城镇生活污水方案300吨每天文档格式.docx

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2、《室外排水设计规范》GB50014-2006

3、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

4、《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

5、《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》CECS122：

2001

6、《室外硬聚氯乙烯给水管道工程设计规程》CECS17：

90

7、《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》TJ32-78

8、《室外给水排水工程设施抗震鉴定标准》GBJ43-82

9、《城市污水处理工程项目建设标准》建设部2001年

10、《地表水环境质量标准》GB3838-2002

11、《污水排入城市下水道水质标准》CJ18-99

12、《工业企业站界噪声标准》GB3096-93

13、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93

（二）电气部分

1、《通用用电设备配电设计规范》　GB50055-93

2、《低压成套开关设备和控制设备》IEC-439

2.2主要政策法律

1、《中华人民共和国环境保护法》（2015年1月）

2、《中华人民共和国水污染防治法》（1984年11月）

3、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（1989年5月）

4、《国务院关于环境保护若干问题的决定》（1996年31号文）

5、《建设项目环境保护管理办法》（1996年3月）

6、《建设工程环境保护设计规范》（1987年3月）

7、《污水处理设施环境保护、监督管理办法》（1989年5月）

8、《污染物排放许可证管理暂行办法》（1989年5月）

9、《国家节约能源法》

10、《清洁生产促进法》

2.3设计资料

1、甲方提供的相关资料。

2.4主要指导思想和设计原则

（1）本工程符合环境保护要求，在提高水资源利用率，减少污水排放的同时，加强污水处理能力，使系统排放稳定的达到国家标准要求。

（2）回收资源，降低水耗，以资源利用、节水为重要的设计指标。

（3）提出的方案要求既要工艺先进、技术可靠、操作简单、便于管理；

又要经济合理、节省占地、节约能源，运行管理费用低廉，具有较好的经济效益和社会效益。

（4）工艺设备的选型适当，布置合理，操作方便，确保安全生产和劳动卫生条件良好。

（5）在可靠的前提下，尽量选用新技术、新装备，继续为我国建材行业的技术进步作出贡献。

（6）充分考虑节约和资源的综合利用，以实现经济效益和环境效益的双丰收。

（7）电气自动化水平要在满足生产要求的前提下选用成熟、可靠的先进技术和设备，为工艺提供良好的条件。

（8）为确保工程的可靠性及有效性，必须简化操作程序，降低运行费用，减少日常维护检修工作量。

2.5设计范围

包含：

一体化污水处理成套设备供应、以及配套自动控制系统。

承担该工程的工艺设计，设备、电气、自控的设计、选型、购买、安装、运行调试和培训操作人员。

不包含：

污水站所有土建设施建设，例如：

调节池、排水沟、污泥池、厂平及绿化、围墙、综合用房等。

2.6污水水质、水量及排放标准

2.6.1污水水质

影响污水处理站进水水质的主要因素有污水管网的完善程度、城市化程度和生活水平的高低。

污水处理厂的进水水质通常根据其服务范围的常年污水水质实测值统计整理得出。

缺少基础资料时，亦可参照同类地区城市污水处理厂的进水水质情况。

本项目污水处理站进水水质，如下表：

表2-1生活污水水质

单位：

mg/L（pH值无量纲）

项目

COD

（mg/L）

BOD5

SS

NH3-N

TN

TP

进水水质

300

150

180

30

35

4

2.6.2污水水量

污水站处理规模为300m3/d=3.5L/s；

按照GB50014中相关规定取值总变化系数KZ=2.3；

每天运行24小时计；

表2-2综合生活污水量总变化系数

平均日流量（L/s）

5

15

40

70

100

200

500

≥1000

总变化系数

2.3

2.0

1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

1.3

则取最高日最高时设计流量为：

28.75m3/h；

平均设计流量为：

12.5m3/h。

2.6.3排放标准

本方案按强化二级生物处理，其排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。

