美丽的自然风景。同时，该项目的建设，可改善投资环境，使当地不会再因水污染而影响发展，吸引更多的外商投资，促进城市经济发展。因此，本工程是把当地建设成为风景优美、经济繁荣、社会稳定、生活方便的文明卫生城市的至关重要的基础设施，可见，其社会效益是显著的。污水站建成投产后，其环境效益也是显著的：按日处理15吨污水计。据估算，工程投资后可减少污染负荷：BOD5：1.4吨/年COD：2.3吨/年SS：1.4吨/年氨氮：0.15吨/年47/48 方案设计4.2经济效益作为基础设施的重要组成部分，其本身并不产生直接的经济效益，其效益主要体现在环境效益和社会效益。污水处理站的建设运行通过改善人居环境，提高环境质量水平，改善附近河流的水质，避免和减轻污水排放对工农业生产及其国民经济发展所造成的经济损失等所产生的间接经济效益将是巨大的。体现在：有利于改善投资环境、吸引外资、发展城市经济；增加农渔业的产量；提高农副产品和工业产品质量，减少城市自来水厂净化处理成本等方面。可以预计，污水处理站工程必将对当地人民的物质和文化生活水平的提高起到很大的作用，在国民经济发展中发挥巨大的社会、环境和经济效益。根据国务院建设部关于《征收排水设施有偿费用的暂行规定》中的有关条例，参照有关城市的经验，结合本工程的实际情况，通过收取治理费，使本工程具有一定的经济效益。本工程虽无显著的直接投资效益，但是，其投资的间接经济效益较为重要，主要是通过减少污水污染对社会造成的经济损失而体现出来，其表现形式如下：（1）工业企业方面：可减少各工业企业分散进行污水处理所增加的投资和运行管理费，减轻企业负担；（2）城市供水方面：水厂源水受到污染后，会增加给水处理的费用（如增加投氯量等）；47/48 方案设计（3）农、牧、渔业方面：水污染可能造成粮食作物、畜产品、水产品的产量下降，造成经济损失；（4）人体健康方面：水污染会造成人的发病率上升，医疗保健费用增加，劳动生产率下降。4.3运行成本分析4.3.1电费xxx码头折合吨水成本为0.65元/吨水。xxx码头折合吨水成本为0.56元/吨水。4.3.2药耗无。4.3.3人工由景区管理人员兼职，不计。4.3.5成本分析吨水成本为：0.65元、0.56元4.4占地面积见详图。47/48 方案设计第一章工程详细清单5.1构（建）筑物清单序号名称结构尺寸（L*B*H）/m数量结构形式备注xxx码头1调节池1.5×1.5×2.01座钢砼地下式防渗2土方及设备基础一体化设备开挖及基础1项混凝土xxx码头1调节池4.0×2.5×3.01座钢砼地下式防渗2土方及设备基础一体化设备开挖及基础1项混凝土3污泥池1.5×2.5×3.01座钢砼地下式防渗5.2设备及材料清单序号名称型号参数数量安装位置备注xxx码头1一体化设备2．5*5.7*3.0m碳钢防腐，含设备主体、内部填料、曝气系统、回流系统、支架、其他配件等1套污水站2提升泵潜污水泵，5m3/h，10m，0.55KW1台调节池3浮球液位计0-5m1台泵后4流量计转子流量计，DN50,0-10m3/h1台泵后47/48 方案设计5射流曝气机22m3/h，1.5KW2台设备间6混合液回流泵10m3/h，0.75KW1台一体化设备7污泥回流泵10m3/h，0.75KW1台一体化设备8收集管网DN300双壁波纹管，含检查井80m区域内9管道阀门配套一批污水站10附件配套一项污水站11电控系统配套一套污水站12附属工程绿化、地面硬化等1项区域内xxx码头1一体化设备3.0*6.5*3.0m碳钢防腐，含设备主体、内部填料、曝气系统、回流系统、支架、其他配件等1套污水站2提升泵潜污水泵，5m3/h，10m，0.55KW1台调节池3浮球液位计0-5m1台泵后4流量计转子流量计，DN50,0-10m3/h1台泵后5射流曝气机38m3/min，2.2KW2台设备间6混合液回流泵15m3/h，0.75KW1台一体化设备7污泥回流泵10m3/h，0.75KW1台一体化设备8收集管网DN300双壁波纹管，含检查井133m区域内9管道阀门配套一批污水站10附件配套一项污水站11电控系统配套一套污水站12附属工程绿化、地面硬化等1项区域内47/48 方案设计第一章工程投资分析详见预算书。47/48'