校园污水处理回用 19页

校园污水处理回用北京鸣高环保技术服务有限公司2015年04月\n1、工程概况12、设计依据12.1甲方建设要求12.2相关设计规范与技术标准12.3设计范围12.4设计原则13、水量与水质13.1水量13.2进水水质13.3出水水质24、工艺设计24.1工艺选择24.2工艺的特点54.3工艺流程64.4工艺流程说明14.5工艺深化设计75-主要设备116、运行成本及效益分析126.1运行成本126.2经济效益分析137、主要经济技术指标138、总投资预算139、附图15\n为了响应国家节能减排号召，发展循环经济，创建绿色生态校园，建设单位拟建设一座中水站，把校内部分生活污水收集处理后回用。2、设计依据2.1甲方建设要求根据甲方要求，中水主要用用教学楼和宿舍楼冲厕和校园内绿化。2.2相关设计规范与技术标准1.《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)2.《室外给水设计规范》(GB50013-2006)3.《室外排水设计规范》(GB50014-2006)4.《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)5.国家及地方法规，其它相关专业的技术规范、标准2.3设计范围本设计为中水处理系统的工艺设计。2.4设计原则1.严格执行环境保护的各项规定，2.采用先进成熟、经济高效的处理工艺技术，确保经处理后的回用水水质达到相应标准。3.要求布局合理，占地面积少。在满足工艺要求的前提下，尽量节省工程投资。4.自动化程度高，简化管理过程，提高操作可靠性，降低运行成本。5.工程卫生条件好，对周围环境影响小。3、水量与水质3.1水量本项目设计日中水处量能力300m7d的中水站，24小时连续运行。3.2进水水质中水处理站原水为校内的教学楼、宿舍楼、食堂排放的污水，参考同类工程经验，确定污水水质如表3-1所示：表3-1进水水质指标9\n指标CODcrBOD5SSNH3-NpH浓度400mg/L180mg/L150mg/L30mg/L7.0-8.03.1出水水质本中水处理站出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）中的绿化和冲厕的标准，主要指标如下所示：表3-2出水水质指标序号水质指标冲厕城市绿化1五日生化需氧量BODs（mg/L）<10<202虫度(NTU)<5<103容解性总固体（mg/L）<1500<15004容解氧（mg/L）>1>15嗅1无不快感无不快感6阴离子表面活性剂（mg/L）<1<17氨氮(NH3・N)(mg/L)<10<208色度（倍）<30<309*6~96〜910总大肠菌群数（个儿）<3<311总余氮接触30min后＞1，管网末端大于0.23.2艺设计4・1工艺选择校内生活污水中含有大量的悬浮物、有机物以及氮、磷等营养元素，可生化性好，不含有毒物质，对这种性质的污水，通常采用生物处理方案最为经济可靠。污水的预处理是整个系统能否有效运行的关键。污水中含有大量的漂浮物，如毛发、纸纤维等，必须在进入处理系统前加以拦截，以防止后续管道、设备的堵塞，同时减轻后续处理设备的负荷。常用的预处理方法是设置格栅、水力筛。校内污水的排放不规律，因此需设调节池来均衡水量和水质，保证后序处理单元进水水量和水质的稳定。考虑污水来源为化粪池和食堂排出的混合污水，比较脏，而回用水的水质要求较高，所以设置综合曝气调节池，调节池分三格，第一格为缺氧段，第二格为好氧段，并在池内投加悬浮滤料，滤料可随池内液位上下浮动，池底安装穿孔曝9\n气管，通过预曝气的作用，将污水中部分污染物去除，降低后续处理单元的负荷，提高整个系统的处理效率和运行稳定性，出水从第三格提升段用泵引入压力生物反应器。