四平污水处理厂升级改造初步设计方案.doc

四平污水处理厂升级改造初步设计方案I前 言四平市是吉林省重要的食品、机械、轻纺等工业基地，是以城乡内外贸易为依托，工贸并举的中心城市。北临吉林省长春市、南与辽宁省接壤，距沈阳市200km。共管辖两区两市两县，即铁东区、铁西区、公主岭市、双辽市、梨树县、伊通县。城市建设研究院受四平三达净水有限公司及相关政府部门的委托，编制四平市城市污水处理厂升级改造工程初步设计，通过组织设计人员进行现场踏勘、现状调查、收集资料，并就有关问题与相关部门共同磋商，反复酝酿，完成编制了本项目初步设计。四平市污水处理厂工程设计完成于2000年，远期设计规模18万吨/日，一期工程建设规模9万吨/日，工程用地按远期规模占地一次性征用。四平市污水厂一期工程于2007年5月投产运行。根据当时的环保政策要求，四平市污水厂二级生物处理的出水水质相当于城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的二级标准。随着我国污水排放标准的提高，吉林省环境保护局、吉林省建设厅都要求四平市污水厂的二级处理标准进行提标改造，出水标准达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准要求。在初步设计编制过程中，得到了四平市政府等相关各级政府部门领导和专家的大力支持，在此深表谢意。77城市建设研究院 四平市城市污水处理厂升级改造工程初步设计第一章 概 述1.1 项目概述1.1.1项目名称项目名称：四平市城市污水处理厂升级改造工程1.1.2建设单位建设单位：四平市污水处理厂1.1.3项目建设地点四平市城市污水厂一期工程闲置用地。1.1.4工程建设规模升级改造工程规模：9.0万m/d1.1.5污水处理工艺改造部分改造部分回流污泥粗格栅提升泵房细格栅及旋流沉砂池进水污泥泵井污泥贮池二沉池提升污泥脱水机房剩余污泥鼓风机栅渣外运加氯混合液回流出水泥饼外运 接触消毒池厌氧反应池（原初沉池改造）缺氧反应池（新建）好氧反应池（增设停留时间6h）深度处理间（新建）1.1.6工程建设内容本工程为四平市城市污水处理厂升级改造工程，建设规模9.0万m/d，改造后的出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002中的一级A标准。主要工程建设内容为：将现有初沉池改造为厌氧池、在现有厌氧好氧池（已改造为全段好氧）前端增设缺氧池、增设一座好氧池、增设深度处理间及相应配套改造。1.1.7工程投资1.工程总投资7625.93万元2.工程直接费用6115.92万元3.折合吨水直接投资680元/米3本项目的工程资金筹措计划由国债资金与企业自筹两部分组成。拟申请国债或专项资金3050万元，占总投资的40%；企业自筹资金4575.93万元，占总投资的60%。1.2 城市概况及自然条件1.2.1地理交通四平市位于吉林省南部，北纬4311，东经12420。北临吉林省长春市、南与辽宁省接壤，距沈阳市200km。共管辖两区两市两县，即铁东区、铁西区、公主岭市、双辽市、梨树县、伊通县。1.2.2地形地貌四平市地处东北松辽平原，地形由东南向西北逐渐倾斜，起伏不大，城市地面绝对标高为150200m之间。大地构造比较简单，有朱罗纪、白垩纪的沙岩、页岩和第四纪覆盖层的亚粘土淤泥质土、沙土和大块碎石土。1.2.3水文地质四平市地下水属潜层水，含水层为砂层，地层由上至下依次为耕土(厚为0.51.0m)、粘土、亚粘土和砂土。地耐力在1420t/左右。四平市区有两条河，俗称南河、北河。南河、北河在市区西北汇为条子河，北河为条子河干流，汇水面积177.8km，流经市区的河道长11.8km，流量42.28ms，河道行洪宽85m。南河为条子河支流，汇水面积89.1km，流经市区的河道长18.34km，流量28.95 m/s，河道行洪宽70m。1.2.4地震烈度根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001 2008版）中的划分，四平市城市污水处理工程抗震设防烈度为6度。1.2.5气候特征四平市属于温带大陆性季风气候，处于半湿润半干旱过渡区，年平均温度6，最高气温为36.6，最低气温为-34.6，冰冻时间约为6个月(10月中旬次年5月初)。