某市污水处理厂的设计方案p.doc

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1、1/70X X 市污水处理厂方 案 设 计XX 设计研究院2001 年2/70目录第一部分：工程项目工艺方案设计说明 . 6第一章工程概况 . 71、方案编制目的、依据、原则 .7 2、城市概况 .8 第二章工程目标 . 91、污水的水质、水量处理目标 .9 2、污泥处理目标 . 103、污水管道系统 . 104、厂址选择及规模 . 11第三章 工程设计方案及说明 . 121、污水及污泥处理工艺选择 . 121.1 方案选择原则 . 121.2 污水处理工艺方案选择 . 121.3 污泥处理工艺的选择 . 242、污水处理工艺流程 . 253、污水处理工艺各段处理效果预测 . 26第四章 污水

2、处理工艺设计说明 . 2713/701、处理厂工艺设计 . 271.1 泵房沉砂池 . 271.2 水解池. 301.3 A2/O HCR 池 . 301.4 污泥处理系统设计 . 31第五章 工艺附属建筑设计 . 341、建筑设计 . 342、结构设计 . 343、给水排水 . 354、供配电 . 354.1 供电设计依据 . 354.2 供电设计范围 . 364.3 供电设计电源 . 364.4 供电系统 . 375、自控仪表设计 . 395.1 设计范围 . 395.2 控制方式 . 395.3 仪表设计 . 405.4 污水厂自动化控制 . 40第六章 工程管理及实施计划 . 4224

3、/701、项目实施原则及步骤. 422、项目建设管理机构 . 423、计划履行单位的选择. 434、设计施工与安装 . 435、调试与试运转 . 456、项目实施进度 . 467、污水处理厂的运行管理. 478、人员编制 . 499、项目营运管理 . 4910、工程效益 . 5010.1环境效益 . 5110.2社会效益 . 5110.3经济效益 . 5211.结论与建议 . 5211.1 研究结论 . 5211.2 建议 . 53第七章 环境保护、安全及节能措施 . 541、环境保护 . 542、安全卫生 . 5435/703、节能措施 . 55第八章结论及建议 . 561、结论及建议 .

4、562、售后服务承诺 . 57 第九章 业绩表 . 57 第二部分：工程经济分析 . 58第一章工程投资预算 . 591、编制说明 . 5911 项目总资金 . 5912 编制依据 . 591.3 工程建设期 . 5914 其它工程费用 . 592、方案投资估算表 . 603、建筑物和构筑物单体投资估算 . 614、资金筹措 . 错误！未定义书签。第二章 财务评价 . 631、成本估算 . 632、销售水价（排污收费价格）测算、税金及利润. 652.1 理论水价（理论收费价格） . 6546/703、财务偿还能力分析 . 664、财务平衡分析 . 675、财务盈利性分析 . 676、盈亏平衡分

5、析 . 6857/70第一部分：工程项目工艺方案设计说明68/70第一章工程概况1厂址XX 市东郊污水处理厂的厂址设在会城镇（市区）东甲村的“闪窖 口”,紧靠江门水道，从南环路（市区过境公路）东行约 1.8 公里，按 远期计划控制用地 120 亩。2项目规模东郊污水处理厂的建设分三期进行，首期建设规模为污水处理量4 万吨/日，二期建设规模增至 8 万吨/日，远期建设规模达到 16 万吨/日。本次投标只按首期的 4 万吨/日规模考虑。3地质条件东郊污水处理厂的地质属淤泥分布区，淤泥深度在 1520 米左 右。该处理工程主要处理城区的生活污水，污水由管道输送到污水处 理厂，污水处理采用水解 + A

6、2/O HCR工艺，处理后水质达到一级 排放标准（GB8978-96）。4、方案编制目的、依据、原则（1）方案编制目的对综合污水处理厂工艺单体进行详细优化设计，并提出主要设备 材料表，据此编制投资估算及经济分析。79/70（2）方案编制依据a . XX市东郊污水处理厂项目法人招标 资格预审文件。b .现行有关的国家规范和规定。c .其他有关设计资料。（3）编制原则a.在生产建设总体规划的指导下，通过生活污水治理工程的建设达 到保护环境、保护水资源、改善投资环境，保持城镇企业可持续发 展的目的。b.充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。c.选择先进的、技术经济合理的处理工艺技术，为工程

