300吨每天生活污水及回用工程设计及方案.docx
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300吨每天生活污水及回用工程设计及方案
.
3
Q=300m/d生活污水处理及回用工程
设计方案
一、工程概况2
二、设计依据、规范、范围及原则3
三、设计水量与水质5
四、处理工艺的选择6
五、处理工艺设施简要说明12
六、系统技术性能参数说明16
七、电器与控制32
八、污水处理设施布置34
九、二次污染防治35
十、经营管理36
十一、方案特点及售后服务38
十二、工程构筑物及设备一览表39
十三、服务承诺42
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.
一、工程概况
水是宝贵的自然资源,随着城市的高速发展,人民生活水平的提高,水的用量逐
渐出现短缺,不少地区水资源日趋紧张。
我国是一个水资源缺乏的国家,人均淡水资
源只有世界人均水平的四分之一。
用水已成为当今许多大城市摆在面前的首要问题,
开展节约用水,提高水的利用率,解决水资源的不足必须使排出的污水,经处理后再
循环回用,即排水资源化。
充分利用水资源,已列入我国城市建设的一项战略方针。
开发中水回用技术,使城市用水做到按需论质分质供水,使水质的标准与水的用
途相适应,充分利用城市中水资源,经济合理地缓解城市供水的紧张,是人们多年来
追求的目标。
为了适应形势的需要,国家颁布了《城市污水再生利用城市杂用水水质》
GB/T18920-2002。
我公司为配合规范的执行,与国内有关设计单位相互协作,共同研
究开发成功了中水处理设备,该设备集节水、节能、治污为一体,综合处理成套设
备。
我公司生产的中水处理回用设备,不需外加营养物;污泥产生量少;运行稳定;
操作简便;能耗低、处理效果好。
特别对阴离子表面活性剂的去除率,能达到60%以
上。
这是一般物化法或生物转盘法所不能相比的。
也是自然培菌法所不能达到的。
在
经济上它与建设项目交纳资源费(以地区资源收费标准计)相当(即不增加建设费用)。
3
同时每套以300m/d为例,可节省109500立方米的水资源,减少了对水体的污染,缓减
了下水道的负荷。
经全国各地用户使用后,均已取得了很好的社会环境效益和经济效
益,属国家重点推广技术。
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二、设计依据、规范、范围及原则
2.1设计依据及规范
1)建设单位提供的污水水质、水量等基础资料
2)《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002
3)《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18920-2002
4)《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)
5)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
6)《低压配电装置及线路设计规范》(GB50054-1992)
7)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-1992)
8)《室外给排水设计规范》1997年修订(GBJ14-1987)
9)《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-1988)
10)《地下工程防水技术规范》(GBJ16-1987)
11)《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-1984)
12)《给水排水设计手册》(1~11册)
2.2设计范围
污水处理站的总体设计包括工艺、土建、电气设计,不包括处理站外污水收集和
输送管道。
污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分,同时避免噪
音、臭气等二次污染。
1)污水处理
调查研究污水的水质水量变化情况,选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理
方便、处理效果稳定的方案。
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2)污泥处理与处置
为防止污水处理过程中产生的污泥对环境造成二次污染,污泥须经稳定处理后再
妥善处置。
2.3设计原则
2.3.1本设计方案严格执行地方有关环境保护的各项规定,污水处理首先必须确保各项
