CASS污水处理厂改造技术方案.docx
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CASS污水处理厂改造技术方案
第一章项目概况0
1.1项目名称0
1.2建设单位0
1.3建设规模0
1.4项目地址0
1.5工程范围0
1.6项目背景0
1.7项目区域自然环境概况1
1.8区域社会经济概况3
第二章编制依据、标准、原则及范围5
2.1编制依据5
2.2编制原则9
2.3编制内容10
2.4编制范围10
第三章工程规模及目标11
3.1设计规模11
3.2设计进水情况11
3.3设计出水情况11
第四章处理工艺的选择及设计12
4.1原有工程概况及升级改造必要性12
4.2工艺介绍16
4.3污泥处理工艺选择18
4.4工艺流程和去除率19
第五章污水处理厂工程设计21
5.1水量平衡图和处理系统物料衡算图21
5.2废水处理系统设计21
5.3Amino生产线废水预处理单元21
5.4PCl3生产线废水预处理单元29
5.5HEDP生产线废水预处理单元31
5.6公共预处理单元34
5.7污泥处理系统37
5.8其他建筑物40
5.9生化、深度处理单元(二期时使用)42
第六章总平面布置设计52
6.1总图布置原则52
6.2总图组成52
6.3平面布置52
6.4高程布置设计53
6.5水处理厂区给排水53
6.6厂区绿化建议53
6.7管道布置及材料选择54
第一章项目概况
1.1项目名称
某市市污水处理厂改造工程
1.2建设单位
1.3建设规模
某市市污水处理厂改造工程规模80000.0m³/d
1.4项目地址
金(昌)—夹(沟)路东侧,北部防护林带以南,河雅路西侧,西宁路以北。
1.5工程范围
工艺方案设计、施工图设计(必须加盖设计院图章)、土建、设备、电仪、防腐工程供货及施工、系统调试、人员培训以及一年的运行维护服务等。
(本工程属交钥匙工程)。
1.6项目背景
湖北兴发化工集团股份有限公司成立于1994年,座落于汉明妃王昭君故里—中国湖北省宜昌市兴山境内,是一家以磷化工系列产品和精细化工产品的开发、生产和销售为主业的上市公司,拥有28家控股子公司,总资产99.49亿元。
公司是中国最大的精细磷酸盐生产企业,全球最大的六偏磷酸钠生产企业。
现拥有工业级、食品级、牙膏级、饲料级等系列产品50个,主导产品出口亚、欧、美、非等全球30多个国家和地区,与世界500强企业宝洁、陶氏、联合利华等国际化工巨头建立了战略合作关系。
2011年5月20日,湖北兴发化工集团股份有限公司和瑞士Dequest AG签署了《关于设立湖北富兴化工有限公司的合资经营合同》,双方本着平等自愿、互惠互利的原则,共同出资设立湖北富兴化工有限公司合作开发三氯化磷和膦酸盐项目。
湖北富兴化工有限公司为响应国家环保要求,保护周围环境,走可持续发展道路,决定兴建一套废水处理系统,该废水处理工程位于湖北省宜昌市猇亭区长江路29号兴发集团工业园内,厂区西临318国道,北靠车站路,距沪蓉高速公路入口2公里,西北距宜昌主城区22公里,东南距猇亭区2公里,处理规模为456m3/d。
某设计院有限公司按照《湖北富兴化工有限公司6万吨/年水处理剂生产废水处理工程招标文件》(招标编号:
FXSCLJ-03)的相关要求并结合现场实际考察情况,编写《湖北富兴化工有限公司6万吨/年水处理剂生产废水处理工程投标文件》。
1.7项目区域自然环境概况
1.7.1地理位置
宜昌(古称夷陵)因“水至此而夷,山至此而陵”而得名。
位于湖北省西南部,地处长江上游与中游的结合部、鄂西秦巴山脉和武陵山脉向江汉平原的过渡地带,地势西高东低,地貌复杂多样,境内有山区、平原、丘陵,大致构成“七山一水二分田”的格局,为鄂、渝、湘三省市交汇地。
宜昌“上控巴蜀,下引荆襄”,素以“三峡门户、川鄂咽喉”著称。
自古以来,宜昌就是鄂西、湘西北和川(渝)东一带重要的物资集散地和交通要道。
宜昌东西最大横距174.08公里,南北最大纵距180.6公里。
东邻荆州市和荆门市,南抵湖南省石门县,西接恩施土家族苗族自治州,北靠神农架林区和襄阳市。
1.7.2地质与地形
宜昌境内地质构造较为复杂。
距今25亿年前的元古界到百万年前的新生界之间的各个地质时代的地层均有分布,且发育完整,出露齐全。
世界著名的“李四光地质力学构造形迹”和最古老而原始的带壳动物化石,即发现于西陵峡境内,引起世界地质学界的浓厚兴趣,被称为“天然地质博物馆”。
