生活污水处理厂建设项目专业设计方案.doc

生活污水处理厂建设项目专业设计方案1.1 公用工程5 厂区供水厂区供水分三部分：a.滤布冲洗用水为320m3/d，水源来自处理后的尾水。b.生活用水、脱水间溶药水、化验室用水共计20m3/d，由自来水直接供给。c.消防用水标准以15L/s计算，由厂区统一考虑。5 厂区雨水设计厂区地面高程高于厂外0.400.60m，故厂区雨水排放采用雨水口收集进入暗管集中排放方式，在竖向设计时考虑较低点设置雨水排放口。1.1.3 厂区排水厂区排水管主要负责综合楼及生产附属车间的生活污水、脱水加药间排水的收集。排水管按厂区道路边敷设方式收集各排放点污水，最终送至粗格栅进水井。1.2 建筑 1.2.1 建筑总平面布置污水处理厂首期总占地面积1.1×104平方米。总平面设计严格执行国家有关规定，按照适用经济美观的原则，在满足工艺流程的前提下，合理分区。厂前区与生产区之间由绿化带和道路隔开，避免相互干扰，净化了空气污染，力求达到一个具有现代艺术效果的建筑群体，创造一个舒适优美的生产环境。厂区道路流畅，主干道宽米，沥青混凝土路面，转弯半径为、。人行道为1.2m，预制水泥方砖铺砌。5 绿化及卫生防护1、设计原则1) 满足污水厂对绿化的要求，根据其特点，通过绿化来改善环境、起到防噪、防尘、防火的目的。2) 点、线、面相结合，以厂前区绿地为核心，厂房周边绿化为基础，通过厂区道路沟通形成一个环境优美之厂区。3) 因地制宜。结合污水厂构筑物的大体量与成片组成的特点，灵活而巧妙地安排绿化及布置建筑小品。4) 保证生产与安全。考虑地上、地下管线的安全防护要求，合理种植高度、形体、根系与之相适应的树种。5) 绿化、美化相结合，采取快长密植的办法或栽植较大的成苗，尽快取得绿化效果。2、厂区主要绿化设计1) 厂前区绿化设计厂前区是外来客人入厂获得最初印象的场所。厂前区的环境与面貌在很大程度上体现了工厂环境与面貌，是绿化的重点。厂前区较为开阔方正，是视线集中的地方，设计了一些建筑小品以及能从各个角度欣赏的花坛。2) 各类用房周围绿地的设计由于不同的生产性质和卫生要求，环境绿化在设计上也要有所不同，因此，必须针对具体情况因地制宜地进行。泵房、变配电间等附近，考虑到会产生噪声、热量，还应注意防火，设计上多选择枝叶茂密、分枝低矮、叶面积大的乔、灌木，并配以枝叶密集的绿篱墙。在微曝氧化沟周围，则因其水面均为敞开型，故而在绿化设计上选用不散放飞絮、种毛、翅果，不易掉叶的乔、灌木。为使效果更好，尽量使乔、灌、草组成立体结构，并离构（建）筑物有足够的距离。由于脱水加药间区域有异味散发，绿化植配上考虑栽种生长快、花气芳香、抗污力强的树种。3) 道路绿化在较宽阔的厂区主干道两侧人行道上种植高大等距的乔木，形成行列式的林荫道。根据道路走向，合理布置向阳、耐荫树种。在道路交叉、转弯处，绿化树种以灌木为主，高度不超过0.7m。绿化树种选择，考虑形态美观，树冠高大，枝叶繁密，适应性强和抗污力强，病害少，不产生污染环境的树种。乔木栽植应距建筑外墙5 m以外，距地下管线2 m以外；灌木栽植应距建筑外墙1.5 m外。4) 集中绿地厂区内的集中绿地是职工就近休息、散步、观赏的小游园，作自然式布置。据地形变化布置园林小路，点缀山石、花廊、坐椅，种植各色花木，铺设大面积草坪。5 建筑单体综合楼：建筑面积：252平方米。包括化验室、中控室、办公室、倒班宿舍、食堂等。立面高低错落，线脚细腻，比例合适，色彩与厂区其它建筑物一致，形成相互对应，给人一种新的建筑风格的感受。污泥脱水加药间：建筑面积：190平方米。配电间：建筑面积：30平方米。所有单体建筑设计既具有个性又整体协调统一。建筑外观为白色，以适应炎热的气候。重视工作人员房间朝向、面积及生活配套设施的建设，为工作人员创造安全、卫生、便利、舒适的室内工作环境。