莱英医药污水处理工程工艺设计毕业设计 74页

'莱英医药污水处理工程工艺设计摘要医药中间体实际上是一些用于药品合成工艺过程中的一些化工原料或化工产品。本设计为敦化莱英医药中间体化工废水处理设计。设计程度为初步设计。医药中间体废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，含有残余的生成物、反应物、催化物等，具有生物毒性，可生化性差。该医药中间体废水的处理水量为352m3/d,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：COD浓度为3286mg/L，BOD浓度为1238mg/L,SS浓度为132mg/L，氨氮浓度为2.272mg/L。因该废水COD，BOD值较大,不经处理会对环境造成巨大的污染，故要求处理后的排放水标准要严格达到污水处理站出水要求,即：COD≤500mg/L，BOD≤150mg/L，SS≤34mg/L。然后进入敦化市污水处理厂，由其处理达标排放。本文分析了医药中间体生产中废水产生的步骤，污染物及主要污染源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+接触氧化组合工艺流程。可将废水COD由3286mg/L降至500mg/L，BOD从1238mg/L降至150mg/L以下，SS由132mg/L降到34mg/L以下，出水符合标准。该工艺具有BOD容积负荷高，抗冲击负荷，污泥产率低，处理时间短，占地面积小的特点。从实际出发，该工艺投资、能耗和资源消耗最低、技术成熟。对于医药中间体工业废水的处理十分有效，可行。所以该工艺具有良好的经济效益和社会效益。关键词：医药中间体废水；UASB；接触氧化。-1- AbstractPharmaceuticalintermediatesis,infact,somefordrugsynthesisprocessofsomechemicalrawmaterialsandchemicalproducts.Thisdesignforthecitydongbaopharmaceuticalintermediateschemicalwastewatertreatmentdesign.Designdegreeforpreliminarydesign.Pharmaceuticalintermediateswastewaterqualitycharacteristicsaremainlycontainslargeamountsoforganicmatter,highconcentrationorganicwastewater,containingresidualproducts,suchasreactant,catalyticmaterial,biologicaltoxicity,biologicalsexdifference.Thedisposalofwastewaterfrompharmaceuticalintermediatesofwateris352m3/d,regardlessofthelong-termdevelopment.Intherawsewageindicators:CODconcentrationof2920mg/L,BODconcentrationof1090mg/L,SSconcentrationof118mg/L.BecauseofthewastewaterCOD,BODvalueisbigger,withouttreatmentmaycausegreatpollutiontotheenvironment,sothewaterdischargestandardaftertreatmentarerequiredtostrictlymeetthenationallevel3emissionstandards,namely:CODacuitieswere500mg/L,BODacuitieswere300mg/L,SS34mg/Lorless.Thispaperanalyzesthewastewaterproducedintheproductionofpharmaceuticalintermediatessteps,pollutantandthemainpollutionsources,andfromtwoaspectsofaerobic,anaerobicbiologicaltreatmentforthewastewatertreatmentprocess,putforwardthecombinationofUASB+contactoxidationprocess.WastewaterCODcanbedecreasedfrom2920mg/Lto107mg/L,BODfrom1090mg/Lunderreducedto40mg/L,SSby118mg/Ltobelow24mg/L,thewateruptothestandard.TheprocesshashighBODvolumetricload,impactload,lowsludgeproductionrate,shortprocessingtime,coveranareaofanareasmallfeatures.Realistically,thetechnologyinvestment,thelowestenergyconsumptionandresourceconsumption,maturetechnology.Forpharmaceuticalintermediatesindustrywastewatertreatmentisveryeffective,feasible.Sothetechnologyhasgoodeconomicandsocialbenefits.Keywords：pharmaceuticalintermediatewastewater；UASB；biologicalcontactoxidation-2- 目录第一部分设计说明书.............................................................................-6-第一章概述...........................................................................................-6-1.1设计依据.....................................................................................................-6-1.2设计原则.....................................................................................................-6-1.3设计范围.....................................................................................................-7-第二章项目背景及水质.........................................................................-8-2.1项目简介.......................................................................................................-8-2.1.1项目背景............................................................................................-8-2.1.2项目规模............................................................................................-8-2.2设计资料.......................................................................................................-8-2.2.1设计原水水质..................................................................................-11-2.2.2设计出水水质..................................................................................-11-第三章污水处理厂处理工艺...............................................................-12-3.1污水处理厂厂址选择原则.........................................................................-12-3.2污水处理工艺论证.....................................................................................-12-3.3污泥处理工艺论证.....................................................................................-16-3.3.1污泥处理原则...................................................................................-16-3.3.2污泥最终处置..................................................................................-17-第四章工程设计...................................................................................-18-4.1总平面布置.................................................................................................-18-4.2高程设计.....................................................................................................-18-4.3功能分区.....................................................................................................-19-4.4道路设计.....................................................................................................-19-4.5绿化设计.....................................................................................................-19-4.6工艺流程.....................................................................................................-20-4.7主要构筑物简介.........................................................................................-21-第二部分设计计算书...........................................................................-30-第五章工艺计算书...............................................................................-30-5.1设计流量的确定.........................................................................................-30-5.2单体进出水水质表.....................................................................................