吨生活污水CASS设计方案.doc
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1、新天地城市综合体中水处理及再生水利用工程方案书 工程名称:300.0(m3/d)污水处理工程设计阶段:方案设计工程编号:设 计 单 位:目 录第一章 概 述11.1工程简介11.2编制依据、原则和范围1第二章 拟建项目背景42.1建设污水处理站必要性42.2污水处理站处理程度42.3污水处理站站址选择5第三章 处理工艺方案选择73.1工艺方案选择原则73.2工艺方案的选择26第四章 污水处理站推荐方案工程设计284.1工程内容284.2污水处理站工艺设计284.3电气设计354.4仪表检测系统设计374.5自动控制设计374.6建筑结构设计384.7站区平面及高程设计404.8人员编制41第五
2、章 环境保护、安全卫生425.1环境保护425.2安全防火435.3卫生435.4节能43第六章 项目管理及实施计划456.1实施原则及步骤456.2项目建设的管理机构及项目实施456.3工程建设期466.4污水处理站的运行管理46第七章 投资估算487.1工程估算表48第八章 运行成本分析518.2运行成本概算51第九章 工程效益529.1环境效益529.2社会效益529.3经济效益53第十章 售后服务54第十一章 结论和建议5511.1结论5511.2建议55第一章 概 述1.1工程简介1.1.1工程名称由云南新天地实业发展有限公司投资兴建的新天地商业广场其污水主要来源于小区生产废水,还有
3、部分生活污水,属于一般有机综合废水;该废水直接排放会对周边环境造成污染,需要处理后达标排放,而且该小区绿化用水又需大量的自来水;由于小区废水量较小,故选择采用我公司研发的一体化水处理设备处理该小区的废水,这样一方面该小区的废水可以达到国家排放标准进行排放,不会对周边环境造成污染;另一方面作为绿化用水,又可节省大笔的自来水费的开支,同时也符合国家节水的政策。1.1.2工程规模污水总量:300m3/d,即12.5m3/h 1.1.3项目准备和编制过程该污水处理站设计方案主要在技术、经济、管理和运行等几个方面进行了综合考虑,推荐了以CASS工艺为核心的方案,进行了工程设计和经济分析。1.2编制依据、
4、原则和范围1.2.1编制依据1、建设单位提供水量、水质资料及相应要求;2、中华人民共和国环境保护法(1989年12月);3、中华人民共和国水法(2002年8月);4、排污费征收标准及计算方法(国家发展计划委员会、财政部、国家环保总局、国家经济贸易委员会第31号令);5、城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002);6、城市污水再生利用 环境景观用水水质(GB18921-2002); 6、地表水环境质量标准(GB38382002);7、城市污水处理厂附属建筑和设备设计标准(CJJ31-89)8、带式压滤机污水污泥脱水设计规范(CECS75:95);9、泵站设计规范(GB/T50265-
5、97)10、鼓风曝气系统设计规范(CECS97:97);11、栅条、网格絮凝池设计标准(CECS06:88)12、室外排水设计规范(GB50101-2005);13、给水排水构筑物施工及验收规范(GBJ-90);14、给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002);15、给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-97);16、地下工程防水技术规范(GBJ108-87)17、工程结构可靠度设计统一标准(GB50153-92)18、压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范(GB50275-98)19、混凝土结构设计规范(50010-2002);20、砌体结构设计规范(50003-20
6、01);21、建筑抗震设计规范(GB50011-2001);22、建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)23、建筑结构荷载设计规范(GBJ9-87)24、建筑防雷设计规范(GB50057-94)25、10KV及以下变电所设计规范(GB50053-94)26、通用用电设备配电设计规范(GB50055-93)27、工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)28、低压配电装置及线路设计规范(GB50054-95)29、城市污水处理及污染防治技术政策(建成2001124号)30、工程建设标准强制性条文(建标2002202号)1.2.2编制原则.选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程;.采用先进
7、的技术和设备,合理利用资金,提高污水处理站的自动化程度和管理水平;.根据基础设施统一规划、分步实施的方针,在方案设计中充分考虑远、近期结合,为发展留有余地;.污水处理站的位置,应符合城市规划要求,位于城市下游,与周边有一定的卫生防护带,靠近受纳水体,少占农田;.严格执行国家和地方现行有关标准、规范和规定。1.2.3编制范围本方案编制范围为:通过对类似生活污水水质情况的综合分析,提出可行性方案,最终推荐最优方案;内容主要包括污水处理工艺流程、设备选型、污水构筑物及附属工程、污水处理站内管道工程(不含站外输送管道及设备)、电气自控工程、设备安装调试和运行管理等进行综合规划设计。第二章 拟建项目背景
8、2.1建设污水处理站必要性生活污水未经达标处理就直接排入河流,严重污染了水源,影响了城镇卫生,因此解决城镇废水排放问题已迫在眉睫,拟建一座污水处理站,为达到城镇污水处理站污染物排放标准(GB189182002)一级A标准及城市污水再生利用 环境景观用水水质(GB18921-2002)中观赏性景观用水水质(河道类)标准,处理量为300吨/天。污水处理站的建设,正是保护自身环境,提高城市文明水平和市民健康水平,促进城市发展的必要措施。因此,该污水处理站的建设是必要的。2.2污水处理站处理程度2.2.1污水水质现状由于无污水进水水质参数,现暂拟定该镇的污水浓度为:COD为350mg/L,SS为300
