再生水处理方案CMF1228Word文档格式.docx
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尤其是厦门市境内水资源较少,城市生活和工业用水水源80%都是用客水,就是从九龙江长距离引水而来。
因此,水对于厦门而言是特别的稀有和珍贵。
2004年,厦门市人民政府办公厅发布了《关于进一步开展创建节水型城市活动的通知》,通知明确指出,至2005年底,要力争厦门岛含鼓浪屿在内的区域全面达到节水型城市要求,岛外的城市建成区基本达到节水型城市要求;
至2006年底,争取全市的城市规划区全面达到节水型城市要求,水资源的综合利用和管理接近或达到国际先进水平。
城市从自然水体中取水,净化为自来水,是一次水质的净化过程,自来水经过使用转变为污水排放是一次污染过程,污水经过污水处理厂净化向自然水体排放是一次消除污染的过程,污水处理厂排放的高度净化处理水经过自然水体的进一步自净变成原水,则是水的再生过程。
再生的核心是让水资源再次具有自然原水的特征。
再生水战略是对自然净化能力不足的人工强化,适用于所有区域,特别是资源极度紧缺、城市密度高的特定区域。
理论上讲,水的“再生”和“复原”过程要由自然界来完成,才会让人放心,按照传统的心理,污水处理的再干净,人们在心理上也难以接受其直接转变为饮用水。
而自然再生复原过程需要流量、流速和净化时间等方面的水环境要素要求。
任何污水处理后的排放水,经过一定的自然或人工净化都可能变成原水,不过对时间和水量的要求不同;
即便是处理后的水质水平再高,也需要一定的自然区域,一方面进行必要的自然复原,另一方面做心理过渡。
因此,必须允许一定区域的排放口水质不能直接满足原水的要求,而区域的大小与水体流量、人工净化和再生处理的程度相关。
再生水战略的核心是尽可能地缩短这个过渡带。
1.3项目对策及方案
城市污水中仅有0.1%的污染物质,远低于海水污染物质3.5%的含量(重量比)。
城市污水管网系统完善,不用专门收集,处理技术成熟可靠,处理成本低廉,基建投资少。
作为第二水源,再生水不受季节影响,水源保证率高,水质、水量相对稳定的优点,与长距离调水、海水淡化等相比更具有现实意义。
在当今世界各国解决缺水问题时,城市污水被选为可靠的第二水源。
香山国际游艇俱乐部项目位于厦门岛东部的香山避风坞,地处滨海旅游观光区,与小金门岛隔海相望。
其用地西面为国际会议中心、国际网球中心,南临厦门国际会展中心,作为天然避风良坞,香山正前方为厦金水道,往东为深水道,凹入式海湾地貌提供了较稳定的水域,尤其适宜开发游艇等水上运动项目。
土地现状为海域,土地用途为商业、办公、酒店及其他。
项目地上总建筑面积为18.9万平方米,其中酒店为6.1万平方米,商务办公建筑面积为6.3万平方米,商业建筑面积3.5万平方米,别墅4.5万平方米,绿地面积16万平方米,以上建筑面积均不含地下。
香山国际游艇俱乐部作为一个高标准的可满足吃、住、办公、娱乐、观光旅游多种需求的综合性项目,在水资源合理利用方面有重要的意义;
针对该现状将整个俱乐部的生活污水收集,以生活污水为再生水水源,经二级生化处理及深度处理后,用于家庭卫生间冲洗马桶用水、擦地面用水以及小区内坑塘补充水、小区道路喷洒水、树木、草坪、鲜花浇灌水、景观补水等,减少自来水的使用量,达到节约水资源的目的;
1.4方案内容
污水及再生水处理站的总体设计:
包括工艺、土建、电气、仪表及控制设计等。
污水及再生水处理工艺流程的设计:
选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的工艺流程。
设计范围起自处理站进水口处,止于处理站出水。
生活污水收集管网、再生水回用管网和处理站的绿化、通讯、消防不在本设计范围。
第二节设计依据及设计原则
2.1设计依据
✧《厦门市水污染物排放控制标准》(DB35/322-1999)
✧《城市供水水质标准》(CJT206-2005)
✧《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)
✧《饮用净水水质标准》(CJ94-1999)
✧《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)
