印刷城污水处理项目.docx
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印刷城污水处理项目
印刷城污水处理项目
150t/d生活污水
技
术
方
案
二〇一四年三月
1工程概况
1.1项目名称
印刷城150t/d厂区生活污水处理工程。
1.2项目背景及工程范围
1.2.1项目背景
印刷城是建筑面积达14万平米，建筑总投资3亿元的项目。
2011年8月5日，印刷业期盼许久的顶佳印刷城奠基仪式所在地隆重举行。
现今，此项目的一期工程已经完成。
一期工程包括生产车间和可容纳600多人的员工宿舍。
随着工厂的开工和员工的入住，需对厂区员工日常生活所产生的污水进行处理,避免污水对环境造成危害。
二〇一四年三月，我公司受业主委托，对其厂区污水进行处理。
1.2.2工程设计范围
1）从污水处理格栅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）污水处理设备的施工、安装、调试等工作，不含土建工程。
4）污水工程的动力配线，由业主将主电引至污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责。
5）不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。
1.3承接工程单位简介
有限公司，是致力于生活污水处理、中水回用、工业废水治理、河湖水系污染及修复等的污水处理专业公司。
公司提供技术研发，技术推广、方案设计、工程总承包等服务。
此次承接业主委托，对印刷城厂区生活污水进行处理，使其能够达标排放，尽量减少污水对环境和人体的危害。
1.4设计原则
（1）符合国家、地方的法律、法规和有关文件的各项规定，确保污水处理系统安全可靠，无二次污染；
（2）采用先进和实用的工艺方法，以达到工程建设投资省、占地少及出水达标的目的；
（3）采取切实可行的技术手段，提高装备质量，提高自动化控制及管理水平，以保证污水处理工程运行可靠、经济合理；
（4）在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省投资；
（5）严格执行国家有关工程建设规范，使构（建）筑物达到适用、经济、安全的目标。
1.5设计目的
根据生活污水特性，对处理工艺、设备选型等进行多方面比较，确定适宜的处理工程构筑物布置，采用技术先进、处理效果好、运行稳定、投资省、运行成本低的工艺，使工程获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。
1.6编制依据和主要设计规范
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
《室外排水设计规范》GB50014-2006
《给水排水工程结构设计规范》GBJ68-84
《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》GB50032-91
《北京市水污染物综合排放标准》DB11-307-2013
《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
《供配电系统设计规范》GB50052-95
《低压配电设计规范》GB50054-95
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《电力装置的继电保护和自动装置规范》GB50062-92
其他国家和地方的有关标准和规范
1.7主要政策法规
《中华人民共和国环境保护法》1989年2月
《中华人民共和国水污染防治法》1984年11月
《中华人民共和国水污染防治法实施细则》2000年3月
《建设项目环境保护管理办法》1996年3月
《建设工程环境保护设计规范》1987年3月
《污水处理设施环境保护、监督管理办法》1989年5月
《饮用水源保护区污染防治管理规定》1989年11月
《污染物排放许可证管理暂行办法》1989年5月
2工艺说明
2.1水况简介
厂区的生活污水主要来自洗手间和洗浴间排放的水，水中人体代谢物较多，与生产污水相比，水中有机物和氨氮含量增加，细菌成分复杂，气味难闻，但与居民生活区的污水比较，其水中成份相对固定，水质也相对较好。
2.2设计规模
根据业主提供的资料可知：
该工程每天处理生活污水水量150m³，每天运行周期设计为20小时，即设计小时处理量为7.5m³/h。
2.3设计进水水质
污水主要污染物有BOD5、CODcr、SS、氨氮等。
本项目的污水水质见下表。
序号
污染物质
污水原水水质
单位
1
PH
6~9
-
2
SS
220
mg/L
3
CODcr
400
mg/L
4
