城市污水方案范本Word格式.docx
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3、根据设计进水浓度和排放标准的要求,污水处理选用工艺技术先进、处理效果好、操作管理简单、运行稳定、可靠,占地面积小、工程投资省和运行费用低的工艺。
4、设备选用国内先进,高效节能、性能可靠,运行管理方便、为确保工程的可靠性和有效性,提高控制水平,减少维护工作量,减轻操作工人的劳动强度。
5、为确保废水处理系统的正常运行,供电系统采用双回路电源,运行设备考虑足够的备用率。
6、采用现代化管理模式,系统分散控制,集中管理,减少人员编制。
7、妥善处理和处置废水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥,避免对环境造成二次污染,同时加强绿化,尽量减少污水处理厂对周围环境带来的不良影响,建造花园式的污水处理厂。
8、厂区平面布置力求新颖美观,布局合理,功能齐全。
在便于施工安装和维修的前提下,使处理构筑物尽量集中,布置紧凑,节约用地,扩大厂区绿化面积,同时留有适当的发展余地,使厂区环境和周围环境协调一致。
9、厂区建筑风格力求一致,简洁明快,美观大方,与厂区周围景观相协调。
1.4、工程范围
本工程设计范围包括污水处理厂厂区围墙以内的所有设施,尾水外排系统及为本项目所使用的车辆和其它服务器材和污水处理厂厂内的道路、围墙、大门及绿化。
二、污水水质水量及排放标准
2.1、污水水质水量
设计综合污水处理能力为:
6000m3/d
2.2、进水水质
污水处理厂进水水质如下:
BOD5:
180mg/L
CODcr:
350mg/L
SS:
200mg/L
NH3-N:
25mg/L
TN:
35mg/L
TP:
4mg/L
2.3、出水水质
污水厂出水水质确定执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的规定的一级A标准。
主要出水水质指标如下:
≤10mg/L
≤50mg/L
≤10mg/
≤5mg/L(8mg/L)
≤15mg/L
≤0.5mg/L
注:
括号内数值为≤12℃的指标
三、处理工艺的确定
3.1、工艺流程
3.2、污泥处理及污泥最终处置
3.2.1、污泥处理的要求
污水经生化处理过程中将产生大量的生物污泥,有机物含量较高,且不稳定,易腐化,含有大量的病菌及寄生虫卵,不妥善处理和处置将会造成二次污染。
污泥的处理要求如下:
·
减少污泥中的有机物,使污泥实现稳定化;
减少污泥体积,减少运输量;
减少污泥中的有毒物质;
选用生物除磷工艺,应尽量避免磷的二次污染;
3.2.2、污泥处置
通常城市污水处理厂污泥处理工艺为:
剩余污泥→污泥浓缩→污泥消化→污泥脱水→泥饼处置
我国城市污水处理厂目前大多未经无害化处理,直接作堆放或作农田肥料,国外许多国家对污泥最终处置多采用焚烧、填埋、堆肥和投海等。
焚烧具有处理快、彻底、减容多(70-90%),无害化程度高,占地面积小等优点,但一次性投资大,操作管理要求高,能耗高,运行费用高,不太符合我国国情。
填埋采用卫生填埋,终结覆盖,是城市污水处理厂脱水处理后污泥较为有效的处理方法之一,但其渗沥液CODcr和BOD5浓度还较高,需进行再处理,否则会造成二次污染。
堆肥是采用脱水处理后污泥与城市生活垃圾混合高温堆肥,污泥无害化程度较高,病原菌、寄生虫卵去除较彻底,有利于作农用肥,是适合我国国情的污泥稳定处理工艺。
本污水处理厂污泥最终处置根据项目总体规划一起考虑,本方案暂按污泥脱水后外运至垃圾填埋场考虑。
3.3、污水消毒方式选择
城镇污水处理厂最后处理步骤是消毒,消毒方法大体上可分为两类:
物理方法和化学方法。
物理方法主要有加热主、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。
化学方法是利用各种化学药剂进行消毒,常用的化学药剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属。
下表列出各种消毒方法的比较。
几种消毒方法的比较
项目
液氯
臭氧
