甘肃某城区污水处理工程初设说明文本secret.docx
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甘肃某城区污水处理工程初设说明文本secret
甘肃XXXX设计与工程(集团)有限公司
XXXX建设集团有限公司
二〇一〇年一月
第1章工程概述
1.1工程建设的背景
工程所在地XXXX城区位于甘肃省西南部,甘南藏族自治州东部,是县委、县政府所在地。
目前,城区只设有部分合流制排水明渠,雨水和生活污水合流排放,排水明渠为矩形浆砌片石或土沟,污水未经任何处理就直接排至城市河道,这样造成雨水、污水在同一条渠内排放,使渠道变成了一条臭水沟,滋生蚊蝇,气味难闻,严重影响沿沟两边居民的生活环境,对城市环境构成污染,也危害当地人民群众身体健康。
据此,项目业主——XXXX供水有限责任公司于2008年12月18日将该项目委托我公司进行项目可行性研究报告的编制工作,我公司于2008年12月完成了该项目可行性研究报告的编制工作。
2009年9月1日,由项目业主主管单位甘肃省政府投资评审中心在兰州主持召开了该项目可研报告评审会,并形成了会议意见,我公司根据该审查意见,对评审前的可研报告进行了认真的修改、补充和完善,并于2009年9月将修改后的可研报告重新上报至甘肃省政府投资项目评审中心。
甘肃省及甘南州发改委分别以“甘发改投资[2009]1220号”及“州发改投资[2009]959号”文对该项目可研报告进行了批复。
我公司根据省、州关于本项目可研报告的批文精神及项目业主关于本项目的初步设计委托书,进行本工程的初步设计工作。
1.2项目名称
XXXX城区生活污水处理工程
1.3设计依据
(1)XXXX城建局关于本项目的初步设计的委托书
(2)甘肃省发改委关于本项目可研报告的批复文“甘发改投资[2009]1220号”
(3)2009年6月19日XXXX城建局关于本项目初步设计的委托书
“
(4)《XXXX城建总体规划》·说明书(2001-2020年)评审稿
(5)《XXXX城建总体规划》·文本(2003-2025年)评审稿
(6)XXXX城总体规划(排水、道路规划)图(2009-2025年)
(7)XXXX污水处理厂岩土工程勘察报告(详细勘察阶段)
(8)我公司技术人员现场调查收集的与本工程有关的初设资料
1.4设计规模及内容
1.4.1设计规模
(1)污水处理厂
污水处理厂处理能力:
近期(2015年):
0.4万m3/d;
远期(2025年):
达到0.8万m3/d。
(2)污水收集管网
新建集污管网D300-D600共22.569km。
1.4.2设计内容
主要设计内容有:
(1)污水处理厂
①厂区总平面
②一级物理处理构筑物(近、远期合建)
a.粗格栅及提升泵房
b.细格栅及沉砂池间
c.配水井
③二级生物处理构筑物
CASS池(近期)
④尾水消毒系统
a.消毒接触池(远期)
b.消毒间及药库(近、远期合建)
⑤污泥处理系统
集泥池及污泥脱水车间(近、远期合建)
⑥附属建筑、构筑物(均为近、远期合建)
a.鼓风机房
b.综合办公楼
c.变配电室
d.机修间及车库
e.锅炉房
f.大门
⑦与以上建、构筑物配套的工艺、建筑、结构、电气、自控、采暖及通讯等。
(2)城区污水收集管网系统
1.5执行的规范及标准
《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-99
《室外排水设计规范》GB50014-2006
《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89
《锅炉房设计规范》GB50041-92
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《地基基础设计规范》GB50007-2002
《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》CECS149-2003
《建筑抗震设计规范》(2008年版)GB50011-2001
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《鼓风曝气系统设计规程》CECS97-1997
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》B50032-2003
《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002
