新塘新世界花园三期工程生活污水处理工程设计方案毕设论文.doc
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1、新塘新世界花园三期工程生活污水处理工程(1000m3/d )设计方案广州番禺合诚实业有限公司Guangzhou Panyu Hecheng Industry CO.,LtD.二00五年九月二十日工程名称: 住宅小区生活污水处理工程设计规模: 1000m3/d设计单位: 广州番禺合诚实业有限公司主要设计人:工 艺: 夏昌建 高级工程师张小平 工程师土 建: 何正强 工程师电气及自控: 廖四春 工程师李永胜 工程师经 济: 陈志光 预算员方案制作校 对审 核批 准 目 录一.工程概况:1二.设计基础:12.1设计依据12.2 设计原则32.3设计水量32.4 设计水质32.5 排放标准4三.处理工
2、艺的选择43.1常规二级处理工艺43.2污水脱氮除磷63.2.1污水脱氮63.2.2污水除磷73.2.3生物脱氮除磷工艺的可行性103.3 污水处理生物除磷脱氮工艺比选13四.污泥处理工艺13五.处理工艺流程及说明14六.污水处理工艺设计186.1 格渣池186.2 调节池196.3 CASS反应池206.4 曝气设备216.5 污泥处理设施236.6 风机房23七.土建工程237.1 站区地质条件237.2 建筑材料及施工要求247.3 结构设计方案24八.电气及仪表248.1 设计范围248.2 供配电系统258.3 电缆敷设258.4 供电负荷的计算258.5 电气控制:26九.通风降噪
3、及固废处理措施269.1 通风降噪269.2 防臭措施269.3 固废处理措施26十.工程概算2710.1 土建部分(不含桩基础)2710.2 设备和器材2710.3 间接费用2810.4 总投资28十一.技术经济分析2811.1 吨水投资:2811.2 总装机容量及吨水电耗2911.3 运行费用2911.4 占地面积29新塘新世界花园三期生活污水处理工程方案设计说明书 1000m3/d住宅小区生活污水处理工程方案设计说明书一. 工程概况:新塘新世界花园三期工程建成投入使用后,每天将排放生活废水1000m3/d。根据环保部门的有关规定,须配备生活污水的处理设施,并与主体工程同时设计、同时施工、
4、同时竣工投入使用,确保污水处理达标排放。本公司根据建设单位提供的有关资料,对该住宅区的生活污水进行方案设计,以供各方决策参考。二. 设计基础:2.1设计依据1) 中华人民共和国环境保护法(1989年12月)2) 中华人民共和国水污染防治法(1984年11月)3) 中华人民共和国水污染防治法实施细则(1989年5月)4) 建设工程环境保护设计规范(1987年3月5) 污水处理设施环境保护、监督管理办法(1989年5月)6) 污染物排放许可证管理暂行办法(1989年5月)7) 水污染物排放限值(DB44/26-2001)8) 污水综合排放标准(GB8978-1996)9) 污水排入城市下水道水质标
5、准(CJ18-86)10) 室外排水设计规范(GBJ14-1987)(1997年版)11) 给水排水制图标准(GB/T50106-2001)12) 给水排水设计基本术语标准(GBJ125-89)13) 建筑给水排水设计规范(GB20015-2003)14) 总图制图标准(GB/T50103-2001)15) 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程(CECS117:2000)16) 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)17) 给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002)18) 给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程(CECS137:2002)19) 给水排水工程
6、钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS138:2002)20) 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)21) 混凝土水池软弱地基处理设计规程(CECS86:96)22) 建筑结构荷载规范(GB50009-2001)23) 地下工程放水技术规范(GB50108-2001)24) 构筑物抗震设计规范(GB50191-93)25) 室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范(GB50032-91)26) 建筑地面设计规范(GBJ50037-96)27) 建筑地基基础设计规范(GB5007-2002)28) 民用建筑设计通则(JGJ37-87)29) 宿舍建筑设计通则(JGJ36-87)30) 工业
7、建筑防腐蚀设计规范(GB50046-95)31) 建筑结构制图标准(GB/T-50105-2001)32) 房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)33) 建筑制图标准(GBJ104-87)34) 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)35) 供配电系统设计规范(GB50052-95)36) 低压配电设计规范(GB50054-95)37) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-92)2.2 设计原则1) 贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家的有关政策、法规、规范和标准。2) 结合排水管网规划进行设计。3) 采用技术先进、高效节能、管理方便的处理工艺,确保污
8、水处理效果。4) 在保证污水处理厂出水水质达标排放的前提下,尽量节省工程投资,节约用地、节约能耗,降低运行成本。5) 布置紧凑合理,采用埋地式,充分利用空间;6) 主体构筑物采用钢筋混凝土结构,设备及器材具有一定的耐腐蚀性能;7) 考虑通风及防噪,噪声低,气味少,避免二次污染;8) 主体构造物结构、设备、电气质量可靠。2.3设计水量日排水量1000m3/d,平均处理量41.7m3/h。 2.4 设计水质 单位:mg/l(PH无单位)项 目PHCODcrBOD5SSNH4-NPO4-P进水水质683001502003032.5 排放标准执行广东省地方排放标准水污染排放限值GD44/26-2001
