新塘新世界花园三期工程生活污水处理工程设计方案 35页

'新塘新世界花园三期工程生活污水处理工程(1000m3/d)设计方案广州番禺合诚实业有限公司GuangzhouPanyuHechengIndustryCO.,LtD..二00五年九月二十日 工程名称：住宅小区生活污水处理工程设计规模：1000m3/d设计单位：广州番禺合诚实业有限公司主要设计人：工艺：夏昌建高级工程师张小平工程师土建：何正强工程师电气及自控：廖四春工程师李永胜工程师经济：陈志光预算员方案制作校对审核批准 目录一.工程概况：1二.设计基础：12.1设计依据12.2设计原则32.3设计水量32.4设计水质32.5排放标准4三.处理工艺的选择43.1常规二级处理工艺43.2污水脱氮除磷63.2.1污水脱氮63.2.2污水除磷73.2.3生物脱氮除磷工艺的可行性103.3污水处理生物除磷脱氮工艺比选13四.污泥处理工艺13五.处理工艺流程及说明14六.污水处理工艺设计186.1格渣池186.2调节池196.3CASS反应池206.4曝气设备21 6.5污泥处理设施236.6风机房23七.土建工程237.1站区地质条件237.2建筑材料及施工要求247.3结构设计方案24八.电气及仪表248.1设计范围248.2供配电系统258.3电缆敷设258.4供电负荷的计算258.5电气控制：26九.通风降噪及固废处理措施269.1通风降噪269.2防臭措施269.3固废处理措施26十.工程概算2710.1土建部分(不含桩基础)2710.2设备和器材2710.3间接费用2810.4总投资28 十一.技术经济分析2811.1吨水投资:2811.2总装机容量及吨水电耗2911.3运行费用2911.4占地面积29 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d住宅小区生活污水处理工程方案设计说明书一.工程概况：新塘新世界花园三期工程建成投入使用后，每天将排放生活废水1000m3/d。根据环保部门的有关规定，须配备生活污水的处理设施，并与主体工程同时设计、同时施工、同时竣工投入使用，确保污水处理达标排放。本公司根据建设单位提供的有关资料，对该住宅区的生活污水进行方案设计，以供各方决策参考。二.设计基础：2.1设计依据1)《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）2)《中华人民共和国水污染防治法》（1984年11月）3)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（1989年5月）4)《建设工程环境保护设计规范》（1987年3月5)《污水处理设施环境保护、监督管理办法》（1989年5月）6)《污染物排放许可证管理暂行办法》（1989年5月）7)《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）8)《污水综合排放标准》（GB8978-1996）9)《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86）10)《室外排水设计规范》（GBJ14-1987）（1997年版）11)《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d1)《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）2)《建筑给水排水设计规范》（GB20015-2003）3)《总图制图标准》（GB/T50103-2001）4)《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》（CECS117：2000）5)《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）6)《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）7)《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137：2002）8)《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138：2002）9)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）10)《混凝土水池软弱地基处理设计规程》（CECS86：96）11)《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）12)《地下工程放水技术规范》（GB50108-2001）13)《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）14)《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》（GB50032-91）15)《建筑地面设计规范》（GBJ50037-96）16)《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）17)《民用建筑设计通则》（JGJ37-87）18)《宿舍建筑设计通则》（JGJ36-87）19)《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）20)《建筑结构制图标准》（GB/T-50105-2001）21)《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）22)《建筑制图标准》（GBJ104-87）23)《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d1)《供配电系统设计规范》（GB50052-95）2)《低压配电设计规范》（GB50054-95）3)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）2.2设计原则1)贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的有关政策、法规、规范和标准。