土壤冻结深度1.48m。年平均降水量656.8mm，日最大降雨量达154.1mm，年平均蒸发量1347.5mm，相对湿度66，最大积雪厚度190mm，年平均日照2771.2h。四平市全年主导风向为西南风，冬季多为西北风，平均风速3.3rns，最大风速34.5m/s，最大风向频率16。1.3 设计依据1.3.1编制原则根据我国排水规范及相关法规的要求，本工程遵循如下设计原则：1、在城市总体规划的指导下，与整个城市发展规划同步进行。2、升级改造工程厂址利用已建污水厂工程的闲置场地。3、选择可靠实用、技术先进、投资省、运行费用低、管理方便、运行灵活的污水处理工艺，为污水处理厂的建设和运行创造良好条件。4、采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水厂的管理水平，保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度。5、设备选型做到合理、可靠、先进、高效节能。6、通过本工程的建设达到保护和改善本区域内水环境的目的，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。1.3.2编制范围本工程设计范围为污水处理厂红线范围内建（构）筑物的建筑、结构、工艺、给排水、电气自控、通风及消防等专业设计。1.3.3编制依据及基础资料1、四平市城市总体规划2、四平市总体规划图（比例1:10000）3、四平市城市污水处理厂升级改造工程可行性研究报告批复1.2.4设计规范及设计标准1、市政公用工程设计文件编制深度规定（建设部，2004.03）2、室外排水设计规范（GB50014-2006）3、室外给水设计规范（GB50013-2006）4、城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）5、地表水环境质量标准（GB3838-2002）6、污水排入城市下水道水质标准（CJ343-2010）7、城镇污水处理厂污水污泥泥质（CJ247-2007）8、城市污水处理工程项目建设标准（建标(2001)77号）9、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（JJ31-89）10、城市污水处理及污染防治技术政策（建成2000124号文）11、工程建筑标准强制性条文（建标2000202号）12、建筑给水排水设计规范（GB500152003）（2009年版）13、工业企业总平面设计规范（GB50187-2012）14、恶臭污染物排放标准（GB1455493）15、建筑抗震设计规范（GB50011-2010）16、给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）17、建筑结构荷载设计规范（GB50009-2012）18、混凝土结构设计规范（GBJ500102010）19、砌体结构设计规范（GB50003-2011）20、建筑地基基础设计规范（GB500072011）21、建筑设计防火规范（GB500162006）22、构筑物抗震设计规范（GBJ501912012）23、地下工程防水技术规范（GB501082008）24、建筑灭火器配置设计规范（GB501402005）25、给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范（CECS138:2002）26、给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规范（CECS117:2000）27、办公建筑设计规范（JGJ67-2006）28、工业建筑防腐蚀设计规范（GB500462008）29、公共建筑节能设计规范（GB50189-2005）30、民用建筑电气设计规范（JGJ162008）31、供配电系统设计规范（GB50052-2009）32、低压配电设计规范（GB50054-2011）33、建筑物防雷设计规范（GB5005794）（2000年版）34、10kV及以下变电所设计规范（GB5005394）35、建筑照明设计标准（GB500342004）36、采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003）37、工业企业厂界噪声控制标准（GB12348-2008）38、工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）1.4 污水处理现状1.4.1城市排水现状四平市区有两条河，俗称南河、北河。