1 工程概況

       根據(jù)業(yè)主提供的項目污水排放的有關資料,現(xiàn)根據(jù)一般生活污水排放的污水性質進行綜合考慮,以國家相關的污水放標準為依據(jù),確定有效的處理方案。為用戶提供較為理想的、投資省、處理效率高、使用方便的生活污水處理成套設施。本廠提供從設計工藝、設備制造、現(xiàn)場安裝、調試的一條龍技術服務項目。

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2 設計依據(jù)、規(guī)范、范圍及原則

2.1設計依據(jù)及規(guī)范

1、建設單位提供的污水水質、水量等基礎資料；

2、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》（GB 3096-1993）；

3、《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）；

4、《低壓配電裝置及線路設計規(guī)范》（GB 50054-1992）；

5、《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》（GB 50062-1992）。

6、《室外排水設計規(guī)范》1997年修訂（GB J 14-1987）；

7、《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB J 15-1988）；

8、《地下工程防水技術規(guī)范》（GB J 16-1987）；

9、《給水排水工程結構設計規(guī)范》（GB J 69-1984）；

10、《給水排水設計手冊》（1~11冊）。

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2.2設計范圍

1、 污水處理站的總體設計包括工藝、土建、電氣設計，不包括處理站外污水收集和輸送管道。

2、 污水處理站的設計主要分為污水處理和污泥處理及處置兩大部分，同時避免噪音、臭氣等二次污染。

1） 污水處理

調查研究污水的水質水量變化情況，選擇技術成熟、經濟合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩(wěn)定的方案。

2） 污泥處理與處置

為防止污水處理過程中產生的污泥對環(huán)境造成二次污染，污泥須經穩(wěn)定處理后再妥善處置。

2.3設計原則

2.3.1本設計方案嚴格執(zhí)行有關環(huán)境保護的各項規(guī)定，污水處理首先必須確保各項出水水質指標均達到規(guī)定的污水排放標準要求。

2.3.2針對本工程的具體情況和特點，采用簡單、成熟、穩(wěn)定、實用、經濟合理的處理工藝，以達到節(jié)省投資和運行管理費用的目的。

2.3.3處理系統(tǒng)運行有一定的靈活性和調節(jié)余地，以適應水質水量的變化。

2.3.4管理、運行、維修方便，盡量考慮操作自動化，減少操作勞動強度。設備選型采用通用產品，選購的產品在國內應是技術*、質量保證、性能穩(wěn)定可靠、工作效率高、管理方便、維修維護工作量少、價格適中及售后服務好的產品。