2)结合排水管网规划进行设计。3)采用技术先进、高效节能、管理方便的处理工艺，确保污水处理效果。4)在保证污水处理厂出水水质达标排放的前提下，尽量节省工程投资，节约用地、节约能耗，降低运行成本。5)布置紧凑合理，采用埋地式，充分利用空间；6)主体构筑物采用钢筋混凝土结构，设备及器材具有一定的耐腐蚀性能；7)考虑通风及防噪，噪声低，气味少，避免二次污染；8)主体构造物结构、设备、电气质量可靠。2.3设计水量日排水量1000m3/d,平均处理量41.7m3/h。2.4设计水质单位：mg/l(PH无单位)项目PHCODcrBOD5SSNH4-NPO4-P进水水质6～8＜300＜150＜200＜30＜3广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d2.5排放标准执行广东省地方排放标准《水污染排放限值》GD44/26-2001第二时段一级标准单位：mg/l(PH无单位)项目PHCODcrBOD5SSNH4-NPO4-P排放标准6～9902060100.5一.处理工艺的选择污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。我国目前生活污水普通采用二级生化处理工艺，该法处理效果好，能有效地去除污水中的BOD5、COD、SS。3.1常规二级处理工艺在常规二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除。1)SS的去除污水中的SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和有机颗粒靠自然沉淀作用或靠活性污泥絮体吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水厂尾水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、COD、TP等指标也与之有关。这是因为组成悬浮物的主要是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，较高的悬浮物含量会使得水中的BOD5、COD、TP均增加。因此，控制污水厂尾水的SS指标是最基本的，也是很重要的。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采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池表面负荷、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。在污水处理方案选用合理、工艺参数值恰当和单体设计优化的条件下，完全能够使尾水SS指标达到出水要求。1)BOD5的去除污水的BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后将污泥与水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，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。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水的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浓度很低。根据国内外有关设计资料，在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSS.d以下时，就很容易使得出水BOD5保持在30mg/l以下。2)CODcr的去除污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同。CODcr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。对于那此主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，BOD5/CODcr比值往往接近0.5甚至大于0.5，污水的可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，或BOD5/CODcr比值较小的城市污水，污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的CODcr会较高。本工程可满足出水CODcr≤60mg/l。根据我国现行《室外排水设计规范》（GBJ14-87，1997年修订），污水处理厂的处理率见下表。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d污水处理厂的处理效率处理程度处理方法主要工艺处理效率（%）SSBOD5一级沉淀沉淀40-5520-30二级生物膜法初次沉淀、生物膜法60-9065-90活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70-9065-95从上表可见，二级活性污泥法的处理效率最高，但常规二级处理工艺仅能有效地去除BOD5、COD和SS，而对氮和磷的去除是有一定限度的，氮的去除率为10-20%，磷的去除率为12-19%，达不到本工程对氮和磷去除率的要求。