BOD5
200
mg/L
5
NH3—N
40
mg/L
2.4排放标准
经处理要求出水水质达到《北京市水污染物排放标准》（DB11/307-2013）表1排入地表水体的水污染物排放限值B排放限值的要求，出水水质见下表。
序号
污染物质
污水原水水质
单位
1
PH
6~9
-
2
SS
10
mg/L
3
CODcr
30
mg/L
4
BOD5
6
mg/L
5
NH3—N
1.5（2.5）
mg/L
2.5工艺选择原则
1、经济与效益原则
2、结合当地和贵司的环境要求，按照全面规划原则，解决贵司污水排放对水体环境造成的污染，达到既保护环境、又最大程度发挥工程效益的目的。
3、采用先进成熟可靠、节省投资的技术原则。
4、采用高效节能、易于管理、技术先进、稳妥可靠的处理工艺，确保废水回用效果。
处理设施具有适当的安全系数，各工艺参数的选择要略有富余。
5、建筑布局实用美观的原则
6、水处理构筑物设备布局首考虑的是其实用性，但随着审美观的不断发展，水处理构筑物的布局和外形也要有一定的美观性，即要和当地环境和建筑相协调，又要独树一帜，别具一格。
7、节约运行费用原则
8、水处理工程除了一次性投资外，建成后运行费用也要有一定的投资。
运行费用主要包括能源消耗、药品消耗、设备损耗和维修费用。
为了降低运行费用，我们在设计时，结合工程使用情况，选择一些性能好、能耗低、使用寿命长的设备，在工艺条件许可和确保出水水质的情况下，尽量减少药品的投加，尽量采用动力少的工艺。
9、在设计中优先采用国内成熟、高效率、低能耗、运行可靠的设备，部分关键设备，国内产品无法替代的可考虑从国外引进，以延长整个处理系统的使用寿命。
10、自动控制原则
11、为了减轻操作人员的劳动强度，最大限度地减少人为因素的影响，在设计过程中针对工艺的需要配置自动控制系统，以提升操作条件和管理水平。
2.6工艺流程图
2.7工艺流程简介
污水首先通过格栅，去除漂浮物和部分CODcr等污染物，栅渣由人工收集。
格栅后跌落调节区调节水质水量后提升进入缺氧池。
缺氧生物对难降解的有机物进行预处理，将大分子、难于生物降解物质转化为易于生物降解的小分子物质，池内置填料用以增大微生物的菌群密度，提高池内有机物降解的速率。
缺氧池不仅具有一定的有机物去除功能，还能减轻后续好氧池的有机负荷。
出水继续进入到好氧池进行生化部分，通过附着在池内填料上的好氧微生物的新陈代谢，污水中的污染物转化为微生物细胞成分，有效地去除水中COD、BOD、SS等。
然后出水进入斜板沉淀区后与水分离，从而使污水得到净化。
接着过滤，采用多介质过滤器进行过滤。
生化反应产生的少量污泥贮存在污泥区，定期外排。
2.8主要构筑物及设备设计参数
为了美观，并减小占地面积，本项目工程建于地面以下。
2.8.1提篮格栅
1）主要功能：
格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。
2）主要设备：
格栅：
该项目选用提篮格栅1套，材质为不锈钢，
格栅尺寸：
700x700mm
栅条间隙：
8mm
2.8.2调节池
由于生活污水排水水量不稳定，包括洗手间和洗浴间排放的水，早中晚为用水高峰期，因此需要设置调节池进行污水水质、水量的调节。
1）主要功能
①提供对污水处理负荷的缓冲能力，防止处理系统负荷的急剧变化；
②减少进入处理系统污水流量的波动，使处理污水时所用化学品的加料速率稳定，适合加料设备的能力；
③在控制污水的pH值、稳定水质方面，可利用不同污水自身的中和能力，减少中和作用中化学品的消耗量；
④防止高浓度的有毒物质直接进入生物化学处理系统；
⑤当工厂或其他系统暂时停止排放污水时，仍能对处理系统继续输入污水，保证系统的正常运行。
2）性能参数
外形尺寸5.0×2.8×4.8m
有效水深h=3.0m
停留时间约t=5.6h
有效容积v=42m³
3）主要设备
污水提升泵：
潜水泵2台，一用一备。
选型参数50QW10-10-0.75；
液位计：
1个。
2.8.3缺氧池
在此单元菌体主要进行反硝化反应，将硝态氮转化为氮气释放到大气中。
缺氧池溶解氧浓度＜0.5mg/L，在整个工艺中的作用是：
有效降解出水总氮数值。
缺氧反应是兼性菌参与的生化反应，兼性菌是可以在好氧也可以在厌氧的情况下反应，要求系统的溶解氧在0.5mg/L以下，对温度和pH的要求也没有厌氧反应严格以DO区分，一般小于0.2mg/L就称为厌氧段，大于0.2mg/L小于0.5mg/L称为缺氧段。
厌氧段释磷，缺氧段反硝化脱氮。
缺氧放磷，好氧吸磷，吸磷总量会远远大于放磷，把磷由液相转移到污泥，从水体移除。
缺氧池，是相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。
缺氧池设计
构筑物尺寸4.0×2.0×4.8m
