新农村生活污水处理设计详细方案.pdf

第 1 页 共 35 页 生活污水处理工程设计方案 环境工程科技有限公司 2013-01 环境工程施工证书 编号：皖环产施证字（11） 第2013号 等级：乙级 第 2 页 共 35 页 目录 1 概述 . 5 1.1 项目概述 . 5 1.2 场镇状况 . 5 1.3 设计依据 6 1.4 设计范围及原则 . 7 1.4.1 设计范围 . 7 1.4.2 设计原则 . 7 2 设计方案 8 2.1 污水处理站的水质水量 8 2.1.1 污水处理站处理污水水量 . 8 2.1.2 污水处理站污水水质指标 . 8 2.1.3 污水处理排放标准 8 2.2 确定设计规模 9 2.3 城镇污水处理处理原则 9 2.4 处理工艺的选择 10 2.4.1 工艺方案选择原则. 10 2.4.2 工艺方案的设计. 11 2.5 处理工艺 . 15 2.5.1 、污水处理工艺说明 16 2.5.2 、污泥处理系统 17 2.5.3 采用本此设计污水处理方案的特点 17 2.6 污水处理工程设计 . 18 2.6.1 、粗格栅及一级提升泵房 18 2.6.2 、细格栅 . 18 2.6.3 、沉砂池 . 19 2.6.4 、调节池与水解酸化池 19 2.6.5 、SBR 生化池设计 19 2.6.6 、普通快滤池 21 第 3 页 共 35 页 2.6.7 、消毒池 . 21 2.6.8 、污泥脱水 . 21 2.6.9 、公用设施及辅助建筑物 22 2.6.9.1 、公用设施 . 22 2.6.9.2 、污水处理工程辅助设施 22 2.7 主要设施与设备一览表 23 3 相关设计 . 25 3.1 平面布置 25 3.2 建筑与绿化 25 3.3 土建设计 . 25 3.3.1 建筑设计 . 25 3.3.2 结构设计 . 26 3.4 电气设计 . 27 3.4.1 电气控制 27 3.5 机械设备设计 . 27 3.6 自控设计 . 27 3.6.1 设计范围 27 3.6.2 自动化水平 27 3.6.3 自控设计方案 . 27 4 劳动安全 . 28 5 工程投资估算 29 5.1 编制范围 29 5.2 编制依据 错误！未定义书签。 5.3 工程投资估算 . 29 6 运行管理机制与运行费用 32 6.1 管理机制及人员编制 . 32 6.2 运行费用分析 32 7 主要技术经济指标分析. 34 第 4 页 共 35 页 7.1 投资技术指标 34 7.2 污水单位处理占地面积. 错误！未定义书签。 8 效益分析 . 34 8.1 环境效益 34 8.2、经济效益 . 34 8.3 社会效益 . 35 9 本公司承诺 35 10 总结 35 第 5 页 共 35 页 1 概述 1.1 项目概述 项目名称： 项目规模： 1000t/d 项目建设地点： 项目性质：设计单位： 1.2 村镇状况 1.2.1 村镇排水现状 根据村提供的数据， 常驻人口为 5000 人，按照日人均用水200L 的标 准。每天平均排水量为1000 吨。 1.2.2 村镇污水处理厂建设的必要性 村镇污水处理厂建设工程， 是水污染综合整治工程的重要组成部分，是村 镇基础设施完善程度和衡量场镇现代化的标志之一，不仅反映了村镇的经济实 力、社会发展和人口素质， 同时还能随着环境的改善， 增强对内资和外资的吸 引力。污水处理系统的完善与否与地区的经济发展息息相关，经济的发展和环 境的优美，是持续发展的根本保证。因此，兴建污水处理工程是十分必要的， 产生的社会效益、 环境效益和经济效益是无法用金钱来衡量的，是造福子孙后 代的千秋大业。随着地区经济的活跃，#县#村的发展将不断迈上新台阶，工 业企业势必将不断增加， 人口特别是外来人口在相当长的时期内仍有不断增长 的趋势，若不尽快治理， 必然导致污染的进一步加重， 造成区域水质进一步恶 化，人民生活环境脏、乱、差，场镇生态环境受到破坏，最终使环境污染问题 第 6 页 共 35 页 成为制约经济发展的重要因素。 1.3 设计依据 1） 关于加快城市污水集中处理工程建设的若干规定，建设部、国家环 保局建城 (1991)594 号。 2）建设部城市基础设施工程投资估算指标。 3） 中华人民共和国水污染防治法、 地表水环境质量标准（GB3838- 2002） 。 4）安徽省主要河流、湖泊、水库环境功能类别表。 5）安徽省饮用水源保护管理条例。 6）采用的主要规范和标准 (1)室外排水设计规范 (97 年版)，(GBJl4-87) (2)污水排入城市下水道水质标准 ，CJ3082-1999 (3) 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002） (4)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准，(CJJ3l-89) (5)建筑给水排水设计规范 ，(GBJ15-88) (6)城市污水处理及污染防治技术政策 ，(建成2000124 号) (7)通用用电设备配电设计规范 ，(GB50055-93) (8)城市防洪工程设计规范 ，(CJJ50-92) (9)泵站设计规范，(GB/T50265-97) (10)水工砼结构设计规范 ，(SL/T191-96) (11)工业建筑防腐蚀设计规范 ，(GB50046-95) 第 7 页 共 35 页 (12)工业企业设计卫生标准 ， （GBZ1-2002） (13)建筑结构荷载设计规范 ，(GBJ9-87) (14)给水排水工程结构设计规范 ，(GBJ69-84) (15)混凝土结构设计规范 ，(GBJ10-89) (16)建筑抗震设计规范，(GBJll-89) (17)建筑地基基础设计规范 ，(GBJ789) 1.4 设计范围及原则 1.4.1设计范围 本工程设计范围从生活污水贮水池入口至污水排放口之间的污水处理工 艺、土建设计、污水管网、电缆管路、电气控制及设备制造、安装调试与人员 培训及竣工验收。实行“交钥匙”工程。污水处理站以外的进水管、排水管、 电缆、自来水管、消防、绿化带等设施均不在本方案设计范围内。 