因此，必须采用污水脱氮除磷工艺。3.2污水脱氮除磷常规活性污泥法能满足CODcr、BOD5、SS的去除率，但对氮、磷的去除是有一定限度的，仅从剩余污泥中排除氮、磷，其去除率氮约10-25%，磷约12-19%，达不到上述要求。因此，必须采用污脱氮除磷工艺。3.2.1污水脱氮污水脱氮方法主要有生物脱氮和物理化学脱氮两大类。目前生物脱氮是主体，也是城市污水处理中常用的方法；物理化学脱氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等。国外从六十年代开始对污水脱氮的方法进行了大量的研究，结果认为物理化学法脱氮从经济、管理等方面均不适宜在大型污水处理厂中使用，因此，本工程仍以生物脱氮法为主。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d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，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌作用就硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，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，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，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。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。因此，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值在2mg/l以上，合适的温度，最好20℃，不能低于10℃，足够长的污泥泥龄，合适的PH值。反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值0.2mg/l左右，充足碳源（能源），合适的PH条件。生物脱氮过程如图所示。异养型细菌硝化细菌反硝化细菌+有机物含氮有机物NH+4-NNO+3-NN2生物脱氮过程示意图3.2.2污水除磷污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于城市污水一般采用牲除磷为主，必须时辅以化学除磷，以确保出水的磷浓度在标准以内。1)化学除磷广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d化学除磷是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固注解分离将磷从污水中去除。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，化学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点是初沉池前，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除；同步沉淀的药剂投加点设在曝气池中、曝气池出水处或在二沉池的进水处，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除，后置沉淀的药剂投加点设在二沉池之后的混合池中，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离。化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰。以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与水中的磷酸盐的反应可以表示如下：硫酸亚铁混凝：3Fe2+2PO43-=Fe3(PO4)2↓三氯化铁混凝：主反应：FeCl3+PO43-→FePO4↓+3Cl-副反应：2FeCl3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH)3+3CaCl2+6CO2↓硫酸铝混凝：主反应：Al2(SO4)3.14H2O+2PO43-→2AlPO4+3SO42-+14H2O副反应：Al2(SO4)3.14H2O+6HCO3-→2Al(OH)3↓+3SO42-+6CO2+14H2O可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子（PO43-）作用生成生成溶性的沉淀物，通过去除这些难溶性沉淀物去除水中的磷。按照德国规范ATV—A131的规定，一般去除1kg磷需要投加深2.7kg铁或1.3kg铝.对特定的污水,金属盐投加量需要通过试验确定,进水TP浓度和期望的除磷率不同,相应的投加量也不同。化学除磷方法将增加产泥量，仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干呢量便达2.3kgTs/KgFe或3.6kgTs/kgAl；除此之外，还要考虑其它沉淀物，因此，在实际应用中按每kg用铁量产生2.5kg污泥或每kg用铝量产生4.0kg污泥来计算泥量。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d在初沉池投加化学药剂，初沉池产泥量将增加50-100%，如设后续生物处理，则全厂污泥量增加60-70%；在二沉池投药，活性污泥量增加35-45%，全厂污泥量将增加10-25%。