斋堂、潭柘寺污水厂设计工作报告.docVIP

门门头头沟沟区区 斋斋堂堂镇镇、潭潭柘柘寺寺镇镇污污水水处处 理理厂厂升升级级改改造造工工程程 设 计 工 作 报 告 河南省豫北水利勘测设计院北京分院河南省豫北水利勘测设计院北京分院 2010 年年 7 月月 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 1 目 录 1 工程概况工程概况2 1.1 工程名称、位置、服务范围及任务.2 1.2 工程设计进、出水水质.2 13 工程等别、工程规模3 1.4 主要建设内容及技术经济指标.4 1.5 前期设计工作.4 1.6 工期及控制工期.5 1.7 工程设计审查意见及落实情况.5 2 工程设计内容工程设计内容5 2.1 设计难点.5 2.2 设计原则.5 2.3 设计条件.6 2.4 设计标准及规范.6 2.5 主要设计内容.9 3 设计变更设计变更28 4 设计文件质量管理设计文件质量管理28 5 设计为工程建设服务设计为工程建设服务29 5.1 组织措施.29 5.2 及时解决工程中出现各类问题.29 5.3 积极配合业主做好设计资料归档工作.31 6 经验与建议经验与建议.31 7 结论结论32 8 附件附件32 8.1 设计机构设置及主要工作人员情况表.32 8.2 工程设计大事记32 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 2 1 工程概况工程概况 1.1 工程名称、位置、服务范围及任务 （1） 工程名称：门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程。 （2） 工程位置：工程位于北京市门头沟区斋堂镇与潭柘寺镇。 （3） 服务范围：斋堂镇、潭柘寺镇中心区生活污水。 （4） 设计范围：本工程的设计范围包括：污水处理厂区内污水及污泥处 理构筑物的新建和改造工程，以及相关构筑物的工艺、土建、电气、自控、仪 表等相关专业的设计，并编制工程概算书及进行成本分析。 1.2 工程设计进、出水水质 表表 1-11-1 设计进水水质设计进水水质 序序 号号 指指标标设设计计进进水水水水质质 1化学需氧量CODcr (mg/L)400 25日生化需氧量 BOD5 (mg/L)200 3悬浮物 (SS) (mg/L)200 4氨氮(mg/L)40 5TN(mg/L)45 6TP(mg/L)34 7pH69 表表 1-21-2 设计出水水质设计出水水质 序序 号号 指指标标设设计计出出水水水水质质 1化学需氧量CODcr (mg/L)50 25日生化需氧量 BOD5 (mg/L)10 3悬浮物 (SS) (mg/L)5 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 3 序序 号号 指指标标设设计计出出水水水水质质 4氨氮(mg/L)5 5TN(mg/L)15 6TP(mg/L)0.5 7pH69 13 工程等别、工程规模 1.3.1 工程等别 (1) 本项目处理级别为一步到位的二级处理+深度处理。 (2) 地震设防烈度：8 度。 (3) 水质标准：所要处理的污水主要为生活污水，包括现有居民居住区 生活污水、旅游餐饮食宿区的排水等。本工程出水主要用于城市杂用（绿化、 道路浇洒、冲厕等） 、景观用水等。需同时满足城镇污水处理厂污染物排放标 准 （GB18918-2002）一级 A 标准、 城市污水再生利用 城市杂用水水质 (GB/T 18920-2002)标准和城市污水再生利用 景观环境用水水质 （GB/T18921-2002）中观赏性河道类用水标准。出水水质详见表 12。 1.3.2 工程规模 1） 工程规模：根据北京市门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理站改造 工程项目建议书（代行性研究报告） ，确定两个处理厂规模均一期土建 1000 m3/d，设备 500 m3/d，二期增加 500 m3/d 设备。 2）污水厂处理工艺：A/O+MBR 工艺。 1.4 主要建设内容及技术经济指标 1.4.1 主要建设内容 新建构筑物包括：进水井、缺氧池、好氧池、膜池、地下设备间等。 改造构筑物包括：格栅井、调节池、沉砂池、储泥池、清水池等。 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 4 1.4.2 技术经济指标 1）经过技术经济比较，污水厂采用 A/O+MBR 工艺，污泥定期外运。 2）主要经济指标 工程总投资： 693.56 万元； 年运行费用： 15.12 万元/年； 单位制水经营成本： 0.821 元/m3； 单位制水综合成本： 1.751 元/m3 4）工程的环境效益、社会效益显著。 1.5 前期设计工作 2008 年 10 月，编制完成了北京市门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理 站改造工程项目建议书（代行性研究报告） 。 2009 年 3 月，编制完成了门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改 造工程实施方案 。 