-30-5.3粗格栅及调节池.........................................................................................-31-5.4铁碳微电解.................................................................................................-33-5.5混凝沉淀池.................................................................................................-34-5.6UASB反应器................................................................................................-35-5.7竖流沉淀池.................................................................................................-43-5.8接触氧化池.................................................................................................-45-5.9竖流式沉淀池（2）...................................................................................-47-5.10贮水池及接触消毒池...............................................................................-48--3- 5.11集泥池.......................................................................................................-49-5.12污泥浓缩池...............................................................................................-50-5.13脱水机房设计...........................................................................................-51-第六章建筑设计...................................................................................-53-6.1总体布局......................................................................................................-53-6.2建构筑物设计..............................................................................................-53-6.3建筑节能设计..............................................................................................-53-6.4建筑做法......................................................................................................-54-第七章结构设计...................................................................................-55-7.1设计原则.....................................................................................................-55-7.2抗震设计.....................................................................................................-55-7.3主要建筑材料.............................................................................................-55-7.4设计标准......................................................................................................-56-第八章污水处理站电气设计...............................................................-57-8.1设计范围及原则..........................................................................................-57-8.1.1设计范围...........................................................................................-57-8.1.2设计原则...........................................................................................-57-8.2执行的标准、规范......................................................................................-57-8.3照明.............................................................................................................-58-8.4线路敷设.....................................................................................................-58-8.5防雷接地系统.............................................................................................-58-8.6继电保护及控制.........................................................................................-58-第九章污水处理站仪表自控设计......................................................-59-9.1设计范围.....................................................................................................-59-9.2设计原则.....................................................................................................-59-9.3计算机监控系统.........................................................................................-59-9.3.1系统组成..........................................................................................-59-9.3.2系统的控制方式..............................................................................-60-9.3.3仪表系统...........................................................................................-60-第十章环境保护...................................................................................-61-10.1本项目对环境可能的影响及对策............................................................-61-10.2环境保护措施............................................................................................-63-第十一章劳动保护、职业安全与卫生..............................................-64-11.1劳动保护....................................................................................................-64-11.2职业安全与卫生........................................................................................-64-11.2.1编制原则.........................................................................................-64-11.2.2生产过程中的职业危险及主要防范措施.....................................-65-第三部分工程概算书...........................................................................-69--4- 第十二章工程投资估算.......................................................................-69-12.1主要设备及投资估算表...........................................................................-69-12.2主要建构筑物投资估算...........................................................................-71-12.3总投资概算表...........................................................................................-72-致谢.....................................................................................................-73-参考文献.................................................................................................-74--5- 第一部分设计说明书第一章概述1.1设计依据（1）甲方提供的水量、水质、用地等有关设计原始资料（2）《室外排水设计规范》（3）《给水排水设计手册》（4）《城镇污水治理工程技术规范》（5）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（6）国家及地区颁发的其它有关设计规范及规定（7）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）（8）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082－1999）1.2设计原则（1）严格执行国家和工程当地现行有效的有关规范和标准。