如下表

表2-3排放指标

排放指标

PH

出水水质

≤50

≤10

≤5（8）

≤15

≤0.5

6~9

注：

括号内的数值是水温≤12℃时的控制指标，括号外的数值是水温＞12℃时的控制指标。

2.6.4主要污染物拟去除效果

根据确定的污水处理厂进水水质和出水水质，各污染物要求达到的处理效果见表2-4。

表2-4主要污染物总拟去除效果明细表

进水浓度（mg/L）

出水浓度（mg/L）

去除率（%）

≥83.3

≥93.3

≥94.4

≥57.1

≤5

≥87.5

第三章污水处理工艺确定

3.1污水水质分析

表3-1进水水质成分分析

项目指标

比值

BOD5/COD

0.5

BOD5/TN

4.29

BOD5/TP

37.5

1、可生化分析

污水BOD5/COD值是判定污水可生化性的重要指标。

一般认为：

BOD5/COD＞0.4可生化性较好，BOD5/COD＞0.3可生化，BOD5/COD＜0.3较难生化，BOD5/COD＜0.25不易生化。

由此可知，该污水可生化性较好，无需生物预处理步骤提高可生化性，可以采用生化处理工艺。

2、脱氮除磷分析

BOD5/TN（即C/N）比值是判别能否有效脱氮的重要指标。

活性污泥法污水处理工程技术规范规定，BOD5/TN≥4时才能进行有效脱氮。

本工程进水水质BOD5/TN=4.29，满足生物脱氮的要求。

BOD5/TP是衡量能否采用生物除磷的重要指标。

活性污泥法污水处理工程技术规范规定，BOD5/TP≥17时能进行生物除磷，比值愈大，除磷效果愈好。

本工程进水水质BOD5/TP=37.5，满足生物除磷效果的要求。

3.2城镇生活污水处理方法概述

城市污水处理厂工艺选择所涉及的因素是多方面的。

主要有进水的水质情况、污水的可生化性、污水的出路及对出水的水质要求、污泥的出路、污水厂的基建投资、处理规模及运行费用等。

生物处理方法主要有活性污泥法和生物膜法。

活性污泥法是在人工充氧的条件下，对污水和各种微生物群体进行连续的混合培养，形成活性污泥，利用活性污泥的生物凝聚，吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物，然后使污泥与水分离，大部分污泥回流到曝气池，而剩余污泥排出。

生物膜法则是利用各种不同载体，通过污水与载体的不断接触，在载体上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物，而脱落下来的生物膜与水进行分离。

当前国内外城市污水厂大多都采用活性污泥法二级生物处理，同时对活性污泥法有着丰富的管理运行经验和有关技术资料。

这种方法能有效地去除城市污水中的主要污染物质，并且处理费用较低。

本工程拟采用活性污泥法。

3.2.1主要污染物去除论述

本污水处理站设计出水水质执行国家标准GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准的A标的要求，本项目进水BOD5为150mg/l，出水BOD5要求低于10mg/l，BOD5去除率要求达到93.3%以上。

污水中的BOD5去除主要靠微生物的吸附与分解代谢作用，然后通过泥水分离来完成，生化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合成新细胞，将另一部分有机物进行分解代谢，以便获取细胞合成所需的能量，其最终产物为CO2和H2O等稳定物质。

一般来说，在污泥负荷≤0.2kgBOD5/kgMLSS·

d时，很容易使出水BOD5保持在20mg/l左右，有的甚至能达到10mg/l以下。

从目前已运行的污水处理站来看，要稳定达到10mg/l以下，需要做深度处理（多采用膜工艺、过滤工艺等）才能达到要求。

CODcr

CODcr的去除原理与BOD5基本相同，其去除取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。

根据本项目进水水质，CODcr和BOD5平均浓度分别为300mg/l和150mg/l,进水BOD5/CODcr=0.5，可生化性较好。

由于本项目拟采用具有一定硝化和反硝化作用的污水处理工艺，因此，按国家和地方污水排放标准要求确定的CODcr出水指标，将不是本工程的重点处理项目。

该项目要求出水SS浓度低于10mg/l，去除率要求大于94.4%。

SS的去除主要靠重力沉淀作用，由于出水中SS的排放浓度与出水CODcr、BOD5、总磷等污染指标的排放浓度关系较大，因此，较高的出水SS浓度不仅会导致出水CODcr、BOD5浓度增加，也会使出水总磷酸盐浓度增加，可见，控制污水处理厂出水的SS浓度建议控制在10mg/l以内，根据国内城市污水厂的运行经验，做深度处理后的污水中SS实现小于10mg/l的控制目标是容易做到的，因此，SS也将不是本工程的重点处理项目。