出水水质指标均达到地方规定的污水排放标准要求。
2.3.2针对本工程的具体情况和特点,采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理
工艺,以达到节省投资和运行管理费用的目的。
2.3.3处理系统运行有一定的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化。
2.3.4管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少操作劳动强度。
设备选型采
用通用产品,选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率
高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品。
2.3.5在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用,减少占地面积,减少
运行费用。
2.3.6设计美观、布局合理、降低噪声、消除异味及固体废弃物,改善污水站及周围环
境,避免二次污染。
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三、设计水量与水质
3.1
设计水量
3
,则本方案按一套
3
生活污水设
建设单位提供的本工程污水处理量为300m/d
15m/h
计处理运行,最终确定设计污水处理流量为:
Qh=15.0m3/h,Kz=1.2。
3.2
设计水质
根据类似生活污水的水质情况,设计废水水质见下表:
设计水质一览表
序号
项
目
进水水质
冲厕、绿化用水要求
1
CODcr
400mg/L
≤50mg/L
2
BOD
200mg/L
≤10mg/L
5
3
SS
300mg/L
≤10mg/L
4
氨氮(NH3-H)
40mg/L
≤8mg/L
5
PH
6~9
6~9
6
余
氯
接触30min后≥1.0,管网末端≥0.2
设计出水水质采
用中华人民共和国《城市污水再生利用城市杂用水水
质》
GB/T18920-2002标准。
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四、处理工艺的选择
4.1污水水量与水质情况分析
4.1.1本项目污水来水不均匀程度较高,水质、水量变化较大(KZ=2.0),由于水量与水
质具有较大的不均匀性,因此必须考虑设置均质均量的调节池。
4.1.2本类废水BOD/COD值约0.5,可生化性较高。
4.1.3排放要求中对病毒指标有要求。
4.1.4根据环保部门对污水排放的要求,本污水处理工艺除了去除有机物外还应能去
除氨氮,使出水达到排放要求。
4.2选择思路
根据上述进出水水量和水质的情况,我方考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思
路:
4.2.1总体思路采用成熟可靠的A/O生物接触氧化法为处理工艺,同时辅以格栅拦截、
沉淀池澄清、消毒剂消毒等物化处理手段;
4.2.2首先通过格栅拦截,对污水进行预处理,目的是初步降低无机颗粒物质的含量,
提高污水的同一性和可生化性;接着通过缺氧好氧A/O生物接触氧化法,利用生物膜的
作用使有机污染物首先转化为氨氮,同时通过好氧硝化和缺氧反硝化过程既去除有机物
又去除了氨氮。
生化池配以新型的高密型弹性立体填料,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;生化池的出水进入平流式沉
淀池进行固液分离,平流式沉淀池具有固液分离效果好、投资省、对冲击负荷和温度变
化适应能力强、施工简易等特点;平流式沉淀池出水进入消毒池,进行消毒处理,经消
毒处理后由二级提升泵直接抽至过滤器进行过滤处理,能确保污水经处理后各项指标全
面达标。
经过滤器过滤处理后直接进入超滤系统进行深度处理,经深度处理后达到景观
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环境用水水质标后进入超滤产水池,全部回用。
4.2.3工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。
4.3污水处理技术比选
4.3.1拦污设施
本工程原水中固体杂质含量较高,为确保提升泵等设备正常工作和保证后续处理构
筑物正常运行,拟在处理主体工艺的前段设置拦污设施。
4.3.2生物处理
通常的污水处理站一般采用以下几种生物处理方法。
A)生物接触氧化法
生物接触氧化法属于生物膜法,具有以下优点和特点:
①生物接触氧化法生物池内设置填料,由于填料的比表面积大,池内充氧条件好,生
物接触氧化池内单位容积的生物体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池,因此生
物接触氧化池具有较高的容积负荷;
②由于相当一部分微生物固着生长在填料表面,生物接触氧化法可不设污泥回流系统,
也不存在污泥膨胀问题,运行管理方便;
③由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流属于完全混合型,因此生物接触氧化池
对水质水量的骤变有较强的适应能力;
④由于生物接触氧化池内生物固体量多,当有机物容积负荷较高时,其F/M(F为有机
基质量,M为微生物量)比可以保持在一定水平,因此污泥产量可相当于或低于活性
污泥法;
B)常规活性污泥法
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活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。
活性污
泥处理系统有效运行的基本条件和特点是:
①废水中应有足够的可溶性易降解物质,作为微生物生理活动必需的营养物,一般活
性污泥法必须定期投加按一定配比的营养物质,这样增加了运行费用和管理难度;
②混合液必须含有足够的溶解氧,活性污泥池长有好氧原生动物,氧的需求量较大;
③活性污泥在池内应呈悬浮状态,能充分与水接触和混合;
④活性污泥连续回流,及时排除剩余污泥,使混合液保持一定的活性污泥浓度;
⑤活性污泥生长周期长,对温度、水质和水量的骤变适应能力差;
⑥对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度以内;
⑦活性污泥法处理符合较低,造成设施的体积增大,土建投资也相应增加。
正因为有以上的必要条件和特点,所以活性污泥法运行管理比较专业。
另外活性污
泥法易产生污泥膨胀,处理负荷较低,不易控制管理,故近年来在中小型污水处理站中
的使用越来越少。
C)SBR法
SBR法是近年发展起来的一种较为先进的活性污泥处理法,该处理工艺集曝气池、
沉淀池为一体,连续进水,间歇曝气,停气时污水沉淀,撇除上清液,成为一个周期,
周而复始。
SBR法不设沉淀池,无污泥回流设备,但SBR法为间隙运行,需设多个处理
单元,进水和曝气相互切换,造成控制较为复杂。
为了保证溢流率,SBR法对滗水器设
备制造要求高,制作时必须精益求精,否则极易造成最终出水水质不达标。
国内目前还
没有质量较好的滗水设备,进口设备采购麻烦,且价格昂贵,同时今后维修费用也高。
SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定以便控制排出多余污泥量,目前国内浓度仪质量不过
关,造成污泥排放控制较困难。
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SBR池溢流率低(一般不超过40%),设施体积较大,造成土建投资较高。
由于存在超高必须较高的技术性问题,活性污泥池和SBR池一般只能露天设置,这
样局部影响环境美感(埋地设置时土建投资将大大增加)。
接触氧化工艺各池体可采用
埋地设置,设备上方可设置道路或绿化带,总体布置美观大方。
综上所述,本工程生物处理拟采用A/O生物接触氧化法。
采用A/O生物处理工艺是近几年来国内外环保工作者用以解决污水脱氮的主要方
法,该方法具有如下特点:
①利用系统中培养的硝化菌及脱氮菌,同时达到去除污水中含碳有机物及氨氮的目
的,与经普通活性污泥法处理后再增加脱氮三级处理系统相比,基建投资省、运
行费用低、电耗低、占地面积少。
②A/O生物处理系统产生的剩余污泥量较一般生物处理系统少,而且污泥沉降性能
好,易于脱水。
③A/O生物法较一般生物处理系统相比耐冲击负荷高,运行稳定。
④经过本工艺流程,出水的各项指标均能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》
GB/T18920-2002及《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18920-2002。
4.4推荐方案
4.4.1污水处理工艺流程
经过上述工艺比较,本污水主要工艺过程设计如下:
污水通过格栅拦污后的污水直
接进入调节池,设置调节池的目的调节污水的水量和水质。
本工程污水中有机成份较高,BOD5/CODcr=0.5,可生化性较好,因此采用生物处理
方法大幅度降低污水中有机物含量是最经济的。
由于污水中氨氮及有机物含量较高,特
