中水回用方案.docx
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中水回用方案
废水处理中水回用项目
设
计
方
案
二零一一年
第一章概况
1.1概述
1.1.1企业概况
万商会馆位于重庆市双桥区，西临龙水湖，东靠巴岳山。
龙水湖水面开阔，碧波荡漾；巴岳山层峦叠嶂，环境优美，为本项目提供了得天独厚的自然景观资源。
巴月庄万商会馆项目是定位高档、环境优美的小区，采用点式序列交错式
布局，形成富有韵律感和秩序感的空间序列。
建筑的造型以简约中式风格为目标。
一期项目由v1会所、v2会所、v3会所、v4会所及商务会所酒店、配套用房、地下车库及设备用房组成。
1.1.2项目要求
水资源的匮乏、经济的持续增长、人口的增多，必将导致水价格的不断提高，因此，大力发展污水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放，减轻对周围水体的污染，改善人类居住环境，还能节约大量水资源费。
污水回用是促进经济、环境、社会协调发展的重要举措，存在着巨大的商机。
为了节约能源，降低企业成本，万商会馆决定启动污水处理后中水回用项目，将处理后的达标排放污水经过深度处理后用于小区内浇花、道路冲洗等。
巴月庄会所区的污水主要是生活污水，污染物包括有机物、悬浮物和油类等。
会所区设计考虑了无能耗生活污水处理装置（生化池）3座、会所室外生活排水分三个区域分别排入对应无能耗生活污水处理装置处理后达到三级排放标准后就近排入东侧市政污水管。
而其中万商会馆经无能耗生活污水处理装置处理后进入中水回用处理系统处理后，作为小区绿化及消防用水。
1.1.3污水环境状况
a、污染状况
巴月庄会所区的污水主要是生活污水，污染物包括有机物、悬浮物和油类等。
b、污水水质
中水回用处理系统污水来之1#生化池，因此，进入中水回用处理系统水质如下表：
项目
SS
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
动植物油
（mg/L）
进水
＜400
＜300
＜500
＜20
说明
无能耗生化处理装置出水水质（三级排放标准）
c、污水水量
中水回用处理系统污水量为330m3/d。
1.2、设计资料、范围、原则
1.2.1设计依据
巴月庄万商会馆提供的相关技术资料；
巴月庄万商会馆提供的中水回用意见；
城市污水再生利用相关文件、政策。
1.2.2设计资料
a、工艺设计
《城市污水再生利用、城市杂用水水质标准》GB/18920-2002
《工业企业设计卫生标准》TJ19-79
《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88
《室外排水设计规范》GBJ14-87
《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84
《城镇污水处理系统附属建筑和附属设备设计标准》
《城市污水处理系统污水、污泥排放标准》
b、建筑设计
《建筑结构载荷规范》GBJ9-87
《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89
《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78
c、电气设计
低压配电设计规范GB50054-95
通用用电设备配电设计规范GB50055-93
工业企业照明设计标准GB50034-92
民用建筑照明设计标准GBJ133-90
建筑物防雷设计规范GB50057-94
电气装置安装工程施工及验收规范GB50254～50259-96
供配电系统设计规范GB50052-05
1.2.3设计范围
a、中水回用工程工艺设计；
b、中水回用工程电气设计；
c、中水回用仪器仪表设计（自动化）；
d、中水回用建构筑物设计；
e、中水回用工程概算；
f、中水回用系统运行管理及经济分析。
1.2.4设计原则
a、严格执行国家环境保护及城市污水治理的政策、法规、标准、规范，处理后的污水水质达到相关标准。
b、在规划范围内，本着便于施工、维护管理的条件，合理布置、节约占地。
c、采用技术先进、成熟可靠的治理工艺。
d、采用先进的自动化系统，科学管理方法。
e、系统运行稳定，安全可靠，管理简单，操作方便。
f、设计合理、工期快、投资省、运行成本低。
g、尽量考虑工系统条件，合理利用工系统资源。
1.3设计要求
1.3.1中水水质标准
