MSBR工艺设计（含计算书）.docx

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1、第一章.设计总说明1.工程概况松江东部地区污水处理厂建设场地为一直边梯形地块，其尺寸为：底边 350m,上边300m,高300m。北侧民强路为主要通道，东侧为规划路，南侧为 北海泾，西侧为规划路。场地内地面基本平整，为一般闲置农田，无拆迁内容。 地面标高3.84.2m范围之内。进水管由场地西北角接入，进水管管径为1350, 管低标高-L5m,管道充满度0.70。污水处理处理量7.5xl()4m3/d。设计进水浓度与出水水质标准见下表。表1设计进水浓度项目pHCODcrbod5SSnh3-nTKNTP(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)指标值6-9500250

2、22025354.5(注：污水除生活污水外还可能含有各种行业的工业废水，重污染与特种污 染行业的废水已经处理达到污水排入城市下水道水质标准(CJ 18-86)的有关 规定。)表2出水水质标准项目pHCODcrbod5SSnh3-nTNTP(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)指标值696020208151.03.设计原则1 .贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标 准；2 .污水处理厂作为环保工程，设计中尽量减少污水处理厂本身对环境的负面影 响，如气味、噪音、固体废弃物等；3 .污水处理工艺的选择必须根据原水水质与水量，受纳水体的环

3、境容量与利用 情况，综合考虑南通市的实际情况，通过经济技术比较优先采用低能耗、低运行费用、低基建费用、占地少、操作管理方便成熟的处理工艺;4 .积极慎重地采用经过鉴定或实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料 和新设备。污水处理厂出水水质达到国家和地方现行的有关规定；5 .污水处理设备、仪表选用首先立足于国内，对目前暂不能生产或质量尚未过 关的部分产品考虑适当引进；6 .污水厂总平面布置力求紧凑，土方平衡，减少占地和投资费用；7 .以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施；8 .污水厂的劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格按照国家和地方 的有关规定；9 .污水处理产生的污泥，其处理

4、和处置的工艺按污泥量、污泥性质，根据国情 和当地的自然环境以及农业、园林业的可利用条件、卫生填埋等因素综合考 虑确定；10 .污泥处理应因地制宜采取经济合理的方法进行稳定化处理。4 .工艺简介根据松江东部地区污水处理厂的污水水质、要求的处理标准以及处理后排放 时对污水水质的要求，松江东部地区污水处理厂污水处理工艺采用MSBR工艺 的主体二级处理工艺。5 .工艺特点该工艺的主要特点是：1 .为了防止硝酸盐影响厌氧池中的磷释放，在污泥进入厌氧池之前设置了预缺 氧池，依靠内碳源反硝化去除污泥中的硝酸盐，好氧池后续的两个序批反应 池，将其中之一作为沉淀池使用时，通过特殊的配水及中间碟板构造形式，使 该

5、序批池可对好氧池的混合液进行接触絮凝沉淀作用，而且不会使系统污泥 在该池中过度积累，另一个序批池则进行缺氧、好氧序批反应。2 . MSBR的总体特点是借助大流量低扬程过墙式回流泵、空气控制出水堰及表 面搅拌器等设备，使各处理功能区可以有机地组合在一起，配上自动控制系 统，各反应区域相互协调，功能上相互促进，使灵活集约化的设计理念得以实 现。3 . MSBR系统始终保持满水位、恒水位运行，得以在较小的体积内保持局的去 除率。与传统A2/ 0工艺相比，MSBR系统各单元（包括序批池）合建为一 体化处理构筑物，省略了各构筑物间的联络管道，既便于平面布置，又减小了 整个处理流程的水头损失，降低了工程造

