生活污水一级A统一标准设计专项方案.doc

小区生活污水处理项目（100m3/d）

设
计
方
案

目 录

1概述 1
2 设计依据、标准及范围 2
2.1 设计依据 2
2.2 设计标准 2
2.3 设计范围 4
3 设计水质水量 5
3.1 设计处理规模 5
3.2 设计进、出水水质 5
4 工艺选择及说明 6
4.1 工艺选择 6
4.2 工艺技术特点 11
5 关键设备一览表 15
6 运行成本分析 17
6.1电费 17
6.2 其它费用 17
7 工程投资估算 18

1概述
依据业主提供资料，项目计划情况及相关设计规范，本项目设计水量100m3/d，污水经处理后达成《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—）一级A标准要求。
受业主委托，我企业在仔细分析该污水水质后，在总结和参考以往生活污水处理工程经验上，查阅大量资料并参考同行业数据，编制了《小区生活污水处理项目（100m3/d）设计方案》，供相关教授审查和业主选择。

2 设计依据、标准及范围
2.1 设计依据
(1) 建设单位提供污水水质、水量等基础资料
(2) 《室外排水设计规范》(GB 50014—)
(3) 《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-）
(4) 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141—）
(5) 《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）
(6) 《给排水工程概预算和经济评价手册》
(7) 《建筑结构荷载规范》（GB 50009-）
(8) 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-）
(9) 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-）
(10)《水处理设备技术条件》(JB2932-1999)
(11)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—）
2.2 设计标准
2.2.1 设计思绪
在生活污水处理系统设计中，本着技术优异适用、工艺方法针对性强、系统可靠稳定、运行易开易停，一次性投资和日常运行费用综合最省、最大程度降低场地占用面积及最大程度使用原有处理设施标准；经过对现在中国外同类污水处理技术综合分析，尤其是相同工程实际经验，本项目拟采取“水解酸化+接触氧化+沉淀+过滤+二氧化氯消毒”工艺进行污水处理。在实际每一阶段，均进行了充足多方案比较，得出最优化工艺。
2.2.2 设计标准
[1]落实实施国家相关环境保护政策，符合国家相关法规、规范及标准。
[2]从本工程实际情况出发，充足考虑工程特点，工程一次设计，统筹兼顾，使之含有分期实施可能性，满足城市污水量逐步增加需要，即确保工程整体性和完整性，同时能够分期实施。
[3]在设计过程中本着优异、合理、实用、可靠、经济标准进行设计，采取优异、实用、成熟、可靠处理工艺，满足水质波动较大、水量不稳进水要求，确保污水处理达标排放。
[4]采取合理工艺，合理部署，在提升系统总体效率基础上恰到好处对污水处理工艺进行优化设计；尽可能降低工程造价，在确保系统安全、经济、稳定运行前提下，以最小投资达成良好处理效果。
[5]采取运行费用较为合理处理工艺，提升污水处理效果同时，降低设备投资费用。降低运行费用和降低投资费用，给业主带来最优经济效益。
[6]采取优异可靠技术设备及自动控制系统，在污水处理过程中充足实现自动化优化控制、降低管理维修工作量关键设施和设备平面及高程针对性工程设计，操作管理方便可靠。
[7]设计中尽可能采取低噪节能动力设备，并采取减震，降噪等方法，以预防噪声污染。
[8]污水处理工程整体环境和周围环境相协调；在工程占地面积小情况下，采取合理布局，对处理工艺进行优化设计。
[9]依据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺努力争取技术优异成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，降低工程投资及日常运行费用。
[10]妥善处理和处理污水处理过程中产生栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。
