污水处理厂初步设计方案及施工图设计.pdf

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1、污水处理厂初步设计方案及施工图设计 第一章 概 述 1.1 工程概况 项目名称：某县污水处理厂工程 项目主管单位：某县建设委员会 项目建设单位：某县城市建设经营发展 XX 工程规模：4 万 m3/d.本次投标的设计内容为一期工程初步设计及施工图设计.工程内容：处理能力 2 万 m3/d 的污水处理厂,不包括市政污水管网工程.污水处理厂厂址：某县城北部杨家沙滩,南侧距离某城区北外环线约 1500 米,东侧紧邻青通河.污水厂一期工程设计水质 a.设计进水水质 CODcr：300mg/L BOD5：150mg/L SS：250mg/L NH3-N：30mg/L TP：2.5mg/l b.设计出水水质

2、 CODcr：60mg/L BOD5：20mg/L SS：20mg/L TN：20mg/L NH3-N：8mg/L TP：1.0mg/L 粪大肠菌群：104个/L 工程项目现场熟悉情况 投标文件准备阶段,我公司组织有关人员两次赴某县踏勘现场,并就项目基本情况与走访了县有关部门,在此基础上并结合本公司的设计、运行经验,提出如下设计思路：a.省级经济开发区某县工业园规划面积 8km2,目前近百家企业入驻园区,园区工业废水水量、水质对某县污水处理厂将来的运行影响不可忽视,污水处理工艺必须耐水质、水量的冲击影响.因此,本投标污水处理工艺采用具有 A2/O 法功能的氧化沟为核心的二级生化处理工艺.氧化沟

3、中几十倍于进水的循环混合液使进水达到快速混合稀释,对污水的水质水量具有较强抗冲击负荷能力,出水水质稳定.氧化沟法不需要像 A2/O 法那样为了进行反硝化专门设置一套内循环系统,它可通过特有的构造形式进行内循环以满足反硝化的需要,节约了能耗和运行费用.b.氧化沟停留时间的确定 采用较长的硝化和反硝化时间,有利于充分的硝化和反硝化,提高二级出水的脱氮率.这种强化二级处理的做法虽较常规二级生化处理增加部分工程投资,但强化二级处理后,可以简化本污水厂将来的排放标准由现在的城镇污水处理厂污染物排放标准 中表 1 一级标准的 B 标准提高到一级标准的 A 标准的升级改造的处理工艺,减少工程投资、运行费用及

4、方便运行管理.c.氧化沟型式和曝气设备的选择 城市污水处理在某县尚属起步阶段,污水处理方面所需的技术人员和管理人员缺乏,所选氧化沟型式和曝气设备必须同时考虑这些因素.因此,本投标氧化沟型式采用由功能不同的厌氧区、缺氧区和好氧区组成的氧化沟处理工艺,氧化沟曝气设备采用倒伞式表面曝气机.本氧化沟工艺除具有一般氧化沟的共同优点外,还具有以下特点：a氧化沟内设独立的缺氧区,与氧化沟前置的厌氧区结合,组成了一个完整的A2/O生化处理系统.b回流活性污泥回流至氧化沟厌氧区,在此区域内混合液的基质浓度很高,有利于聚磷菌对基质的摄取.c好氧区采用完全混合式的循环流流态,对水质水量变化的适应能力较强,耐一定的冲

5、击负荷.d采用表曝机曝气,水力提升及混合能力好,可增加池深,减少占地面积.e表曝机充氧能力强,动力效率高,可降低能耗,减少运行费用.f曝气设备数量较少,投资较省,运行管理方便,日常维修和养护工作量少.d.辅助化学除磷 考虑到国家对 P 去除的严格性,因强化对 P 去除的可靠性.本项目的生物处理部分虽采用了在生物除磷方面非常成熟且有广泛成功应用实例的氧化沟工艺.但是,由于水质变动、管理经验、操作方法等众多不确定因素的影响,要想在在较长的时期内仅使用生物除磷方法将污水厂出水中磷的监测值维持在1.0mg/L 以下是非常困难的.因此,本污水厂在设计时考虑了今后设置辅助化学除磷系统的可能性.e.排水泵站

6、的设置 厂址处青通河常水位为 13.2m、二十年一遇洪水位标高为 13.75m.为节约污水厂污水常年提升运行费用,污水提升泵站水泵扬程按青通河常水位标高设计；当青通河水位高于常水位13.2m时,污水厂设排水泵站将全厂尾水加压排入青通河,这样既保证污水的排放又降低运行能耗.f.总图布置 厂区地形状为不规则,南北向长为 430m,东西向长为 170m.现状地形高低不平,厂区西侧为鱼塘,鱼塘边最低标高约 10.1m,厂区围墙内东侧现为耕地和坝埂,自然标高10.114.70m,整个厂区平均地坪标高为 11.50m.污水厂厂区围墙外东侧现有一条碎石路,碎石路向 XX 向公路,碎石路的东侧为青通河.综合楼