1.6 工程设计审查意见及落实情况 工程设计审查时，市发改委及市规委在批复中提出了一些意见，如膜箱吊 装存在问题等，均在施工图中进行了优化设计。 2 工程设计内容工程设计内容 2.1 设计难点 针对本工程实际情况，在设计中主要有4个难点， (1)如何充分发挥原有建构筑物的作用，充分利用原有建构筑物，节省 工程投资； (2)潭柘寺污水处理厂可利用占地面积小； (3)工程用地地下管、线情况不清楚。 2.2 设计原则 设计在工艺上选择了国际上先进的污水处理工艺-MBR 工艺，提高活性污泥 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 5 浓度，节约占地的同时提高工艺的抗冲击负荷能力。 1）设计充分发挥 MBR 工艺抗冲击负荷能力，节省占地。 2）尽可能地利用工程出水作为厂区的生产用水及中水回用，节约生产成本。 3）尽可能地提高工程的自动化程度，以减少人员配置及操作强度。 2.3 设计条件 1）设计委托书 2） 斋堂镇污水处理站施工图设计2002 年 12 月 3） 斋堂镇城镇污水深度处理工程施工设计图2004 年 6 月 4） 潭柘寺镇污水处理站施工图设计2003 年 3 月 2.4 设计标准及规范 国家及北京市水利水电、建筑、结构、设备、电气等专业现行设计规范和 标准，包括： （1） 中华人民共和国工程建设强制性条文城市建设部分 （2） 室外排水设计规范 (GB50014-2006) （3） 室外给水设计规范(GB50013-2006) （4） 建筑给水排水设计规范(GB50015-2003) （5） 泵站设计规范(GB/T50265-97) （6） 建筑给排水设计规范(GB50015-2003) （7） 污水再生利用工程设计规范(GB50335-2002) （8） 建筑中水设计规范(GB50336-2002) （9） 给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-1997) （10） 污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999) （11） 城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准 (CJJ31-89) （12） 给水排水制图标准(GB/T50106-2001) （13） 总图制图标准(GB/T50103-2001) （14） 城市污水处理工程项目建设标准(2001 年修订版) 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 6 （15） 地表水环境质量标准(GB3838-2002) （16） 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) （17） 鼓风曝气系统设计规程(CECS97:97) （18） 城市排水泵站设计规程(DGJ08-22-2003) （19） 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程(CJJ60-94) （20） 城市污水再生利用分类(GB/T18919-2002) （21） 城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T18920-2002) （22） 城市污水再生利用城市环境用水水质(GB/T18920-2002) （23） 建筑结构可靠度统一标准(GB50068-2001) （24） 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS138:2002) （25） 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程(CECS117:2000) （26） 建筑抗震设计规范(GB50011-2008) （27） 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(GB50032-2000) （28） 混凝土结构设计规范(GB50010-2002) （29） 砌体结构设计规范(GB50003-2001) （30） 钢结构设计规范(GBJ50017-2001) （31） 建筑桩基技术规范(JGJ94-94) （32） 水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96) （33） 构筑物抗震设计规范(GB50191-93) （34） 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(GB50032-2003) （35） 给水排水工程混凝土构筑变形缝设计规程(CECS117:2000) （36） 工业企业厂界环境噪声排放标准(GB12348-2008) （37） 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003) （38） 通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002) （39） 