[11]为确保污水处理系统正常运转，供电系统需有较高可靠性，采取双回路电源，且污水厂运行设备有足够备用率。
[12]在项目征地范围内，项目总平面部署努力争取在便于施工、便于安装和便于维修前提下，使各处理构筑物尽可能集中，节省用地，扩大绿化面积，并留有发展余地，使厂区环境和周围环境协调一致。
[13]项目区竖向设计努力争取降低厂区土、石方量和节省污水提升费用，同时满足防洪和和周围环境协调。
[14]项目区建筑风格努力争取统一，简练明快、美观大方，并和项目区周围景观相协调。
2.3 设计范围
本方案设计范围为污水处理工程全部处理工艺设计，包含设备选型、安装工程等直接工程和本工程设计、调试、培训等间接工程；但不包含处理工程土建施工、外部供电、引水、排水和绿化、道路等辅助工程，也暂不考虑污水处理站通讯、交通运输和供配电、供热、采暖等辅助工程。
3 设计水质水量
3.1 设计处理规模
本项目关键是对生活污水进行处理，项目设计处理规模100 m3/d。
3.2 设计进、出水水质
原水水质：本工程原水水质参考经验数据，具体以下：
BOD5    900mg/l     CODCr   1500mg/l  SS   400mg/l      TN    150mg/l
NH3-N   80mg/l       TP      4mg/l   pH      6.5～8.5
出水达成《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—)一级A标准。
具体以下：
序号
项目
一级A标准
1
化学需氧量（COD）
50
2
生化需氧量（BOD5）
10
3
悬浮物（SS）
10
4
动植物油
1
5
石油类
1
6
阴离子表面活性剂
0.5
7
总氮（以N计）
15
8
氨氮（以N计）
5（8）
9
总磷（以P计）
0.5
10
色度（稀释倍数）
30
11
pH
6~9
12
粪大肠菌群数/（个/L）
103
4 工艺选择及说明
4.1 工艺选择
1、生活污水特点
生活污水特点是：①污水可生化降解性好，生化降解速度快，适于生物处理；②污水中含有大量细菌、病毒、寄生虫卵和部分有毒有害物质，在排放之前必需经过消毒处理；③污水水质和水量波动较大，必需加强调整以稳定污水水质水量，避免冲击负荷对生物处理设施影响；④污水中含有大量固体悬浮物质如粪便等，这些固体物质大多含有可沉淀、可分解性质，所以必需加强污水预处理工艺以去除这些悬浮物质，减轻后续处理工序负荷。总而言之，该生活污水中不仅含有有机污染物，而且含有大量病原微生物，所以在污水处理工艺中既要考虑消毒灭菌卫生指标，也应兼顾COD、BOD等环境保护指标。
2、工艺比选
（1）生物处理工艺比选
小型污水处理站通常采取以下多个生物处理方法：
①常规活性污泥法
常规活性污泥法在大型污水处理中使用广泛，但因为常规性污泥法负荷低，易产生污泥膨胀，不易控制管理，故多年来在小型污水处理站中使用越来越少。
②A/O工艺
A/O工艺是以活性污泥作为生物载体，经过风机供氧曝气作用使污水达成充氧目标。A池内设机械搅拌，从O池回流液回流至A池，在A进行反硝化反应，将大部分硝酸盐氮还原成氮气，并经过搅拌使氮气从废水中溢出，达成去除氨氮目标；A池出水至O池，O池内设鼓风曝气，去除大部分有机污染物，并将进水中大部分氨氮转化成硝酸盐氮；能够依据废水需要，调整O段池中活性污泥浓度，经过活性污泥中菌胶团，吸附、氧化并分解废水中有机物；有机物、氨氮去除率高。然而，因为没有独立污泥回流系统，从而不能培养出含有独特功效污泥，难降解物质降解率较低；同时，若要提升脱氮效率，必需加大内循环比，所以加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定DO，使A段难以保持理想缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率极难达成90%。
③SBR法