在设计中，充分考虑新的国家规范及出水水质标准的提高，选择适合工艺以满足要求。（2）在满足工程建设目标的前提下，方案设计不仅要考虑建设的技术经济合理性，更应结合当地的生产条件、习惯和管理经验，考虑生产运行的安全、可靠、便捷和低成本。（3）方案设计充分考虑节约天然资源、能耗和尽量减少工程建成后对周边环境的影响，积极响应最新技术规范，积极稳妥的利用新技术。（4）设计方案的总体布局与区域现状格局及规划合理衔接，并充分考虑现状进场污水管及电力进线管，方便将来远期建设预留用地。（5）在设备选型中，充分考虑性价比的情况下，尽可能选用国内同行业中节能效果好的新设备。污水泵采用高效不堵塞污水泵，其工作效率大多达到82%以上，大大降低了常年运转电耗。（6）在工艺设计中尽可能做到各构建筑物、各工段流程合理、布局紧凑，尽量减少各物料周转的距离，降低能耗。总图布置中，能耗大的构筑物尽可能靠近各动力站房，以降低实际生产中不必要的能源消耗。-6- （7）在工艺高程布置上，尽量做到合理紧凑，减少构筑物之间的水头损失，使泵的能耗降低，各构筑物之间尽量利用重力自流形式。处理构筑物进行合理分组，适应水质、水量的变化。（8）建筑外观设计要体现时代风貌，简洁、美观、大方，注重环保意识和景观设计，力求污水厂厂区景观与周边环境和谐。1.3设计范围该医药废水污水处理厂设计范围包括污水厂厂区内的污水处理系统和污水处理过程中产生的污泥处理系统。-7- 第二章项目背景及水质2.1项目简介2.1.1项目背景吉林莱英医药化学有限公司目前的工程内容为建设医药中间体项目一期工程，拟建项目位于敦化经济开发区工业园区内。敦化莱英医药中间体化工公司是敦化市感冒类药品中间体的大型生产企业。本项目属化学制药，由于其生产过程中使用的化学原料种类多，且需经多步反应，因此废水中COD浓度高，含盐量大。企业废水排放应达到敦化市污水进水指标，然后经敦化市污水处理厂处理达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准。2.1.2项目规模该污水处理厂工程为352t/d2.2设计资料1）企业排放水量本项目废水产生情况主要包括：(1)废水由以上工程分析可知，废水产生环节包括清洁废水、生活污水、纯水制备车间和锅炉房排污水等。(2)地面及设备冲洗水-8- 头孢呋辛酸车间和氯磺酰异氰酸脂车间污水排放量约为225m3/d，废水污染物为COD：4500mg/L、BOD5：1700mg/L、SS：150mg/L。(3)吸收废水N-甲基吡咯烷车间污水为无泵水幕自动补水装置吸收过程中产生的废水，其排水量约为95m3/d，污染物约为COD：1400mg/L、BOD5：500mg/L、SS：80mg/L。(4)污水排放量约为32m3/d，呋喃胺盐车间废水污染物为COD：350mg/L、BOD5：180mg/L、SS：160mg/L、氨氮：30mg/L。(5)锅炉排污水锅炉排污水排放量约为4m3/d，其水质为COD：30mg/L、BOD5：10mg/L、SS：50mg/L。此部分水直接排放。(6)循环冷却排污水排放量为23m3/d，其中COD约50mg/L、BOD5约20mg/L、SS约20mg/L。此部分水直接排放。2.2污水处理厂水质分析2）企业排水情况中低浓度废水进入厂区污水处理站，经处理后出水达到敦化市污水进水指标后，并入敦化市污水处理厂，再经敦化市污水处理厂处理达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准后，通过排水管线排入小石河，流经约2km后汇入牡丹江。纯水制备车间、锅炉排污水、冷却循环排污水、脱盐水站等清净下水部分用于冲灰渣，部分直接排入城市污水管网。-9- 表1-1拟建项目废水排放情况表水质污染物浓度(mg/L)污染物量（t/a）类别CODBOD5氨氮SSCODBOD5氨氮SS污水处中低浓度理<500<150103416.354.90.321.11废水站出水敦化市污水处理60208201.9730.6570.260.667厂3）地质、地貌吉林省敦化市位于吉林省东南部，地理坐标为东经127°28′-129°13′，北纬42°42′--44°30′。敦化市西依威虎岭，东靠哈尔巴岭，在群山环抱的敦化盆地之中。本项目位于敦化经济开发区工业园区内，经济开发区工业区隔铁路线与敦化市市区相邻，牡丹江从经济开发区区域内穿过。4）河流水文与本工程有关的地表河流主要是牡丹江。牡丹江系松花江一级支流，发源于牡丹岭东麓，流向东北出敦化境，入镜泊湖，最终汇入松花江。牡丹江是松花江干流右岸最大的支流。牡丹江发源于长白山脉背斜面的牡丹岭北侧，跨越吉林省的敦化、蛟河，黑龙江省的宁安、牡丹江、海林、林日和依兰等市县，于依兰县城西注入松花江，流长726km。河源至镜泊湖为上游，在吉林省境内，镜泊湖及其以下在黑龙江省境内；镜泊湖至五虎林河口为中游，流经唐代渤海国故都东京城，穿行于玄武岩的峡谷之中，河面狭窄，两岸悬崖陡壁；东京城以下河谷渐次展宽，流向折北，行于结晶片岩、花岗岩等山地间。宁安附近为广大的冲积平原，岩盘由花岗岩、玄武岩、沙岩、砾岩等构成，一般河岸为缓斜坡，水面与耕地的比高为6－7m。由宁安县城东继续北流，至团山子因受扇状地形的阻碍折向西北，以后又受左岸玄武岩山脚阻挡流向东北。海浪河汇入后形成冲积平原，至掖河口坡缓多弯。五虎林河口至松花江口为下游，两岸高山峻岭相连，五虎林河口附近到头道河子之间，左岸高地较多，右岸分布比左岸低的波形地带，其下分布较多的断丘，相对高度15—20m。河口附近的松花江右岸均为山地，只有支流注入的地方有小的平原地。依兰附近为与倭肯河、松花江干流冲积形成的平原。出口控制站长江电水文站处，中高水位时最大水面宽240－1030m，最大水深6—111m，最大流-10- 速每秒2—4m；枯水位时最大水面宽220m，最大水深2.5m，最大流速每秒0.7m。主要支流左岸有海浪河、三道河；右岸有蛤蟆河、五林河、乌斯浑河。牡丹江在丰水年水位最高达101.6m(1964年)，枯水年最低水位为91.82m(1979年)，平均水位为92.99m。近些年来污染严重，水位逐减，牡丹江流量最大年(1964年)达10200m3/s，平均年流量为252m3/s。最小年(1979年)为5.06m3/s；流速最大年为4.5m/s，平均年为2.29m/s。牡丹江在敦化市内全长228.6km，流域面积10209km2，年径流总量3.939亿m3，径流深0.291m，多年平均流速为12.5m3/s，平水期流量为7.04m3/s。项目所在区域地下水为第四系承压水，稳定水位埋深4.00m。根据区域资料判定，地下水对混凝土无腐蚀性。2.2.1设计原水水质表2.1设计进水水质表-项目CODBODSSTNNH3TP进水水质3286123813230--2.2.2设计出水水质出水水质达到敦化市污水进水指标,具体数据如下表所示：表2.3设计出水水质表项目CODcrBOD5SSTNNH3-NTP色度出水水质（mg/L）≤500≤150≤34≤10≤5(8)≤0.5≤30-11- 第三章污水处理厂处理工艺3.1污水处理厂厂址选择原则污水处理厂的厂址选择一般应遵循以下一些原则：（1）厂址宜设在水体附近，便于处理后的污水就近排放；（2）尽量少占或不占良田，同时需考虑今后有适当的发展余地；（3）综合考虑周围环境卫生条件，污水处理厂应尽量设置在城镇主风向的下方，距城镇或生活区有较大间距；（4）考虑排水、排泥的方便，处理厂应设置在交通方便的地方；（5）考虑供电的安全性和可靠性，处理厂应设置在靠近电源的地方；（6）处理厂应综合考虑防洪防潮措施，尽量选择在不受洪水和潮水威胁的地方；（7）少拆迁，少占良田，有一定的卫生防护距离。3.2污水处理工艺论证现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级处理、二级处理和深度处理。一级处理属于二级处理的预处理，主要去除污水中悬浮状态的污染物质，主要包括：沉砂、除油、沉淀等手段。经一级处理后的污水，BOD5一般可去除30%左右，达不到排放标准。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质(即BOD5，CODCr等指标)及部分NH3-N，代表工艺有传统活性污泥法、生物膜法等工艺，活性污泥法工艺主要有：A2/O工艺、氧化沟、SBR法等；生物膜法工艺主要有：曝气生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等。经二级处理后的污水，有机物去除率可达90%以上，使有机物达到排放标准。深度处理，是在一级、二级处理后，为进一步去除BOD5、CODCr、SS及TP的强化去除。深度处理通常由以下单元技术优化组合而成：絮凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、活性炭吸附、离子交换、膜技术、生物滤池、臭氧氧化及自然净化系统等。-12- 对于工业污水，采用哪几种处理方法组成污水处理系统，要根据污水的水质、水量，结合经济分析、并根据受纳水体的水质、容量等具体条件，并结合调查研究与经济技术比较后决定。1、预处理工艺论证预处理也属于一级处理，就是在二级处理前去除污水中比较大的漂浮物和砂砾，以避免损害后序工艺的机械设备，确保安全运行，也可以调节水质、水量等，改善污水的可生化性。本工程接纳的工业污水，所含有机物中难降解成分比例很小，B/C达到了0.37，属于可生化处理水质，BOD5及CODcr完全可以通过二级处理后达到相关标准。不需要水解酸化。因此本方案采用“粗格栅及进水泵房+水质水量调节池”为本工程预处理工艺。2、二级处理工艺论证选择合适的污水生物处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行成本，保证处理厂出水水质。在工艺选择时充分考虑污水量、污水水质、经济条件，力求做到：①工艺成熟，技术先进，对水质变化的适应能力强，出水达标且稳定，污泥易于处置；②经济合理，电耗省，造价低，占地省；③易于管理，操作方便，设备可靠；④整体工艺协调优化；⑤厂区景观与环境相协调，文明生产；⑥重视环境的防护，噪声的控制。根据设计要求，下面提出三个二级处理方案，从技术方案实现工程建设目标所采用工艺方案的技术先进性、可靠性、技术成熟度、运行稳定性和操作管理复杂程度及竞经济因素等方面进行方案比较，进行工艺对比论证。三套备选方案的技术经济特征比较见下表：-13- 表1-2三个备选方案优缺点分析表内容主要工艺路线主要优点主要缺点方案（1）BOD容积负荷高，（1）污泥床内有短污泥产率低；效率高，进水冲流现象，影响处理能力击负荷的适应力强；（2）对水质和负荷微电解+（2）处理时间短，占地突然变化较敏感，耐冲UASB+面积小；击力稍差方案一接触氧化（3）能克服污泥膨胀问（3)容易膜堵塞池题。（4）可以间歇运转。（5）维护管理方便，不需要回流污泥。投资、能耗和资源消耗最低、技术成熟。(1)、总水力停留时间少（1）对水质和负荷微电解+于其他类工艺；突然变化较敏感，耐冲催化氧化+(2)、不易发生污泥丝状击力稍差絮凝沉降+膨胀，（2）好氧处理效果方案二A2/O法(3)、污泥含磷高，肥效一般不及活性污泥法，处理工艺较高；建筑费用较高(4)、运行中勿需投药，运行费用低；(1)能有效去除废水中有不为市场主流，经济机物质,运行稳定，处理成本性较差,技术稳定性差低。(2)适宜处理难生物降解物质多的废水,具有耐冲击性臭氧处理+负荷,处理效率较高方案三水解酸化+生（3），结构紧凑，节省物滤池用地和土建费用；(4)设备种类较少，便于维护治理(5)容积和设备利用率高。从技术的稳定性、投资和能耗等角度综合考虑：方案一优于方案二、方案三。方案二中工艺较为复杂，处理要求偏高，不适用于此工程；所以三套备选方案选择的优先顺序依次应为：方案一、方案二、方案三。从技术上三个方案均能适合并做到达标排放。从经济方面考虑，方案一的工程投资和能耗最低，技术成熟。因此，推荐方案一作为本工程设计方案的首选方案。3、深度处理工艺-14- 沉淀工艺污水经过生物处理后，必须进入二沉池进行泥水分离，澄清后的达标处理水才能排放，同时还要为生物处理设施提供一定浓度的回流污泥或一定量的处理水，因此二沉池的工作性能对活性污泥系统的运行效果有直接关系。二沉池的型式有平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池、斜板沉淀池等。本项目选用竖流沉淀池作为二次沉淀池。过滤工艺过滤处理工艺的选择应根据现状污水处理工艺、进水水质、出水水质要求、处理规模、气象环境条件及技术管理水平、工程地质等多方面因素综合考虑后确定。从过滤技术的发展历史来看，过滤器理论虽有发展但没有突破，在最近20年来，开发了多种新型过滤设备，用于二级处理出水的过滤处理。