1.4.2设计原则 （1）执行国家关于环境保护的政策及相关法规、规范和标准。 （2）针对生活污水的水质水量特征，采用高效节能，易于管理，工艺简 洁，技术先进， 成熟可靠的村镇污水处理工艺。充分发挥各处理单元的最高处 理效率，要求用最低运行成本达到最佳的处理效率。 （3）有自动控制系统，自动化程度高。 （4）妥善处置生活污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥，避免对周 围环境造成污染。 （5）生活污水处理站平面布置应符合当地总体规划环境要求，优化布局， 降低占地指标，节约土地资源，使项目建设投资低。 第 8 页 共 35 页 2 设计方案 2.1 污水处理站的水质水量 2.1.1污水处理站处理污水水量 根据提供的污水的相关资料，#县#村污水处理站处理污水的水量为： Qd=1000 m 3/d。 2.1.2污水处理站污水水质指标 根据当地环境监测站提供的监测数据以及我公司结合场镇污水治理的经 验，先确定该场镇污水处理站污水进水水质指标列表如下： 项目pH 值 SS (mg/L) BOD (mg/L) COD (mg/L) 氨氮 (mg/L) 总磷 (mg/L) 动植物油 (mg/L) 浓度69 200 300 500 25 4 50 2.1.3污水处理排放标准 根据国家环保总局的相关规定及水域功能区划分标准，本项目执行城镇 污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002 ）的一 级标准 B级。该废水处理 后应达到以下所示标准： 污水排放控制标准 项目pH 值 SS (mg/L) BOD5 (mg/L) CODcr (mg/L) 氨氮 (mg/L) 动植物油 (mg/L) 粪大肠菌群 数/（个/L） 浓度69 2020 30 15 3 10 4 第 9 页 共 35 页 2.2 确定设计规模 根据村提供的污水的相关资料和水量设计要求，确定污水的水量为： Qd=1000 m 3/d，污水处理站的设计规模为 Qd=1000 m 3/d。 2.3 城镇污水处理处理原则 作为村镇基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，村镇污水处 理厂工程的建设和运行意义重大。由于污水处理站的建设和运行不但耗资较 大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理 厂的运行性能和费用降低最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则， 从整体优化的观念出发， 结合设计规模、 污水水质特性以及当地的实际条件和 要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面比较后优选出最佳的 总体工艺方案和实施方式。 在本污水处理站工艺方案确定中，将遵循以下原则： 1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到标书规定的排放要求。 2）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。 3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求 调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能 力。 4）选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟。 5）便于实现工艺过程的合理自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和 人工费用。 第 10 页 共 35 页 2.4 处理工艺的选择 2.4.1 工艺方案选择原则 由于污水处理的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影 响， 其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和费用降低最为关 键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发， 结合设 计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理 的处理工艺方案，经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。 小城镇污水处理工艺设计应满足以下原则： 根据进水水质组成和浓度选择经济有效的小城镇污水和污泥处理流程， 确保出水能符合回用水质要求或排放的水质标准，并使污泥得到安全地利用和 处置； 处理工艺流程必须废水处理工艺和污泥处理工艺一并考虑，统一研究。 综合考虑污水处理厂规模，当地气候、地质、地形、人员素质、经济水 平等因素。 在本污水处理厂工艺方案确定中， 除遵循以上原则外，还将遵循以下原则： 1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到规定的排放要求。 2）基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。 3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求 调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能 力。 4）选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟。 5）便于实现工艺过程的合理自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和 第 11 页 共 35 页 人工费用。 2.4.2 工艺方案的设计 根据上述对污水水质的分析，本工程要求对BOD5、CODCr、SS 、动植物油 去除率要求较高。