污水处理厂BOT项目建设方案三.docx
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污水处理厂BOT项目建设方案三
三、项目建设内容和方案
（二）
1、污水处理规模
一期：
污水量2.0万m3/d，
二期：
污水量4.0万m3/d。
2．处理工艺：
二段生物接触氧化法污水处理工艺，污泥处理采用污泥直接浓缩脱水工艺。
2.1污水处理工艺流程
污水从厂区外截污干管引入厂内至排水泵房进水池，由泵提升后依次进入沉砂池、生物反应池进行物理和生化处理，最终经消毒后的出水排出。
2.1.1分组
分组原则：
（l）适应污水进水水质和水量不断变化的要求：
（2）适应维修、养护和事故工况；
（3）增强污水处理厂运行管理的调控能力和灵活性。
处理构筑物分2组,每组3.0万m3/d，两组处理能力为6.0万m3/d。
3.厂区建设方案
3.1总图布置及高程设计
3.1.1总图布置
拟建的污水处理厂位于*****************************村，污水处理厂占地总面积为40000m2。
厂区总平面布置遵循如下原则：
1）功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。
2）流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。
3）厂区绿化面积不小于71%，总平面布置满足消防要求。
4）交通顺畅，使施工、管理方便。
厂区平面布置除了遵循以上原则外，具体应根据城市主导风向、进水方向、排放水体位置、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素进行布置，即要考虑流程合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑造型、厂区绿化及与周围环境相协调等因素。
厂区平面布置中，将厂前区与生产区分开，厂前区主要布置综合楼、传达室等附属建筑物。
生产区按流程由东南向西北布置，进水管线顺畅，厂区中部布置污泥脱水间和配电中心等。
3.1.2厂区道路
参照污水处理厂辅助工程的建设标准，为方便厂内运行、运输及维护、管理，厂区道路布置基本成环状，主要道路宽6米，次要道路宽4米，人行道宽2.0米，道路最小转弯内半径4米，厂前区设置小型广场。
3.1.3地下管线及管线综合
管线综合的基本原则是：
污水、污泥工艺管道流程顺畅，各种管线的相互平面和垂直间距满足有关地下管线综合的规定，平面布置在保证管线功能的前提下使管线尽可能短；竖向布置在满足最小覆土深度要求的条件下使各种管线埋深尽可能浅；当管线交叉时，原则上压力管道让重力管道，小管道让大管道，高程布置将电力、自控、通讯线路及管沟放在最上层，中层是给水管、小口径污水、污泥压力管，最下层是大口径污水污泥管、厂内污水管。
其中工艺与污水管线选用U-PVC管和钢管，空气管采用UPVC管，n值都较小，可有效节省水头。
3.1.4高程设计
拟建污水厂厂址地形较平坦，自然地面标高根据*******经开区总体布置图及*****综合治理规定的标高确认。
竖向设计原则为污水经厂内进水泵房提升后能自流流经各处理构筑物，并尽量减少提升扬程，节省能源。
各构筑物水位标高设计以在工艺流程上考虑接触消毒池出水能自排为原则。
3.2建筑设计
建筑设计涉及的规范
《城市居住区规划设计规范》
《民用建筑设计通则》
《城市道路和建筑物无障碍设计规范》
《建筑设计防火规范GBJl6-87（1997年）》
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-97》、
《建筑灭火器配置设计规范GBJ140-90（1997年）》、
《建筑内部设计防火规范GB50222-95》
以及《电气设计规范》等国家及地方的有关规范、规定执行。
3.2.1总平面设计
该厂地处*******村，厂区用地呈长方形，长向与厂外道路平行。
工艺布置及场地条件决定了进厂大门位于厂区东北侧。
在建筑总平面设计中，尽量满足工艺、机电专业的要求，合理组织了建筑平面。
本方案将生产区布置在场地南部，辅助生产区布置在场地的中部，厂区内由道路相连，并有绿化隔离带分隔，给人一种分中有合，合中有分的有机联系之感，给生产管理带来了方便。
3.2.2总体空间设计
污水处理厂中大量构筑物为水池，且均高出地面不多，建筑物较少，在整体空间处理上，将成片的构筑物作水平向处理，将建筑物组小为大，形成一个个的群体空间，重点处理竖向空间，对比效果明显。
为使污水处理厂建筑风格统一，且简洁明快，设计按现代化园林手法。
处理建、构筑物，充分体现出建筑空、灵、轻、透的特点，形成统一的建筑风格，既充满时代气息，又不失中国传统建筑的韵味。
3.2.3单体建筑
污水厂建筑物中体量最大的为综合楼。
综合楼靠近大门，也是污水处理厂的视觉中心。