这些新型过滤设备，有的是通过采用不同的过滤介质（如纤维球过滤器、彗星滤料过滤器等），改善过滤时的截污性能和反冲洗效果；有的是通过改变滤料深度、滤料种类、滤料填装、操作方式等形成各有特点的过滤器（如浅层、深床、单介质、双介质、上流式和下流式、脉冲床等等）。常用的过滤工艺分类如下图所示：过滤深床过滤表面过滤膜过滤慢速砂滤快速可压间歇式循环式微滤超滤纳滤反渗透缩多孔介多孔介多孔介质过滤质过滤质过滤各种过滤技术筛滤或微滤机滤布过滤常用过滤工艺分类图本工程SS出水要求达到≤34，相关指标要求不是很高，经过二级深度处理工艺基本能达到要求，故不考虑过滤工艺。消毒工艺本工程出水指标不考虑大肠杆菌因素，综合考虑，不设置消毒工艺，设置加药间为主体工艺投加药剂即可。-15- 3.3污泥处理工艺论证污泥是污水处理过程中的产物，是污水处理的重要组成，污泥处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置和综合利用创造条件。污泥处理工艺的选择需要与污水处理工艺和污泥最终处置统筹考虑，其一般流程为“浓缩→脱水→处置”或“浓缩→消化→脱水→处置”3.3.1污泥处理原则（1）污泥处理要求污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，若不经妥善处理和处置将造成二次污染，必须进行必要的污泥处理和处置。污泥处理的目的是稳定化、减量化、无害化与资源化。参考中国国内污泥处置现状，本工程污泥处理最终含水率将稳定≤80%。稳定化：污水处理过程中产生的污泥，转化为一种不容易腐烂的稳定的产物；减量化：减少污泥体积，降低污泥后续处置费用，达到减量化；无害化：减少污泥中有害物质，改善和减轻污泥视觉、嗅觉感官效果；资源化：减少污泥中可用物质，化害为利，达到资源化。（2）污泥处理原则a.根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合本地区的自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺。b.妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。污泥是污水处理过程中的产物，是污水处理的重要组成，污泥处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置和综合利用创造条件。污泥处理工艺的选择需要与污水处理工艺和污泥最终处置统筹考虑，其一般流程为“浓缩→脱水→处置”或“浓缩→消化→脱水→处置”。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，若采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌和沼气处理等一系列构筑物及设备，使投资增加。因此，本工程不考虑采用污泥消化工艺，而是采用污泥直接进行浓缩、脱水，把污泥浓缩池内污泥经过进一步污泥匀质池处理后打入带式压滤机。脱水后的污泥外运并妥善安置。-16- 3.3.2污泥最终处置污泥是污水处理过程的必然产物，属于固体废弃物的一种。污水处理设施的治理水平和污水本身的来源、性质决定污泥的类型、数量和质量。污泥一般含有大量的有机物、丰富的氮、磷、钾和微量元素，可以有效利用；但是，未处理的污泥中也含有大量重金属、病原菌、寄生虫以及某些难分解的有机毒物，如果处理不当，排放后会对环境造成严重污染。随着全世界工业生产的发展，城市人口的增加，工业废水与生产污水的排放量日益增多，污泥的产量迅速增加。据有关资料统计，目前美国累积的干污泥量已达1000万吨，欧洲各国总计达660万吨，日本为240万吨左右。大量累积的污泥，不仅占用土地，而且其中的有害成分如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气等，成为影响城市环境卫生的一大公害。因此，妥善、科学的处理污泥作为一个亟待解决的环境问题，越来越受到关注，人们也在积极寻求一个安全可靠、经济合理的污泥处置方案。常用的污泥处置方法有土地利用（堆肥）、卫生填埋、焚烧等。本工程参照中国国内污水处理厂污泥处置方式，采用卫生填埋或综合利用对污泥进行处置。-17- 第四章工程设计4.1总平面布置污水处理厂厂区总平面布置遵循如下原则：（1）符合园区规划的要求和城市景观的要求；（2）厂区道路布置：厂区主干道路宽4m，沥青路面。主干道路转弯半径4～6m，满足行车要求；（3）总体设计布局分区明确，生产运行、管理办公区独立，减少相互干扰，同时生产区根据功能需要分隔成几大集中区域，但通过道路交通组织的有效衔接，形成一整体，凸显现代化的花园式工厂特征；（4）流程力求简短、顺畅，避免迂回重复，工艺管线最短；（5）变配电中心布置在既靠近污水处理厂进线，又靠近主要用电负荷处，以便降低能耗；（6）厂区绿化率不低于30%，总平面布置满足消防要求；（7）符合防火、防噪、防洪排涝、安全、卫生等规程规范的要求；（8）充分考虑长远发展需求；（9）结合本工程实际需要，在总平面布置过程中，满足技术要求的同时，尽量做到占用淡水河边不规则部分，便于剩余土地综合利用。4.2高程设计污水处理厂高程设计直接关系到污水处理厂的建设成本及今后的运行成本。竖向设计应考虑土石方平衡、工艺竖向流程布置条件、厂区雨水收集和排除、以及与周边地形的协调等方面，并应考虑到整个处理厂观瞻和方便管理，同时应满足防洪要求。（1）竖向设计原则1）污水经能自流流经各处理构筑物，并尽量减少提升扬程，节省能源；2）与周边区域标高合理衔接；3）厂区不受淹，考虑防洪排涝要求。-18- 4.3功能分区本工程厂区布置根据厂区地形、厂区周边环境和处理工艺以及进、出水位置等条件，将全厂的管理及处理构筑物合理有机地联系起来，在保证污水、污泥处理工艺布局合理，生产管理方便，连接管线简洁的基本原则下，按功能及工艺流程分区。污水处理厂平面按功能分为厂前区、生产区（包括预处理区、生化处理区、深度处理区，污泥处理区）、预留区，各区之间有道路和绿化带相隔。4.4道路设计厂区道路连接厂内各主要功能分区，并通过厂区大门与厂外规划市政道路连通，主要供生产管理人员及生产、管理车辆通行使用。厂区道路设计行车速度为15km/hr；主要道路设计宽度为4.0m，通向构筑物道路宽度为1.0-3.0m，设计厂区主要道路的内侧转弯半径为4.0m，道路纵坡均为1.0‰，厂内车行道均采用沥青砼道路，道路两侧设置混凝土立缘石；厂区道路均设计为单面放坡，坡度2%，便于排除雨水。厂区内各建筑物外侧至厂区道路边界一般保证在3.0～5.0m，便于各种管线的布置。各建构筑物与厂区道路之间采用甬道连接，便于管理人员通行，设计甬道采用混凝土小方砖铺砌。厂前区及部分建构筑物周边采用混凝土大方砖铺装结构，以便车辆调头及转弯。4.5绿化设计现代化污水厂在环境设计上将力求以简约大气为基调，做到分区明确，功能合理，重点突出，充分整合植被水体资源，通过点线面的整体配合，体现水厂的环境特色，彰显生态主题。具体设计方案如下：1）绿化规划原则：充分体现现代化污水处理厂的氛围，以简洁大方的环境形象为明线，体现污水处理厂高技术、高水平、高效率的生产方式，寓意水厂净化水质，造福城市的作用。厂区绿化原则上整合利用乡土绿化植被资源，依据不同功能片区的环境特性，配置相应的绿化品种。尽可能地丰富绿化层次，做到重点-19- 突出，简繁有度。2）植物造景与搭配：绿化布局上除生产区较为规整外，其他片区主要以自然式布置为主，突出自然乡土气息，避免过分人工化的景观。绿化配置以“乔+灌+草”的形式为主，避免引入有毒、病虫害的植物，体现厂区环境的生态性、观赏性、防护性、娱乐性。同时注意与周边环境的结合，形成具有地域特色的现代化厂区环境。注意乔灌木搭配、落叶与常绿树种搭配比例。树种选用充分发挥乡土树种的适宜优势，因地制宜，绿化规划树种采用适地适树。尽可能利用或移栽本土现有的表现良好的苗木，以及驯化苗木的品种。4.6工艺流程图4.6工艺流程图-20- 4.7主要构筑物简介粗格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网、格栅柜和清渣耙三部分组成，安装在污水处理厂的端部。格栅主要作用是将污水中的大块污染物拦截出来，否则这些大块污染物将堵塞后续单元的机泵或工艺管线。格栅上的拦截物成为栅渣，其中包括十种杂物，大至腐尸，小至树杈、木料、塑料袋、破布条、碎砖石块、瓶盖、尼龙绳等均能在栅渣中发现。调节池广义定义：指的是用以调节进、出水流量的构筑物。狭义定义：为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。其功能是调节水量，均衡水质，调节pH。中和区内设pH值测定仪及pH值自动调节控制系统，根据废水的pH值及工艺要求加入适量的酸调节pH值。通过风机向中和集水调节池中通风搅拌，使不同工序的废水得到充分混合。铁碳微电解反应器铁炭微电解是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。基本概述反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除，为了增加电位差，促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：-21- 阳极(Fe):Fe-2e→Fe2+,阴极(C):2H++2e→2[H]→H2,反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。若有曝气，即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应：O2+4H++4e→2H2O；O2+2H2O+4e→4OH－；4Fe2++O2+4H+→2H2O+4Fe3+。反应中生成的OH－是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,从而增强对废水的净化效果。反应原理电化学反应的氧化还原。铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用。电池反应产物的混凝，新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果。其中主要作用是氧化还原和电附集，废铁屑的主要成分是铁和碳，当将其浸入电解质溶液中时,由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场，阳极反应生成大量的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子发生断链降解,从而消除了有机物尤其是印染废水的色度,提高了废水的可生化度,且阴极反应消耗了大量的H+生成了大量的OH-,这使得废水的pH值也有所提高。当废水与铁碳接触后发生如下电化学反应:阳极:Fe-2e—→FeEo(Fe/Fe)=0.4阴极:2H++2e—→H2Eo(H+/H2)=0V当有氧存在时,阴极反应如下:O2+4H++4e—→2H2OEo(O2)=1.23VO2+2H2O+4e—→4OH-Eo(O2/OH-)=0.41V有试验在铁碳反应后加过氧化氢，阳极反应生成的Fe2+可作为后续催化氧化处理的催化剂,即Fe2+与过氧化氢构成Fenton试剂氧化体系。阴极反应生成的新-22- 生态[H]能与废水中许多组分发生氧化还原反应,破坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团),使其脱色。通过铁碳曝气反应,消耗了大量的氢离子,使废水的pH值升高,为后续催化氧化处理创造了条件。催化氧化原理向废水中投加适量的过氧化氢溶液与废水中的Fe2+组成试剂,它具有极强的氧化能力,特别适用于难降解有机废水的治理。Fenton试剂之所以具有极强的氧化能力,是由于HO被Fe催化分解产生·OH(羟基自由基)。生化性能改善和色度去除的机理微电解对色度去除有明显的效果。这是由于电极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些有机物的发色基团硝基—NO2、亚硝基—NO还原成胺基—NH2,另胺基类有机物的可生化性也明显高于硝基类有机物;新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的双键打开,使发色基团破坏而除去色度,使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。此外,二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。微电解处理废水自诞生以来，便引起国内外环保研究学者的关注，并进行了大量的研究!已有很多专利和实用技术成果。最近几年，微电解处理工业废水发展十分迅速，现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程，并收到了良好的经济效益和环保效果。微电解工艺对废水的脱色有良好处理的效果，且以废治废，运行费用低，因此在我国将具有良好的工业应用前景。