杨凌职业技术学院西校区生活污水处理站初步设计方案—.docx

12. 10三废综合实训杨凌职业技术学院西校区生活污水处理站初步设计方案1、项目概况1.1、校区简介杨凌职业技术学院西校区位于杨凌示范区西农路10号。该校区在校师生约5000人，占地面积约300亩。该校区每人每天产生污水约120L/d，其总量为288000m3其污水主要来源于全校师生的生活污水、食堂废水、医院废水、实验室废水及雨天积水。现根据环境保护法 的要求，设计杨凌职业技术学院西校区生活污水处理站初步设计方案，使其排放的各种污水达标排放及部分水回用利用。1.2、设计目标为执行国家环保“三同时”和其他相关政策，节约水资源，学院领导高度重视环境保护工作,研究决定兴建自己的生活污水处理工程。将该校区产生的各种污水经处理后达到污水综合排放标准（GB8978-2005一级标准）排放，及部分水回用。1.3、项目所在地周围条件及气象条件1.3.1、项目所在地周围条件杨凌农业高新技术产业示范区成立于1997年7月29日，是我国唯一的国家级农业高新技术产业示范区。目前，已被国家批准为向亚太经合组织的十大科技园区之一，也被确定为国家重点支持的五大高新区之一。杨凌示范区总人口14万，总面积约94平方公里，新建区规划面积22.12平方公里。杨凌示范区介于北纬34123420，东经1081087之间，位于我国八百里秦川腹地，它东距西安82km，西距宝鸡86km，并于扶风县接壤，东有漆水河与武功县，南隔渭河与周至县接壤，北由渭水河与扶风县相连。1.3.2、项目所在地气象条件杨凌示范区位于位于八百里秦川腹地，地理位置优越，交通条件便利。年平均气温：12.9 年最高气温：42年最低气温：-19.4 年平均风速为：2m/s常年主导风向：东北风2、原水水质及设计要求2.1进出水水质设计要求表指标 COD(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH进水水质 180 120 150 67出水水质 30 20 30 67注：设计水质按生活污水水质的不利条件考虑。3、设计原则3.1、严格执行国家环境保护的各项规定，严格执行国家有关设计规范、标准，特别是安全方面的强制性规定，确保经处理后污水的排放水质达到国家及当地有关排放标准；3.2、技术可靠性原则。本着技术先进合理，运行可靠，操作管理简单的原则选择污水处理工艺，使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来；3.3、 技术合理性原则。用成熟的先进工艺技术，同时充分考虑污水水质、水量的冲击负荷对系统的影响, 并充分考虑长期处理的稳定性和安全性；3.4、 技术先进行原则。主要设备采用目前国内成熟先进技术装备，尽量降低工程投资和运行费用；3.5、 适应性原则。结合学校实际地形和周围环境，合理利用地形，合理选择设备，进行优化设计。布局力求紧凑、简洁、美观，功能齐全、工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地，并保证绿化面积，留有适当的扩展余地；3.6、 经济合理原则。最终实现处理成本较低，且在经济上节约、可行，技术上安全、可靠。3.7、因地适宜原则。4、设计依据4.1、中华人民共和国环境保护法 （1989年12月）4.2、中华人民共和国水污染防治法 （1996年5月）4.3、中华人民共和国水土保持法 （1991年6月）4.4、国务院关于环境保护若干问题的决定 国发199631号4.5、污水综合排放标准 GB8978-2005一级标准 4.6、地表水环境质量标准 GB3838-20024.7、地下水环境质量标准 GB/T14848-934.8、建筑设计防火规范 GBJ16-87（1997年版）4.9、建筑给水排水设计规范 GB50015-20034.10、室外给水设计规范 GBJ13-86（1997年版）4.11、室外排水设计规范 GBJ14-87（1997年版）4.12、给水排水工程结构设计规范 GBJ69-844.13、混凝土结构设计规范 GBJ10-894.14、建筑结构荷载规范 GBJ9-874.15、工业与民用供配电系统设计规范 GB50052-954.16、杨凌职业技术学院水处理实验平台设计技术服务合同书5、工艺设计5.1、工艺选择5.1.1、目前国污水处理采用的通用工艺1）、活性污泥法：AB法、SBR法A/O法、氧化沟法、普通曝气法。