1924年春,中国著名地质学家李四光曾调查了秭归至宜昌的西陵峡区地质,写下了《长江峡东地质及峡之历史》,将秭归新滩龙马溪一带地层为“志留系龙马岩”。
其中震旦系、奥陶系、志留系的剖面,更是中外地质学界研究的标准剖面之一。
中部丘陵地区多喀斯特地质,山中多溶洞,厚厚积淀的钟乳石、石笋遍布其中,洞中往有地下水系。
宜昌市境内地形复杂多样。
山区、丘陵、平原都有。
地势自西北向东南倾斜,西北部是大巴山,中部巫山,西南部是武陵山,宜昌城以东的宜都、枝江、当阳、远安属丘陵山区和平原;宜昌城以西的兴山、秭归、长阳、五峰等县属于山区,是中国二级阶地东端,崇山峻岭,峡谷交错。
在市域总面积中,山区占69%,丘陵占21%,平原占10%,构成“七山、二丘、一平”的地貌特征。
1.7.3气象与气候特征
宜昌四季分明,春秋较长。
年平均水量为992.1~1404.1毫米之间。
雨水丰沛,多在夏季,较长的降水过程都发生在6~7月份,雨热同季,全年积温较高,无霜期较长,年平均气温为13.1℃~18℃,但随着海拔高度上升而递减,每上升100米降低0.6℃。
7月平均气温24.1℃~28.8℃,元月平均气温1.7℃~6.5℃。
极端最高气温41.4℃,最低气温-15.6℃。
1.7.4水系
宜昌境内水系属外流水系,以长江为主脉,河流多、密度大、水量丰富,年平均总水量4741.4亿立方米,市境内长度大于10公里的河流有99条,其中集水面积在50平方公里以上的河流有64条,总长3793公里,总集水面积占全市的83.9%。
主要河流有:
长江、清江、沮漳河、黄柏河、香溪河、下牢溪。
1.8区域社会经济概况
宜昌市位于长江北岸、三峡东口,它“上控巴蜀,下扼荆襄”。
自古以来号称“川鄂咽喉,西南门户”,交通、军事地位十分重要。
宜昌古名夷陵(彝陵),历史悠久。
全市共辖五县(远安县、兴山县、秭归县、长阳土家族自治县、五峰土家族自治县)三个县级市(宜都市、当阳市、枝江市)五区(夷陵区、西陵区、伍家岗区、点军区、猇亭区),总人口406万,其中城区人口159万;总面积2.1万平方公里,城区面积828平方公里。
宜昌为中国的热点城市、全国最大水电能源的中心,内陆经济发展的中转港口,海内外客商投资开发的聚集地,长江经济带的重要工业城市。
宜昌这座美丽的城市,风光旖旎,是全国11个重点旅游城市之一。
宜昌境内有三游洞、白马洞、桃花村、黄陵庙、金狮洞、白果树瀑布(三峡大瀑布)、晓峰悬棺、猇亭古战场、高岚风光、葛洲坝工程、三国古战场、玉泉寺等众多历史文化古迹和风景名胜。
宜昌古称夷陵,因“水至此而夷,山至此而陵”得名,是巴楚文化的发祥地,是世界历史文化名人屈原和中国古代民族团结使者王昭君的故里。
宜昌地处长江中上游结合部,上控巴蜀,下引荆襄,素有“三峡门户”、“川鄂咽喉”之称,自古以来就是兵家必争、商贾云集之地。
三国时期著名的夷陵之战发生在这里。
早在1876年,宜昌就被辟为通商口岸。
1994年被批准为沿江开放城市。
宜昌是世界水电之都。
全市水能开发总量达3000万千瓦以上。
在以宜昌城区为中心、半径40公里的范围内,已建成长江葛洲坝(原亚洲第一)、清江隔河岩和高坝洲3座大中型水电站,而世界最大的水力发电站三峡电站,水电装机总容量达2900万千瓦,年发电总量达1300亿千瓦时,宜昌将成为世界最大的水电能源基地。
宜昌是闻名遐迩的旅游胜地。
长江三峡与三峡工程交相辉映,巴楚文化和土家风情水乳交融。
旅游资源种类之多,品位之高,垄断性之强,在全国乃至世界都有很高的知名度。
随着三峡工程蓄水通航发电,宜昌独特的大坝景观、峡江风光、民俗风情、历史文化等复合资源优势日益凸现。
宜昌已经成为三峡区域旅游的增长极,正在向三峡旅游最佳目的城市、中国最佳旅游观光城市迈进。
宜昌是湖北省重点支持发展的省域副中心城市。
改革开放后,特别是近几年来,经济社会蓬勃发展,综合实力居湖北省第二位,进入全国百强城市行列。
2011年,实现生产总值2141亿元,地方一般预算收入114亿元。
先后荣获中国优秀旅游城市、国家园林城市、全国林业生态环境建设先进城市、全国科技进步先进城市等一批荣誉称号。
第二章编制依据、标准、原则及范围
2.1编制依据
2.1.1相关资料
《湖北富兴化工有限公司6万吨/年水处理剂生产废水处理工程》(招标编号:
FXSCLJ-03)及相关文件。
其他业主提供资料及现场调研资料等。
2.1.2相关法规、规范、标准
1.相关法规
序号
规定标准规范编号
规定、标准规范名称
实施日期
1.
