4000吨污水净化设计方案Word下载.docx
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NH3-N
TP
pH
进水
水质
≤500
≤300
≤400
≤35
≤6.0
6.0-9.0
2.3出水水质
我公司确认采用其专利技术，处理后出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标，即：
单位：
PH
出水
≤50
≤10
≤5（T≥12℃）
≤8（T≤12℃）
≤0.5
3污水处理工艺
3.1处理废水原理
1.硅藻物化过程
硅藻在精选过程中把与硅藻共生的杂质分离除去，这样使硅藻表面本已平衡的电位形成不平衡电位。
在水处理过程中，硅藻精土处理剂被微量加入污水中后，在高速搅拌，或抽吸污水的泵机叶片旋转下，瞬间散于水体之中，硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮离子的带电性，使胶体颗粒的胶团结构的ξ电位减小或为零，从而达到胶体颗粒脱稳作用的目的，促使水中的污染物快速絮凝、沉淀。
污水相斥电位受到破坏而与硅藻形成缪羽，电价中和并凝集成较大的絮花，借重力沉淀至底部。
另一方面，由于硅藻巨大的表面积、巨大的孔体积和较强的吸附力,把超细微粒物质和油类吸附到硅藻表面，形成链式结构。
由非晶体活性二氧化硅组成的硅藻,具有在水体中相聚和自由沉降为硅藻饼的性能。
再加上精土被改性后产生的絮凝作用，加快硅藻等凝聚到水底形成硅藻饼的速度,使硅藻吸附时电位中和，污染物质瞬间下沉与水体分离，再加上由硅藻纳米微孔组成的松散超滤层对上升水流的超滤，使超细微粒组成的胶体及细菌被超滤，清水向上流出。
实践经验表明，硅藻土物化处理过程对污水中COD的去除率在70%左右，对BOD的去除率在70%左右，对SS的去除率大于90%，对TP的去除率大于92%，氮的去除率为30%左右。
2.硅藻生化过程
以硅藻土作为生化过程微生物的载体，采用常规缺氧/好氧工艺流程。
通过控制溶解氧来控制好氧池曝气量，一般好氧池溶解氧控制在3.56～4.73mg/L；
曝气池硅藻土投加量为50mg/L；
污泥间歇地排除，以保持生化池混合液悬浮固体质量浓度在3000～4000mg/L；
处理出水从二沉池溢流出来。
通过控制生化池停留时间，达到不同的出水指标。
硅藻土载体上生长有大量的活性生物，对污水中的CODcr及氨氮的去除起到积极作用。
一方面，通过硅藻土颗粒的吸附、絮凝、过滤作用和硅藻土上生物膜的生物去除作用，硅藻生化工艺对CODcr有较好的去除率（国家“八六三”高技术研究发展专项基金资助项目——硅藻土复合生物反应器处理生活污水的研究表明：
当停留时间在5h时，对CODcr的去除率达到85.7%）；
另一方面，保证生化过程有足够的停留时间，控制好氧反应池溶解氧浓度及污泥回流量，硅藻土上生长的微生物将对氨氮及有机氮进行硝化反硝化，并达到很好的去除效果（国家“八六三”高技术研究发展专项基金资助项目——硅藻土复合生物反应器处理生活污水的研究表明：
当停留时间在5h时，对氨氮的平均去除率达到84.6%）；
再一方面，对TP的去除主要是通过硅藻土的吸附、絮凝、过滤和部分生物作用，因此在生化池适量、定时增加硅藻土，并保证足够的停留时间，即能达到较高的TP去除率（国家“八六三”高技术研究发展专项基金资助项目——硅藻土复合生物反应器处理生活污水的研究表明：
当停留时间在5h时，对TP的平均去除率达到89.2%）。
3.污泥处理
硅藻土具有能自身脱水的功能，当沉渣被排放到脱水设备上时,通过机械挤压压榨脱水。
沉渣被吸附着留在滤布上而水质透过硅藻被过滤到滤布外回流到调节池。
沉渣保持在含水70%左右，成饼状装袋取走，从而达到污水处理为清水的目的。
3.2工艺流程
采取：
预处理——物化处理——生化处理工艺。
3.3各单元功能
（1）格栅