在适量采用当地建筑材料的基础上，兼顾创新和工业建筑的特色。5 建筑装修1、外墙面：建、构筑物均采用无釉外墙面砖饰面。2、门、窗：采用塑钢门窗，内门采用木门，进出设备大门、隔音门及防火门采用彩钢门。3、内装修：根据建筑功能而定，各建筑内墙、天棚均有抹灰及饰面。4、地面：按建筑功能而定。5、围墙：为混凝土格片半缕空花围墙。6、屋面：采用级防水屋面。7、栏杆及油漆：采用不锈钢栏杆；与污水接触的铁件，采用耐酸型的防腐油漆。1.2.5 建筑噪声控制、通风、防腐蚀1、对有噪音建筑，内部采用吸音措施，隔音门窗。2、对鼓风机房、配电、污泥脱水加药间等进行有效的通风。3、对具有腐蚀的楼面、地面、水面，采用防腐涂料及耐酸陶板面等。1.3 消防消防设计依据现行的中华人民共和国国家标准GBJ16-87建筑设计防火规范。在总平面布置上，严格执行消防有关规定，厂区设置两个出入口。厂区主要道路全部为互通的环行道路，交叉路口转弯半径为9米。厂区消防系统采用低压消防系统，消防水量为15L/S，室外消火栓均沿厂区道路两侧布置，消火栓间距小于120米，消火栓保护半径150米。厂区内各构筑物、建筑物除变配电间为一级耐火等级外，其余为二级。厂区内各建（构）筑物防火间距均不小于10米。有爆炸危险的场所内，电气设备和线路应采取防护措施，防止化学的、机械的和热的因素影响。产品符合防腐、防潮、防晒、防雨、防风砂等各种环境的要求。其结构在满足电气设备的规定下，不会降低防爆性能要求。1.4.1 结构形式在本工程设计中，对池体采用新型的结构设计方案，全预应力无伸缩缝结构形式，这种结构形式对于抗震、施工及使用阶段的管理都有很多优点。1.4.2 材料各建构筑物混凝土均采用普通硅酸盐水泥，复合型混凝土外加剂。对混凝土所用砂石骨料的碱活性进行检验，不使用具有碱碳酸盐反应活性的骨料，如果砂石骨料具有碱硅酸反应活性，各水处理构筑物应采用低碱水泥，控制外加剂的碱含量，每立方米混凝土中总的碱含量不超过3公斤。1.4.3 抗震设计拟建厂区的地震基本烈度七度，在抗震设计时，各建构筑物仅考虑近震的影响。1.4.4 防火设计各建构筑物按其相应的耐火等级选用适当的构配件，如对于配电间、变压器室按一级耐火等级设计，屋面板采用现浇钢筋混凝土结构，围护墙采用砖砌体。1.4.5 基础设计根据工程地质勘探报告所揭示的地质及地下水情况，本工程范围内建筑物（综合楼、综合车间）采用预应力混凝土管桩基础，桩端持力层为强风化花岗岩。本工程范围内构筑物分为两类：一类埋置较浅的水池，抗浮计算满足要求时，采用水泥搅拌桩处理填土、淤泥层，以中砂层为水泥搅拌桩持力层。另一类埋置较深的水池，池自重不能满足抗浮要求时，采用预应力混凝土管桩提高水池抗浮能力同时也处理了填土、淤泥层。可行性研究报告暂时按该地质报告资料编制。建议初步设计和施工图设计阶段，需对场地详勘后再进行深化详细设计。1.1.1 有关标准1、供配电系统设计规范GB50052-952、10KV及以下变电所设计规范GB50053-943、低压配电设计规范GB50054-954、通用用电设备配电设计规范GB50055-935、电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-926、电力工程电缆设计规范GB50217-947、并联电容器装置设计规范GB50227-951.1.2 设计范围本项设计包括污水处理厂内变电、配电、控制、照明工程。厂区外部电源线路工程不包括本项设计之内。1.1.3 供电电源及电压污水处理厂为三级负荷，为了保证其可靠运行，应采用单回路供电，电压为10KV，50Hz。由当地供电部门提供单电源供电，电源可靠程度较高。厂内电压选择为380/220伏。变压器采用一用一备。