9、第二时段一级标准 单位:mg/l(PH无单位)项 目PHCODcrBOD5SSNH4-NPO4-P排放标准69902060100.5三. 处理工艺的选择污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑,各种工艺都有其适用条件,应视工程的具体条件而定。我国目前生活污水普通采用二级生化处理工艺,该法处理效果好,能有效地去除污水中的BOD5、COD、SS。3.1常规二级处理工艺在常规二级活性污泥法中,不同的污染物是以不同的方式去除。1) SS的去除污水中的SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和有机颗粒靠自然沉淀作用或靠活性污泥絮体吸附、网络作用,与活性
10、污泥絮体同时沉淀被去除。污水厂尾水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标,出水中的BOD5、COD、TP等指标也与之有关。这是因为组成悬浮物的主要是活性污泥絮体,其本身的有机成分就很高,较高的悬浮物含量会使得水中的BOD5、COD、TP均增加。因此,控制污水厂尾水的SS指标是最基本的,也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度,应在工程中采取适当的措施,例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用较小的二次沉淀池表面负荷、采用较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理、工艺参数值恰当和单体设计优化的条件下,完全能够使尾水SS指标达到出水要求。2)
11、BOD5的去除污水的BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用,然后将污泥与水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞,将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量,其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中,溶解性有机物(如低分子有机酸等易降解有机物)直接进入细胞内部被利用,而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面,然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见,微生物的好氧代谢作用对污水的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用,并且代谢产物是无害的稳定物质,因此,可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。根据
12、国内外有关设计资料,在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSS.d以下时,就很容易使得出水BOD5保持在30mg/l以下。3) CODcr的去除污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同。CODcr的去除率取决于原污水的可生化性,它与城市污水的组成有关。对于那此主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水,BOD5/CODcr比值往往接近0.5甚至大于0.5,污水的可生化性较好,出水CODcr值可以控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水,或BOD5/CODcr比值较小的城市污水,污水的可生化性较差,处理后污水中剩余的CODcr会较高。本工程可满足出水CODcr
13、60mg/l。根据我国现行室外排水设计规范(GBJ14-87,1997年修订),污水处理厂的处理率见下表。污水处理厂的处理效率处理程度处理方法主要工艺处理效率(%)SSBOD5一级沉淀沉淀40-5520-30二级生物膜法初次沉淀、生物膜法60-9065-90活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70-9065-95从上表可见,二级活性污泥法的处理效率最高,但常规二级处理工艺仅能有效地去除BOD5、COD和SS,而对氮和磷的去除是有一定限度的,氮的去除率为10-20%,磷的去除率为12-19%,达不到本工程对氮和磷去除率的要求。因此,必须采用污水脱氮除磷工艺。3.2污水脱氮除磷常规活性污泥法能满足C
14、ODcr、BOD5、SS的去除率,但对氮、磷的去除是有一定限度的,仅从剩余污泥中排除氮、磷,其去除率氮约10-25%,磷约12-19%,达不到上述要求。因此,必须采用污脱氮除磷工艺。3.2.1污水脱氮污水脱氮方法主要有生物脱氮和物理化学脱氮两大类。目前生物脱氮是主体,也是城市污水处理中常用的方法;物理化学脱氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等。国外从六十年代开始对污水脱氮的方法进行了大量的研究,结果认为物理化学法脱氮从经济、管理等方面均不适宜在大型污水处理厂中使用,因此,本工程仍以生物脱氮法为主。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工方法予以控制,首先,污水中的含氮有机物转化
