住宅楼项目南区新建污水处理工程技术方案培训资料.docx
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1、中铁二十二局良乡基地职工住宅楼项目南区新建污水处理工程技术方案北京市环科环境工程设计所二一七年九月二十日本方案的报价说明:(1)远期设计处理规模为800m3/d,共分为三期建设,每期为总处理规模的1/3。(2)土建工程按远期规模一次性建成。(3)核心设备MBR膜组件及配套水泵风机等设备分期采购安装,本方案报价为一期设备。并附二、三期需要安装的设备清单。(4)关键单元MBR好氧池分为三个序列并行运行,一期只运行其中的一个序列(MBR好氧池A)(5)污水处理站的臭气治理部分报价单独列出。- II -中铁二十二局良乡基地职工住宅楼污水处理升级改造技术方案目 录一、概况11.1项目背景11.2设计原则
2、11.3 设计依据21.4 工程范围2二、设计水质水量及排放标准2三、工艺路线选择33.1污水处理工艺选择33.1.1 可供借鉴的成功经验33.1.2 MBR工艺比选33.4 污泥处理工艺选择10四、工艺流程12五、工艺设计说明135.1 工程实施方式135.1 新建污水站构筑物135.3 主要设备表14六、经济分析166.1 用电负荷表166.2 成本计费标准176.2.1物耗计费标准176.2.2折旧计算标准176.3废水处理系统运行成本估算17七、投资费用估算187.1 工程总投资估算187.2 总投资各部分基价197.2.1 土建工程部分197.2.2 新增设备部分207.2.3 远期
3、需要采购安装的设备22八、污水站除臭系统238.1 除臭系统的主要工作流程:238.2 除臭风量计算:238.3除臭系统主要配置:248.4除臭系统的投资估算见下表:25九、平面图26一、概况1.1项目背景中铁二十二局良乡基地职工住宅楼项目,分为南北两区。北区于2013年建成,配套建有一座全地下式的污水处理站,原设计日处理规模为600m3,污水处理后达到城市污水再生利用 城市杂用水水质GBT 18920-2002:冲厕/杂用标准要求。南区在建。目前,该住宅区周围没有市政污水管网,北区污水处理站处理后的出水排至南区一临时贮水池内。该贮水池已经处于满水状态,无接纳能力,根据环评要求,小区内生活污水
4、需经妥善处理后排入西侧的小清河(IV类水体),排水达到北京市地方标准-水污染物排放标准(DB11/ 3072013)中的“排入地表水体的水污染物排放限值”的B排放限值要求。现状情况是北区生活污水量仅有200m2/d左右,且污水站基本处于停运状态。南区建成后,两区生活污水总量最大值约为700800m3/d。本方案考虑在南区新建一座污水处理站,日处理规模为800m3。南区的生活污水经自化粪池后自流至污水站进行处理。北区污水站仅作为水质水量的调节池利用,污水自流或压力输送至南区污水站。同时本方案充分考虑近期水量较小的情况,将主要设施和设备设计成多个序列并联运行,根据实际情况分期实施。本方案充分考虑了
5、污水处理站建成后,业主可能缺乏污水处理的专业技术人员,对污水站的运行和维护有一定的难度等情况,将其设计为具有较高自动化控制水平的污水站,平时只需要12人对污水站进行维护管理即可。1.2设计原则 选用处理效果稳定可靠、高效节能、抗冲击能力强、操作管理方便、运行安全可靠的工艺。 充分考虑拟建污水站所处区域的环境、卫生等要求。 执行国家环境保护有关法津、法规、标准、规范的原则。 合理优化水力高程,电气控制,降低运行费。 关键设施和设备可分为多序列并联运行,并能分期实施。1.3 设计依据 给排水设计手册 室外排水设计规范 建筑给水排水设计规范 给水排水工程结构设计规范 低压配电设计规范 业主提供的水质
6、资料及相关文件 国家其他相关规范及法律法规、技术标准文件1.4 工程范围本废水治理设施为新建工程,工程范围包括污水处理站的工艺、电气、建筑结构以及其他配套专业的设计、工艺设备和电气自控设备及配套材料的采购安装、运行调试和人员培训等技术服务。二、设计水质水量及排放标准根据生活污水常规水质分析结果,得出改造工程的设计水质,见下表。表2-1 污水站改造设计水质水量表项目COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)氨氮(mg/L)pH日均流量(m3/d)生活污水35045015020010020025306.09.0800经过处理后的出水要求达到北京市地方标准-水污染物排放标准(DB11/ 3
