污水处理厂改扩建提标升级项目污水处理工程设计方案.docx

污水处理厂改扩建提标升级项目污水处理工程设计方案1.1、 原污水处理厂情况概述原污水处理厂设计处理规模600m3d,处理工艺为调节池+曝气池+沉淀池+人工湿地，设计出水水质达城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标，原设计进出水水质如下表：污水处理站设计进出水水质一览表(单位：mgL)名称CODBODSS氨氮总氮总磷进水指标32016025025353出水指标6020208201.0小城镇污水处理厂采用曝气预处理+人工湿地工艺，存在如下问题，其一，前段强化预处理效果不好时，后段人工湿地负荷增大，导致其出水效果差，其二，人工湿地长期运行容易堵塞，导致出水配水不均匀形成短流现场，其三，小城镇污水处理站人员运行维护工作稍有不到位，会导致出水不达标。人工湿地在冬季的处理效果变差，上述几点综合导致现有污水出水不稳定。现有污水站建、构筑物详细情况如下表:序号构筑物名称工艺尺寸数量单位结构形式备注1格栅池2.l×0.6X1.41座钢混2生物接触氧化池8.O×l.OX3.71座钢混3斜管沉淀池1.0×l.OX3.71座钢混4人工湿地1255m2砖混5水池5.3×3.5×1.31座钢混6污泥干化池9.42×2.OX1.21座钢混7综合用房46.02m2砖混由污水处理站构筑物参数可知，污水站未设置初沉调节池,污水通过格栅之后直接进入生物接触氧化池，经过曝气沉淀池后污水进入人工湿地，斜管沉淀池表面负荷1.6m3m2.h,排水不均负荷更大，导致出水沉淀效果差，容易堵塞后端的人工湿地,长期运行，出水效果较差，出水不能稳定达标排放。1.2、 改造工程设计进、出水水质改造工程设计之后污水排放执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)一级A标，计进出水水质如下表:污水处理站设计进出水水质一览表(单位：mgL)名称CODBODSS氨氮总氮总磷粪大肠菌群数(个/L)进水指标32016025025353/出水指标5010105(8)150.51000处理程81.493.8968057.283.3/度%/1.3,处理工艺选择1.3.1处理工艺选择原则小城镇技术经济发展水平相对落后，污水处理厂应采用成熟可靠、经济适用的工艺技术。最适合小城镇的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证处理厂出水水质。本工程进行工艺选择时遵循以下原则：(1)贯彻执行国家有关法规、规范和标准的规定，以及国家有关技术经济政策和行业发展方针，从我国的国情出发，针对小城镇的特点进行工艺选择。(2)与所在镇的经济技术发展水平相适应，工艺技术可靠,投资省，运行费用低，操作管理方便。(3)充分考虑各种污染物处理程度,确保处理后的污水达到排放标准。(4)污水处理工程中产生的栅渣、污泥能够得到妥善处理,避免二次污染。(5)严格执行国家对土地管理的有关规定，节约土地，提高土地的利用效率。1.3.2进水特点与分析污水成分及污染浓度小城镇污水基本为生活污水，污染物成分简单，水质相对比较稳定。进水中各种污染物浓度均较低。水量特点以生活污水为主的小城镇污水，水量通常较小，本工程处理水量1500ni3/d。但是受居民生活规律的影响，污水量波动大,尤其是昼夜流量变化大。通常在每天的早中晚出现三次水量高峰，其余时段水量很小。污水的可生化性本工程进水水质的可生化性分析见下表O进水水质可生化性分析项目比值bod5cod0.50bod5tn1.3bod5tp50根据污水处理的目标及预测的污水进、出水水质指标，污水处理工艺主要以去除有机物、氨氮和磷为主。一般认为污水的B0D5C0DCr>0.45时，其可生化性较好；B0D5TN4可有效的进行生物脱氮；B0D5TP20可进行生物除磷，且比值越大，生物除磷效果越明显。