氨氮及总氮

在原污水中，氮的存在形式以有机氮和氨氮（NH3-N）为主，污水中有机氮和氨氮的总量称为凯氏氮（TKN）。

污水生物处理过程中氮的转化包括氨化、同化、硝化和反硝化作用。

污水中有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在，通过水解或氨化作用转化为氨氮，生物脱氮的基本原理就在于，在有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化作用将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到脱氮的目的。

硝化作用是在有氧存在的情况下，氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐并进一步被氧化为硝酸盐的过程。

反硝化作用是在缺氧的条件下，通过反硝化菌的作用下将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮的过程。

在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效果的因素主要是温度、溶解氧、pH值以及C/N比。

对于活性污泥系统，由于硝化菌增长速率比较低，世代期长，因此要取得较好的硝化效果，就必须有足够长的泥龄。

此外，由于异氧菌的竞争作用，使硝化菌的生长受到抑制，要保证处理系统的硝化反应正常进行，一般认为处理系统的BOD负荷要低于0.15kgBOD5/kgMLSS·

d。

由于溶解氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性，因此，生物反硝化需要保持严格的缺氧条件，一般认为，活性污泥系统中，溶解氧应保持在0.5mg/l以下。

本工程要求出水，氨氮浓度低于5（8）mg/l，因此，氨氮将作为本项目的重点处理项目。

磷酸盐

城市污水中所存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐，污水除磷工艺主要有化学法和生物法。

化学除磷的原理是向污水中投加三价金属铁盐或铝盐，使之与污水中的磷酸根离子形成难溶于水的磷酸盐，经过沉淀从水中去除。

国外从七十年代开始曾对化学除磷工艺进行了系统的研究，结果认为化学法除磷具有工艺简单、处理设施少、投资省等优点，但有药剂耗量大、污泥产量大、处理成本高等不足。

因此，化学除磷一般运用在生物除磷不能满足出水要求时再用。

生物除磷的原理是利用聚磷菌在厌氧条件下受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收可快速降解污水中的有机物，并转化为PHB（聚β羟丁酸）储存起来。

当聚磷菌在好氧条件下，就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成（干重的1.5～2.3%）和吸收过量的磷，形成含磷量高的污泥（干重的3～7%），磷随着剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。

生物除磷具有产泥量少、处理成本低等优点，缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释出，对污泥浓缩处理工艺有一定的限制。

本项目要求出水磷酸盐浓度低于0.5mg/l，去除率在87.5%以上，原污水中的磷将是本项目的重点处理项目之一。

因此，必须采用具有较强生物除磷功能的污水处理工艺。

综上所述，本项目的重点处理项目包括磷酸盐和氨氮，这些项目是须在工艺设计中重点考虑的控制因素，其余项目须兼顾考虑。

生物除磷工艺的可行性

常规活性污泥法能有效地去除有机物BOD、COD及悬浮物SS，但对营养盐N和P的去除有一定的限度，仅靠微生物的同化作用，在从剩余污泥中排出，N的去除率一般为15～25%，P的去除率一般为12～20%。

本工程对P的去除率要求为不低于87.5%，如采用普通的活性污泥法工艺处理，按微生物降解有机物对营养物的比例要求，BOD5:

N:

P=100:

5:

1，每去除100mg/l的BOD5，可同时去除5mg/l的TN和1mg/l的TP。

由此可见，本工程如采用普通的活性污泥法处理，则出水TN=7.5mg/l，TP=1.5mg/l,远达不到对磷的去除要求。

因此，本工程必须采用具有较强除磷功能的污水除磷工艺。

3.2.2污水处理工艺选择原则

城镇污水处理工艺的确定是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市运行管理水平要求等诸多因素确定，一般应遵循以下原则：