2）、生物膜法：生物接触氧化法、生物转盘法。由于该污水主要由学校生活污水、实验室废水、医院废水及雨水集水为来源的污水，其可生化性比较好，B/C比在0.5以上，所以，本设计可采用生化法处理即可达到排放标准。5.1.2、目前国内城市污水主要有以下处理工艺：1）、活性污泥法及其改良工艺法：包括传统的活性污泥法、延时曝气法、AB法、A/O法、A2/O法、氧化沟法、SBR法等；2）、生物膜法；包括生物滤池、生物转盘、生物流化床、生物接触氧化法等。该校区污水处理站的设计要求（一级处理要求去除率60，二级处理要求去除率75），以及根据杨凌职业技术学院西校区实际情况及占地面积小、人流量大的特点。本设计采用生物接触氧化法+消毒。其特点：1）、去除效率高；2）、占地面积小；3）、运行管理操作方便；4）、节省造价及占地面积；5）、耐冲击负荷强；6）、污泥活性高，易沉降；7）、运行费用低；8）、满足无害化、减量化的要求。注：1、生物接触氧化的原理：生物接触氧化法属于生物膜法的一种，在反应器内设置填料，利用填料聚集丝状菌等微生物，微生物附着在填料表面，形成生物膜，经过充氧的污水流经于填料的孔隙中与生物膜接触并进行生物氧化反应，有机污染物作为养料被微生物吸收分解，使水质得到净化。2、消毒的工作原理：消毒是生活污水处理和回用水处理的重要环节，目的是杀死水中的细菌、病毒、寄生虫卵和一些有毒有害物质，防止病原微生物的传播。本工程设计选用国际国内成熟可靠的二氧化氯发生器为消毒处理工艺。采用ClO2消毒，只起氧化作用，不起氯化作用，不会生成有机氯化物，较液氯的消毒效果好，ClO2具有强烈的氧化作用，可除臭、去色、杀菌、氧化锰铁等物质，不生成氯胺。5.2、工艺流程图5.2.1、工艺流程 污水格栅 调节池泵泥水回流初沉池生物接触氧化池污泥浓缩池 上清液 脱水污泥二沉池 消毒池 二氧化氯发生器污泥外排污泥污水回用水（用于校园浇花、灌溉等）该校区产生的污水由管道进入格栅，去除污水中的粗大杂物，以防管道和泵堵塞；污水再流入调节池，在调节池中对其流入污水的水质和水量进行调节；然后经提升泵进入初沉池，去除污水中颗粒较小的SS和少量的BOD、COD后,进入生物接触氧化池，去除污水中的有机物质，减少污水中BOD、COD含量及少量的SS；处理水再进入到二沉池，以去除前工艺未去除得颗粒较小的SS及少量的有机物；最后，进入消毒池，污水经过消毒处理后回收利用于浇灌校园的花草，灌溉等。5.2.2、工艺说明：污泥浓缩池是以减少污泥中的含水率为目的，减少污泥体积，其处理后的出水率为80%左右。脱水污泥间是以泥水分离为目的，将干污泥外排，部分水再次回流至初（二）沉池进行二次处理。ClO2发生器：通过其产生ClO2，对二沉池处理后的部分水进行杀菌，以达到处理水回用的目的。6、构筑物设计6.1、格栅 2格栅井 钢混结构主体尺寸 LBH1.80.270.812人工格栅 1台栅隙 5mm规格型号 HF-500材质 不锈钢6.2、调节池 2座 调节时间 4h结构尺寸 LBH6.03.53.2有效水深 3.2m总容积 72.4m3最大有效容积 67.2m3结构形式 钢混结构6.3、提升泵 2台（1用1备）型号 WQ50-7-2.2流量 6m3/h扬程 7m功率 2.2kw6.4、初沉池 2座结构形式 竖流式沉淀池有效水深 2.7m总容积 19.9m3最大有效容积 8m3停留时间 1.5h6.5、生物接触氧化池系统6.5.1、生物接触氧化池设计停留时间 5.47h结构尺寸 LBH4.54.74.9总容积 124m3有效容积 80m3 6.5.2、内置软填料 100m36.5.3混合液回流泵 2台型号 WQ25-14-2.2流量 25m3/h扬程 14m功率 2.2kw6.5.4、二沉池 