从上表可见，污水处理厂的进水的可生化性较好。1.3.3污水处理工艺介绍从20世纪20年代初开始至今，污水现代化处理技术不断得到开发和发展，如各种活性污泥法和各种生物膜法。从20世纪70年代开始，随着水体富营养化问题的日趋严重，又相继开发了各种除磷脱氮的活性污泥法和生物膜法。这些方法和各种工艺在城市污水领域到获得了广泛应用，下面对常规污水处理工艺作简单介绍。A?/。法A/0法是在普通活性污泥法的曝气池前增加缺氧池，使聚磷菌能在厌氧及充足碳源的条件下释放磷，然后在富氧条件下过量吸收磷，将磷转移到污泥中，通过排除剩余污泥达到除磷目的。此外，在曝气池内,硝化菌将NH.3N硝化成NOLN或N02-N,然后经外回流将混合液回流到缺氧段，在缺氧及充足碳源的环境下，反硝化菌将N03-N还原成N2,排放到大气中，从而实现脱氮除磷。A?/。法是比较成熟的工艺，脱氮效果较好。(2)SBR工艺SBR法，即序批式活性污泥法，它将曝气及沉淀集中在一个SBR反应池内完成。按程序间歇进水一曝气一沉淀一排水一闲置，和A2/0法不同，A2/0法的厌氧、缺氧和好氧是在同一时间的不同空间实现，而SBR是在同一空间通过不同时段实现，同样可达到脱氮除磷的目的。SBR法具有构筑物少，占地面积小，运行费用低，运行方式灵活等很多优点，其缺点是每个池子都需设曝气和输配水系统；需要浑水器排水；间歇运行对自动控制的依赖性很强，一旦自动控制系统或执行器出现问题将不能正常运行；此外，排水的水头损失大，池容的利用率不理想，因此不太适用于规模大的城市污水处理站。(3)氧化沟工艺系列严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出早先的实践范围，成为了具有多种多样的工艺参数和功能选择、以及构筑物型式和操作方式与特定曝气设备的不同组合而形成的一大类单元操作的总称。氧化沟的特有技术经济优势和除磷脱氮的客观需求，使两者以不同的方式相结合形成了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。而最佳工艺流程的选择往往是因地而异的，具有相当大的灵活性。典型的结合方式为单独的厌氧池加氧化沟，硝化和反硝化功能在氧化沟内完成。(4)生物接触氧化法生物接触氧化法由浸没在污水中的填料和人工曝气系统构成的生物处理工艺。在有氧的条件下，污水与填料表面的生物膜反复接触，使污水获得净化。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，主要由曝气鼓风机和专用曝气器组成,生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。1.3.4污水处理工艺选择根据该项目进出水水质分析，污水处理工艺应选择具有生物脱氮及除磷功能，保证氨氮和总磷达标排放，且在技术上稳定合理。从国内外污水处理技术的发展来看，a7o工艺、生物接触氧化等诸多工艺不仅具有去除有机污染物的功能，而且还具有不同程度的除磷脱氮效果。根据现场的实际情况和条件，为了保证出水水质达到一级A排放标准，尤其是氨氮、总氮、总磷达到有关排放要求，选取的处理工艺同时要具备除磷和脱氮的效果，按照可研最终的论证，污水处理工艺为A2O-MBRv主体工艺。A20工艺中磷的除去主要是通过回流污泥到厌氧区，使得聚磷菌在将污水中的磷聚集进入污泥中，定期排泥从而实现除磷，如此脱氮贺除磷形成一对矛盾，若控制不好会导致氨氮和磷指标超标。尤其是冬季极为较低时，需要通过加大污泥浓度将污染物去除掉，这样对磷的去处效果大大减弱，本项目为了保证总磷达标，考虑在污水处理站后端增加化学除磷装置，作为项目的保证措施,使得污水处理后所有指标达标。1.4.