南河、北河在市区西北汇为条子河，最终汇入辽河，辽河是我国七大江河之一，对我省经济和社会发展有着十分重要关系。辽河流域每年接纳近20亿吨工业和生活废水，60的监测断面超出V类水质标准，各城市段全部超过V类水质标准，水体已丧失使用功能，辽河流域COD平均浓度、综合污染指数居全国七大流域之首。辽河流域水质污染不仅使河流水生生态遭到彻底破坏，同时还加剧了水资源的缺乏。各类废水还通过进入水库、向地下水补水、污水灌溉等方式，扩大了污染的范围、加剧了污染的程度，严重影响了人民生活和经济的可持续发展。流域水质污染已造成严重的社会、经济和环境问题，成为全面建设小康社会的制约性因素。省委、省政府十分重视辽河流域水污染防治工作，采取许多积极的措施确保计划与规划提出的目标如期完成。一是坚持依法治河。二是制定政策筹集资金，加速治理步伐。三是集中力量抓了重点污染治理项目和企业达标排放工作。四是抓住辽河流域水污染防治的关键环节，加速城市污水处理厂建设。五是把辽河流域水污染防治工作纳入建设规划之中。所以为了响应党中央国务院的关于辽河流域水污染防治的号召，四平市政府于2003年完成了四平市污水处理厂的建设，并于2006年正式运行，同时积极采取措施，推进污水资源化进程。1.4.2 城市污水处理现状四平市城市污水处理工程的施工图设计完成于2000年，设计规模18.0万吨/日，工程分期实施。一期工程9.0万吨/日，二期工程9.0万吨/日。一期工程污水处理主体工艺采用厌氧-好氧(已改为全段好氧)工艺，经二次沉淀及接触池液氯消毒后排放。按照当时的环保政策要求，四平市污水处理厂出水水质标准相当于城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)的二级标准。根据四平市城市污水处理工程相关设计文件，四平市污水处理厂一期工程的设计出水水质如下：四平市污水处理厂一期工程出水水质指标项目CODBOD5SSNH3-NTP指标（mg/l）1003030253随着城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)的实施，现状污水处理厂出水水质无法达到国家要，对周围水体已造成污染。所以，吉林省环境保护局、吉林省建设厅都要求四平市污水处理厂一期工程排放水的质量标准从GBl8918-2002的二级标准升级为一级标准的A标准。项目CODcrBOD5TPNH3-N SS指标（mg/l）50100.55（8）10第二章 污水处理厂现状2.1现状工艺流程四平市污水处理厂一期工程处理规模为9万吨/日，现状工艺为：预处理工艺采用粗细格栅+初沉池，生化段采用厌氧-好氧(已改为全段好氧)工艺+二沉池，消毒工艺为二氧化氯消毒。四平市污水处理厂一期工程工艺流程图见下：回流污泥粗格栅提升泵房细格栅及旋流沉砂池 初沉池进水污泥泵井污泥贮池二沉池污泥脱水机房剩余污泥厌氧好氧反应池鼓风机栅渣外运加氯出水泥饼外运 接触消毒池四平市污水处理厂一期工程流程图2.2现状进出水水质根据四平市污水处理厂一期工程运行期间的四平市污水处理厂进出水水质周报表，现状工艺流程满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)的二级排放标准。