2座结构形式 斜板沉淀池主体尺寸 LBH2.32.03.17有效水深 0.87m停留时间 0.8h6.5、5消毒池 1座调节时间 0.5h结构尺寸 LBH44.33总容积 43.3m3最大有效容积 12.5m3结构形式 钢混结构7、设备选用7.1主要构筑物明细表主要构筑物明细表序号 名称 规格 总容积或建筑面积 备注1格栅LBH 0.388人工格栅 =1.80.270.8 2调节池LBH 67.2钢混结构=6.03.53.23初沉池H=5.2,=3.54生化池 H=5，L=9 B=4.5， 202.5m3钢混结构5二沉池 LBH 8.4=412.16消毒池LBH 72钢混结构=6.03.047污泥浓缩池 LBH56钢混结构=4.04.03.58清水池LBH 49钢混结构 =44.339 消毒间LBH 24砖混结构=3.04.02.010脱水间LBH 63砖混结构=6.03.03.511电控间LBH 40砖混结构=4.04.02.512格栅槽LBH 2.25钢混结构=2.50.61.57.2、主要工艺设备主要工艺设备表序号 项目名称 规格型号 功率 台（套） 生产厂家1格栅 HF-500 2 0 江苏宜兴2提升泵 WQ50-7-2.2 2.2 2 广东中山3鼓风机 L22WB 2.2 2 广东中山4 填料 =5mm 100m2 江苏宜兴 5 填料架0.2 1江苏宜兴6污泥泵WQ25-14-2.22.22广东中山7ClO2发生器CLOG-80 31江苏无锡8电控系统 1陕西西安9 管阀陕西西安10清水回用泵WQ50-40-4 42江苏无锡11压榨过滤机整套设备3.5 1江苏南京工艺说明： 该校区生活污水处理站的控制系统由电控柜集中控制，有自动和手动的转换开关，有设备运行，故障的显示，有欠压、过滤、过载的安全保护，水泵自动工作时，采用不锈钢浮球式液位开关进行控制，并由声光预警功能和液位的工作状态指示。该控制系统中没有失电保护电路，避免停电后突然来电时自动启动，发生意外时的急停开关及发生异常时的故障报警装置。电源采用三相四线制220V/380V,由动力电源供电，配电线路均采用BV-50型铜芯，聚氯乙烯绝缘电缆，配电柜采用框架式结构，经酸洗算话后静电喷塑。8、投资估算8.1、土建工程投资估算表土建工程投资估算表序号 项目名称 总容积或建筑面积（m3） 造价（万元） 备注1 格栅槽2.250.18人工格栅2调节池158.3 12.66 钢混结构3初沉池H=5.2,=3.54生化池 202.5 16.2钢混结构5二沉池 8.40.67钢混结构6消毒池72 5.76 钢混结构7污泥浓缩池 564.48钢混结构8清水池846.76钢混结构9 消毒间241.92钢混结构10脱水间635.04钢混结构11电控间361.80钢结构总计55.448.2、设备材料投资明细表（单位：万元）设备材料投资明细表序号 项目名称 规格型号 台（套） 单价（万元） 总价（万元）1格栅 HF-500 2 0.9 1.82提升泵 WQ50-7-2.2 2 0.14 0.283鼓风机 L22WB 2 0.55 1.104 填料 =5mm 100m2 0.05 5.00 5 填料架10.250.256污泥泵 WQ25-14-2.2 20.250.507ClO2发生 CLOG-80 10.800.808电控系统 DK20015.505.509 管阀14.804.8010清水回用泵WQ50-40-4 20.140.2811 压榨过滤机 整套设备 1 12.5 12.5总计32.818.3、投资估算明细表投资估算明细表序号 项目名称 投资（万元） 备注1土建 54.232设备 32.813设备安装费 3.3（2）104 设计费 2.5 （1+2）35 调试费 4（1+2）46税 3.4 以上3.51总计 130.249、效益分析91、人员的分配及费用人员的分配及费用表职位 人数 月工资(元)厂长12200运行管理人员21700门卫11000总计44900杨凌职业技术学院西校区生活污水处理站共需四人，每年运行时间为360天，月工资总计5000元，日均工资166.6元/d，折合处理污水人工费0.2083元/ m3。