有效水深h=3.8m
停留时间约为t=4.05h
有效容积v=30.4m³
池内设置半软性填料27m³；布水系统1套，材质UPVC。
2.8.4好氧池
1）主要功能
接触氧化池是一种生物挂膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置，通过提供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。
接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。
经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料，生满生物膜的填料表面经过与充氧的污水充分接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使污水得到进化。
废水中的有机物在化粪池内，通过厌氧菌的作用，将大部分有机物分解为无机小分子物质，达到去除有机物的目的，并为进一步处理提供条件。
曝气条件下，在好氧活性污泥的作用下废水中的有机物被好氧活性污泥分解消耗，达到去除水中COD的目的，使处理废水能够达标排放，好氧池出水达到泥水分离的目的。
2）工艺特点
由于大量微生物被固定在填料层表面，形成高浓度的污泥床，俗称生物膜，它具有较强的耐负荷冲击。
此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥，因而不会产生污泥膨胀，这也是此法的一大特点。
此阶段产关键在于填料层的生物培养与落床，只要运行初期将此项工作做好，运行期间基本不用过问其他问题。
由于填料骨架替代了活性污泥法中的悬浮性作用，因面不需污泥回流，此举大降低了运行管理程序。
3）性能参数
外形尺寸5.0×3.0×4.8m
有效水深h=3.6m
停留时间约t=7.2h
有效容积v=54.0m³
4）主要设备
组合填料：
48m3
填料支架：
1套，材质为碳钢防腐
曝气系统一套，材质为UPVC。
曝气量为12:
1，则气量为12×7.5m3/h=90m3/h=1.5m3/min
内设循环泵1台，选型50QW15-15-1.5。
2.8.5斜板沉淀池
1）主要功能
沉淀采用斜板法，斜板是指在沉淀区内设有斜管。
在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。
根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和逆向流三种不同分离方式。
每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。
其优点是：
①利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；
②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；
③增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
④是一种新型高效沉淀设备。
并已定型用于生产实践。
该工艺具有去除率高，停留时间短，占地面积小等优点。
2）性能参数
外形尺寸4.0×2.5×4.8m
有效水深h=3.4m
停留时间约为t=4.5h
有效容积v=34.0m³
3）主要设备
内设六角蜂窝斜管填料。
斜板填料：
30m3
斜板支架：
1套，材质为不锈钢
内设污泥提升泵1台，型号参数为50QW10-10-0.75
2.8.6中间水池
斜管沉淀池内的上清液自流进入中间水池，储蓄后通过提升泵进入多介质过滤器。
性能参数：
外形尺寸3.5m×3.0m×4.8m
有效水深h=3.2m
停留时间约为t=4.48h
有效容积v=33.6m³
池内设置污水提升泵2台，选型50WQ15-15-1.5，一备一用。
2.8.7多介质过滤器
多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。
多介质过滤器（又称机械过滤器）是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，一个典型的多介质过滤器。
床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的低部。
其原理为按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。
从而使水质达到粗过滤后的标准。
