湿地服务区中水回用设计方案.docx

1、湿地服务区中水回用设计方案腾冲县北海湿地中央休闲服务区中水回用设计方案总设计说明根据云南省地表水水环境功能区划（复审（2001年6月），北海属伊洛瓦底江水系，全湖的主要功能是省级自然保护区，按照II类水质标准进行保护，做到污染物零排放至北海湿地。腾冲北海湿地中央休闲服务区的排水系统采用雨污分流，生活、生产中产生的各种生活污水、生产废水在分别采用不同的处理措施后排到北海湿地保护区以外的下游河道，排入保护区外河段污水执行GB8978-1996中的一级排放标准。本方案中设计生活污水及生产废水处理量为80m3/d，污废水由办公楼、接待中心等生活污水组成。本设计新建污水处理站，将废水集中处理。1.污水构

2、筑物设施按100m3/d的处理量进行设计，优点如下：1）利用先进的膜生物反应器（MBR）工艺，出水水质好，运行稳定可靠。方便管理。2）占地面积较小。2.废水处理站工程占地60m2，调节池所有构筑物均为新建。3.采用先进工艺工艺采用先进的平板膜生物反应器工艺，该技术是中华人民共和国科学技术部提出的国家高技术研究发展计划（863计划）项目科技成果的转化应用，同时也是当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录 （2010版）污水污染治理设备的首推设备。4生活污水处理系统根据现场实际调研情况，目前生活污水及生产废水量为100m3/d。生活污水处理系统为新建。采用MBR工艺，其优点如下：1）处理设施简单

3、、合理。2）出水水质好，远远优于一般的污水处理工艺。3）采用可靠的预处理工艺解决膜污染问题，延长膜使用寿命。4）占地面积小、运行可靠。方案设计主要指标一览表序号项目指标1投资费用（元）生活污水：911430万元2项目规模生活污水：100m3/d3进水水质接待中心旅客生活污水、办公区生活污水、客房宾馆污水、高端餐饮污水4工程质量1、生活污水处理达到：污水综合排放标准（GB8978-1996）表2一级标准2、绿化回用及排放管网3、工程质量及出水水质一次性验收合格5采用工艺生活污水：接触氧化池+MBR+消毒工艺6占地面积生活污水：60 m27运行费用生活污水： 0.79元/m3水8保质期1年9设计单

4、位10工期60天（不含调试期）一、工程概况1.1项目背景腾冲县北海湿地生态旅游投资有限公司（北海公司）主要从事腾冲县腾冲北海湿地在内的共12km2里范围内的旅游景区开发、配套设施建设和经营等。公司的发展目标是以湿地为主题，充分结合峡谷、森林、田园等优美自然生态景观，融入丰富的，民俗文化，通过科学规划，局部整治，建设北海湿地生态旅游区，整体打造湿地游览区、极边高尔夫、极边探险峡谷、主题酒店群、主题地产、风情小镇旅游产业群，形成集度假休闲、观光游览、高尚运动、康体养生、观光购物、极限挑战等为一体的世界顶级旅游度假胜地。北海湿地是滇西南地区极其珍贵的自然生态系统，是中国西南高原唯一的火山堰塞湖，湿地

5、生态系统组分丰富多样，动植物和谐共生。湖中水生沼泽植物根系发达，盘根错节，天长日久集结成厚厚的“浮毯”漂浮于水面上，可分割成块当作木筏或竹筏划着走，被当地群众称为“海排”或“草排”，这种草排厚度极其与之相伴的自然与人文奇观实属全国罕见。长期以来过度的人为干扰和不合理的开发利用，致使北海湿地水量减少、泥沙淤塞、湿地面积和容积的萎缩、生态结构破坏、生态功能退化、系统稳定性降低、旅游文化价值严重流失，影响了腾冲县生态资产保值和旅游等相关事业的发展。如再不采取强有力的保护措施，湿地加速消亡将给腾冲县带来更大的损失，不仅加剧湿地自然资源和与之相伴的居民生存环境的破坏程度、加剧湿地保护区人民的贫困程度、加

6、剧自然灾害的发生，而且加剧腾冲县乃至周围地区经济和社会发展的压力，还会影响整个区域的可持续发展能力。因此，保护北海湿地已是刻不容缓、迫在眉睫。北海湿地旅游建设项目，致力于通过工程建设消除人为不良干扰，扩大北海湿地水面面积，恢复湿地自然生态过程和自然景观，工程的实施最终可将北海湿地建设成为生态屏障完整、生物多样性丰富、生态类型多样，景观特色鲜明，人与自然走向和谐发展的区域，工程的建设是非常必要的。项目以湿地保护和旅游开发并重，坚持“在保护中开发、在开发中保护”的战略思想，按照“统一规划、互相协调、保护湿地、开发旅游”的原则建设。项目完整的建设内容包括保护工程、环保工程、湿地恢复工程和旅游工程四大