二氧化氯
紫外线
加热
卤素
(Br2、I2)
使用剂量(mg/l)
10
2-5
-
接触时间(min)
10-30
5-10
10-20
短
对细菌
有效
对病毒
部分有效
对芽孢
无效
优点
便宜、成熟有后续消毒作用
除色、臭味效果好,现场溶解氧增加,无毒
杀菌效果好,无气味,有定型产品
快速,无化学药剂
简单
同氯,对眼睛影响较小
缺点
对某病毒、芽孢无效,残毒、产生臭味,操作过程成在安全问题
比氯贵,无后续作用
维修管理要求高
无后续作用,对浊度度要求高
加热慢,价格贵,能耗高
慢,比氯贵
紫外线消毒是九十年代以来国际上开发的最新一项污水消毒技术,降低了污水费用,杀菌具有高效性,广谱性,没有二次污染,没有噪音,运行维护简单,费用低,是目前国际应用最广泛的消毒方式。
本工程推荐采用紫外线消毒技术。
四、工艺设计
4.1、污水处理工艺设计
4.1.1、总平面布置
污水处理厂平面布置时遵循以下原则:
(1)、处理构筑物平面布置力求紧凑,节省用地并便于管理,构筑物应顺流程布置,避免管线迂回。
(2)、办公等辅助设施尽可能布置于夏季主导风向的上风向。
(3)、厂内除建、构筑物和道路占地外,其余面积考虑绿化,绿化面积30%以上。
(4)、污泥处理集中布置,与整个厂区形成整体又相对独立,便于管理和污泥运输。
(5)、产生异味的污泥间与产生噪音的风机房远离综合楼设置,以减少二次污染对环境影响。
(6)、根据各构(建)筑物的功能和流程要求,结合厂址地形、地质条件、进出水方向及进厂道路的可能来布置。
污水处理厂总平面布置详见附图-总平面布置图。
4.1.2、高程设计
污水处理厂高程设计直接关系到污水处理厂的建设成本及今后的运行成本。
本污水厂高程设计现在采用绝对标高,污水厂高程设计详见附图―污水处理厂高程图。
4.1.3、污水处理构、建筑物设计
污水处理构筑物主要有粗格栅及进水泵房、细格栅及平流沉砂池、水解酸化池、接触氧化池、混凝沉淀池、滤布滤池、紫外线消毒渠、中水回用泵房及仪表间、鼓风机房及变电所、脱水机房、匀质池、加药间及机修仓库、计量及阀门井等。
(一)粗格栅及进水泵房
1、构筑物
功能:
去除污水中较大的漂浮物,并拦截直径大于20mm的杂物,以保证污水提升泵的正常运行。
进水泵房和粗格栅间合建,粗格栅采用机械粗格栅,水泵采用湿式安装潜污泵。
结构类型:
格栅槽类型为地下式钢筋砼渠道。
渠道上部采用钢筋混凝土盖板,留出格栅安装位置。
结构尺寸:
15000x5000x4500mm
数量:
1座
2、主要设备
(1)粗格栅
设备数量:
2台(一用一备)
设备参数:
有效栅宽:
B=600mm
栅条间隙:
b=15mm
栅前水深:
h=1.0m
安装角度:
α=70
过栅流速:
V<
1.0m/s
过栅允许水位差:
△hmax=250mm
配套电机功率:
N=1.1kW
控制方式:
根据粗格栅前后液位差,或按时间周期由PLC可编程程序控制格栅清渣,也可在机旁手动控制清渣。
格栅前后同时设有手动闸板供检修或切换用。
(2)无轴螺旋输送压榨机
把格栅除污机捞取的栅渣通过压榨,排除其水份,以缩小栅渣体积。
1套
设计参数:
型号规格:
YCJ400(合资产品)
叶片直径:
D=300mm
功率:
N=2.2kW
(3)潜污泵:
提升污水,满足污水处理高程的需要。
进水泵房是全厂的咽喉,一旦出现故障,全厂就得停产,因此选泵至关重要。
本工程拟选用无堵塞潜水排污泵。
数量:
3台(2用1备)
流量:
Q=215m3/h
扬程:
H=12m
N=11kW
水泵安装配置:
采用自动耦合安装方式
运行控制:
潜污泵置于集水池中,PLC系统可根据水位控制水泵开停及开启水泵的台数,可实行手动或自动控制。
(4)电动葫芦
MD11-12D,H=12m
设备功率:
N=1.5+0.2kw
1台
(5)铸铁镶铜闸门
φ600
4套
(6)启闭机
0.75kw
(二)细格栅及平流沉砂池
去除污水中较细小的漂浮物及直径大于10mm的固体杂物,以保证生化处理及污泥处理系统的正常运行。
钢筋砼渠道,渠道上设钢盖,留出细格栅安装位置。
细格栅渠设置在室外,栅渣经螺旋压榨机压榨后外运处置。
流量Q=430m3/h(Kz=1.72)