建筑结构荷载规范(GB50009-2001) （40） 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) （41） 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002) 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 7 （42） 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002) （43） 给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002) （44） 建筑设计防火规范(GB50016-2006) （45） 地下工程防水技术规范(GB50108-2001) （46） 电力工程电缆设计规范(GB50217-2007) （47） 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-2008) （48） 10KV 及以下变电所设计规范(GB50053-94) （49） 工业与民用供配电系统设计规范(GB50052-95) （50） 低压配电设计规范(GB50054-95) （51） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 (GB50060-92) （52） 建筑防雷设计规范(GB50057-2004) （53） 通用用电设备配电设计规范(GB50055-93) （54） 工业企业设计卫生标准(GB21-2002) （55） 城市污水处理工程项目建设标准(2001 年) （56） 爆炸和火灾环境电力装置设计规范(GB50058-92) （57） 供水排水用铸铁闸门(CJ/T3006-92) （58） 电力装置的电测量仪表装置设计规范(GBJ63-90) 设计严格按照以上标准及规范要求。 2.5 主要设计内容 2.5.1 改造后污水处理工艺流程 根据上述设计思想，确定工艺流程图及描述如下： 缺氧池好氧池膜池清水池 提篮 格栅 沉砂 池 回流 贮泥池 污泥外运 剩余污泥 鼓风机房 消毒 出水 水 调节 池 细格栅 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 8 市政污水经管网收集送至污水处理厂，经格栅进入调节池调节水量，提升 泵泵提至沉砂池，去除水中大比重杂质，经提篮格栅阻隔进一步去除水中杂质 后进入生化池（依次为缺氧池、好氧池、膜池）进行 BOD 的讲解及脱氮除磷。 在膜池内由抽吸泵将清水通过膜过滤抽吸出来完成泥水分离，出水经消毒后， 送至清水池，进行回用或排放。 膜池剩余污泥进入储泥池，定期外运至指定处进行处理。 2.5.2 主要污水、污泥处理建、构筑物 (1)细格栅 A.设计参数的描述 细格栅是污水厂第一道预处理设施，细格栅可去除大的悬浮物、漂浮物， 以保护后续处理设施的正常运行。原污水厂格栅井内安装有回转式机械格栅一 个。根据时间间隔及格栅前后的液位差自动启闭机械栅耙，完成栅渣的收集。 原污水处理厂一、二期工程合建格栅井，土建按和设备按远期设计。本次 工程直接利用原格栅井，土建不需要再进行改造。 原有构筑物 设计流量： 24.2L/s 总变化系数：KZ=2.09 构筑物尺寸：3.81.152.7m，地下式钢筋混凝土结构，1 座。 B. 主要设备及参数 a.机械格栅 进水 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 9 数量：1 台 规格：宽 0.5m，栅隙 5mm (2)调节池 A.设计参数的描述 经细格栅过滤后的水进入污水调节池内进行水量调节，保证处理水的水量 和水质平和，防止其剧烈变化影响处理效果。调节池内的污水经提升泵提升至 后续处理构筑物。 原污水处理厂一、二期工程合建污水调节池，土建按远期设计，设备按近 期设计。本次工程直接利用原调节池，土建和设备都不需要再进行改造。 原有构筑物 设计流量：24.2l/s 总变化系数：KZ=2.09 构筑物尺寸：1110.954.1m，地下式钢筋混凝土结构，1 座。 B. 主要设备及参数 b.潜污泵 数量：2 台 流量：25m3/d 扬程：10m 功率：1.5kw (3)沉砂池 A.设计参数的描述 沉砂池的作用是去除污水中比重为 2.63，直径为 0.2mm 以上的细小砂粒， 防止其对水处理设备造成磨损及破坏。沉砂池内的沉砂储存在砂斗内，排至原 沉淀池由原有设备吸至原有污泥池外运处理。 将原污水处理厂中间水池改造成沉砂池，原中间水池尺寸为 2.07.02.2m，地下式钢筋混凝土结构，1 座。改造沉砂池设计参数为： 改造构筑物 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 10 设计流量：11.57 L/s 构筑物尺寸：7.02.0m，1 座 有效水深：0.20m 渠道宽度：0.9m 最大流速：0.13 m/s 最小停留时间：30s B. 主要设备及参数 a.提篮格栅 数量：2 台 规格：1.2mmm 尺寸：300300300mm (4)进水井 A.