别是有机氮,在生物降解有机物时,有机氮会以氨氮形式表现出来,氨氮也是一个重要
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的污染控制指标,因此污水处理采用缺氧好氧A/O生物接触氧化工艺,即生化池需分为
A级池和O级池两部分。
调节池内污水采用污水提升泵提升至A级生化池,进行生化处
理。
在A级池内,由于污水中有机物浓度较高,微生物处于缺氧状态,此时微生物为兼
-
性微生物,它们将污水中有机氮转化为氨氮,同时利用有机碳源作为电子供体,将NO2-N、
-
-N转化为N2,而且还利用部分有机碳源和氨氮合成新的细胞物质。
所以
A级池不仅
NO3
具有一定的有机物去除功能,减轻后续O级生化池的有机负荷,以利于硝化作用进行,
而且依靠污水中的高浓度有机物,完成反硝化作用,最终消除氮的富营养化污染。
经过
A级池的生化作用,污水中仍有一定量的有机物和较高的氮氨存在,为使有机物进一步
氧化分解,同时在碳化作用趋于完全的情况下,硝化作用能顺利进行,特设置O级生化池。
A级池出水自流进入O级池,O级生化池的处理依靠自养型细菌(硝化菌)完成,
它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源,将污水中的氨氮
转化为NO2--N、NO3--N。
O级池出水一部分进入沉淀池进行沉淀,另一部分回流至A级池
进行内循环,以达到反硝化的目的。
在A级和O级生化池中均安装有填料,整个生化处
理过程依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的。
在A级池内溶解氧控制在0.5mg/l
左右;在O级生化池内溶解氧控制在3mg/l以上,气水比15:
1。
沉淀池固液分离后的出水进入中间水池,由二级提升泵直接提升至过滤器进行处
理,过滤后进入超滤系统进行深度处理,经处理后达到《城市污水再生利用景观环境用
水水质》GB/T18920-2002用水要求。
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4.4.2污水处理工艺流程图如下
格栅污水调节池污水提升泵
浮渣随垃圾外运
沉淀池
O级生化池A级生化池
鼓风机
气
提
污泥池
干污泥外运
消毒水池机械过滤器活性炭过滤器
消毒装置
超滤系统
出水回用于冲
厕、绿化超滤产水池
4.5污泥处理工艺
通常小型的污水处理站污泥处理有两种方法:
一是污泥浓缩机械脱水处理;二是污
泥干化处理。
考虑污泥浓缩机械脱水处理业主投资大,而污泥浓缩干化处理对周围卫生
有影响。
由于本工艺中设有污泥消化系统,产生污泥量极少,为此,本工程产生的污泥
进入污泥浓缩池只作消毒浓缩处理后,由人工每年清理外运作农肥。
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五、处理工艺设施简要说明
5.1格栅井(砼)
格栅井设置于调节池内污水源头进水一端,设计考虑节约用地和投资。
格栅井内设置机械格栅,通过机械格栅拦截去除生活污水中较大的悬浮物固体、纸
屑,保护水泵及后续管路系统不被堵塞。
采用不锈钢机械格栅,格栅井尺寸为1500×700
×2000mm。
5.2调节池(砼)
在整个处理系统中设置了污水调节池。
通过调节池设置,能充分平衡水质、水量,
使污水能比较均匀进入后续处理单元,提高整个系统的抗冲击性能减少处理单元的设计
规模。
有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。
在调节池内设置潜水搅拌泵,防止
发生沉淀现象,同时可以起到水质均衡的作用。
设置液位自动控制装置,水泵将根据液
位自动开启。
3
调节池设计水力停留时间8小时,有效容积120m,采用钢筋混凝土结构。
池内设
二台50WQC241-1.5型潜水排污泵,一用一备。
5.3A级生化池池
由于污水中的有机成分较高,BOD5/CODcr=0.5可生化性好,因此设计采用生物膜法。
因为生活污水中有机氮含量高,在进行生物降解时会以氨氮的形式出现,所以排入
水中的氨氮的指标会升高,而氨氮也是一个污染控制指标,因此在O级生化池前加A级
生化池,A级生化池可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反
硝化,使进水中NO2-、NO3—还原成N2达到脱氮作用,在去除有机物的同时降解氨氮值。
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5.4接触氧化池
污水经A级生化池处理后,自流进入O级生化池,从而进入接触氧化阶段,即进入
好氧处理。