7、、进厂主入口布置于厂区的东南侧,位于上风向,距厂外现有的碎石路近,进厂便捷.厂外污水进水总管由厂区的东南侧接进,粗格栅及提升泵站、细格栅及沉砂池布置于厂区西南侧,预处理系统距离厂外污水总管最近,管线流程短顺.氧化沟布置在西侧鱼塘处,挖方量少；二沉池布置在东侧,靠近青通河,便于尾水排方,且对综合楼气味和感官影响较小.为便于充分利用厂区围墙外东侧现有一条道路,二个出入口设在围墙的东侧.g.由于本项目位于佛教圣地九华山脚下,污水厂建筑物风格应以皖南徽派建筑为主题思想,突出建筑本身的地域特色风格.处理工艺 根据招标文件对某县污水处理厂的设计进、出水质要求,同时考虑所采用的处理工艺应具有处理效果高、经济

8、节能、成熟可靠、易于管理、运行灵活等特点.本投标文件所采用处理工艺为：a.污水处理：予处理氧化沟二级生化消毒处理工艺 b.污泥处理：浓缩脱水处理工艺 设备配置水平 a.水工艺设备：污水提升泵、回流污泥泵、剩余污泥泵、潜水搅拌器、潜水推进器、紫外线消毒设备等选用进口产品,粗细机械格栅、沉砂池除砂设备、表曝机、刮泥机、带式浓缩脱水机、各种闸门等选用国内知名品牌产品.b.电气设备：高低开关柜内主要电气元件选用合资产品,其它电气产品或元件选用国内知名品牌产品.c.自控仪表：超声波液位计、电磁流量计、NH3-N 分析仪、pH 分析仪、COD 分析仪、溶解氧分析仪、PLC 等选用进口产品,其它自控仪表选用

9、合资产品或国内知名品牌产品.工程内容 a.生产建、构筑物 粗格栅及提升泵站、细格栅及沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥泵站、紫外线消毒渠/排水泵站、污泥浓缩脱水间等.b.辅助建筑物 综合楼、变电所/仓库/维修间、门卫.主要经济技术指标 序号 名称 单位 数量 备注 1 处理规模 万 m3/d 2.0 2 占地面积 公顷 2.63 3 聚丙烯酰胺耗量 t/a 3.65 4 年耗水量 m3/a 2555 5 泥饼量 t/a 5475 6 年平均耗电量 万度 234.98 7 处理单方污水耗电量 度/m3 0.3219 8 全厂定员 人 25 9 工程总投资 万元 3446.87 10 单位处理成本 元/

10、m3 0.634 11 单位运行成本 元/m3 0.349 1.2 设计依据 1.2.1 主要依据资料 某县污水处理厂初步设计及施工图设计招标文件 某县污水处理工程可行性研究报告 池州市发改委池发改投资2008482 关于某县污水处理工程可行性研究报告的批复 招标代理机构所发 关于对招标文件的澄清通知 采用的主要规范及标准 地表水环境质量标准 GB3838-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 污水综合排放标准 GB8978-1996 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082-1999 城市污水处理工程项目建设标准国家建设部 2001 城镇污水处理厂附属建筑和附属设

11、备设计 CJJ31-1989 室外排水设计规范 GB50014-2006 污水再生利用工程设计规范 GB50335-2002 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 建筑防火设计规范 GB50016-2006 建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005 建筑地面设计规范 GB500037-1996 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046-2008 屋面工程技术规范 GB50345-2004 公共建筑节能设计标准 GB50189-2005 办公建筑设计规范 JCJ67-1989 建筑物无障碍设计规范 JGJ50-2001 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 建筑地基基础设计

12、规范 GB50007-2002 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 砌体结构设计规范 GB50003-2001 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002 构筑物抗震设计规范 GB50191-1993 钢结构设计规范 GB50017-2003 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-1992 工业与民用供电系统设计规范 GB50052-1995 10kV 及以下变电所设计规范 GB50053-1994 低压配电设计规范 GB50054-1995 电动装置的继电保护和自动装置 GB50

13、062-1992 建筑物防雷设计规范 GB50057-1994 通用用电设备配电设计规范GB50055-1993 建筑照明设计标准 GB50034-2004 电力工程电缆设计规范 GB50217-2007 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65-1983 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-1992 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号 HG/T20505-2000 自动化仪表选型设计规定 HG/T20507-2000 控制室设计规定 HG/T20508-2000 仪表供电设计规定 HG/T20509-2000 信号报警、联锁系统设计规定 HG/T20511-2000

14、仪表配管配线设计规定HG/T20512-2000 仪表系统接地设计规定 HG/T20513-2000 可编程控制器系统工程设计规定 HG/T20700-2000 工业企业通信设计规范GBJ42-1981 工业电视系统工程设计规范GBJ115-1987 市内通信全塑电缆线路工程设计规范YDJ9-1990 智能建筑设计标准 GB/T50314-2006 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T50311-2000 有线电视系统工程技术规范 GB50200-1994 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198-1994 采暖通风及空气调节设计规范 GB50019-2003 工业企业噪声控