污水处理工程设计1.LI污水处理工艺流程进水达标排放污水处理工艺流程图1. 1.2污染物处理去除效率污水主要污染物去除效率见下表主要污染物去除率分析表处理单元BOD5(mgL)CODcr(mgL)SS(mg1.)氨氮(mgL)总氮(mgL)总磷(mgL)粪大肠杆菌（个/L）进水16032025025353.05.OXIO4格栅池去除率/5%/出水160320237.525353.05.OXIO4沉砂池+调节池去除率5%10%20%/出水15228819025353.05.OXIO4a2o池去除率90%80%/75%50%60%/出水15.257.61906.317.51.25.OXIO1MBR膜池去除率60%50%98%40%40%60%/出水6.1293.83.810.50.485.OXIO1紫外线消毒池去除率/99%出水6.1293.83.810.50.485×IO2出水水质(mgL)6.1293.83.810.50.485×IO2排放标准(一级A)1050105150.51031.5、污水处理工艺单元设计A,格栅池/污水提升泵池(新建)生活污水首先进入格栅池，该污水管网进水标高最低处为278.500m,管道埋深5-6m,进水水位比较深，污水需要提升，考虑到进水杂物较多设置一道机械格栅，用于拦截水中漂浮物以及杂物，保证污水提升泵正常运行。按远期进行设计(1)设计参数：设计流量：Q=2200m3d变化系数:KZ=I.92小时流量：Q=176m3h结构尺寸：L×B×H=6.60m×0.7m×7.0m类型:地下式钢筋碎结构数量：1座，渠道数为1条（2）主要设备：粗格栅：回转式格栅参数：过栅流量Q=176m3h过栅流速v=0.65ms单机宽度B=0.6m安装角度=60o格栅间隙b=20mm电机功率N=0.75Kw数量：1台栅渣手推车:容积0.42m31000×700×600数量：2台进水流量：1500m3d×1.98=123.75m3h提升泵集水池：L×B×H=2.5m×1.5m×8.0m设备选型：潜污泵：设备参数：Q=60m3hH=IOmNMKW数量：3台（2用1备）B.预沉调节池（由原接触氧化池、沉淀池改建）提升污水，以满足整个污水处理厂竖向布置的要求。类型：地下式污水泵站，地下式钢筋碎矩形集水池。设计流量：Q=62.5m3h结构尺寸：L×B×H=11.8m×1.0m×3.8m水力停留时间：35h数量：1座主要设备污水泵类型：不堵塞式潜水污水泵数量：2台（1用1备）参数：Q=625m3hH=IOm、N=LOKw3、沉砂池及膜格栅池（新建）沉砂池功能：沉砂池采用平流式沉砂池形式，设置沉砂池可去除原水中粒径较大的无机砂粒，以保证后续流程的正常运行，沉砂池的排砂采用机械排沙。膜格栅功能：去除污水中较小的漂浮物及直径大于Imm的固体物质，以保证生物处理系统及MBR膜系统的正常运行，土建按远期建设，设备按近期配置。类型：钢碎结构，池顶布置设备，池侧出水、排渣。数量：1座设计流量：Q=62.5m3h结构尺寸：L×B×H=8.0m×3.7m×2.3m主要设备转鼓式膜格栅数量：1套参数：Q=62.5m3h过栅流速v=0.20ms设备长度L=2900mm设备宽度N=900mm设备高度H=1610mm筛孔孔径b=lmm电机功率N=O.55Kw吸砂泵：型号：ZW50-10-20功率：2.2kw数量：2台（一用一备）4、AAO+MBR（新建）功能：利用兼氧菌、反硝化菌、硝化菌和异氧好氧菌群以及聚磷菌等将污水中有机物质和营养物质彻底分解转化。类型：半地下式钢筋碎池体数量：1座（分2组）构筑物尺寸：L×B×H=15.3×10.3×5.30m厌氧区停留时间：停留时间1.5h缺氧区停留时间：停留时间3.1h好氧区停留时间：停留时间57h、污泥回流比:100%污泥负荷：FM=O.UkgBODZkgMLSS泥龄：Qc=18.0d需氧率：2.3kgO2kgBOD5气水比：6.4：1干污泥量：77kgd膜元件面积：3600m2膜组件尺寸及膜元件数量：1.