SBR法是多年发展起来一个较为优异活性污泥处理法，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀撇除上清液，成为一个周期，周而复始。SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，但SBR法为间歇运行，需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，造成控制较为复杂。为了确保溢流率，SBR法对滗水器设备制造要求高，制作时必需精益求精，不然极易造成最终出水水质不达标。中国现在还没有质量很好滗水设备，进口设备采购麻烦，且价格昂贵，同时以后维修费用也高。SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定方便控制排出多出污泥量，现在中国浓度仪技术不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困难等问题。
④接触氧化法
生物接触氧化法是传统生化处理方法，生物填料为固定床上半软性填料。利用半软性填料作为微生物附着载体。生物均匀分布在生物填料上，这么就避免了微生物分布不均现象，同时，生物附着在填料表面，不随水流动，因生物膜直接收到上升气流强烈搅动，不停更新，从而提升了净化效果。接触氧化法含有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。其特点关键有：
Ø 容积负荷高，耐冲击负荷能力强；
Ø 含有膜法优点，剩下污泥量少；
Ø 含有活性污泥法优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；
Ø 能分解其它生物处理难分解物质；
Ø 轻易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。
总而言之，本工程生物处理拟采取“水解酸化+接触氧化法”。
（2）消毒方法比选
消毒是生活污水处理关键工艺过程，其目标是杀灭废水中多种致病菌。生活污水消毒常见消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。表（二）对常见氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒和紫外线消毒法优缺点进行了归纳和比较：
多种消毒方法优缺点及消毒效果比较
消毒方法
优点
缺点
消毒效果
氯（Cl2）
含有连续消毒作用；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量正确。
产生具致癌、致畸作用有机氯化物(THMs)；处理水有氯或氯酚味；氯气腐蚀性强；运行管理有一定危险性。
能有效杀菌，但杀灭病毒效果较差。
次氯酸钠（NaOCl）
无毒，运行、管理无危险性。
产生具致癌、致畸作用有机氯化物(THMs)；使水pH值升高。
和Cl2杀菌效果相同。
二氧化氯(ClO2)
含有强烈氧化作用，不产生有机氯化物(THMs)；投放简单方便；不受pH影响。运行管理方便，省劳动力。
只能就地生产，就地使用。
较Cl2杀菌效果好。
臭氧(O3)
有强氧化能力，接触时间短；不产生有机氯化物；不受pH影响；能增加水中溶解氧。
臭氧运行、管理有一定危险性；操作复杂；制取臭氧产率低；电能消耗大；基建投资较大；运行成本高。
杀菌和杀灭病毒效果均很好。
紫外线
无有害残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化；运行管理和维修费用低。
电耗大；紫外灯管和石英套管需定时更换；对处理水水质要求较高；无后续杀菌作用。
效果好，但对悬浮物浓度有要求。
经过上述比较能够看出，二氧化氯不仅消毒能力强，效果好，且副作用小，设备投资不算高，运行成本低，二氧化氯消毒应用日益广泛，本工程采取二氧化氯消毒是很好方法。
3、工艺选择
本着投资少、效益高，优先采取适合中国国情最好使用技术标准，依据现在中国生活污水处理技术现实状况，在综合考察多种废水治理技术基础上，结合本项目标实际，因为本项目污水产生量少，为降低土建施工费用，本项目拟采取一体化污水处理设备对项目废水进行处理，一体化污水处理设备采取“水解酸化+接触氧化+沉淀+过滤+消毒”工艺进行污水处理，所处理污水再采取“二氧化氯消毒”进行消毒处理后排放。污水首先采取格栅去除其中较大杂质和漂浮物，再经调整池调整后进入一体化污水处理设备，在一体化设备中，污水依次排入水解酸化池和接触氧化池，经生化处理后污水再经沉淀池沉淀后流入中间水池后进入过滤罐进行过滤处理后，在消毒池内经过二氧化氯消毒处理后达标排放。项目总体工艺步骤以下：
泵提升
生活污水
调整池
水解酸化池
接触氧化池
接触消毒池
沉淀池
二氧化氯
空气
排放
中间水池
过滤
污泥回流
格栅
泵