去除大颗粒污物，有利后续处理设备的正常运转。
（2）硅藻精土处理主设备
通过投加硅藻精土水处理剂，将污水中污染物进行物理絮凝、吸附、超滤并沉淀，以达到去除污染物的目的。
（3）缺氧池
该系统为以硅藻精土作为厌氧菌的载体，使废水中难生化降解的有机物酸化水解成能可生化降解的有机物，从而使水中有机污染物不断地被氧化分解得以去除，同时把好氧池回流水中的硝酸盐，在缺氧条件下还原反硝化形成氮气，达到脱氮的目的。
（4）好氧池
废水通过缺氧池酸化水解作用，部分不可生化降解的CODCr水解为可生化降解的CODCr，提高了废水的可生化性，同时向生化池投加硅藻精土作为好氧菌的载体，用好氧微生物分解水中有机物，使水中CODCr下降，同时去除废水中氨氮。
（5）二沉池
起固液分离作用，分离后出水达标排放，污泥入污泥池。
（6）污泥池
主池和二沉池的污泥经污泥池浓缩后去压滤，压滤机滤液及污泥池上清液打入集水井，滤饼外送去固废处置中心。
3.4硅藻精土处理辅以硅藻生化处理技术的创新点
宜于分期、分散建设有利于降低社会成本
硅藻精土处理工艺还有一个重要的优点，那就是其规模适应性强。
可以小到日处理几十立方，也可以大到日处理百万立方（与其它技术一样，用若干个单体组合）。
这就带来一种效应：
可以将城市生活污水处理由集中处理转变为分散处理，在各个生活市区或小的地区，分别建设污水处理设施，将污水处理做在发生源头，让处理后的清水而不是污水流过城市河流，带来的不仅仅是生活环境的改善，还带来巨大的经济效益——分散建设而增加的投资，远远小于减少建设污水集中管网和提升泵站的投资，降低了社会成本。
该工艺可以日处理不同规模的城市生活污水，也可以分散处理，这就可以省却部分管道铺设的费用。
我国目前的污水处理率还很低，随着经济的发展，还将建设大量的污水处理设施，所以节约建设投资不仅仅是个别项目的资金节约，而是整个社会成本的节约；
土地也是宝贵的资源，节约土地不仅减少耕地的占用，对于城市而言还意味着巨大的财富。
投资省、占地面积小
由于采用硅藻精土处理技术，使处于后段的生物处理负荷大大降低，水力停留时间就大大缩短，从而使构筑物减少，投资节省、占地面积小。
日处理每一万立方城市污水的处理厂总投资仅980万元人民币，仅是传统工艺投资约1300万元人民币的75%多；
日处理一万立方的城市污水处理厂主体工程占地面积约为1600m2，加上绿化道路面积，总占地面积约7亩。
运行费用低
采用硅藻精土处理工艺建设的城市污水处理厂的吨处理直接运行费用（药剂费、人工费、电费、污泥处理费）约0.48元人民币。
而传统工艺运行费用（不包括污泥处置费）超过0.60元人民币，该工艺运行费用仅是传统工艺的70～80%。
硅藻精土处理工艺主要用物化方法去除污水中的污染物，容易实现自动化控制；
与其相适用的生化部分比例小，可以用调节硅藻精土处理剂部分去适应微生物的需要，因而管理方便，操作简单，实现自动化控制、在线测试。
从经济上说，同时也降低了管理费用。
由于投资省，固定资产价值低，折旧费用减少，加上管理费、大修理费降低等因素，硅藻精土处理工艺的全寿命费用与传统工艺相比更低，所以建得起也用得起。
适用面广、易美化
硅藻精土污水处理工艺适用于城市、生活小区、餐饮等生活污水处理，也可适用于医院、电镀、造纸、印染、啤酒、生物、化工、橡胶、选矿、冶金、石化、钢厂等工业废水的处理，还可以处理类似垃圾渗滤液这样的高难度污水处理。
采用硅藻精土污水处理工艺建设的污水处理设施，周围空气无毒、无臭，把水处理设施建在大街旁、市中心，建在公园、小区、学校，都可以建成花园式的景观公园，用清澈透明的出水做喷泉、瀑布、养鱼池、小桥流水景观，给城市增加一条污水为源的特殊的亮丽的风景线，创造环保文化。
4主要建、构筑物及设备工艺设计
4.1主要建、构筑物
本工程主要建、构筑物包括：
格栅井、集水井、硅藻精土处理主设备、生化池、鼓风机房、二沉池、污泥脱水间。