《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004
《建筑照明设计标准》GB50034-2004
《供配电系统设计规范》GB50052-95
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
《低压配电设计规范》GB50054-95
1.6污水水质
设计的进、出水水质详见表1-1
污水处理程度表表1-1
pH值
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TN
TP
进水污染物浓度
6-9
≤400
≤180
≤200
≤35
≤45
≤4
出水污染物浓度
6-9
≤60
≤20
≤20
≤8(15)
≤20
≤1
污染物浓度去除率(%)
/
≥85
≥89
≥90
≥77(57)
≥56
≥67
近期污染物消减量(T/a)
/
476
224
252
37.8(28)
35
4.2
注:
1、上表中的括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号内数值为水温≤12℃的控制指标。
2、上表中的出水水质指标按国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准。
第2章采用的污水处理工艺方案
2.1污水处理工艺流程
污水处理工艺流程框图详见图2-1
消毒接触池
干戈河
集泥池
粗格栅及提升泵房
剩余污泥
ClO2
图2-1污水处理工艺流程框图
2.2污水处理流程工艺简介
该工艺为CASS处理工艺,其主要特点是:
(1)能满足去除CODcr、BOD5、SS、氮、磷的去除要求;
(2)运行周期灵活可变,耐冲击负荷能力;
(3)工艺流程简单,处理构筑物少;
(4)污泥较稳定产量少;
(5)组合运行,便于分期施工。
经本工艺流程处理后的污水可完全达到国家《城镇污水处理厂污染物
排放标准》(GB18918-2002)中的“一级B标准”的要求。
工艺流程中的尾水消毒采用二氧化氯消毒,其有效氯投加按10mg/L污水计。
工艺流程中污泥的处置采用浓缩脱水一体化压滤机,产生的泥饼填埋处理。
第3章污水处理厂厂址的确定
XXXX城地势北高南低、东西两侧高中间低,整个地形由北向南倾斜。
根据XXXX城总体规划和现有县城地形、地质情况,XXXX城区东南段的南端为较理想的厂址选择地点。
原规划污水处理厂用地部分已作为它用,而剩余部分也已成为即将建成的“洮州公园”的一部分(洮州公园占地约20ha),所以需对污水处理厂厂址重新选择。
经与XXXX城建局协商确定,可研推荐的污水厂厂址位于城区东南南端,西环路南端东南边的干戈河河畔,距县城1km左右,属原火柴厂厂址所在地,该厂现已废弃,地域宽阔且地质条件较好、排水方便,是理想的厂址选择地。
厂地标高2715.60m,便于污水收集且重力流入污水厂进行处理。
本初设仍维持可研推荐的污水处理厂厂址。
第4章工程设计
4.1污水处理厂
4.1.1设计规模
(1)污水处理厂
污水处理厂处理能力:
近期(2015年):
0.4万m3/d;
远期(2025年):
达到0.8万m3/d。
(2)收集管网
新建污水收集管网D300-D600共22.569km,其中倒虹吸管D325-D529共160m。
新建D=1.00m圆形砖砌排水检查井514座。
4.1.2厂区总平面布置
厂区平面布置按照不同的功能分区将整个厂区分为:
管理区(厂前区)、污水处理区和污泥处理区(生产区),全厂占地面积约13ha,含预留远期规模用地,厂前区内布置有综合办公楼、机修间及车库、锅炉房等,位于厂区西面,又位于XXXX城区主导风向的上风向,减少或消除不良气体的影响。
污水厂设主、次入口。
主入口靠近污水处理厂厂前区,主要供厂内工作人员进出。
次入口靠近污水厂污泥处理区,主要供厂内药剂、污泥运输使用。
浓缩脱水车间靠近次入口使污泥处理及外运污泥较方便,不影响厂区环境。
该布置工艺流程顺畅,功能分区明显。
建、构筑物间用路和绿篱相隔,所有空地和接触池池顶实现绿化,适当位置辅以建筑小品,使污水处理厂不仅布置紧凑,并且具有美观卫生的环境。
4.1.3工艺设计
(1)一级物理处理构筑物设计(按远期工程建设设计)
一级物理处理构筑物设计均按远期工程建设设计,设计水量按远期工程最大时流量540m3/h考虑,其主要处理构筑物有:
①粗格栅间及提升泵房