由于综合楼的面积指标较小，在建筑体量处理上采用了化整为零，以点、线、面多种组合，建筑与廊道、平台、庭园空间相辅相成等手法，使建筑空间层次化，在视觉效果上也采用了对景，借景等手法，使内外环境相互渗透，环境与建筑巧妙地结合，景观效果良好。
建筑以白色为主调，玻璃为蓝色，三面造型中以直线与曲面相结合，走廊与建筑错落布置，整个立面层次丰富，造型生动。
其它建筑、构筑物处理手法与综合楼一脉相录，其中心思想是努力创造出有个性，有特点的现代化污水厂，为美化环境、美化生活、为环保作出我们力所能及的工作。
3.3结构设计
3.3.1设计依据
1.建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）；
2.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）；
3.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；
4.砌体结构设计规范（GB50003-2001）；
5.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；
6.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）；
7.地下工程防水技术规范（GB50108-2001）；
8.给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程（CECS117:
2000）；
9.建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）；
10.给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138:
2002）；
11.给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069—2002）；
12.水工混凝土结构设计规范（DL／T5057－1996）；
13.建筑桩基技术规范（JGJ94-94）
14.给水排水管道工程施工验收规范（GB50268－97）
15.给水排水构筑物施工和验收规范（GB／T50265－97）
16.混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204－2002）
17.城市污水处理厂工程质量施工及验收规范（GB50334—2002）
3.3.2主要建（构）筑物形式
污水处理厂拟建进水泵房、旋流式沉砂池、二段生物接触氧化池和污泥脱水机房等污水处理构筑物及综合楼、配电间、机修间和仓库等建筑物。
进水泵房、旋流式沉砂池、二段生物接触氧化池和污泥泵房下部结构为现浇钢筋砼结构，其中二段生物接触氧化池长度较长，需设置二道变形缝。
污泥脱水车间、配电间、机修间、仓库和污泥泵房上部结构为钢筋砼排架结构、综合楼为钢筋砼框架结构。
3.3.3抗震设计
根据《中国地震烈度区划图（1990）》，湖南省怀化市地震烈度小于6度，故污水处理厂的所有建（构）筑物不需做抗震设防设计。
3.3.4结构设计说明
（1）主要设计原则及参数
1）设计原则
结构设计应遵循有关的设计规范和规程，根据构筑物使用要求和受力特点，选择合理的结构形式和计算方法。
结构设计应满足工艺设计要求，遵循结构安全可靠、经济合理、技术先进、坚固耐久、施工简便为原则进行。
结构设计应根据构筑物所处位置的工程地质、水文地质条件、周边环境条件及构筑物的大小、埋深，本着安全、经济、方便施工的原则选择适当的结构形式和施工方法。
设计使用年限为50年，结构安全等级为二级，重要性系数为1.0；砼结构的耐久性满足二类环境类别。
本工程所处的建筑场地类别为Ⅱ类，构筑物抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，组别为第一组，抗震等级为四级。
构筑物钢筋保护层厚度：
a．与水、土接触或高湿度的墙、板为30mm，与污水接触或受水汽影响的墙、板为35mm；b．与水、土接触或高湿度的梁、柱为35mm，与污水接触或受水汽影响的梁、柱为40mm；c．基础为40mm。
钢砼构筑物的最大裂缝宽度限值应根据构筑物的部位和环境条件取ωmax0.20～0.25mm。
如遇局部淤泥等不良地层，采取挖除换填的处理方法。
为减少大面积构筑物因砼收缩、温度应力等引起砼开裂，采取伸缩缝（包括诱导缝）、掺加砼抗裂防水剂防水等综合措施，防止因此而产生的渗漏。
2）设计荷载
钢筋砼自重荷载按重度25kN/m3计算
土体自重荷载按重度18kN/m3计算
地下水自重荷载按重度10kN/m3计算
污水自重荷载按重度10～10.8kN/m3计算
施工阶段地面超载按20kN/m2计算（SMW工法），其余地面堆积荷载一般按10kN/m2计算