水平流速:
0.15m/s;
水力停留时间49.7s;
20000x2750x6700mm
2、主要设备
(1)细格栅
2套
B0=600mm
b=5mm
格栅安装角度:
α=60°
配电功率:
1m/s
根据细格栅前后液位差,或按时间周期由PLC可编程程序控制格栅清渣,也可在机旁手动控制清渣。
格栅前设有手动闸板供检修或切换用。
(2)螺旋压榨机
一台
N=3.0kW
(3)沉砂池
去除污水中比重大于2.65g/cm3,粒径大于0.2mm的无机颗粒,使无机颗粒与有机物分离,便于后续生化处理。
当雨季水量增大过多时,多余的雨水经沉砂池预处理后,直接溢流至厂区尾水管网外排至内河。
本工程的沉砂池型式考虑采用旋流式沉砂池。
旋流式沉砂池的优点是占地面积小、能耗低、土建费用低、管理方便。
旋流沉砂池由流入口、流出口、沉砂区、砂斗及带变速箱的电动机、传动齿轮、砂提升管、冲洗装置及排砂管组成,水流经进水渠由流入口沿切线方向流入沉砂区,利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片,由于所受离心力不同,把砂粒甩向池壁,掉入砂斗,有机物则被送回污水中。
调整转速,可达到最佳沉砂效果。
沉砂采用压缩空气经砂提升管、排砂管清洗后排除。
(4)链条式除砂机
将气提出来的砂水进行分离。
处理量:
430m3/h
处理效率:
98%
电机功率:
0.37kW
提升污水进入水解酸化池,满足污水处理高程的需要。
(三)水解酸化池
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程,大分子有机想要被微生物所利用,必须先水解为小分子有机物,这样才能进入细菌细胞内进一步降解。
酸化阶段是有机物降解的提速过程,因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。
高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。
它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。
例如,纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。
这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
水解过程通常较缓慢,多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。
酸化阶段,上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。
发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌,但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中,这些兼性厌氧菌能够起到保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。
这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等,产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。
钢筋混凝土结构。
14400x6000x4500mm
2座
(四)接触氧化池
生物接触氧化池原理是生物膜法的一种,是利用微生物来降解水中有机物的一种处理方法。
它具有以下优点:
A.生物膜法具有生物的多样性。
由于微生物固着在填料表面上生长,具有稳定的生态条件,能栖息如硝化菌那样的细菌,其增殖速度比一般的假单胞菌要慢40-50倍,故生物膜法能得到很高的脱氮能力。
从生物种属上而言,生物膜法比泥法要丰富得多,除细菌,原生动物外,还有真菌、藻类、后生动物和大型无脊椎生物等,这是泥法中少见的;
B.生物膜法的生物量多,单位体积内的生物量有时会比泥法多达5-20倍,因此设备的处理能力大;
C.生物膜法的剩余污泥量少;
