民移安置小区污水处理工程设计方案学位论文.docx

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民移安置小区污水处理工程设计方案学位论文

外舍管理区双坑口下山移民安置小区污水处理工程

设计方案

云和市政设计院

第1章工程概况1

1.1项目概况1

1.2设计依据1

1.3工程范围1

1.4设计原则2

1.5废水水质水量2

第2章污水处理工艺方案设计4

2.1工艺流程4

2.2污水处理工艺说明5

2.3污泥处理工艺说明8

第3章处理设备及设计参数10

3.1格栅集水井10

3.2调节池12

3.3厌氧池12

3.4接触氧化池13

3.5沉淀池15

3.6中间水池16

3.7人工湿地17

3.8污泥池17

第4章二次污染防治19

4.1臭气的防治19

4.2废渣的处理19

4.3噪声的防治19

第5章电器与控制20

5.1概述20

5.2PLC控制操作设计20

第6章各单元设施处理效果分析表22

第7章工程投资概算23

7.1估算范围23

7.2投资估算表23

第8章环境经济效益指标26

8.1环境效益26

8.2主要经济指标（运行费用）26

第1章工程概况

1.2设计依据

1）业主提供的有关资料和现场实地勘察、调研；

2）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）；

3）《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）

4）室外排水设计规范GB50014-2006；

5）《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）

6）环境噪声标准（GB5096-93）；

7）低压配电设计规范（GB50054-95）；

8）给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范；

9）我公司所完成同类工程所取得的实际经验和实际工程参数。

1.3工程范围

1）从污水处理格栅井开始到处理设备的排放口为止。

2）污水工程的工艺流程，工艺设备选型，工艺设备的结构布置，电气控制等设计工作。

3）不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。

1.4设计原则

1）严格执行国家现行的环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规；

2）选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；

3）本工程系环境工程，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。

要求改善劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；

4）为了提高污水处理站管理水平，设计采用的自动化程度较高，操作人员的劳动强度低；

5）合理选用优质配件，降低能耗，提高工作效益和使用寿命，降低成本。

6）在工艺设计时，有较大的灵活性，可调性，以适应水量、水质的周期变化。

7）因地制宜，合理布局，有效地利用空间和场地。

1.5废水水质水量

根据业主提供的资料，拟建的污水处理系统的污水处理水量、进水水质为：

（1）处理水量

本次工程最大设计处理水量为400m3/d。

污水主要是来自居民生活污水，如冲厕污水、厨房、餐饮污水、沐浴、洗涤污水等，废水主要含有COD、SS、NH3-N、TP等污染特征指标，污水B/C比高，可生化性好。

（2）污水水质见表1-1。

表1-1进水水质情况表

项目名称

COD

BOD5

NH3-N

浓度（mg/L）

≤500

≤300

≤200

≤30

≤3

（3）出水水质标准

处理设施拟采用完全地埋式，处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

其主要指标详见表1-2。

表1-2出水水质情况表

项目名称

COD

BOD5

NH3-N

浓度（mg/L）

≤50

≤10

≤5（8）

≤0.5

注：

括号外数值为水温＞12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

第2章污水处理工艺方案设计

2.1工艺流程

根据上述设计原则和设计标准，本工程设计考虑采用微动力+BFBE接触氧化+人工湿地污水处理工艺，采用SND同步好氧硝化、反硝化脱氮除磷，再经生物填料包吸附过滤，生物填料包作为人工湿地的土基，将吸附的氨氮和有机物作为水生植物的营养，被植物吸收。

该工艺主要利用筛选的高效生物菌剂、BFBE生物增效剂、BFBE生物载体、生物填料包、植物等组合成生物除污系统，来祛除污水中的污染物质，在污水达标处理的同时，不对周边环境产生二次污染。

该工艺相对于传统污水处理工艺具有如下优点：

（1）采用SND同步好氧硝化、反硝化脱氮除磷工艺，相对于传统脱氮除磷工艺，省去硝化液的回流和污泥回流，大大减少了能耗；

（2）布置紧凑便于管理，维修工作量小。

主体结构为地埋式，不占用地表面积，并且地面可进行绿化，充分考虑景观效果；

（3）实施生物增效技术，通过投加异养硝化菌和好氧反硝化菌在好氧条件下，实现同步硝化反硝化，成功的解决了传统生物脱氮工艺要求好氧硝化、厌氧反硝化，以及脱氮与除磷相互抑制的问题。