6、价。4 .系统运行过程中在沉淀区没有污泥回流,从而降低了沉淀区的水力及悬浮物 固体负荷，减少了沉淀体积;反应和沉淀的交替运行避免了任何的老化污泥及 反硝化污泥的上浮，稳定了污泥性质，排出的剩余污泥浓度比一般工艺要高许 多（中试及实际运行数据测得污泥含固率2 %）,可降低污泥处理的费用。5 . MSBR系统的高度一体化，所以混合液回流和污泥回流系统的扬程仅需克服 相邻池体的水位差，采用搅拌推进式过墙回流泵则大大降低了回流系统的造 价及运行能耗。6 . MSBR系统的搅拌目前都采用浮筒式表面搅拌器，在有效搅拌的同时不会形 成液面的剧烈更替，降低了空气的表面复氧率，保证了较为绝对的厌氧或缺 氧条件。

7、7 .序批池采用空气堰控制出水，控制灵活，可有效防止表面浮渣及其他悬浮固 体进入出水管道，出水悬浮固体量的降低是保证较低的磷酸盐浓度的重要前 提。8 .污泥进入厌氧池之前有一个浓缩和预反硝化过程，浓缩过程保证了在较小的 污泥回流量下厌氧池内有足够的污泥浓度，增加了厌氧池的实际水力停留时 间，同时减少了对进水的稀释，相当于提高了反应物的浓度，从而增加了反应速 率。9 .原水直接进入厌氧池，易降解有机物及在厌氧条件下产生的挥发性脂肪酸优 先供给聚磷菌使用。相对于厌氧池污泥浓度而言，提高厌氧池的挥发性脂肪酸 的浓度更有利于保证聚磷菌的磷释放,从而提高系统的除磷效果。10 . MSBR系统完全自动化控

8、制，运行管理简单，通过对各阶段时间长短进行调 节，可实现不同进水水质的处理要求。工艺流程如下:车间图1 MSBR工艺流程图技术经济指标工程总投资：7000万元（污水处理厂内投资，不含征地费）。吨顿水运行成本：0.50元/t关键词 城市污水处理厂；MSBR；脱磷除氮；General Statement of DesignDesign taskThe construction place of Songjiang East Area Wastewater Treatment Plant is a Rtechelon,down side is 350m,up side 300m,hight is 3

9、00m.Mingqiang Road in the north is the primary 1 road,in the east is Wuming Road,in the south is Wuchu Road and Beimao river is in the west.Flow of wastewater is 7.5 x 103 m3/d.The quality of inflow and out flow is as followed.Table 1 designed inflow concentrationitempHCODcrBODsSSnh3-nTKNTP(mg/L)(mg

10、/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)indicate6950025022025354.5Table2 designed outflow concentrationitemPHCODcrbod5SSnh3-nTNTP(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)indicate696020208151.0Design Principle1 Implement the national policy of environmental protection, relevant policy, regulations and state-level norm

11、 and standard.2 As a environment-friendly project. The wastewater treatment plant tries to minimize its negative effect on the environment such as unpleasant odor, noise, solid wastewater, etc.3 The treatment processes are to be choosed according to the influent character and the environmental capac

12、ity and using situation of accepting water body. Alternative designs are to be compared regarding some economic and technological index, and priority is to be given to the alternative design with widely-used technology, lower energy consumption, less operation expenses , less investment for infrastr

13、ucture construction, more convenience fbr management & operation.4 New technology, process, material and equipment proven to be effective and efficient are to be used cautiously. The effulent quality should meet the current state and local standard.5 The priority of the Equipments and instruments se

14、lection is given to the domestic products. The products which cant be produced or meet the quality standardshould be introduced cautiously6 The planning of the treatment plant should be compact considering the earthwork balance to reduce occupation of land and investment cost.7 The design should hav

15、e full consideration for the people and staffs. Measures should be taken to make the management & operation more convenient.8 Work organization , laboring, environmental protection hygiene and security of the treatment plant should be carried out strictly based upon the relevant state and local regu

16、lations.9 The treatment and disposal processes of sludge produced in the wastewater treatment should be chosen according to the volume and characteristics, state situation, local natural environment, the using condition of local agriculture and forestation, safe landfill and other factors.10 The sta

