1、4 万吨/ 天污水处理厂设计方案二 0 一四年 8 月4 万吨/天污水处理厂设计方案 目 录第一章 概述 .11.1 项目名称 .11.2 建设单位及设计单位 .11.3 建设规模 .11.4 设计依据 .11.4.1 项目的基础资料 .11.4.2 我国现行的有关水污染防治的政策、法规 .11.4.3 设计采用的相关规范和标准： .11.5 进出水水质及排放标准 .2第二章 工艺方案选择 .32.1 水质分析 .32.2 污水处理工艺选择 .32.1.1 一级处理工艺选择 .32.1.2 二级处理工艺选择 .32.1.3 三级处理工艺选择 .52.1.4 消毒方案 .82.3 污泥处理工艺
2、.92.3.1 污泥处理工艺选择 .92.3.2 污泥浓缩、脱水工艺选择 .102.4 工艺小结 .11第三章 工程设计 .133.1 工艺流程 .133.2 主要构筑物设计 .133.2.1 粗格栅及提升泵房 .133.2.2 细格栅及旋流沉砂池 .153.2.3 A2/O 生化池 .183.2.4 二沉池配水井及污泥回流泵房 .194 万吨/天污水处理厂设计方案 3.2.5 二沉池 .203.2.6 高效澄清池 .203.2.7 纤维转盘滤池 .213.2.8 紫 外 消 毒 池 .223.2.9 污泥匀质池 .223.2.10 污泥浓缩脱水机房 .233.2.11 附属构筑物 .253.
3、3 厂区主要建、构筑物尺寸 .254 万吨/天污水处理厂设计方案 1第 1 章 概述1.1 项目名称4 万吨/天污水处理工程1.2 建设单位及设计单位建设单位：设计单位：1.3 建设规模根据业主提供的资料，建设规模为 4 万 m3/d，总变化系数为 1.40，最大污水量为 56072.5m3/d。1.4 设计依据1.4.1 项目的基础资料1）业主提供的相关资料1.4.2 我国现行的有关水污染防治的政策、法规1） 中华人民共和国环境保护法 （1989 年 12 月）2） 中华人民共和国环境防治法 （1984 年 5 月）3） 中华人民共和国水污染防治法 （2008 年 2 月）4） 建设项目环境
4、保护管理法 （2011 年 1 月）5） 污染物排放许可证管理暂行办法 （1986 年 3 月）6） 污水处理设施环境保护、监督管理办法 （2011 年 7 月）7） 关于防治水污染技术政策的规定 （1986 年 11 月）1.4.3 设计采用的相关规范和标准：1） 地表水环境质量标准 （GB13838-2002）2） 污水综合排放标准 （GB8978-1996）3） 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002 ）4） 城市污水再生利用景观用水水质标准 （GB18921-2002 ）4） 室外排水设计规范 （GB50014-2006）4 万吨/天污水处理厂设计方案 25） 城市污
5、水再生利用、城市杂用水水质 （GB18920-2002 ）6） 城市污水处理工程项目建设标准 （2001 年修订）7） 工业企业总平面设计规范 （GB50187-93）8） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （CJJ31-89）9） 建筑地基基础设计规范 （GB 50007-2002）10） 建筑抗震设计规范 （GB 50011-2001）11） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB 50069-2002）12） 给水排水工程管道结构设计规范 （GB 50332-2002）13） 地下工程防水技术规范 （GB 50108-2001）14） 构筑物抗震设计规范 （GB 50191-20
6、12）15） 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 （CECS138:2002）16） 给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 （CECS137:2002）17） 建筑设计防火规范 （GB50016-2006）18） 建筑给水排水设计规范 （GB50015-2003）19） 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号 （GB2625-81 ）20） 仪表配管、配线设计规定 （HG20512-92）21） 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范 （GB50032-2003 ）1.5 进出水水质及排放标准城市污水处理厂的处理工艺的选择及水厂的经营成本在很大程度上取决于城市污水的水质情况。在确定城市