设备是压力式的，其原理是当原水自上而下通过滤料时，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来；当水流进滤层中间时，由于滤料层中的砂粒排列的更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附，水中杂质截留在滤料层中，从而得到澄清的水质。
经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。
流量：
7.5m³/h
材质：
玻璃钢
过滤面积：
0.75㎡
工作温度：
4-50℃
外形尺寸：
D1000x2200mm
2.8.8清水池
1）主要功能
主要作用为存储多介质过滤器处理后的清水，以备后续循环使用，池内清水通过提升泵排至外界。
2）性能参数：
外形尺寸3.5×3.0×4.8m
有效水深h=3.0m
停留时间约为t=4.2h
有效容积v=31.5m³
3）主要设备
池内设置污水提升泵2台，选型50WQ15-15-1.5，一备一用。
池内设置反洗泵1台，选型50WQ20-15-1.5。
2.8.9污泥池
1）主要功能：
污泥池中储存的污泥一部分是经斜管沉淀池沉淀下来的污泥，另一部分是来自接好氧池中定期更换所抽出的污泥。
污泥池中的上清液回流至调节池，剩余污泥定期外排。
2）性能参数：
外形尺寸4.0×2.5×4.8m
有效水深h=3.4m
停留时间约为t=4.5h
有效容积v=34.0m³
3）主要设备：
池内设置污泥泵1台，选型：
50QW10-10-0.75
2.8.10曝气系统
该工程选用罗茨鼓风机，空气用点为调节池、好氧池。
所需风量计算：
调节池：
Q=1.125m3/min；
好氧池：
Q=1.5m3/min；
总气量：
Q=1.125m3/min+1.5m3/min=2.625m3/min；
选型：
罗茨鼓风机，型号：
RSR-80，Q=3.30m3/min，P=0.40MPa，4.0KW，2台，一用一备。
2.9工艺构筑物平面、高程设计布置
2.9.1概述
污水处理站总地下构筑物占地面积100.75平方米。
2.9.2总平面布置原则
1）满足生产工艺流程要求，做到生产工艺流程合理，管线顺畅、短捷，减少迂回和折返，尽量降低能耗，减少投资；
2）贯彻一次规划，做到整体布局合理，贯彻布置紧凑，投资节省、用地节约的方针；3）符合消防、环保、安全、卫生等规范的要求，保证生产安全；
4）合理组织人流与货流路线，减少人流与货流交叉干扰；
5）满足施工、安装与维修对场地及空间的作业要求。
2.9.3高程布置
本工程所有污水处理设施均建于地下，以避免污水处理过程中逸散异味气体及风机噪声产生二次污染。
处理构筑物上是不设外围护结构，但设置明确标识，禁止大型承重车辆进入。
2.9.4结构设计
设计原则：
1）结构设计应满足工艺设计要求，遵循结构坚固、耐久、受力合理、施工方便、造价适当为原则进行。
2）结构设计应根据所处位置的工程地质条件、水文地质条件、周围环境条件及构筑物大小、埋深，选择适当的结构形式和施工方法。
3）结构设计应遵循有关设计规范和设计标准，按照结构实际受荷过程，分施工阶段、使用阶段最不利荷载组合对结构进行承载力极限状态和正常使用极限状态的承载力、稳定、变形、抗裂及裂缝宽度等方面的计算和验算。
构筑物应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝允许开展宽度的要求。
3污水处理配套系统
由于厂区生活污水属间隔和间断性波动排水，对于系统运行来说，通过污水提升泵供水，属衡流运行。
1）采用PLC程序控制系统，达到整个工艺流程完全自动化和系统稳定工作的要求，确保出水达标排放。
2）处理工艺主要机泵均交替使用，互用互备，以达到正常运行目的。
3）各类电器设备的启动、关闭和切换均由自动程序实行联动，同时在控制柜的面板上设有自动、手动转换开关，必要时可切换成手动控制。
4）各类电器设备均设置电路短路和过载体装置，同时设置指示灯，显示各电器设备的工作状态。
5）另外在运行管理中，对相关动力设备的故障显示，运行状态显示在自动控制系统中一应俱全，方便管理和维修。
4节能环保
4.1节能措施
本装置工艺设计中，始终贯穿以节能为中心的原则，采取了多项节能措施。
1）功率较大的水泵等采用变频控制。
2）充分利用各工艺各构筑物之间的高程差，最大限度减少中间提升。
3）设备及管道布置尽量紧凑合理、选用优质的绝热材料，减少压力损失。
4.2环保措施
本项目为效益型环保工程，在项目研究中对“三废”的产生和处理均有相应措施，工艺选型均以无污染工艺为主，一切从环境保护角度考虑问题。
1）废水污染及治理措施：
本项目废水总量较少，废水经过一系列处理均已达到排放标准。
2）废气污染及治理措施：
本项目无废气产生。
3）噪声污染及治理措施：