四平市污水处理厂监测近期部分水质数据详见下表：现状进出水水质表四平市污水处理厂化验室周报表项目星期一二三四五六日平均值日期9月24日9月25日9月26日9月27日9月28日9月29日9月30日PH进水66.56.56.5666.76.3 出水6.56.76.776.577.56.8 CODmg/L进水387320352414396324398370.1 出水7054768472766871.4 BODmg/L进水149131132152142125142139.0 出水2823232928202825.6 SSmg/L进水162158195144178201168172.3 出水1923212520182321.3 NH4+-Nmg/L进水2729283026242727.3 出水2627282924252626.4 总磷mg/L进水3.63.53.74.14.3/3.8 出水2.5/2.5/2.9/2.6 DOmg/L池1/1.8/1.8池2/1.6/1.6SV%池12326202318191720.9 池22427212420181921.9 SVIml/g池17272777472836874.0 池26971727174696870.6 MLSSg/l池13.23.62.63.12.52.32.52.8 池23.53.82.93.42.72.62.83.1 回流6.86.15.25.85.75.165.8 浓缩后污泥含固率%4.54.84.54.95.15.5/4.9 脱水后污泥含固率%222521272823/24.3 四平市污水处理厂化验室周报表项目星期一二三四五六日平均值日期10月8日10月9日10月10日10月11日10月12日10月13日10月14日PH进水6.566.566.56.566.3 出水6.76.56.56.77.36.57.56.8 CODmg/L进水214339348370308340371327.1 出水7270887868807575.9 BODmg/L进水101145148149134142148138.1 出水2321272826222524.6 SSmg/L进水129158192182179208186176.3 出水2119232422272022.3 NH4+-Nmg/L进水1826262824252724.9 出水1724242722242523.3 总磷mg/L进水3.643.54.14.3/3.9 出水/2.8/2.8/2.8 DOmg/L池1/1.5/1.5 池2/1.7/1.7 SV%池11816151720192017.9 池21718171922232420.0 SVIml/g池16057566165637161.9 池25958636169666963.6 MLSSg/l池132.82.73.13.23.53.53.1 池22.93.12.73.13.23.53.53.1 回流5.86.15.95.86.35.765.9 浓缩后污泥含固率%4.85.35.64.75.4/4.3脱水后污泥含固率%2521242229/20.2 现状污水处理厂不监测TN指标，为了本次初设数据的准确性，四平市污水处理厂补充监测TN指标。（详见下表）四平市污水处理厂化验室周报表项目星期一二三四五六日平均值日期11月5日11月6日11月7日11月8日11月9日11月10日11月11日PH进水7.0 6.567676.56.6 出水6.57666666.2 CODmg/L进水336246381233327251331300.7 出水4931857682898971.6 BODmg/L进水147145148149134142148144.7 出水2321272826222524.6 SSmg/L进水212204157213153181213190.4 出水2523262523222424.0 NH4+-Nmg/L进水2720.6272125/24.1 出水2621272023/23.4 总磷mg/L进水2.93.6/3.3 出水0.91.1/1.0 总氮mg/L进水3533383737/36.0 出水/0.0 2.3主要工艺现状参数根据四平市污水处理厂一期工程的设计文件及实际建设情况，现状各主要建构筑物及设备参数见下表：现状主要建构筑物及设备参数表序号项目建构筑物名称主要设计参数主要设备参数备注1粗格栅及提升泵站处理能力9万吨/日提升泵流量：Q=1653m/h 扬程H：17m 电机功率N：102Kw共4台（三用一备）2细格栅及旋流沉砂池处理能力9万吨/日旋流沉砂池设计流量：1.37m/s 直径：3.2m 表面负荷154m/h，停留时间：39.8s共四座3初沉池处理能力9万吨/日 