本污水处理厂设计规模为4000m3/d，厂区进水集水井、细格栅土建、硅藻精土处理主设备、生化池、二沉池及所有设备单体流量均按4000m3/d设计。
4.1.1细格栅及集水井
工程中细格栅按4000m3/d规模设计，与集水井进行整体设计。
设计处理污水流量：
Qmax=167m3/h。
细格栅
功能
截除污水中较大的悬浮物和漂浮物。
设计参数
a.设计流量：
Qmax=167m3/h；
b.过栅流速：
ν=0.42m/s；
c.栅条间隙：
b=6mm；
d.栅前水深：
h=1.0m。
主要工程容
采用GH-800回转式格栅除污机一台，栅条宽度0.8m，栅条间隙6mm，配用电机功率1.0kw。
格栅拦截的栅渣量约为0.48m3/d，含水率80%。
运行方式
根据栅前后水位和时间周期联合控制清渣，也可手动控制清渣。
集水井
保证水泵连续安全运行，避免水泵频繁起停。
停留时间：
15min。
4.1.2硅藻精土水处理主设备
干法下料机
投加硅藻精土水处理剂。
a.投药剂量：
30-50mg（硅藻精土）/m3（污水）[30-50ppm]。
干法下料机选用可微调的螺杆加药泵（N=1.1kw），1用1备。
运行方式：
泵前加药，加药设备与进水泵同步运转。
潜水排污泵
抽吸集水井中的污水进入硅藻精土水处理主设备，通过主设备中的喷嘴、喉管产生负压形成水力循环搅拌。
使污水中的主要污染物被硅藻精土水处理剂物理絮凝。
设计参数（进水管网管底标高小于－2m）
Qmax=167m3/h，
H=25m。
进水泵与干法下料机同步运转。
采用潜水排污泵，1用1备。
硅藻精土水处理主设备
硅藻精土水处理主设备单体设计处理污水流量：
a.上升流速：
≤0.34mm/s，
b.停留时间：
2.0h，其中一、二反应室停留时间28min；
c.喷嘴流速：
9m/s，
d.三角槽出水流速：
0.5～1.0m/s，
e.提升流量：
4倍处理水量，
f.二反应室上升流速：
16.5～19mm/s，
g.污泥含水率：
99%，
h.污泥斗体积：
为池体积的1%，每池设置4个泥斗。
八角形构筑物，倾角45o的锥体钢筋砼结构。
空直径13.9m，高6.6m，日处理4000m3，是硅藻精土水处理剂工艺的主要设备。
该设备是利用污水中的污染物与硅藻精土处理剂相互接触，利用硅藻精土的硅藻表面的不平衡电位，产生物理絮凝及硅藻纳米微孔的超滤作用和吸附作用，使硅藻和杂质迅速下沉达到污染物与水体分离的设备。
水流基本为上向流。
澄清池具有生产能力高、处理效果好等优点，是水处理中较成熟并可行的设备。
数十年来该设备一直未被选用，是因为该设备以前采用聚合氯化铝、硫酸铝等絮凝剂作处理剂，因絮凝产生絮花后，不能反复回流循环搅动，所以，已经出现的絮花在硅藻精土水处理主设备被负压循环作用打散而失去作用。
为此，在硅藻精土水处理剂发明之前，该设备不能发挥其优点，而在设计中很少被选用。
硅藻精土水处理剂是一种在水处理中不怕反复搅动，反复回流的物理效应。
为此，在硅藻精土水处理主设备中反复回流，使硅藻对污水发生作用充分达到饱合，而使用量大幅度降低，达到十万分之五以下，即小于50ppm，运转成本低。
硅藻精土水处理主设备不用其它机械动力，硅藻精土水的处理剂在泵前加入，水泵把废水压入水射器从喷嘴喷出，在喉管四周产生负压，泥渣吸入喉管，达到泥渣循环促进接触的目的。
清水向上流出，部份沉渣积压在浓缩室，定期排出，另一部份沉渣进行回流。
设备从进水到出水停留时间为2小时，因此，单个澄清池有效容积为333m3。
喷嘴流速9m/s，回流水量是进水流量的3倍，清水位上升水流是0.34mm/s。
4.1.3生化池
污水处理厂共设一座生化池，按4000m3/d规模设计，设计处理污水流量：
生化池包括缺氧段和好氧段两部分。
作为硅藻精土污水处理工艺的主要脱氮工艺，并继续对污水中的有机污染物进行降解。
a.总实际水力停留时间：
4.5h，其中缺氧段实际水力停留时间1.5小时，好氧段实际水力停留时间为3小时。