1.1.4 负荷计算总计算负荷低压侧为551.0Kw，功率因数补偿采用低压侧集中补偿方式，10千伏电源进线侧功率因数能达到以上。负荷计算详见负荷计算表。负荷计算表序号用电名称安装台数设备容量KCCOStg需要容量常用备用常用（kW）备用（kW）有功（kW）无功（kvar)视在（kVA)一粗格栅-提升泵池1回转式粗格栅112手电两用启闭机60013提升泵3130150.75304轴流风机10010.85轴流风机10010.86螺旋输送机10010.8二细格栅池=旋流沉砂池1回转式格栅除污机10012砂水分离器1040143气提吸砂机20014螺旋输送机10010.85罗茨鼓风机110.8三微曝氧化沟1厌氧池搅拌器10012缺氧池搅拌器3001113好氧池搅拌器2001四二沉池1中心传动单管吸泥机2001五二沉池配出污池1回流污泥泵112222222剩余污泥泵112222223二次提升泵2130150.7530六反应-过滤池1絮凝剂投加系统10012反冲洗泵3166220.75663计量泵5001七消毒池1紫外线消毒装置112手电两用启闭机400133厂区回用水泵1101434九回用水池1回用水泵20370137十鼓风机房1罗茨风机21110551102轴流风机3001十一污泥脱水机房1带式浓缩压滤机1112污泥螺杆泵201501153空压机20014絮凝投加机20015清洗泵101501156皮带输送机10017电动泥斗10018PAM溶药装置10019轴流风机100110电离除臭装置1001二照明500500十三其它500500乘同期系数补偿-200补偿后变压器损耗合计变压器选择630kVA1.1.5 供电系统本项工程设计负荷性质按三级负荷考虑，因此要求供电电源要具有三级负荷的供电能力和可靠程度。厂内设置附设式降压变压器室，变压器室内设变压器1台。选择非包封式干式变压器，SG10系列。变电所内设低压配电室。低压母线采用单母线分段接线，供电系统以放射式和树干式相结合的接线方式配电至各用电设备。1.1.6 主要设备选型高压配电柜选择KYN-12Z型小车式真空开关柜。设定可靠的“五防”闭路防止误操作，柜内配置的真空断路器使用与操作机构是20年免维护，为防止操作过电压、真空断路器与互感器柜、装设有四元件结构三叉戟过电压保护器，带串联间隙、氧化锌型相对相，相对地组合保护。低压配电柜与MCC柜选择具有设计先进、造型新、性能稳定、维护操作安全、可靠、组合灵活多样化，断流能力大等优点的MNS型抽屉式配电柜。变压器选择干式变压器。1.1.7 保护和控制带有真空断路器配电柜内装设带有控制功能的数字式线路综合保护装置。综合保护装置嵌入式安装变压器保护：a. 过电流时间保护b. 电流速断c. 过载保护d. 不平衡负载保护e. 单相接地保护10千伏电源进线采用数字式线路综合保护装置。低压电源进线侧装设自动空气开关，作为低压母线的短路保护及过电流保护和各回路的后备保护。电动机的保护设有自动空气开关，接触器，热继电器组对电动机进行过载及短路保护。控制与操作，主要以中央控制室控制为主，主要机旁设有可供控制与操作的开关，中心控制室设置工业PLC（可编程序逻辑控制器）对全厂可操作设备进行在线监控。1.1.8 计量污水处理厂内高压电源进线侧设有有功功率表，无功功率表，作为厂内电度与管理计量。1.1.9 接地及其它本工程变压器为中性点直接接地，电源进线处设接地装置，在格栅间、污泥脱水加药间等处设置重复接地装置，其低压电力系统中的电力设备外壳采用接零保护，与防雷装置组成公共接地网，接地装置的接地电阻小于1欧姆。全厂电气接地系统采用TN-S系统。系统中工作接地，保护接地，重复接地形成一个统一的电气等电位连接体。 照明执行GB5003492工业企业照明设计标准进行设计在保证照度的前提下优先采用高效节能灯具和使用寿命长光色好的光源，以降低能源损耗和运行费用。