7、污水水质时，应了解城市现状污水排放水质情况，并根据城市居民生活发展水平，合理地对污水厂的进水水质进行预测，从而选择经济合理的污水处理工艺。污水水质指标如表 1.1 所示。排放标准要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 A 标准。表 1.1 污水进水水质及排放标准污染物指标 CODcr BOD5 SS TN NH3-N TP进水污染物浓度（mg/L） 400 200 200 45 40 4排放标准（mg/L） 0.3，可生化性较好，采用生化处理较为经济。BOD5/TN=4.443.0，COD/TN=8.897.0，满足反硝化需求。BOD 5/TP=5020，可以采
8、用生物除磷工艺。2.2 污水处理工艺选择城市污水处理厂是城市基础设施的重要组成部分，也是防治水污染的主要措施之一。当河流湖泊及地下水资源的污染危机到人类的切身利益的时候，城市污水处理厂的建设才逐步引起人们的重视并开始进行大规模投资建设。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。2.1.1 一级处理工艺选择一级处理，主要去除污水中悬浮状态的固体污染物质，主要包括：沉砂、除油、沉淀，主要去除污水中悬浮物及部分 BOD5，经一级处理后的污水，BOD 一般可去除 30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理，本工程预处理流程为：粗格栅进水泵房细格栅沉砂池。沉砂池主要去除
9、污水中密度为 2.65t/m3、粒径大于 0.2mm 的砂粒，使无极砂与有机物分离开来，有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式构造简单、处理效果好；竖流式处理效果一般较差，仅适用于规模较小的污水厂；曝气式是通过向池中鼓入空气产生旋流，使砂粒摩擦与有机物分离；旋流式通过机械搅拌产生水力涡流，使泥砂和有机物分离。从效果比较，曝气式和旋流式要优于平流式和竖流式。从工程投资和运行费用来说，旋流式沉砂池要优于曝气沉砂池。故选用旋流式沉砂池。2.1.2 二级处理工艺选择二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质（即 BOD、COD物质）及部分 NH3-N，代表工艺有传统活性污泥法、生物膜
10、法等工艺，活性污泥法工艺主要有：A 2/O 工艺、氧化沟、SBR 等；生物膜法工艺主要有：曝气生4 万吨/天污水处理厂设计方案 4物滤池、生物转盘、生物接触氧化等。经二级处理后的污水，有机物去除率可达 90%以上，使有机物达到排放标准。（1）生化处理工艺比选按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20 万 t/d 规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20 万 t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如 A2/O 工艺，A/O 工艺，SBR 及其改良工艺，氧化
11、沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。A2/O 工艺、氧化沟工艺和 SBR 工艺方案对比如表 2.1 所示。表 2.1 生物处理方法的特点和使用条件工艺类型 A2/O 法 SBR 法 氧化沟技术比较具有较好的除 P 脱 N 功能；改善污泥沉降性能的能力，减少污泥排放量；技术先进成熟，运行稳妥可靠。处理流程短，控制灵活；系统处理构筑物少，紧凑，节省占地。污水在氧化沟内的停留时间长，污水的混合效果好；污泥的 BOD 负荷低，对水质的变动有较强的适应性。经济比较管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用。投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低 30%。可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，
12、节省了二沉池和污泥回流系统。使用范围 大中型污水处理厂 中小型处理厂居多中小流量的生活污水和工业废水稳定性 稳定 一般 一般考虑该设计是中型污水处理厂，A 2/O 工艺比较普遍，技术成熟，且稳定，因此本设计选择 A2/O 工艺。（2）二沉池池型比选目前，沉淀池池型有平流式、竖流式、辐流式和斜板（管）式，各池型的优缺点与适用条件如表 2.2 所示。 表 2.2 沉淀池池型比较类型 优点 缺点 适用条件平流式 处理水量大小不限，沉淀 进、出配水不易均匀； 适用于地下水位高、4 万吨/天污水处理厂设计方案 5效果好；对水量和温度变化的适应能力强；平面布置紧凑，施工方便。多斗排泥时，每个斗均需设置排泥