缺氧段不曝气，好氧段曝气供氧。
b.需要空气量：
16.70m3/min，
c.气水比：
6：
1。
一座钢筋混凝土结构生化池。
生化池有效总容积926m3。
缺氧池容积为310m3，有效水深5.0m，平面尺寸13.8m×
4.6m；
好氧池容积620m3，有效水深5m，平面尺寸13.8m×
9.2m。
先进行缺氧处理，再进行好氧处理，回流比为1：
2。
3台罗茨风机（设在鼓风机房），每台风量15.70m3/min，风压5900mm水柱，N=30kw/台，1用1备一变频。
4.1.4二沉池
起泥水分离作用，保证出水清澈。
2.0h，
c.三角槽出水流速：
d.污泥含水率：
e.污泥斗体积：
为池体积的1%，设置4个。
八角形构筑物，倾角45˚的锥体钢筋砼结构。
空直径13.9m，高6.6m，日处理4000m3，是生化出水泥水分离的主要设备。
具有生产能力高、处理效果好等优点，是水处理中较成熟并可行的设备。
清水位上升水流是0.34mm/s。
4.1.5主机室及机修间
压滤机房、风机房、变配电间、机修间根据厂区实际情况进行布置。
脱水设备
将污水处理过程中产生的污泥进行脱水，降低含水率，便于污泥运输和最终处置。
需浓缩脱水污泥量：
214m3/d，含水率99％；
浓缩后需脱水污泥量：
107m3/d，含水率98％；
浓缩脱水后污泥量：
7.13m3/d，含水率70％；
厢式压滤机2台，1用1备，每台滤室总容量2100L。
运行周期4-5小时。
厢式压滤机与硅藻精土水处理主设备排泥协调运作。
鼓风机
功能：
为好氧池及硅藻精土处理主设备提供曝气需氧。
单台风量Q=15.70m3/min，
N=30kw，
风压5900mm水柱。
罗茨风机3台（1用1备1变频）与生化池同步运转。
根据硅藻精土水处理主设备和好氧池供需氧向各处理系统供气。
变配电间
机修间
4.1.6辅助建筑设计
污水厂辅助建筑物土建均按4000m3/d规模设计。
根据《城市污水处理工程项目建设标准（修订）》（2001年版）和《城镇污水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89），考虑到本工程的实际情况，主要附属建筑物面积如下：
办公楼：
占地面积103m2，设生产管理、中心控制、化验、仓库、值班宿舍等。
主要建、构筑物一览表（4000m3/d）
主要建、构筑物一览表
序号
建、构筑物名称
规格：
L×
B×
H
（m×
m×
m）
占地面积（m2）
结构
形式
数量
单位
备 注
1
细格栅井
2.0×
6.7×
3.5
13.4
砼
座
2
集水井（水泵房）
5.6×
8.3×
5.5
46.5
3
Φ13.9×
6.6
152
4
主机室
污泥脱水间风机房
配电房
7×
15一层
105
砖混
5
生化池
缺氧池
好氧池
13.8×
4.6×
5.7
63.5
9.2×
127
6
二沉池
7
办公楼
中控室
化验室
值班室
仓库
7.5
（二层）
103
合计
762.4
4.2污水厂主要设备
污水处理厂主要配套设备一览表
设备名称
型号规格
主要性能参数
备注
回转式格栅除污机
GH—800型，耙齿间隙6mm
1台
设备宽800，电机功率1.0KW
安装在集水井前，
按4000m3/d规模配置。
150QW180—30排出口径150
2台（1用1备）
铭牌参数：
Q=167m3/h，H=30m，n=1450r/min，运行参数：
Q=180m3/h，H=25m，电机功率：
P=22kw，
配带机械自耦装置。
安装在集水井，厂污水提升泵。
电动葫芦
CD11—9D
起重量1t，起升高度9m，运行速度20m/min，主电机功率：
P=1.5KW，运行电机功率P=0.2KW
安装在150QW200—30潜污泵中心线上空的工字钢轨道上。
处理剂投料机
庆中专利设备
2台
电机功率1.1KW
安装在集水井顶板上一用一备。
立式离心泵（清水）
DFG65—125