（1）技术成熟，处理效果稳定，能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工程效益；

（3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥出构筑物的处理能力；

（4）便于实现污水处理过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和减少定员；

（5）为发展留有一定余地。

3.2.3预处理技术

概述：

污水中含有一定量的大的漂浮物和悬浮物，如：

布条、菜叶、卫生纸等，若不去除，必然使水泵等动力设备被缠死，使污水站不能正常运行，因此在污水站进水口设置格栅，为去除体积较小的悬浮物。

生活污水因水质、水量具有一定的波动性，在进入生化处理前需设置一调节池，进行水质、水量均衡,减少对后续工程的冲击，达到处理效果。

同时兼具部分水解的作用。

功能：

预处理是为了给后继生化处理良好运行创造稳定、有利的条件，提高污水站运行的稳定性，使处理效果有一定的保障。

设计：

本工程设计预处理采用格栅＋调节处理工艺。

本工程不采用沉砂池或初沉池，一是进水SS悬浮物浓度较低，二是若采用了初沉池或沉砂池，后续生化池进水的BOD5/TN和BOD5/TP比值将降低，影响生物脱氮除磷效果。

3.2.4生化处理系统工艺比选

活性污泥法有多种工艺方案，如普通曝气法、阶段曝气法、延时曝气法、生物吸附法、氧化沟法、纯氧曝气法、A/O脱氮工艺、A2/O脱氮除磷工艺、CASS工艺、超深层曝气法及A-B两级活性污泥法等。

根据本工程的污水水质及处理后出水水质要求，结合污水处理厂规模，资金筹措等情况，参照国内外的研究成果及污水处理厂的运行实践进行选择。

由于本污水处理厂对脱氮除磷有较高要求，所以最终选用的污水处理工艺必须具有同步去除氨氮和磷的功效。

在进行多方案比较的基础上，选择了A2/O工艺、CASS工艺和氧化沟工艺进行论证及经济技术比较，从而确定最佳方案。

现分述如下：

（1）A2/O工艺

A2/O工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的生物环境完成除磷脱氮反应的。

在厌氧条件下，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能释放体内的磷酸盐获取能量，以吸收污水中的可快速生化降解的溶解性有机物来维持生存，并在细胞内将有机物转化成聚β羟丁酸（PHB）储存起来，在这个过程中完成了磷的释放；

在缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；

而在好氧条件下，一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解，释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱磷；

另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐；

再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备。

A2/O工艺的特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，在厌氧和缺氧段为除磷和脱氮提供各自不同的反应条件，在最后的好氧段为三个指标的处理提供了共同的反应条件。

这就能够利用简单的流程、尽量少的设备，完成复杂的处理过程。

实践表明，A2/O工艺具有较好的脱氮处理效果，同时可有效去除污水中的有机物。

（剩余污泥）

图3–1A2/O工艺流程图

（2）周期循环曝气活性污泥法（CASS）

CASS工艺是循环式活性污泥法的简称，也被称为CAST或CASP。

CASS工艺是Goronszy教授在ICEAS的基础上开发出来的，是SBR工艺的一种新的形式。

CASS方法在20世纪70年代开始得到研究和应用。

反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺，尤其适合于要求脱氮除磷功能的城市污水处理。

（一区：

生物选择器二区：

兼氧区三区：

主反应区）

图3-2CASS工艺的循环操作过程

CASS工艺实质上为具有除磷脱氮功能的间歇式反应器，在此反应器中不断重复的进行交替的曝气/不曝气过程，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。

因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型，目前已广泛应用于国内外城市污水处理工程。

CASS反应器由三个区域组成：

生物选择区、兼氧区和主反应区。

生物选择区是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。

兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用；

主反应区则是最终去除有机物的场所。

图3-2所示为CASS工艺的循环操作过程。

（3）氧化沟类

氧化沟工艺是五十年代初期发展起来的一种污水处理工艺，因其构造简单，工作稳定可靠，易于管理，很快得到广泛应用。

到目前为止，氧化沟已发展成为多种形式，使用较广泛的主要有：

普通型氧化沟（单沟或多沟）、Carrousel（卡鲁塞尔）氧化沟、Orbal（奥贝尔）氧化沟、交替式氧化沟（DE型氧化沟）、三沟式氧化沟（T型氧化沟）和一体化氧化沟。

氧化沟在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，污泥负荷小，泥龄长，在污水净化的同时使污泥得到基本稳定。

它耐冲击负荷与去除率高并具有脱N功能，若在沟前加设厌氧池，还可提高除P和降解有机物效果。

Ø

Carrousel（卡鲁塞尔）氧化沟

传统的Carrousel氧化沟没有生物除磷功能，也没有设置专门的缺氧池，脱氮是在各个曝气器之间形成的缺氧区域，因此脱氮能力也有限。

新型的Carrousel氧化沟，例如DHV公司的CarrouseldenitIRA2/C型氧化沟，在氧化沟前端增设了厌氧池，在沟体内增加了缺氧池，因此具有生物除磷脱氮功能。