本方案设计的污水处理工艺选择将针对#县#村的污水量和 污水水质以及当地经济条件、管理水平等考虑采用适应能力强、调节灵活、 低 能耗、低投入、占地少和操作管理方便的成熟处理工艺。下面将对各种工艺的 特点进行论述，以便选择切实可行的方案。 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 可生化性较好，BOD5/CODCr0.3 较难生化，BOD5/CODCr0. 25 不易生化。 分 析 村 污 水 处 理 厂 进 水 水 质 ， BOD5=300mg/L， CODCr=500mg/L， BOD 5/CODCr=300/500 =0.6 ，其可生化性属于较好类型的城镇污水，因此本工程 适宜于采用生物处理工艺进行处理。 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/N3.50 才能进行有效脱氮。 分析确定的进水水质， C/N=300/25=12，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。BOD5TP的比值是衡量能否达 到除磷效果的重要指标，一般认为该值要大于20，且比值越大，生物除磷效 果越明显。 本工程的进水水质， BOD 5TP=300/4 =75，满足采用生物除磷工艺的条件。 第 12 页 共 35 页 综上所述， #县#村污水处理站进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工 艺，而且还适宜于采用生物脱氮除磷工艺。 近年来，常用的生物脱氮除磷（二级强化生化处理）成熟的工艺有：A/O 法、A/A/O 法、AB法、SBR等。 1） 、A/O（厌氧 /好氧）法 A/O（Anaerobic/Oxic）工艺（有硝化）即厌氧 /好氧工艺是厌氧区和缺氧 区组成的最简单的强化生物除磷工艺。其工艺流程见图2-1。 图 2-1 A/O法工艺流程框图 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。 在具有足够泥龄的条件下，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。 A/O工艺有硝化时存在以下缺点： 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 进水 出水 污泥回流 厌氧区 (A) 好氧区（ O）二沉池 第 13 页 共 35 页 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。 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 。 2） 、 A/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2-2。 图 2-2 A/A/O工艺流程框图 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国内大中型污水处理厂。 A 2/O 法的缺点主要在于该工艺本身。脱氮需要保持较低的污泥负荷，以 便充分进行硝化、达到较高的脱氮率，而生物除磷需要维持较高的污泥负 荷、得到较大的剩余污泥量，以便达到较好的除磷效果，因此在设计中还 进水 出水 混合液回流 污泥回流 厌氧区 (A) 好氧区（ O）二沉池 第 14 页 共 35 页 需要采取必要的措施和进一步的优化，使两者有机结合在一块，以便达到 最佳的除磷脱氮效果。 A 2/O 系列的缺点是流程复杂，必须设置单独的二沉池和鼓风机房，通常 也需要前置初沉池，占地面积大，系统水头损失高；同时还需专门的回流 设备和回流构筑物，管理水平要求较高。尽管如此，但该工艺相对成熟可 靠，处理效果稳定 , 一般适用于具有较高运行管理水平的大型污水厂。 3） 、 AB 法 AB法是一种生物吸附降解两段活性污泥法，A段负荷高，曝气时间短， 约 0.5 h ，污泥负荷高达 26 kg BOD5/kg MLSS·d；B段（可按 A/A/O 设计） 污泥负荷较低，为0.1 0.3 kg BOD5/kg MLSS·d；该法对有机物、氮和磷都 有一定的去除率。 它适用于进水浓度高 （通常要求进水 BOD5250mg/L） 、处理 程度较高、水质水量变化大的污水。 4） 、SBR法 在同一容器中进水时形成厌氧（此时不曝气）、缺氧，而后停止进水， 开始曝气充氧， 完成脱氮除磷过程， 并在同一容器中沉淀， 再加上撇水器出水， 完成一个程序。 这种方法与以空间进行分割的连续系统有所不同，它不需要回 流污泥，也无专门的厌氧、缺氧、好氧分区，而是在同一容器中，分时段实行 搅拌、曝气、沉淀，形成厌氧、缺氧、好氧过程。 SBR 工艺的特点如下 1. 运行灵活， 可根据水量、 水量的变化调整各阶段的时间，或根据需要调 整或者增减工序，以保证出水水质符合要求。 2. 类似于静止沉降的特点，使泥水分离不受干扰，出水SS （悬浮物）低 第 15 页 共 35 页 而且很稳定。 3. 生物反应、沉淀均在一个构筑物内完成，节省占地，造价低。 4. 承受水量、水质冲击负荷能力较强。 5. 污泥沉降性能好，不易发生污泥膨胀。 6. 对有机物和氮的去除效果好。 这种方法厌氧池的氧化还原电位较高，除磷效果差， 总容积利用率低， 一 般小于 50，适用于污水量较小场合。 与其他处理工艺相比较，SBR 可采用鼓风曝气，也可采用机械曝气，由 于系统总处于曝气与不曝气状态，设施也处于停、 开相间的状态， 所以节能效 果好。生物反应在一个池体内完成，无需设置二沉池，有效水深较深，相应占 地面积较少。 在污水处理工艺流程中， 好氧生化处理是决定去除有机污染物效率的主要 操作单元，本方案拟选用了国内外发展变化最快的污水处理工艺SBR 生化 处理工艺。 2.5 处理工艺 污水处理工艺的选取要求技术先进、运行稳定、操作简便、运行成本低、 投资省。根据#村生活污水所具有的特点， 结合本公司多年工业废水、 生活污 水处理工程经验，确定 #村生活污水处理工艺流程如下：