目前国内外微电解设备均是固定床，其特点是结构简单，推流性好，但存在不少实用性问题：一是效率不高，反应速度不快；二是床体易板结，造成短路和死区；三是铁屑补充劳动强度大。内电解法处理工业废水中存在的问题内电解法对不同结构，不同性质的染料的作用机理各异，需进一步探讨脱色降污作用机理及最佳处理工艺。根据各类染料的特点，尤其处理高浓度废水时，需找出与混凝法、生化法、曝气氧化法等配合的适宜工艺，有效克服该法去除率偏低的缺点。在解决酸性废水电化腐烛速率高而中性偏酸废水电极吸附及新生铁离子水-23- 解、絮凝效果好这矛盾。筛选有效催化剂、助剂使之能在较广PH范围内发挥电化腐烛及絮凝吸附最佳效果。尤其是在酸性废水中，虽脱色率较高，但铁溶出量大，污泥量亦大。要采取有效措施尽量减少污泥量，减低污泥含水率以避免产生二次污染。选择合适的铁屑活化方法，设计合理的过滤床，解决铁屑易钝化、易结块从而出现沟流等弊端.提高处理效率。问题及对策铁床作为一种废水处理装置，目前无论从理论上还是从实践上来讲，都有待进一步完善和改进。在实际运行中，常会出现填料钝化、板结以及出水“返色”等现象，这是在实际工程中必须妥善解决的问题。1）关于填料钝化问题铁床经过一段时间的运行后，填料表面会形成钝化膜，废水中的悬浮颗粒也会部分沉积在填料表面上，这样就阻隔了填料与废水的有效接触，导致铁床处理效果降低。铁床的运行周期应通过实际运行确定，一般为20d左右，浸洗活化时间可采用2-3h。2）关于填料板结问题铁床填料的板结除了导致铁床内部废水流态恶化致使处理效果降低外，还会使填料更换的难度大大增加。通过在铁床填料中加入适当的辅料可以有效避免填料出现板结现象，同时也有利于气、液、固砚相充分接触，提高处理效果。辅料可选用X50聚乙烯多面空心球。采用流化床装置也能较好地解决铁床填料的板结问题。但高的投资费用、运行费用及操作管理要求使此种装置的应用受到一定限制。铁碳内电解柱运行一段时间后,铁屑易结块,出现沟流等现象,大大影响了处理效果。目前吴全义等采用铁屑高频结孔技术可有效防止铁屑结块现象的发生,但此技术有待进一步的研究和完善。采用铁、炭流化床反应器对染料废水进行预处理,克服了固定床铁炭反应器表面易钝化、填料易结块及运行效果随运行时间的延长而逐步降低的不足。在对反应器内部结构作适当调整后,可以方便地将传统的固定床工艺改造为流化床工艺。这样,不仅可提高预处理效果,而且大大方便了设施操作和运行管理。3）关于铁床出水“返色”问题一些染料废水经铁床脱色后，在较短时间内出现颜色逐渐加深的现象。关于-24- 这种“返色”现象的原因，普遍认同的观点是:铁床填料和废水反应，破坏了染料分子的发色或助色基团，但染料分子只是转变成了无色的小分子有机物，仍旧存在于废水中，这些小分子有机物具有一定的逆反应趋势。但通过实验作者发现，对于一些类型的染料废水，当中和沉降pH值为8-8.5时，这种“返色”现象除表现在废水颜色逐渐加深外，废水还会逐渐变浑浊，较长时间静置后，会出现少量较深颜色的沉淀物。经分析，此为Fe(OH)3沉淀。这种现象很容易解释:Fe2+被氧化成了Fe3+，而它们的水解产物Fe(OH)2和Fe(OH)3的溶度积常数相差1021倍以上。基于以上分析，作者认为，Fe2+末完全去除会在一定程度上加剧这种“返色”现象。因此，解决铁床出水“返色”问题，除应考虑在后续处理工艺中彻底脱除发色母体外，还应在中和沉降时调节pH值至9以上，使Fe2+完全沉淀或加人适当的氧化剂(如O2、过氧化氢和O3等)使Fe2+迅速被氧化成Fe3+后以Fe(0H)3胶体形式析出。4）铁碳法通常是在酸性条件下进行的,但酸性条件下,溶出的铁屑量大,加碱中和时产生的沉淀物多,增加了脱水工序的负担,而且废渣的处理也成了问题。目前一般将废渣送至炼铁厂处置或掺合制作建筑材料。铁碳微电解注意事项：1、微电解填料在使用前注意防水防腐蚀，运行一旦通水后应始终有水进行保护，不可长时间曝露在空气中，以免在空气中被氧化，影响使用；2、微电解系统运行过程中应注意合适的曝气量，不可长时间反复曝气；3、微电解系统不可长时间在碱性条件下运行；4、其它注意事项可据微电解发应基础原理。油脂类废水必须先隔油。5、对于一些特殊废水，铁碳微电解工艺仅仅能起到破链的作用，即把大分子链破解为稍小的小分子链物质，COD这时会不降反升，对于这种情况，后续采取芬顿工艺作为补充，会起到更好的电解效果。混凝沉淀池混凝池，就是指污水完成絮凝过程的池子；一般混凝池后一个池子必然是沉淀池，也有时候絮凝池和沉淀池不分开，叫做絮凝沉淀池。絮凝是指：-25- 一、通过药剂或机械作用使水中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的的现象；二、通过药剂或机械作用使水中原有胶体或溶解的有机物失稳，形成小颗粒，再进一步(加药)形成絮团，形成固相沉降，从而与水相分离的现象。一般来说，絮凝分三个过程：a)凝聚阶段：是药剂注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。b)絮凝阶段：是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间，至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。c)沉降阶段：它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢。大量的粗大矾花沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小，密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，为耗时最长阶段。在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。混凝沉淀池在水处理中的应用是非常广泛的，它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标，又可以去除多种有毒有害污染物。UASB反应器UASB是（Up-flowAnaerobicSludgeBed/Blanket）的英文缩写。名叫上流式厌氧污泥床反应器，是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床。由荷兰Lettinga教授于1977年（丁巳年）发明。UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。-26- 由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。与其他类型的厌氧反应器相较有下述优点：1.污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L；2.容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m3/d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/(m3/d)，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。3.设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。竖流式沉淀池竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于20000m3/d的污水处理厂。竖流式沉淀池的工作原理：在竖流式沉淀池中，污水是从上向下以流速v做竖向流动，污水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：①当颗粒沉速u>v时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；②当u=v时，颗粒处于随机状态，不下沉亦不上升；③当u净水的μ,故取μ=0.02g/cm·s由斯托克斯工式可得气体上升速度为：g2vb=()d1g18320.959.8100(1.031.210)0.01=0.266cm/s=9.58m/h=180.02水流速度va=v2=0.91m/hvb校核：=9.58/0.91=10.5,vaBC1.56==0.99AB1.57vbBC>,故满足设计要求。vABa出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出，出水是否均匀对处理效果有很大的影响且形式与三向分离器及沉淀区设计有关。溢流堰设计90°三角堰，堰高50mm，堰口宽100mm，则堰口水面宽50mm，堰上水头h=25mm。UASB反应器处理水量4.07L/s，查得溢流负荷为1-2L/(m·s)设计溢流负荷为f=2.0L/(m·s)，则溢流堰上水面总长为L=q/f=4.07/2.0=2mi三角堰数：L2n40个b0.05设计堰板长5.6-0.3=5.3，每块堰10个100mm的堰口，10个470mm的间隙。堰上水头校核：每个堰出流率为q=0.0041/40=4310m/s，5按90°三角堰计算公式q1.43h2，-41- 4q0.4100.4则堰上水头为：h=()()=0.022m.1.431.43出水渠设计计算设出水渠宽0.3m，坡度0.001，出水渠渠口附近水流速度为0.2m/s。渠口附近水深：3q4.0710ih0.068mua0.30.2以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.20.0680.2680.30()m。UASB排水管设计UASB反应器排水量为4.07L/S。选用D=100mm的钢管排水，充满度为0.6，设计坡度为0.001，管内水流速度为v=1.02m/s。其它设计考虑（1）取样管设计在池壁高度方向上设置若干个取样管，用以采取反应器内的污泥样，以随时掌握污泥在高度方向的浓度分布情况。在距反应器底1.1-1.2m位置，沿池壁高度上设置取样管4根，沿反应器高度方向各管相距0.8m，水平方向各管相距2.54m。取样管选用DN100钢管，取样口设于距地面1.1m处，配球阀取样。（2）检修○1人孔:为便于检修，在UASB反应器距地坪1.0m处设φ600mm人孔一个。○2通风:为防治部分容重过大的沼气在UASB反应器内聚集，影响检修和发生危险，检修时可向UASB反应器中通入压缩空气，因此在UASB一侧预埋压缩空气管（由鼓风机房来）。○3采光:为保证检修时采光，除采用临时灯光外，不设UASB盖顶。（3）防腐措施厌氧反应器腐蚀比较严重的地反是反应器上部，此处无论是钢材或水泥都会被损坏，因此，UASB反应器应重点进行顶部的防腐处理。在水平面以下，溶解的-42- CO2会发生腐蚀，水泥中的CaO会因为碳酸的存在而溶解。沉降斜面也会腐蚀，为了延长反应器的使用寿命，反应器的防腐措施是必不可少的。本次设计中，反应器上部2m以上池壁用玻璃钢防腐，三相分离器所有裸露的碳钢部位用玻璃钢防腐。（4）给排水在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管补水、冲洗及排空时使用。（5）通行:在反应器顶面上设置钢架、钢板行走平台，并连接上台楼梯。（6）安全要求○1UASB反应器的所有电器设施，包括泵、阀、灯等一律采用防爆设备。○2禁止明火火种进入该布置区域，动火操作应远离该区沼气柜。○3保持该区域良好的通风。5.7竖流沉淀池竖流式沉淀池是池中废水竖向流动的沉淀池。具有占地面积小，排泥容易，的特点。常用于各种小型水量的污水处理厂。竖流式沉淀池具体设计如下：1、设计参数的确定设计流量为Q=352m³/d表面负荷q=1m³/（㎡.h）中心管设计流速v=0.03m/s有效水深取H=4.5m2、沉淀池池体主要尺寸设计由设计参数，中心管设计流速v=0.03m/s.中心管截面表面积为A=Q/v=352/24/3600/0.03=0.1358㎡由圆形表面积公式：D=(4A/π）^0.5=(4×0.1358/3.14)^0.5=0.42m沉淀池中心管取DN400沉淀段表面负荷取1m³/（㎡.h）上升流速V=1/3600=0.000278m/s沉淀段表面积为A=Q/V=0.0041/0.000278=14.67㎡-43- 沉淀段长取4m中心管高度H1取2m中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度计算如下：H2=Q/(VπD1)=0.012/0.04/3.14/0.54=0.177m其中：V——间隙流出速度，一般不大于40mm/s，取0.04m/s反射板直径D1=1.35D=0.54m缓冲层高度H3=0.3m污泥斗及污泥斗高度取=60o截头直径0.6m则H4=(4-0.6)/2×tg60o=2.64m沉淀池超高取0.5m则沉淀池总高度为H=2+0.17+0.3+2.64+0.5=5.61m取5.6m。