《中华人民共和国环境保护法》
1989.12
2.
《中华人民共和国大气污染防治法》
2000.4修正
3.
《中华人民共和国水污染防治法》
1996.5修正
4.
《中华人民共和国环境噪声污染防治法》
1997.3
5.
国务院令第253号
《建设项目环境保护管理条例》
1998.11
6.
《建设项目环境保护设计规定》
1987.3
2.工艺设计规范
序号
规定标准规范编号
规定、标准规范名称
实施日期
1.
2000年版
工程建设强制性条文城乡规划部分
2.
2000年版
工程建设强制性条文城市建设部分
3.
2000年版
工程建设强制性条文房屋建筑部分
4.
GB3838-2002
《地表水环境质量标准》
2002
5.
GB8978-1996
《污水综合排放标准》
1996
6.
GB/T50265-97
《泵站设计规范》
1997
7.
GB50013-2006
《室外给水设计规范》
2006.06
8.
GB50014-2006
《室外排水设计规范》
2006.06
9.
GB50015-2003
《建筑给水排水设计规范》
2003.09
10.
GB50016-2006
《建筑设计防火规范》2001年局部修订条文
2006.12
11.
GBJ22-1987
《厂矿道路设计规范及条文说明》
12.
GB50032-2003
《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》
13.
GBZ1-2002
《工业企业设计卫生标准》
14.
GBJ133-1990
《民用建筑照明设计标准》
15.
GB50140-2005
《建筑灭火器配置设计规范》
16.
GB/T50106-2001
《给水排水制图标准》
17.
GB50201-1994
《防洪标准》
1995.1.1
18.
GB50316-2000
《工业金属管道设计规范》
2001.1.1
19.
GB50235-97
《工业金属管道工程施工及验收规范》
1998.05
20.
《给水排水标准图集合订本S1~S3》
2002
3.建筑设计规范
序号
标准编号
标准规范名称
备注
1.
GB/T50001-2001
《房屋建筑制图统一标准》
2.
GB/T50033-2001
《建筑采光设计标准》
3.
GB50037-96
《建筑地面设计规范》
4.
GB50096-99
《住宅设计规范》
5.
GBJ16-87
《建筑设计防火规范》
(2001年修订版)
6.
GBJ140-90
《建筑灭火器配置设计规范》
(1997版)
7.
GB50108-2001
《地下工程防水技术规范》
4.结构设计规范
序号
标准编号
标准规范名称
备注
1.
GB50003-2001
《砌体结构设计规范》
2.
GB50007-2002
《建筑地基基础设计规范》
3.
GBJ17-2002
《钢结构设计规范》
4.
GB50040-96
《动力机器基础设计规范》
5.
GB50068-2001
《建筑结构可靠度设计统一标准》
6.
GB50108-2001
《地下工程防水技术规范》
7.
GB50009-2001
《建筑结构荷载设计规范》
8.
GB50010-2010
《混凝土结构设计规范》
9.
GB50011-2010
《建筑抗震设计规范》
10.
GB50021-2001
《岩土工程勘察规范》
11.
GB18306-2001
《中国地震动参数区划图》
12.
GB50046-95
《工业建筑防腐蚀设计规范》
13.
GB50191-93
《构筑物抗震设计规范》
14.
GB50223-2004
《建筑工程抗震设防分类标准》
15.
GB50330-2002
《建筑边坡工程技术规范》
16.
GB50069-2002
《给水排水工程构筑物结构设计规范》
17.
GB/T50105-2001
《建筑结构制图标准》
18.
CECS86:
96
《混凝土水池软弱地基处理设计规范》
19.