《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）
序号
项 目
冲厕、道路清扫
消火栓、施工
浇洒、绿化
洗车、扫除、喷水景观
1
色度（度）
[40
[40
[40
[30
2
嗅
无不快感觉
3
pH值
6.5～9.0
6.5～9.0
6.5～9.0
6.5～9.0
4
浊度（NTU）
[5
[10
[20
[5
5
SS（mg/L）
[10
[10
[30
[5
6
溶解性固体（mg/L）
-
-
[1500
[1000
7
BOD5（mg/L）
[15
[15
[30
[10
8
CODcr（mg/L）
[50
[50
[60
[50
9
氯化物（mg/L）
-
-
-
[300
10
LAS（mg/L）
[2.0
[1.0
[1.0
[0.5
11
铁（mg/L）
-
-
-
[0.3
12
锰（mg/L）
-
-
-
[0.5
13
游离余氯（mg/L）
末端≥0.2
末端≥0.2
-
末端≥0.2
14
溶解氧（mg/L）
≥1
≥1
-
≥1
15
总大肠菌群（个/L）
[3
[3
[500
[3
1.3.2回用要求
满足卫生要求。
其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮物、COD、BOD5等。
满足人们感观要求，即无不快的感觉。
其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。
满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。
根据使用要求，本项目出水水质按照《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）中浇洒、绿化标准进行设计。
第二章工艺方案
2.1设计基本资料
2.1.1设计处理规模
a、污水处理
污水排放规模：
330m3/d
平均小时排放量:
13.75m3/h
设计处理规模：
350m3/d
设计连续处理能力:
18m3/h（20小时连续处理）
运行时间：
20h/d，23d/M。
b、中水回用
连续产水能力：
18m3/h
绿化、浇洒能力：
25-50m3/h
每天产量：
350m3/d
运行时间：
7-14h/d，也可按回用水量确定。
2.1.2设计处理水质
主要项目（无能耗生化处理装置出水）
项目
SS
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
动植物油
（mg/L）
进水
＜400
＜300
＜500
＜20
说明
无能耗生化处理装置出水水质（三级排放标准）
2.2工艺方案选择
2.2.1生活污水处理方法及主要原理
由于生活污水具有良好的可生化性，因此，采用生化处理技术是处理生活污水常用的手段。
根据目前国内治理该类废水的经验，一般采用工艺有厌氧、好氧处理工艺和厌氧—好氧系统联合使用的综合处理技术。
而厌氧消化和好氧处理工艺又存在不同的方式，其特点如下：
a、厌氧消化工艺
厌氧消化共分四个阶段，第一阶段——水解阶段；第二阶段——酸化阶段；第三阶段——酸性衰退阶段；第四阶段——甲烷化阶段。
厌氧消化工艺有厌氧接触池、厌氧生物滤池、上流式污泥反应器、二相厌氧消化、水解工艺等。
厌氧消化不仅可以有效的分解有机物，减少环境污染，还具有节省能源的特点。
通过优化，厌氧消化还能获得净能源。
废水通过厌氧处理后，可使废水中的大分子变成小分子，难降解的物质转换成易降解的物质。
这样，废水处理的效率大大提高，可为好氧处理工艺提供有效的保证。
然而，高效率的厌氧消化系统需完成水解—酸化—产乙酸阶段—产甲烷阶段。
这样，废水停留时间较长，工程造价相对提高。
因此，对低浓度污水的厌氧处理逐步被水解工艺代替，并作为好氧处理过程的预处理。
在水解阶段，水解和产酸菌世代较短，往往以分钟和小时计，但在水解和产酸菌的作用下仍可将固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质。
降低了废水处理难度，提高了废水的处理效率，CODcr去除率在30～50%之间，且不需要气液分离装置，工艺简单。
因此，利用水解工艺，可降低厌氧消化时间，减少构筑物容积，节约能源、节省工程投资，保证出水达标排放。
b、好氧处理法
好氧处理方法分为两大类：
一类是活性污泥法；另一类是膜法。
活性污泥法有传统曝气法、阶段曝气法、变量曝气法、完全混合曝气法、吸附再生曝气法、深水曝气法等。