7、类别。在腾冲公司在对旅游景区保护开发、配套设施建设和经营的过程中，我公司收到北海公司的邀请，针对北海湿地的要做的环保工程做了实地考察和调研。中央休闲服务区的环保工程分为垃圾收集处理处置和污水收集处理，垃圾收集处理处置方案已经定案，污水收集处理我公司提出的方案为全部处理回用，做到污染物零排放至北海湿地。1.2. 项目所在区域地理位置情况北海湿地位于云南省保山市腾冲县境内，地处北纬250624250838，东经983030983450之间，行政区划上属于腾冲县北海乡双海村。1.3编制依据业主方提供的云南省腾冲北海湿地旅游建设项目可行性研究报告资料业主方提供的云南省腾冲北海湿地保护与恢复工程环境影响

8、报告书资料业主方提供的腾冲北海湿地旅游建设项目环境影响报告书现场实际调研考察情况。1.4规范及标准室外排水设计规范(GBJ14-87)建筑给水排水设计规范(GBJ15-88)污水再生利用工程设计规范 (GB/T50335-2002)工业建筑防腐蚀设计规范 (GB50046-95)建筑结构荷载设计规范(GBJ9-87)给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84)工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)工业与民用供配电系统设计规范(GB50052-95)低压配电装置及线路设计规范(GB50054-95)电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50060-92)通用用电设备配电设计规范 (GB

9、50055-93)污水综合排放标准(GB8978-1996)城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93)城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准(CJJ31-89)工业企业设计卫生标准 (TJ36-79)云南省建设工程工程量清单细目指南工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范(GB50727-2011)膜生物反应器相关技术规程。1.5编制原则1）根据工程的具体情况和特点，结合项目实际情况，采用成熟可靠的污水、废水处理工艺，积极慎重地采用新技术、新材料、新设备，实用性与先进性兼顾。2）水处理流程要简单、可靠，占地面积小，运行费用低，投资少。3）水处理工程管理、运行、维修方便，自动化程度高，劳

10、动强度低。4）水处理工艺可靠，稳定，连续，耐冲击负荷。5） 尽可能的利用地形设计，保证污水尽量自流，减少能耗。1.6编制范围1）新建废水处理站，包括新建接触氧化池、膜生物反应器池、消毒池；2）投资费用部分包括污水、废水处理构筑物及机电设备、管道安装、电器供应设施。3）包括站外供电电网、污水、废水收集管网及供水管网。1.7生活污水收集及排放中央休闲服务区排水系统采用污水、雨水分流制。根据废水排放特征及排放点情况，本方案主要针对生活污废水系统，现详述如下：排水系统采用雨污分流，生活、生产中产生的各种生活污水、生产废水在采用相关的处理措施后，尽可能利用为绿化用水、生产用水、消防洒水和农灌等用水使用，

11、剩余部分则达标排放至下游的大沙河。根据云南省地表水水环境功能区划（复审（2001年6月），北海属属伊洛瓦底江水系，全湖的主要功能是省级自然保护区，按照II类水质标准进行保护。各种污废水的来源、性质和水量如下：服务区仅能同时50人/次就餐，按照2次/d，则最大用餐数仅为100人，用水量以20L/人d计，排水率以0.8计，中央游客服务区的接待排水量1.6m3/d（584m3/a），加上厨房污水5m3/d，餐饮污水量为6.6m3/d。游客在中央休闲服务区内以自带方便食品为主，主要用水为卫生用水，在区内逗留的时间较短。根据远期预测的景区最大游客量145.23万人/年计算，按照每人次每天在景区内排放污水

12、10L计，则游客排放生活污水约为39.79m3/d，14523m3/a。工作人员产生的生活污水也是项目废水的主要来源之一，根据云南省地方标准用水定额（DB53/T168-2006），人均用水量按40L/d、废水产生量按经验系数80%计算。项目运营时工作总定员为63人，用水量预计为2.52m3/d(919.8m3/a)，废水产生量为2.02m3/d(735.84m3/a)。休闲服务区有23间客房，客房的住宿和打扫产生的污水量为500 L/床.d，则排放生活污水约为23m3/d，4197.5m3/a。中央休闲服务区日废水产生量为71.41m3/d，考虑节假日接待人数的不确定性，污水处理项目的设计规