✧《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)
✧《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)
✧《建筑中水设计规范》(GB50336-2002)
✧《室外给水设计规范》(GB50013-2006)
✧《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
✧《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
✧《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)
✧《建筑结构设计统一标准》(GB50068-2001)
✧《电力装置的电测量仪表装置设计规范》(GBJ63-90)
✧业主提供的资料
2.2设计原则
本工程设计内容包括:
污水及再生水处理站入口至出口的工艺、设备、土建、电气的设计。
✧采用处理效果好、经济、易于管理的工艺流程,处理后的水质达到规定的排放标准和要求,并尽量节省投资和降低运转费用;
✧污水及再生水处理站出水水质标准符合国家《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)要求,产水量满足俱乐部杂用水需求;
✧符合建设区内建设规划要求,并适度超前建设;
✧构筑物平面与空间合理布置,合壁共建,使结构紧凑,节省了基建投资;
✧采用钢砼结构,系统具有较好的抗腐性能;
✧合理选用设备,降低能耗,提高动力效率,降低运转成本;
✧严格控制噪声及臭味的产生,消除二次污染;
第三节设计水量及出水水质
3.1设计水量
根据《城市给水工程规划规范》GB50282-98中单位公共设施用地用水量指标1.0-1.5万m3/km2.d,预计香山国际游艇俱乐部每天最大的用水量为3300m3,考虑损耗预计每天最大的排水量为3000m3。
本方案的生活污水集中后需经化粪池拦渣处理,而且餐饮排水需经过隔油池预处理后方可排入处理站,最高日排污量3000立方米/日计。
3.1再生水使用量
污水处理成再生水后回用于绿化、冲厕用水、道路清扫、景观补水等。
序号
用水部门
参数
用水量指标
用水量
(m3/d)
1
地面冲洒用水
5%面积
2.0L/m2d
20
2
公共绿地
16万m2
3.0L/m2d
480
3
冲厕用水
商务办公:
6.3万m2
酒店:
6.1万m2
商业建筑:
3.5万m2
别墅:
140栋
1.0万m3/km2.d×
60%
1.5万m3/km2.d×
12%
10%
40L/人.d
550
4
景观水蒸发补水/置换
1950
总计
3000
设计水量取:
3000m3/d
运行时间:
24h
设计小时处理污水水量:
Q设计=125m3/h
3.2设计进水水质
参考同类水水质,确定本工程污水水质如下:
污染因子
CODCr
(mg/L)
BOD5
SS
pH值
数值
≤300
≤150
≤200
6~9
3.2处理后再生水水质要求
再生水出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T19820-2002)中绿化、冲厕用水、道路清扫、景观补充水标准,其主要水质指标如下:
污染
因子
浊度
(NTU)
pH
嗅
粪大肠菌群数
余氯
≤10
≤5
6~9
无不快感
≤3
接触30min后≥1.0
第二章工艺设计
第一节处理工艺选择
1.1工艺选择
近年来,通过对国外成熟技术的借鉴和国内的研究实践,小区回用技术得到了很快的发展。
生活污水深度处理的目的是进一步去除污水中的悬浮物(SS)、有机物、氮磷等营养盐以及可溶的无机盐等。
根据污水回用用途和地理条件的不同,处理工艺与流程也有着很大的区别。
污水的深度处理流程通常有以下几类:
(1)混凝、澄清、过滤法;
(2)直接过滤法;
(3)微絮凝过滤法;
(4)接触氧化法;
(5)生物快滤池法;
(6)流化床生物氧化法;
(7)活性炭吸附法;
(8)膜过滤技术(超滤、纳滤等);
(9)生物膜技术等。
膜技术主要是指纳滤、超滤、渗透以及反渗透等膜分离技术。