因此，化学药剂的投加使沉淀污泥的产量增加、浓度降低、污泥体积增大，使污泥处理的难度增加。采用化学除磷时还应考虑污泥处理与处置的费用。1)生物除磷磷常以磷酸盐（H2PO4-、HPO42-、PO43-）聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除磷就是得用聚磷菌一类的细菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷，并将其以磷合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40%，泥龄为17d时，除磷率为50%，而当泥龄降至5d时，除磷率达87%。大量的试验观测资料已经完全证实，在生物除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增加污泥的好氧吸磷，磷的厌氧释放可以分为二部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内贮存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存。内源损耗，PH变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d在除磷（脱氮）系统的厌氧区中，含聚磷菌的回流污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生的吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2小时厌氧后，磷的释放已甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放1mgP，在好氧条件下可吸收2.0-2.4mgP，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mgP所产生的好氧吸磷能力将降至1mgP以下，甚至达到0.5mgP。因此，生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要尽量避免PH的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于PH降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。一般情况下，厌氧区的水力停留时间1-1.5hr即可满足要求。根据设计进水水质和要求达到的出水水质标准，本工程最合适的处理工艺是生物脱氮除磷工艺，在满足生物脱氮除磷要求的前提下，BOD5、COD和SS的去除都可以满足排放标准的要求。3.2.3生物脱氮除磷工艺的可行性污水生物处理是以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。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。所以对污水是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1)BOD5/COD广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/dBOD5和COD是污水生物处理过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，综合国内的研究成果，可参照下表所列的数据来评价污水的可生物降解性能。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一般的住宅小区生活污水水水质BOD5/COD=0.50，属易生物降解范畴。1)BOD5/TNBOD5/TN是能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，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碳源供反硝化菌利用，本工程NH3-N为30mg/l，TN可取40mg/l，BOD5/TN=3.75，属于碳源较允足污水。2)BOD5/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为，较高的BOD5负荷可以取得较大的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD5/TP=20，有机基质不同对除磷也有影响。一般低分子易降解的有机物诱导释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。而确释放得越充分，其摄取量也就越大，本工程BOD5/TP=50，可以采用生物除磷工艺。根据以上分析，住宅小区生活污水可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理。实际上，生物脱氮除磷工艺对BOD5：N：P的要求是指进入曝气池的污水水质，而不是指原污水水质。因为在设有初沉池的情况下，其比值会有所变化。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d按照我国现行设计规范，城市污水处理厂设初沉淀池的停留时间宜为1.0-2.0h，初次沉淀池对BOD5去除率为20-30%。德国排水规范（ATVA131）中给出了不同停留时间的沉淀池对污染物的去除率，见下表。