7、方案的尽早 实施，为污水处理厂的建设和运行创造良好的条件。 d.采用高效节能，简便易行的处理工艺，降低工程投资和运行费用。e.设备选型做到合理、可靠、先进。f.按现行有关规定进行投资估算和经济分析。4、城市概况（略）810/70第二章工程目标1、污水的水质、水量处理目标（1）原水水质情况XX市污水处理厂承担XX市部分生活污水的处理。水量大的工业废 水由排污企业自行预处理，治理后达到标准（GB8978-1996）的一级标 准，直接排入水体或市雨水管网。污水处理厂设计的进水水质为： 化学需氧量（COD） 250mg/L 五日生化需氧量（BOD5）150 mg/L 悬浮物（SS） 200 mg/L氨

8、氮 30mg/L磷酸盐（以 P 计） 4mg/L PH. 69（2） 排放标准污水经处理后的出水水质要求按 GB 8978-1996 的一级标准确定，其主要指标如下：911/70化学需氧量（COD） 60mg/L五日生化需氧量（BOD5） 20 mg/L悬浮物（SS） 20 mg/L氨氮 15 mg/L磷酸盐（以 P 计） 0.5 mg/L PH. 6 92、污泥处理目标污水处理厂产生的污泥必须进行适当处置，污水厂所产污泥将经过机械脱水及自然干燥减容后，外运填埋。3、污水管道系统污水重力流管网采用预应力钢筋混凝土管。(1) 污水管道计算方式：V = （1/n）R2/3I1/2式中：V流速（m/

9、s） R水力半径（m） I水力坡降n粗糙系数（预应力管 0.013，钢筋砼管 0.014）1012/70(2) 生活污水变化系数 KZ 值按室外排水设计规范选用。污水截流系统 污水截流干管走向应考虑城市的总体规划及管网投资运费最优原 则进行统一实施。管道接口采用承插式胶圈密封防渗。截流干管采用密闭式检查井，井间距为 80m。污水处理厂污水排放口应考虑排入具有较大的水体稀释自净能力的水体。4、厂址选择及规模污水处理厂规模为4.0万吨/日。XX 市东郊污水处理厂的厂址设在会城镇（市区）东甲村的“闪窖 口”,紧靠江门水道，从南环路（市区过境公路）东行约 1.8 公里，按 远期计划控制用地 120 亩

10、。1113/70第三章 工程设计方案及说明1、污水及污泥处理工艺选择1.1 方案选择原则 污水处理工艺的选择直接关系到污水处理厂的建设投资，运行成本的高低，污水厂出水水质，运行管理是否方便可靠。工程设计上要 因地制宜，综合考虑排水系统现状或规划、厂区地形及地质、温度、 降雨、污水量、水质、排放标准、设备等。主要按以下原则确定：(1) 近远期全面规划，分期实施，更好地发挥投资效益。(2) 严格执行国家及广东省环境保护的各项规定，确保各项出水指标达到规定的排放标准；(3) 采用工艺先进、成熟，管理方便的设计方案。(4) 设备选型合理、可靠、先进。(5) 减少投资和日常运行费用。(6) 运行管理方便

11、，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。(7) 便于实现处理过程的自动控制，提高管理水平。(8) 保障正常运行使用，避免造成二次污染。1.2 污水处理工艺方案选择自 1914 年在英国曼彻斯特市建造第一座污水处理厂以来，迄今已有八十多年的历史，随着生产上的广泛应用和实验研究的不断深入，1214/70其工艺流程也不断有所改进和创新。国内外城市污水处理在污水处理 工艺技术、污泥处理及污水回用等技术现状与发展趋势大体情况简述 如下：预处理常用方法为机械格栅、沉砂、隔油等简单物理处理方法，它 一般不作为单独的处理工艺而作为预处理方法与其他处理