15、制设计规范GBJ87-1985 工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002 1.3 设计原则 严格执行国家关于环境保护的政策和基本建设法规,符合国家及地方的有关法规、规范及标准.积极稳妥地利用先进技术,采用高效节能、运行可靠、处理效果稳定的处理工艺,确保污水处理达标.妥善处理污水处理过程中所产生的栅渣、沉砂及污泥等污染物,避免二次污染.充分利用给定用地,合理进行总平面布置,方便二期工程扩建工作.控制水平先进,操作管理方便,实现管理科学现代化.并结合国内实际情况,采用自动化控制与手动控制相结合.通过总体优化,尽可能节约能源,降低工程投资和运行成本.1.4 设计范围 某县污水处理厂一期工程界区内所有

16、工艺及公用工程设计,不包括厂外道路、供电线路、给水管道及与其配套的市政污水管网等工程内容.第二章 总体设计 2.1 工程规模 2.2.1 服务范围和服务人口 根据某县总体规划,某县污水处理厂服务范围包括整个县城城区,污水厂近期工程服务面积 8.5km2、服务人口 8.0 万人,污水厂远期工程服务面积 12km2,服务人口 12万人.2.1.2 工程建设规模 根据可行性研究报告和招标文件,某县污水处理厂建设规模为 4万 m3/d,其中一期工程 2 万 m3/d,二期工程 2 万 m3/d.2.2 污水厂设计水质及处理程度 2.2.1 污水厂设计水质 根据可行性研究报告,污水处理厂一期工程的设计进

17、出水质为：设计进水水质 CODcr：300mg/L BOD5：150mg/L SS：250mg/L NH3-N：30mg/L TP：2.5mg/L 为保证污水厂正常运行和稳定的处理效果,对排入城市市政污水管网的污水必须符合污水综合排放标准和污水排入城市下水道水质标准要求,特别对生化系统运行有影响的有毒有害物质必须进行预处理,达标之后才能排放.对工业企业排污情况建立完善的监管机制,对主要排污企业安装在线监控设施,以随时掌握企业排污情况,避免事故冲击.设计出水水质 CODcr：60mg/L BOD5：20mg/L SS：20mg/L TN：20mg/L NH3-N：8mg/L TP：1.0mg/L

18、 粪大肠菌群：104个/L 2.2.3处理程度 根据预测设计进水水质和所要达到的设计出水水质,某县污水处理厂一期工程各主要污染物处理程度见表 2-1.各主要污染物处理程度一览表 表 2-1 污染物指标 进水水质 出水水质 处理程度 CODcr 300 60 80 BOD5 150 20 86.7 SS 250 20 92 NH3-N 30 8 73.4 TP 2.5 1.0 60 2.3 污水厂厂址选择 根据某县污水处理工程可行性研究报告研究结论：某县污水处理厂位于 某县城北部杨家沙滩,南侧距离某城区北外环线约 1500 米.该厂址：紧邻青通河便于处理后的污水排放；现为鱼塘、耕田,地势开阔、无

19、拆迁量、交通方便、有利于远期发展；离居住区较远,对周围居民影响较小；位于城市污水管网下游,便于污水接入；在青通河洪堤以内,堤顶高程可以满足二十年一遇防洪要求.2.4 污水处置与排放水体 污水经处理后的出水可用于农灌、河流的补充水源及中水回用水源等,根据某县污水处理工程可行性研究报告,某县污水处理厂一期工程尾水排入青通河,最后排入长江或农业灌溉.2.5 污水排放口的规范化设置 污水厂尾水入青通河排放口处应设有永久性污水厂排放口标牌.一期工程在紫外线消毒渠后的出水管上安装 1 台电磁流量计,计量污水厂出厂污水量,并将其信号传至中控室或监管部门进行指示、记录和累计.一期工程在紫外线消毒渠后的出水管上

20、设 pH、COD、NH3-N 在线分析仪监测出厂尾水水质,并将其信号传至中控室或监管部门进行指示、记录.2.6 污泥处置 污水处理过程中将产生大量的污泥,污泥经浓缩脱水后,如果不经妥善处置而任意排放或堆置,必将对周围环境造成严重的二次污染.目前,国内外普遍采用的污泥处置方式主要有农用、填埋、热处理及焚烧、污泥综合处理等.污泥农用 污泥的营养组成是污泥直接农用的重要依据.污水处理厂的活性污泥中有机质及植物生长所必须的N、P、K 等营养元素丰富,接近或高于一般的厩肥,是一种较为理想的农用肥料.根据 XX 污水处理厂的试验和有关地区大面积推广施用的结果,只要科学合理施用,具有明显的增加土壤肥力、培植