2.3.5在保證處理效率的同時工程設計緊湊合理、節(jié)省工程費用，減少占地面積，減少運行費用。

2.3.6設計美觀、布局合理、降低噪聲、消除異味及固體廢棄物，改善污水站及周圍環(huán)境，避免二次污染。

3 設計水量與水質

3.1設計水量

建設單位提供的本工程污水處理量為100m3/d，確定設計生活污水處理流量為：Qh=5m3/h。

3.2設計水質

根據(jù)類似生活污水的水質情況，設計廢水水質見下表：

設計水質一覽表

設計出水水質采用中華人民共和國《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的一級排放標準。

4 處理工藝的選擇

4.1污水水量與水質情況分析

1、 本項目污水來水不均勻程度較高，水質、水量變化較大（KZ=2.0），由于水量與水質具有較大的不均勻性，因此必須考慮設置均質均量的調節(jié)池。

2、 本類廢水BOD/COD值約0.5，可生化性較高。

3、 排放要求中對氨氮指標有要求。

4、 根據(jù)環(huán)保部門對生活污水排放的要求，本污水處理工藝除了去除有機物外還應能去除氨氮，使出水達到排放要求。

4.2.1選擇思路

根據(jù)上述進出水水量和水質的情況，我方考慮污水處理工藝的選擇必須依照如下思路：

1、總體思路采用成熟可靠的A/O生物接觸氧化法為處理工藝，同時輔以格柵攔截、沉淀池澄清、消毒劑消毒等物化處理手段；

2、首先通過格柵攔截，對污水進行預處理，目的是初步降低無機顆粒物質的含量，提高污水的同一性和可生化性；接著通過缺氧好氧A/O生物接觸氧化法，利用生物膜的作用使有機污染物首先轉化為氨氮，同時通過好氧硝化和缺氧反硝化過程既去除有機物又去除了氨氮。生化池配以新型的高密型彈性立體填料，該填料具有負荷高、施工簡易、體積小、運行穩(wěn)定可靠、管理方便、維修更換方便等優(yōu)點；生化池的出水進入豎流式沉淀池進行固液分離，豎流式沉淀池具有固液分離效果好、投資省、對沖擊負荷和溫度變化適應能力強、施工簡易等特點；豎流式沉淀池出水進入消毒池，進行消毒處理，能確保污水經處理后各項指標全面達標。

3、工藝流程簡捷、工程造價低、運行經濟、便于管理。

4.2.2污水處理技術比選

1） 攔污設施

本工程原水中固體雜質含量較高，為確保提升泵等設備正常工作和保證后續(xù)處理構筑物正常運行，擬在處理主體工藝的前段設置攔污設施。

2）生物處理

通常的污水處理站一般采用以下幾種生物處理方法。

A） 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法屬于生物膜法，具有以下優(yōu)點和特點：

①、 生物接觸氧化法生物池內設置填料，由于填料的比表面積大，池內充氧條件好，生物接觸氧化池內單位容積的生物體量都高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；

②、 由于相當一部分微生物固著生長在填料表面，生物接觸氧化法可不設污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理方便；

③、 由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流屬于*混合型，因此生物接觸氧化池對水質水量的驟變有較強的適應能力；

④、 由于生物接觸氧化池內生物固體量多，當有機物容積負荷較高時，其F/M（F為有機基質量，M為微生物量）比可以保持在一定水平，因此污泥產量可相當于或低于活性污泥法；

⑤、 因裝載填料，生物接觸氧化池單位制造成本略高，一般適用于中小型（Qd≤2500m3/d）污水處理站。

B） 常規(guī)活性污泥法

活性污泥法在大中型污水處理中是一種應用zui廣的廢水好氧生物處理技術?；钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)有效運行的基本條件和特點是：

①、 廢水中應有足夠的可溶性易降解物質，作為微生物生理活動必需的營養(yǎng)物，一般活性污泥法必須定期投加按一定配比的營養(yǎng)物質，這樣增加了運行費用和管理難度；

②、 混合液必須含有足夠的溶解氧，活性污泥池長有好氧原生動物，氧的需求量較大；

③、 活性污泥在池內應呈懸浮狀態(tài)，能充分與水接觸和混合；

④、 活性污泥連續(xù)回流，及時排除剩余污泥，使混合液保持一定的活性污泥濃度；

⑤、 活性污泥生長周期長，對溫度、水質和水量的驟變適應能力差；

⑥、 對微生物有毒害的物質應嚴格控制在允許濃度以內；

⑦、 活性污泥法處理符合較低，造成設施的體積增大，土建投資也相應增加。

正因為有以上的必要條件和特點，所以活性污泥法運行管理比較專業(yè)。另外活性污泥法易產生污泥膨脹，處理負荷較低，不易控制管理，故近年來在中小型污水處理站中的使用越來越少。

C） SBR法

SBR法是近年發(fā)展起來的一種較為*的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續(xù)進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀，撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間隙運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成zui終出水水質不達標。國內目前還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時今后維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀質量不過關，造成污泥排放控制較困難。

SBR池溢流率低（一般不超過40%），設施體積較大，造成土建投資較高。

由于存在超高必須較高的技術性問題，活性污泥池和SBR池一般只能露天設置，這樣局部影響環(huán)境美感（埋地設置時土建投資將大大增加）。接觸氧化工藝各池體可采用埋地設置，設備上方可設置道路或綠化帶，總體布置美觀大方。

綜上所述，本工程生物處理擬采用A/O生物接觸氧化法。

采用A/O生物處理工藝是近幾年來國內外環(huán)保工作者用以解決污水脫氮的主要方法，該方法具有如下特點：

（1） 利用系統(tǒng)中培養(yǎng)的硝化菌及脫氮菌，同時達到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的，與經普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統(tǒng)相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地面積少。