12、方法一并使 用，单独使用预处理直接排放的仅用于城市污水排海、排江工程等工 程中，其目的在于去除污水中的漂浮物质、油类或油脂类物质以及砂 粒等无机物质及部分有机物。从传统的城市污水处理工艺流程来看，一级处理部分近年来技术现 状没有太大的突破，工艺流程大致如前，以污水收集粗、中、细格栅 或水力筛、沉砂池及初次沉淀池等物理处理来达到一级处理。近期主 要的发展为处理设备的机械化和自动化水平的提高，各种机械设备的 研制与开发，各种新型处理构筑物的应用等。如出现了各种形式的格 栅、格网、水力筛、曝气沉砂池、钟氏沉砂池、多尔沉砂池、PISTA 沉砂池、周边进水初沉池以及各种形式的除砂、排泥装置和清洗装置 等

13、。一级处理通常仅能去除污水中主要污染物 COD 40%，SS 60%左右， 出水一般达不到要求的排放标准，通常需后续二级处理。从污水二级处理工艺来看，仍然以生化处理为主，典型的流程格 局仍为污水经格栅到沉砂池到初沉池、曝气池、二沉池、消毒接触池 后排放。传统的污泥处理流程为：初沉池的新鲜污泥和二沉池排出的 剩余活性污泥经浓缩后同时再进入预热池或预热装置后进入污泥消化 处理，经二次浓缩（当采用两级消化时可省去二次浓缩池）后加药混1315/70凝反应再送入机械脱水机，脱水后作最终处置，可制作复合肥料或颗 粒肥料或外运作农肥、林肥或填埋等。生化处理方法就活性污泥法而 言就有：活性污泥法（含普通活性污

14、泥法及其变形）、吸附再生法、完 全混合法、AB 法、SBR 法、HCR、CASS、氧化沟法、A2/O 法、A/O 法、 UCT 法、Bardenpho 法、水解曝气和 MSBR 法工艺等。由于污水处理 技术是一项综合性很强的技术，它涉及的科学技术范围相当广泛，随 着世界各国科研、生产、管理各个领域的发展，而使传统工艺不断得到改进或更新，近年来用于城市污水处理方面的新工艺、新流程、新 技术、新设备等发展很快。在泥水分离技术、曝气方式、脱氮除磷方 法等很多方面值得研究和开发。污水处理工艺，应根据原水水质、排 放标准要求、污水处理站的规模，结合当地自然和社会经济等条件综 合分析确定。采用以下三种工艺

15、方案进行了比较：奥贝尔氧化沟方案（方案一）MSBR 方案（方案二）A2/O HCR 一体化工艺（方案三）方案一 奥贝尔氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变型，废水和活性污泥的混合液在环形 曝气渠道中不断循环流动。具有特殊的循环流态，既是完全混合式又 具有推流式的特征。氧化沟一般在延时曝气条件下使用，水力和固体 停留时间长，固体总量较多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲1416/70作用。又因为氧化沟内循环量高于进水流量的几十倍甚至上百倍，使 其产生较大的稀释能力，当受到水质水量波动的冲击或有毒物质的影 响时能迅速稀释，所化氧化沟具有很强耐冲击负荷能力，适宜处理高 浓度有机物废水。氧化沟的曝气装置

16、按点交替分布、而不是全池分布， 因而很容易在沟内形成好氧和缺氧交替出现的状态，存在着不同的微 生物环境，可发挥不同微生物的生长特性。氧化沟的构造型式、水流 搅拌状态和溶解氧的分布有利于活性污泥的生物凝聚作用，且可进行 硝化、反硝化达到生物脱氮的目的，由于泥龄较长，污泥在氧化沟内 有一定好氧稳定性，无须进行污泥处理，但氧化沟的能耗较高。目前 氧化沟有很多型式式种类，如 Corrousel 氧化沟、Dassveer 氧化沟、 双沟式氧化沟等。奥贝尔氧化沟是众多氧化沟中的一种，近年来国内 外被广泛采用，它除具有氧化沟上述共有的特性外，还有自己不同的 特征。奥贝尔氧化沟沟道设计成具有三个相同（或不相同