c、生物膜法
膜法又分为生物接触氧化法、生物滤池、生物转盘等。
这几类方法中，生物膜法------生物接触氧化法作为一种先进的处理工艺，经过多年的使用，已成为可靠的处理工艺而被广泛应用。
该法具有活性污泥法和其他膜法的特点，这是因为微生物生长在固体填料表面，而不是以污泥作为载体，因此微生物不易随波逐流而出现流失现象，进而影响处理效果。
生物接触氧化法不需要污泥回流，也不存在污泥沉降性能问题，具有容积负荷高，抗冲击负荷能力强，空气用量少等特点，因而动力消耗低。
另外，还具有污泥量少、微生物易于驯化等优点，即使因故在较长时间停运后，若需要再运行时，也容易恢复。
d、生活污水处理工艺确定
根据上面分析，并根据实际工程经验，生活污水处理后要达到《污水综合排放标准》GB8978-1996二类污染物一级排放标准，并为中水回用处理系统提供保证。
因此，本设计采用水解—好氧（生物接触氧化）组合处理工艺，该工艺具有较高的可行性，不仅可以节约能源，提高处理效果，更能保证废水处理后达标排放，满足后续处理要求。
2.2.2中水回用处理系统原理及方法
针对一级生化处理出水水质情况，污水再生利用方法主要分为独立的生物处理和物化处理以及生物处理和物化处理相结合的组合处理工艺，其作用见下表：
污水再生利用单元技术的作用
去除有机物等的生物处理法
去除悬浮性物质的物理化学处理法
去除溶解性物质的物理化学处理法
消毒
生物接触氧化；
曝气生物过滤
快滤；
混凝沉淀；
混凝过滤
活性炭吸附；
臭氧氧化；
微滤、超滤、纳滤、反渗透
1、氯消毒（液氯）；
2、二氧化氯；
3、臭氧消毒；
4、紫外线消毒
2.2.2.1污水再生利用常用工艺流程
（1）物化处理工艺流程
絮凝剂消毒剂
↓↓
污水→调节池→絮凝沉淀或气浮→过滤→消毒→利用
（2）生物处理工艺
供氧消毒剂
↓↓
污水→调节池→生物处理→沉淀→消毒→利用
（3）生物处理和物化处理相结合的处理工艺
供氧絮凝剂消毒剂
↓↓↓
污水→调节池→生物处理→沉淀→过滤→消毒→利用
（4）物化与生化相结合的深度处理工艺
消毒剂
↓
污水→调节池→微絮凝过滤→生物活性炭→消毒→利用
（5）微孔过滤处理工艺流程
消毒剂
↓
污水→调节池→微孔过滤→消毒→利用
（6）反渗透处理工艺流程
臭氧或消毒剂
↓
污水→过滤→吸附→精密过滤→反渗透→消毒→利用
2.2.2.2污水再生利用工艺分析
污水回用处理技术主要有活性炭吸附、臭氧-生物炭、多孔陶粒生物滤池、离子交换、电渗析法、反渗透法、超滤和微滤、过滤以及絮凝沉淀、氧化、消毒等。
其中，絮凝沉淀和机械过滤是最基本的回用水处理技术，其余则为深度处理技术。
2.2.2节所列6项处理工艺中，第1、5项主要为物理化学法，主要去出悬浮物及部分金属离子，有机物去除率较低，运行费高。
而第2项为生物处理法，生物法可有效去除污水中的有机物，但悬浮物和金属离子去除率低，很难达到生产回用水要求。
第3、4项为综合处理法，可以满足各项指标（城市杂用水水质标准），但脱盐效果差，长期循环使用，盐类会积累，可能会造成产品质量问题。
第6项为反渗透法（膜分离技术），反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般常指水）通过反渗透膜（一种半透膜）而分离出来，方向与渗透方向相反，可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。
利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体，细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。
虽然第6项技术处理后的水质可达到工业生产工艺用水标准，但是该工艺复杂，能耗和工程造价高。
目前，对回用水质要求不高且能够满足杂用水水质标准的处理方式——膜生物反应器（MembraneBioreactor，简称MBR）已经广泛使用。
MBR是膜分离技术与活性污泥法有机结合的新型水处理技术。
膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。
应用MBR技术后，主要污染物如COD去除率可达到95％以上，产水悬浮物和浊度近于零，水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。