（2） A/O生物處理系統(tǒng)產生的剩余污泥量較一般生物處理系統(tǒng)少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。

（3） A/O生物法較一般生物處理系統(tǒng)相比耐沖擊負荷高，運行穩(wěn)定。

（4） A/O生物處理系統(tǒng)因將NO2-N轉化成N2，因此不會出現(xiàn)硝化過程中產生NO2-N的積累，而1mg/ NO2-N會引起1.14mgCOD值，因此只硝化時，雖然氨氮濃度可能達標，但COD濃度卻往往超標嚴重。采用A/O生物處理系統(tǒng)不僅能解決有機污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標小于15mg/l?？傊涍^本工藝流程，出水的各項指標均能達到蘇州市環(huán)保部門規(guī)定的水污染一級排放標準。

4.2.3*方案

1）、污水處理工藝流程

經過上述工藝比較，本污水主要工藝過程設計如下：生活污水經過一道格柵，去除水中較大的懸浮、漂浮物和帶狀物，上清液重力流入調節(jié)池，調節(jié)池調節(jié)污水的水量和水質。調節(jié)池出水提升進入*生化池（缺氧池）和O級生化池（好氧池）進行生化處理。本工程污水中有機成份較高，BOD5/CODcr=0.5，可生化性很好，因此采用生物處理方法大幅度降低污水中有機物含量是的。由于污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現(xiàn)出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標，因此污水處理采用缺氧好氧A/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為*池和O級池兩部分。在*池內，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉化為N2，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質。所以*池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續(xù)O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，zui終消除氮的富營養(yǎng)化污染。經過*池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于*的情況下，硝化作用能順利進行，特設置O級生化池，O級生化池的處理依靠自養(yǎng)型細菌（硝化菌）完成，它們利用有機物分解產生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉化為NO2--N、NO3--N。在*和O級生化池中均安裝有填料，整個生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在*池內溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O級生化池內溶解氧控制在3mg/l以上。O級池出水一部分回流至調節(jié)池進行內循環(huán)，以達到反硝化的目的，另一部分進入沉淀池進行沉淀，進行固液分離。分離后的出水進入出水消毒池。出水消毒池出水達標排放。

沉淀池沉淀下來的污泥由我公司引進*生產的目前國內的脈沖氣提裝置，一部分提升至*池，進行內循環(huán)，一部分提升至污泥池。污泥池內濃縮后的污泥用泵吸入污泥收集池繼續(xù)進行濃縮，再經消化處理后外運或填埋處理。

生活污水處理工藝流程圖

4.3污泥處理工藝

和污水的zui終處理一樣，本項目產生的污泥也必須作消毒處理。本項目水量較大，但本工藝中設置了污泥消化系統(tǒng)，相對產生的剩余污泥量較少。由于污泥深化處理設備投資多，設備占地面積大，社會效益一般，所以一般小型的污水處理站產生的污泥只做簡單濃縮處理，污泥在污泥池中停留180天以上，提升進入污泥收集池后繼續(xù)濃縮60天，再由好氧消化處理后外運或填埋處理。

5 處理工藝設計

5.1主要工藝構（建）筑物、處理設備

5.1.1格柵

因本工程水量大，柵渣量較多，不易控制管理，所以本污水處理工藝設計中，考慮生活污水的攔污設備。本工藝中需設置格柵一道。格柵的安裝角度為700，柵條間隙10mm，寬度800mm。人工定期清理即可。格柵井有效尺寸：長×寬×高=1.5×0.8×Hm。

5.1.2調節(jié)池

由于污水來水不均勻，水質、水量波動很大，因此只有足夠的調節(jié)容量才能使進入生化處理的水質、水量穩(wěn)定，因此我們設置調節(jié)池。調節(jié)池有效尺寸：長×寬×高=2.5×2.5×2.0m，有效容積：40m3，停留時間：8h。