13、模为100 m3/d。室外排水管道系统采用埋地排水用DN63的HDPE压力排水管，中央休闲服务区的地面标高为1730.3，至排水口大沙河途经标高为1733.7的地段。管道埋设符合规范要求，在管道中间根据实际情况设计相应的绿化灌溉口。二、生活污水处理工程设计2.1设计水质和水量2.1.1设计进出水水质1）生活污水设计进水水质及出水水质由于中央休闲服务区基本与城镇居民生活条件一致，可参考相关城镇生活污水水质进行设计；同时根据表2-3相关设计水量水质参数，得出进水设计水质如表2-1所示。表2-1：进水水质参数名称处理量m3/d主要污染物浓度（mg/L）pHBOD5CODSS氨氮生活污水进水10069

14、15035016025相关污水站出水达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。（出水水质达到该项目环评要求）表2-2：出水水质参数名称处理量m3/d主要污染物浓度（mg/L）pHBOD5CODSS氨氮出水100692010070152.1.2设计水量根据现场实际调研情况，该项目生活用水量为71.41 m3/d，考虑到节假日接待人数不确定性，污水有效收集处理，则污水收集量为95.89m3/d，污水处理站设计处理能力选为100m3/d。详见表2-3。表2-3 生活用水量计算序号用水项目用水定额用水量（m3/d）污染特征1餐饮100人20L/人天6.62接待人群145.23万人/年12

15、0L/人 次39.793工作人员63人25L/人 餐1.54客房23间500 L/人天235节假日高峰期人群不确定256合计95.89SS：160mg/LCOD：350mg/LBOD5： 150mg/L2.2污水站选址和总体布置2.2.1 污水站选址1）污水站选址布置原则：A、污水站布置应以工艺相适应；B、污水站建设于给水水源下游，建设与主导风向下游；C、污水站建设符合当地地形地势，污水能够自流入污水站；D、污水站所在处有较便利的交通及水电的供应；E、为长期规划留有余地；2）污水站的选址：根据业主提供资料及我方人员对中央服务区调查，其生活污水处理站建在地下室。2.2.2污水站总体布置1）总平布

16、置原则：A、布置紧凑，力求减少占地面积和连接管渠的长度，便于操作管理。B、处理构筑物尽量按流程布置，避免不必要的转弯和交叉，严禁将管道埋在构筑物下面。C、充分利用地形，节省开挖、回填量，使处理水能自流，减少动力输送的级数。D、管、渠的布置应使各处理构筑物能独立运转，且要便于检查、维修。2）根据所确定的工艺，污水站平面布置图见附图。其生活污水处理站占地总面积60m2，其中调节池可用原建设过程中考虑的化粪池，接触氧化、MBR池和消毒池为钢结构，电控设备就安装在地下室。3）污水站高程布置污水站高程布置根据矿山厂区情况，按照当地地形进行布置。通过计算各个构筑物的水头损失，确保污水在各构筑物之间能够自流

17、。由于工艺需要，该项目生活污水处理站采用水泵一级提升，MBR池中出水采用自吸泵出水。因此，本污水处理站仅考虑曝气池与MBR池的水头损失。主要构筑物水头损失见下表：构筑物名称水头损失（cm）MBR池1030其生活污水处理站高程布置见附图。2.3 处理出水去向经过处理后的水按照向保护区内零排放的原则，沿绿化带铺设一根DN63的HDPE压力排水管，中间设置灌溉口，灌溉后多余的水拍向下游的大沙河内。大沙河下游无饮用水水源，符合环评报告的相应要求。三、生活污水处理设计3.1污水特点及现存问题污水主要来源为卫生间的污水。污水在原污水处理系统中已经完全无法达到排放指标，以及该项目的主要特点为必须做到湿地水系

18、内零排放，排放系统没有解决。3.2处理工艺流程工艺的选择是污水处理工程设计的技术关键，不仅关系到处理后出水的水质，还影响工程建设费用、工程占地面积、处理成本、管理是否简易、运行是否可靠等。就本项目来说，在确保处理效果好、投资省、运行简单可靠、达标排放的前提下，有针对性地选择不同处理工艺（可是单一技术，也可是组合技术）来处理生活污水。根据进水水质和对出水水质的要求以及工程所在地的具体条件，充分考虑上述因素以及采取的措施，本次生活污水处理工艺采用平板膜MBR工艺。工艺流程图如下：3.3工艺原理简介3.3.1.工艺流程说明各类废水分别经过化粪池、隔油池、毛发分离器等预处理后，自流入接触氧化池，接触氧