9.2、电费在本污水处理站总装机容量为25KW，常用装机容量17KW，开机系数为0.8，满负荷运转系数为0.7，电位（高低峰平均）以0.8元/KWh，日耗电费为281.4元/d，折合处理污水电费为0.3517元/ m3.9.3、药剂费（消毒剂） CLO2发生器所需药剂费折合处理污水0.017元/ m3. 所以，杨凌职业技术学院西校区污水处理运行成本总计为 0.2083+0.3517+0.017=0.577元9.4、投资回收 杨凌职业技术学院西校区污水处理站总投资130.24万元，其污水17.28万元，按照当前的污水处理价格估算，其投资成本回收需要79年。9.5、环境效益杨凌职业技术西校区污水处理站污水水质中COD=180mg/L,经污水处理站处理，COD排放量为30 mg/L,即减少排放150 mg/L,根据其计算处理站处理，减少0.15Kg，每年可减少COD排放量43200Kg，达到了相当可观的环境效益，达到了减排的目的，是污水排放达到一级A类标准。9.6、社会效益杨凌职业技术西校区生活污水处理站的建立，极大的改善校区和周边的环境，并使该校区产生的生活污水达标排放，对社会产生良好的效益，适宜于国家可持续发展和科学发展观的精神，对于水资源的合理利用起到了模范争先的作用，将极大促进本地区良好的发展前景。10、结论 经过对杨凌职业技术西校区生活污水处理站初步设计方案的设计，改善了全校师生及周围人的生活环境提供良好的居住环境。并且，在设计过程中本着经济合理，运行方便的原则，一贯坚持公平、科学、合理的求学之分进行，经过一系列的实地考察，翻阅资料，了解当地水温情况，地貌地形，使我对本设计的整体流程有了更深一层的了解，并在以后的学习中，力争上游，多积累相关的设计方面知识11、附11.1、主要构筑物的设计过程一、格栅的设计1.设计说明：格栅一般斜设置在进水泵站集水井的进口处。用于拦截水中的粗大杂物的，以保证后续设施的正常运行。 2、设计参数：生活污水流量33.3m3/h;取栅前水深h=0.5m;过栅流速u=0.1m/s;栅条间隙b=0.01m;格栅的倾斜角=650;栅条宽度s=0.02m.3、设计计算：（1）、栅条的间隙数（n）：n=Qmax(Sina) 1/2bhu =800( Sin650) 1/2(0.010.50.13600) =18条（2）栅槽的有效地宽度(B):B=S(N-1)+bn=0.02(18-1)+0.0118=0.52m（3）进水渠宽(B1)：由进水渠宽度查得资料B1为0.3m，则进水渠的渐宽部分长度(L1)：L1=(B- B1)2tana1=(0.52-0.3)2tan200=0.30m设计时取L1=0.32ma1:进水渠渐开角，一般取a1=200B：栅槽的有效宽度（4）、格栅与出水渠道连接处渐宽部分长（L2）：L2= L12=0.322=0.16m设计时取L2=0.17 m（5）、格栅的水头损失（h1）:h1=kSina(s/b)4/32g=2.52Sin650(0.020.01)4/3（29.8）=0.21mK：考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用经验式k=3.36u-1.32，一般采用k=2.5g：重力加速度,m/s2（6）、栅后槽总高度（H）：取沿栅前渠道超高h2=0.5mH=h+h1+h2=0.5+0.21+0.5=1.21m（7）栅槽的总长度（L）：L= L1+ L2+0.5+1.0+H1/tan=0.32+0.17+0.5+1.0+0.71/tan650=2.32mH1:栅前槽高，m，H1=h+h2=0.5+0.21=0.71m（8）、每日栅渣量（W）：取栅渣量为1000m3 污水产渣W1=0.05m3W=(QmaxW1243600)/1000K=(33.30.05243600)(360010002)=0.02m3/d0.2m3/d所以，采用人工格栅。二、调节池1、 设计说明：废水中的水量和水质随时间的变化幅度较大。