设粗格栅间及提升泵房1座,工艺尺寸为L×B×H=15.0m×8.4m×3.9(-4.2)m,为混合结构。
内含进水集水池,该池工艺尺寸:
L×B×H=8.16m×6.36m×4.20m,有效容积V=213m3,为矩形钢筋混凝土地下池;
钢筋混凝土矩形地下式粗格槽2条,并联,每条工艺尺寸:
L×B×H=5.95m×0.7m×3.00m。
安装主要设备有:
a.回转式格栅除污机2台(1用1备),该机栅宽700mm,栅高3000mm,有效栅隙b=20mm,N=1.1KW。
栅渠前后端设有启闭机及方形闸门(B×H=400×400mm),各2套,共计4套。
通过拦截,去除污水中的较大漂浮物,保证水泵的正常运行,栅渣量约为0.5m3/d。
污水经过格栅流入集泥池。
栅渣的输送配套XLS260型螺旋输送压榨机1台。
b.近期设潜污泵2台(1用1备),预留远期1台安装位置;该泵Q=150m3/h、H=15m、N=11KW。
远期增设潜污泵2台(安装1台,1台备用于库房),预留远期1台安装位置;该泵Q=120m3/h、H=13m、N=7.5KW。
c.设电动葫芦1台,起吊重量为1t,起吊高度8m,N=1.5KW。
d.设轴流风机2台,风量为Q=3756m3/h、N=0.55KW。
②细格栅及沉砂池间
设细格栅及沉砂池间1座,工艺尺寸为L×B×H=18.0m×15.0m×8.45m,地上式混合结构,其主要处理构筑及配套设备有:
a.地上式矩形钢筋混凝土格栅槽2条,并联,每条工艺尺寸:
L×B×H=5.8m×0.7m×1.50m。
格栅槽内设回转式格栅除污机2台(1用1备),该机栅宽700mm,栅高1500mm,栅隙b=5mm,N=1.1KW。
栅渠前后设有启闭机及方形闸门(B×H=500×500mm)共5套;
配套XLS260型螺旋输送压榨机1台。
细格栅去除污水中较小的悬浮物,保证后续工艺设备的正常运行。
b.钢筋混凝土旋流沉砂池2座(近期工程1用1备,远期工程同时使用),内设除砂机为XCS-2.43型,φ=2.43m,H=3.80m,N=1.5KW,配套螺旋提沙器及装沙台。
旋流沉砂池前设有启闭机及方形闸门(B×H=400×400mm)共2套;
旋流沉砂池后设有启闭机及方形闸门(B×H=600×600mm)共2套;
近期工程最大时流量时,水力停留时间64s
远期工程最大时流量时,水力停留时间72s
污水进入旋流沉砂池,水流旋转产生离心力,砂砾被甩向池壁,滑落池底,通过螺旋提沙器提升至装沙台,砂水分离,去除污水中的砂砾,保证后续构筑物正常运行。
沉砂池出口安装电磁流量计1台,Q=700m3/h.计量污水流量。
c.设轴流风机2台,Q=3536m3/h、N=0.55KW;
d.设电动葫芦1台,起吊重量为2t,起吊高度为10m、N=3.0KW。
③配水井
设钢制圆形配水井1座,工艺尺寸为D×H=2.0m×1.2m,对进入的污水进行流量分配。
(2)二级生物处理构筑物设计
二级处理构筑物按近期工程建设设计,设计规模为0.4万m3/d。
(3)CASS池及CASS池的设计计算
CASS池近期设1座,预留远期增设1座位置,每座分4格矩形单池,单格L×B×H=35.0m×7.0m×5.5m。
四池并联,每座尺寸为L×B×H=35.7m×29.6m×5.5m,有效水深5.0m。
均为半地下式钢筋混凝土结构。
1参数拟定
式中V---CASS池容积(每格池子)
Q---每个周期进水量,(每格池子每天运行4个周期,每个周期6h,共4格池子,一天共4×4=16个周期)Q=4000/16=250m3
S0---进水BOD5,180mg/L
X---MLSS浓度,X=3.5g/L
Ls---BOD5-污泥负荷,Ls=0.10kgBOD/(kgMLss.d)
TR---每个周期反应时间,TR=3h
2CASS池容积计算
(1)每格池子容积:
(m3)
总容积:
1029×4=4116(m3)
则平均水力停留时间:
4116×24/4000=24.7(h)
(2)考虑最大时流量,能存下进水,应增加一个周期进水量,按最大时流量和平均时流量的差值进行计算:
即4×1.5×(296.7-166.7)=780(m3)
实际需要总容积V0=4V+780=4×1029+780=4896(m3)
实取V=4900(m3)
每格池子容积V1=V0/4=4900/4=1225(m3)
(3)在CASS池前端设一生物选择器
水力停留时间t=1.35h
则生物选择器容积:
V2=1.35×166.7=225(m3)
3CASS池运行程序
反应池工作周期的时间为6h,各工序的时间设计如下,采用PLC程序控制自动进行操作。