室内照明以高效荧光灯为主。其中会议室、接待室可根据装修特点采用装饰灯具，中央控制室采用低亮度漫射发光天幕，使光线柔和，减轻工作人员疲劳程度。车间内采用单灯混合型灯具，中控室、配电室等重要场所应急照明灯具。厂区道路照明以庭院灯具为主，灯具形式与建筑物风格和厂区环境相协调。对大型露天水池采用高杆投光灯（光源采用显性好的金属卤钨灯），保证照度和显色性要求。1.6 自动化控制 设计原则、标准与测定内容该项设计是在充分遵循污水处理工艺特性的基础上，根据污水处理流程的需要和工艺的要求，结合现代国内外污水处理厂的发展和水平，考虑到操作、管理水平的先进性和高新技术应用的合理性、经济性，按照具有先进技术水平的现代化污水处理厂进行设计的。标准与测定内容是遵循工艺必须、计量达标、实用有效、免维护的原则，在污水处理工艺流程装置中设置了不同数量的液位、液位差、流量、压力、DO溶解氧、MLSS悬浮物、CODcr等在线监控仪表。 自动控制系统设计： 1、自控系统概述：自控系统将采用集散型控制系统，整个控制系统是分层次的、分布式的结构。全厂控制系统分二级，即现场控制站级和中央调度管理级。自控系统采取“集中监测, 分散控制”的原则, 由中央监控工作站和现场分散控制站组成全厂工业控制网。现场控制站与二台中央调度计算机之间的通讯采用以通讯电缆为介质的高速工业网络。通讯速率为5MB/S。通讯网络采用开放式的结构及目前国际上主流的TCP/IP通讯协议，可以非常方便地与其他标准网络相兼容。2、自控系统的组成：中心控制室配备2台互备的监控计算机。污水厂于变配电间设一个现场控制站PLC1。现场PLC控制站采集污水处理系统现场的液位、流量、DO溶解氧、MLSS悬浮物、CODcr等工艺参数和全部动力设备的运行状态信号。 1）中央监控工作站中控室SCADA系统包括监控所需的计算机网络系统,包括两套互不依赖的监控计算机。通用接口将打印机、不间断电源、显示模拟屏联系在一起。并配置实时及多任务彩色图形系统监控软件。用于集中监视、控制、操作、管理污水处理的全部生产过程。模拟屏采用投影仪方式，具有显示内容灵活多变，安装容易，节省投资等优越性。基本配置:a两台Pentium操作员工作站。包括工业键盘，鼠标和21寸CRT。b.一台彩色喷墨式打印机。c.一台宽行针式打印机。d.高速数据通讯网络。e.UPS电源。f.全套配置的系统软件、编程软件及上位监控软件。系统功能:中控室的两台计算机操作员站互为冗余，它们均可各自独立完成整个工艺过程的监控。当一台故障时，另一台担负全部工作。操作员站具有以下功能：a.显示工程设备的运行状态，显示工艺流程的动态参数，显示相关参数的 趋势，历史数据及历史记录。b.打印过程回路控制的参数给定值，报警记录，班报表等。c.报警设有优先级管理，任意管理及均在屏幕上显示。d.在操作过程中，设有启动，停止，复位和选择等软手动操作功能。e.实现编程、组态和修改等，操作员站装有功能强大的上位软件，以便能方便地、直观地组态和编程。f.系统有在线和离线修改功能，并带有自诊断功能。g.管理员监视和控制系统能够和所有控制器组成部分保持通讯。系统要负责所有控制系统组成部分的协调通讯。h.控制中心能根据实时数据，观察在扩展期内的发展趋势。i.在全厂控制中心要完成报警记录，报警总汇要在总控制室里显示， 应根据收到的次序显示，所有报警都标有日期、时间、至少有2个报警优先级（一般和极限），并且可以总体报警或一个接一个报警。j.当一台主机停止工作后再开机，另一台将自动补充它丢失的数据。监控软件系统：该系统监控软件是以 WINDOWS/NT为操作系统,以PC机为硬件平台,以实时数据库为数据核心的,具有方便汉字处理能力的系统.其功能包括以下几方面：a.以中文为基础的监控系统.b.