15、成氨氮,而后在好氧条件下,由硝化菌作用就硝酸盐氮,这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,并有外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中,影响其脱氮效率的因素是温度,溶解氧,PH值以及硝化碳源,生物脱氮系统中,硝化菌增长速度较缓慢,所以,要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,并且要用充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用顺利进行。因此,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件:硝化阶段:足够的溶解氧,DO值在2mg/l以上,合适的温度,最好20,不能低于
16、10,足够长的污泥泥龄,合适的PH值。反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件DO值0.2mg/l左右,充足碳源(能源),合适的PH条件。生物脱氮过程如图所示。 异养型细菌 硝化细菌 反硝化细菌+有机物含氮有机物 NH+4-N NO+3-N N2 生物脱氮过程示意图3.2.2污水除磷污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于城市污水一般采用牲除磷为主,必须时辅以化学除磷,以确保出水的磷浓度在标准以内。1) 化学除磷化学除磷是向污水中投加药剂,使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物,然后通过固注解分离将磷从污水中去除。按工艺流程中化学药剂投加点的不同,化学沉淀除磷工艺可分为前置沉淀、同步沉淀
17、和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点是初沉池前,形成的沉淀物与初沉污泥一起排除;同步沉淀的药剂投加点设在曝气池中、曝气池出水处或在二沉池的进水处,形成的沉淀物与剩余污泥一起排除,后置沉淀的药剂投加点设在二沉池之后的混合池中,形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离。化学除磷的药剂主要有铁盐、铝盐和石灰。以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例,金属盐与水中的磷酸盐的反应可以表示如下:硫酸亚铁混凝:3Fe2+2PO43-=Fe3(PO4)2三氯化铁混凝:主反应:FeCl3+PO43-FePO4+3Cl-副反应:2FeCl3+3Ca(HCO3)22Fe(OH)3+3CaCl2+6CO2硫酸铝混
18、凝:主反应:Al2(SO4)3.14H2O+2PO43-2AlPO4+3SO42-+14H2O副反应:Al2(SO4)3.14H2O+6HCO3-2Al(OH)3+3SO42-+6CO2+14H2O可见,铁盐和铝盐均能与磷酸根离子(PO43-)作用生成生成溶性的沉淀物,通过去除这些难溶性沉淀物去除水中的磷。按照德国规范ATVA131的规定,一般去除1 kg磷需要投加深2.7kg铁或1.3kg铝.对特定的污水,金属盐投加量需要通过试验确定,进水TP浓度和期望的除磷率不同,相应的投加量也不同。化学除磷方法将增加产泥量,仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干呢量便达2.3kgTs/KgFe或3.6k
19、gTs/kgAl;除此之外,还要考虑其它沉淀物,因此,在实际应用中按每kg用铁量产生2.5kg污泥或每kg用铝量产生4.0kg污泥来计算泥量。在初沉池投加化学药剂,初沉池产泥量将增加50-100%,如设后续生物处理,则全厂污泥量增加60-70%;在二沉池投药,活性污泥量增加35-45%,全厂污泥量将增加10-25%。因此,化学药剂的投加使沉淀污泥的产量增加、浓度降低、污泥体积增大,使污泥处理的难度增加。采用化学除磷时还应考虑污泥处理与处置的费用。2) 生物除磷磷常以磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、PO43-)聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中,生物除磷就是得用聚磷菌一类的细菌,在厌氧状态释
20、放磷,在好氧状态从外部摄取磷,并将其以磷合形态贮藏在体内,形成高磷污泥,排出系统,达到从废水中除磷的效果。生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的,因此,剩余污泥多少将对脱磷效果产生影响,一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多,可以取得较高的除磷效果。有报道称,当泥龄为30d时,除磷率为40%,泥龄为17d时,除磷率为50%,而当泥龄降至5d时,除磷率达87%。大量的试验观测资料已经完全证实,在生物除磷工艺中,经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥,在好氧状态下有很强的吸磷能力,也就是说,磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提,但并非所有磷的厌氧释放都能增加污泥的好氧吸磷,磷的厌氧释放可以分为二部分:有效释
21、放和无效释放,有效释放是指磷被释放的同时,有机物被吸收到细胞内,并在细胞内贮存,即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存。内源损耗,PH变化,毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。在除磷(脱氮)系统的厌氧区中,含聚磷菌的回流污泥与污水混合后,在初始阶段出现磷的有效释放,随着时间的延长,污水中的易降解有机物被耗完以后,虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止,但微生物为了维持基础生命活动,仍将不断分解聚磷,并把分解产物(磷)释放出来,虽然此时释磷总量不断提高,但单位释磷量所产生的吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说,污水污泥混合液经过2小时厌氧后,
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