沉淀池对污染物的去除率项目停留时间0.5-1.0h1.0-1.5h>1.5hBOD516.7%25.0%33.0%COD16.7%25.0%33.0%SS42.9%50.0%57.1%N9.1%9.1%9.1%P8.0%8.0%8.0%按照上表的去除率，本工程若设初沉池，经过初沉池沉淀迫害后的污水（即进入曝气池的污水）BOD5/N和BOD5/P值见下表。停留时间(h)BOD5/NBOD5/P0.5-1.03.4445.301.0-1.53.0940.70>1.52.7530.70将上表中BOD5/N和BOD5/P值与污水厂进水的比值进行比较，可以发现，对于不同停留时间的初沉池，其出水BOD5/N和BOD5/P值均下降，初沉池停留时间越长，比值下降越多。因该比值的下降，会使系统的脱氮除磷效果降低，使出水水质得不到保证。因此，本工程不设初次沉淀池。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d3.3污水处理生物除磷脱氮工艺比选目前，用于生活污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺大致分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。按空间分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能如进水、曝气、沉淀、出水在不同的空间（不同的池子）内完成。目前，较成熟的工艺主要有A2/O工艺、氧气沟工艺及生物膜法等。按时间分割的间歇式活性污泥法,间歇式活性污泥法，又称序批式活性污泥法，近几年来已发展多种改良型，主要有：传统SBR法、ICEAS法、CAST法、Unitank法等。以上对各种污水处理工艺进行了分析，从上述各工艺机理的定性分析来看，每种工艺各有优缺点，均可实现污水脱氮除磷的处理目的。但是考虑到本工程规模较小、只能采用埋地式、维修简单等具体情况，仅从上述各种工艺中初步筛选出“CASS工艺”和“分点进水倒置A2/O”两个方案较为合适，进一步考虑投资及运行费用，推荐采用CASS工艺作为本项目的最佳方案。一.污泥处理工艺以前，对于住宅小区的生活污水排放要求较低，大多不考虑脱氮除磷，因此较多采用生物膜法工艺，产生的污泥量较少，经过酸化水解后，大幅度减容，稳定化的污泥定期清除，无须另建污泥处理设施。随着经济的发展，对环保的要求越来越严格，按照广东的有关规定，排放污水没有纳入市政污水处理厂的住宅小区，必需自建污水处理设施，并达到《水污染排放限值》脱氮除磷的要求，因此处理工艺必需选取脱氮除磷工艺，因此污泥的产量也大增，必需及时排出，否则影响磷的达标排放，因此小区污水处理站的污泥处理必须慎重考虑。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d通常，生活污水处理厂完善的污泥处理工艺为：剩余污泥→污泥浓缩→污泥消化→污泥脱水→泥饼外运由于本工程污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺，污泥龄较长，污泥性质较为稳定，剩余污泥量较少，可不设污泥消化系统，以节省基建投资和方便管理。若采用消化处理，需增加消化池、加絷、搅拌和沼所利用等一系列构筑物及设备。污泥脱水设施操作环境恶劣，若脱水后的污泥外运不及时，或清洁卫生工作做得不好不勤，将会产生臭气，影响小区环境，同时考虑到污泥总量不大，因此采用简易污泥处理工艺，剩余污泥排入污泥池微氧酸化，同时投加脱磷剂，固定磷酸盐，上清液返回调节池继续处理，累积在池底的稳定化污泥定期用市政车吸出外运做堆肥或填埋。剩余污泥含有细菌、病原微生物、寄生虫卵、重金属离子等有毒物质和氮、磷、钾等有用物质，需要及时处理和处置，以达到变害为利，综合利用和保护环境的目的。根据实际情况，污泥最终处置可以考虑采用两种方法：一是将脱水泥饼运送至城市垃圾处理厂，与城市垃圾一并进行卫生填埋；二是将脱水泥饼直接运至农村，与生活垃圾、杂草等混合厌氧堆肥，经无害化稳定后，用作农肥。一.处理工艺流程及说明餐厅废水→隔油池除磷剂空气↓↓↓生活杂排水→格渣池→调节池→提升泵→生物选择区→CASS反应池→清水池→排放↑↓粪便污水→化粪池回流泵↓底物定期清理空气→污泥浓缩池←脱磷剂↓底泥吸出填埋或作堆肥广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d住宅小区的营业餐厅废水首先经过隔油池除去浮油和食物残渣，粪便污水经化粪池消化后，与其它生活杂排水一同排入污水处理站。混合后的生活污水经格渣池除去较为粗大的杂物，避免堵塞下游的水泵而烧坏电机。由于住宅小区采用雨污分流，且排水总量不大，为了简化操作，不另设沉砂设施，直接利用格渣池作为沉砂池，沉降下来的泥沙与格渣池的底泥一道定期清理。污水排入调节池，进行水质水量的调节，然后经提升泵提升到CASS池处理。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。每个CASS反应器由三个区域组成，即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区（容积约为反应器总容积的10%），水力停留时间为0.5-1h，通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性污泥反应动力学原理而设置的。通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。在完全混合反应区之前设置选择器，还有利于改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。此外，选择器中还可发生比较显著的反硝化作用（回流污泥混合液中通常含2mg/l左右的硝态氮），其所去除的氮可占总去除率的20%左右。