根据小区的情况本方案采用生活污水经二级处理出水,经膜技术深度处理,出水水质稳定、可靠,可作为小区的绿化、冲厕、道路清扫用水。
第二节工艺流程及说明
2.1工艺流程
生活污水具有可生化性较高、排水时间相对集中等特点。
根据此特点,拟定污水、再生水处理工艺流程如下:
溢流管空气混凝药剂
↑↓↓
污水→集水井→格栅池→消化调节池→XUCE池→旋流混凝反应池→平流多斗
沉淀池→中间水池→过滤系统→CMF系统→接触消毒池→再生水贮存池
↓↑
溢流管消毒药剂
再生水处理工艺流程图
2.2工艺流程说明
2.2.1污水处理工艺流程说明
由于再生水水源为软件园的生活污水,主要污染物是有机物。
本设计方案是将生活污水管网的污水收集,进入污水及再生水系统。
各工艺单元介绍如下:
●污水收集系统化粪池的设置
根据再生水处理设计规范,再生水处理工程需建设化粪池,防止管道堵塞。
●污水溢流系统
考虑到设备故障检修、污水生化调试等因素,在设计过程中,特设置一溢流系统,保证污水不会溢出地面。
●格栅系统
在污水进入提升系统前,设置一机械格栅,将污水中较大的垃圾截留,保证后续处理工艺的稳定运行;
另,格栅为地埋式,能够保证臭味顺污水管道拔高排空,不影响周边环境。
●设置消化调节池
为保证污水处理工程的正常运行,特设置一消化调节池,具体作用及优点如下:
1.起到沉砂池的作用,在消化调节池内设置一沉砂池,避免泥沙淤积在消化调节池内;
2.起到初沉池的作用:
水中含有大颗粒的污染物质,该类物质不能直接进入污水生化处理系统,必须进行沉淀、发酵。
3.避免臭味的产生:
全地埋式,可有效的避免臭味的产生及溢出影响周遍的环境;
由于消化池的停留时间小于化粪池的停留时间,不产生臭味;
4.对污泥进行减量化处理:
由于消化池设置专性菌种,污泥在此进行消化,做到减量化处理。
5.起到调节池的作用:
消化池还起到调节水量、均衡水质的作用。
8.消化调节池也起到酸化水解池作用:
即利用厌氧过程的前两个阶段—酸化和水解阶段,将大分子的有机物分解成小分子有机物,将难分解的物质分解成易分解的物质,提高污水的可生化性。
●XUCE生化池
本设计分两组污水处理系统,每组日处理量1500m3;
XUCE工艺是我司具有自主知识产权的新型污水处理工艺,其特点是不设沉淀池,不需进行污泥回流。
随着现代微生物技术和自控技术的发展,污水处理出现很多工艺,如MSBR、DAT-IAT、CASS等工艺,这些工艺在实践中都存在一定的问题,尤其应用在地埋式的污水处理工程中,如CASS等需要滗水机,在地埋式中难以应用。
XUCE工艺主体有三个XUCE生化池组成,其运行规律如下:
第一格进水→搅拌→曝气→沉淀→排水
第二格曝气→曝气
第三格沉淀→排水→进水→搅拌→曝气
以上系统由污水中央控制器完成,微生物在XUCE池内完成生物选择、生物吸附、脱氮等过程。
该过程对有机物的去除效率高,如第一格进水到一定的时间,启动搅拌机,对污水进行搅拌,由于微生物的吸附作用,污水中的COD迅速降低,然后污水进入缺氧状态,进行氨氮的反硝化作用,一定的时间后,进入曝气阶段,完成对有机物的降解。
整个过程交替运行,使污水处理过程中的有机物处在不同的阶段,保证各类污染物的去除。
●旋流混凝反应池
生化出水中含有一定的SS、磷等,需投加混凝药剂,促使污水中的SS沉淀。
旋流反应池就是将污水和混凝药剂充分混合、反应的构筑物,其特点是充分利用水力学的特点,不需设搅拌机,将污水充分和药剂充分混合和反应。
旋流反应池共分2组,各六格,
●平流多斗沉淀池
为满足地埋式污水处理工程,我司专门设计了平流多斗沉淀池,能够快速沉淀物化产生的少量污泥。
每个泥斗装有污泥泵,将污泥及时排入污泥池。
●中间水池
经过物化沉淀后的已达到《厦门市水污染物排放控制标准》(DB35/322-1999)要求的一级排放标准,在该池内装有污水提升泵,将污水提升至CMF系统进行深度处理。
●污泥池
XUCE生化池产生的剩余污泥经泵提升入消化调节池的前端,进一步进行污泥的消化和减量化。
平流多斗沉淀池的污泥则提升至污泥池,上部上清液自排入污水溢流管道。
污泥在此浓缩,达到减量化处理的目的,污泥主要为有机物、氨氮化合物、磷酸盐等,是优质绿化用肥料,可用吸粪车外运做绿化肥料。
2.2.2再生水处理工艺流程说明