本项目噪声主要来自水泵和搅拌机、风机，设计中严格执行《工业企业噪声控制设计规范》，选用低转速、低噪声设备，对噪声较大的电机考虑加隔声罩等措施。
4）固废污染及治理措施：
本项目的固废主要来沉淀池的污泥，经污泥提升泵提升至外界，外运清理。
4.3工艺三废处理
序号
种类
排放点
处理去向
1
废水
清水池
外界
2
噪声
机泵噪声
符合国家标准
3
污泥
污泥池
定期外运清理
5职业安全卫生
设计过程中坚持“安全第一，预防为主”的方针，贯彻“生产必须安全，安全为了生产”的设计思想，对生产中易燃、易爆、有毒、有害物质设置必要的防范措施，并实施有效控制，防止和减少事故的发生。
设计中严格执行国家、地方及行业主管所颁布的安全卫生设计标准及规范。
5.1职业危险因素分析
5.1.1火灾、爆炸危险因素分析
本装置的原料为生产废水，均为不可燃物质，火灾危险性较小，根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006），装置的火灾危险性按戊类考虑。
5.1.2噪声危害因素分析
本装置的噪声主要来源于泵类和风机，噪声对人体危害最直接的是对听力的损伤。
长期暴露在噪声环境中的工人，由于不断受到噪声刺激，导致听力减退，耳感受器发生器质性病变，造成永久性耳聋，临床上称为噪声性耳聋。
此外，噪声通过听觉器官作用于大脑中枢神经系统，还可引起神经衰弱、心血管系统及消化系统患病。
5.2主要防范措施
5.2.1防火、防爆安全措施
具有危险性的设备、管道，在满足生产要求的条件下，按生产特点，集中联合布置。
装置内的设备、管道、建构筑物之间的防火间距符合规范规定。
设置良好的通风设施，保证作业场所中的危险物质的浓度不超过有关规定，并设置必要的检测和自动报警装置。
5.2.2噪声防范措施
从声源上根治噪声：
设计选用低噪声的设备，对噪声超标的设备设置消声器；某些强噪声的场所设隔声工作间。
从噪声传播途径上采取控制措施：
利用声波随距离衰减的原理，实行“闹静分开”的设计原则，将噪声源集中布置；利用噪声的指向性，合理布置声源或建筑物；根据不同的用途，合理布置建筑物的各种房间布局；通过绿化降噪。
在噪声接受点进行防护：
对出入高噪声区的人员必须配带耳塞或耳罩等防护用品。
5.2.3其他防范措施
所有金属设备、管道设置静电接地，保证设备及设备内部件没有与地相绝缘的金属体。
对可能产生静电危害的工作场所，配置个人防静电防护用品。
正常不带电而事故时可能带电的配电装置及电气设备外露可导电部分，均按规定设置可靠接地装置。
在须采用安全电压的场所，均按规定采用安全电压。
6投资估算
6.1建（构）筑物一览表及设备清单
6.1.1主要构筑物
序号
名称
尺寸
结构
数量
1
调节池
5000×4000×4800mm
钢砼
1座
2
缺氧池
4000×2000×4800mm
钢砼
1座
3
好氧池
5000×3000×4800mm
钢砼
1座
4
斜板沉淀池
4000×2500×4800mm
钢砼
1座
5
中间水池
3500×3000×4800mm
钢砼
1座
6
清水池
3500×3000×4800mm
钢砼
1座
7
污泥池
4000×2250×4800mm
钢砼
1座
6.1.2设备清单
序号
设备名称
性能参数及型号
数量
备注
1
提篮格栅
不锈钢，8mm
1台
2
污水提升泵
50QW10-10-0.75
2台
一用一备
3
提升泵耦合器
DN50
5套
4
调节池曝气系统
UPVC
1套
现场制作
5
液位计
投入式
3个
6
缺氧池填料
半软性填料
27m3
7
填料支架
角钢&圆钢防腐
1套
现场制作
8
布水系统
UPVC
1套
现场制作
9
好氧池填料
组合式填料
48m3
10
填料支架
角钢&圆钢防腐
1套
现场制作
11
曝气机系统
UPVC
1套
现场制作
12
好氧内循环泵
50QW15-15-1.5
1台
13
斜板沉淀池填料
六角形蜂窝填料
34m3
14
斜板填料支架
角钢&圆钢防腐
1套
现场制作
15
中间水池提升泵
50QW20-22-3.0
2台
一用一备
16
沉淀池污泥泵
50QW10-10-0.75
1台
17
清水池提升泵
50QW15-15-1.5
2台
一用一备
18
多介质过滤器
D1000×2200mm
1套
含滤料
19
污泥池提升泵
50QW15-15-1.5
2台
一用一备
20
反洗泵
50QW20-15-1.5
1台
21
罗茨鼓风机
RSR-80,4.0kw
2台
一用一备
22
自控系统
PLC程序控制
1套
23
PAM加药箱
加药泵，搅拌器
1套
500L桶
24
管道阀门
1批
25
电线电缆
1套
6.2资金估算
序号
项目
金额（RMB元）
备注
1
设备费用
2
安装费
（1）项*8%
3
系统调试费
（1）项*5%
4
设计费
（1）项*2%
5
升级会员 