19、化水池起到接触氧化水质、水量的作用。之后用提升泵将污水提升至MBR池，MBR池中通过曝气装置，为水中微生物提供充分的氧气，同时气泡的产生大大增加了微生物与废水的接触面积，保证了曝气池中的微生物的活性。该池内安装MBR膜，用自吸泵使膜丝内外两侧造成压力差，污水由于压力差作用流经穿透膜，膜孔径微小，使污水进一步净化。净化后污水由自吸泵抽出进入消毒池，清水达标排放。处理后的水排入附近河道。3.3.2.污染物去除原理 1) 大颗粒固体的去除目前，在污水的预处理阶段，通常采用物理方法，主要通过格栅拦截去除废水中大块悬浮物物质。考虑后续工艺要求，方案采用5mm细格栅。2) 进水悬浮物（SS）的去除出水中悬

20、浮物浓度不单涉及到出水SS指标，且出水的COD 、BOD5等指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主要活性污泥絮体，其本身的有机成份比例就很高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的COD 、BOD5浓度均增加。因此，控制污水出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，在工程中采取了一些相应的措施，传统的处理方法是在生物处理前后分别设置初沉池及二沉池。设置初沉池的目的是去除部分悬浮性颗粒物，同时用较经济的方法去除附着在无机颗粒上的悬浮性有机物。设置二沉池主要是用来分离生物处理工艺所产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的出水得以澄清。但目前设置二沉池所面临的问题是，生物处理

21、后的活性污泥等絮体沉降性能不好，容易产生污泥上浮，导致出水SS超标，使得二沉池出水无法确保达标。针对这一问题，本方案拟采用膜分离技术，利用平板膜对于悬浮物绝对的截留作用，取消了初沉池，以此为后续生物脱氮提供了足够的碳源，同时取代了传统的二沉池，并且保证出水SS达标。3) 进水BOD5的去除污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过对污泥与水进行分离来完成。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子

22、有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。4) 进水COD的去除及污水可生化性分析COD去除的原理与BOD5去除原理基本相同。出水中的剩余COD，取决于原污水的可生化性，它与污水的成分有关。本设计方案中污水的BOD5/COD比值往往接近0.5，其污水的可生化性较好，无需进行特殊处理、设置单独处理构筑物，其出水COD值即可控制在较低的水平。本方案拟采用好氧活性污泥

23、法，利用好氧微生物降解有机物。5) 氨氮去除氨氮去除可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法两大类。国外从六十年代开始曾系统地进行了氨氮的物化处理方法研究，结果认为物化法的特点是耗药量大、污泥产量多、运行费用高等，因此，一般不推荐采用。一般都是采用活性污泥法生物硝化作用去除氨氮。污水中的有机氮、蛋白氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨氮，而后在硝化菌的作用下变成硝酸盐氮，此阶段称为好氧硝化。6) 消毒目前常用的消毒方法大致分为加氯消毒、紫外消毒、臭氧消毒。根据单位方要求消毒工艺从长远考虑，选择目前较先进、运行经济的工艺，下面我们对各种现有消毒剂作如下工艺上经济运行比较，以便于选择消毒效果

24、好、运行经济、先进的消毒工艺。不同消毒剂的估算价格/（元/kg）一览表：液氯次氯酸钠商品次氯酸钠电解法二氧化氯化学法二氧化氯漂白粉消毒片臭氧39698142020从生活污水消毒剂的种类及发展历史来看，消毒剂有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯等多种。液氯是常用的消毒剂，具有经济、简单、可靠等特点，但若泄露会对操作人员及周围环境造成一定的危害。臭氧是一种强氧化剂，消毒效果最好，但消毒持续时间短，国产的臭氧发生器也易产生故障，要求操作管理人员素质较高。次氯酸钠消毒所采用的次氯酸钠发生器是利用电解食盐水制取次氯酸钠水溶液。商品次氯酸钠优点：商品价格比较便宜，使用安全，投药设备简单、价值低。从上表中可知商

25、品次氯酸钠价格（运行折算价）比化学法二氧化氯发生器产生的二氧化氯费用略低。次氯酸钠投加设备操作管理简单，占地小，消毒能力强，本治理工程适于采用。研究证实次氯酸钠对大肠杆菌、细菌、芽孢、病毒及藻类均有很好的杀灭作用，其杀灭微生物的机理是：次氯酸钠对细胞壁有较好的吸附和透过作用，可有效氧化细胞内含巯基的酶、抑制微生物蛋白质的合成。次氯酸钠的杀菌能力和在水中的稳定性均比较好。PH值对次氯酸钠对大肠菌的杀菌效果影响不大，水质污染的轻重对次氯酸钠的消毒效果影响也很小。本消毒工艺建议采用次氯酸钠消毒剂，其特点是：运行费用低、安全可靠，决无泄露。不像电解法二氧化氯发生器那样，需要专门的整流装置，电解过程不易