CECS117:
2000
《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》
20.
JGJ79-2002
《建筑地基处理技术规范》
21.
DL5077--1997
《水工建筑物荷载设计规范》
22.
GB50332-2002
《给水排水工程管道结构设计规范》
23.
CECS137-2002
《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》
24.
CECS138-2002
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》
25.
SL/T191-96
《水工砼结构设计规范》
5.电气设计规范
序号
标准规范编号
标准规范名称
备注
1.
GB50050-1995
《工业与民用供配电系统设计规范》
2.
GB50052-1995
《供配电系统设计规范》
3.
GB50053-94
《10KV及以下变电所设计规范》
4.
GB50054-95
《低压配电装置及线路设计规范》
5.
GB50055-1993
《通用用电设备配电设计规范》
6.
GB50057-94
《建筑物防雷设计规范》
2000版
7.
GB50062-2008
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
8.
GB500034
《建筑照明设计标准》
9.
JGJ16-2008
民用建筑电气设计规范
10.
GB50217-2007
《电力工程电缆设计规范》
11.
CJJ120-2008
《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》
12.
GB50058-1992
《爆炸和火灾危险环境电力转制设计规范》
6.仪表、自控设计规范
序号
标准规范编号
标准规范名称
备注
1.
HG/T2070-2000
《可编程控制器系统工程设计规定》
2.
HG/T20505-2000
《过程测量和控制仪表的功能标志和图形符号》
3.
HG/T20509-2000
《仪表供电设计规定》
4.
HG/T20513-2000
仪表系统接地设计规定
5.
HG/T20507-2000
《自动化仪表选型设计规范》
6.
HG/T20508-2000
《控制室设计规定》
7.
HG/T20511-2000
《信号报警、安全联锁系统设计规定》
8.
HG/T20512-2000
《仪表配管、配线设计规范》
9.
GB50331-2004
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
10.
GB50093-2002
《自动化仪表工程施工及验收规范》
11.
GB50395-2007
《视频安防监控系统工程设计规范》
12.
CJJ120-2008
《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》
7.工艺防腐设计规范
序号
标准规范编号
标准规范名称
备注
1.
SH/T3022-1999
《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》
2.
HGJ229-1991
《工业设备、管道防腐蚀工程施工规范》
3.
JB/T4711-2003
《压力容器涂敷与运输包装》
4.
GB/T1720-1989
《漆膜附着力测定方法》
5.
GB50046-95
《工业建筑防腐蚀设计规范》
2.2编制原则
1)符合国家、地方的法律、法规和有关文件的各项规定及业主的要求,确保废水处理站在建设过程中及投产运行后系统安全可靠,无二次污染,在运行期间不产生异味;
2)采用先进实用、简便易行的工艺方法,以达到水处理厂投资省、占地少及出水达标排放的目的;
3)采取切实可行的技术手段,提高装备质量,提高自动化控制及管理水平,以保证废水处理站运行可靠、经济合理;
4)基建投资在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省,采用安全可靠、经济合理的地基处理方法;
5)严格执行国家有关工程建设规范,使构(建)筑物达到适用、经济、安全的目标;
6)节约用水,一水多用,减少排污,降低噪声,减少环境污染,力求获得最大的社会、环境和经济效益;
7)注重水处理厂实际运行的灵活性和抗冲击性,提高水处理厂对水质、水量变化的适应能力。
8)总体规划、综合考虑一期工程与二期工程合理布局与衔接。
2.3编制内容
某市市污水处理厂改造工程包括对现有处理单元改造和新增处理单元工艺、土建、电气、自控、设计及安装工程。
包括设计(方案设计、施工图设计)、地基处理、设备选型采购、施工、验收及达标排放、人员培训等;本方案的主要设计内容为:
(1)改造处理系统的组成说明;
(2)改造工程主要技术数据和运行性能的详细描述;
(3)改造水处理工艺选择;
(4)改造水处理系统中各构筑物以及相关的建筑物设计;
(5)改造设备、仪表的选型;
