金坛第3章 污水处理厂工程设计.docx
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金坛第3章污水处理厂工程设计
第3章污水处理厂工程设计
3.1设计水量及水质
3.1.1服务范围
根据可研报告（报批稿）结论，金坛市第二污水处理厂的服务范围为金城镇东环二路以东市区范围区域，包括金坛市经济开发区（含尧塘镇工业园区、金东工业园区）和金城镇部分区域。
东至省道203，南至站前路，西至金湖路和丹金溧漕河，北至开发区行政界线）总面积约为70.9km2。
远期服务人口约25万人。
3.1.2设计水量
根据《金坛市第二污水处理厂扩建工程可行性研究报告（报批稿）》结论，金坛市第二污水处理厂扩建工程设计水量：
扩建工程总规模4.0万m3/d
近期扩建规模2.0万m3/d
总变化系数1.4
近期、扩建工程高峰设计流量1167m3/h（0.324m3/s）
3.1.3设计进水水质
金坛市第二污水处理厂扩建工程设计进水水质为：
BOD5≤200mg/L
CODCR≤500mg/L
SS≤250mg/L
NH3-N≤35mg/L
TN≤45mg/L
TP≤3mg/L
3.1.3设计出水水质
金坛市第二污水处理厂扩建工程设计出水水质需达到《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标和《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准，其主要出水水质如下：
BOD5≤10mg/L
CODCR≤50mg/L
SS≤10mg/L
NH3-N≤5mg/L
TN≤15mg/L
TP≤0.5mg/L
PH6~9
粪大肠菌群数≤3个/L
3.2总体设计
3.2.1污水厂厂址
金坛市第二污水处理厂位于汇贤北路与良常公路交汇处以北100m，尧塘河以南。
金坛市第二污水处理厂总占地145亩，厂区扩建用地位于现状处理设施的西侧。
该处作为污水处理厂厂址，具有如下优点：
（1）依托已建设施，扩建工程总投资较小
（2）紧靠现有公路，交通运输、供水、供电较方便
（3）距离居民区有一定的防护距离
3.2.2工艺流程
根据可研报告（报批稿）结论，污水处理工艺流程分为预处理、生化处理和深度处理。
其中预处理工艺推荐采用停留时间（5min）较长的曝气沉砂池工艺，另外在第二污水处理厂的服务范围主要是金坛市开发区，工业废水比例较高、水质变化幅度大，对污水处理工艺带来较大的冲击负荷，而且在污水厂升级改造及扩建工程时，已将SBR池改造为调节池，降低了水质变化对污水处理系统的影响。
所以本期扩建时，沉砂池的出水进入调节池进行水质调节后，进入后续生化处理工艺；生化处理工艺采用活性砂滤池过滤工艺。
可研报告（报批稿）中推荐采用二氧化氯消毒，设计时，由于现状加氯间与接触池较远，所以对于二氧化氯油价系统的稳定运行要求较高，且二氧化氯消毒存在一定的安全隐患，所以初设阶段推荐采用稳定性好、安全且投加方便的次氯酸钠消毒，可有效地利用现状的部分设备，降低投资。
污泥最终的处置方式为制作建材，根据可研报告（报批稿）结论利用现有污泥处理系统，延长脱水机的运行时间。
除臭工艺根据可研报告结论采用生物土壤法。
具体工艺流程见下图
3.2.3污水出路
根据可研报告结论，扩建工程污水处理达标后全部利用于工业企业用水，城市杂用水、景观环境用水及污水厂厂区杂用水等，所以不需要向水体排放。
3.2.4与污水厂现状的衔接
（1）污水厂部分建筑物按8.0万m3/d总规模设计，本着方便统一管理，节约占地，节省投资的原则，利用现有的配水井、调节池、加氯间、浓缩池、储泥池、脱水机房和综合楼，虽然进水泵房与鼓风机房按4.0万m3/d总规模设计，但是通过现场踏勘，可以满足8.0万m3/d规模的设备设置要求，以上建筑物不再新建；
（2）扩建工程的自控与监测系统与现有中央控制室连接，实现统一控制欲监测；
（3）全厂采用高供高计，集中计量。
3.2.5总平面布置
金坛市第二污水处理厂扩建工程位于现状厂区的西侧，工艺单体按照4.0万m3/d规模布置，按2.0万m3/d规模实施。
在厂区200米范围内有居民区，所以根据《金坛市第二污水处理厂扩建工程环境影响评价报告》结论的要求，从距离用地红线130米开始布置工艺单体。
另外，现状扩建用地上有一条污水管线穿过，经与建设单位协商，将该管线迁移至厂区的最西侧。
粗格栅及提升泵房、鼓风机房、浓缩池、储泥池、脱水机房、变电所与综合楼不再新建。
其余新建工艺单体均在扩建用地内布置。