图1 项目工艺步骤图
4.2 工艺技术特点
1、污水预处理
污水中含有部分大块杂物，这些杂物进入后续处理设施会形成浮渣，甚至堵塞管路和设备，必需给予隔除。同时因为污水水量较小，格栅栅渣通常采取人工清除，所以本设计中拟采取格栅板作为拦污方法。
2、污水调整
因为生活污水水质、水量波动较大，所以必需加强调整以稳定污水水质、水量，以确保后续生化处理效果。
3、水解酸化反应
因为该种污水有机浓度不是很高，依据本企业对低浓度有机污水处理经验，能够不采取厌氧消化处理，仅需采取水解酸化工艺即可。 水解酸化过程中起作用细菌为水解细菌、产酸菌，均在无氧条件下，不需要动力曝气，所以水解酸化池能在无能耗条件下将有机物部分降解，降低了运行成本；同时酸化水解菌能将大分子难降解有机物转化为小分子易降解有机物，提升后续好氧处理单元处理效果。采取水解酸化工艺，可大大缩短好氧生化所需时间；同时处理后出水水质愈加好，既节省了投资，节省了运行成本，又提升了环境效益。
4、好氧接触氧化反应
生化处理关键经过好氧处理，在污水中提供足够溶解氧情况下，依靠好氧微生物吸附和降解将污水中绝大部分有机物去除。
废水好氧生物处理方法关键分为活性污泥法和生物膜法，这两种方法均为中国外常见且工艺比较成熟。生物膜法按生物膜附着物不一样又分成生物转盘、生物滤池和接触氧化法。伴随化学工业发展，生物填料不停更新，从原来塑料蜂窝填料发展到软性填料再到半软性填料，接触氧化法越来越显出其优越性。因为接触氧化含有丰富生物相，尤其在低浓度污水处理中，接触氧化法逐步替换了活性污泥法。接触氧化法含有以下特点：
Ø 含有丰富生物相：接触氧化池内有充沛溶解氧和有机物，在气水猛烈掺泥作用下，加速了有机物传质过程，膜面水更新和生物膜更新，有利于微生物生栖增殖，所以生物膜上生物相很丰富。有细菌类、球衣细菌、丝状菌类、原生动物及后生动物，形成了有机物—细菌—原生、后生动物丰富而稳定食物链。
Ø 含有高浓度生物量：生物填料含有较大比表面积，在布气均匀并含有足够曝气强度条件下，填料被活性生物膜所充满，形成了庞大生物膜主体结构，有利于维护生物膜净化功效。据统计接触氧化池内生物量约为活性污泥法3～7倍。
Ø 工艺步骤简单、设备运行可靠、操作简便：接触氧化法含有丰富生物相和高浓度生物量，在运行上含有较高容积负荷，并能适应高负荷冲击，污泥生成量少。因为附着生物膜载体沉降性能比活性污泥要好多，所以有丝状菌附着于膜上时，不易产生污泥膨胀危害。并含有一定脱磷、脱氮能力，能确保出水水质。基础上无须剩下污泥回流易于管理，不产生蚊蝇，也不散发臭气，不易堵塞，运行通畅。填料耐腐蚀能力强，造价低，体积小，重量轻，适应性强，处理效果好。
Ø 承受污水水质、水量改变抗冲击负荷能力强，对PH和有毒物质含有较大缓冲作用。
5、沉淀池
沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物，污水中SS去除关键靠沉淀作用，沉淀池由五个部分组成：进水区、出水区、沉淀区、贮泥区及缓冲区。进水区和出水区功效是使水流进入和流出保持均匀平稳，以提升沉淀效率。沉淀区是池子关键部位。贮泥区是存放污泥地方，它起到贮存、浓缩和排放作用。缓冲区介于沉淀区和贮泥区之间，缓冲区作用是避免水流带走沉在池底污泥。
6、过滤处理
为深入提升出水水质，去除水中悬浮杂质，降低污水中有机物含量，污水经沉淀处理后进行过滤处理。
砂滤池所采取填料过滤阻力小，比表面积大，耐酸碱性强，抗污染性好等优点，滤料对原水浓度、操作条件、预处理工艺等含有很强自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在多种运行条件下确保出水水质，反洗时滤料充足散开，清洗效果好。砂过滤器可有效去除水中悬浮物，并对水中胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有显著去除作用。
采取过滤法进行废水深度处理，含有以下优点：
（1）效率高：可二十四小时不间断工作
（2）维护费用低：其运行过程中除填料外无其它转动部件，所以故障率低，维护费用省。
（3）一次性投资低：砂滤池含有混凝、澄清效果，所以无需额外建设混凝池、澄清池等设施，过程量小，一次性投资省。
（4）出水水质稳定、过滤效果好：可确保高质、稳定出水效果，无周期性水质波动现象。
（5）易于改扩建：所采取单元操作方法可依据水量改变灵活增加或删减过滤器数量，易于改扩建。
（6）占地面积小，外形美观：采取砂滤器+活性炭过滤器，可将传统三段式（混凝、澄清、过滤）处理工艺集为一体，节省占地面积约70%；外观可依据要求设计为多个形状，喷涂颜色，美观紧凑。
7、消毒处理
生活污水经生化处理后，除部分细菌随污泥沉淀下来外，大部分大肠杆菌、粪便链球菌等致病菌仍然存在污水中，必需进行消毒处理。现在，生活污水消毒方法很多，如液氯法、臭氧法、次氯酸钠法、二氧化氯法等。即使次氯酸钠法含有投配方便、价格低廉、可靠性高等优点，不过会和水中一些有机物结合生成有致癌作用有机卤化物。而二氧化氯是公认最好消毒剂，其杀菌效果好，是次氯酸钠理想替换产品。本系统采取二氧化氯法进行消毒。消毒池采取平流式隔板接触反应装置，以提升接触时间，取得很好消毒效果。
5 关键设备一览表
序号
名称
规格型号
数量
单位
备注
一
调整池
1
污水提升泵
N=0.55kw
1
台