CarrouseldenitIRA2/C氧化沟与A/A/O很相似，只不过将曝气器由传统的鼓风曝气改为表面曝气。

CarrouseldenitIRA2/C氧化沟的优点还在于采用了独特的水力构造，可以取消由好氧池至缺氧池的混合液回流设备，因而节约用于混合液回流的能耗。

图3-3卡鲁塞尔氧化沟平面图

因为增加了独立的厌氧池和缺氧池，使CarrouseldenitIRA2/C氧化沟的出水指标可以达到BOD5:

SS:

TN:

TP=10:

15:

7～10:

1的较高水平。

Orbal（奥贝尔）氧化沟

Orbal氧化沟的沟体一般由三个相互嵌套的椭圆组成，其特点是从外到内的三条沟的溶解氧浓度由低到高递增，称之为“0、1、2”（外沟溶解氧为零，中沟溶解氧为1mg/L，内沟溶解氧为2mg/L）工艺，由外到内形成厌氧、缺氧及好氧区域，以满足生物除磷脱氮的要求。

污水及回流污泥由外沟进入，处理后出水从内沟流入二沉池。

Orbal氧化沟的优点是内沟容积小，只需相对较小的充氧量就可以将溶解氧水平维持在2mg/L水平，容积较大的中沟因溶解氧浓度较低，氧的传质效率较高，充氧效率也较高，外沟为厌氧区域，只需很少的搅拌能量，因此Orbal氧化沟的总能耗较低；

在暴雨期间水力负荷增大时，可以将污水由中沟甚至内沟引入，外沟只作“闷曝”，可以避免活性污泥的流失。

交替式氧化沟

“交替式氧化沟”主要有双沟（交替式双沟型DE）和三沟（T型）两种，均是由丹麦克鲁格公司开发。

T型氧化沟又称三沟式氧化沟，融缺氧、好氧及沉淀池于一体（其中的两条边沟交替进行反应及沉淀）。

流程简洁，具有生物脱氮功能，属于SBR（序批式活性污泥法）的一种，采用连续进水、连续出水的方式运行。

自1990年邯郸污水厂的T型氧化沟投产并被建设部、国家环保局列为示范厂后，国内采用这种工艺流程的污水厂逐渐增多。

T型氧化沟缺点是设备台数多，关键设备大多引进，造价较高，同时增加了设备的维护工作量；

设备利用率较低，装机容量大。

初期投资较大。

“DE”型交替式双沟型氧化沟是由两个容积相同，交替运行的曝气沟组成，氧化沟与终沉池分建，有独立的污泥回流系统。

沟内设有转碟和水下搅拌器，两沟分别以缺氧/进水、好氧/排水周期性地交替运行，缺氧时关闭转碟启动水下搅拌器，实现反硝化过程。

好氧时启动转碟，实现硝化过程。

交替式双沟氧化沟是针对三沟和D沟的缺点改进而成的，因此它除了具备三沟的大部分优点外，还克服了其大部分缺点。

虽然它也需另设厌氧池用于生物除磷和需单独修建终沉池，但其厌氧池可与氧化沟合建，节省了占地。

3.3.5生化系统工艺确定

在上述工艺分析中，从处理效果看，均可满足处理要求。

但每种工艺均有其一定的优点和局限性。

具体到本工程项目，应充分考虑技术的先进性、成熟性，同时要适合于我省中小城市乡镇污水处理等综合影响因素。

表3-2对CASS工艺、A2/O工艺和氧化沟工艺三种进行了对比分析。

表3-2CASS工艺、A2/O工艺和氧化沟工艺比较

工艺类型

CASS工艺

A2/O工艺

氧化沟工艺

（双沟DE型氧化沟）

反应机理

通过对溶解氧（生物反应速率）的控制，使反应器以厌氧---缺氧---好氧---缺氧---厌氧的序批方式运行。

是厌氧---好氧活性污泥法生物除磷和缺氧---好氧活性污泥法生物脱氧两种方法的组合。