为了工艺流程的顺畅，扩建工程工艺单体从南向北依次为污水预处理区（细格栅及曝气沉砂池）、二级处理区（生化反应池、二沉池和污泥回流泵房）和深度处理区（活性砂滤池、加药间、接触池）。
现状粗格栅及提升泵房位于厂区东南侧，与居民区距离大于200m，能够满足环评提出的卫生防护距离要求；现状鼓风机房、浓缩池、储泥池和脱水机房位于厂区东北侧，远离厂内管理区，减少臭味和噪声对周边环境影响。
由于本期工程出水全部再生利用于开发区工业企业，污水厂内自用，市政杂用水及景观环境用水，在厂区西北角建设再生水泵房。
污水厂平面布置图见附图。
3.2.6高程布置
厂内各个构、建筑物高程布置的原则是污水经过一次提升后，通过重力流经各个处理构筑物，最终实现达标排放。
整个高程设计要满足工艺要求的基础上，本着水、泥、气路各线简洁畅通、节约能源、经济可行原则进行布置。
金坛市第二污水处理厂现状厂区设计地面为5.15m，扩建工程现状地坪为2.22~5.16m，为了与一二期工程衔接，本次扩建工程的厂区地坪标高取5.15m；经过全工艺流程处理后的出水全部再生利用。
污水处理厂内各个处理构筑物之间连接采用管道，用闸门启闭调控，以减少水头损失。
各个处理构筑物之间的间距布置考虑便于施工及维修管理。
各个水池均设有放空管道，必要时可排空清洗。
3.2.7厂内公共工程设计
（1）厂区道路布置
污水厂厂区路网按功能区划分和构、建筑物使用要求，连成环，满足消防及运输要求。
污水厂厂区一般道路路幅采用4.0m，转弯半径≥6m。
道路与构筑物之间便道采用2.0m。
厂区道路采用混凝土路面结构。
（2）厂区给水工程
污水厂用水包括以下几个方面
①生活用水
②生产用水（包括混凝剂、助凝剂稀释用水、脱水设备冲洗等）
③道路、构筑物冲洗用水
④绿化用水
⑤消防用水等
从现状厂内给水管网中接入一根DN100给水管，供扩建工程消防，生活及部分生产用水。
消防管路成环布置，消火栓设置间距小于120m，消火栓保护距离大于100m。
生产用水中的混凝剂、助凝剂稀释用水采用自来水（若采用回用水会降低药剂有效成分），脱水设备冲洗、道路、构筑物冲洗用水、绿化用水等采用再生水。
（3）厂区排水工程
厂区排水按照雨污分流设计。
生产、生活污水经过厂内污水管道收集后排入粗格栅前的进水井，与城市污水一并处理。
厂内雨水经雨水管道收集后，送至厂区北侧的塘内。
（4）供电
污水处理厂的电源来自城市10KV供电网，确保污水处理厂的正常运行。
（5）管理、控制
扩建工程不需要新建综合楼，通过现有管理平台和机构统一运行管理，扩建工程的自控与监测系统与现有中央控制室相连，实现统一控制与监测。
3.3污水、污泥处理建（构）建筑物工艺设计
3.3.1粗格栅进水泵房
利用现状粗格栅间和进水泵房。
扩建时，对进水泵房内设备进行更换，对现有管道进行改造。
现状进水泵房内潜污泵按照4万m3/d进行布置，设备参数：
Q=625m3/h，H=13m，N=34kw，5台。
本期扩建时，将其中4台潜污泵进行更换，远期扩建时，再更换1台。
（1）设计参数
本期设计流量Q=3500m3/h（Kz=1.4）
（2）主要设备性能
A．水泵
启动方式：
自灌式
设备数量：
4台潜污泵
性能参数：
Q=1200m3/h，H=13m，N=90kw
设备运行：
扩建时，安装4台水泵，其中2台向一期沉砂池供水，1台向本期扩建工程曝气沉砂池供水，1台共同备用，远期再更换1台，4台水泵均变频。
水泵安装位置：
水泵采用自动耦合安装方式。
3.3.2细格栅及曝气沉砂池
新建细格栅和曝气沉砂池，1座，设计规模4.0万m3/d，分2组。
细格栅平面尺寸：
10.5x4.6m曝气沉砂池平面尺寸：
16.1x9.75m。
细格栅渠道;2g个，渠道宽度：
1.60m
细格栅间设于沉砂池进水端，共设2个流槽，每条流槽组成一组格栅间，其前、后分别留有检修闸门。
细格栅采用回转式机械格栅，栅渣采用无轴螺旋压榨处理后外运。
1、主要设计参数：
设计流量：
Q=2333m3/h（KZ=1.4）
过栅流量：
0.6m/s
去除效率：
0.2mm粒径沙粒80%去除率。
曝气沉砂池最大时流量设计停留时间：
5.0min
2、主要设备性能
A细格栅
设备数量：
2台
性能参数：
b=5mm，B=1500mm，N=1.5KW
B无轴螺旋输送机
设备数量：
1套
性能参数：
D=260mm，L=5m，N=0.75kw，与细格栅配套使用。
C砂水分离器
设备数量：
1套。
性能参数：
Q=5~12L/S,分离效率为98%，N=0.37kw.