污泥量按SS去除率考虑W=Q×△SS×0.6/1000=352×(31.68-26.93×0.6/1000=1kg/d竖流式沉淀池剖面图如下所示：图5.7竖流式沉淀池剖面图-44- 5.8接触氧化池接触氧化池结构包括池体，填料，布水装置，曝气装置。工作原理为：在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。1、设计参数的确定缺氧区停留时间：T=3h好氧区停留时间：T=15h污泥浓度：4000mg/l污泥回流比：100%硝化液回流比：300%2、池体主要设计尺寸计算根据设计流量Q=352m³/d=14.67m³/h=0.0041m³/s缺氧区停留时间为T=3h，推出缺氧区有效容积为：V=Q×T=14.67×3=44m³有效水深取3.5m长度取5m则宽度为B=V/LH=44/3.5/5=2.5m同理：好氧区停留时间为T=15h，推出好氧区有效容积为：V=Q×T=14.67×15=220m³有效水深取3.5m宽度取5m则长度为L=V/BH=220/3.5/5=12.6m污泥负荷浓度为：NV=Q×△COD/ρ/V有效容积=352×（788.64-236.59）/4000/（44+220）=0.18kgBOD/[kgMLVSS·d]-45- 设备泵的选取：由设计参数污泥回流比取100%，则回流泵的流量为：Q’=Q=352m³/d选取两台，一用一备用，单台流量为14.67m³/h硝化液回流比取300%，则硝化液回流泵流量为Q’=3×Q=3×16.67=44m³/h选取两台，一用一备。曝气量计算：有机物需氧量：AOR1=aQ(S0-S1)/1000=1.47×352×（788.64-236.59）/1000=285.65kg/d由于进出水水质氨氮指标不做要求，所以氨氮硝化需氧量不作考虑，AOR2=0总需氧量：AOR=AOR1+AOR2=285.65kg/d平均时需氧量：AOR0=AOR/24=285.65/24=11.90kg/d安全系数取1.1则实际需氧量为1.1×11.90=13.09kg/d转化为体积为：V=13.09/0.28/0.2=233.79m³/h风机供氧量为：233.79m³/h=3.9m³/min取曝气器表面积为1.5m³/h，则曝气器的数量为N=V/q=233.79/1.5=155.87，取156只接触氧化池计算草图如下：-46- 图5.8接触氧化池平面尺寸计算草图5.9竖流式沉淀池（2）1、设计参数的确定设计流量为Q=352m³/d表面负荷q=0.7m³/（㎡.h）中心管设计流速v=0.03m/s有效水深取H=4.5m2、沉淀池池体主要尺寸设计由设计参数，中心管设计流速v=0.03m/s.中心管截面表面积为A=Q/v=352/24/3600/0.03=0.1358㎡由圆形表面积公式：D=(4A/π）^0.5=(4×0.1358/3.14)^0.5=0.42m沉淀池中心管取DN400沉淀段表面负荷取0.7m³/（㎡.h）上升流速V=0.7/3600=0.000194m/s沉淀段表面积为A=Q/V=0.0041/0.000278=20.95㎡沉淀段边长取4.6m-47- 中心管高度H1取2m中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度计算如下：H2=Q/(VπD1)=0.012/0.04/3.14/0.52=0.177m其中：V——间隙流出速度，一般不大于40mm/s，取0.04m/s反射板直径D1=1.3D=0.52m缓冲层高度H3=0.3m污泥斗及污泥斗高度取=60o截头直径0.6m则H4=(4.6-0.6)/2×tg60o=3.10m沉淀池超高取0.5m则沉淀池总高度为H=2+0.177+0.3+3.10+0.5=6.1m取6.1m。污泥量按SS去除率考虑W=Q×△SS×0.6/1000=352×(16.16-13.73×0.6/1000=0.51kg/d5.10贮水池及接触消毒池1、设计参数的确定设计流量Q=352m³/d=14.67m³/h=0.0041m³/s接触时间取60min2、池体主要设计尺寸确定由设计参数接触时间60min得出池子有效容积为：V=Q×T=352/24/60×60=15m³有效水深取3.0m则池子表面积为：S=V/H=15/3.0=4.89㎡池子长度取2.5m-48- 宽度为B=V/L=4.89/2.5=1.96m有效氯投加量按40mg/l考虑则总投加量为W=Q×ρ=352×40/24/1000=0.59kg/h投加设备选2台，一用一备。则单台设备投加量为：Q=0.59kg/h理论计算产生1g二氧化氯需消耗0.63g氯酸钠和1.76g盐酸；实际运行中氯酸钠和盐酸不可能完全转化，经验数据为氯酸钠80%左右，盐酸80%左右则氯酸钠消耗量为W=0.63×0.59/80%×1000=462g/h=11.088kg/d浓度按33%考虑，转化为体积有V=11.088/33%/1000=0.0336m³/d同理，盐酸的消耗量为：W=1.76×0.59/80%×1000=1290.67g/h=30.98kg/d盐酸的密度按1190计算。转化为体积有V=30.98/1190=0.02603m³5.11集泥池集泥池用于储存生化系统产生的剩余污泥,其中固体含量基本和沉淀池内固体浓度相当,为保证底部污泥不沉,一般还需要设置曝气或搅拌设备。1、设计参数的确定污泥含水率取98%停留时间：T=12h2、池体主要尺寸计算污泥量为：W=352×(3286-236.59)×0.4/1000=429.36kg/d根据含水率98%，转化为湿污泥的量：W0=W/(1-含水率）/1000=429.36/（1-98%）/1000=21.47m³/d停留时间取12h，则池子的有效容积为：V=W×T=21.47/24×12=10.73m³有效水深取3.0m则集泥池表面积S=V/H=10.73/3=3.58㎡-49- 根据圆形面积计算公式D=(4S/π）^0.5=(4×3.58/3.14)^0.5=2.13m，取2.5m池子超高取0.5m则集泥池的尺寸为φ2.5×3.5选取4台污泥螺杆泵，单台泵的流量为Q=W/4=429.36/4=5.37m³/dPAM加药量按4g/kg计算加药量M=4×429.36/1000=1.72kg/d，一天按8h工作量计算。每小时投加量为0.21kg/h5.12污泥浓缩池污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。一般初次沉淀池污泥含水率为97%-95%，剩余活性污泥含水率为99.2%-99.6%。1、设计参数的确定浓缩池设计的主要参数一般应该符合下列要求：1、固体通量，污泥固体负荷一般采用30-60kg/（㎡.d），当浓缩初次沉淀池污泥时，污泥固体负荷可以取较大的数值，浓缩剩余污泥时候，一般取较小数值。本次污泥浓缩池设计，污泥负荷取55kg/（㎡.d）2、浓缩时间，浓缩时间不宜少于12h，不宜超过24h，本次停留时间取12h2、浓缩池池体主要尺寸设计计算由前面计算可知，浓缩池绝干污泥量为429.36kg/d。湿污泥的体积为：W0=W/(1-含水率）/1000=429.36/（1-98%）/1000=21.47m³/d浓缩池设计数量为1座。则单座污泥量为：Q1=Q/1=21.47/1=21.47m³/d停留时间取20h有效容积为：V=Q×T=21.47×20/24=17.89m³浓缩池有效水深取3.0m则浓缩池表面积为A=17.89/3=5.96㎡-50- 直径设为D，按圆的计算公式有：A=π×D^2/4，推出D=2.75m，取D=3m校核参数：实际表面积为S=3.14×3×3/4=7㎡固体负荷:T=W/S=429.36/7=60kg/(m2.d)满足要求。浓缩池计算草图如下所示：图5.12浓缩池平面计算草图5.13脱水机房设计污泥经过浓缩后，其含水率仍然96%左右，体积很大，不便于运输，处理和利用。为了综合利用和最终处理，需要进一步脱水，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积。污泥脱水时整个污泥处理工艺的一个重要的环节，其目的是使固体部分得到富集，减少污泥体积，为污泥的最终处置创造条件。污泥脱水的主要方法有自然干化法和机械脱水法两种1、设计参数的确定工作时间：10h污泥脱水负荷：150kg/（m·h）PAM加药量按4g/kg考虑-51- 2、构筑物主要尺寸及设备选型进入脱水机房的污泥量为429.36kg/d，带式脱水机数量选为2台，1用1备用。则带宽为：B=429.36/150/10/1=0.29m浓缩池浓缩后污泥的含水率取97%，脱水机房的湿污泥量为14.312m³/d，则每小时处理量为：Q=W/N/T=14.312/10=1.4312m³/h加药量计算PAM加药量按4g/kg考虑加药量为：Q=W×ɑ/1000=429.36×4/1000=1.72kg/d加药浓度为0.3%换算为体积为：V=Q/T/0.3%=600L/h，每台计量泵的投加量M=V/N=600L/h，2用一备。-52- 第六章建筑设计6.1总体布局厂区在建筑平面设计中，严格满足工艺、机电专业的要求，并结合污水处理厂场地的特殊性，合理地组织建筑平面设计。总平面设计有以下几个特点：a．生产区、生产管理区分区明确。b．考虑城市主导风向，尽量减少生产区的异味对生产管理人员的影响。6.2建构筑物设计厂区各建筑物面积均参照《城市污水处理工程项目建设标准》及本工程实际要求而定，在各单项建筑设计中严格按照国家有关规范及行业标准设计。污水厂建构筑物外装修色彩充分考虑先期工程整体色调，做到和谐统一，本工程拟采用淡雅色调为主，辅以装饰性色带或色块，在满足使用功能的前提下，通过建构筑物统一、严谨的外观与附属建筑物丰富多彩的型体对比，避免污水厂建筑的单调、沉闷感，结合当地建筑特点及时代特色，营造出污水厂特有的整洁、宁静而又轻松的气氛，力求创造环境舒适的现代化新型水厂。厂区内办公楼以南向为主，争取最大的朝阳面。其他有人的值班室也尽量以南向为主。建筑物与构筑物疏密搭配，高低错落，布局均匀。办公楼的前区设置开阔的绿地与休闲广场，以改变污水厂一贯的工业建筑形象，给人以花园厂区的外观形象。厂区内的建构筑物的细部设计，比如栏杆高度均为1.1米。所有的走道踏板均设置防滑措施，以确保安全。6.3建筑节能设计根据《公共建筑节能设计标准》，对综合楼进行节能设计。主要对墙体、屋面、楼地面以及门窗加以节能设计。使之符合节能标准。-53- 6.4建筑做法本工程建筑做法如下：屋面屋面防水等级不低于Ⅱ级，依据建筑物重要性合理选择。非上人屋面防水层采用SBS改性沥青防水卷材二道或金属压型板，上人屋面宜增设水泥砂浆板或其它板材保护层材料。屋面保温采用挤塑聚苯板50~100厚（依体型系数确定）。屋面一般采用女儿墙或外挑檐有组织排水或采用当地习惯做法。面积较小的单层建筑采用自由排水。门窗门窗一般采用塑钢门窗，单框双层玻璃。装修标准较高的建筑物可采用单框双玻铝合金外门窗。内门选用成品木门。有一定防护要求的外门窗采用安全玻璃。厂房大门采用带小门的保温防砂彩钢推拉门、平开钢大门等。以自然通风为主的厂房侧窗，下部为平开窗，中部为中悬窗，上部为固定扇。有抗爆要求建筑物的门窗采用钢制抗爆门窗。外墙饰面建筑外墙面一般采用丙烯酸乳胶漆涂料，以白灰色为主色调，局部条形装饰为蓝色。内墙面内墙面采用中档乳胶漆涂料，卫生间采用瓷砖材料。楼地面楼地面装修需要选用细石混凝土，配电室及控制室采用抗静电活动地板。有防爆要求的建筑采用不发火花楼地面。顶棚顶棚同内墙面，吊顶的部分可采用轻钢龙骨装饰石膏板、铝合金板吊顶。-54- 第七章结构设计7.1设计原则技术先进、经济合理、安全使用、确保质量，并确保建（构）物有足够的强度、刚度、延性、稳定性和使用寿命。该污水厂各项工程结构设计主要应满足工艺和建筑提出的要求，同时也要满足国家制定的现行结构规范对结构本身的各项要求，大型盛水构筑物的防渗、防漏设计中应引起重视，使用材料应严格挑选，混凝土结构的环境类别为二类a级确保结构在设计基准期（50年）内安全、顺利的使用，为人民造福。7.2抗震设计根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），抗震设防烈度为6度。（根据业主提供的岩土工程勘察报告）7.3主要建筑材料1）水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级。2）混凝土防水、贮水构筑物C30，抗渗标号S6；建筑物C30；垫层C15。部分构筑物及后浇带混凝土中应加入具有微膨胀及抗渗作用的外加剂，外加剂宜选用低碱复合型。预应力混凝土结构混凝土采用C40。3）钢材钢筋采用HPB300级钢筋fy=270N/mm2，HRB400级钢筋fy=360N/mm2。设计选用标准（或通用）图集中的钢筋按图集要求执行。-55- 7.4设计标准设计使用年限根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001），设计使用年限为50年。