选择器可定容运行，亦可变容运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。由主反应区向选择区回流的污泥量一般以每天将主反应器中的污泥全部广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d循环一次为依据而确定其回流比。兼氧区不仅具有辅助生物选择区对进水水质水量的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化氮以硝化的作用。主反应区是最终去除有机底物的主场所。运行中，通常将主反应区的曝气强度加以控制，以使反应区内处理好氧状态，而活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体的传递受到限制，而硝态氮从污泥内向主体溶液的传递不受限制，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。污水连续不断进入选择区，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。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。从进水到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，其每一个周期的循环操作过程如下：①充水/曝气在曝气时同时充水，充水/曝气时间一般占每一循环周期的50%，如要用4小时循环周期，则充水/曝气为2小时。②沉淀停止进水和曝气，沉淀时间一般采用一小时，形成凝絮层，上层为清液。高水位时MLSS约为3.0-4.0g/l，沉淀后可达10g/l。③撇水广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d继续停止进水和曝气，用表面撇水器排出，撇水器为整个系统中的关键设备，撇水器根据事先设定的高低水位由限位开关控制，可用变频马达驱动，有防浮渣装置，使出水通过无渣区经堰板和管道排出。④闲置在实际运行中，撇水所需时间小于理论时间，在撇水器返回初始位置三分钟后即开始为闲置阶段，此阶段可充水。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。与传统的污泥法相比，CASS工艺有下述特点：①出水水质好污水流入预反应区，活性污泥在高负荷条件下强化了生物吸附作用，并促使了微生物的增殖，有效地抑制了丝状菌的繁殖。整个反应池内微生物一直可保持较高浓度，低水位时其MLSS常控制在4-5g/l左右，低食料比使处理过程较为稳定彻底。池内污水的流速为0.03-0.05米/分。即使有一个小部分水在滗水阶段后期进入主反应池。也因经过污泥沉降层的阻挡而改变了运行的方向，不会形成短流。反应池在沉淀时起沉淀作用。由于此阶段已停止曝气，只有进水而无出水，沉淀过程处理半静止状态。其水力负荷为0.3-0.5m3/m2.hr，固体表面负荷值为10-15kg/m2.hr。因此污泥沉淀时间充分。固液分离效率高。通过控制合适的曝气、停气，为硝化细菌和反硝化细菌创造了适宜的反硝化脱氮条件。此外还利用污泥在厌氧和好愧疚的不同环境中吸收和贮藏磷的能力达到除磷的目的。②对冲击负荷的适应性强CASS反应池可以通过调节池周期来适应进水量和水质的变化。已有的运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2-3倍时，处理效果仍然令人满意。③活性污泥性能好广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d已有的运行资料表明，SBR工艺中活性污泥沉降指数SVI均小于150，已建成的处理厂中从未发生污泥膨胀的异常现象。④投资和占地面积小CASS工艺不设初沉池、二沉池、污泥消化池等构筑物。污泥不需回流，减少了构筑物及管道。其投资和占地面积大大减少。⑤能耗低CASS技术是一种改进的延时曝气系统，运行时，曝气时间短，氧利用率高，且无污水回流设备，故其能耗较低。CASS池产生的剩余污泥定期排入污泥浓缩池，通过浓缩，同时投加脱磷剂固定其中的磷酸盐，避免污泥中的磷释放到污水中，上清液返回调节池处理，底泥定期吸出填埋或作堆肥。一.污水处理工艺设计6.1格渣池1)功能：拦截污水中较大的悬浮物及漂浮物、沉淀泥砂。2)设计参数：总变化系数：设计流量：Qmax=1.94×2000÷24=161.7m3/h进水管管底标高：-1.30m（地坪为±0.00）过栅流速:0.6-1.0m/s栅前水深：0-1750mm栅条缝隙：5mm广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d安装角度:90。格渣池：4.8m×4.0m×2.75m1)主要设备人工格栅：B=1000,L=1500，b=5,1个清渣耙：1把2)运行方式人工定时清渣。6.2调节池1)功能：调节水量、水质，减小冲击负荷。2)设计参数水力停留时间：5.6h有效容积：233.4m3有效水深：2.5m调节池池顶标高：-0.50m调节池深度：2.75m调节池尺寸：4.8m×22.4m×2.75m,建筑容积268.80m31)主要设备提升泵：80QW40-10-2.2,2台，1用1备Q=40m3/h,H=10m，N=2.2KW水位浮球开关：2只2)运行方式提升泵手动控制，或根据PLC程序控制自动运行。广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d6.3CASS反应池1)功能：去除有机污染物，脱氮出磷，确保出水达标排放。