×W×H=1.6m×0.67m×2.5m,100片O池内膜组件的数量：共6套设备，每套设备4组，共24组。膜孔径及膜通量：膜孔径0.2m,膜通量：0.42m3m2.d膜维护清洗和恢复清洗的药剂：5%。次氯酸钠：水硬度高时，可采用pH=3柠檬酸清洗，用量与5%。次氯酸钠相同膜冲刷系统：膜冲刷风量：6.7m3mi11o该风量可同时确保生化需氧量。设备清单：污泥回流泵2台、Q=70m3h,H=15m,N=5.5kw混合液回流泵2台、Q=70m3h,H=15m,N=5.5kw抽吸泵2台Q=70m3h,H=15m,吸程6m,N=5.5kw排泥泵：2台Q=70m3h,H=15m,N=5.5kw潜水搅拌机2台，QJBO.85/8-260/3-740CN=0.85KWo好氧曝气系统：1套5、消毒管（新建）设备功能:对处理水进行消毒处理。型号:NLC-2000功率：0.75Kw公称直径：DN200设计流量：Q=62.5m3h6、巴氏计量槽（新建）功能：对出厂水计量，便于人工取样进行对比测试结构：钢筋碎矩形渠数量：1座类型：浸没式结构尺寸：L×B×H=6.5m×0.70m×1.3m主要设备超声波计量计：1台巴歇尔槽：1台7、膜设备间（新建）建筑物（与AAO生化池合建）功能：对处理水进行鼓风曝气数量：1座结构：砖混结构建筑物尺寸：L×B×H=10.5×7.2×5.40m（1）主要设备类型：罗茨鼓风机数量：4台（2用2备）规格型号：Q=6.67m3min>P=54kPa>N=5.5kw8、污泥脱水机房及加药间（新建）建筑物将污泥泵池接来的污泥，进行污泥浓缩和脱水,降低污泥含水率，以减少污泥体积，便于污泥贮存、外运及处置结构：单层砖混结构数量：1座。结构尺寸LXBXH=I94x53xL5m参数：污泥量Y=110kgd进泥含水率：99.2%出泥含水量：80%加药量：4gkg污泥控制方式：整套系统由PLC进行控制，连锁运行(2)主要设备：A、污泥浓缩脱水机：叠螺式污泥脱水机数量：1台规格：200处理能力：Q=6-8kgDShr功率：N=0.75Kw泥饼含水率:70%75%B絮凝剂制备系统类型：全自动制药装置数量：1套参数：N=0.4Kw药剂种类为干粉溶药浓度：0.1%-0.3%(3)增设化学除磷为达到稳定的除磷效果，在好氧区投加AF+盐，利用鼓风进行搅拌，在二沉池沉淀。投药量按A13+:P=1.5:1o由于场地限制，设计在鼓风机雨棚内设置化学辅助除磷设备，除磷药剂选用硫酸铝，除磷设备包括溶药罐、计量泵、搅拌机、过滤器、压力表、阀等。主要设备及参数：溶药罐数量：1台规格：XH=L20x1.30搅拌机（与溶药罐配套）数量：1台功率：N=0.75kw计量泵数量：2台（1用1备）规格：Q=50Lh,H=0.3MPa,N=0.25kwo9.综合用房（新建）作用：储存药剂、仓库、备用发电机房及运行人员值班等。设计参数：结构尺寸：L×B=17.3×5.ImS=176m2结构形式：框架结构数量：1座（2层）1.6.主要工程量清单1.6.1主要建筑物、构筑物清单序号名称规格参数（m）数量单位备注1格栅池/提升L×B×H=6.60×0.7×7.01座新建，钢泵池L×B×H=2.5×1.5×8.0硅2预沉调节池L×B×H=11.8×1.O×3.81座改建，钢硅3沉砂池及膜格栅池L×B×H=8.O×3.7×2.31座新建，钢硅4AAO+MBR池L×B×H=15.3×1O.3×5.31座新建，钢碎5巴氏计量槽L×B×H=6.5×0.70×1.31座新建，钢硅6膜设备间LXBXH=10.5x7.2x5.41座新建，框架7污泥脱水机房及加药间L×B×H=19.4×5.3×1.51座新建，框架8综合用房L×B×H=17.3×5.1×6.61座新建2层，框架结构1.6.2主要工艺设备材料清单序号设备名称规格参数数量单位备注序号设备名称规格参数单位备注格栅池1手动渠道平板闸门渠宽07m,渠深L20m,渠道水位0.85m2套2回转式格栅渠宽0.7米，格栅间隙20mm,安装角度60。