為了便于調試時生物掛膜以及運行時脫膜，不使SS沉淀，我們特在調節(jié)池內設置穿孔曝氣裝置，以利于運行管理。

5.1.3 A級生化池

A級生化池安裝有填料，以增加生物保有量，填料高度為2.0米。*生化池停留時間：3h。

5.1.4 O級生化池

O級生化池中pH值控制在7.5~8.0。為了節(jié)約占地面積、降低土建投資、提高生物保有量從而提高去除效率，安裝生物載體（填料）是必要的，多種微生物附著生長在填料表面，整個生化處理過程就是依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。A/O生化池的填料采用新型高密度彈性立體填料，這種填料具有不易堵塞、重量輕、比表面積大，處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點，且易于檢修和更換。O級池的填料高度為2.0米。

曝氣設備采用鼓風機及穿孔曝氣裝置，與普通曝氣器比較，這種曝氣裝置不易堵塞，且使用壽命也長。

5.1.5二次沉淀池

污水經O級生化池處理后，水中含有大量懸浮固體（生物脫膜），為了使出水SS達到排放標準，我們采用平流式沉淀池來進行固液分離。為防止污泥上浮，泥斗采用45°。沉淀池污泥一部分用氣提設備提至污泥池，一部分提至*池進行內循環(huán)。沉淀池中采用脈沖式污泥氣提裝置，該裝置采用*，效率高，利用鼓風機的剩余氣源，無需設置獨立耗能設備。

二次沉淀池表面負荷1.0m3/m2·h。

5.1.6消毒出水池

本工藝中設置消毒出水池，消毒出水池出水達標排放。

消毒出水池有效容積：5m3，接觸停留時間：0.5h。

5.1.7污泥池

沉砂沉淀池和部分沉淀池產生的污泥通過氣提設備提至污泥池，污泥池內設置溢流管，溢流管可保證污泥不溢出地面。濃縮后的污泥用泵提升至污泥收集池。

5.1.8污泥收集池

污泥池的污泥進入污泥收集池后進一步濃縮，濃縮后的污泥定期經消毒后由環(huán)衛(wèi)部門用糞車抽吸外運或人工清理。

5.1.9鼓風機

污水處理站充氧設備采用日本百事德機械公司生產的低噪聲音回轉式鼓風機。該風機采用*技術，具有運行安全可靠，維修方便，噪音低，對周圍環(huán)境影響小的特點，和普通風機比較，噪音低5~15dB（a）左右，較適合中小型污水處理站使用。

鼓風機設置于地上風機房內，風機房有效尺寸：長×寬×高=4.0×3.0×1.8m。

5.1.10處理效果預測表

5.3平面布置與高程布置

5.3.1平面布置

（1） 充分利用場地，盡量節(jié)省占地，降低造價。

（2） 與院區(qū)整體綠化結合，和周圍環(huán)境協(xié)調*、整體美觀。

（3） 滿足規(guī)范對各處理建筑物平面布置要求。

5.3.2高程布置

（1） 在滿足平面布置前提下，盡量減少埋深，降低造價。

（2） 盡量考慮污水重力流，減少泵提升次數(shù)，降低運行費用。

5.4配電及裝機容量

5.4.1設計原則

（1） 為確保安全，本設計中采用三相五線制線路（采用TN-S系統(tǒng)），電源進線接零線N與接地線PE相連。所有污水處理系統(tǒng)的設備金屬外殼均與PE線相連。

（2） 為使污水處理工程調試后正常工作，確保污水處理效果，本系統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)采作雙進線，即設置一路備用電源，采用人工切換。

5.4.2控制方式

（1） 根據(jù)工藝要求，對污水提升等系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)進行集中控制，污水池內的水位采用浮球開關傳遞液位信號，以達到液位自動控制的目的。

（2） 一旦自動控制失靈或變更使用工藝時，本系統(tǒng)可進行手動控制，工作狀態(tài)以信號燈觀察運行正常與否。

（3） 為了減少操作的勞動強度，并實現(xiàn)操作自動化、機械化，要求水泵和風機能定時自動切換；當其中之一發(fā)生故障時，能進行聲光報警，并自動切換至備用設備工作（有備用設備時）。當集水池、調節(jié)池內水位達到zui低水位以下時，水泵能自動停止工作；當集水池、調節(jié)池水位達到zui高水位時，進行聲光報警，并自動啟動備用泵工作。鼓風機總體根據(jù)時間進行控制，為降低運行費用，我們同時使鼓風機按基準液位來控制，使鼓風機在小水量時間隙工作，既保證小水量時氧的需求，又不使鼓風機盲目運轉。