构筑物安全等级根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）本工程所有建构筑物安全等级为二级；结构重要性系数r0=1.0。结构抗震根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）本工程按本地区抗震设防烈度进行设计，抗震措施按6度设防要求采用。构筑物稳定性设计（1）地下构筑物抗浮安全系数k，整体抗浮：k≥1.05（2）稳定安全系数k；圆弧滑动安全系数k≥1.30；有防洪要求的构筑物须按有关防洪要求执行。（3）支档结构稳定安全系数k1）抗滑：ka≥1.302）抗倾覆：ka≥1.60-56- 第八章污水处理站电气设计8.1设计范围及原则8.1.1设计范围具体的研究设计范围包括：（1）供电方案（2）变配电间及变配电装置（3）电气设备供配电及控制（4）电缆敷设（5）室内外照明（6）节能措施（7）防雷与接地8.1.2设计原则供配电系统设计根据本工程的特点、规模和发展规划，以工程需要为主，做到安全可靠，技术先进和经济合理并采用符合国家现行有关规范标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。8.2执行的标准、规范1）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）2）《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）3）《低压配电设计规范》(GB50054-2011)4）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）5）《3-110KV高压配电装置设计规范》(GB50060-2008)6）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）7）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）8）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T-16-2008）-57- 9）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）10）《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（GB/T50063-2008）8.3照明本厂主要为工作照明，变电所、中控室设置事故照明。所有照明设计在满足照度和观瞻前提下优先采用节能光源，路灯采用人工控制。整体设计贯彻节能方针。8.4线路敷设室内照明线路采用铜芯塑料线穿硬质难燃PVC管暗敷，室外照明采用铠装电缆直埋地敷设。室内电力线路采用沿电缆桥架或穿钢管敷设。站区室外电力线路采用铠装电缆直埋地敷设或沿电缆沟支架敷设，直埋敷设电缆过路部位穿钢管保护。8.5防雷接地系统电气防雷依据临海地区年计算雷击次数结合本工程建筑屋面高程设计。本工程重要建筑物（脱水机房、变配电间、提升泵房）按二类防雷建筑物设计。重要负荷采用浪涌抑制方案并按规范安装独立或混用接地网带可靠接地。室内采用等电位接地。电力设备金属外壳、互感器二次绕组，由于绝缘损坏有可能带电，应用接地线接至接地装置，其接地电阻不大于1欧姆。工作接地和保护接地共用一组接地装置，接地形式采用TN-S系统。8.6继电保护及控制本工程10KV系统继电保护采用微机型保护继电器，它能集各项保护、控制和测量功能于一体，并将主要的电气参数、断路器状态、故障信号等通过通讯接口传送至监控系统，该继电器安装在10KV高压开关柜上。-58- 第九章污水处理站仪表自控设计9.1设计范围本工程设计范围包括厂内仪表及计算机监控系统，设计采用由可编程逻辑控制器（PLC）分站和中控室上位机组成的集散控制系统。9.2设计原则1、根据工艺流程和水厂生产管理及自动化的要求配置在线检测仪表。仪表选型遵循可靠性高、使用方便、安装维护方便、价格合理的原则。2、监控系统设计采用开放的分布式控制系统，立足于系统的可靠性、先进性和适用性，为后续工程预留所需的扩充接口。3、监控系统主干网采用100M快速工业以太网，传输介质采用多模光纤。硬件设备采用模块式结构，每块模板具有独立的功能，电源、控制器、互相隔离的输入输出通道。软件采用模块化，以便于用户程序的编辑、调试、修改和更新。4、从安全考虑设置安全系统：周界报警系统和摄像监视系统的设计。安保系统的数据和图像的传输利用水厂自控系统的工业以太网。5、对水厂的仪表、自控系统和摄像系统作防雷保护设计。9.3计算机监控系统9.3.1系统组成整个系统是由中控室上位机及设置在变配电间的1#PLC、纤维转盘滤池的2#PLC、加氯加药间内的3#PLC和污泥脱水机房的4#PLC等控制分站组成，控制分站及上位机通过环型以太网连接而成，网络传输介质采用光缆，光纤端机采用交换机的方式。此结构既体现了以太网数据传输快、量大的特点，同时增加了可靠性，更避免了干扰。本系统是具有高可靠性的开放系统。中控计算机可监控整个污水厂运行的全过程，这种监控可以是自动进行的，也可由操作管理人员通过计算机操作实现；可提供控制回路总貌画面或某一组控制回路画面，进行控制或对给定值、输出值进行调整；能建立生产数据库，存贮-59- 生产原始数据，能建立故障数据库，记录PLC错误、系统错误及事故；能利用数据库中的数据进行统计、分析，计算各种生产指标；可连续对过程进行监测，一有故障立即报警，并在工艺流程图上显示报警状态，可提供控制系统内设备的互锁及故障状态表；可显示任意指定参数的实时或历史趋势曲线；可自动（定时）或随时请求打印各种报表。9.3.2系统的控制方式a.手动方式：通过就地控制箱上的按钮实现对设备的启停操作。b.远程手动方式：操作人员通过操作站的监控画面用鼠标或键盘来控制现场设备。c.自动方式：设备的运行完全由各现场控制器根据预先编制的程序和现场的工况及工艺参数来完成对设备的启停控制而不需人工干预。9.3.3仪表系统根据工艺对控制及管理的要求，本设计对进水流量、进水COD、进水PH、出水SS、排放管流量等工艺参数进行半/连续检测，仪表检测值除供现场显示外，所有信息经PLC同时送入中心控制室计算机。-60- 第十章环境保护污水处理厂建设的本身即是一项重要的环境保护措施，它的建成运行将大量削减排入水体的污染物质，保护水环境。但在治理污染的过程中，也会对周围的环境产生一定的影响。10.1本项目对环境可能的影响及对策本项目施工过程排放的污染物会对周围的水环境、大气环境、声环境产生一定程度的影响。施工期向周围环境排放的主要污染物是施工人员生活污水、施工废水、作业粉尘、固体废弃物以及施工机械排放的烟尘和噪声等。对交通的影响本工程实施时，由于车辆运输等原因，较易造成交通问题，同时晴天尘土飞扬，雨天泥泞路滑，极易造成交通事故，这种影响随着工程的结束而消失，但是在施工过程中，还是应该积极注意交通安全。同时，工程建设将不可避免的影响该地区的交通。对于交通特别繁忙的道路将采取避让高峰时间或夜间运输的方法，将影响降至最低。对水环境的影响施工期间作业人员集中，排入附近水体的生活污水量增加。此外，冲洗施工机械、工具、地面等的生产废水以及水泥砂浆和石灰浆等废液的排放也将增加附近水体的污染负荷。施工期间水环境的主要污染因子为CODCr、BOD5、SS。对大气环境的影响施工期粉尘场地平整、管道施工中的土方运输、施工材料装卸和运输，混凝土水泥砂浆的配制等施工过程会产生大量的粉尘，施工场地道路与砂石堆场遇风亦会产生扬尘，因此对周围大气环境产生影响。主要污染因子为TSP尾气尾气主要来自于施工机械和交通运输车辆，排放的主要污染物为NO2、CO和烃类物等。生活垃圾的影响-61- 工程施工时，施工区内劳动力的食宿将会安排在工作区域内，这些临时食宿地的水、电以及生活废弃物若没有作出妥善地安排，则会严重影响施工区的卫生环境，导致工作人员的体力下降，尤其是在夏天，施工区的生活废弃物乱扔，轻则导致蚊蝇滋生，重则致使施工区工人爆发流行疾病，严重影响工程施工进度，同时使附近居民遭蚊蝇、臭气、疾病的影响。固体废弃物的影响施工期的固体废弃物主要为建筑垃圾，如：石子、混凝土块、砖头、石屑、黄砂、石灰和废朩料等。这些废弃物在运输、处置过程中都可能对环境产生影响。车辆装载过多导致沿程废弃物散落满地，影响行人、车辆的过往，影响环境质量。废弃物处置场地不明确或无规则乱丢乱放，将影响土地利用、河流流畅，破坏自然、生态环境，影响城市的建设和整洁。废弃物的运输需要大量的车辆，如在白天进行，必将影响本地区的交通，使路面交通变得更加拥挤。运行期对环境的影响污水处理厂排放的污水污水处理厂排放的污水是指处理后的尾水和厂内自身排放的污水。本工程采用的工艺技术可靠灵活、达标保证率较高，主要设备选用优质设备，质量可靠，可以保证污水处理厂正常运转，出厂尾水的水质指标能够满足外排要求。污水处理厂内部产生的生活污水和生产废水均回流到厂内进水泵房进水井，与进厂污水一并处理，不会对外界造成影响。污水处理厂产生的污泥生化产生的污泥经浓缩脱水后降低了含水率，可用车外运进行卫生填埋或通过农业堆肥等途径进行处置。噪音及异味污水处理厂的噪声来源于厂内传动机械工作时发出的噪声，有污水泵、污泥泵的噪声，旋流沉砂池、砂水分离机的噪声，还有厂区内外来自车辆等的噪声。设计中考虑加设消音罩、减震器等防护措施。考虑到污水处理厂处理过程中有时会有一定的异味，在总平面布置时，将气味大的构筑物集中在离厂前区较远的地方，在设计中尽可能封闭同时加强厂内平面和垂直绿化，借以吸附阻隔气味。厂区四周种植宽带绿叶乔木，控制气味向外-62- 扩散。视觉与景观影响污水处理厂的建设可能对周围环境带来美学方面的一定影响，这需要有优美的建筑设计和园林绿化来克服。本工程注意建筑和园林绿化设计。10.2环境保护措施污水处理厂的建设，应考虑城市布局、生活水源、城市主导风向等综合因素，污水厂的建设对厂区、市区周围环境及城市供水水源均不会产生影响。污水治理污水处理厂内部的生活、生产污水，均进入污水厂的污水处理系统，经生化处理后排放。原则上无直接外排污水，故不会对环境造成影响。噪声防护厂内噪声主要污染源是脱水机房、泵房。在设计上将采取防噪声措施，通过采取减振、隔音等措施，尽量降低噪声对周围环境的影响。固体废物处置本污水处理厂的固体废弃物主要是来自污水处理过程的栅渣、沉砂及脱水后污泥。由沉砂池排出的沉砂经洗涤后外运，作为建筑材料或作为筑路材料加以利用。格栅截流物经压榨机压榨后与城市垃圾一并处理，不会对环境造成污染。污水处理厂废弃物的排放符合国家有关规定。污水处理厂产生的固体废弃物在运输中注意控制漏洒和外运时间。-63- 第十一章劳动保护、职业安全与卫生11.1劳动保护在污水处理厂工程运转之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，除此之外，尚需考虑如下措施：1.各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护栏杆，栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。2.在产生有毒气体的工段，设置有毒气体测定仪和通风系统，并配备防毒面具。3.对产生有害气体的场所，进行机械通风，并满足劳动保护的换气要求。4.所有电气设备的安装、防护，均须满足电气设备有关安全规定。5.水泵、电机等易产生噪声的设备，设置隔振垫，减少噪声，同时，将管理用房与机房分开，并采取有效的隔声措施。11.2职业安全与卫生11.2.1编制原则坚持“安全第一，预防为主”的方针，贯彻“生产必须安全，安全为了生产”的设计思想，对生产中易燃、易爆、有毒、有害物质设置必要的防范措施，并实施有效控制，防止和减少事故的发生。设计中严格执行中国国家、本地方及行业主管所颁布的安全卫生设计标准及规范。编制依据：《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-85《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-1999《建筑设计防火规范》GB50016-2006-64- 11.2.2生产过程中的职业危险及主要防范措施生产过程中的职业危险分析本工程的主要危害因素可分为两类，其一为自然因素形成的危害和不利影响；一般包括地震、不良地质、暑热、雷击等因素；其二为生产过程中产生的危害，包括有害尘毒、火灾爆炸事故、机械伤害、噪声震动、触电事故、坠落及碰撞等各种因素。自然危害因素分析地震：地震是一种能产生巨大破坏力的自然现象，尤其对建构筑物的破坏作用更为明显，它作用范围大，威胁设备和人员的安全。暴雨和洪水暴雨和洪水威胁污水处理厂安全，其作用范围大。特别是每年的台风季节，风、暴、潮往往同时袭击。雷击雷击能破坏建（构）筑物和设备，并可能导致火灾和爆炸事故的发生，其出现的机会不大，作用时间短暂。不良地质不良地质对建构筑物的破坏作用较大，甚至影响人员安全。同一地区不良地质对建筑物的破坏作用往往只有一次，作用时间不长。风向风向对有害物质的输送作用明显，若人员处于危害源的下风向则极为不利。