D罗茨鼓风机
设备参数：
2台，1用1备。
性能参数：
Q=5~8平方米/min,H=3.0m，N=10.0kw。
E桥式吸砂机
设备数量：
1套。
性能参数：
LK=8.0m，N=2x0.37kw，双槽式，配套排沙泵N=1.4kw.
F渠道闸门（带门框）
设备参数：
4套。
性能参数：
BxH=1600x1400。
G渠道闸门（带门框）
设备参数：
2套。
性能参数:
BxH=700x1300。
3.3.3配水井、调节池
利用现状配水井、调节池。
3.3.4生化反应池及污泥回流泵房
新建生化反应池及污泥回流泵房1座，设计规模2.0万立方米/d,生化反应池包括预缺氧段，厌氧段、缺氧段、好氧段。
生化反应池总平面尺寸为98.2mx27.6m生化反应池水深6.0m。
预缺氧段、厌氧段、缺氧段设轻型骨架覆面加盖，在构筑物池顶以下抽气除臭。
污泥回流泵房平面尺寸9.40x5.15m。
生化反应池平面尺寸：
有效水深：
6.0m
超高：
1.0m。
1、主要设计参数：
设计流量：
2.0万m3/d
污泥负荷：
0.09kgBOD5/kgSS.d
污泥浓度：
3.0g/L
污泥龄：
15d
污泥产率：
0.6kgSS/kgBOD5
总水力停留时间：
18hr（其中预缺氧1.0hr，厌氧1.5hr，缺氧5.8hr，好氧9.7hr）
设计水温：
12℃
好氧混合液回流比：
200%-300%。
污泥回流比：
50%-100%
供氧方式：
空气扩散曝气
2、主要设备性能
A橡胶膜片式微孔器
设备数量：
2650个
供氧效率：
>25%
B内循环泵（含浮箱拍门）
设备数量：
4套，3用1备（仓库备用）
性能参数：
Q=840m3/h,H=1.2m,N=10kw.。
C低速潜水推流器
设备数量：
2台
性能参数：
叶轮直径：
2.2m，N=2.3kw。
D低速潜水推流器
设备数量：
6台
性能参数：
叶轮直径：
2.5m，N=2.3kw。
E高速搅拌器
设备数量：
3台
性能参数：
叶轮直径：
370mm，N=2.5kw。
F高速搅拌器
设备数量：
4台
性能参数：
叶轮直径：
580mm，N=7.5kw.
G污泥回流泵
设备数量：
3套，2用1备（仓库备用）
性能参数：
Q=840m3/h,H=8.5m,N=15kw.
H剩余污泥泵
设备数量：
2套1用1备（仓库备用）
性能参数：
Q=50m3/h,H=8m，N=3kw.