21、肥力、防止土壤板结、提高土壤后续使用的功用.污水处理厂的活性污泥虽可直接用于农用,但污泥中的重金属含量是污泥农用的重要限制因素.在污泥作为农肥施用前,必须根据污泥中的重金属含量及施用区域的土壤环境背景值,遵照 GB4284-84农用污泥中污染物控制标准,科学地进行施用.污泥的填埋 污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分为简单填埋和卫生填埋两种方式.简单填埋是指在自然条件下,采用坑、塘及洼地等自然填埋,不加覆土掩盖和防止污染措施的填埋方式.卫生填埋是指能对填埋气体和渗滤液进行控制的填埋方式,其与传统填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气回收处理、覆压实作业等措施,从而避免了目

22、前采用的传统填埋方式所造成的二次污染.污泥的卫生填埋是解决国内大部分城市污水处理厂污泥的有效途径,具有适用范围较广、技术、工艺、设备较简单,运行管理较方便,一次性投资相对较小等优点,特别是与城市生活垃圾一起填埋更是一种比较经济可靠的处置方式；其缺点是占地面积大,运输距离远,场址不易选择,而且随着环保标准的日益严格,对填埋场的设计和施工标准越来越高,其建场投资和填埋费用也相应提高.污泥与城市垃圾混合堆肥 污水处理厂的活性污泥与城市垃圾混合堆肥是一项高效低耗、经济适用的污泥最终处理与处置方法.是将城市生活垃圾作为调理剂渗入污泥中,进行混合好氧堆肥,既处理了污泥,又给城市垃圾提供出路,从而达到消除污

23、泥的二次污染,并使污泥、垃圾资源化的目的.污泥的焚烧 污泥的焚烧是最彻底的处理方法,可将污泥中的有机质转变为二氧化碳和水,同时在高温下杀灭病菌、细菌,焚烧过程中产生的热能可以得到合理利用.目前,污泥的焚烧在国内主要分为干化焚烧和电厂焚烧两种方式.干化焚烧 干化焚烧需建造一套庞大而复杂的焚烧装置,这不仅使工程投资明显增加,而且提高了污水处理成本.电厂焚烧 依托电厂或热电厂现有的燃煤锅炉,通过技术改造,将脱水污泥按比例渗杂在煤块中进行焚烧.这样,既不需要建造单独的干化焚烧系统,又不需要配置单独的运行管理人员.电厂焚烧技术在资源化处置污泥方面率先迈出了一步,目前国内采用的循环流化床锅炉焚烧污泥技术已

24、被建设部确定为科技示范工程.鉴于某县经济承受能力等诸多实际情况及某县污水处理工程可行性研究报告的研究结论,建议某县污水处理厂一期工程的污泥送至县垃圾处理场与生活垃圾混合卫生填埋.同时建议进一步开展对污泥综合利用的研究工作,寻求多种渠道的污泥积极处置方式.2.7 厂区防洪 厂址处青通河常年水位为 13.2m、二十年一遇洪水位标高为 13.75m,防洪堤标高为13.514.5m之间.考虑到在青通河常年水位时污水厂尾水和雨水能自流排入水体,污水厂设计地面标高拟定为 14.00m,高于青通河二十年一遇洪水位,可满足二十年一遇的防洪标准.为防止极端情况下洪水水位位超 13.75m,设计中拟采取的防洪措施

25、：将变电所采用架空设置,防止用电设备受淹；排水系统设置了排水泵站予以强排；若以后防洪堤防洪等级提高可将围墙改成挡水型围墙可满足更高等级防洪要求.2.8 与二期工程的衔接 污水处理工程设计过程中,应充分考虑衔接问题.由于某县污水处理厂未来的二期工程的建设规模是在一期工程的基础上进行扩建.因此,污水厂一期工程设计时必须考虑二期工程的设计.本工程粗格栅及提升泵站、细格栅及沉砂池、紫外线消毒渠/排水泵站、污泥浓缩脱水间、综合楼、变电所/仓库/维修间建按 4 万 m3/d 规模设计,设备按 2 万 m3/d 规模安装；氧化沟、二沉池、污泥泵站等按 2 万 m3/d 规模设计.第三章 处理工艺选择 3.1

26、 工艺方案选择的原则 工艺方案的选择对于城市污水处理厂的建设、确保污水厂的正常运行和降低运行费用有着极其重要的作用,因此需要结合设计规模、污水水质特性以及本项目的实际条件和要求,选择技术可行、经济合理的处理工艺.所选工艺必须技术先进、成熟,对水质变化适应能力强,运行稳定,能保证出水水质达到排放标准的要求.所选工艺应运行成本低、占地面积少、工程投资及能耗省.所选工艺应易于操作、运行灵活、管理方便、维护简单,并能根据进水水质水量,对工艺运行参数和运行方式进行适当调整.污水处理工艺的确定应与污泥处理和处置的方式结合起来考虑,污水处理排出的污泥应易于处理和处置.便于实现工艺过程的自控,提高管理水平,降