中间水池由水泵提升至多介质过滤罐,少量悬浮物经过滤罐截流后,出水中的固体悬浮物、浊度均明显降低,其中浊度可降低至5NTU,固体悬浮物降低至5mg/l以下。
膜处理系统的过滤孔径为0.18微米,出水固体悬浮物可降至1mg/l以下,浊度降至0.1以下。
该系统最主要的功能是彻底的去除水中的细菌和大肠菌群,出水中的大肠菌群数为0个/L,细菌总数低于1CFU/Ml。
经过CMF系统处理后的再生水,需进入消毒池进行消毒,投加二氧化氯溶液来满足再生水对余氯的要求,以保证中水在管网末端的余氯大于0.2mg/L左右,然后流入再生水贮存池,供业主使用。
再生水贮存池内的再生水由变频泵提升至使用再生水处,提升系统及再生水管网不在本设计范围。
●过滤系统
共8套
(1)过滤罐内安装有填料,过滤罐的滤速为11m3/m2h,过滤罐上部装有排气阀,当罐体内有气体时可被排出;
罐体的主体为A3钢结构,内外加强级防腐。
(2)过滤水泵主要参数:
Q=35m3/h、H=16m、功率=4.0kw。
在正常的状况下水泵1台工作1台备用,当过滤罐需要反冲洗时,通过调整阀门,由再生水供水系统进行反冲洗,通过调整蝶阀来达到设计反冲洗的强度,即15L/S.m2,反冲洗周期根据压力确定,在操作过程中可通过安装在过滤罐进出水管的压力表读数的差值(大于0.02MPa)来确定是否要进行反冲洗,反冲洗出水直接排入市政管道。
水泵的开停由再生水中央控制器根据水位控制,当CMF循环罐低水位时,过滤泵开始工作,当高水位时,过滤泵停止工作。
(3)溶药、加药系统:
主要用来溶解固体混凝剂,并将药品投加到管道混合器。
●膜处理系统
本设计膜处理系统共4套。
膜处理系统包括增压泵、中空纤维膜系统、压缩空气和反冲洗系统、PLC自控系统组成。
(1)中空纤维膜系统主要性能及参数如下:
滤后水质:
浊度小于1.0NTU、细菌总数小于1CFU/ml、大肠菌群数小于3个/L;
产水率:
每平方米0.5~1.0m3/m2h;
过滤孔径:
0.18μm
(2)膜处理系统的操作由PLC自动控制,水由膜外向膜内渗透,正常工作压力为30~100kpa,最高可达200kpa。
一般用压缩空气反冲洗一次,反冲洗时压缩空气和水同时作用于膜表面,时间1~2min。
当进水浓度不稳定时,膜污染超过它的设定指标会自动强制冲洗,以延长膜的使用寿命。
反冲洗水量(反冲洗采用再生水)为进水量的8%~10%。
当膜的前后压力差达到100Kpa时需进行化学清洗,膜处理系统一般可连续工作1个月。
CMF系统设计是模块式设计,易于增容,模柱中的子模块可以进行更换、隔离、修补,因此即使膜有损坏,也可及时修补,不影响整个系统的正常运行,膜的工作状况可进行完整性测试。
(3)概括起来,本设计选用的膜分离技术具有以下优点:
a.采用错流式过滤,使处理效果不受进水水质的影响;
b.灵活的结构设计有利于膜组件的更换和增容;
c.利用空气和水对滤膜进行联合反冲洗,提高膜分离效果和膜组件的使用寿命;
d.在线膜完整性测试,在任何时间均能保证出水水质;
e.采用内含故障诊断,保证系统的全自动运行;
f.系统占地少;
g.工作压力低,已接近自来水厂一级泵站的工作压力;
h.自动化清洗技术,保证了CMF长期稳定的工作。
2.2.3工艺优点
1.层层把关,确保出水达标:
污水采用先进的XUCE工艺,再经混凝、沉淀、过滤、膜处理工艺,尤其是膜处理工艺,能够把细菌截留;
同时,通过混凝沉淀、过滤,除去污水中难以去除的磷。
2.无噪音:
由于本设计选用的电气设备都是低噪音的,回转式鼓风机转速仅为420r.p.m,因此产生的噪音很小,完全可达到<
<
城市区域噪声标准>
>
中的0级标准,即昼间≤50dB、夜间≤40dB,避免动力设备产生的噪音造成二次污染。
3.无臭味:
由于工程中采用先进的XUCE工艺和菌种,通过控制各池DO的浓度在0.5mg/L以上,抑制硫酸还原菌的的生长,从源头上控制臭气的生成,不产生臭气,避免臭气造成的二次污染。
4.管理方便、运行费用低:
本设计采用XUCE工艺,减少污泥回流;
采用聚合物曝气装置,可根据污水水质及水量确定曝气系统的开/停时间,大大节省运行成本。
再生水采用先进的中空纤维膜处理系统,所需压力低,动力消耗小,消毒费用低,整个再生水运行费用仅为0.528元/m3,大大低于目前市场上其他工艺。