侧向土压力按土质状况采用水土分算或水土合算计算
泵房操作平台及楼面荷载按2.5kN/m2及设备安装检修荷载之大者取值
3）荷载组合
按照结构实际受力过程，分施工阶段、使用阶段最不利荷载组合。
4）计算、验算内容
结构构件根据承载力极限状态和正常使用极限状态的要求，分别进行承载力、稳定、变形、抗裂及裂缝宽度等方面的计算和验算；构筑物应满足承载力、刚度、稳定性、抗浮及允许裂缝开展宽度等要求。
构筑物的围护结构设计应根据拟建场地的工程地质、水文地质条件、周围环境条件，选择合适的围护结构型式。
确定围护结构入土深度时，应进行墙体抗滑动、抗倾复、整体稳定性以及墙前基底土体的抗隆起、抗管涌稳定性计算，支护体系应进行承载力、变形、稳定性等验算。
（2）结构材料
混凝土：
所有盛水构筑物及地下钢筋混凝土构筑物采用C25或C30，抗渗标号S6；
上部房屋建筑现浇钢筋混凝土构件及小型预构件采用C25或C30；
基础垫层采用C10素混凝土；
填料除图中注明者外，均采用C15素混凝土；
钢筋：
采用HPB235（Ф表示），强度设计值Fy=210N/mm2；
HRB335（Ф表示），强度设计值Fy=300N/mm2。
钢材：
采用Q235-B。
水泥：
采用32.5普通硅酸盐水泥。
砖砌体：
设计地坪面以下墙体采用Mu10粘土标准砖，M7.5水泥砂浆砌筑；
设计地坪面以上墙体采用Mu7.5混凝土空心砌块，M5水泥砂浆砌筑。
钢筋混凝土构筑物，水池外壁面，埋入地面以下的部分全部以防腐沥青喷涂二度；
所有建筑物及构筑物上的建筑栏杆，均采用Ф50不锈钢组合栏杆。
上部建筑及厂房，采用钢筋混凝土框架结构或砖混结构。
（3）构筑物结构形式
1）进水泵房
下部为现浇整体式钢筋混凝土水池结构，采用大开挖基坑开挖，在基坑内干法操作施工。
上部建筑为现浇钢筋混凝土框架结构。
2）沉砂池
沉砂池系高架型水池，由矩形及圆形水池组成。
整体式钢筋混凝土结构，大开挖开挖施工。
3）：
二段生物接触氧化池
为现浇整体式钢筋混凝土水池结构。
池体沿长度方向设沉降缝，采用大开挖开挖施工。
4）污泥脱水机房
钢筋混凝土框架结构，柱下混凝土独立基础。
5）变配电间，机修间，综合楼，门卫等
均为钢筋混凝土框架结构。
柱下混凝土独立基础。
6）门卫间及厂区围墙：
门卫为砖混结构，墙下混凝土条形基础。
厂区围墙采用透明式砖混结构及钢栅围墙。
（4）设计及施工采取的技术措施
对于浅基坑支护，根据土层条件，可采用放坡开挖、土钉墙支护的方式。
厂区内雨、污水管道应设计铺设在未扰动的原土地基上，如铺设在回填土上时，必须夯实回填土密实度达94%以上。
管道应设有管道基础。
构筑物的抗浮设计：
1）抗浮设计应符合规范规定的局部抗浮与整体抗浮标准。
2）构筑物尽量利用其自重来满足抗浮要求,否则应采用增加自重或打抗拔桩的方法来解决构筑物抗浮问题。
3.4电气设计
3.4.1设计依据
（1）《供配电系统设计规范》GB50052-95
（2）《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94
（3）《低压配电设计规范》GB50054-95
（4）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
（5）《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
（6）《3~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-92
（7）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
（8）《建筑照明设计标准》GB50034-2004
（9）《电力工程电缆设计规范》GB50217-94
（10）《并联电容器装置设计规范》GB50227-95
（11）《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》GBJ63-90
（12）《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GBJ64-83
（13）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001）
（14）《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83
（15）《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
（16）《电气图用图形符号》GB4728-97
（17）《电气技术用文件的编制》GB6988-97
（18）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