中空纤维膜（MBR采用低压中空纤维膜）的应用取代了活性污泥法中的二沉池，深度处理的过滤装置，简单、有效的达到了泥水分离的目的。
与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：
出水水质好；
由于膜的高效截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质具有截留作用，生物反应器内生物相丰富，如，世代时间较长的硝化菌得以富集，原生动物和后生动物也能生长；膜出水不受生物反应器中污泥膨胀等因素的影响。
因此，MBR的出水质量高，可满足回用水水质的要求。
剩余污泥量少；
对于传统的活性污泥法，过长的污泥龄将会导致出水中悬浮固体的增加。
而MBR中由于膜的截留作用长污泥龄运行并不影响出水水质。
剩余污泥量的减少，可以降低污泥处理费用，简化污水处理工艺操作，特别是对于小型污水处理厂和分散的污水处理设施，其优越性更为突出
设备紧凑，占地少；
由于生物反应器内污泥浓度高，容积负荷可大大提高，而且用膜组件代替了二沉池和过滤设备，因此，与常规生物处理工艺相比，膜生物反应器的占地面积可大为减少。
能耗低、运行费少
由于采用了中空纤维过滤技术，免去了物化处理工艺，不需投加絮凝剂、助凝剂，减少了污泥量，节约了运行费。
2.3治理工艺技术确定及措施
2.3.1说明
本项目采用二级处理系统：
一级处理系统——生活污水处理系统，出水达到一级排放标准；
二级处理系统——中水回用处理系统，出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）中绿化、浇洒标准。
2.3.2工艺确定
由于经一级污水处理系统处理后的出水其有机物浓度（COD）≤100mg/l，还不符合城市绿化、道路冲洗利用水质要求，需进一步强化处理处理工艺确定如下：
一级处理系统——采用水解+生物接触氧化处理工艺；
二级处理系统——采用膜生物反应+活性碳过滤+消毒处理工艺
2.4工艺流程
a、一级处理工艺流程
无能耗处理装置出水
↓
集水池
↓
水解池
↓
曝气调节池
↓
生物接触氧化池
↓
斜管沉淀
↓
至二级处理（深度处理）
b、二级处理工艺流程
一级处理污水
↓
生物接触氧化
↓
膜生物反应
↓
吸附
↓
消毒池
↓
清水池
↓
恒压供水系统
↓
浇花、道路冲洗
2.5处理效果
序号
项 目
一级处理装置进水
中水处理系统进水（一级处理装置出水）
中水处理
系统出水
1
色度（度）
～100
～50
<5
2
嗅
无不快感觉
无不快感觉
3
pH值
～7
6.5～9.0
4
浊度（NTU）
～20
20
5
SS（mg/L）
≤400
～70
30
6
溶解性固体（mg/L）
～2000
1500
7
BOD5（mg/L）
≤300
～20
30
8
CODcr（mg/L）
≤500
～100
60
9
氯化物（mg/L）
-
-
10
LAS（mg/L）
～1.0
1.0
11
铁（mg/L）
-
-
12
锰（mg/L）
-
-
13
游离余氯（mg/L）
-
-
14
溶解氧（mg/L）
-
-
15
总大肠菌群（个/L）
20000～50000
≤500
16
脱盐率
-
第三章工程设计
3.1总图设计
3.1.1总平面布置
a、尽量利用场地地形，主导方向、道路交通及进水管网位置，合理布置。
b、尽量利用流程进行布置，减少管道数量，节省动力消耗。
c、采用地下式和地面式相结合的方式，呈现合理的立体状态。
3.1.2站内给排水
由于污水站占地面积不大，雨水量相对较小，而处理站内地面又不存在污染物。
因此，站内污水直接进入污水处理系统，不另设置排水设施。
3.2工艺设计
3.2.1处理设施形式、功能
按流程说明
一级污水处理系统
1集水井设置二台潜污泵，一备一用。
流量：
>20m3/h,H=15m，N=1.5KW。
污水泵采用无堵塞式潜污泵，设置自动耦合装置及导轨。
运行方式：
间歇，按水位变化自动运行
2水解池安装半软性填料、填料格栅。
3曝气调节池设置曝气系统，设置无堵塞自吸泵2台。
流量：
20m3/h,H=15m，N=2.2KW。
运行方式：
间歇，按水位变化自动运行
4生物接触氧化池设置曝气系统，安装组合填料，填料格栅。
5斜管沉淀池安装蜂窝斜管，内径Φ50，安装格栅。
二级中水回用处理系统
1生物接触氧化设置曝气系统，安装组合填料，填料格栅。
2膜生物反应池安装膜生物反应器4组，设置膜组架、曝气系统，排水系统。
每组膜生物反应器处理能力：
90m3/d，连续处理能力：
6m3/h
全套连续处理能力：