同时投加聚磷菌、厌氧菌提高系统CODcr、磷的去除率，以满足达到排放标准的要求；

（4）采用BFBE生物载体，挂膜快、无需更换、使系统形成泥膜共存状态，具有良好的耐冲击负荷能力，以适应水质、水量变化；

（5）工艺操作方便、污泥量少、稳定运行后无需污泥回流；

（6）调节池和厌氧池均具有调节进水水质水量的功能，保持后续工艺进水的均匀性。

（7）充分考虑二次污染产生的可能性，将其影响降低至最低程度；

（8）采用集中控制、自动化运行，易于管理维修，提供系统可靠性、稳定性。

工艺流程图如图2-1。

图2-1BFBE接触氧化+人工湿地处理工艺流程图

2.2污水处理工艺说明

2.2.1格栅集水井

生活污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，格栅井内设置人工格栅，通过格栅，去除原污水中较大的固体杂质和漂浮物，避免堵塞管道、水泵和填料，提高污水的同一性和可生化性。

2.2.2调节池

经过格栅井去除颗粒物后，通过潜水泵提升进入调节池。

调节池具有调节水量和均化水质，使污水能够比较均匀地进入后续处理单元，同时提高整个系统的抗冲击性能并减小后续处理单元的设计规模。

有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。

在调节池内设置空气搅拌装置，防止发生沉淀现象，同时可以起到水质均衡的作用。

设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。

2.2.3厌氧池

调节池内污水经潜污泵提升进入厌氧池，厌氧池内微生物菌群是厌氧和兼氧菌的混合菌群，同时在其中布置了“BEBF生物载体”，为微生物提供附着场所，使其具有高效厌氧处理功能，将较难分解的有机物降解为简单有机物，降低后段的处理难度，并去除部分COD，提高B/C比，利于后续的好氧反应。

厌氧池同时具有调节进水水质水量的功能。

“BFBE生物载体”基材的特点是以合成纤维、无机纤维、再生纤维、天然纤维中的两种以上的混合物为原料加工制成纤维布料，并将所得纤维布料经微生物酵化处理，其表面经过低温等离子体刻蚀、活化处理。

相比其他材料具有更大的比表面积，更具生物亲和性且表面带正电荷，有利于微生物挂膜。

生物载体成品包括上段生物填料、下段生物填料和用以与水面固定装置连接的固定带，固定带与上段生物填料的上端连接，上段生物填料的下端与下段生物填料连接，载体安装方便、立体感更强，微生物附着效果好，从而提高了厌氧池的容积利用率。

2.2.4接触氧化池

厌氧池内污水自流进入接触氧化池，在此通过好氧微生物的生命活动去除污水中大部分的有机污染物，以及适量的氮和磷。

接触氧化池内采用“BFBE生物载体”代替传统的生物填料，该生物载体是一种对生物亲和的布料（以合成纤维、无机纤维、再生纤维、天然纤维中两种以上的混合物为原料加工制成纤维布料，将所得纤维布料经微生物酵化处理而获得的一种对生物亲和的布料）制作而成，，该生物载体包括上段生物填料、下段生物填料和用以与水面固定装置连接的固定带，固定带与上段生物填料的上端连接，上段生物填料的下端与下段生物填料连接，上段生物填料开有植物附着孔，下段生物填料开有线状缝隙。

相对于传统的生物填料，该生物载体立体感更强，微生物附着效果更好，从而提高了接触氧化池的容积利用率和感官效果。

接触氧化池分为A、B两段，底部均设曝气系统，通过鼓风机向接触氧化池A、B两段供气，保证废水中溶解氧的浓度，此时整体工艺相当于A/O工艺；也可以根据需要只向B段供气，且在AB段之间设置回流，此时整体工艺则为A2O工艺。

综上所述，本工艺可根据实际运行中除磷脱氮的情况，调整运行工艺，从而有效的保证了出水水质，且提高了系统的耐冲击负荷的能力。

采用两级分段式接触氧化，形成逐级负荷递减系统，使接触氧化在去除率、抗冲击负荷，出水水质等方面更具有优势和可靠性。

2.2.5沉淀池

接触氧化池内出水自流进入二沉池，在此实现泥水分离。

上部清液自流进入后续处理工段，底层污泥通过泵部分回流到接触氧化池的A段，剩余污泥进入污泥浓缩池暂存。

2.2.6中间水池

沉淀池出水自流进入中间水池，中间水池内设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。

2.2.7人工湿地

中间池出水进入人工湿地，可进一步去除污水中部分的SS、CODcr、BOD5、氨氮、磷等污染物，进一步达到净化出水水质，实现出水达标排放的目的。

本系统采用的是杭州朗境环保科技有限公司已授权的专利：

水处理用的人造结构。

该水处理用的人造结构包括填料包、固定装置和水体水下界面，填料包通过固定装置与水体水下界面连接。

水处理用的人造结构维护方便、适合生物生长、构建完整的生态系统、处理效果良好，能够起到导流、延长水力停留时间、增加接触比表面积、强化水体污染物处理效果、稳定水底土壤结构的作用。