系统以中文方式在线报警和报警信息归档存贮,数据记录与报表的自动 生成，自动打印。c.有系统工程师和操作员安全保密功能。d.各类过程信息归档。e.系统报表生成,具有宽行不限字符打印能力。f.具有WINDOWS标准接口。g.高级语言开发与嵌套接口。h.具有三维图形元和中文显示功能的流程图组态功能。 i.支持高分辨率(1600X1200)彩色图形显示系统。j.具有先进和完备的工程图形支持库和完善的图形编辑功能。k.具有ISA及工程习惯用的立体图形库。l.支持工业以态网TCP/IP,ISO等开放通讯协议。m.支持管理级标准以态网通讯的协议驱动软件。n.多种I/O接口驱动和分布式现场控制总线。o.支持功能键,鼠标,打印机等多种外部设备。p.可进行实时和历史数据分析。q.具有事件驱动和多窗口显示功能。r.在线切换功能和特殊运算功能。s.高级语言C+接口功能。t.系统过程总貌。u.系统工位号/标签(Tag)分组。v.系统趋势。通讯功能：提供TCP/IP，ISO，MAP等方式之一或几种的工业网协议，以满足监控现场 PLC等设备的通讯。打印机系统：打印机系统包括在线事件打印,报表打印,统计资料打印和彩色事故分析打印等功能,其连接方式是直接计算机驱动方式.2）现场控制站：配电室PLC控制站主要对现场有关设备进行监控和为中央控制室数据采集,同级站组成控制网络，控制站配数据高速通道适配器, 以及控制站网络接口模块。 此外，包括系统软件和应用软件和过程控制软件。 现场控制站提供方便的自动控制, 临界报警和连续的回路控制功能。编程软件给用户提供开发功能块的能力，用户可在应用程序中多次使用这些功能块，如果使用者多次使用数字功能块和标准控制逻辑块时，编程人员只对其一次开发，重复使用。每个控制站作为中央工作站的一个现场控制单元，中央工作站将监视现场站的运行状态。3）控制网络：控制网络作为整个控制系统的系统总线，用于连接中央控制室内的各种设备（包括工程师站和操作员站）和各个现场控制站。现场总线用于连接各现场控制站中央处理器与各个远程I/O单元和模块以及远程执行器等。安全可靠、迅捷高效的控制网络是成功的过程自动控制系统的先决条件，对于分布式自动化控制系统更是如此。本项目的网络系统采用以电缆为传输介质的网络结构,控制网络为Modbus Plus.4）软件：本系统将采用先进的计算机控制系统，用于污水处理厂的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统不仅要有可靠的硬件设备，还具有功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件和编程软件。a.应用软件,包括厂级用户监控软件,现场分散控制应用软件,应用软件满足用户的实际应用。b.工程控制软件,实用、可靠且满足设计工艺要求。每个控制站具有独立完 成本地控制任务,同时还应具有与其他控制站通讯的网络能力,各控制站间不会出现相互干扰.工程控制软件提供全部应用软件资料,如程序清单,框图,控制算法和操作使用说明等功能.。c.工程监控软件，具有下述功能· 整个工厂总貌图、设备布局图、控制流程总图等。· 多窗口,动态显示工艺流程画面,设备运行状态和过程参数等· 各个独立控制站的状态显示· 报警及事件的自动记录,在线打印.· 趋势图· 生产报表生成· 数据处理· 上位控制令发送· 自动/手动切换d.网络软件,完成整个工厂控制各站间数据的正确流向,保证网络负载均衡,不得出现网络发滞现象.在网上某个节点出现故障时,不会影响其他节点的正常工作。 自控系统的可靠性:1控制系统能在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围，能够承受工业环境的严格要求。