（19）《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
（20）《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》CECS81:
96
（21）工艺专业提供的用电设备资料及工艺布置图及建筑专业提供的建筑平面图
3.4.2设计范围
本设计包括污水处理厂全部的电气设计，具体包括以下设计内容：
（1）变电站及变配电装置设计。
（2）用电设备供电及控制系统设计。
（3）电缆敷设设计。
（4）系统及各构筑物接地设计。
（5）防雷及接地设计。
（6）污水厂室内照明、道路照明及室外各构筑物照明设计。
本工程计电气以变电站10kV进线柜电缆终端头为设计分界点，终端头以下部分属本次设计范围，终端头以上部分属当地电业部门设计范围。
3.4.3供配电及电气传动设计
1.负荷等级
工艺处理主要环节是生化处理，也是用电设备比较集中且对供电可靠性要求较高的地方。
生化处理段运行正常与否将直接影响出水水质。
长时间停电会造成微生物死亡，且不能在短时间内恢复。
另外，停电后进水泵站不能工作，将会造成污水外溢，给城市生活带来一定影响。
基于以上原因，用电负荷确定为二类负荷。
2.供电电源及电压等级
本工程拟采用两路10kV高压电源供电，两路电源均采用架空线引至污水处理厂变电站终端杆，后经短段电缆埋地引至10kV进线柜。
两路10kV高压电源来源待中标后会同建设单位与当地供电部门联系协商后确定。
3.用电负荷
本工程全部用电设备电压均为～380/220V，本计划总装机容量是，常用功率为654.25KW。
详见下表。
序号
名称
型号
单位
数量
功率（KW）
备注
装机容量
常用容量
1
粗格栅
B=1000mmb=20mmN=1.1kw
台
2
2.2
2.2
2
细格栅
B=1000mmb=5mmN=1.1kw
台
1
1.1
1.1
3
启闭机
XQDA20N=0.75kw
台
6
4.5
4.5
4
无轴螺旋输送机
L=5.0mN=2.2kw
台
1
2.2
2.2
5
无轴螺旋输送机
L=7.0mN=2.2kw
台
1
2.2
2.2
6
栅渣压榨机
XWLZ300N=1.5kw
台
2
3.0
3.0
7
栅渣压榨机
LYZ300N=3.0kw
台
1
3.0
3
8
潜污泵
Q=980m3/hH=13mN=37kw
台
2
74
37
9
潜污泵
Q=1450m3/hH=14mN=75kw
台
2
150
74
10
单梁悬挂起重机
Q=3tN=5.5Kw
台
1
5.5
5.5
11
沉砂器
N=1.5kw
台
2
3.0
3.0
12
鼓风机
Q=120m3/hN=2.2kw
台
1
2.2
2.2
13
分离器
Q=15L/sN=0.75kw
台
1
0.75
0.75
14
潜水搅拌机
N=5kw
台
4
20
10
15
刮泥机
N=0.55kw
台
8
4.4
4.4
16
立式排污泵
Q=60m3/hH=15mN=4kw
台
8
32
16
17
消毒设备
N=42kw
套
1
42
42
18
空气压缩机
V-0.17/7，N=1.5kw
台
1
1.5
1.5
19
电动葫芦
0.25t
台
1
2.0
2.0
20
深井泵
Q=20m3/h，H=62m
台
2
1.5
1.5
21
污泥泵
N=7.5kw，H=20m
台
2
15.0
15.0
22
潜水搅拌机
N=1.5KW
台
1
1.5
1.5
23
污泥螺杆泵：
G40-1P，Q=12m3/h，N=4kw，
台
2
8.0
4.0
24
卧式螺旋卸料沉降离心机
DWL-350，主电机YZ180M-4135,N=18.5KW副电机YZ132S-2,N=5.5KW
台
2
11.0
11.0
25
污泥切割机
WQ220，N=2.2KW
台
2
4.4
2.2
26
絮凝剂配投装置
N=0.75kw
台
1
0.75
0.75
27
供粉电机
N=0.2KW
台
1
0.2
0.2
28
螺旋输送机
N=4KW，L=10m
台
2
8.0
8.0
29
离心式鼓风机
Q=120m3/minP=67kpaN=185kw
台
3
550
370
30
轴流风机
4000m3/hN=0.25kw
只
8
2
2
31
双梁悬挂起重机
Q=3tN=5.5Kw
台
1
5.5
5.5
32
螺杆泵
Q=36m3/hH=60.0mN=7.5kw
台
2
15
3.75
33
空压机
N=1.1kw
台
1
1.1
1.1
34
化药、加药装置
N=3kw
套
1
3
3
35
加药装置
N=3.0Kkw/套
套
4
12
6
36
二氧化氯发生装置
7kg/h
套
2
4.4
2.2
功率合计
998.9
654.25
4.供电系统
根据污水厂工艺布局的特点和变电站靠近负荷中心的设计原则，本工程拟紧邻鼓风机房建10kV变电站一座，内设高压配电室，低压配电室变压器室及值班室等。