17、bilization processes of the sludge should be carried out in the most economically feasible way according to the local situation.Introduction of the ProcessAccording to the Songjiang the eastern region of the sewage treatment plant effluent water quality, treatment standards and requirements of the t

18、reatment of sewage water discharge at the request of the eastern part of Songjiang sewage treatment plant sewage treatment process used MSBR of the two main treatment process.Process are as follows:Sludge dewatering 2 digest A digest Receptacles mud Flotation plantpoolconcentratesvpoolFigure 1 MSBR

19、process mapProcess CharacteristicThe process is the main features:1. Nitrate in order to prevent the impact of anaerobic pool of phosphorus released in anaerobic sludge into the pool before setting a pre-hypoxia pool, relying on the carbon sludge denitrification removal of nitrate, the two fbllow-up

20、 aerobic pool A sequencing batch tank, one of which will be used as a sedimentation tank, through a special allocation of water and plate tectonic plates form the middle, so that the sequencing batch of aerobic Chi Chi can contact the mixture of precipitation flocculation, and will not The system of

21、 sludge in the excessive accumulation of the pool, another pool sequencing batch were carried out in the lack of oxygen, aerobic sequencing batch reaction.2. MSBR the general characteristics of the large flow of low-head with a wall-back pumps, air control and surface water weir blender, and other e

22、quipment to enable the processing zone can be organically combined, coupled with automatic control system, the regional response coordination , The function of each other and the flexibility of the design concept of concentration can be realized.3. MSBR system to always maintain full water levels, c

23、onstant running water, to a lesser volume to maintain a high removal rate. With the traditional A2 / O process compared to, MSBR system unit (including the sequencing batch pool) fbr the construction of structures dealing with integration, omitted the contact between the structures of the pipeline,

24、both fbr the layout, reducing the entire processes of the head Loss and reduce the construction cost.4. The system is running in the course of precipitation in the area did not return sludge, thereby reducing the area of water and sediment suspension of solid load, a decrease of precipitation volume

25、; reaction sediments and the turn of the operation to avoid any sludge and the aging of the floating sludge denitrification And stable nature of the sludge, from the remaining sludge concentration higher than the average of many (in the test and the actual operation of the data measured sludge conta

26、ining solid rate of> 2%), can reduce the cost of sludge disposal.5. MSBR highly integrated system, so the mixture of sludge and returning back the lift system only to overcome the water level in the adjacent pool of poor, by mixing a wall push-back pump will greatly reduce the cost of returning t

27、he system and energy consumption.6. MSBR system of mixing the current use of surface floats blender, stir in the effective and will not create the dramatic change of surface, reducing the surface of the air-oxygen rate, the absolute guarantee that a more anaerobic or hypoxic conditions.7. Sequencing

28、 Batch weir pool using air control water, control flexible and can be effective in preventing the surface drosses and other suspended solids into the water pipes, water reduce the amount of suspended solids is to ensure that low concentrations of an important prerequisite for phosphate.8. Anaerobic

29、sludge into the pool before a pre-enrichment and denitrification process of enrichment process to ensure the sludge to a lesser flow of anaerobic sludge tanks have enough concentration, an increase of the actual anaerobic pond HRT, At the same time reduce the dilution of the water, equivalent to imp

30、rove the response of concentration, thus increasing the reaction rate.9. Anaerobic raw water directly into the pool, easily degradable organic matter and under anaerobic conditions of the VFA-priority supply of phosphorus use. Comparing with the anaerobic pond sludge concentration, raising anaerobic

31、 pool of volatile fatty acids more conducive to ensure that the concentration of phosphorus-phosphate release, thereby enhancing the effect of phosphorus.10. MSBR fully automated control system, operation and management simple, through the various stages to regulate the length of time, can achieve d

32、ifferent quality of the water treatment requirements.The Economical and technological indexTotal Investment:70,000,000RMB(Sewage treatment plant investment, excluding land acquisition costs)Operating Cost: 0.50RMB/m?wastewaterKeywords ： municipal wastewater treatment Plant; MSBR; removal of nitrogen