13、（阀）；手动操作，工作繁杂；采用机械刮泥时，易锈蚀。地质条件较差的地区；大、中、小型污水工程均可采用。竖流式占地面积较小；排泥方便，管理简单；适用于絮凝性胶体沉淀。池深度大，施工困难，造价高；对水量冲击负荷和水温度变化适应能力不强；池径不宜过大适用于小型污水处理厂。辐流式对大型污水厂较为经济；机械排泥设备已定型系列化排泥设备复杂，操作管理技术要求较高；施工质量要求高适用于地下水位较高的地区；适用于大中型污水处理厂斜板（管）式生产能力大，处理效率高；停留时间短，占地面积小构造复杂，斜板、斜管造价高，须定期更换，易堵塞；固体负荷不宜过大，耐冲击负荷能力较差。适用于中小型污水厂的二次沉淀池；可用于已
14、有平流沉淀池的挖潜改造由于本设计拟采用机械刮泥方式，且本设计所涉及的污水处理厂为中型污水处理厂，所以选择较为经济的辐流式二沉池。辐流式沉淀池又分为普通辐流式沉淀池和向心流辐流式沉淀池。向心流辐流式沉淀池在一定程度上克服了普通辐流式沉淀池中心流速较大、对池底污泥干扰等缺点，容积利用率大大提高，所以，向心流幅流沉淀池沉淀效率高，与普通辐流式沉淀池相比，设计表面负荷可提高 1 倍左右。因此，本设计选用向心流辐流式沉淀池。2.1.3 三级处理工艺选择三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解有机物、氮和磷等能够导致水质富营养化的可溶解性有机物等，属于深度处理单元。由于本设计要求出水达到一级 A
15、标准，因而必须加三级处理工艺。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。本设计采用混凝沉淀加过滤的方式。（1）沉淀形式比选4 万吨/天污水处理厂设计方案 6本工程可选择的沉淀池池型有平流沉淀池、斜管沉淀池、高效澄清池等，三种池型的详细比较如表 2.3 所示。表 2.3 沉淀池池型比较表比较项目 平流沉淀池 斜管沉淀池 高效澄清池适用处理规模 一般用于大中规模 一般用于中小规模 一般用于中小规模排泥方式 排泥机排泥 排泥机或穿孔管排泥 排泥机排泥主要优点结构简单，池深较浅，沉淀效果稳定，对原水水量、水质变化的适应性强、操作管理方便，技术成熟沉淀效率高，投
16、资低，占地面积小，技术成熟投资低，占地面积小，耐冲击负荷能力很强，稳定性好主要缺点 投资较高，占地面积大对进水水质、水量变化的适应性不如平流池，斜管需定期更换池子构造复杂，运行管理及维护也稍复杂综合以上比较，高效澄清池占地面积小，并且对原水水质的适应性也较强，在深度处理工程中已有较多应用，故本工程沉淀池采用高效澄清池。（2）过滤形式比选气水反冲均粒滤料滤池（V 型滤池）优点是过滤周期长、出水水质好、自动化程度高。采用气水反冲洗，反冲效果好，冲洗耗水量小；缺点是工程投资高，施工复杂。纤维滤料高速滤池是一种新型高效滤池。采用慧核式或其他形式的纤维束作为滤料，气水联合冲洗，恒水位或变水位过滤方式。纤
17、维滤料滤池具备传统快滤池的优点，同时其设计滤速可达 20m/h，是一般 V 型滤池的 2 倍，可大大减少滤池面积，降低反冲洗水量和能量的消耗。纤维转盘滤池是目前世界上先进的过滤器之一，目前在全世界已经有 350个污水处理厂采用该项技术。纤维转盘滤池广泛用于净水工程中采用，运行情况良好。气水反冲滤池、纤维滤料高速滤池与纤维转盘滤池的详细比较见表 2.4。表 2.4 滤池形式比较比较项目 V 型滤池 纤维滤料高速滤池 纤维转盘滤池适用处理规模 一般用于大中规模 可用于各种规模 可用于各种规模4 万吨/天污水处理厂设计方案 7池子构造 复杂 复杂 简单反冲方式及效果 气水反冲，效果好 气水反冲，效果
18、好 水冲洗，不需停机投资 土建费高，设备费低 土建费低，滤料费高 土建费低，设备费高反冲耗水量 较少 少 少耐冲击负荷能力 强 稍低 低出水达标 稳定 较稳定 稳定运行管理及维护 自动运行，简单 自动运行，简单 自动运行，简单由于本工程原水特点及深度处理规模，并根据表 2.4 的比较，选取池子构造简单、出水达标稳定的纤维转盘滤池为本设计所用滤池。2.1.4 消毒方案消毒是为了杀灭污水中的致病细菌，目前国内主要的消毒方法有液氯消臭氧消毒、二氧化氯消毒、膜过滤和紫外线消毒。 现代紫外消毒技术是集国际上三十多年的研究成果开发出来的一项污水消毒技术，它以其高效、广谱、无二次污染、占地少、无噪音、一次性
19、投资及运行维护费用低、安全及操作运行维修简单的优点在欧美得到了迅速的发展。紫外消毒技术是物理杀菌过程，它是利用紫外波段（波长在 180280nm） ，破坏水体中各种病毒、细菌及其它制病体并消毒的目的，杀菌过程不改变水的物理化学性质。一般工程应用中波长 253.7nm 的紫外光杀菌效果较为理想。紫外消毒技术与目前国内外几种消毒技术的比较可参见表 2.5。表 2.5 消毒技术比较紫外 氯气 臭氧 膜过滤杀菌方式 光线 化学 化学 过滤杀菌效率 极高 高 高 中杀菌广谱性 高 中 中 中二次污染 无 有 有 无消毒水量 极大 大 中 低安全性 高 低 低 高可靠性 高 中 中 中毒性 无 有 有 无工程投资 低 高 高 高运行费用 低 中 高 高维护费用 低 中 高 高