CASS池运行程序图
运行程序图
4
空气量计算
a.近期工程空气量计算:
近期工程需氧量计算
O2=0.001aQ(So-Se)-c△Xv+b[0.001Q(Nk-Nke)-0.12△Xv]
-0.62b[0.001Q(Nt-Nke-Noe)-0.12△Xv]
式中:
O2—污水需氧量(kgO2/d);
Q—生物反应池的进水流量(m3/d);
So—生物反应池进水五日生化需氧量浓度(mg/L);
Se—生物反应池出水五日生化需氧量浓度(mg/L);
△Xv—生物反应池排出系统的微生物量;(kg/d);
Nk—生物反应池进水总凯氏氮浓度(mg/L);
Nke—生物反应池出水总凯氏氮浓度(mg/L);
Nt—生物反应池进水总氮浓度(mg/L);
Noe—生物反应池出水硝态氮浓度(mg/L);
0.12△Xv—排出生物反应池系统的微生物量中含氮量(kg/d);
a—碳的氧当量,当含碳物质以BOD5计时,取1.47;
b—常数,氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN),取4.57;
c—常数,细菌细胞的氧当量,取1.42。
当为去除含碳污染物时,去除每公斤五日生化需氧量可取用0.7~1.2kgO2。
经计算:
O2=1453(kgO2/d)
于是每格池子每周期需氧量为:
O21=O2/16=1453÷16=90.8(kgO2/周期)
曝气时间为3.0h,每h的需氧量:
R=O21÷3=90.8÷3=30.27(kgO2/h)
b.近期工程供气量计算
采用膜式曝气盘铺设于池底0.2m处,淹没水深5.0m,计算最不利温度为30OC。
水中溶解氧饱和度CS(20)=9.17mg/L,CS(30)=7.63mg/L,
当地绝对标高为:
2720m;查资料得该高度下大气压力为540mm汞柱,膜式曝气盘出口处的绝对压力为:
=1.21×105(Pa)
空气离开曝气池面时,氧的百分比(取EA=16%):
=18.25%
曝气池混合液中平均氧饱和度(按最不利的温度条件30oC考虑):
=7.87(mg/L)
换算为20oC条件下,脱氧清水的充氧量,即:
取α=0.82,β=0.95,ρ=1.0,C=2.0,则
=49.17(kgO2/h)
则每格曝气池供气量:
=1024.4(m3/h)
(2)远期工程空气量计算:
GS远=2048.8(m3/h)
5污泥量计算
(1)近期工程污泥量
每天去除BOD5:
4000×(180-20)×10-3=640(kg/d)
去污泥产率为:
0.8kgSS/kgBOD5
产生干泥量为640×0.8=0.512(t/d)
产生含水率为99.4%的湿污泥量为:
0.512/(1-99.4%)=85.6(m3/d)
产生泥饼(含水率80%)0.512/(1-80%)=2.56(t/d)
(2)远期工程污泥量
产生干泥量为1.024t/d;
产生含水率为99.4%的湿污泥量为:
171.2m3/d;
产生泥饼(含水率80%)为:
5.12t/d。
主要设备有:
1进水装置
每个池子配置DN300的进水管,进水管上设置DN300的D941X-10型电动蝶阀4个。
运行时,电动阀序批式切换,使污水进入4个CASS生物反应池。
2曝气装置
采用PVC布气管路16套;MBP型,φ=300mm膜式曝气盘2400个;
进气管上设置DN200的D941X-10型电动蝶阀4个。
3滗水装置
设旋转式滗水器,4台,1池1台,每台滗水器长5m,滗水量为550m3/h,N=1.5KW。
用于排出CASS池沉淀后的上清液。
4排泥泵,潜污排泥泵5台,(4用1备),每池设置4台,1台冷储备,型号65WQ30-10-2.2。
Q=30m3/h,H=10m,N=2.2KW。
5污泥回流泵,潜污泵5台,每池设置4台(1台冷储备),型号65WQ30-10-2.2。
Q=45m3/h,H=8m,N=2.2KW。
6潜水搅拌机,QJB2.2/8型,N=2.2KW,8台。
7附设阀门井4座,为矩形地下式钢筋混泥土结构。
CASS池的设计BOD污泥负荷取0.10kgBOD/(kgMLss.d),池内污泥浓度取3.5g/L,间歇进水,达到脱氮除磷的目的,
(4)尾水消毒系统
①消毒接触池(按远期工程建设设计)
设矩形钢筋混凝土地下式消毒接触池1座,该池有效容积为480m3,满足远期工程最大时流量消毒接触时间t=480/540=0.89h>0.5h的要求。
该池工艺尺寸:
L×B×H=12.0m×10.0m×4.5m,有效水深4.0m。