33、 and phosphores第二章.设计计算书第一部分.设计说明1 .概述1.1 项目概况松江区位于上海市西南部，黄浦江中上游，距上海市中心区39公里、 虹桥国际机场25公里、浦东国际机场68公里，是上海西南的重要门户。沪 杭铁路、沪杭高速公路、沪青平高速公路、同三国道等干线，形成纵横交错 的道路交通网。由于该区优越的地理位置，加之市区与浦东开发的辐射作用，近年来在 加速基础设施建设和招商引资方面取得了很大成就。经济迅速发展，大量企 业投资落户，城镇居民生活水平提高，使得该区城市污水和工业废水排放量 日益增多。大部分污、废水未经处理任意排放，区内河道水质已受到不同程度的污 染，环境问题日益突

34、出。水体污染不仅影响到该区的投资环境和可持续发展, 更重要的是，由于松江东部地区地处黄浦江水源保护区的特殊地理位置，使 得该区水污染问题随时会影响到全市居民的饮水质量。因此，尽快建设松江 东部地区污水处理系统势在必行。根据松江地区总体排水规划，松江东部地区独立构成一个区域性污水处 理排放系统。松江东部的三镇一区(即新桥镇、车墩镇、华阳镇及松江工业开 发区)已铺设排水管网，本工程项目是建造一个污水处理厂，来处理上述排水 管网收集的污、废水。1.2 工程范围和设计内容松江区新桥镇、车墩镇、华阳镇及松江工业开发区(以下简称三镇一区)经排 水管网收集的生活污水及部分工业废水。工程范围包括：(1)污水处

35、理厂工艺系统(2)污泥处理系统2 .2.1设计内容污水处理厂:(1)厂区总平面布置与高程布置；(2)厂区工艺管线(污水、污泥、空气、加药)设计、给水、雨水、排水管 线设计；(3)进水泵房、鼓风机房、污泥脱水间等工艺建筑物工艺设计；(4)格栅间、沉砂池、配水井、生化处理构筑物、污泥处理构筑物的工 艺设计；(5)污水处理厂劳动定员、投资估算；(6)运行成本分析与工程效益分析；(7)污水处理厂实施方案与调试计划1.3区域社会经济状况与自然条件1.3.1 区域社会经济状况松江区位于上海市西南部，黄浦江中上游，距上海市中心区39公里、 虹桥国际机场25公里、浦东国际机场68公里，是上海西南的重要门户。松

36、 江地理位置优越，水陆交通发达。沪杭高速公路、沪杭铁路复线和黄浦江贯 穿全区，公路网四通八达，交通便捷；区内有3个千吨级水运码头。松江是国际资本投入的高密度地区之一。至2003年底，已累计批准53 个国家和地区的投资企业2300多家，合同外资82.67亿美元。松江是外商投 资产出的高回报地区之一全区工业销售的75%以上、工业固定资产投入的 43%以上、出口创汇99%以上都来自外资企业。2003年进出口总额达到125.01 亿美元，其中出口 72.34亿美元。松江也是上海经济发展的高增长地区之一 从1990年到2003年，松江国内生产总值年均递增23.8%,工业总产值递增 29.7%,财政收入年

37、均递增27.9%o 2003年全区GDP达到252.51亿元，财 政收入57.92亿元，增幅名列上海各区县前列。上海市松江工业区是经上海市人民政府批准成立的上海首家市级工业 区，位于上海市西南，千年古城松江的东西两翼。区内水、电、通讯等“七 通一平”基础设施齐全，至2004年6月，进区外资项目已达400多家，项目 总投资超过60亿美元。在松江工业区落户的企业中85%已经建成投产，旦 经济效益良好。在松江工业区投资的企业中，有国际著名跨国公司60多家, 其中列入世界500强国际知名公司的有40余家。1.3.2 区域自然条件A.地貌本工程位于上海松江区东部，地处长江三角洲平原，地势平坦，地面高 程