7、072013)中的排入地表水体的水污染物排放限值中的B排放限值,其水质指标要求详见表2-2。表2-2 北京市地方标准-水污染物排放标准(DB11/ 3072013)序号项 目排入地表水体的B排放限值1pH6.09.02化学需氧量(CODCr)303五日生化需氧量(BOD5)/(mg/L)64悬浮物(SS)/(mg/L)105氨氮/(mg/L)1.5(2.5)6总氮/(mg/L)157总磷(以P计)/(mg/L)0.3注:表中除注明外均为最高限值。 三、工艺路线选择3.1污水处理工艺选择3.1.1 可供借鉴的成功经验目前只有在城市污水厂建设领域,有将污水处理至相当标准的经验,也就是常说的“一级A
8、”提标技术。国家投入巨资在城市污水厂提标工艺上开展了广泛的研究,目前比较可行的工艺技术路线如下:1. 强化生物处理+物化后处理2. MBR工艺3. 强化生物处理+物化处理+CMF膜过滤上述工艺路线可以将现有的城市污水处理至“一级A”限值水平。目前该项目面临的问题比城市污水提标至一级A更为严峻,原因有两个:一是污水水质更为复杂,污染物浓度更高;二是“北京市污染物新标准的B限值”较“一级A”更为严格,如COD30mg/L,BOD6mg/L,而“一级A”为COD50mg/L,BOD10mg/L。NH4+-N、TP也是如此。因此可供我们选用的技术,目前只有MBR较为可靠。MBR在城市污水和其他一些工业
9、废水中已有非常成功的经验,工艺技术完全成熟可靠。3.1.2 MBR工艺比选3.1.2.1膜生物反应器(MBR)工艺原理:膜生物反应器(MBR)技术是由膜分离技术与生物反应器相结合而形成的一种生物化学反应系统。膜生物反应器工艺的实质是生物降解与膜分离相互影响、共同作用的过程,即MBR在利用微生物对水中可生物降解污染物进行生物转化的同时利用膜组件分离水中不可生物降解杂质,并截留生化反应的产物生物体。由于具有固液分离率高、出水水质好、处理效率高、占地空间小、运行管理简单、剩余污泥少等优点,目前在污水处理中占据越来越重要的位置。3.3.2.2膜生物反应器(MBR)具有以下优点:(1) 出水水质好:出水
10、SS和浊度均接近于零,MBR中膜分离单元良好的截留作用使膜的渗透液中不含固体和大分子胶体物质,悬浮物质被完全截留。(2) 污染物去除率高:MBR中高效的固液分离作用保证了MBR内有较高的污泥浓度,这使得生物反应器内获得很高的生物浓度,极大地提高了生物降解能力。(3) 氨氮去除率高:MBR中膜的高效截留作用实现了反应器中水力停留时间和污泥停留时间分离。可以非常容易地控制SRT,以适应增长缓慢的硝化细菌生长的需要,进而提高系统的硝化能力。(4) 难降解有机物降解效率的提高:膜的截留作用还可以延长大分子物质和降解难降解有机物的微生物在反应器中的停留时间,有利于难降解物的去除。同时反应器内活性污泥浓度
11、的增大,提高了生化反应速率,也有利于难生物降解有机物的去除。(5) 设备紧凑,占地小:膜生物反应器内污泥浓度高,装置容积负荷大,污泥负荷低,使设备体积大大减小,减少了占地面积,使MBR的系统流程大大简化。(6) 系统易于采用PLC控制,在附加适当的在线检测仪表后,可实现全程操作控制自动化。3.3.2.3 膜生物反应器基本流程及与传统活性污泥法的区别膜生物反应器基本流程图如下:图A 膜生物反应器基本流程图传统活性污泥法和膜工艺的区别:图B 传统活性污泥法和膜工艺的区别从图A和图B可以看出,采用MBR活性污泥工艺与传统活性污泥工艺相比,工艺单元更为简单,设备和设施更好,特别适合于现有设施的利旧改造
12、和水质提升项目。3.1.2.4 膜组件种类及比较:MBR工艺中最为关键的设备是膜组件,一般来说,膜组件的形式主要有平板式、管式、卷式、毛细管式、中空纤维式等。而淹没式工艺中多采用中空纤维式和平板式膜组件,不同膜组件的性能各异。板式膜MBR与和丝膜MBR有较大区别。前者是以聚氯乙烯为原料制成的平板形式的膜材,后者多为聚砜材质、孔径1毫米左右的细长丝状膜。丝状膜和板式膜的比较见表3-1。表3-1 板式膜和丝状膜的比较比较项目板式膜人造纤维中空膜材料聚氯乙烯聚乙烯多微孔材料膜孔直径0.4um0.4um膜厚0.1mm70mm过滤方式重力过滤或吸引过滤吸引过滤曝气槽的最大MLSS20,000mg/L12
13、,000mg/L过水量0.11.2m3/m2.d0.10.4m3/m2.d耐久性由于采用了膜安装在ABS过滤板上的结构,因此强度极高,毛毡的两面均经过表面涂层的处理,使膜不易破损,经久耐用。由于素材本身有延伸性,所以膜丝容易伸长,另外,由于膜丝上附加1kg以上的重物时不仅会使膜丝断裂,而且,断裂的膜丝缠绕在一起,也必然降低了疏通流速,因此,耐久性不高杂物去除由于几乎不受杂物的影响,所以处理十分简单,之需设置1mm左右的细孔网即可由于杂物与模式缠绕在一起,所以必须彻底清除杂物,虽然设置了0.5mm的细网,但只能清除50%的杂物,所以,必须将膜取出,通过人工作业清除其余的杂物。最大过滤压力重力过滤