I自撑式不锈钢方闸门（带门框，配手电两用启闭机）
设备数量：
2套
性能参数：
1000x1000，N=0.37kw。
3.3.5二沉池
二沉池采用中央进水周边出水的幅流式沉淀池，处理规模为2.0万m3/d.池直径34m。
（1）主要设计参数
表面负荷：
1.29m3/㎡xh（最高日最大时）
表面负荷：
0.92m3/㎡xh（平均日平均时）
池边有效水深：
4.2m
缓冲层高度：
0.5m
（2）主要设备性能
a周边传动吸泥机（全桥）
设备数量：
1套。
性能参数：
直径D=34m，N=2.2kw。
3.3.6鼓风机房
现状鼓风机房平面尺寸34.0x10.5m，内设鼓风机5台，并预留一台离心风机位置，现状风机参数如下：
1、罗茨风机
设备数量：
3台，均闲置。
性能参数：
Q=63.3m3/min，H=5.88m，N=90kw。
2、离心风机
设备数量：
2台
性能参数：
Q=125,m3/min，H=5.88m，N=160kw
根据现场踏勘情况，为了降低工程投资，建议本期工程扩建时，不新建鼓风机房，仅在鼓风机房将其中3台罗茨风机换为离心风机。
1）主要设计参数
实际需氧量：
AOR=6816kgO2/d
标准需氧量：
SOR=9812kgO2/d
平均氧利用率≥20%
空气总量：
Q=Nm3/d
2）设备性能
A离心鼓风机（与2台小风机互为备用）
设备数量：
1台
性能参数：
Q=115m3/min，H=68.6Kpa，N=200KW
B离心鼓风机
设备数量：
2台
性能参数：
Q=57.5m3/min，H=68.6Kpa，N=90KW
3.3.7活性砂滤池
新建活性砂滤池1座，土建规模为4.0万m3/d，设备规模为2.0万m3/d，活性滤沙池前设混合池。
活性滤沙池平面尺寸：
32.2mx11.0m。
空压机系统放置在加药间内。
1、设计参数
设计流量：
Q=2.0万m3/d
变化系数：
Kz=1.4
机械混合时间：
1min
2、主要设备性能
A机械混合搅拌器
设备数量：
1台
性能参数：
N=4.0KW
B活性砂过滤器
设备数量：
24台
性能参数：
单套过滤面积6.0m2
砂床高度2000mm
平均过滤速度5.8m/h
峰值过滤速度8.1m/h
过滤器清洗水量≤总进水量5%
运行方式重力流
滤床型式移动床
水流方向上向流
反洗方式连续压缩空气提升反洗
C空压机
设备数量：
2台，1用1备
性能参数：
Q=4.8m3/min，P=7.5bar，N=30kw
D空压机
设备数量：
1台
性能参数：
Q=11m3/min，N=3.2kw
E储气罐
设备数量：
1台
性能参数：
V=3m3
3.3.8接触池及再生水泵房
接触池与再生水泵房合建，平面尺寸20.6mx14.3m+8.10mx6.0m。
接触池土建按照4.0万m3/d规模一次建成，分2格，内设导流墙；再生水泵房土建规模为4.0万m3/d规模一次建成，设备按照2.0万m3/d配置。
1、设备性能
A潜水泵
设备数量：
3台，2用1备
性能参数：
Q=580m3/h，H=30m，N=75kw
B手动单轨小车
设备数量：
1台
性能参数：
G=1T,H=3~12m
3.3.9加氯间
为了保证出水大肠杆菌达标，出水需要进行消毒处理，消毒剂为次氯酸钠，经现场踏勘，现状加氯间内设盐酸和氯酸钠储罐各1只，二氧化氯发生器1套，加氯间内预留了1套二氧化氯发生器设备位置。
为了降低投资及运行管理难度，本阶段推荐利用现状加氯间，利用现有的盐酸和氯酸钠储罐作为次氯酸钠储罐，仅在加氯间内增加卸料泵和隔膜计量泵。
1）主要设备
a.隔膜计量泵
设备数量：
2台，1用1备。
性能参数：
Q=200L/h，H=25m，N=1.1kW。
b.隔膜计量泵
设备数量：
2台，1用1备。
性能参数：
Q=200L/h，H=10m，N=1.1kW。
c.卸料泵
设备数量：
1台
性能参数：
Q=20m3/h，H=10m，N=1.1kW。
3.3.10加药间
新建加药间1座，设计规模4.0万m3/d。
平面尺寸为26.6m×11.3m。
1）主要设计参数
药剂种类：
聚合氯化铝（PAC）
最大投药量：
PAC40mg/L，浓度为10％
2）主要设备
a.PAC加药泵（隔膜计量泵）
设备数量：
2台，1用1备。
性能参数：
Q=500L/h，H=30m，N=1.5kW。
b.PAC提升泵（离心衬胶泵）
设备数量：
2台。
性能参数：
Q=10m3/h，H=15m，N=5.5kW。
c.混合搅拌器
设备数量：
2台。
性能参数：