17、）断面的同心沟 道，三沟的容积分配为：外沟（第一沟）约占总池容的 50%55%，中 沟（第二沟）约占总池容积的 30%50%，内沟（第三沟）约占总池容 积的 20%25%。根据不同的处理目标，通过调整标准氧量与各沟容积 的百分数，使系统的去除能力得到提高。三个沟的溶解氧 DO 呈 0-1-2 的梯度分布。第一沟的 DO 控制在 00.5mg/L。第二沟（中沟）的 DO 控制在 0.51.5mg/L，第三沟（内沟）的 DO 为 22.5mg/L，从而造 成有氧和无氧的生物环境，达到生物降解及除磷脱氮的目的。曝气设备是氧化沟的主要装置与关键设备，它起着供氧、混合、推1517/70动水流作循环流动和

18、防止活性污泥沉淀等作用。其性能的好坏和效率 的高低，直接影响氧化沟的处理效果、动力消耗、建设投资和运行费 用。奥贝尔氧化沟的曝气设备采用曝气转碟（亦称曝气转盘）。与同类 曝气设备相比，曝气转碟具有工作水深大、充氧效率高、混合能力强 以及结构简单、组装灵活、使用寿命长、安装维护方便等特点。曝气 转碟一般由耐腐蚀、耐高温的聚苯乙烯塑料或玻璃钢模压制成，现基 本为定型产品，转碟转速范围为 4060rpm，标准转速为 434955rpm。转碟浸没深度可在 230530mm 范围内变动，变动依靠出水堰调节。奥贝尔氧化沟的技术特点可归纳如下：l氧化沟 DO 值呈梯度变化可大大的降低能耗。l几十倍上百倍的循

19、环可使奥贝尔氧化沟耐冲击负荷能力强。l限制了沟内丝状菌的过量繁殖，改善污泥沉降性能。l出水水质稳定。l设备单一数量少且使用寿命长，维修量少。l操作简单方便，操作维护量小。l奥贝尔氧化沟曝气设备较微孔曝气系统的动力效率低，因而耗能较微孔曝气系统高。l玻璃钢转蝶相对容易损坏，维护及更换费用高。l由于生物反应与固液分离在不同池子完成，土建工程投资较高。1618/70奥贝尔氧化沟方案工艺流程框图如下图。回流污泥原水闸粗提细沉配门格升格砂水井栅泵栅池池池奥贝受尔沉纳氧淀水化池体沟栅渣 外运剩余 污泥污泥浓缩池污泥贮池脱水机房污泥外运 上清液滤液方案一 奥贝尔氧化沟方案工艺流程图方案二 MSBR 工艺MS

20、BR(MSBR 别称)是一种集生化反应、污泥沉淀及过滤功能于一体， 且综合 SBR、Bardenpho、A2/O、氧化沟、CAST 等多种生物处理工艺的 优点的高效生物反应器。是借鉴于 SBR、CASSTM 、及 UNITANK 等 SBR 变形工艺发展而来的。本设计方案已充分考虑到低运行费，自动化效 率高，经济合理，工艺技术能有 30%的余地承受水质水量的冲击负荷 及操作调整相应的灵活性，完全符合工业废水处理的实际情况及要求。本 MSBR 工艺除具有占地少、投资成本低的优点外，对原废水中的 有机物及悬浮固体去除率超过 90%，并能优于排放标准的指定水质。 MSBR 的特点能提供极均衡的缺氧/

21、厌氧及好氧的条件，使微生物能成 功去除 BOD 及 TSS。其工作原理如下图所示：171/707#序批池6#主曝气池5# 缺4# 厌3# 缺 氧 2# 沉 淀 氧池氧池池池1#序批池污水经酸化水解工序后直接进入 MSBR 反应池的 4#厌氧池与 3#缺氧池的回流污泥混合稀释，富含磷污泥进行释磷反应后进入 5#缺氧池，5#缺氧池主要用于强化整个系统的反硝化效果。5#缺氧池出水进入 6#主曝气池经曝气后再进入 1#或 7#序批池。如果 1#序批池沉淀出水，则 7#序批池首先进行缺氧反应，再进行好氧反应，或交替进行缺氧、好氧反应。在缺氧、好氧反应阶段，序批池的混合液通过回流泵回流到 2#沉淀池，沉淀