14、12kPa,吸引过滤20kPa不明耐化学药品性耐酸碱性强洗净方法通过曝气清洗膜面通过上升气液流的摩擦效果清洗膜面反冲洗次数1年2次(次氯酸钠2次,草酸1次)1年612次(包括清除杂物和污泥)洗净时间12小时1224小时膜表面的污泥附着状况由于采用了平模结构和随时曝气的处理方式,所以不易附着污泥由于使用了大量纤维,所以与接触性过滤材料一样必然附着污泥维护难易程度沉浸在槽内的状态下,可以直接维护为了清除杂物和污泥,必须将膜等吊出并通过人工作业膜的使用寿命进口510年,国产1年左右进口3年5年左右,国产1年左右零件的使用寿命3年左右不明从上表可看出,板式膜明显优于丝膜,板式膜MBR更为先进和可靠。3
15、.1.2.5 典型板式膜久保田液中膜介绍日本久保田公司生产的一种板式微滤,是板式膜中的优秀代表,是当今世界上应用最为广泛和时间最为悠久的产品。该板式膜膜组件由膜片、膜支架、膜框架、散气框架、集水软管组成。膜片粘贴在膜支架的两侧,膜支架按顺序插放在膜框架中,散气支架对接在膜框架的下部。膜支架是用ABS材料制成的框架结构,支架平面上刻有供液体流动的通道,通道相互连通,最后汇集于取水口。汇总于支架两侧附着有膜垫,在膜垫外沿框架四周粘贴分离膜片。分离膜由聚氯乙烯原料制成。平均孔径为0.40微米。下面对日本久保田膜组件详细介绍如下:液中膜在膜材中的位置:膜组件的构成:膜支架名称:叉流的模式:交叉流过滤概
16、念图:维护管理方法:(1)膜支架的清洗 药液量:约3L/张 药液的种类n 有机性污物:次氯酸钠稀释20倍(2小时)n 物极性污物:草酸溶液 0.51.0(1小时)(2)散气管的清洗(3)定期交换部件 压板橡胶:交换频度1次年 软管:交换频度次3年 膜支架:37年(因使用条件而异) 膜片:5年3.4 污泥处理工艺选择通过对各污泥脱水系统的比较分析,可选择的污泥脱水设备主要有:板框脱水机、带式压滤机、离心脱水机和叠螺式脱水机。板框脱水机不能连续自动运行,需要的占地面积大,人员的操作多,设备运行管理较复杂,不适合本项目使用。离心脱水机的脱水效果好,可连续自动运行,工作环境好,但设备投资很高,电耗非常
17、高,运行成本高,也不适合本项目使用。带式压滤机是应用最多的一种污泥脱水设备,优点是可连续运行,污泥处理能力大,适应性强,缺点是占地面积较离心机和叠螺机大,冲洗消耗的自来水量非常大,增加了污水处理设施的处理水量,而且带滤机的机械装置维护、检修工作量大,运行管理较为复杂。叠螺式脱水机是新型的污泥脱水系统,适用于高、低浓度污泥的脱水。进行低浓度(2000mg/L以上)污泥脱水时,无需建设浓缩池、贮存池,降低建设成本,减少磷的释放和厌氧臭气的产生;占地空间小,便于维修及更换;重量小,便于搬运;不宜堵塞,具有自我清洗的功能。不需要为防止滤缝堵塞而进行清洗,减少冲洗用水量,减少内循环负担,擅长含油污泥的脱
18、水;低速运转,螺旋轴的转速约23转/分,耗电极低;故障少,噪音振动小,操作安全;操作简单,可实现24小时连续无人运行,日常维护时间短,维护作业简单,经久耐用,机体几乎全部为不锈钢材质,能够最大限度延长使用寿命,更换部件只有螺旋轴和游动环,使用周期长。叠螺式脱水机的工作原理: 浓缩:当螺旋推动轴转动时,设在推动轴外围的多重固活叠片相对移动,在重力作用下,水从相对移动的叠片间隙中滤出,实现快速浓缩。 脱水:经过浓缩的污泥随着螺旋轴的转动不断往前移动;沿泥饼出口方向,螺旋轴的螺距逐渐变小,环与环之间的间隙也逐渐变小,螺旋腔的体积不断收缩;在出口处背压板的作用下,内压逐渐增强,在螺旋推动轴依次连续运转
19、推动下,污泥中的水分受挤压排出,滤饼含固量不断升高,最终实现污泥的连续脱水。 自清洗:螺旋轴的旋转,推动游动环不断转动,设备依靠固定环和游动环之间的移动实现连续的自清洗过程,从而巧妙地避免了传统脱水机普遍存在的堵塞问题。叠螺式脱不机,小巧无噪声,基本不用冲洗水,可以实现无人值守工作,操作简易,劳动强度较现有带式脱水机大为降低。因此本方案拟采用新型叠螺脱水机。图3-1.叠螺式脱水机工艺流程图图3-2 叠螺式污泥脱水机工作原理四、工艺流程图4-1 污水处理站工艺流程图南区和北区生活污水经过化粪池后排至污水处理站,首先经过机械格栅去除其中体型较大的固形物和漂浮物,之后污水由泵提升至调节池进行水质和水
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