D.膜法运行管理方便,又不存在活性污泥法中常见的污泥膨胀和污泥流失,运行比较稳定,还可间接运行,遭破坏恢复起来比较快,对有机负荷和水力负荷的变化波动影响小,出水水质比较稳定;
E.由于充氧是在填料下直接曝气,气泡通过填料再次破裂提高了充氧效率,故其动力消耗要比活性污泥法小。
水中的有机物作为微生物的碳源被消耗,因此水中的COD会明显降低。
生物接触氧化池配以组合填料,该填料具有负荷高、施工简易、体积小、运行稳定可靠、管理方便、维修更换方便等优点,COD的去除率可以达到80%-90%左右。
出水经过二沉池实现泥水的分离,使好氧池出水携带的污泥与清水进行分离的构筑物。
这里采用竖流式沉淀池。
14400x8600x4500mm
4座
(五)混凝沉淀池
(a)压缩双电层与电荷中和作用:
从理论上分析,为了使已分散的固体微粒迅速凝集,可以加入一些电解质,使固体微粒表面形成的双电层有效厚度减小,从而使范德华力占优势而达到彼此吸引,最后达到凝聚。
也可以加入带有不同电荷的固体微粒,使不同电荷的粒子由于静电吸引而彼此吸引,最后达到凝聚。
电解质使双电层的有效厚度减小,也即前面所述的压缩了双电支,使胶体凝聚。
但这种过程实际上要复杂得多,而且主要对憎液胶体而言。
对亲液胶体虽也有相似的作用,但存在较大差异。
带电的固体微粒界面和紧密吸附层之间的电位差是所谓的分散粒子的Stern层的电位。
絮凝剂使已分散的固体微粒发生迅速的聚集,主要是中和或降低了分散粒子的Stern层的电位。
所发生的电荷中的作用,是指胶体颗粒表面对异号带电颗粒或高分子絮凝链段逞异号电荷的部位有强烈的吸附作用,使颗粒表面电荷部分中和。
分散粒子的胶团扩散层被压缩,Stern层的电位降低,就降低了粒子间紧密接近时的势垒,增加了颗粒之间的碰撞几率,从而促进了固体微粒间的凝聚。
(b)高分子絮凝剂的吸附架桥作用:
高分子絮凝剂的碳碳单键在一般条件下是可以自由旋转的,主链的碳碳单键的键角大致为109°
28′,再加上聚合度一般较大,即主链相当长,所以在水介质中,主链并不是直线的,而是弯曲的和卷曲的。
因此,可以把这类聚电解质的絮凝作用简化地看成带有多个负电荷的卷曲的线状分子,在分子主链上的数个部位被固体微粒所吸附,就像在这些固体微粒之间架起桥似的。
(c)絮体的卷扫沉淀作用:
铝盐或铁盐在水中形成高聚合度的多羟基化合作的絮体,在沉淀过程中可以吸附卷带水中胶体颗粒共沉淀,这种类似清扫的现象,称为絮体的卷扫沉淀作用(或称作网罗捕扫作用)。
混合时间1.0,絮凝时间19min,清水区上升流速0.6mm/s。
19500x11200x5000mm
(1)混合搅拌器:
设备参数:
N=0.75kw
2台
(2)絮凝搅拌器:
N=0.55kw+0.37kw+0.25kw
6套
(3)排泥泵:
Q=50m3/h,H=5m,N=2.2kw
4台(2用2备)
(4)中心驱动刮泥机:
N=1.1kw/台,φ=9.6m
2台
(六)滤布滤池
纤维转盘滤布滤池的作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质,提高污水处理厂出水水质,使处理水SS达标。
纤维转盘过滤器结构如图所示,它由用于支撑滤布的垂直安装于中央集水管的平行过滤转盘串联起来组成。
一套装置过滤转盘数量为16个,每个过滤转盘是由6小块扇形组合而成。
滤盘全部浸没在水中,过滤转盘由防腐材料组成,每片过滤转盘外包有滤布。
反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门组成,排泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成,排泥泵与反洗水泵为同一水泵。
纤维转盘过滤器的运行状态包括:
过滤、反冲洗、排泥状态。
(1)过滤:
污水重力流进入滤池,滤池中设有布水堰。
滤盘是完全浸没在污水中的,污水首先进入滤池,然后通过滤布过滤,过滤液通过中空管收集,重力流通过出水堰排出滤池。
整个过程为连续。
(2)清洗:
过滤中部分污泥吸附于滤布外侧,逐渐形成污泥层。
随着滤布上污泥的积聚,滤布过滤阻力增加,滤池水位逐渐升高。