9、mg/L,BOD为175mg/L,NH4-N为30mg/L,PO43-(以P计)为3.0mg/L,pH为6-8,与其它城市污水处理系统的水质相似;污水中可能存在少量工业废水,由于工业废水要求经过处理后排入城市管网,因此污染物浓度不高;混合后的废水B/C一般在0.4-0.6,污水是可以进行生化处理的。2.2.2污水处理程度的确定污水处理站对污水中主要污染物质的处理程度是确定处理工艺流程的基本依据。污水处理程度的确定对受纳水体的环境影响,对工程建设费用及长期的运转费用都是至关重要的,必须慎重对待。污水处理站出水根据受纳水体类别和排放标准,污水处理后应达到城镇污水处理站污染物排放标准(GB18918
10、2002)的一级A标准及城市污水再生利用 环境景观用水水质(GB18921-2002)中观赏性景观用水水质(河道类)标准。即:BOD:10mg/lCOD:30mg/lSS:10mg/lNH4-N:5mg/lPO43-(以P计):0.5mg/lpH:6.0-9.02.2.3设计出水水质通过本工艺处理后,污水处理站的设计出水水质表下表:项目进水出水BOD175 mg/l10mg/lCOD350 mg/l30mg/lSS300 mg/l10mg/lNH4-N30 mg/l5mg/lPO43-(以P计)3 mg/l0.5mg/l2.2.4污泥出路处理后污泥建议运往垃圾处理场集中处理,经有关部分检验确定
11、安全无害后,也可用于农肥或供园林部门用于非娱乐场所的绿化和沙漠化的的土壤改良。2.3污水处理站站址选择根据城镇总体规划,贯彻污水处理站布置应相对集中,成规模运行的原则;该污水处理站选址应综合考虑管网布置和现有人口分布特点。2.4工程重点和难点分析、在满足排放标准的前提下降低工程投资,简化操作管理。、污水中氨氮的有效降解问题,本工艺方案的比选中必须考虑能够有效脱氮的工艺。、污水中磷的有效去除问题,本工艺方案的比选中必须考虑能够有效脱磷的生化和化学法。、采取稳妥可靠的消毒方式和消毒设备。第三章 处理工艺方案选择3.1工艺方案选择原则作为城市基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节,城市污水处理
12、站工程的建设和运行意义重大。由于城市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站的运行性能和降低费用最为关键,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,经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在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,保证出水水质达到国家规定的排放要求。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
13、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埋构筑物的处理能力。4、选定工艺的技术及设备先进、可靠。5、便于实现工艺过程的自动控制,提高管理水平,降低劳动强度和人工费用。根据上述章节对污水水质的分析,本工程要求的污水处理程度较高,对COD、BOD、SS、NH3-N、P去除率要求分别达82.9%、88.6%、93.3%、50%和66.7%以上,对污水处理工艺选择应十分慎重。本方案设计的污水处理工艺选择针对该城镇城污水量和污水水质以及经济条件考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先进工艺。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。3.1.1常规
14、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的。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大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除,小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除,而小直径的无机颗粒(包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒)则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用,与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水站出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标,出水中的BOD5、COD等指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮体,其本身的有机成分就很高,因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、COD均增加。因此,控制污水站出水的SS指标是最基本的,也是
15、很重要的。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,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正确、工艺参数取值合理和优化单体构筑物设计的条件下,完全能使出水SS指标达到20mgL以下。BOD5去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用,然后对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