38、约为3.04.2m左右。B.气象本区属亚热带气候，雨量充沛、日照充足、四季分明、温和湿润、无霜 期长，风向有明显的季节性变化：6月中旬至7月上旬为梅雨期，梅雨过后 西南风盛行，高温干燥，形成伏旱；8月下旬至9月上旬多台风和暴雨；秋 季时有连阴雨；冬春季则偶有寒潮侵袭。主要气候特征值如下：年平均气温15.7最热月（七月份）平均气温27.4最冷月（一月份）平均气温3.3极端最高气温（1993年7月）38.2极端最低气温（1993年12月）-10.4夏季平均气压1005.3mbar年最多风向及其频率ESE10年平均风速3.4m/s瞬时最大风速27m/s年平均降水量1143mm年最大降水量（1991年

39、）1630.7mm年最小降水量（1978年）552.9mm实测最大-日暴雨161.5mm实测最大三日暴雨288.9mm实测最大七日暴雨320.9mm年平均蒸发量：1287mm年平均无霜期：218d年平均相对湿度：80%C.水文松江东部地区属于黄浦江流域，内河水网地带，水位变化不大，无潮汐影响。区内主要水体有六磊塘、北潮泾和渝塘河。a六磊塘水位：多年平均水位（吴淞）（1923 - 1998年）3.05m最高水位（1991年7月2日）4.99m最低水位（1934年8月6日）1.92mb北浙泾水位：多年平均水位（吴淞）（1923 - 1998年）3.05m最高水位（1991年7月2日）4.99m最低

40、水位（1934年8月6日）1.92mD.地质根据污水处理厂工程地质勘查报告，该地区为长江中下游冲积平原，主 要为第四纪冲积（淤积）的粘性土，砂性土地层。由于地势低下，江、河、湖、 海水位较高，地下水埋深很浅，土地处于高度渍水状态。一般土层较厚，结 构较好。E.地震本地区地震设防烈度为6度。2 .项目设计准则及技术指标2.1 设计规模（1）污水处理：总变化系数 1.28,设计流量 9.61043/（12.2 设计原则（1）结合水质特点和拟建场地的具体情况，在确保功能可靠、工艺成熟的基 础上尽量采用先进技术以减少工程造价和降低运行费用；（2）尽量采用运行稳定、操作管理方便的污水处理工艺；（3）注意

41、新工艺、新技术、新设备和新材料的应用，尽量运用四新以降低造价及减少运行成本;(4)实现自动化操作以减轻工人的劳动强度；(5)尽量避免与消除二次污染。2.3 设计依据(1)德国ATV标准(2)上海市污水综合排放标准(DB31/199-1997)(3)国家室外排水设计规范(GBJ50014-2006)(4)国家给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84)(5)国家给水排水构筑物施工及验收规范(GBJ141-90)(6)国家工业自动化仪表工程施工及验收规范(GBJ93-86)(7)松江东部地区污水处理与回用处理场地平面图2.4 技术标准2.4.1 设计进水浓度与出水水质标准根据上海松江东部地区环境评

42、价报告及现有松江污水处理厂的进水 水质情况，结合对本地区工业企业排污情况的调查分析，拟建处理厂的进水 水质指标确定如下表；根据污水综合排放标准(DB31/199-1997),同时 结合上海松江东部地区水污染控制工程环境评价报告书有关水体环境容 量分析和水质影响预测，本污水处理厂出水水质指标执行一级标准，总磷执 行二级标准，具体设计指标如下表。表1-1设计进水浓度项目PHCODcrbod5SSnh3-nTKNTP(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)指标值6950025022025354.5表1-2出水水质标准项目PHCODcrbod5SSnh3-nTNTP(m