27、低劳动强度和人工费用.3.2 污水处理工艺 3.2.1 生化二级处理工艺的选择 污水处理工艺的选择是根据进水水质情况和出水水质要求来确定的.从一期工程进厂污水的组份来看,生活污水占进厂污水的65%左右；进厂污水中有毒有害物质甚微,且污水 BOD5/CODcr=0.50,污水可生化性较好,只要严格控制有毒有害物质进入污水厂,污水处理厂的正常运行是有保障的.从污染物处理要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准中表1 一级标准的 B 标准：CODcr60mg/L、BOD520mg/L、SS20mg/L、NH3-N8mg/L、TP1mg/L 来看,CODcr 去除率不低于 80%,BOD5去除率不低于 8

28、6.7%,SS 去除率不低于92%,NH3-N去除率不低于 73.4%,TP 去除率不低于 60%.要实现上述污染物质的去除率,采用生化处理是可以完全实现的,而且也是目前国内外普遍采用的工艺.这样不仅投资省、运行费用低、管理方便,更主要的是处理效果较稳定.因此某县污水处理厂一期工程污水二级处理工艺采用活性污泥法.生化处理工艺有多种类型,选择何种处理工艺是污水处理厂设计的关键,处理工艺选择是否合适不仅关系到污水处理厂的处理效果,而且还将影响工程的投资、运行稳定性、运行费用和管理等方面.因此,必须根据国情和当地的实际情况,对生化处理工艺进行慎重选择,以获得最佳处理效果.由于本污水厂一期工程除了要求

29、去除BOD5、CODcr、SS 等污染物外,还要求能够生物除磷脱氮,要实现上述去除目的,采用常规的或强化的活性污泥处理工艺已达不到所需的去除效率及出水水质标准.因此,本工程所采用的污水处理工艺除具有去除有机污染物和悬浮固体的效果外,还必须具有去除氨氮和磷的功能.从目前污水处理技术发展来看,能满足上述要求的二级生化处理工艺主要有：氧化沟工艺 氧化沟工艺属活性污泥法中的延时曝气法,其曝气池呈封闭的沟渠型.由于氧化沟曝气装置布置的特点,氧化沟中溶解氧呈分区变化,沟内可不断形成缺氧区、好氧区,这正是氨氮进行硝化反硝化的必要条件.因此该法不仅具有降解污水中CODcr、BOD5和SS 的功能,而且还有一定

30、的除磷脱氮效果.在氧化沟内,其沟内循环水量往往是进水水量的几十倍乃至上百倍,所以氧化沟具有完全混合型和推流型曝气池的特点,具有较强的抗冲击负荷能力,出水水质稳定.一般情况下,氧化沟工艺可不设初沉池,工艺流程简单、管理方便.因氧化沟工艺具有流程简单,出水水质好,设备简单,投资及运行费用低,便于操作、管理等优点,目前在国内采用较多,尤其适用于中小型城市污水处理厂.SBR 法及其变种 序批式活性污泥法,简称 SBR 法,属间歇运行的活性污泥法工艺,与传统连续流活性污泥法不同,SBR 法是在同一池子内,在不同的时间阶段完成生物处理过程和泥水分离过程.通过间歇曝气方式,可使活性污泥周期性地经历好氧和厌氧

31、阶段.为处理连续的进水,一般 SBR 工艺至少需要设置二个以上的池子.近年来在传统序批式工艺基础上,又相继开发出一系列改进型工艺如 CASS、CAST、DAT-IAT、UNITANK、ICEAS等工艺技术,这些都是SBR法的变种.序批式活性污泥法及其变种具有流程简单、处理效果好、运行灵活、占地小等优点,一般用于小中型污水处理厂.但该类工艺自动化程度要求高,为保证系统的可靠运行,控制系统及常用阀门等关键设备往往需要引进,这通常会带来投资的增加和设备维修及更换的不便,同时对于污水处理厂的管理水平要求也随之提高.一旦控制系统失灵,整个污水处理厂的运行就可能会瘫痪,并使出水水质恶化.A2/O 法 A2

32、/O 法是由普通活性污泥法发展起来的工艺.A2/O 工艺根据微生物在完成硝化、反硝化及生物除磷过程中对环境条件要求的不同,在池子的不同区域分别设置厌氧区、缺氧区和好氧区.A2/O 工艺除对 BOD5、COD 和 SS 有较好的去除效果外,通过精心的操作,一般可以获得较好的除磷脱氮效果.A2/O 工艺应用较为广泛,历史较长,已积累有一定的设计和运行经验,但该工艺也有一定的缺点,主要表现为：工艺系统中需要分别设置污泥回流系统和内回流系统,尤其是内回流系统,其设计回流比往往在 200-300%左右或更大,这不仅增加投资和运行电耗,而且大量溶解氧将随内回流进入缺氧池,在一定程度上影响反硝化的效果.其外