16、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中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用,而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。根据国外有关设计资料,在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSSd以下时,就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L以下。COD的去除污水中的COD去除的原理与BOD5基本相同。污水站出水中的剩余COD,即COD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。从理论上讲,BOD5/N2.86才能有效脱氮,实际运行资料表明B
17、OD5/N3时才使反硝化正常运行,本工程BOD5/N4.0,生物脱氮是可行的。同样BOD5/P26同样可以满足生物除磷要求。3.1.2主要生物处理工艺概述3.1.2.1活性污泥法工艺活性污泥法工艺是一种应用最广泛的污水好氧生化处理技术,其主要由曝气池、二沉池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。污水经过初次沉淀池后与二次沉淀池底回流的活性污泥同时进入曝气池,通过曝气,活性污泥呈悬浮状态,并与污水充分接触。污水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附,而污水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养物质,代谢转化为生物细胞,并氧化成为二氧化碳,非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物,而后才被代
18、谢和利用,污水由此得到净化。净化后污水与活性污泥在二次沉淀池内进行泥水分离,上层清液出水排放;分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池,以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥,其剩余污泥由系统排出。主要目的是降低污水中以BOD和COD等综合指标表示的好氧有机污染物质,随着水体富营养化问题的日益严重,氮、磷等无机污染物的危害引起了人们的足够重视使得脱氮除磷工艺应运而生,如A/O,A/A/O、CASS等工艺。其中CASS工艺由于抗冲击负荷强、不易发生污泥膨胀和自动化管理程度高等优点而得到广泛应用,该工艺具有工艺成熟、脱氮除磷效果好等特点。3.1.2.2氧化沟工艺因其构筑物呈封闭沟渠而得名,属于活性污泥法的一
19、种改型,能够同时实现有机物氧化、氮硝化。目前常用的几种商业性氧化沟有荷兰DHV公司60年代开发的Carrousel氧化沟,美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟,丹麦Kruger公司发明的DE氧化沟等。在我国,氧化沟工艺是使用较多的工艺。与其它生物处理工艺相比,有以下技术、经济方面的特点:a工艺流程简单,构筑物省、运行管理方便;b曝气设备和构造形式多样化,运行灵活;c处理效果稳定,出水水质量耗,并可实现脱氮除磷;d基建投资省,运行费用低;e产泥量少、污泥性能好;f能承受水量、水质冲击,对高浓度工业废水有很大的稀释能力。该工艺的缺点是不适合小水量的处理。3.1.2.3 A-B法工艺AB工艺
20、是一种生物吸附降解两段活性污泥工艺,A段负荷高,曝气时间短,0.5h左右,污泥负荷高2-6kgBOD/kgMLSSd,B段污泥负荷较低,为0.150.30 kgBOD5/kgMLSSd,该段工艺有机物、氮和磷都有一定的去除率,适用于处理浓度较高,水质水量较大的污水,通常要求进水BOD250mg/L,AB工艺才有明显优势。3.1.2.4曝气生物滤池工艺BAF主要用于生物出水的进一步硝化,以提高出水水质,去除生物处理的剩余氨氮。近几年又开发出多种形式,使此工艺适用于对原污水进行硝化与反硝化处理。它通过内设生物填料使微生物附着其上,污水从填料之间通过,达到去除有机物、氨氮和SS的目的。3.1.2.5
21、 SBR工艺SBR实际上是最早出现的活性污泥法,早期局限于实验研究阶段,但近十年来,由于自动控制、生物选择器、机械制造方面的技术突破才使得这一工艺真正应用于生产实践,目前该工艺的应用正在我国逐步兴起。它是一个完整的操作过程,包括进水、反应、沉淀、排水排泥和闲置5个阶段。SBR工艺有以下特点:A生物反应和沉淀池在一个构筑物内完成,节省占地,土建造价低;B具有完全混合式和推流式曝气池的优势,承受水量水质冲击负荷能力强;C污泥沉降性能好,不易发生污泥膨胀;D对有机物和氮的去除效果好;但传统的SBR工艺除磷的效果不理想,主要表现在:对脱氮除磷处理要求而言,传统SBR工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基
22、质浓度及有毒有害物质对处理效果的影响而采取了灵活的进水方式,但由于这种考虑与脱氮或除磷所需要的环境条件相背,因而在实际运行中往往削弱脱氮除磷效果。就除磷而言,采用非限量或半限量曝气进水方式,将影响磷的释放;对脱氮而言,则将影响硝化态氮的反硝化作用而影响脱氮效果。3.1.2.6生物接触氧化法生物接触氧化法在污水处理领域应用广泛,处理效果较好。生物接触氧化法也称淹没式生物滤池,其在池内设置填料,结实充氧的污水与长满生物膜的填料相接触,在生物膜的作用下,污水得到充分净化。在运行初期,少量的细菌附着于填料表面,由于细菌的繁殖逐渐形成很薄生物膜。曝气装置不断向池内充氧,增加污水中的溶解氧。在溶解氧和食物
23、都充足的条件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用,为微生物所利用。但当生物膜达到一定厚度时,氧已经无法向生物膜内层扩散,好氧菌死亡,而兼性细菌、厌氧菌在内层开始繁殖,形成厌氧层,利用死亡的好氧菌为基质,并在此基础上不断发展厌氧菌,数量上不断增加。但厌氧菌经过一段时间后在数量上逐渐开始下降,加上代谢气体产物的逸出,使内层生物膜大块脱落。在生物膜已脱落的填料表面上,新的生物膜又重新发展起来。在接触氧化池内,由于填料表面积较大,所以生物膜发展的每一个阶段是同时存在的,使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。生物膜在池内呈立体结构,对保持稳定的处理能力有利。生物接
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