（1）/2/5.5
Q=32m3/h，H=20m，n=2900r/min，
电机功率P=5.5KW
安装在二沉池东南角出水斗下的地坪上。
安装一台，仓库备用一台。
立式排污泵
150WL145—9—7.5
Q=145m3/h，H=9m，
电机功率：
P=7.5KW
安装在主池下面的地坪上，该泵为二沉池至缺氧池的污泥外回流泵，一用一备。
100WQ120—10—5.5
Q=120m3/h，H=10m，n=1450r/min，
P=5.5KW
安装在好氧池出水口前，该泵为好氧池至缺氧池的混合液回流泵。
一用一备。
8
单螺杆泵
DFGG50—1
Q=20m3/h，H=60m，n=960r/min，
安装在脱水机房，与压滤机配套。
9
厢式脱水压滤机
XMY140/1250UB
过滤面积140m2，滤室总容积V=2.1m3，过滤压力=0.6Mpa，电机功率3KW
安装在脱水机房，一用一备。
10
三叶罗茨鼓风机
HSR150
3台
Qs=15.70m3/min，
n=1180rpm，出口风压=58.8Kpa，电机功率P=30KW
一用一备一变频
11
硅藻精土主处理设备及其附属设备
喷嘴、喉管、一室负压循环系统、二室正压循环系统、雨罩、防短路系统、排泥斗
5总图运输
5.1总平面布置
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30%，总平面布置满足消防要求。
（4）交通顺畅，使施工、管理方便。
根据区域主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。
按照不同的功能分区将整个厂区分为：
生产管理及辅助办公区，污水预处理区、污水生化处理区、污泥处理和尾水消毒后处理区等生产区及辅助生产区。
生产区依次布置集水井、硅藻精土处理主设备池、生化池、二沉池等构筑物，尽量使得工艺流程顺畅，管道迂回少，水头损失小。
5.2厂区高程布置
厂区竖向设计遵循如下原则：
（1）污水处理厂厂区应满足防洪要求；
（2）污水经提升泵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；
（3）尾水能自流排入受纳水体，避免出水提升，减少运行成本；
（4）充分利用地形尽量减少厂区挖、填方量，节省投资。
为满足上述厂区竖向设计原则，各构筑物水位标高，应根据出水井水面标高及水头损失依次推算。
5.3厂区道路
为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区道路布置成主干道和次干道与各建构筑物相连，且与满足消防及运输要求。
厂区道路按有关规定建设,路面结构采用水泥地面。
确保污泥、栅渣、药剂、材料等的运输，以保持环境的安静、优美、整洁。
5.4厂区给水
厂区的给水均接自市政给水管，总进水管管径为DN100。
污水处理厂中主要生活用水点为办公楼，生产用水点为集水井、硅藻精土处理主池，污泥脱水间，消防用水、办公楼和厂区室外。
为充分利用水资源，厂区的绿化、冲洗道路及构筑物用水均采用出水。
5.5厂区自产污水
厂区的生活污水及生产废水通过厂污水管道系统收集后，汇入集水井中，与进厂污水共同进入污水处理系统进行处理，处理达标后排放。
其中厂区主要生活污水的排放点为办公楼，办公楼的生活污水经化粪池处理后，与污泥脱水间的排水、上清液混合，最后进入集水井。
5.6厂通讯
厂通讯接自城市通讯网络，配置8门程控交换机一台，2条中继线。
5.7厂区绿化设计
本污水处理厂绿化设计与景观配套，与周围环境形成整体统一、协调的空间感受。
6土建
6.1建筑设计
（1）建筑设计在满足工艺生产要求条件下，本着合理、节约原则，力用美观。
（2）中控、仓库、化验、值班室和办公室为二层砖混结构。
（3）
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