直径750mm，N=5.5kW。
d.轴流风机
设备数量：
4台。
性能参数：
Q=5400m3/h，N=0.55kW。
3.3.11污泥浓缩池、污泥储池
系统产生的剩余污泥有剩余污泥泵提升污泥浓缩池，污泥浓缩后经污泥储存暂存后，由于脱水机房进行脱水处理。
目前，厂区已按土建规模8.0万m3/d建设浓缩1座，浓缩池直径为25m，现状污泥储池直径为11m，为了降低工程投资，本期工程不再新建污泥浓缩池和污泥储池。
3.3.12脱水机房
金坛市第二污水处理厂现状脱水机房内设带式压滤机2套，据介绍，由于系统产生的污泥较少，脱水机的运行时间为6h/d，经核算后本期扩建时，不增加脱水设备，仅延长脱水机的运行时间，扩建后，脱水机的运行时间为10h。
3.3.13除臭设备
生物土壤除臭系统安装于厂区绿化带中并与绿化带有机结合分置，用于实现对相关场所所产生的恶臭气体进行收集和处理。
根据需要除臭场所平面的位置，分为四个除臭系统，水池加盖收集废气，提升泵房和污泥脱水机的机房通过置换气体的方式手机废气，收集到的污气体排入活性土壤底层进行处理。
其中现状提升泵房和细格栅及旋流沉砂池组成除臭系统Ⅰ、现状调节池和现状生化池厌氧区组成除臭系统Ⅱ、现状污泥浓缩池、污泥池及脱水机房组成除臭系统Ⅲ、新建细格栅及曝气沉砂池和新建盛花痴的预缺氧区、缺氧区、厌氧区组成除臭系统Ⅳ。
各单体换气次数及风量见表3-3-1。
臭气量计算表
构筑物名称
数量（座）
换气次数（次/h）
风量（m3/h）
备注
现状粗格栅及进水泵房
1
6
9628
现状细格栅及旋流沉砂池
1
6
533
新建细格栅及曝气沉砂池
1
6
2190
曝气量960m3/h
现状调节池
2
3
23760
现状配水井
1
3
165
新建生化池预缺氧区、缺氧区、厌氧区
1
3
5417
现状生化池厌氧区
1
3
3206
现状污泥浓缩池
1
12
8831
现状储泥池
1
12
1482
现状脱水机房
1
12
6084
合计
61296
通过臭气量计算，除臭系统Ⅰ处理臭气量为10161m3/h，除臭系统Ⅱ处理臭气量为27131m3/h，除臭系统Ⅲ处理臭气量为16397m³/h，除臭系统Ⅳ处理臭气量为7607m³/h。
1、除臭系统Ⅰ主要设备性能
a.风机（提升泵房、现状细格栅及旋流沉砂池）
设备数量：
1台。
性能参数：
Q=11000m3/h，P=3000Pa，N=22kW。
b.密封罩及收集管路
数量：
1套。
c.预处理塔
设备数量：
1套。
性能参数：
Q=11000m³/h。
d.生物土壤滤池
设备数量：
共1套
面积：
125㎡
2、除臭系统Ⅱ主要设备性能
a.风机（现状配水井、调节池及现状生化反应池厌氧区）
设备数量：
1台。
性能参数：
Q=28000m3/h，P=3000Pa，N=45kW。
b.密封罩及收集管路
数量：
1套。
c.预处理塔
设备数量：
1套
性能参数：
Q=28000m3/h。
d.生物土壤滤池
设备数量：
共1套
面积：
312㎡
3、除臭系统Ⅲ主要设备性能
a.风机（现状浓缩池、污泥池及脱水机房）
设备数量：
1台。
性能参数：
Q=17000m3/h，P=3000Pa，N=37kW。
b.密封罩及收集管路
数量：
1套。
c.预处理塔
数量：
1套
性能参数：
Q=17000m3/h。
d.生物土壤滤池
设备数量：
共1套
面积：
190㎡
4、除臭系统Ⅳ主要设备性能
a.风机（新建细格栅及曝气沉砂池、生化反应池预缺氧区、厌氧区、缺氧区）
设备数量：
1台
性能参数：
Q=8000m3/h，P=3000Pa，N=15kW。
b.密封罩及收集管路
数量：
1套
c.预处理塔
设备数量：
1套
性能参数：
Q=8000m3/h。
d.生物土壤滤池
设备数量：
共1套
面积：
90㎡
3.3.14变电所
利用现状变电所，对内部设备进行改造。
3.3.15配电间
新建配电间1座，位于沉砂池附近，平面尺寸15.6mx5.9m
3.3.16办公及附属建筑、附属设备设计
一、办公及附属建筑
金坛市第二污水处理厂的主要附属建筑有：
综合楼、食堂和门卫，以上建筑在一期工程时均已建设，本期扩建时不再新增附属建筑物。
二、附属设备
污水厂内附属设备主要有：
化验设备、机修设备及运输设备三大类。
其中，化验设备和机修设备利用污水厂内现有的设备，本期扩建时不再新增，运输设备考虑5吨卡车1辆及铲车1辆。
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