该系统所使用的填料包也是杭州朗境环保科技有限公司已授权的专利，其将不同种类的填料组合，具有应用灵活、方便、可堆叠、比表面积高、生物附着力强等特点，在具有高效率的同时具有过滤、生物附着等多种功能；并且该填料包代替传统的碎石、砂土等填料，提高了人工湿地去除有机物、氮、磷等污染物的效率，并提高了表面负荷。

该人工湿地充分利用填料包上生长的微生物、植物，以及不同填料所具有的物理、化学特性，形成了将污水微生物净化与生态系统的天然净化相结合的复合处理工艺。

2.3污泥处理工艺说明

通常小型的污水处理站污泥处理有两种方法：

一是污泥浓缩机械脱水处理；二是污泥干化处理。

考虑污泥浓缩机械脱水处理业主投资大，而污泥浓缩干化处理对周围卫生有影响。

由于本工艺中设有污泥消化系统，通过消化可以减少剩余污泥量约70%以上，产生污泥量极少。

污泥池上清液夹带活化污泥回流至缺氧内，剩余污泥定期清理外运作农肥（一般一年清除2次）。

第3章处理设备及设计参数

本工程主要构筑物包括格栅集水井、调节池、厌氧池、两级接触氧化池、沉淀池、中间水池、人工湿地、污泥池。

3.1格栅集水井

为了避免漂浮物对后续设备的影响，本工艺中需设置人工细格栅一道。

1）格栅

功能：

去除进水中较大的漂浮物，拦截直径大于5mm的杂物，保证提升系统和后续处理构筑物的正常运行。

利用集渣车将栅渣外运。

机械细格栅数量：

1套

材质：

不锈钢

高峰设计流量：

40m3/h

栅片间隙：

5mm

过栅流速:

0.5m/s

栅前水深:

0.5m

安装角度：

60°

格栅有效宽度：

0.4m

细格栅渠宽：

0.5m

格栅渠深：

3.5m

Ø主要设备：

细格栅1台，栅有效宽400mm，栅隙5mm，渠深4.7m，安装倾角60°。

材质：

整体不锈钢。

垃圾框1个。

Ø构、建筑物：

细格栅井1座，L3.5m×W0.40m×H4.0m（覆土0.5m）

结构：

钢砼

2、集水池

本污水站服务面积较广，污水收集管道较长，由于收集管道必须放一定的坡度，至接入本处理设施时，进水管道埋深较低。

根据业主提供资料，污水处理工程的地面绝对标高为165.30m，相对标高±0.00m，进水绝对标高为161.80m，相对标高-3.50m。

若进水直接进入后续调节池，则调节池的有效容积会降低，使整个设施的埋深增加，浪费了土建池体的投资。

为此，我们设置集水池，在其中设置一级提升泵，使整个设施的有效埋深抬高，节约土建费用。

功能：

集水池收集污水，提升泵将污水从集水池提升至污水处理系统，满足整个污水处理工程竖向水力流程的需求

泵设计高峰流量：

40m3/h

集水时间：

23min

有效容积：

15m3

结构型式：

钢砼结构

污水泵选型：

选用潜污泵2台（1用1备），单泵基本参数:

Q=40m3/h,扬程H=8m,功率N=2.2kW。

材质为铸铁

Ø配套设备：

潜污泵2台，型号：

100WQ40-8-2.2。

流量Q=40m3/h，扬程H=8m，功率N=2.2kW。

Ø构、建筑物：

集水池为地下部分。

集水池尺寸为：

L3.5m×W3.0m×H6.5m（覆土0.5m），有效水深1.5m。

结构：

钢砼

3.2调节池

由于来自各时的水质、水量均不一样，因此为使污水处理系统连续稳定地运行，并且可调节污水的浓度，所以设计一调节池。

该调节池的有效容积一般宜取6~12小时的设计水量，并设预曝气系统。

内置潜污泵，以保证一定的额定流量提升至污水处理设备。

潜污泵选用WQ系列污水泵。

具有无堵塞、使用寿命长、能耗低等特点。

功能：

调节水质和水量，使后续系统稳定运行

设计流量：

16.7m3/h

停留时间:

10h

有效容积：

176.4m3

总容积

200m3

结构型式：

钢砼结构

污水泵选型：

选用具有高效的潜污泵2台（1用1备），单泵基本参数:

Q=20m3/h,扬程H=7m,功率N=0.75kW。

曝气搅拌量：

1.0m3/min/100m3池容

鼓风机选型：

风量1.77m3/min，风压5.0mH2O

Ø配套设备：

潜污泵2台，型号：

WQ20-7-0.75材质铸铁

流量Q=20m3/h，扬程H=7m，功率N=0.75kW。

Ø构、建筑物：

调节池为地下部分。

调节池尺寸为L14.0m×W3.5m×H4.6m（覆土0.5m），有效水深3.6m。

3.3厌氧池

1）主构筑物参数

设计流量：

400m3/d；

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

L9.0m×W9.0m×H4.6m（覆土0.5m）；

停留时间：

17.1h；

有效水深：

3.6m；

总深：

4.1m；

有效容积：

324m3；

总容积：

285m3；

2）材料与设备

A、BFBE生物载体

数量：

1620条；

尺寸：

L×B=2.0×0.5（m）；

B、污泥泵

流量：

5.0m3/h；

扬程：

10m；

功率：

0.55kw；

数量：

2台；

3.4接触氧化池

1）主构筑物参数

一级接触氧化池：

设计流量：

400m3/d；

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

L9.0m×W6.0m×H4.6m（覆土0.5m）；

停留时间：

10.7h；

有效水深：

3.3m；

总深：

4.1m；

有效容积：

178m3；

总容积：

221m3；

二级接触氧化池：

设计流量：

400m3/d；

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

L9.0m×W5.5m×H4.6m（覆土0.5m）；

停留时间：

8.91h；

有效水深：

3.0m；

总深：

4.1m；

有效容积：

148.5m3；

总容积：

203.0m3；

2）材料与设备

A、BFBE生物载体

数量：

2070条；

尺寸：

L×B=2.5×0.5（m）；

B、盘式曝气器

数量：

300个；

规格型号：

Φ260mm

材质形式：

EPDM；

服务面积：

0.4~0.8m2/个

C、鼓风机

数量：

3台（两用一备）；

材质：

碳钢；

风压：

0.5kgf/cm2；

供气量：

2.52m³/min；

功率：

4.0Kw；

D、混合液回流泵

数量：

2台，一用一备

流量：

20m3/h；

扬程：

7m；

功率：

0.75kw；

材质：

铸铁；

3.5沉淀池

1）主构筑物参数

设计流量：

400m3/d；

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

L5.0m×W5.0m×H8.40m（覆土0.5m）；

停留时间：

3.14h；

沉淀有效水深：

2.1m；

总深：

8.4m；

沉淀容积：

52.5m3；

总容积：

129.2m3；

2）材料与设备

A、中心筒一套：

φ=500mm,碳钢防腐；

B、混合液回流泵

数量：

2台；

流量：

15m3/h；

扬程：

15m；

功率：

2.2kw；

材质：

铸铁；

沉池内设置三角出水堰一组，碳钢环氧煤沥青涂料防腐。

3.6中间水池

1）主构筑物参数

设计流量：

400m3/d；

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

L5.0m×W1.6m×H4.0m（覆土0.5m）；

停留时间：

32min；

有效水深：

1.5m；

总深：

4.0m；

有效容积：

12.0m3；

总容积：

28.0m3；

2）配套设备：

潜污泵2台，一用一备。

型号：

WQ20-7-0.75材质铸铁

流量Q=20m3/h，扬程H=7m，功率N=0.75kW。

3.7人工湿地

1）主构筑物参数

设计流量：

400m3/d；

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

25.0mL×14.8mW×1.5mH；

停留时间：

26.6h；

有效水深：

1.2m；

总深：

1.5m；

有效容积：

444m3；

总容积：

555m3；

2）材料与设备

A、填料包：

数量：

9665包；

尺寸：

L×B×H=580×330×150（mm）；

B、土工膜：

数量：

450m2；

材质：

HDPE；

3.8污泥池

1）主构筑物参数

数量：

1座；

结构：

地下钢砼

结构尺寸：

L5.0m×W2.0m×H8.40m（覆土0.5m）；

有效水深：

4.6m；

总深：

8.40m；

有效容积：

46m3；

总容积：

79m3；

2）材料与设备

A、污泥泵

流量：

5.0m3/h；

扬程：

10m；

功率：

0.55kw；

数量：

2台；

第4章二次污染防治

4.1臭气的防治

本项目污水处理过程中可能会散发的臭气源主要在格栅井设备口，工程设计中采用通过利用格栅井设备口作为鼓风机进风口，使设备口形成负压，不扩散臭气，各水池的鼓风排气集中排至废气除臭设备，通过废气除臭设备处理后排放，根据以往工程的经验，基本也不会对小区环境产生影响。