33、,内回流的控制较复杂,对管理的要求较高.采用 A2/O 工艺,各处理指标有明显的去除率,能达到要求的出水水质和处理程度具有流程简单,但运行较复杂、操作要求较高,工程投资及运行费用略高.一般适用于较大规模,具有较高运行管理水平的城市污水处理厂.曝气生物滤池工艺 曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式,也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式.BAF 工艺主要用于生物处理出水的进一步硝化,去除生物处理出水中的残余的氨氮,以满足更高的氨氮去除要求.近年来,出现了在城市污水处理厂中将 BAF 工艺直接作为生物处理段对原污水进行生化处理和硝化、反硝化的实例.采用 BAF 工艺,其布置紧凑,占地省,出水水

34、质较好.但其运行管理难度较大,完全依赖于自动化运行,工程投资和运行成本并不节省；另外,其耐冲击负荷能力尤其是氨氮冲击能力较低.从目前国内使用情况来看,通常应用在较小规模污水厂,且成功的范例很少.以上工艺各有特点,结合某县污水处理厂一期工程规模、设计水质及运行管理等诸多因素,推荐某县污水厂一期工程污水处理工艺采用以氧化沟工艺为核心的处理工艺.氧化沟工艺发展速度较快,种类较多,但其机理相同.目前国内外应用较多的氧化沟主要有 Carrosel氧化沟、Passver 氧化沟、Orbal 氧化沟、多沟交替式氧化沟及改良氧化沟等.各种氧化沟的主要区别在于沟型和曝气方式的差异,一般情况下,氧化沟主要采用表面

35、机械曝气.针对本工程的特点,某县污水处理厂一期工程采用由功能不同的厌氧区、缺氧区和好氧区组成的氧化沟处理工艺,氧化沟曝气设备根据本公司的工程设计和运行管理经验采用倒伞式表面曝气机.本氧化沟工艺除具有一般氧化沟的共同优点外,还具有以下特点：a.氧化沟内设独立的缺氧区,与氧化沟前置的厌氧区结合,组成了一个完整的A2/O生化处理系统.b.回流活性污泥回流至氧化沟厌氧区,在此区域内混合液的基质浓度很高,有利于聚磷菌对基质的摄取.c.好氧区采用完全混合式的循环流流态,对水质水量变化的适应能力较强,耐一定的冲击负荷.d.采用较长的硝化和反硝化时间,有利于充分的硝化和反硝化,提高二级出水的脱氮率.这种强化二

36、级处理的做法虽较常规二级生化处理增加部分工程投资,但强化二级处理后,可以简化本污水厂将来的排放标准由现在的城镇污水处理厂污染物排放标准中表 1 一级标准的 B 标准提高到一级标准的A 标准的升级改造的处理工艺,减少工程投资、运行费用及方便运行管理.e.采用表曝机曝气,水力提升及混合能力好,可增加池深,减少占地面积.f.表曝机充氧能力强,动力效率高,可降低能耗,减少运行费用.g.曝气设备数量较少,投资较省,日常维修和养护工作少.3.2.2 污水消毒工艺的选择 根据招标文件对某县污水处理厂出水水质要求：粪大肠菌群数104个/L,本项目污水处理应设置消毒设施.目前,国内的主要消毒方法有液氯消毒、臭氧

37、消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒等几种方式.液氯消毒 液氯消毒效果可靠,投配设备简单,投量准确,价格便宜,是应用最广的消毒剂,已经积累了大量的实践经验.但其也存在以下缺点：a.安全方面存在潜在的危险性；b.与水中腐殖酸类物质反应形成致癌的卤代烃；c.与酚类反应形成带有怪味的氯味；d.与水中的氨反应形成消毒效力低的氯胺,且排入水体后对鱼类有危害；f.在 pH 值较高时消毒效力大幅度下降；g.长期使用会引起某些微生物的抗性.臭氧消毒 臭氧消毒效率高,并能高效降解污水中残留有机物、色、味等,污水 pH 值、温度对消毒效果影响较小,不产生难处理的或生物积累性残余物.但设备系统组成复杂,投资大、成本高,对

38、运行操作技术要求严格.二氧化氯 二氧化氯是一种新兴的消毒方式,具有杀菌、灭病毒,去除微量有机污染物等功能,但其投资和运行成本较高,对运行操作要求较严；其外,使用二氧化氯消毒也存在一些其他问题：a.加入到水中的二氧化氯有5070%转变为 ClO2、ClO3,试验表明 ClO2、ClO3对血红细胞有损害；b.对碘的吸收代谢有干扰,还会使血液胆固醇升高；c.使消毒水有特殊的气味.紫外线消毒 紫外线消毒速度快,效率高,操作简单,便于管理,易于实现自动化,无二次污染,占地面积小及无副产物等优点.但紫外线应用于污水消毒也有一定局限性：a.待消毒污水的色度、浊度等对杀菌效果有影响；b.电耗较大.综合考虑以上