10kV配电系统采用单母线结线，正常运行时一路电源工作，另一路备用。
两路进线加机械和电气联锁确保一路电源供电。
变电站设一台10/0.4Kv1000kVA电力变压器。
5.保护与计量
10kV配电系统采用真空断路器与综合继电保护装置配合实现短路速断及延时过电流保护，其中10kV受电总开关设电流延时速断保护及过电流保护；变压器除设电流速断及延时过电流保护外，还另设变压器的温度保护。
低压配电系统采用自动开关的速断、短延时及长延时电流脱扣器，实现对低压配电线路及用电设备的短路及过载保护。
其中变压器低压侧总开关设电流速断、过电流短延时及过负荷长延时的三段保护，其它配电开关设短路速断及过载保护。
所有置于低压开关柜的马达控制回路均采用可编程马达管理控制器，以过负荷、相不平衡、转子阻塞、接地故障等智能保护取代传统的接触器加热继电器和中间继电器的保护方式，从而实现智能保护。
详见自控专业相关描述。
本工程计量方式为高供高计，10kV侧设专用计量柜以实现全厂电能计量。
6.控制与信号
10kV系统开关分合闸为开关柜就地控制，10kV开关配弹簧储能操作机构，操作电源为直流220V。
低压开关分合闸为配电屏上就地控制，其中400A及以上的自动开关配电动操作机构，400A以下开关采用手动合闸。
综合继电保护装置通过通讯口将10kV系统的电流、电压，有功、无功等电量信号及真空断路器状态信号传送到厂中控室计算机系统，以实现集中监测和打印报表。
详见自控专业相关描述。
所有置于低压开关柜的马达控制回路均采用可编程马达保护装置，通过通讯口由PLC及厂中控室计算机系统实施自动控制，从而实现智能控制。
同时，通过通讯口将各马达的电流、电压、有功、电度、功率因数等电量信号及各种状态信号传送到厂中控室计算机系统，以实现集中监测和打印报表。
详见自控专业相关描述。
10KV配电系统设集中事故、予告信号屏，信号屏安装在值班室内。
7.功率因数补偿
拟在0.4kV侧装设静电电容器集中补偿，补偿后全厂功率因数0.9以上。
8.传动系统
各设备由现场控制箱控制，现场控制箱上设“手——停——自动”控制转换开关，手动控制仅在系统设备调试时使用，正常运行时，转换开关置于自动位置，由PLC控制。
对于≥45kW的低压电机采用软启动器起动，以减轻大电机启动时对供电系统的冲击，减小供电变压器容量，同时也可缩短启动时间。
根据工艺需要，进水潜水排污泵有一台采用变频调速，通过PLC根据泵池液位（或流量）控制水泵的运转台数及变频泵的转速。
详细控制过程描述请见自控专业相关部分。
对于鼓风机和进水泵的软启装置均单独装柜。
粗、细格栅、沉砂池、鼓风机、浓缩脱水一体机设备组及制药和加氯系统均由随其设备配套提供的现场控制箱控制，箱内安装电气控制元件和PLC接口。
控制过程描述详见自控专业相关部分。
9.主要设备选型
电气设备及主要元器件选择以技术先进、运行可靠、适用和维护方便为原则，同时也考虑了经济上的合理性。
本工程成套的高、低压开关柜、直流电源屏、变压器等主要设备拟选用国内知名品牌或中外合资产品。
高压断路器、低压断路器、高压综合继电保护装置以及低压可编程马达保护装置等拟选用国内外知名品牌产品。
现分述如下：
高压开关柜选用具有五防功能的环网开关柜。
该产品具有技术先进、可靠性高、使用维护方便等特点，并具有完善的防护措施，确保人身和设备安全。
10kV断路器采用开关和弹簧储能操作机构一体的真空断路器，断路器具有操作次数高、开断短路电流次数多、分合闸时间短、体积小、集成度高、故障率低等诸多特点。
断路器的主要技术参数详见高压配电系统图。
真空断路器设操作过电压保护器，保护干式电力变压器和高压电机绝缘不被破坏。
高压配电系统的继电保护装置采用集各种保护功能和测量于一体的微机型综合保护装置，极大地提高了保护系统的可靠性和可选择性，消除了传统的继电保护装置元件过多、接线繁琐、故障率高、保护功能不完善且修改不灵活、保护整定复杂等诸多缺点，装置所具有的测量功能和与计算机系统通讯功能是传统的电磁式继电保护系统无法实现的。
直流电源装置作为10kV系统的操作和保护电源是非常重要的设备，它直接关系到10kV系统正常运行和当系统出现故障时的可靠动作。
直流电源装置拟选用免维护铅酸蓄电池直流电源屏，充电机采用模块化高频开关电源充电机，N+1备份配置；电池采用德国阳光电池，电池容量65Ah。
直流输出配电回路开关采用ABB公司的微型断路器。
高压系统信号屏采用PK-10型带玻璃门柜体，报警器选用TS系列模块化闪光报警器，当发生事故时，相应的光字牌发出闪光信号并同时伴随声音报警信号，人工解除音响后闪光变平光，故障消失后灯光自动熄灭。
变压器选用国产SCB9真空环氧浇注干式电力变压器。
干式变压器具有损耗低、局部放电量低，噪声小、散热能力强等特点。
由于干式变压器
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