26、控制，产物不确定，纯度低，电解产生氢气易发生爆炸危险。设备体积小，安装容易，操作简单，维护方便，可根据用户需要实现不同程度的自动化操作。因此，本处理系统消毒工艺设计采用次氯酸钠作为消毒剂。注：消毒剂也可采用二氧化氯粉剂。7）剩余污泥处理处置剩余污泥采用干化床的处理工艺。经过处理后的干固体总量约为3.6kgVSS/d；考虑到剩余污泥量较小，因此经过脱水后掺入石灰消毒；之后打包外运至大河镇生活垃圾处理中心进行填埋处理。3.3.3.平板膜MBR工艺特点膜-生物反应器（Membrane Bioreactor，MBR）是将膜分离技术与生物处理单元相结合的水处理新技术。整个反应系统主要由核心膜组件、主体反

27、应器、出水系统、曝气系统、清洗系统等组成。它以高效膜分离代替传统活性污泥法工艺中的二沉池，省却了传统活性污泥法中二沉池浓缩后剩余污泥的回流。图3-1 膜分离过程示意图膜-生物反应器是一种膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺，与传统工艺相比具有如下优点：能高效地进行固液分离，分离效果好于传统的沉淀池，出水水质良好且稳定。由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积小。有利于增殖缓慢的微生物（如硝化细菌）的截留和生长，系统硝化效率得以提高。也

28、可增加一些难降解有机物在系统中的水力停留时间，有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在反应器内，有利于难降解有机物降解效率提高。膜-生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用。易实现自动控制，操作管理方便。膜组件是MBR的核心部分，目前工程化应用中主要采用中空纤维膜组件和平板膜组件。平板膜与中空纤维膜具有不同的特点，适用范围也有区别，平板膜具有水力学条件易于控制、通量高、抗污染能力强和清洗更换方便等特点，能够在更高污泥浓度条件下保持高通量稳定运行；而中空纤维具有装填密度大、价格便宜等优点。平板膜与中空纤维膜相比具有以下明显优势：（1）更好的抗污染性能相比中

29、空纤维膜-生物反应器，平板膜-生物反应器可以在更高的活性污泥浓度下保持高通量的稳定运行。在实际使用的过程中，尽管预处理设施中会有格栅、除毛机等设备，但生物反应池中还是难免进入一些诸如毛发之类的物体，即使是采用微网孔径0.2mm的杂质分离器，仍然不能保证一些毛发和纤维完全被截留。这些丝状物缠绕在膜丝上，当污泥浓度达到一定程度，就会出现泥坨，使越来越多的膜丝缠绕在一起，大大减少了中空纤维丝的有效膜面积，引起膜通量的急剧下降，而且此类问题也很难修复，通常只能更换或者提出膜组件，一根一根纤维的洗，显然，这种运行维护在小型污水站内难以采用。图7-2为受到严重污染的中空纤维膜。图3-2 受到严重污染的中空

30、纤维膜平板膜-生物反应器的适用活性污泥浓度范围在8000-15000mg/L，远高于中空纤维膜-生反应器6000mg/L 左右的污泥浓度。因为平板膜的特殊结构，可以实现膜片之间间隙可控，便于气液混流对膜面进行在线清洗，抗污染性能优越。此外，平板膜-生物反应器可以通过调节组件底部的曝气强度，通过气水混合物在膜片表面的冲刷作用，很好的清除膜表面的附着物，即便是因为运行不当或某种原因在膜表面产生了淤积的情况，也可以将膜片取出，通过低压水枪冲洗的方法去除，使得膜能长期有效的运行，而中空纤维则不可能通过这种方法清洗，只能一根一根的洗膜纤维，工作强度和难度极大。（2）良好的机械稳定性、无断丝现象在实际使用过程中，中空纤维膜组件不可避免的会发生断丝现象，其中包括两种原因，一是由于纺丝过程中的缺陷导致的壁厚不均匀，当然这种情况可以通过购买优质产品等手段进一步避免，在保证产品质量的同时不免的投资成本也有所上升；二是纺丝材料疲劳引起的根部断裂，由于曝气的原因，中空纤维在工作状态下始终会处于幅度较大的振动状态，长此以往会在其根部引起材料的疲劳，而由于这种材料疲劳所导致的断丝一旦发生，往往是规模性的，这对于膜-生物反应器和污水厂的运行来说，伤害是致命的，有的使得出水水质变差，有的导致膜产水量下降，为了维持总出水量要求，加重了其它膜的污染，