24m3/h。
运行时间：
15小时
运行方式：
间歇，按水位变化自动运行
排水泵采用不锈钢自吸式清水泵：
流量：
28m3/h,H=12m，N=1.85KW。
3活性炭吸附器2个，串联运行，内装活性炭。
流量：
25m3/h·个
4消毒池配置二氧化氯消毒装置，有效率产量：
300g/h。
5变频恒压供水装置供水能力25-50m3/h,扬程>60m。
自动恒压、自动供水，可24小时自动运行，也可根据使用时间临时启动。
3.2.2工艺管道
设计要求
1处理系统管道采用UPVC塑料管及管件；
2公称直径≥DN50的阀门采用法兰连接；
3公称直径≥DN50的阀门采用钢质阀门；
4处理站排污管道、供水管道采用地面或架空方式敷设。
3.2.3工艺设备管道统计
a、工艺设备统计
序号
使用名称
设备名称型号
规格性能
单位
数量
备注
1
提升泵1
无堵塞潜污泵（配自藕装置）WQ50-20-10
Q=20m3/hH=10mN=1.5KW
台
2
一备一用
2
填料
半软性生物填料TY-Bφ150×3000
m3
100
3
提升泵2
无堵塞自吸泵ZW40-20-15
Q=20m3/hH=15mN=2.2KW
台
2
4
鼓风机
Q=8.6m3/minH=49KpaN=11KW
台
2
一备一用
5
组合填料
φ150×3000
m3
150
一备一用
6
曝气系统
m2
70
7
填料格栅
m2
200
8
斜管
φ50
m2
20
9
斜管格栅
m2
20
10
膜生物反应器
Q=90m3/h
组
4
11
反应器支架
吨
2
12
排水泵
不锈钢自吸泵CM20-10T
Q=28m3/hH=12mN=1.85KW
台
2
13
膜生物反应器清洗装置
套
1
一备一用
14
活性炭吸附器
TYSB-25
φ180×3000
Q=25M3/h
个
2
15
反冲洗泵
管道泵ISG125-100
Q=100M3/hH=15MN=7.5KW
台
1
16
消毒装置
套
1
17
恒压供水系统
TPYPS全自动给水设备（变频调速）
Q=25-50M3/hH=60MN=15KW
套
1
18
设备支架
吨
2
19
污泥脱水装置
厢式压滤机，S=60M2
N=1.5KW
套
1
20
污泥泵
气动隔膜泵QBY-50
Q=0-12M3/hH=60M
台
2
21
空气压缩机
Q=0-12M3/hH=60M
N=7.5KW
台
1
b、工艺管道材料统计表
序号
图例
名称
规格
单位
数量
备注
1
焊管
DN50-DN150
吨
3
2
UPVC管
DN15-DN150
批
1
3
UPVC管件、阀门
DN15-DN150
批
1
4
管道支架
吨
2
3.3建构筑物设计
3.3.1土建结构设计要求
1）土建设计依据
废水处理站工程技术要求；
工艺流程对本专业的要求；
工艺专业及其它有关专业提供的资料、数据；
2）.结构设计
结构设计标准
①本工程所有建、构筑物抗震设计，均按基本地震烈度6度设防，建筑物的抗震类别属于丙类建筑。
②本工程主要结构为地下水池结构，有少部分轻钢结构操作室。
③本工程污水处理构筑物的钢筋混凝土结构构件裂缝控制标准均为≤0.2mm。
④本工程各项建、构筑物主体结构的使用期限不低于50年。
3）结构选型
本工程建筑物根据污水处理厂的功能使用要求，建筑物均采用混合结构；生产区构筑物均采用普通现浇钢筋混凝土结构，沟渠采用砖砌体结构
3.3.2建构筑物统计表
No
建构筑物名称
结构
单位
数量
备注
1
集水井
钢筋混凝土
m3
20
2
水解池
钢筋混凝土
m3
180
3
曝气调节池
钢筋混凝土
m3
120
3
一级生物接触氧化池
钢筋混凝土
m3
180
4
斜管沉淀池
钢筋混凝土
m3
100
5
一级生物接触氧化池
钢筋混凝土
m3
90
6
膜生物反应池
钢筋混凝土
m3
90
7
消毒池
钢筋混凝土
m3
50
8
贮水池
钢筋混凝土
m3
300
9
污泥浓缩池
钢筋混凝土
m3
60
6
设备基础
钢筋混凝土
m3
10
7
设备房
砖混
M2
60
3.4电气设计
3.4.1电气设计要求
（1）范围各站内配电系统、照明
（2）设计依据
①废水处理站工程技术要求；
②）工艺流程对本专业的要求；
③工艺专业及其它有关专业提供的资料、数据；
（3）供电电源
电源由临近分厂内车间的低压配电柜提供，电压为380V。
（4）负荷计算
污水处理站
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