目前，国内分散式污水处理采用的好氧生物处理工艺主要是接触氧化工艺和膜生物反应器（侬）工艺，但这两种工艺在设备投入、运行成本和操作管理上有很多不足，影响了污水处理中水回用项目的推广；我公司开发了专门针对分散式污水处理的压力生物反应器工艺，现将三种工艺比较如下，见表4-1：表4/工艺比较表比较项目压力生物反应器接触氧化法MBR法投资土建工程好氧生物处理过程设备化，水力停留时间短，土建量小有好氧池、二沉池，水力停留时间长，池体较大，土建量最大设有活性污泥池，水力停留时间长，土建量大占地面积小大中设备投资中大总投资小斗」大运行费用曝气用里小大大电耗低：高高总运行成本低高高工艺效果出水水质好且稳定。进水水质、水量波动等因素对其影响小。初期较好'因没有反冲洗'运行一段时间后填料堵塞'并大块脱落，出水变差。好但不稳定。进水水质、水量波动等因素对其影响较大；同时膜丝比较易断，影响出水水质。产泥量少*不加絮凝剂多，加絮凝剂沉淀少，不加絮凝剂后续处理后续处理设无需增加过滤装置无消毒剂投加量少少运行管理自动化程度高较低高维护检修简单，基本不用维护，压力生物反应器采用耐腐蚀的FRP材料，使用寿命30年以上，阀门、滤料终生不用更换，可无人值守。一般，每1〜3年需要清理并更换生化池内的半软性填料和二沉池内的斜板填料，碳钢支架重新制作，需专人管理。复杂，费用高，运行时除了增大曝气气泡冲刷、压力反冲洗外，还需要化学清洗（离线清洗时需从池内拆出，清洗后重新安9\n装），每2〜3年要更换膜，需专人管理。三种工艺的实例图片见下图圈，1中空野品隹帘式膜组件图4・2压力生物反应器圈牡3*空笄维帘式膜断竺现象图4-4接触氧化法99综上所述，压力生物反应器出水水质好，投资低，且运行稳定可靠，工艺流程简单，基本上可实现无人值守。故本方案采用压力生物反应器工艺，处理设备确定采用压力生物反应器+双层压力过滤器”工艺组合成的PBF系列中水处理设备。选择该设备的主要理由如下：⑴陋系列中水处理设备我公司在引进、吸收欧洲的先进污水处理技术基础上开发的一种高效低能耗环保新技术，是利用大自然微生物进行高效率降解反应的绿色环保产品，是当今世界多项先进技术和新材料相结合的产物，国家专利号：201120472367.5⑵主体设备采用全封闭的玻璃钢压力罐做为外壳，内部装填的固体多孔生物填料：填料强度高，表面粗糙，生物吸附力强，非常适合微生物的生长且挂膜均匀，生物相稳定,不易脱落。经测算其比表面积高达3900m/加,活，性微生物含量超过30000ppm,是常规接触氧化法的5To倍，且终生不需要更换。在固体多孔生物填料层内外附着生长的活性微生物通过碳化和同步硝化反硝化作，将9\n污水中含碳有机污染物彻底分解为二氧化碳和水，有机氮化物和氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐和氮气。压力生物反应器采用独特的气液分布、曝气及分离方式，设备通常在0.5〜0.8bar压力下运行，水中饱和溶解氧的浓度比常见的污水处理工艺(接触氧化法、侬法、CASS法)高50%以上，氧的转移效率更高，反应速度更快，其曝气方式独特，使得罐内每个位置的活性微生物都能得到充足的氧气，充足的氧气供给，也保证了生物氧化反应的效果。⑶压力生物反应器后串联一个双层压力过滤器，进一步降低出水悬浮物(SS),保证处理出水满足回用要求：同时，一部分出水也可回流到调节池的缺氧段进行反硝化脱氮。⑷压力生物反应器排放的有压尾气引入综合调节池的缺氧段和好氧段，用来搅拌、曝气，二次利用。本设计选用的raF-300中水处理设备由3个并联的压力生物反应器单元和1个双层压力过滤器串联组成，日处理水量300m)设备操作灵活，可随着不同季节用水量的变化设置成连续运行或间歇运行状态，降低能耗。4.2工艺的特点⑴工艺先进，管理简单，不需要环保专业人员，不用人值守。⑵压力生物反应器和压力过滤器的进、出水阀门选用进口的气动隔膜阀，8万次开关寿命，不需要更换。⑶整套设备采用PLC程序控制全自动运行，可异地远程监控设备运行状态。⑷采用独特溶氧技术，相对其它工艺水中溶解氧浓度提升50%以上，氧化反应速度提高，水力停留时间短，电耗低，吨水耗电0.4度。⑸以设备为主，地下为调节池，地上为设备间，占地小。(6)全封闭系统，无气味泄漏，周围环境好。⑺高效生物填料，处理效率高且不需要更换。⑻调节池利用尾气曝气，可降低能耗。