2
液位控制
——
1
套

3
格栅
栅宽500mm，栅隙5mm
1
台

二
一体化设备
1
一体化污水处理设备
YTH-100
1
套
碳钢材质
（一）
水解酸化池
1
弹性填料
ф150
1
套

2
填料支架
组合件,环氧树脂防腐
1
套

3
布水器
ф100,PVC
1
套

（二）
接触氧化池
1
弹性填料
ф150
1
套

2
填料支架
组合件，环氧树脂防腐
1
套

3
潜水曝气机
N=0.75kw
1
台

（三）
沉淀池
1
中心沉淀器
ф160
1
套

2
回流泵
N=0.55kw
1
台

（四）
中间水池
1
增压泵
N=1.5kw
1
台

2
过滤罐
WHGL-10
1
套

3
精密滤料
2.5~10,级配率2.3
1
宗

（五）
消毒池
1
二氧化氯发生器
WHA-100
1
台

三
其它
1
电控柜
全系统自动控制
1
套

2
安装配件
配套
1
批

3
电线电缆
配套
1
套

4
管网、阀门
配套
1
批

6 运行成本分析
6.1电费
污水处理设备装机容量和运行负荷见下表：
序号
设备名称
单位
数量
装机 kw
运行时间 h/d
耗电量 kw.h/d
1
污水提升泵
台
1
0.55
10
5.5
2
风机
台
2
0.75
10
7.5
3
污泥泵
台
1
0.55
1
0.55
4
增压泵
台
1
1.5
10
15
累计

4.1

28.55
本工程装机总功率4.1kw，天天运行电量28.55kw·h，电费按0.8元/kw·h计，天天100吨污水，则吨水电费0.23元。
6.2 其它费用
1、本工程运行所需药剂包含二氧化氯发生器所使用盐酸和次氯酸钠。药剂吨水处理费用约为0.03元。
2、本工程不需要新增劳动定员，故无新增人职员资福利费用。
综上，吨水直接处理费用为0.26元/吨水。
7 工程投资估算
序号
项目名称
组成方法
总价
备注
1
土建费用
1.1
格栅井及调整池
1座
甲方自建
钢混结构，抗渗等级S6
1.2
设备基础
1座
甲方自建
20cm厚C15素砼结构垫层
1.3
设备间
1座
甲方自建
砖混或轻钢
1.4
累计：
土建甲方负责建设，我方无偿出具图纸
2
设备费用
2.1
设备费
工艺设备

包含污水处理设备、污水提升泵、二氧化氯发生器、风机、增压泵、污泥泵、过滤器等设备及安装附件
2.2
安装费
——

2.3
运费及税金
——

2.4
累计