通过液位计监测池内液位变化。
当该池内液位到达清洗设定值(高水位)时,PLC即可启动反洗泵,开始清洗过程。
滤布上的污泥通过反抽吸装置,经由反洗水泵,排出滤池体外。
清洗时,滤池可连续过滤。
纤维转盘过滤器结构图
过滤期间,过滤转盘处于静态,有利于污泥的池底沉积。
清洗期间,过滤转盘以1转/分钟的速度旋转。
反洗水泵负压抽吸滤布表面,吸除滤布上积聚的污泥颗粒,过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸,并对滤布起清洗作用。
瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的1%左右。
反冲洗过程为间歇。
正常清洗时,2个过滤转盘为一组,通过自动切换抽吸泵管道上的电动阀控制,纤维转盘滤池一个完整的清洗过程中各组的清洗交替进行,其间抽吸泵的工作是连续的。
当进水水质突然恶化,反冲洗周期≤15分钟时,系统将启动应急措施,同时启动2台反冲洗泵,对2组过滤转盘(4个转盘)进行反冲洗,直至反冲洗周期恢复正常
(3)排泥:
纤维转盘过滤器的过滤转盘下设有斗形池底,有利于池底污泥的收集。
污泥池底沉积减少了滤布上的污泥量,可延长过滤时间,减少反洗水量。
经过一设定的时间段,PLC启动排泥泵,通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。
其中,排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。
纤维转盘过滤器的池体有混凝土池体和钢池体两种,可根据具体情况分别选用。
现有的滤布结构及反冲洗频率和强度使得本过滤设备的运行基本不受藻类滋生问题的影响,首先,滤布结构为大孔隙支撑层及纤维毛层,反抽吸时,在反抽吸口处纤维毛会完全直立起来,清洗比较彻底,残留很难累积。
再次,本过滤设备的反冲洗频率为60min一次,比较密集,且反冲洗强度较大,为333L/m2.s,使得藻类滋生非常困难。
另一方面从我们的工程应用经验来看,目前使用的滤布运行很难受藻类滋生问题的影响。
纤维转盘过滤器的独特设计使其具有诸多优点:
(1)出水水质好,耐冲击负荷
纤维转盘过滤器截留效果好,在进水SS不大于20mg/l的情况下,出水SS可小于10mg/l。
进水堰设计独特,可消能防止扰动。
过滤与反冲洗同时进行,瞬时只有池内单盘的2%面积在进行反冲洗,过滤是连续的,抗冲击负荷能力强。
(2)占地面积小
与传统的过滤设备不同的是:
传统过滤设备内水流一般从上至下,或从下至上流动,属于平面方向过滤,纤维转盘过滤则将过滤面竖直起来,水流从左至右流动,因此很多过滤面可以并排布置,可以在保证过滤面积足够大的前提下大大减少占地面积。
另外,设备简单紧凑,附属设备少,根据布置情况,附属设备只需占用少量地方。
(3)设备闲置率低,总装机功率低
一般情况下,反冲洗间隔时间为60分钟,每个滤盘的冲洗时间为1分钟。
所有滤盘几乎总处于过滤状态,设备闲置率低。
处理量为8万m3/d的纤维转盘过滤总装机功率仅略大于7.66kW,这个优点对于改造项目尤其突出,对污水处理厂来说,用电方面可以不用扩容。
(4)运行自动化
整个过程由计算机控制,可根据液位或时间来控制反冲洗过程及排泥过程的间隔时间及过程历时。
(5)维护简单、方便
纤维转盘过滤机械设备较少,泵及电机均间隙运行,过滤时滤盘是静止的,只有反冲洗或排泥时,泵或电机才运转。
滤布磨损较小,滤盘易于更换,更换一个盘仅需10分钟。
(6)滤前处理系统的事故对滤池的影响较小,并且恢复较快。
在工程运行当中,滤前的生化处理系统难免会出现一些事故,导致生化池内的污泥排放至滤池内。
对于纤维转盘滤池而言,污泥污染的只是滤盘的外侧,而对接触滤后水的滤盘内侧没有污染,所以影响很小,并且滤池内的污泥可以通过排泥管迅速清除,恢复较快。
(7)设计周期和施工周期短
纤维转盘过滤为模块化设计,与外部的接口较少,设计周期短。
其安装简便,施工周期也短。
滤布滤池:
结
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