9\n4.3工艺流程校内生活污水粗格栅上清液溢流集水池集水池提升泵水力筛尾气综合曝气调节池供氧风泵调节池提升泵d污泥池1PBF-300紫外消毒定期抽吸外运反冲洗水泵中水池回用4・4工艺流程说明总排污管内污水经分流井引入集水池，分流井内设置粗格栅；当集水池水位超高时，污水通过原有的污水管道排入污水管网。集水池内设潜水提升泵（自动耦合式），自动提升污水到水力筛，去除污水中的纤维状细小悬浮物（如毛发、纸纤维），出水自流综合曝气调节池。调节池内设有悬浮填料和布气管，通过曝气的作用污水中部分有机物被分解，曝气所用气体为后续处理单元P印压力生9\n物反应器所排出的尾气。调节池内设潜水提升泵（自动耦合式），污水由潜水泵提升引入PBF压力生物反应器下部，同时，供氧气泵将压缩空气也引入西压力生物反应器下部，气、水在反应器下部的气水混合分水器内充分接触后，一同向上流经固体多孔生物填料层，通过填料层内活性微生物的新陈代谢作用，将污水中剩余有机污染物彻底分解为二氧化碳和水，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐和氮气。经过压力生物反应器单元处理后，污水中绝大部分污染物已经被去除，再通过双层压力过滤器的深度过滤作用，进一步去除悬浮物，清水经紫外和次氯酸钠协同杀菌消毒后排入中水池，经中水供水泵提升回用。4.5工艺深化设计4.5.1格栅污水从原有检查井经过分流井引入集水池，当集水池水位过高时，污水经原有检查井回流到污水管网。分流井内设一道粗格栅，截留污水中的大块悬浮物，保护后续水泵的正常运行。附属设备名称参数描述规格栅宽B=0.8m，栅隙b=20mm，高度H=0.8m1台粗格栅数量304不锈钢材质4.5.2集水池集水池内设潜水提升泵，提升污水到水力筛，水中固体污物沿筛面下滑，落入渣槽运走，水由筛条流入筛面背后下的出水箱内，再经出水管流入调节池。1）设计参数9\n名称参数描述集水池净尺寸5.6>4.0>3.5(m)数量1座结构钢碎有效水深2.0m2）附属设备名称参数描述规格Q=40mVh，H=10m，N=2.2KW潜水提升泵数量1台材质铸铁形式自动耦合式规格筛隙v1.0mm水力筛数量1台材质304不锈钢过水流量：40mVhr图4-6潜水泵图4-7水力筛4.5.1调节池综合曝气调节池的作用主要是调节处理系统水量和水质，使后续处理单元的进水量和水质尽可能均匀稳定；同时，考虑到污水为化粪池和食堂排出的混合污水，污染物浓度较高，在调节池内投加悬浮填料和曝气管道，通过预曝气去除部分污染物，减轻后续处理单元的负荷，提高处理效率和效果，保证出水水质稳1）设计参数9\n名称参数描述调节池（分三格）净尺寸10.0>5.6>3.5(m)数量1座结构钢睑有效水深3.0m2）附属设备及材料名称参数描述布气器数量1套规格①25悬浮填料数量15m3数量4套不锈钢穿孔挡板规格800m*600m规格Q=16mVh，H=20m，N=2.2KW数量1台潜水提升泵材质铸铁形式自动耦合式数量1套进水过滤器参数过滤孔30〜40目4.5.4PBF-300中水处理设备污水和空气分别经提升泵和供氧气泵压入压力生物反应器下部的混合分布器，气水充分混合均匀分布后，夹杂着微小气泡的污水向上流过生物滤料层，生物滤料的内孔表面、外表面附着生长着大量厌氧、兼氧和好氧微生物，这些微生物以污水中的有机物为食物，通过新陈代谢作用，将污水中有机污染物（BODs、NH3-N）彻底分解为二氧化碳、水、硝酸盐、亚硝酸盐和氮气：同时生物滤料表面微生物分泌的多糖类物质将水中细小悬浮物粘附截留；气、水一同上升到达生物滤料层上部时，水中大部分的有机污染物（BCD5、NH3-N和SS）被去除。在压力生物反应器上部气液分离区气、水进行分离，气体经压力生物反应器顶部的自动定压排气阀引到调节池进行预曝气，出水经管道压入下一个处理单元压力过滤器，经过深度过滤，进一步去除水中的细小悬物SS,出水部分回流到调节池缺氧段，剩余部分UV杀菌消毒后排入中水池贮存。压力生物反应器和压力过滤器运行一段时间后，需要进行反冲洗，以清除滤料层截留的悬浮物，反冲洗用水采用处理后的中水，反冲用水量每天15〜30方，9\n反冲过程由程序控制,自动运行。