5.4.3裝置及裝機容量

（1） 管線：動力線管采用鍍鋅管或焊接管。管道連接必須焊跨越，良好接地。所有配出線用VV電纜。信號線用KVV型電纜。

（2） 本設動力裝機容量為11.0KW，額定容量為5.5KW。

5.5管材及防腐、防滲措施

5.5.1管材

空氣管、污水管、污泥管等工藝管道主要采用U-PVC管、鍍鋅鋼管或經防腐處理的焊接、無縫鋼管，使用壽命長，且便于安裝維修和保養(yǎng)。管徑根據(jù)工藝計算而定。

5.5.2防腐措施

（1）小口徑管道（管徑≤DN150mm）以下均采用U-PVC管或鍍鋅、焊接、無縫管。

（2）大口徑管道（管徑>DN150mm ）以上采用焊接鋼管。為了延長其使用壽命，我們采用優(yōu)質防腐涂料進行防腐，它能耐酸、堿、鹽、汽油、煤油耐老化、耐沖磨，其zui大特點是能帶銹防銹。管道安裝完畢后需涂防銹涂料3度。

（3）采用的閥門外涂二道環(huán)氧樹脂漆以加強防腐。

5.5.3防滲措施

當本污水處理站設計的構筑物采用鋼筋混凝土結構時，為避免地下水滲入或污水滲出，構筑物采用抗?jié)B結構，抗?jié)B等級S6，在池體內壁用20mm厚1:2水泥沙漿粉刷，池外壁涂防水涂料。

5.6降噪措施

1、本污水處理站zui主要的噪聲來源于鼓風機，為此，我們采用一系列措施降低噪聲。首先本污水處理站充氧設備采用低噪音鼓風機，設置與地下風機房內。該風機由日本百事的公司生產，具有運行安全可靠，維修方便，本體噪音低，對周圍環(huán)境影響小的特點；為進一步降低風機產生的噪聲，我們在鼓風機基礎下設置隔振墊，并在鼓風機進風管上安裝消聲器，在出風管上安裝可曲繞橡膠接頭，以減少振動產生的噪聲，同時對機房內壁進行降噪處理，空氣管道流速采用較低值，使其對周圍環(huán)境的影響降低至zui低程度。

2、污水泵均采用潛水泵，裝于水池中。管道內的流速均采用較低值，以降低噪聲。經過上述一系列的措施，污水處理站外的噪聲可符合《城市區(qū)域噪聲標準》（GB3096-1993）中的二類標準：白天≤65dB，夜間≤55dB。

5.7除臭措施

由于缺氧產生氨氣、硫化氫等惡臭氣體；同時好氧氧化曝氣后溢出水面的氣體也有一定的臭味，這些臭氣若不處理，勢必影響廠區(qū)環(huán)境。消除臭氣應盡可能采用高空排放形式。高空排放具有幾乎不占地、除臭*等顯著優(yōu)點。我們在各產氣池體上部安裝集氣裝置，經通風管匯合成一根排氣管后經通風機加壓，排氣管沿周圍高大建筑側壁上升，直至高于建筑6~12m處為止。經高空排放處理可達到無臭味散發(fā)的效果。

當處理站周圍無高大建筑物時，臭氣無法高空排放。此時我們可以采用同濟大學水處理技術開發(fā)中心研制成功的新型生物除臭技術——土壤脫臭。各產氣池體上部安裝集氣裝置，經通風管匯合后由抽風機送入除臭系統(tǒng)進行土壤脫臭。該土壤具有適度的通水和保水性以及含有豐富的腐殖質，為微生物的生長繁殖提供良好環(huán)境。當惡臭成份通過土壤層，溶解于土壤所含的水分中，進而由于土壤的表面吸附作用及化學反應轉入土壤，zui終被其中的微生物分解而達到脫臭的目的。布氣系統(tǒng)上部依次覆蓋卵石、石英砂、除臭填料、改良土壤，除臭系統(tǒng)表層種植草坪或灌木。整套土壤除臭處理效果好，運行安全可靠，和周圍環(huán)境協(xié)調美觀。

本工藝中暫只考慮高空排放除臭形式。