气温人体有最适宜的环境温度，当环境温度超过一定范围内，会产生不舒服感，气温过高会发生中暑；气温过低，则可能发生冻伤和冻坏设备。气温对人的作用广泛，作用时间长，但其危害后果较轻。持续的高温，对某些设备及仪表控制会产生较大的偏差。但是，自然危害因素的发生基本是不可避免的，因为他是自然形成的；但可以对其采取相应的防范措施，以减轻人员、设备等可能受到的伤害或损坏。生产危害因素分析高温辐射-65- 在工作场所的高温辐射强度大于4.2J/cm2·min时，可使人体过热，产生一系列生理功能变化，使人体体温调节失去平衡，水盐代谢出现紊乱，消化及神经系统受到影响，表现为注意力不集中、动作协调性、准确性差，极易发生事故。震动与噪声震动能使人体患振动病，主要表现在头晕、乏力、睡眠障碍、心悸等。噪声除损害听觉器官外，对神经系统、心血管系统亦产生不良影响。长时间接触，能使人头痛头晕，易疲劳，记忆力减退，使冠心病发病率增多。火灾爆炸火灾是一种剧烈燃烧现象，当燃烧失去控制时，便形成火灾事故，火灾事故能造成较大的人员及财产损失。爆炸同火灾一样，能造成较大的人员伤亡及财产损失。一般说来，本工程火灾及爆炸事故发生的可能性较小。此外，触电、碰撞、坠落、机械伤害等事故均对人身形成伤害，严重时可造成人员的死亡。主要防范措施抗震本项目各建（构）筑物均按6度设防。防雷对防雷建筑物，如变配电室，采用避雷或防直击雷，放散管及风帽按规范要求采取相应的防雷措施。防不良地质污水处理厂厂址地下岩石较多，需要有针对性的进行地基处理，施工时需做好安全防范措施，以保证施工安全。防暑为防暑防热，采取以下措施防暑降温措施：在产生余热的厂房的建筑设计，为优先采用自然通风创造条件，再输以机械通风等有效措施，保证室内设备正常运转。脱水机房以及综合楼内部分化验室，采用机械通风装置，会议室、化验室、中心控制室、部分办公室及餐厅等设置空调装置。脱水机房、化验室、仓库配置排风轴流风机换气，以保证室内空气清新。综合楼及辅房采用自然通风为主、局部强制换气或设空调为辅的方案。-66- 合理利用风向将辅助建筑物布置在厂区夏季风向的侧风向，以避免风向因素的不利影响。减震降噪强震设备与管道间采用柔性连接方式，防止震动造成的危害。在总图布置中，根据声源方向性、建筑物的屏蔽作用及绿化植物的吸纳作用等因素进行布置，减弱噪声对岗位的危害作用。主要生产场所设置能起到隔声作用的操作间、休息室，以减少噪声的影响。经采取上述措施后，对于操作人员每天接触噪声8小时场所，噪声级均可低于85dB(A)，车间办公室、休息间、操作室等室内噪声均小于65dB(A)，综合楼内噪声低于50dB(A)；其它生活、卫生用房室内噪声则低于55dB(A)；对于操作工作接触噪声不足8小时的工作场所及其它作业地点的噪声均满足《工业企业噪声控制设计规范》中的标准要求。防火防爆在总平面布置中，各生产区域、装置及建筑物的布置均留有足够的防火安全间距，道路设计则满足消防车对道路的要求。在工艺设计中，在可能有燃性气体的室内设自然通风及机械通风设施，使燃爆性气体的浓度低于其爆炸下限。有爆炸危险的室内设不发生火花地面。在爆炸和火灾危险场地严格按环境的危害类别选用相应的电气设备和灯具；并按有关防雷规范的要求对建筑物采取相应的避雷措施。在污泥区设置相应的移动式灭火器。厂区设计相应的消防给水管网及室内外消火栓。防排毒气对有毒气溢散的场所如某些化验室、药剂溶液及配制，尽量做到密闭使用，同时设局部排风装置，使有害气体不对外扩散到工作区间，保证工作环境的卫生质量。接触有腐蚀性气体的器壁还要引入防腐措施。其它为了防止触电事故并保证检修安全，两处及多处操作的设备在机旁设紧急停车开关，移动设备及照明线路设置漏电保护装置。为了防止机械伤害及坠落事故的发生，生产场所梯子、平台及高处通道均设置安全栏杆，栏杆的高度和强度符合国家劳动保护规定；设备的可动部件设置必-67- 要的安全防护网、罩；地沟、水井设备盖板；有危险的吊装口、安装孔等处设安全围栏；厂区水池边设置救生衣、救生圈；在有危险性的场所设置相应的安全标志及事故照明设施。绿化对净化空气、降低噪声具有重要作用，是改善卫生环境、美化环境的有效措施之一，并且绿化能改善景观、调节人的情绪，从而减少人为的安全事故。本污水处理厂设计的劳动安全卫生设施执行《中华人民共和国劳动法》及现有有关规范标准。主要内容包括以下几方面：敞口池、操作平台（如格栅操作平台）及各走道板均设置安全防护栏杆。走道宽度、栏杆高度和强度均符合国家劳动保护规定。各种电器设备的安装及防护，均满足中国国家有关电气设备安全规定。在化验室、污泥脱水机房设置机械通风设施，并配置防毒面具。检修较深水池（粗格栅及进水泵房等）时，必须对空池机械换气，保证工人安全。厂内配置救生衣、救生圈、安全帽、安全带、应急灯、临时风扇等劳动防护用品。危险物品及设施，由专人管制，并设置警示标志；机械设备的传动危险部分，必须具备安全防护措施。设计严格执行建筑防火有关规定。定期检查消防设施。尽量考虑工人的操作环境，设置适当的辅助设施，给工作人员创造一个清洁、卫生的工作环境；污水泵房等处设置有毒气体监测仪，并配备必要的通风装置。设计中采用必要的防暑降温措施，如采用自动操作，值班室与热源隔离，值班室安装空调等；按消防的有关规定配备必要的消防装置，严格执行建筑防火规范。电力设备的选型与保护按中国国家有关规范进行，露天电器设备的安全防护按中国国家及现行的有关规定执行。制定安全操作规程，任命专职安全员，对操作人员进行相关的安全操作培训以及监督防范，确保处理厂的正常安全运转和工人的人身安全。根据污水厂平面布置和需要，在厂内适当位置配备配电箱、照明、联络电话、厕所等设施。-68- 第三部分工程概算书第十二章工程投资估算12.1主要设备及投资估算表序名称备注单位数量备注号一格栅及调节池1细格栅B=500，b=5mm，N=0.75kW台12渠道闸门D×D=200×200台13提升泵Q=15.0m3/h，H=12m，N=1.5kW台21用1备二铁碳微电解反应系统1铁碳微电解反应器φ2200×4000mm套2三混凝沉淀池1桨式搅拌机D=350mm,N=0.37kW台32导流筒DN400套13剩余污泥泵Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kW台14提升泵Q=15.0m3/h，H=12m，N=1.5kW台21用1备四UASB系统1UASB反应器φ5600×7000mm套12三相分离器套2五竖流沉淀池1导流筒DN400套12剩余污泥泵Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kW台1六接触氧化池1曝气器Q=1.5m3/h个1602污泥回流泵Q=15m3/h，H=6m，N=0.75kW台21用1备4剩余污泥泵Q=9m3/h，H=10m，N=0.75kW台15硝化液回流泵Q=30m3/h，H=6m，N=1.5kW台21用1备填料m263七竖流沉淀池1导流筒DN400套12剩余污泥泵Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kW台1八集泥池1框式搅拌机D=1700mm，N=0.75kW套12污泥泵Q=10m3/h，H=5m，N=0.55kW台1九污泥浓缩池1中心传动浓缩机φ3米，N=0.37kW套1十污泥脱水机房-69- 1污泥螺杆泵Q=6m3/h,P=0.6MPa,N=3.0kW台21用1备2带式脱水机DY-1000，N=1.5kW台1Q=0.17m3/min，P=0.7MPa，3空压机台1N=1.5kW4PAM加药装置GTF-1000，V=1000L，N=2.2kW套1Q=390L/h，P=0.4MPa，5PAM加药计量泵台21用1备N=0.75kW6管道混合器DN100台17反冲洗水泵Q=12m3/h，H=60m,N=4.0kW台18自动冲洗过滤器DN50台19水平螺旋输送机L=8m,N=3.0kW台110倾斜螺旋输送机L=6m,N=3.0kW,α=30°台1Q=3000m3/min，11轴流风机台3D=460mm,N=0.37kW跨度L=10m,起吊重量2T，12电动单梁起重机台1N=3.0kW13磷源加药装置V=1m3，N=1.1kW套1Q=100L/h，P=0.2MPa，14磷源加药计量泵台21用1备N=0.37kW15氮源加药装置V=1m3，N=1.1kW套1Q=100L/h，P=0.2MPa，16氮源加药计量泵台21用1备N=0.37kW17硫酸加药装置V=1m3，N=0.75kW套118NaOH加药装置V=1m3，N=0.75kW套1十鼓风机房及控制室一Q=1.5m3/min，1罗茨鼓风机台21用1备N=2.2kW,P=0.05MPa-70- 12.2主要建构筑物投资估算序占地面积单数名称备注空体积单价合计号（m2）位量1格栅及调节池36.6座1219.660013176013.182铁碳微电解6.2座23.140024800.253混凝沉淀池27.2座1122.40500612006.124UASB系统32.2座122.5440090160.905竖流沉淀池20.7座1115.92500579605.806接触氧化池89.0座1356.0040014240014.247竖流沉淀池26.5座1161.65500808258.088贮水池8.1座128.35400113401.139集泥池7.5座126.25400105001.0510污泥浓缩池10.2座135.70400142801.43污泥脱水机房及加11128.0座1128.00220028160028.16药间12鼓风机房及控制室66.0座166.00220014520014.5213围墙176500880008.8014道路47.2350165201.6515绿化75350376623.771090743109.07-71- 12.3总投资概算表概算价值（万元）序项目或费用名称安装工设备及工器具其它费号建筑工程合计程购置用第一部分：建安工程I109.0737.98439.760.00586.81费1格栅及调节池13.181.1111.1225.412铁碳微电解0.256.0060.0066.253混凝沉淀池6.120.504.9611.584UASB系统0.901.0610.6012.565竖流沉淀池5.800.060.646.506接触氧化池14.241.8518.4634.557竖流沉淀池8.080.060.648.798贮水池1.130.000.001.139集泥池1.050.262.603.9110污泥浓缩池1.430.646.408.4711污泥脱水机房及加药间28.1612.23122.34162.7312鼓风机房及控制室14.520.202.0016.7213围墙8.808.8014道路1.651.6515绿化3.773.7716电气系统4.504549.5017自控系统6.006066.0018管阀系统3.503538.5019化验设备2020.0020交通运输工具4040.00第二部分：工程其它II32.5332.53费1设计费24.1724.172劳动安全卫生评审费2.352.353生产准备费1.621.624联合试运转费4.404.40Ⅲ工程投资109.0737.98439.7632.53￥619.34-72- 致谢-73- 参考文献[1]高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程[M].3版.北京：高等教育出版社.2007.[2]王晓莲，彭永臻.A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用[M].北京：科学出版社.2009.[3]尹士君，李亚峰.水处理构筑物设计与计算[M].2版.北京：化学工业出版社.2007.[4]崔玉川，刘振江，张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算[M].1版.北京：化学工业出版社.2004.[5]韩洪军，杜茂安.水处理工程设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社.2005.[6]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2002.[7]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册.第九册.专用机械[M].北京：中国建筑工业出版社.2000.[8]中国市政工程东北设计研究院.给水排水设计手册.第一册.常用资料[M].北京：中国建筑工业出版社.2000.[9]中国市政工程西北设计研究院等.给水排水设计手册.第十一册.常用设备[M].北京：中国建筑工业出版社.2002.[10]余兆丰，余志荣.污水处理组合工艺及工程实例[M].北京：化学工业出版社.2003.[11]张景成，张立秋.水泵与水泵站[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2003-74-'