43、g/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)指标值696020208151.02.4.2 工艺设计要求工艺设计满足国家室外排水设计规范(GB50014-2006)的有关要求。2.4.3 图纸表达满足总图制图标准(GBJ103-87)、房屋建筑制图统一标准(GBJ1-86) 及给水排水制图标准(GBJ106-87)的有关规定。2.5 设计要求2.5.1 出水排入北海泾，最终进入黄浦江上游：2.5.2 核心工艺必须具有成熟经验，新工艺必须有可靠的理论依据和实验根 据；2.5.3 机修仅考虑小修，大修考虑社会化处理；2.5.4 考虑较完整的厂内的各辅助建筑物。2.6 工程条件

44、2.6.1 地形地貌(见总说明)2.6.2 气象：(同上海地区，详见给水排水设计手册第一册)2.6.3 水文：河道底标高-1.50m,不通航。常水位2.50m,最高闸控水位3.80m。2.6.4 地质：地基承载力8吨/n?。2.6.5 动力：进电电压10千伏，双电源进厂。2.6.6 给水排水：供水压力1.5kg/cm2,给水管口径DN200mm,由民强路引入；厂区污水 自行处理，雨水直接排入河道。2.6.7 交通运输：厂区主通道为民强路，次要通道为东侧为无名路。2.6.8 预算定额及材料价格参照上海市标准2.7 经济投资及人员标准2.7.1 总投资控制数7000万元（污水处理厂内投资，不含征地

45、费）。2.7.2 要求达到的技术水平与经济效益污水处理成本0.50元/吨，其他主要关技术经济指标不低于同类项目。2.7.3 劳动定员劳动定员:50人。3 .工艺设计3.1 处理工艺流程方案比较污水处理工艺，应根据原水水质、排放标准要求、污水处理厂的规模， 结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定。目前，随着对脱氮除磷要求的提高，发展出了多种多样的脱氮除磷工艺。 有机污染物仍以好氧生物降解为主；生物除磷的基本环境要求是为聚磷菌的 释磷提供既无分子态氧（。2）,又无化合态氧（NOx-）的厌氧环境条件；生 物脱氮的基本环境条件是为反硝化菌提供无分子态氧或低分子态氧（。2）, 但具备化合态氧（NOx-

46、）和一定的有机物浓度的缺氧环境条件。上述厌氧和 缺氧环境条件既可以在不同的空间条件上实现，也可在同一构筑物内在不同 的时间段上实现。用于城市污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺可分为两大 类：-类为按空间进行分割连续流活性污泥法，另一类是按时间进行分割的 间歇式活性污泥法。按空间分割的连续流活性污泥法，是指各种功能在不同空间（不同池子） 内完成。目前较成熟的工艺有A?/。法、AB法和氧化沟法。按时间分割的间 歇性活性污泥法又称序批式活性污泥法，近儿年来已发展出多种改良型，主 要有：传统SBR法、CASS法、MSBR法等。4 .1.1选择原则(1)结合水质特点和拟建场地的具体情况，在确保功

47、能可靠、工艺成熟 的基础上尽量采用先进技术以减少工程造价和降低运行费用；(2)尽量采用运行稳定、操作管理方便的污水处理工艺；(3)尽量采用新技术、新工艺、新设备和新材料以降低造价和运行成本;(4)实现自动化操作以减轻工人的劳动强度；(5)尽量避免与消除二次污染。5 .1.2备选方案根据国内污水厂主要采用的工艺及运行效果，考虑采用改良型A2/O工 艺、奥贝尔氧化沟、MSBR工艺，就三种工艺方案的流程、设计参数、主要 工艺尺寸、设备选型、工程投资和操作管理等方面进行比较说明。A.改良型A?/。工艺工艺流程图1-1 a2/o工艺流程图工艺机理及特点传统a2/o工艺为了使系统维持在较低的污泥负荷下运行，以确保硝 化过程的完成，则要求回流比较高，这样系统硝化作用良好；但回流污 泥却将大量硝酸盐带回厌氧池，使得厌氧段硝酸盐浓度过高，反硝化菌 会以有机物为碳源进行反硝化，待脱