②消毒间及药库(按远期工程建设设计)
设消毒间及药库1座,工艺尺寸L×B×H=7.8m×4.2m×3.3m。
为地上式砖混结构。
包括加药消毒间、值班室及药剂库。
消毒间设有二氧化氯消毒器1台,该设备有效氯产量为7kg/h,N=4.5KW。
尾水CLO2的投加量按10mg/L污水计(规范规定为:
6-15mg/L),则远期需氯量(8000/24×1.62)×10=5.4kg/h。
选用设备有效率产量为7kg/h>5.4kg/h,满足规范要求。
消毒间,药库各设轴流风机1台,共计2台,型号T35-2.8,Q=1224m3/h,N=0.12KW。
(5)污泥处理系统(按远期工程建设设计)
①集泥池
设矩形混凝土半地下式集泥池1座,尺寸L×B×H=5.9m×5.9m×3.5m,有效水深3.0m。
集泥池内设潜水射流曝气器2台(1用1备),该设备N=3.0KW。
服务面积6×6m2,供氧5.3---6.6kgO2/h。
该池的主要用途是收集和调节排泥泵排出的剩余污泥,便于螺杆泵加压输送至浓缩一体式压滤机进行污泥浓缩压滤脱水。
②污泥脱水车间
设污泥脱水车间1座,尺寸为L×B×H=12.0m×12.0m×6.0m,为地上式框架结构,车间内设:
a.近期设DNQ-1000型带式浓缩压滤机2套(1用1备),该设备带宽
1.0m,N=1.5KW,其配套设备有:
管式污泥混合器、空压机、冲洗泵、水泵吸水管过滤器及电气控制柜等。
a.单螺杆泵2台(1用1备),该泵:
Q=20m3/h,H=60m,N=5.5KW。
b.螺旋输送机1台,该机为WLS320型,N=1.1KW。
c.加药系统:
主要有不锈钢加药箱1台,尺寸:
L×B×H=1.0m×1.0m×1.3m,搅拌机1台(N=1.5KW);不锈钢溶药罐(φ=0.8m,H=1.0m)及搅拌机1台(N=1.5KW);计量加药泵2台(1用1备),该泵:
Q=330L/h,N=0.37KW。
d.电动单梁起重机,该机起重量为2t,起升高度:
H=5m,N=1.5KW。
e.轴流风机4台,该风机Q=2160m3/h,N=0.37KW。
(6)附属建构筑物(按远期工程建设设计)
①鼓风机房
设鼓风机房1座,工艺尺寸:
L×B×H=18.0m×8.1m×4.2m。
地上式砖混结构,其主要设备有:
a.罗茨鼓风机近期安装3台(2用1备),该风机:
P=58.8KPa,Q=18.05m3/min,N=30KW。
远期预留3台安装位置。
b.电动葫芦1台,该设备起重量为2t,起吊高度H=6m,N=3.0KW。
c.进气消声器2台,该消声器:
Q=4860m3/h。
②变配电室
设变配电室1座,工艺尺寸:
L×B×H=16.2m×8.1m×4.8m。
地上式砖混结构。
③综合办公楼
设综合办公楼1座,工艺尺寸:
L×B×H=25.2m×7.2m×7.2m,为地上二层砖混结构。
④机修间及车库
机修间及车库1座,工艺尺寸:
L×B×H=18.6m×6.0m×4.5m,为地上砖混结构。
车库内设污泥运送车及城区管网检修车辆各1辆。
⑤锅炉房
设锅炉房1座,工艺尺寸:
L×B×H=9.0m×5.4m×5.5m,为地上式砖混结构,内设:
CLHG0.35型双层炉排立式常压燃煤热水炉1台,循环泵2台,该泵:
Q=21.7m3/h,H=20m,N=3KW;DN50电子除垢仪1台;DN100浮球液位控制器及立式排污器各1个。
(7)主要工艺设备
主要工艺设备一览表表4-1
序号
名称
规格及型号
配套
功率
单位
数量
备 注
一、粗格栅间及提升泵房
1
回转式粗格栅除污机
栅宽700mm、栅高3000mm、栅隙20mm
1.1KW
台
2
2
启闭机及闸门
B×H=400×400mm
套
4
3
潜污泵(近期)
Q=150m3/h,H=15m
11KW
台
2
1用1备
4
潜污泵(近期)
Q=120m3/h,H=13m
7.5KW
台
2
1用1备
5
电动葫芦
起重量1t,起吊高度H=8m
1.5KW
台
1
6
螺旋输送压榨一体机
XLS260型
3KW
台
1
7
轴流风机
Q=3756m3/h
0.55KW
台
2
二、细格栅及沉砂间
1
回转式细格栅除污机
栅宽700mm、栅高1500mm、栅隙5mm
1.1KW
台
2
1用1备
2
启闭机及方闸门
B×H=500×500mm
套
5
3
启闭机及方闸门
B×H=400×400mm
套
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