设计参数的描述 进水井的主要功能是稳定污水流态，平均分配水量。 新建构筑物 设计流量：11.57 L/s 构筑物尺寸：1.22.41.55m，地下式钢筋混凝土结构，1 座 有效水深：0.6m B. 主要设备及参数 a.调节堰门 数量：2 台 型号：300300 (5)缺氧池 A.设计参数的描述 缺氧池的首要功能是脱氮，在此反应器中，反硝化菌利用污水中的有机物 作碳源，将膜池回流污泥中带入的大量 NO3-N 和 NO3-2 还原为 N2并释放到空气 中，BOD 浓度继续下降，NO3-N 浓度也大幅度下降。 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 11 新建构筑物 设计流量：11.57 L/s 构筑物尺寸：6.02.55.0m，地下式钢筋混凝土结构，2 座 有效水深：4.4m 停留时间：3.17h 回流比：300% 污泥浓度：6.5g/L B. 主要设备及参数 a.潜水搅拌机 数量：1 台 功率：0.85kw (6)好氧池 A.设计参数的描述 在曝气阶段利用生物池中大量繁殖的活性污泥中微生物以及硝化菌群、磷 细菌，降解或吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质，以达到净化水质的目的。 生物反应池内设置膜片盘式微孔曝气器，这种曝气器的材质特点是：采用 ABS 工程塑料为底盘、托板，曝气板由三元乙丙胶材料制成，曝气装置由曝气 器、调节器、连接件和布气管道、三通、四通、弯头等管件连接组成。 曝气器按供气量和池形布置密度，曝气器和布气管道采用螺纹连接，底座 为内螺纹，曝气器为外螺纹。此曝气器最大特点为特殊情况下需要更换曝气器 时，无需更换整个曝气器，只需轻松的更换膜片即可，大大降低了后期维护的 难度和费用。 新建构筑物 设计流量：11.57 L/s 构筑物尺寸：6.05.05.0m，地下式钢筋混凝土结构，2 座 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 12 有效水深：4.3m 停留时间：6.19h 污泥浓度：6.5g/L 污泥负荷：0.052 kgBOD/kgMLSS/d 污泥总产率：0.6kgSS/kgBOD5 污泥龄：14.7d 设计水温：15 供氧方式：微孔曝气 B. 主要设备及参数 a.曝气器 数量：60 个 规格：260 最大曝气量：5m3/h 氧利用率：25% 阻力损失：1000Pa (7)膜池 A.设计参数的描述 膜生物反应器（MBR）是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一项 新技术，目前在世界范围内得到越来越广泛地应用。MBR 池利用膜对生化反应 池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生 物，使池中的活性污泥浓度大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应 进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明， 得到高质量的产水。 膜区设置 MBR 膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫、吊装等系统。 MBR 膜区内的吹扫（曝气）有两个用途，一是用于膜组件周围的气水振荡，保 持膜表面清洁，二是为提供生物降解所需要的氧气。生物降解后的水在滤液自 吸泵的抽提作用下通过 MBR 膜组件，滤过液经由 MBR 集水管汇集送到监测池。 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 13 通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，可以有效截 留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮；同时可以截留难于降解的大 分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。MBR 膜组件下部设置专用的吹扫系统，吹扫抖动膜元件，以缓解膜元件周边的污泥 浓度累积。剩余污泥通过膜区剩余污泥泵定期排出，可控制系统内活性污泥的 浓度及污泥龄。 同时为了保证 MBR 膜组件有良好的水通量，能持续、稳定地出水，使用了 专有的清水反洗、化学反洗及化学清洗程序对膜组件进行定时清洗。 新建构筑物 设计流量：11.57 L/s 构筑物尺寸：6.02.75.0m，地下式钢筋混凝土结构，2 座 有效水深：4.2m 停留时间：3.26h 悬浮固体浓度：8.6g/L B. 主要设备及参数 a.膜组件 数量：2 套 规格：250m3/d b.污泥回流泵 数量：台 流量：m3/d 扬程：m 功率：2.2kw (8)设备间 A.设计参数的描述 用来放置配套的各种设备 新建构筑物 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 14 构筑物尺寸：12.45.05.0m，地下式钢筋混凝土结构，座 消毒剂投加量：6mg/L 除磷药剂投加量：8 mg/L B. 