39、污水消毒工艺的适用性、成熟性、安全性、可靠性、二次污染问题、消毒副产物、操作运行的简单易行和运行费用等因素,某县污水处理厂一期工程污水消毒推荐采用紫外线消毒工艺.3.2.3 辅助化学除磷 本项目的生物处理部分虽采用了在生物除磷方面非常成熟且有广泛成功应用实例的改良氧化沟工艺.但是,由于水质变动、管理经验、操作方法等众多不确定因素的影响,要想在在较长的时期内仅使用生物除磷方法将污水厂出水中磷的监测值维持在1.0mg/L以下是非常困难的.为了保证污水厂运行的稳定性,本污水厂设计时考虑以后设置辅助化学除磷系统的可能性.化学除磷是通过向污水中投加化学药剂与磷形成不溶性磷酸盐沉淀物,然后通过固液分离将磷

40、从污水中去除,固液分离可单独进行,也可与二沉池污泥的排放相结合.按照化学药剂投加点的不同,化学除磷工艺可分为前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型,不同的药剂投加点对化学药剂的种类、投加量及系统的设计是各不相同的.为确保化学除磷药剂的充分混合反应,采用协同沉淀方式,当进水磷浓度过高或出水磷浓度不达标时,在二沉池配水井投加 FeCl3除磷药剂,生成的沉淀物与二沉池污泥一同沉淀.由于化学除磷系统只是生物除磷的辅助和补充,在正常青况下并不需要使用,因此,化学药剂的投加量非常有限,不会造成运行成本的明显增加,也不会影响污水厂出水的 pH 值.3.3 污泥处理工艺 污水处理过程中将产生大量含水率很高的污泥

41、,这些污泥中含有大量未分解的有机物和病原体,且很不稳定,如不进行处理,任意排放,将引起严重的二次污染,因此污泥的处理和处置十分必要的.污泥处理工艺一般包括减容、稳定化两个方面.污泥减容：主要是降低污泥的含水率.常用的方法有污泥浓缩、机械脱水、干化等,以便于污泥的后续处理、运输及处置.污泥稳定化：进一步降解污泥中的有机物,使污泥稳定.目前,常用的污泥稳定化处理主要有厌氧稳定处理和好氧稳定处理.污泥处理工艺的选择 厌氧消化工艺 厌氧消化分为高温消化和中温消化两种方式,从能源回收角度考虑,目前国内大中型城市污水处理厂普遍采用厌氧中温消化法.厌氧消化就是在消化池中利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌降解污泥中的

42、有机物,将其分解成甲烷、二氧化碳、氨基酸和脂肪酸,使污泥的体积大大减少,并且通过中温消化杀死污泥中的病原体,使污泥使用更安全,消化过程中生的沼气可用于民用或发电.但从国内已运行的中小型污水处理厂来看,消化过程中所产生的沼气量远低于设计值,产生的沼气有时只能维持消化池自身的加热、搅拌所需的气量,而且系统运行时经常会产生污泥管道堵塞、沼气产量不稳定等问题.另外沼气利用目前还未找到适合国情的最佳利用方式,沼气发电由于容量小,气量不稳定,不便于利用；沼气驱动鼓风机设备投资大,管理较复杂；正因为如此,目前国内采用污泥消化工艺的污水厂运行正常很少,有的即使产生沼气,也往往不能有效利用,大大降低了其节能效果

43、.其外,厌氧消化系统设备复杂,运行操作要求高,工程投资和运行费用高.好氧消化处理 好氧消化类似于活性污泥法,就是对污泥长时间进行曝气,降解污泥中的有机物,使污泥体积减小.与厌氧消化相比,好氧消化具有以下优点：流程简单、构筑物少；污泥中有机物降解率与厌氧消化大致相等；生物稳定的最终产物没有气味,易于处置；产生的污泥易脱水；污泥中可利用的基本肥效较高；运行操作问题较少；工程投资费用较低.由于好氧消化动力费用较高且不能回收有用的副产品,因此好氧消化处理主要用于中小型城市污水处理厂.本项目二级生化处理采用氧化沟法,由于其泥龄较长,活性污泥已得到相对好氧稳定,为节约工程投资和运行费用,可以不设污泥消化稳

44、定装置,活性污泥经浓缩、脱水后即可利用和最终处置.污泥浓缩脱水形式、设备选择 污泥浓缩目前主要有两种形式,一种是传统的重力浓缩池,一种是近年发展起来的机械浓缩.重力浓缩池管理经验丰富,使用效果稳定,但缺点是污泥停留时间较长,占地面积大,污泥中的磷在缺氧条件下又重新释放入上清液中,降低了磷的去除效率；机械浓缩具有占地面积小、浓缩效果好、操作简便、可减少磷的释放等优点.因此,某县污水厂一期工程工程污泥浓缩采用机械浓缩方式.污泥浓缩、脱水设备目前国内城市污水厂基本上都采用带式浓缩机、脱水机,并积累了丰富的经验；带式机的优点是电耗低、噪音小、运行稳定.近年来,卧式螺旋离心浓缩机、脱水机在城市污水厂中也