直径：28m 表面负荷1.5m/h初沉池污泥泵流量：104.3m/h 扬程：10.6m 功率：7.5Kw共二台 （一用一备）4厌氧-好氧池处理能力9万吨/日 设计流量：1.02m/s 停留时间9h 污泥负荷0.24 容积负荷0.45 MLSS浓度为2500mg/l现已改造为全段好氧池 共四座5二沉池及污泥泵井处理能力9万吨/日 中心进水周边出水 直径40m 池边水深3.4m 表面负荷0.98m/h污泥回流泵流量：760m/h 扬程：8.4m 功率：37Kw，剩余污泥泵流量：27.9m/h 扬程：22.9m 功率：5.5Kw回流污泥泵共五台 最大回流量9万吨/日 剩余污泥泵共二台（两用一备）6接触消毒池处理能力9万吨/日 设计流量：1.00m/s 停留时间：30min 加氯量：6mg/l共一座7鼓风机房长：36m 宽：12m 高：11m 单台鼓风机风量：150m/min 出口升压：7000mmH2O，功率200Kw共四台（备用国产250kw分机）8污泥脱水间浓缩前污泥总量：1340.7m/d 含水量：99.3% 泥饼总量：38.6m/d 含水率：82%浓缩机处理能力4080m/h 功率1.5Kw，脱水机处理能力818m/h 功率4.0Kw均为一用一备2.4现状运行情况根据四平市污水处理厂一期工程运行至今的实际情况，目前污水处理厂各建构筑物及设备运转正常，基本满足原设计要求并能正常稳定运行，出水水质满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)的二级排放标准。第三章 设计概要3.1规模确定污水处理厂工程升级改造建设规模结合四平市污水处理厂一期工程实际情况，考虑各种影响建设规模的因素。确定升级改造规模为：9.0万m/d，出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的A标准。3.2设计水质根据室外排水设计规范中的相关规定和综合四平市城市污水处理厂两年多来的运行进水水质数据（见现状进出水水质表）确定本次工程的进水水质。四平市污水处理厂处理后污水排入辽河，根据国家规定：“城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准”，为彻底消除四平市辽河水系的污染，保护南河、北河两岸的生态环境，确定本次工程出水水质满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的A标准。因此本工程设计进出水水质及处理程度如下：进出水水质及处理程度表项目CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)TP(mg/l)TN(mg/l)NH3-N (mg/l)SS(mg/l)进水水质40015044030180出水水质50100.5155（8）10处理程度87.5%93.387.562.583.394.43.3工艺方案选择3.3.1工艺方案选择的原则1、与一期工程的流畅衔接2、工艺可靠、技术先进和前瞻性3、与一期工程运行的协调性4、经济合理性5、适应市场变化6、安全和环保3.3.2重点处理指标根据四平市污水处理厂一期工程原出水水质及改造后出水水质对比，对每项污染物指标进行分别讨论，并确定对应的改造工艺。改造前后污水处理厂出水指标表项目CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)TP(mg/l)TN(mg/l)NH3-N (mg/l)SS(mg/l)进水水质40015044030180原出水水质100303-25（30）30改造后出水水质50100.5155（8）10原工艺需升级改造部分如下：1.不具备脱氮除磷工艺，需要调整为具有脱氮除磷功能的工艺。2.进一步增加CODcr及BOD5的去除率。3.增加物理化学除磷功能。4.进一步去除SS。其中脱氮除磷是本次升级改造工程的重点。3.3.3重点污染物去除方法1、脱氮除磷（1）生物硝化的工作机理生物硝化工艺属污水生物降解脱氮法的一种，利用微生物在污水中的代谢作用，以污水中的有机物为基质，自身繁殖从而达到污水净化的目的。