,N=0.75kw1套3细格网渠宽0.7米，渠深L20m,格栅间隙6mm,60°1套4栅渣小推车0.42m332台5潜污泵Q=60m3/h,H=1Om,N=4kw3台2用1备预沉调节池1潜污泵Q=62.5m3/h,H=10m,N=1.Okw2台1用1备二沉砂池及膜格栅池1转鼓式膜格栅筛孔孔径b=lmm,电机功率N=0.55Kw1套2吸沙泵ZW50-10-20电机功率N=2.2Kw2台1备1用序号设备名称规格参数单位备注四AAO+MBR池1潜水搅拌器N=O.85kw,H=5.3m;QJB0.85/8-260/3-740C2台厌氧池缺氧池2好-缺回流泵Q=70m3h,H=15m,N=5.5kw2台好氧池3膜-好回流泵Q=70m3h,H=15m,N=5.5kw2台1用1备4微孔曝气装置260,微孔可变曝气盘，气量2.4m3h65套好氧池5膜组件膜孔径0.2um、100片膜组件，膜面积600m26套膜池6管式紫外线消毒器NLC-2000,0.75Kw1套五监测渠1超声波计量计0-200m3/h1台2巴氏流量槽1套六膜设备间1产水泵Q=70m3h,H=15m,吸程2台1用1备序号设备名称规格参数单位备注6m,N=5.5kw2CIP泵Q=16m3h,H=12m,N=1.5kw,2台1用1备3设备间排水泵Q=10m3h,H=1Om,N=0.75kw,1台4除磷计量泵Q=7.6Lh,H=3.8bar,N=2.2w2台1用1备5次氯酸钠计量泵Q=480Lh,5bar,0.25kw2台1用1备6柠檬酸计量泵Q=480Lh,5bar,0.25kw2台1用1备7PAC储罐V=Im3,PE1个8次氯酸钠储罐V=lm3,PE1个9柠檬酸储罐V=lm3,PE1个10吹扫鼓风机6.7m3min,P=50KPa,N=7.5kw,2台1用1备11曝气鼓风机6.7m3min,P=50KPa,N=7.5kw,2台1用1备序号设备名称规格参数单位备注七污泥脱水机房及加药间1叠螺脱水机污泥处理能力1830Kg-DShr,旋转轴规格2002,N=0.65Kw台12电动隔膜泵Q=2.6r3h,吸程H=LOm,扬程H=30m,N=1.5Kw台21用1备3一体化溶药加药装置溶解箱容积LOm3,溶液箱容积0.13m3,一级搅拌功率0.75Kw,二级搅拌功率0.55Kw,干粉投加器0.25KW,整机功率2.2kw套2含干粉投加器及2台搅拌机4投加（计量）泉Q=45Lh,H=20m,N=0.37Kw台21用1备主要仪表一览表序号名称规格参数单位安装位置1超声波液位差计0-2m,输出420mA,双通道1台格栅渠2浮球液位计0-5m1套进水提升井3浮球液位计0-5m1套调节池4浮球液位计0-5m1套储泥池5浮球液位计0-3m3套储罐液位计6浮球液位计0-3m1台设备间泵坑7浮球液位计0-5m1套清水池8静压液位计0-6m,输出420mA1台膜池9压力变送器FOO400KPa,420mA2台产水支管10电磁流量计DN100,0-60m3h,橡胶衬里,不锈钢电极,420mA,LOMPa9分体式1台抽吸泵出水管11浊度仪0-20NTU,420mA1台抽吸泵出水总管12转子流量计DN80,0-30m3h1台CIP泵出水总管13转子流量计DN150-500m3h,耐热1台膜池风机出气管14转子流量计DN100,0-250m3h,耐热1台风机出气管15普通压力表O-LOMPA4台水泵出口16液位差测定仪粗格栅水损2套调节泉池17压力变送器进水泵的压力1套调节泵池18明渠流量计出水总流量1台计量渠19COD测定仪出水CoD1套出水渠道20SS测定仪出水SS1套出水渠道