5.垃圾及污泥:
采用消化调节池,对生化剩余污泥进行减量化处理,避免每天清掏造成的工作量及臭气影响周边的环境;
将格栅置于地下、采用先进的菌种和先进的污水处理工艺,有机污泥基本自行消化,剩余少量的富含磷、氨氮的无机污泥直接由吸粪车外运做绿化肥料或脱水后用作校园的绿化肥料。
6.运行稳定,出水水质好:
该工艺出水水质好,远优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)要求的标准,可大量回用于绿化、景观补水、冲洒用水、冲厕等,节省大量自来水,真正做到经济循环。
2.3电气及控制系统
用电设备清单
序号
名称
数量
功率
/kW
总功率
控制方式
机械格栅
1台
0.55
时间控制开停
潜污泵WQ100-8-5.5
3台
5.5
16.5
水位控制开停
潜污泵WQ60-13-4
4台
4.0
16.0
回转式鼓风机
HC-100LS
8台
7.5
60.0
5
潜水搅拌机
QSJ1.5/8-400
1.5
12.0
6
过滤泵WQ30-18-4
32.0
水位控制运行
7
搅拌机
0.37
2.96
手动控制开启
8
计量泵
0.2
0.8
与提升泵连动
9
0.04
0.16
10
CMF循环泵
3.7
29.6
自控运行
11
空压机
2台
2.2
4.4
12
排气扇
0.25
0.5
13
CMF反洗泵
3.0
14
厢式压滤机
最大运行功率79.25kW
设计依据
《低压配电设计规范》(GB50054-95)
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》(GB50171—92)
《交流电气装置的接地》(DL/T621—1997)
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T620—1997)
《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254-50259—96)
《电缆线路施工及验收规范》(GB50168-92)
《给排水设计手册(第8册)》电气与自控
系统组成、控制方式
处理站设计单电源供电,由业主将电源线送至中控室内污水中央控制器和再生水中央控制器,其功率补偿由业主一并考虑。
配电和控制系统有防潮、防漏电和可靠的接地措施,各类电气设备均设电路短路和过载保护装置,以确保用电设备安全运行。
根据水处理工艺需要,对工艺运行情况及时进行状态显示、报警(Pilotlampindicating),采用手动/自动控制。
本设计主要为自动控制。
本系统的设备的分布较为分散,基于易于现场调试和就近控制之理念,控制系统由MCP柜组成。
现场各盘柜的动力电源从MCP引出,MCP的控制及状态反馈信号之通讯由多芯控制电缆予以完成。
照明供电、控制方式
处理站的照明电源由业主统一规划施工。
2.4构筑物及设备清单
2.4.1污水处理构筑物清单
1)集水井:
地下钢筋混凝土结构,一座。
主要包括闸门井、格栅池、集水井等。
L×
B×
H=5.45×
4.0×
5.22
总池容:
113.80m3
2)消化调节池:
地下钢筋混凝土结构,一座三格。
净尺寸:
H=(16.3+16.3+16.3+11.14)×
960.64m3
3)污泥池:
H=4.86×
77.76m3
4)XUCE生化池:
2组,地下钢筋混凝土结构,每组一座四格。
每组如下:
第一格净尺寸:
H=19.95×
5.7×
4.20
第二格净尺寸:
H=7.0×
第三格净尺寸:
第四格净尺寸:
每组总池容:
1290.366m3
5)旋流混凝反应池:
2组,地下钢筋混凝土结构,每组3格。
每组:
H=(1.15+0.9+1.15)×
(0.795+0.78)×
4.20m
21.168m3
6)平流多斗沉淀池:
2组,地下钢筋混凝土结构,每组一座。
H=20.15×
表面积:
80.6m2
7)中间水池:
H=5.7×
4.55×
108.927m3
8)消毒及再生水贮存池:
消毒池:
四格
H=
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