(6)改造运行费用的核算;
(7)培训及调试计划。
2.4编制范围
针对本项目废水特性,对水处理工艺、设备选型等进行多方面比较,确定适宜的水处理工程构(建)筑物布置,采用技术先进、处理效果好、运行稳定、投资省、运行成本低的工艺,同时使工程获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。
工程设计采用先进的、稳定可靠的,操作维修方便的处理工艺;采用工艺合理,布局紧凑;改造原有废水处理系统中产生的渣和污泥,避免造成二次污染;采用现代化技术手段,实现自动化控制和管理,做到技术可靠,经济合理;充分考虑水处理近远期的合理规划。
第三章工程规模及目标
3.1设计规模
根据业主提供的资料,某市市污水处理厂改造工程处理规模:
总规模80000.0m³/d,总变化系数Kz=1.31。
3.2设计进水情况
根据业主提供的资料,本项目进水水质情况如下所示:
表3.1进水水量和水质情况(单位:
mg/L,pH除外)
水质指标
BOD5
CODcr
SS
氨氮
TN
TP
PH
设计原污水水质
≤160
≤350
≤200
≤37
≤53
≤4
6~9
3.3设计出水情况
根据相关资料以及业主要求,要求处理厂出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准,其要求的出水水质指标如下表:
表3.2设计出水水质(单位:
mg/L,pH除外)
水质指标
BOD5
CODcr
SS
氨氮
TN
TP
PH
设计原污水水质
≤20
≤60
≤20
≤8
≤20
≤1.0
6~9
第四章处理工艺的选择及设计
4.1原有工程概况及升级改造必要性
4.1.1原有工程概况
某市市污水处理厂工程于1998年经省计委批准立项,于2001年由国家计委列为国债项目。
2007年7月开工建设,建设项目包括:
市区内污水收集管网33.23公里、回用水管网17.3公里及日处理污水8万立方米的污水处理厂一座。
污水处理工艺为CASS工艺(循环活性污泥法),污泥处理采用浓缩脱水工艺,污水处理出水水质设计为国家二级标准。
工程于2002年7月开工建设。
2007年5月投入试运行,2007年12月6日顺利通过了由省环保局组织的环保验收,2008年10月完成了所有设计建设内容,2009年5月通过了省建设厅、省发改委的整体工程竣工验收。
原有工程工艺流程图:
1、粗格栅间及提升泵房
粗格栅间平面尺寸:
11.0x4.5m,提升泵房平面尺寸:
11.2x17.1m。
粗格栅选用4台栅条间隙35mm、宽度800mm的回转式格栅除污机,配套1台无轴螺旋输送机。
提升泵房为湿式泵房,泵池内设8台潜水泵,6用2备,单泵流量Q=750m3/h,H=13m,N=38kw。
2、细格栅间及旋流沉砂池
细格栅间及旋流沉砂池平面尺寸:
36.0x18.0m。
细格栅2座,每座设2套细格栅,栅条间隙5mm,格栅渠单宽800m,栅前渠道有效水深1.0m,每座配套1台无轴螺旋输送机及1台螺旋压榨机。
沉砂池采用类钟式旋流沉砂池,共设置2座,每座直径为3m,停留时间30s,水力表面负荷200m3/m2.h,采用潜污泵提砂方式,砂水分离器的配置采用与沉砂池一对二的布置方式。
3、CASS池
CASS池2组,每组分4格,每组平面尺寸51.8x108.0m,有效水深4.5m,钢筋混凝土结构。
单格池有效容积6000m3,总有效容积48000m3。
污泥负荷:
Ls=0.11kgBOD5/kgMLSS.d
回流污泥泵:
Q=125m3/h,H=10m,N=7.5kw。
污泥回流比:
R=20%
混合液浓度:
MLSS=3000mg/L
剩余污泥泵:
Q=40m3/h,H=15m,N=3.95kw。
剩余污泥:
4.1tdrs/d
每格反应池由厌氧区,生物选择区和好氧区三部分组成,生物选择区尺寸为12.0x3.0,厌氧区尺寸26.0x9.0m,好氧区尺寸42.0x26.0m。
有效水深4.5m。
三区容积比约为1:
6.5:
30。
CASS池采用电动调节堰门进水,在每格厌氧区内设2台的潜水搅拌机,好氧区内各安装1台回流潜污泵及1台剩余潜污泵。
好氧区曝气器采用微孔薄膜管式曝气器。
每格CASS池循环运行一个周期4h,一天6个周期。
其中:
进水曝气2h,沉淀1h,滗水1h。
4、接触池
设计采用2座池,钢筋混凝土结构。
单座平面尺寸:
22.0x20.8m,有效水深3.8m,接触消毒时间35min。
5、加氯间
加氯间平面尺寸24.9x9.0m。
设计液氯投加量8mg/L,采用真空柜式加氯机3台,2用1备。
单台加氯机20kg/h,氯库储存量按25天加氯量计。
6、鼓风机房
设计总供气量(每台压缩机在20℃,0.852bar和70%相对湿度时的入口风量):
9000-4050立方米/小时
进气压力:
P1=0.847bar
出口压力:
P2=1.4420bar
鼓风机房平面尺寸:
L×B=37.4×14.0m。
框架+砖混结构。
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