其中的生物硝化作用是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮氧化成亚酸盐，硝化杆菌再将NO2-N转换为NO3-N，反应式如下：NH4+2O2NO3-+2H+H2O亚硝化菌和硝化菌都是化能自养菌，能利用氧化过程中产生的能量，使CO2合成为细胞有机质，这一过程需要大量的氧。另外还有一个微生物将有机氮转化为NH3-N的生物过程。一般的异养微生物都能进行高效的氨化作用，在传统活性污泥法工艺中，伴随BOD5的去除，95以上的有机氮会被氨化成NH3-N。（2）脱氮机理反硝化是生物脱氮的另一个过程，污水先在好氧池（oxic）中进行硝化，使含氮有机物被细菌分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后在缺氧池（Amoxic）中进行反硝化，硝态氮还原成氮气溢出。反硝化菌是兼性异养菌，能利用污水中各种有机质作为电子供体，以硝酸盐代替分子氧，作为电子最终受体，进行“无氧”呼吸，使有机质分解，同时将硝酸盐氮还原成气态氮，反应过程为：2NO3-+H2O5O+N2+2OH-有机碳CO2H2O总方程：4NO3-5C2H2O反硝化菌2N25CO24OH-（3）生物除磷机理介绍生物除磷是通过磷的厌氧释放和好氧吸收两个过程完成的。一般认为主要是一种称为（Acinebacter）菌群的专性好氧细菌起到的聚磷、除磷作用。另外其它一些微生物种群如假单胞菌（Pseudomonas）和气单胞菌（Aeromonas）等也均有除磷作用。混合液中的聚磷菌进入厌氧区后会处于压抑状态，消耗细胞内贮存的聚磷产生能量，用于维持生命和吸收来自污水中的可快速生物降解的溶解性有机物，并在细胞内把有机物转化成聚羟丁酸贮存起来。同时，由于聚磷的降解，细胞内多余的磷被释放到液相中。厌氧释放的前提是水中既无分子态氧又无结合氧（NOx-），由于产酸菌的存在，厌氧状态还会使混合液的pH值有所下降。聚磷菌进入好氧状态后降解体内贮存的聚羟丁酸，产生大量的能量用于细胞合成，增殖和吸收液相中的磷，并在细胞内将磷转化成聚磷酸盐。在厌氧状态下磷的释放越充分，体内贮存的聚羟丁酸也越多，进入耗氧状态后磷的吸收量也越大。有试验资料表明，厌氧状态下每释放1mg磷，进入耗氧状态后就可吸收2.0-2.4mg磷。细胞内吸收了大量磷的高磷污泥最后以剩余污泥的形式排出系统，从而完成除磷过程。（4）物理化学除磷机理污水中的磷分为无机的正磷酸盐，聚磷和有机磷，经水解和微生物降解后，有机磷和聚磷都转化为正磷酸盐，它在水中呈溶解状，通过化学沉淀形成难溶的金属磷酸盐并通过物理沉淀使磷得到去除。一般生石灰、硫酸铁、硫酸铝等均可作为混凝剂。通过投加金属盐类，使正磷酸盐被置换成难溶的磷酸盐，沉淀后随剩余污泥排出系统。反应方程式如下：Me3+PO43-MePO4化学法除磷运转控制灵活，可根据污水中磷的超标程度随时调整金属盐投加量，效果稳定，保证出水达标并节约污水厂运行成本。结论：为了增加现状污水处理厂的脱氮除磷功能，应增加缺氧段，以提供缺氧池中反硝化过程。并增加厌氧池加强生化除磷，增加絮凝反应池及气水反洗滤池，以提供化学除磷功能。2.其余指标去除（1）BOD5排放标准要求的出水BOD5指标为10mg/L，从现状污水处理工艺来看，该项指标要求较高。当要求对污水进行硝化、反硝化时，处理后出水BOD5浓度低于10mg/L其相应的去除率能够大于95。这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率N，与去除碳源的异养型生物相比要小一个数量级以上，因此需要硝化系统比单纯去除碳源BOD5的系统具有更长的泥龄或更低的污泥负荷，在此条件下，BOD5的去除率不难达到排放标准要求。结论：需增加污水的停留时间，以增长泥龄降低污泥负荷。在降低污泥负荷的情况下BOD5出水可以达标排放。（2）CODcr根据要求，出水CODcr指标为50mg/L，同样，增加污水的停留时间，增长泥龄降低污泥负荷，使得CODcr的去除率随BOD5的去除有较大幅度的提高。（3）SS根据要求，出水SS浓度小于10mg/L，根据以往同类型污水工程经验，本工程排水中SS主要为蛋白质、纤维类污染物，在生化段易于被微生物降解，别且通过在生化段出水经加药混凝过滤的方式，最终出水的SS能够控制在10mg/L以内。