正后续处理的正常运行，需对废水的水质和水量进行调节。2、 设计参数： 设计最大流量Qmax= 1.6Q=1.6500=800 m3/d；调节时间t=4h；调节池的有效水深h=3.2m；设计形状：矩形调节池；个数：N=2个 3、 设计计算：（1）、调节池有效容积(V1)：V1=Qmaxt=（800/24）4=133m3则，每个调节池的有效容积（V2）：V2= V1/2=133/2=66.7m3设计时取V2=67m3（2）、调节池的池宽（B）：A=V2/h=67/3.2=20.8m2设计时取调节池的池长L=6.0m则:B=A/L=20.8/6.0=3.5m设计时取B=4.0m（3）、污泥斗的体积（V3）：取污泥斗顶宽B1 =1.6m；污泥斗高h4=1.0m；污泥斗倾角600;则污泥斗的宽度（V2）：B2 = B1- h4 tan300 =1.6-1tan300=1.0mV2= (B1+B2)/2 h4B =(1.6+1.0)/2 1.04.0=5.2m3 （4）、调节池的高度（H）：池超高h1=0.3m；池调节有效水深h2=3.2m池底斜坡高度h3=0.3m；污泥斗高度h4=1.0mH=h1+h2+h3+h4=0.3+3.2+0.3+1.0=4.8m（5）、复核调节池停留时间（t0）：实际有效容积（V0）：V0=BLh=3.56.03.2=67.2m3t0=（NV0）/Qmax=267.2/(80024)=4.0h三、竖流式沉淀池1、 设计说明：以去除前面工艺未能去除的细小的颗粒，以保证后续的处理正常或使后续处理废水的水质达到要求。2、 设计参数：设计最大流量Qmax =1.6Q=1.6500=800 m3/d；沉淀时间t=1.5h，N=2个。3、 设计计算：（1）、喇叭口处设反射板，则中心管面积（f）：池内中心管流速v=0.03m/sf=Qmaxv0 =8002(0.03360024)=0.0.15m2 （2）、中心管直径(d)：d=(4f/)1/2 =(40.15/)1/2=0.44m（3）、喇叭口直径(d1)：d1=1.35d=1.350.44=0.59m（4）、中心管喇叭与反射板之间的缝隙高度(h3)：h3= Qmax/（v1d1)=8002/(0.010.59360024)=0.25m（5）、反射板的长(l)：l=1.3d1=1.30.59=0.767 m设计时取l=1.0 m（6）、沉淀区面积(A)：A= Qmax/v=8002 (0.0005360024)=9.26m2(7)、沉淀池直径(D)：D=4(A+f)/)1/2=4(9.26+0.3)/)1/2=3.5m(8)、沉淀池的有效高度(h2)：h2=3600vt=36000.00051.5=2.7 m所以，Dh2 =4.8/2.7=1.8 8m3四、生物接触氧化池设计 1.设计参数最大流量Q=800 m3/d，进水BOD5浓度L0=120mg/l,出水BOD5浓度Le=20mg/l,容积负荷N=1000BOD5/(m3.d),汽水比Do=15 2.设计计算（1）有效容积 V=Q(L0-Le)/N=800(120-20)/1000=80m 滤池的总面积(A)：设填料层高度H=2m，分2层，每层高1m, 则A=V/H=80/2=40(m) (3) 滤池分格，设滤池格数n=2格，则每格滤池的面积为： A0=A/n=40/2=20m25m 则每格尺寸：L=b=(A0)=4.5m. (4) 校核有效接触时间： T=n(Lb)H/Q=24.52/33.3=2.43h(符合要求） （5） 滤池总高度：H0=h1+h2+H+(m-1)h3+h4 =0.5+0.5+2+0.41+1.5 =4.9(m) 式中：h1=0.5m,滤池超高。 h2=0.5m,填料以上水深。 h3=0.4m,填料段之间高度。h4=1.5m，填料下方水深。 则设计取H0=5m. (6) 废水在池内实际停留时间： T=n(Lb)(H0-h1)/Q=24.5(4.5-0.5)/33.3=5.47h (7) 所需填料总体积：V=n(Lb)H=80(m) (8) 所需空气量：D=DoQ=15800=1200