2故障诊断，控制系统具有自诊断功能，可以在运行中诊断出系统的部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息。在系统发生故障后，IO的状态应返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。3通讯系统的性能，控制系统是开放的控制系统。它除了具有良好的网络通讯能力外，还具与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，网络连接应无特殊要求。4扩展性和兼容性，为了保证在工厂扩建或改造时满足工厂的控制要求，控制系统具有较强扩展能力，并且系统的关键部件如主机、电源及通讯网络均可进行扩展。当更新的、更先进的产品出现时，和目前的产品能保持一致性、兼容性、成套性。 自控系统运行特点：1. 现场控制站负责设备的自动控制及状态信号采集。2. 中央管理工作站负责提供设备的控制方式，能进行单独设备或系统的控制，全厂控制中心能提供下述功能： 1）显示所有工艺设备流程图显示，实时设备运行参数状态及故障信息。 2）所有设备的自动手动方式选择 3）使用备用泵的顺序选择。 4）手动形式下的设备控制。 5）全厂范围的报警记录。 6）被选择设备的管理控制。 7）过程变量的实时趋势。 8）历史趋势。 9）报表。3系统诊断功能： 1）模板一般信息显示,如板号,版本号,位置指定,模板状态等。 2）模板故障显示,如I/O通道号,通讯地址号,故障信息等。 3）故障缓冲区信息显示。 4）CPU失效原因显示。 5）CPU运行周期显示。 6）CPU负荷显示。 7）CPU性能显示。 防雷与防干扰为了保护设备，自动化设备防雷接地十分重要。自控局域网最好采用光纤，若采用双绞线或同轴通讯电缆，则应考虑加穿钢管、可靠接地，并在网络与各设备连接的端口安装网络避雷器。对引至PLC的模拟量输入输出信号加装信号隔离器。为防止电磁干扰，输入输出信号最好不共用电缆，敷设时也尽可能将强弱电分开。另外PLC系统、仪表电源进线端、仪表信号输出端都要考虑安装避雷器。1. 仪表设计为了及时准确地掌握进出厂水质及其在处理过程的变化，实现生产过程的自动控制，提高管理水平，在各个重要的生产环节配置在线检测和控制仪表是十分必要的，全厂仪表设计选型遵循以下原则：1、 能全面、准确地反映污水厂进、出厂水质参数和水量情况。2、 工业过程必须要监测的参数，如溶解氧、污泥浓度等。3、 要实现自动控制必须配置的仪表，如液位计、液位差计。4、 性能优良，能长期可靠使用、便于维护的产品。、采暖与空调设计综合楼内会议室、化验室、控制室、办公室、接待室及食堂设夏季室内空调。设计考虑在会议室、控制室和食堂选用落地柜式空调器；在化验室、接待室、办公室选用壁挂式分体空调器；化验室还装设有局部排风系统。主要考虑综合楼的采暖，考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用机械循环、单管制垂直式的上供下回系统。散热片安装形式为同侧的上供下回。对于建筑平面中只有单层高度的房间，如接待室，采用水平串联式系统，单设一根立管为其供水。供水立管之间为同程式，在底层设一根总的回水同程管。选择一底层房间作为设备间，放置水泵和换热器。设计供回水温度为95/70。根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组。根据工艺环境及设备要求，维修间、变配电间和污泥脱水加药间等均采用机械通风，每小时换气不小于15次。在工艺单体中（如CASS池中）装有在线监测仪表，能及时的监测污水厂的处理效果，并在出水端设CODcr在线监测仪及流量计(按规范化排放口设置)。另外利用实验室的仪器设备，由化验人员对出水水质进行定期及不定期的监控测量。