主要设备及参数 a.抽吸泵 数量：台（一用一备） 流量：23m3/h 扬程：15m 功率：2.2kw b.膜池鼓风机 数量：2 台（一用一备） 风量：5.2m3/min 风压：5.5m 功率：7.5kw c.好氧池鼓风机 数量：2 台（一用一备） 风量：3.5m3/min 风压：5.5m 功率：5.5kw d.除磷加药装置 数量：1 套 流量：4.58L/h 压力：7bar 功率：0.092kw e.消毒加药装置 数量：1 套 流量：2.29L/h 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 15 压力：7bar 功率：0.070kw f.设备间排水泵 数量：台 流量：10m3/h 扬程：10m 功率：0.75kw g.溶药罐 数量：座 直径：1000mm 容积：1500L h.反洗计量泵 数量：台 流量：1200L/h 压力：5bar 功率：1.5kw (9)储泥池 A.设计参数的描述 用于存储来自膜池的剩余污泥，原污水处理厂一、二期工程合建贮泥池， 土建按远期设计。本次工程直接利用原贮泥池，土建不需要再进行改造。 (10) 清水池 A.设计参数的描述 处理后的水进入清水池进行贮存、回用或排放，原污水处理厂一、二期工 程合建清水池，土建按远期设计。本次工程直接利用原清水池，土建不需要再 进行改造。 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 16 2.5.3 附属专业设计内容 2.5.3.1 总图设计 厂区总平面应根据厂区地形、周围环境、原污水处理厂的布置、与原污水 处理厂的结合、处理工艺以及进、出水位置等条件来布置，在保证处理工艺布 局合理、生产管理方便、联接管线简洁的基本原则下，综合考虑将建、构筑物 分区、分类，在空间和外立面设计上协调统一，做到美观、实用、经济。 斋堂污水处理厂斋堂污水处理厂 斋堂污水处理厂新建构筑物位于原污水处理厂的南侧，经改造后的沉砂池 出水经过管道流至新建处理构筑物部分，处理后再流至原清水池。工程总占地 面积 232.16m2，均在原污水厂一期用地范围内。 潭柘寺污水处理厂潭柘寺污水处理厂 潭柘寺污水处理厂新建构筑物位于原污水处理厂的东北角，经改造后的沉 砂池出水经过管道流至新建处理构筑物部分，处理后再流至原清水池。工程总 占地面积 232.16m2，在原污水厂外增加新建部分构筑物的用地。 2.5.3.2 建筑设计 平面设计： 主要构筑物：缺氧池、好氧池、膜池、设备间。 构筑物平面布置系根据工艺要求，满足使用功能的前提下进行。构筑物采 用钢筋混凝土结构。 立面设计： 满足工艺设备技术要求，满足组电气技术使用要求，满足建筑使用要求。 建筑材料与工艺： 本工程建筑材料为钢筋混凝土，部分雨棚采用彩钢结构。 2.5.3.3 结构设计 建筑标准 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 17 设计使用年限： 50 年 结构安全等级： 一级 基础设计安全等级： 乙级 地震设防烈度： 8 度 设计地震加速度： 0.2g 抗震设防类别： 丙类 场地类别： 类 设计特征周期： 0.35s 设计荷载标准 荷载依据建筑结构荷载规范GB500092001 取值。 材料强度等级 钢筋混凝土构件强度等级：基础、梁、板采用 C30；基础垫层采用 C15。钢 筋：HPB235（Q235） ，HPB335（20MnSi） 。 结构计算采用软件 采用中国建筑设计研究院的 PKPM 系列软件（2004 版） 、理正工程设计工 具箱、MorGain 结构快速设计软件等。 2.5.3.4 电气设计 斋堂污水厂：斋堂污水厂： 斋堂污水厂规模为1000m3/d，为升级改造项目。已有变压器容量为 100KVA，变压器下柱装计量表计箱， 计量表计箱内装250A和160A空开各一个。 其中250A空开负荷主要用于现有综合楼内的照明；160A空开用于其它。本工程 设计以变压器下计量表计箱内装250A空开下端出线为界，电气设计范围为MBR系 统的用电设备的配电控制保护设计。 具体设计内容： 1)增加一个100A配电开关用以对再生水处理设备的配电。100A开 关 配电箱安装于变压器下的电杆上，从原计量表计箱内装的 250A空开处接电。 门头沟区斋堂镇、潭柘寺镇污水处理厂升级改造工程设计报告 18 2)各用电设备的配电、控制及保护。 3)电缆敷设设计。 潭柘寺污水厂：潭柘寺污水厂： 潭柘寺污水厂规模为1000m3/d，为升级改造项目。已有变压器容量为 50KVA，本工程设计以原配电室配电柜下80A空开下端出线为界，电气设计范围 为MBR系统的用电设备的配电控制保护设计。 具体设计内容： 1) 从原配电柜内装的80A空开处接电。 2) 各用电设备的配电、控制及保护。 3) 电缆敷设设计。 2.5.3.5 仪表及自控设计 本工程两个污水厂处理量均为 1000 吨/天，为了保证污水处理厂污水处理 过程的可靠性和连续性，提高净水厂运行管理的自动化水平，减轻劳动强度， 控制系统采用可编程控制器和工控机组成的集散型监控系统。 3 设计变更设计变更 本工程为升级改造工程。施工过程中，根据现场实际情况，共涉及结构设 计变更一项，