4.2废渣的处理

栅渣经沥水后和小区生活垃圾一起由环卫部门处置，生化处理的剩余污泥经消化后，定期清理外运做农肥（一般一年清除2次），不会造成对环境的二次污染。

4.3噪声的防治

整个污水处理站中主要的噪声源为鼓风机，设计采用鼓风机本身采用低噪音风机，同时鼓风机在设置进口消声、出口消声器、隔震垫、柔性接头外，还用隔声罩密闭，通过这一系列措施的采用，污水处理站的运行噪声能满足环评的要求。

第5章电器与控制

5.1概述

为了保证污水处理站生产的稳定的效率，减轻劳动强度，改善工作环境，同时为了实现污水处理现代化生产管理，因此在本工程的自控仪表设计中，充分考虑到污水站工艺的特点，选用质量可靠的先进可编程序控制系统，以保障检测数据的准确和控制的及时有效。

本工程拟采用PLC控制系统，对污水处理站的工艺过程进行自动控制、集中管理。

PLC控制系统由可编程序逻辑控制器（PLC）及检测仪表组成。

拟在配电间内设PLC控制系统。

5.2PLC控制操作设计

整个处理系统控制采用PLC程序控制器作为中央控制器，以控制正常处理水量的工作程序。

程序主要控制调节池、厌氧池、中间水池的污水提升泵；生化设备曝气、调节池和污泥池搅拌时的三台鼓风机的相互切换工作；沉淀池的污泥回流泵及定期排泥等。

5.2.1污水提升泵及生化设备进水

污水泵采用抗堵塞、撕裂型潜污泵。

选用的泵要求排泥能力强、无堵塞，能有效通过直径30mm固体颗粒。

调节池污水提升泵采用两台，分工作泵和备用泵；污水提升泵的启动受调节池浮球液位控制器控制，高水位开泵，低水位停泵。

浮球开关由全密封的玻璃结构的水银开关构成，外部的泡沫塑料作载体，浮球液位控制器根据调节池液位分设两只。

当浮球液位控制器及污水提升泵出现故障而导致系统无法出水时，调节池的污水由超水位警戒排放口直接排入市政管网，待故障排除后由人工复原至自动运行状态。

污水经潜污泵提升后进入生化设备。

系统设备进入正常处理进水状态。

5.2.2鼓风机

本工程所选用的鼓风机，其噪声小，使用寿命长。

污水处理系统中采用三台风机，功率为4kw，正常处理水量状态为两用一备，并且在4.0小时内自动交替使用，系统设备进入正常处理曝气状态。

当污水调节池内的水位处于低液位时，风机能自动进入睡眠状态：

即开机10min，停机30min。

这样即保证了污水中的溶解氧的含量，又可节约部分电能耗。

第6章各单元设施处理效果分析表

本工艺各单元设施处理效果见表6-1。

表6-1各单元处理效果表

处理单元

项目

CODCr

BOD5

NH3-N

格栅

进水（mg/L）

500

150

200

出水（mg/L）

500

150

160

去除率%

调节池

进水（mg/L）

500

150

160

出水（mg/L）

382

112.5

120

28.5

去除率%

23.6

厌氧池

进水（mg/L）

382

112.5

120

28.5

出水（mg/L）

286.5

84.375

24.225

去除率%

接触氧化池

进水（mg/L）

286.5

84.375

24.225

出水（mg/L）

114.6

33.75

33.6

9.69

1.2

去除率%

二沉池

进水（mg/L）

114.6

33.75

33.6

9.69

1.2

出水（mg/L）

91.68

23.625

13.44

6.783

0.84

去除率%

人工湿地

进水（mg/L）

91.68

23.625

13.44

6.783

0.84

出水（mg/L）

45.84

9.45

5.38

3.39

0.42

去除率%

出水标准

5（8）

0.5

第7章工程投资概算

7.1估算范围

本估算范围为业主规定的范围内。

7.2投资估算表

表7-1投资估算表

序号

名称

规格和型号

数量

单价

总价

备注

万元

（一）土

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