O级生化池是一种生物膜法为主,兼有活性泥的生物处理装置,通过提供氧源,污水中的有机物被微生物所吸附、降解,使水质得到净化。
由于本工程地处的环境,冬天气温寒冷,因此在设计过程中考虑接触氧化时间较长
为宜,即6小时,内部设高比表面积弹性填料,填充率为
70%,比表面积近
2
3
600m/m,
在设计面积负荷时也应充分考虑冬天气温较低的情况下也能确保较好的处理效率。
因此
设计负荷应选择比较低的值:
0.83kg/m3.日。
填料使用寿命在8年。
池内氧气由国内百
事德(江苏)机械有限公司生产的回转式鼓风机提供。
气水比也同时考虑较高的值:
15∶
1。
曝气形式:
微气孔曝气,曝气头考虑采用目前国际水处理较先进的胶膜曝气头。
该
装置在运行过程中永远不会出现堵塞现象,具有曝气气孔小,氧的利用率高等优点,与
传统曝气形式相比,具有无可比拟的优点。
接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。
经过充分充氧的
污水,浸没全部填料并以一定的速度流经填料,生满生物膜的填料表面经过与充氧的污
水充分接触,使水中有机物得到吸附和降解,从而使污水得到进化。
本设计采用国际上先进的立体弹性填料,不仅比表面积大,且水流特性优越。
由于大量微生物被固定在填料层表面,形成高浓度的污泥床,俗称生物膜,它具有
较强的耐负荷冲击。
此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥,因而不会产生污泥膨胀,这
也是此法的一大特点。
此阶段产关键在于填料层的生物培养与落床,只要运行初期将此项工作做好,运行
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期间基本不用过问其他问题。
由于填料骨架替代了活性污泥法中的悬浮性作用,因面不需污泥回流,此举大降低
了运行管理程序。
5.5沉淀池
污水经过接触氧化后,夹带氧化过程中产生的少量的活性污泥及新陈代谢的生物膜,
以及不能进行生物降解的少量固形物,进入二沉池进行固液分离。
使水得到澄清排出。
沉淀池采用竖流式,总停留时间3小时,沉淀的污泥全部回流至污泥池作进一步消化减
少剩余污泥,出水槽设计成可调液位的齿形集水槽,增加沉淀效果。
5.6中间水池(消毒池)
按国家标准“TJ14-74”制作,有效消毒停留时间为40分钟以上。
在本单元大肠杆
菌和其它细菌得到最有效的杀灭,此时出水细菌个数<100个/L。
本单元设置溢流排放口。
中间水池内的废水由中间水泵加压后提升进入过滤器。
5.7机械过滤器和活性炭过滤器
过滤水泵提升输送进入机械过滤器,在机械过滤器滤层的作用下得到拦截。
污水处
理过程中未能去除的较小颗粒的悬浮物及少量油污,且废水中有一定色度,为保证出水
指标,本设计中采用压力过滤对沉淀出水进行进一步处理。
本机械过滤器对出水进行过
滤除污降低有机物浓度。
可以保证出水SS的指标达标,由于其吸附作用同时也降低了
COD指标。
过滤器出水利用余压进入活性炭过滤器,利用活性炭本身的吸附功能进一步去除水
中悬浮物、有机微生物、降低CODcr、BOD5及异味。
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.
5.8超滤系统
经过滤系统处理后进入超滤系统。
超滤是一种以筛分原理为基础,以膜两侧压差为
动的溶液分离过程,是一种现代化的膜分离技术。
可有效去除水中的微粒、胶体、细菌
垫层及高分子有机物质。
超滤采用内压式中空纤维膜,材质采用PVDF或更好的材质,采用抗污染能力强、化
学稳定性好、机械强度好的膜,膜使用寿命在五年以上。
经超滤装置处理后的水进入超滤产水箱,用于冲厕、绿化用水。
5.9污泥池
沉淀池的污泥气提至污泥池,进行厌氧消化/同时采用间隙好氧混合的方法,通过
消化可以减少剩余污泥量约70%以上。
污泥池上清液夹带活化污泥回流至缺氧池内,剩
余污泥定期清理(一般一年清除2次)。
调节池、缺氧、好氧、二沉等产气均由ABS管
排入高空落水管,以免造成二次污染。
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六、系统技术性能参数说明
6.1
格栅井
尺
寸:
1500×700×2000mm
制作形式:
钢混结构
抗渗等级:
S6
制作要求:
内外水泥砂浆粉刷
底板/侧墙厚度:
300/250
布置形式:
设置于调节池进水前
配
套:
◇机械格栅
型
号:
SHG-600
型
式:
回转式
规
格:
B=600mm
间
隙:
3mm
功
率:
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