2)设计参数冬季最低设计水温：10℃出水溶解性BOD5：6.41mg/l好氧泥龄：10d缺氧泥龄：2.3d反应泥龄：10.3d总泥龄:18.9dMLSS浓度：4400mg/lBOD5去除量：150kg/d曝气池污泥负荷：0.084kgBOD5/kgMLSS.d总氮负荷：0.025kgTN/kgMLSS.d总磷负荷：0.015kgTP/kgMLSS.d污泥产量：夏季51kgSS/d,冬季43kgSS/dCASS池有效容积：602.5m3污泥停留时间:18.9dCASS分组：2组运行CASS运行周期：4h,反应2.6h，沉淀0.8h，滗水0.6hCASS尺寸：.4.8m×22.4m×3.25m,2组,建筑容积698m3滗水安全高度：0.2m滗水保护层高度0.25m平均污泥沉降速度：1.134m/h广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d40min内污泥沉降高度：1.11m实际污泥沉降时间：1.23h实际污泥沉降高度：1.27m滗水深度：0.80m每周期排水量：84m3每周期每池滗水速度：92.4m3/h(考虑10%的余量)排水管底标高：-1.50mCASS池顶盖标高：0.00mm1)主要设备浮筒式滗水器：HLB-100-0.8-0.2,2套100m3/h,DN250电动排水阀：D971X-DN250,802.60-1,IP67,2只回流泵：50QW20-7-0.75,2台，1用1备Q=20m3/h,h=7m，N=0.75KW,2)运行方式手动控制运行，或根据PLC程序运行。6.4曝气设备1)功能：鼓风曝气，提供微生物活动所需的氧。2)设计参数平均需氧量(AOR)：212.5kgO2/d广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d从曝气池溢出的氧含量百分率（%）：Qt=19.3（EA=10%）清水状态下曝气池的氧平均浓度：CSW=10.00mg/l（曝气深度2.7m）实际曝气池混合液溶解氧浓度（C）：C=2mg/l标态需氧量(SOR):冬季：SOR=352.5kgO2/d;夏季：SOR=425kgO2/d标态需气量(GS):冬季GS=13080m3/d=9.1m3/min夏季GS=15730m3/d=10.9m3/min每周期每池最大需气量：10.9m3/min1)主要设备：可变孔微孔曝气软管：　　　　　250m曝气头氧利用率≥10%曝气量：3m3/h.m阻力损失：≤1.92kpa三叶鼓风机：SSR-125,2台，1用1备Q=12.5m3/min，39.2Kpa，11KW广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d1)运行方式：手动运行，或根据PLC程序自动运行6.5污泥处理设施1)功能：处理系统产生的剩余污泥。2)设计参数投药前的干污泥产量：127.5kg/d投药后的干污泥产量：150kg/d湿污产量：污泥含水率99%，15m3/d污泥酸化池:4.8m×4.0m×3.25m3)主要设备加药装置：0.8m×0.8m×1.2m，配搅拌机，0.37KW，1套6.6风机房4.8m×4.0m×3.25m管道式轴流通风机：SF3G-4,1台2000m3/h,45Pa,90W排水泵:50QW20-7-0.75,2台，1用1备Q=20m3/h,h=7m，N=0.75KW,一.土建工程7.1站区地质条件由于本项目目前尚不具备全面的工程地质勘察报告,建议在施工图设计之前一次完成工程详勘工作,以降低土建投资,广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d保证构筑物的可靠性。项目用地基本地质条件有待进一步了解。7.2建筑材料及施工要求本系统土建工程中构筑物为地下式和半地上式现浇钢筋砼水池，对裂缝宽度，抗渗性等控制严格，施工精度要求高，砼捣制要求连续施工，对施工单位的施工能力和装备水平要求比较高，要求具有水工建构筑施工经验。构筑物一般采用C25的防水混凝土，抗渗标号S6，外表面还需作防腐处理。土建需要的砂、石、砖、钢材及水泥均在当地采购。7.3结构设计方案本工程构筑物采用C25钢筋混凝土结构。本工程中贮水构筑物有格栅井、集水井、隔油池、水解调节池、接触氧化池、接触沉淀池、污泥池及消毒池。当地下水位较高时，应根据常年地下水位变化规律与施工周期及使用条件慎重考虑池体抗浮问题。构筑物施工完毕后（防水砂浆抹面施工前）必须进行闭水试验。闭水试验必须严格按照《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）执行，水池渗水量不得超过2L/m2·d。一.电气及仪表8.1设计范围本工程电气设计包括废水处理场内部的动力、照明设计，主要内容如下：²废水处理场用电设备的电气负荷计算；²低压供、配电系统设计；²废水处理站用电设备的电气控制；²动力电缆和照明电缆（线）的敷设；²设备接地广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d8.2供配电系统废水处理采用生物处理方式，长时间停电将造成供电中断，导致微生物处理系统代谢失常，影响废水处理场的正常运行。因此，本废水处理场的供电等级确定为二类。本工程用电负荷较低，所以确定废水处理场供电电压为0.4kv等级，电源采用三相五线制。8.3电缆敷设来自变电站的0.4kv电源电缆接入控制室低压配电柜，通过输出电缆（电线）给用电设备。全场配电采用树干式与放射式相结合的方法，视建、构筑物结构情况及用电设备的布置情况，采用架空或直埋的敷设方法，室内电缆采用穿钢管暗敷或电缆桥架敷设方式。