22、上清液进入主曝气池，沉淀污泥进入 3#缺氧池，经 缺氧反硝化脱氮后提升进入 4#厌氧池与进厂污水混合释磷，依次循环。 MSBR 工艺的特点如下：(1)工艺流程简单，除预处理系统外，只有反应池一个单元，且池深较大，故土建费用较低，节省占地。(2)具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，能承受水量、 水质变化较大的冲击负荷能力，处理效果稳定；SVI 值低、沉降性 能好，具有抑制丝状菌生长的特性；理想静止沉淀，泥水分离效果1820/70较好。(3)MSBR 工艺运行控制较为复杂，MSBR 工艺自动化程度要求较 高，需要有计算机控制系统，水位、曝气、排水、溶解氧探头等都 需要专门的控制技术设备；对管理

23、人员的技术水平有较高的要求。(4)MSBR 工艺设备使用利用率比较低，设备闲置率高，而且设备启动频繁，对设备的损害较大，维修量较大。(5)采用微孔曝气器充氧，氧的转移率和动力效率较高，独特的运行方式加快了曝气器的性能衰减和老化。(6)MSBR 好氧反应和缺氧反应在同一反应器中进行，必须对供氧 和混合搅拌作专门考虑。MSBR 方案工艺流程框图如下图。提原闸粗升水门格泵井栅池M细沉配S受格砂水纳栅池池B水R体栅渣 外运剩余 污泥污泥浓缩池污泥贮池脱水机房污泥外运 上清液滤液方案二 MSBR 方案工艺流程图方案三 A2/O HCR 一体化工艺1921/70HCR 工艺(High Performanc

24、e Compact Reactor)融合了当今的高 速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流 化污泥床的特点。因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大， 水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物 处理方法。至今，已经在德国、瑞典、加拿大、意大利、法国、韩国、 中国等国家建成了数十个 HCR 系统，并已投产运行，污水处理效果普 遍良好。该系统与一般传统的连续式活性污泥工艺相比还具有如下五个特征：a、系统占地少，基建费用低。HCR 系统占地一般很少，其原因 主要有三：一是系统设计紧凑，结构合理，减少了占地；二是反 应器高径比大(约为 7：1)，部分被埋在

25、地下，有效地利用了垂 向空间，减少了平面上的占地；三是所需水力停留时间很短，容 积负荷和污泥负荷都很高，减少了反应器的体积。根据已有工程 对比表明，采用 HCR 工艺处理同样数量的污水，其基建费用比活 性污泥法工艺要减少 30%以上。b、空气氧转化利用率高，容积负荷和污泥负荷高。HCR 工艺的 曝气方式采用射流扩散式，并通过垂向循环混合，使溶解氧达到 最大值，高速喷射形成紊流水力剪切，使气泡高度细化并均匀分 散，决定了该方法对空气氧的转化利用率高。足够的溶解氧是保 证好氧生物处理系统高负荷运行的条件，这也是 HCR 工艺的优势 所在。一般情况下，HCR 系统的污泥浓度在 10g/L 左右，最高

26、可2022/70超过 20g/L。反应器中生物量之大，决定了其负荷值必然高。已有 工 程 的 运 行 结 果 显 示 ， HCR 的 容 积 负 荷 最 大 可 达 5570kgBOD /(m3d)，其污泥负荷值可以超过 6kg BOD /(kgSSd)。c、固液分离效果好，剩余污泥量较少。HCR 工艺混合污水中的 微生物菌团颗粒小，其沉降性能好，这是其显著特点之一，污泥 在沉淀池中的停留时间一般只需要 40min 左右。该工艺每降解1kg BOD 所产生的剩余污泥量，比其他好氧方法平均减少 40%左 右，从而大大减少了污泥处理量。剩余污泥量较少的原因主要有 两个：其一，强烈曝气使微生物代谢速