45、有被采用的,其主要优点是浓缩、脱水效果较好,毋需冲洗水,附属设备少；但其缺点是投资高、噪音大、电耗高、运行维护要求高.因此,某县污水厂一期工程污泥浓缩脱水设备采用一体式带式浓缩脱水机.3.4 推荐工艺流程简述 污水、污泥处理流程简图如下：由市政污水管网送来的污水首先进入污水厂的粗格栅井内,经粗格栅去除较大的漂浮物后,进入提升泵站的吸水井.污水经提升后至细格栅,进一步拦截和去除污水中细小悬浮物,再经过沉砂池沉砂,分离并去除污水中砂粒.经上述预处理后的污水与回流污泥一起进氧化沟厌氧区,进行生物除磷并改善污水沉降性能；厌氧区出水再入氧化沟缺氧区和好氧区,进行反硝化反应和硝化反应,使污染物得到降解.生

46、化处理后的污水自流入二沉池,进行固液分离.二沉池出水经紫外线消毒杀死污水中的病菌后达标排入接纳水体.生化过程中产生的活性污泥直接送污泥浓缩脱水间,经机械浓缩、脱水后形成含水率小于 80%的泥饼.第四章 污水处理厂设计 4.1 设计规模 根据招标文件及池州市发改委对可研报告的批复,某县污水处理厂设计规模：一期工程 2 万 m3/d、二期工程 2 万 m3/d.一期工程：平均流量Q=834m3/h、最大流量 Q=1250m3/h、总变化系数 kz=1.5.二期工程：平均流量Q=1667m3/h、最大流量 Q=2334m3/h、总变化系数 kz=1.4.4.2 污水处理工艺单体设计 主要处理建构筑物

47、包括：粗格栅及提升泵站、细格栅及沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥泵站、紫外线消毒渠/排水泵站、污泥浓缩脱水间等.4.2.1 粗格栅及提升泵站 粗格栅间设置粗格栅两台,根据我公司设计经验,本工程机械粗格栅建议选用钢绳牵引式机械格栅；格栅前后安装闸门,以便检修和清污.为了减少泵站的占地面积和土建工程投资,提升泵采用无堵塞潜污泵,潜污泵采用自动耦合机构以便于安装、检修和更换.由于本污水厂进水的波动性较大,为适应进水的波动,减少水泵启动频率,延长水泵的使用寿命和减少能耗,本设计拟选用 3 台变频型潜污泵.1.构筑物 格栅渠 设计流量：Qmax2334m3/h 功能：去除污水中较大的漂浮物,以保证污水提升系

48、统的正常运行.类型：钢筋砼结构,直壁平行渠道.数量：2 条 平面尺寸：6.5m1.0m 提升泵站 设计流量：Qmax2334m3/h 功能：提升污水,满足污水处理高程要求.类型：半地下式泵站 地下钢筋砼结构、地上单层框架结构 数量：1 座 平面尺寸：9.0m8.5m 2.主要设备 粗格栅渠 a.钢绳牵引式机械格栅 设备数量：2 台 设计参数：单台设计流量 Qmax1167m3/h 栅条间隙 b20mm 栅前水深 H1200mm 格栅宽度 B800mm 过栅流速 V0.60.8m/s 格栅倾角75 最大水位差h200mm 控制方式：定时或根据格栅前后液位差由 PLC 自动控制格栅运行或手动开停.

49、材质：不锈钢 b.皮带输送机 设备数量：1 台 设计参数：输送能力 Q=12m3/h 带宽 B500mm 带长 L3500mm 控制方式：与粗格栅联锁,由 PLC 自动控制,顺序开停.提升泵站 设备类型：可提升式无堵塞潜污泵 设备数量：3 台 设计参数：单台流量 Q=630m3/h 扬程 P=0.14MPa 控制方式：根据集水池液位由 PLC 自动控制水泵逐台开停,根据累计运行时间自动轮换,同时可采用手动控制.材质：铸铁 4.2.2 细格栅及沉砂池 细格栅间设置细格栅 2 台,格栅形式为回转式格栅.栅前栅后安装闸门,以便检修和清污.沉砂池本投标设计拟采用圆形旋流式沉砂池,该池沉砂分离效率较高；

50、同时避免了因采用曝气沉砂池导致的后段厌氧池溶解氧偏高的问题.此外还具有占地省、能耗低、管理方便等优点.该沉砂池集砂区中的砂采用压缩空气提升进入砂水分离器,砂在砂水分离器中与水分离后,砂粒自行排入贮存斗中外运.1.构筑物 细格栅渠 设计流量：Qmax2334m3/h 功能：进一步去除污水中细小漂浮物,保证后续处理系统的正常运行.类型：钢筋砼结构,直壁平行渠道 数量：2 条 平面尺寸：5.8m1.2m 旋流式沉砂池 数量：2 座 设计参数：单座设计流量Q1167m3/h 池直径3650mm 停留时间 t40s 2.主要设备 细格栅渠 a.回转式细格栅 设备类型：自清式 设备数量：2 台 设计参数：