8.4供电负荷的计算废水处理站的用电设备的电气负荷计算，采用需要系数法，计算结果如下表：（运行功率按正常水量计算）序号设备名称设备功率(KW)工作数量备用数量装机功率kw运行功率kw日电耗kwh1提升泵2.2114.42.235.21鼓风机11112222369.62回流泵0.75111.51.5123搅拌机0.37100.370.370.374计量泵0.0510.050.050.255电动阀0.18110.360.360.366排水泵0.75111.51.50广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d7控制及照明1101112合计31.1828.98429.78吨水电耗：429.78÷1000=0.43kwh/m3.d8.5电气控制：污水处理系统采用PLC程序控制自动运行，污泥脱水系统采用手动运行。风机、水泵主回路由隔离开关、保护电器、控制电器、管线组成，采用保护电动机型低压断路器作为隔离开关、短路兼接地保护，采用热继电器用于过载、断相保护，交流接触器用作控制电器。采用手动按钮控制，并显示主要设备的运行状态。一.通风降噪及固废处理措施9.1通风降噪按《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》（TJ19-75）并结合国家有关规定，本工程辅助构筑物内设通风设备，增进空气流通。水池排放废气通过排气管引到天面排放。水泵功率较小，采用常规的机械减震如加防震垫、管道进出口设弹性接头，即可满足噪声要求；鼓风机功率稍大(3KW)，采用消声、减震等措施，确保室外噪声符合工厂环境要求9.2防臭措施易于产生臭气的格栅间、污泥池、CASS池产生的气味较轻，接排气管直接引到楼宇天面或雨水道排放。9.3固废处理措施栅渣放入垃圾桶，同厂内其它垃圾一起交环卫部门处理；污泥池的底广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d泥外运填埋或作堆肥。一.工程概算10.1土建部分(不含桩基础)序号名称规格型号单位数量单价(万元)合价(万元)1沉渣池4.8m×4.0m×2.75mm352.80.0402.1123调节池4.8m×22.4m×2.75mm3295.680.04011.8273CASS池4.8m×22.4m×3.25m,2个m3698.880.04027.9554污泥池4.8m×4.0m×3.25mm262.40.0402.4965风机房4.8m×4.0m×3.25mm262.40.0402.4966土方及基础5.000合计1172.1651.88610.2设备和器材序号名称规格型号单位数量单价(万元)合价(万元)1格栅1000×1500，b=5mm台10.5000.5002提升泵80QW40-10，2.2KW台20.5001.0003三叶鼓风机SSR-125,11KW台23.507.0004回流泵50QW20-7，0.75KW台20.5001.0005滗水器100m3/h,0.55KW套24.5009.0006投药装置0.8×0.8×1.2m,0.37KW台10.6001.200广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d7曝气软管Φ65，3m3/个,EA≥10%m2500.0102.5008管道、阀门套15.0005.0009排水泵50QW20-7，0.75KW台20.4000.80010电动阀D971X-DN250,802.60-1台20.8001.60011轴流通风机SF3G-4,0.09KW台10.2000.20012自控及配电照明8.0008.00013辅助材料及附件2.4002.40040.2010.3间接费用1设计费(51.886+40.200)×3%2.7632调试费40.200×3%1.2063运输安装费40.200×15%6.030小计9.9994税收及附加（51.886+40.200+9.999)×5%5.104合计15.10310.4总投资51.886+40.200+15.103=107.189万元广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/d一.技术经济分析11.1吨水投资:107.189万元÷1000吨/天=1071.89元/吨.天11.2总装机容量及吨水电耗总装机功率：31.18KW平均电耗：429.78÷1000=0.43kwh/天11.3运行费用1)电费：按0.80元/kwh计，0.34元/吨2)药剂费用：0.020元／吨除磷剂费用：按硫酸铝计，20kg/d,合人民币20元/d3)人工及维修管理费:0.10元/吨,其中维修费用月平均1500元，人工费每月1500元4)折旧费用：折旧年限20年,平摊0.18元/吨,5)污泥外运费用：0.080元/吨每天生产含水率5%的污泥2.6m3,外运费用吨/25元运行成本包括电费、人工费、药剂费、维修费、折旧费、污泥外运费，共0.72元/吨水11.4占地面积总占地面积：14.4×26.4=380.16m2广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月 新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书1000m3/dwww.taihewater.com.cnwww.qingxijiwang.comwww.zhumojiwang.comwww.huaxuezhuji.comwww.fanshentouyaoji.comwww.shuizhiwendingji.comwww.fanshentouyaoji.cnwww.aohefensan.cnwww.1227shajunji.comwww.zugouji.cnwww.taihewater.cn广州市番禺合诚实业有限公司第30页共29页2005年9月'