27、度快，由此引起的生化反 应可能加大内源消耗，剩余污泥量相对少；其二，由于反应器中混合污水被高速循环液流剪切，微生物的团粒被不断分割细化，团粒内部的气孔减少，使其密度相对增加，总的体积减少。d、抗冲击负荷的能力强。HCR 为完全混合型运行方式，原水先 与回流污水合流，然后再进入反应器，并立即被快速循环混合。 高浓度 COD 或有毒污水冲击系统时，它们在进入反应器之前实际 上已经被稀释，进入反应器后又被迅速均匀混合，使冲击液流的 浓度大大降低，从而有效地提高了 HCR 系统抗冲击负荷的能力。 此外，强烈曝气使微生物的新陈代谢加快后，也可能减少冲击所 造成的部分影响。e、系统操作简便灵活，处理效果有

28、保障。HCR 系统的反应器循 环水量、补充曝气量、污泥回流量等都可以根据需要进行调节， 便于选择最佳的组合效果。正因为如此，采用 HCR 工艺容易保证2123/70较高的 COD 去除率。f、HCR 与其它厌氧或缺氧技术合理组合能达到脱氮除磷效果。闸细原门格水井栅提受集升水A2/O纳水解池泵池HCR水房体栅渣外运剩余污泥污泥浓缩池污泥贮池脱水机房污泥外运 上清液滤液方案三 A2/O HCR 一体化方案工艺流程图工艺特性比较见下表奥贝尔氧化沟MSBR（七段）A2/O HCR 系统稳定，可满足出水要求，工艺成熟，有一定的运转经验。稳定，可满足出水要求，工艺成熟。稳定，可满足出水要求，工艺成熟，有一

29、定的运转经验。氧化沟连续运行，连续进水连续出水连续运行，连续进水连续出水。曝气 池 连 续运 行 连 续进水连续出水。2224/70在氧化沟中完成有机物降解， 沉淀池中进行泥水分离，需设 独立的沉淀池及其刮泥系统。有机物降解与沉淀在一个池 中完成，无需设独立的沉淀池 及其刮泥系统。在 曝气 池 中 完 成 有 机物降解，沉淀池中 进行泥水分离，需设 独 立 的沉 淀 池及 刮 泥系统。氧化沟系统中三个沟道内的 DO 值呈现 012 梯度变化，对 氮有很好的去除效果，对磷也有一定的去除作用。通过每一个周期的循环，造成 有氧和无氧环境，对氮和磷有 很好的去除效果。能同时去除氮和磷。氧化沟特有的循环

30、流态及较长的固体停留时间，可抵抗冲击 负荷。调整控制时序，且固体停留时间长，可抵抗较强的冲击负 荷。HCR 好氧加长固体停 留时间，可抵抗冲击负荷。污泥沉降性能较好。有很好的污泥沉降性能。污泥沉降性能好。污泥有较好的稳定性，无须进 行污泥的厌氧消化处理。污泥有较好的稳定性，无须进 行污泥的厌氧消化处理。污泥稳定性高，无须进行 污泥的 厌 氧 消 化处理。氧 化 沟 的 污 泥 浓 度 为 3000mg/L4500mg/LMSBR 生物池中污泥浓度可保持在 3500mg/L5000mg/L污 泥浓度 为10000-25000mg/L。采用表面曝气，设有转碟曝气 设备，设备分点布置；设备少 管理简

31、单维修维护量少，但能 耗较高。曝气采用鼓风曝气，设有微孔 曝气系统，曝气器均布池底， 动力效率高，能耗较低，由于间歇运转须采用高质量的膜 式曝气头，且设备的闲置率较 高，曝气器寿命较短，维护及 维护量大。曝气采用射流曝气， 能 耗相 当 与 鼓风 曝 气。 2325/70设备少且经久耐用，运行管理简单。自动化水平高，对设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。设 备 少 ， 工艺 流 程 短 ， 运 行 管理 最 简 单。 占地面积大。 占地面积为较大。 占地面积小。 三种方案各有特点和优点，考虑三乡镇的城市特点，污水水质特性， 以及改善环境和保障人民身体健康的原则，决定采用 A2/O HCR 系统工 艺。1.3 污泥处理工艺的选择污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易 腐化，含有大量病菌及寄生虫，