1）设计参数名称参数描述PBF-300中水处理设备数量1套生物滤料层【同设1.6m生物滤料容积16m3承托层容积4rrv水力停留时间1.3h2）主要设备图4-8双层压力过滤器图4-9供氧气泵名称参数描述PBF压力生物反应器规格：①1.8x2600数量：3套处理能力：100m7（d•套）双层压力过滤器规格：①1.8x2600数量：1套处理能力：300m7d反冲洗潜水泵规格数量材质形式Q=50mVh,H=17m,N=5.5KW1台碳钢自耦式供氧气泵规格数量产地Q=25m7hr,H=10m,N=1.1KW3台德国PLC控制柜触摸屏，人机对话界面，进口部件1\n4.5.5消毒/中水池双层压力过滤器出水经过紫外杀菌消毒，排入中水池贮存，中水池设有自来水补水系统，当中水池水位过低时，自来水补水阀自动开启补水。1）设计参数名称参数描述中水池净尺寸5.640>3.5(m)数量1座结构钢碎有效水深3.0m2）附属设备名称参数描述紫外线消毒参数：12〜15吨/小时，1套5、主要设备中水处理站主要设备见下表：表5・1主要设备清单序号名称技术参数数量单位备注1不锈钢格栅栅宽B=0.8m，栅隙b=10mm，栅图H=0.8m1台鸣局环保2集水池潜水泵Q=40m3/hH=10mN=2.2kw1台上海3水力筛处理量40m3/h，1台台湾4调节池曝气管DN80，UPVC穿孑L管20M鸣局环保5悬浮填料滤料①2515鸣局环保6穿孔挡板不锈钢孔板尺寸：800*6002张鸣局环保7进水过滤器30〜40目，DN300，使用压力/卜于0.6MP1个鸣局环保8供氧气泵Q=25mVhrH=10mN=1.1kw3台德国1\n9调节池提升泵Q=17mVhH=20mN=2.2kw1套上海10反冲洗潜水泵Q=60m3/hH=17mN=5.5kw1台上海11压力生物反应器(PBF)FRP罐，①1.8x26003套鸣局环保12双层压力过滤器FRP罐，①1.8x26001套鸣局环保13紫外线消毒处理量：12〜15吨/小时1套进口灯管14管道、管件化工级UPVC管1批环琪15控制柜含PLC程序模块，触摸屏1面鸣局环保6、运行成本及效益分析该污水处理工程运行费用主要包括：电费和人工费(未考虑折旧费)主要效益为节约水资源所产生的社会和环境价值。6.1运行成本(1)耗电量见下表:表7・1耗电量表序号名称数量单位运行时间(h)运行功率(kw)装机功率(kw)耗电(度/天)备注1集水池潜水泵1台102.22.2222调节池潜水泵1台242.22.252.83反冲洗潜水泵1台0.65.55.53.34供氧气泵3台241.13.379.25紫外线消毒1台240.30.37.27消毒加药泵1台240.030.030.78合计13.5164.5耗电系数取0.8,则合计耗电量为131.6度/天,电费按0.5元/度计，贝U实际1\n处理每吨水所需电费为：131.605m0=0.22元/m(2)人工费中水处理站为自动运行，安排锅炉工兼职管理，人工费暂不计算(3)运行费用序号项目费用(元加)1电费0.222人工费—4合计0.22(5)处理每吨污水成本费用为：0.22元6.1经济效益分析按廊坊市自来水费3元/吨，每年运行12个月，用水量300吨/天计算则中水站每年节省自来水量为300X365=109500吨/年；节省水费：(3.0-0.22)XO4X300>365=30.44万元/年；注：未含中水供水泵用电量。7、主要经济技术指标(1)处理总规模：300m7d(2)占地面积约：100m(3)装机总功率：13.5KW(4)运行成本：0.22元/m&总投资预算8.1设备投资预算设备投资预算表8/1\n序号名称技术参数数量单位单价/元总价/元备注主要设备1不锈钢格栅1台2集水池潜水泵1台3水力筛1台4调节池牛物填料155PBF-300中水处理设备1套6消毒1套7管道、管件及支架1套8小计其他费用9运输、安装及调试费10小计设备投资总费用11合计(8+10)注：以上报价为含税价8.1土木工程报价表8-2土木工程预算序号名称单位尺寸单价（万兀）总价（万元）1溢流井2水池10*5.6*3.51\n3设备间10*5.6*4.0合计8・3、工程总投资表8-3工程总投资序号名称总价备注1设备投资2土木工程投资3合计9、附图1\n16\n17