结论：通过加药絮凝并过滤可以保证出水SS指标达到排放标准。3.3.4方案确定根据对各指标的不同去除方法，本次升级改造工程为保证达标排放，应增加缺氧段生化处理，增加混凝过滤工艺，并通过增加好氧池容积降低污泥负荷。1原初沉池改造原污水处理厂设有4座初沉池，直径28米。根据污水处理厂现状进出水水质，初沉池改造成厌氧池可以避免污水中BOD5在初沉池降解，无法为脱磷除氮提供足够碳源。并且初沉池的改造可减少升级改造工程的改用用地。所以，需将初沉池改造为厌氧池，改造后厌氧池停留时间为2.9小时。2增设缺氧池需增设缺氧池以保证脱氮的功能，根据室外排水设计规范（GB 50014-2006）中第6.6.18第二条计算缺氧段停留时间及池容。3.增设好氧池原厌氧-好氧池(已改造为全段好氧)停留时间为9h，污泥负荷为0.1 kgBOD5/kgMLSS.d。四平市污水处理厂冬季气温较低，经过运行期的监测，水温基本在11左右，属于寒冷地区。为确保曝气池处理效果，本次设计根据寒冷地区污水活性污泥法处理设计规程（CECS 111-2000）计算相关设计参数，降低污泥负荷，增加停留时间。5.增设深度处理间为保证出水SS及TP指标达标，需对污水加药絮凝和化学除磷。所以，增设深度处理间一座。主要包括絮凝反应池及气水反洗滤池。3.4工艺流程确定通过对污水中各污染指标的分别讨论和分析，最终确定污水处理工艺，即：将现有初沉池改造为厌氧池，在现有厌氧好氧池前端增设缺氧池，增设一座好氧池，后段增加混合絮凝反应池及气水反洗滤池工艺。（工艺流程简图如下）改造部分改造部分回流污泥粗格栅提升泵房细格栅及旋流沉砂池进水污泥泵井污泥贮池二沉池提升污泥脱水机房剩余污泥鼓风机栅渣外运加氯混合液回流出水泥饼外运 接触消毒池厌氧反应池（原初沉池改造）缺氧反应池（新建）好氧反应池（增设停留时间6h）深度处理间（新建） 深度处理间工艺流程简图城市建设研究院 四平市污水处理升级改造工程初步设计说明书第四章 工程设计污水处理厂升级改造设计规模Q=90000m/d=3750m/h。总变化系数kz = 2.7/Q0.11 =1.26。4.1 工艺设计4.1.1工程改造概述根据改造工艺流程，应将现有初沉池改造为厌氧池停留时间2.9h，新建缺氧池一座停留时间3.5h，增建好氧池一座，新建絮凝池及气水反洗滤池，及相应增加配套设施。其余工艺保持原污水处理厂设计。根据实际一期建设情况确定升级改造工程建设实施项目，见下表：升级改造工程项目清单序号项目升级改造内容1改造原有初沉池改造为厌氧池，改造污泥回流系统2增设缺氧池新建9.0万m/d土建及设备3改造原好氧池增加混合液回流泵设备。增设好氧池增建一座好氧池，满足好氧停留时间4增设提升泵井新建9.0万m/d土建及设备含提升泵井5增设深度处理间新建9.0万m/d土建及设备深度处理间一座，包含絮凝池、气水反洗滤池、废水池及加药间6改造厂内工艺管线配套改造污泥回流及混合液回流管线。7改造鼓风机及变配电间配套改造8改造自控仪表配套改造4.1.2升级改造工程工艺设计工程升级改造规模为9.0万m/d，根据室外排水设计规范（GB50014-2006），污水处理厂进水流量总变化系数Kz=1.26。平均日平均时流量：Q=90000m/d=3750m/h1.04m/s最高日最大时流量：Qmax=900001.26 =113400m/d=4725m/h1.31m/s4.1.2.1原初沉池改造设计水量：Qmax=900001.26 =113400m/d=4725m/h1.31m/s原初沉池4座，单池直径28m，现将其改造为厌氧池，加设污泥回流系统。有效池容10875m，有效停留时间2.9小时。4.1.2.2 增设缺氧池设计水量：Q=90000m/d=3750m/h1.04m/s为增加本次升级改造工程中脱氮功能，本次改造需在原生化池进水端前增设1座缺氧池，缺氧池设计参数如下：水力停留时间：3.5h有效水深：5.5m超高：0.5m尺寸：138.8m19.2m6.0m主要设备：（1）潜水推进器数量：6台功率：15.0Kw4.1.2.3 原好氧池改造目前四平市污水处理厂生化段采用厌氧-好氧（现已改造全段好氧）工艺，停留时间为9个小时。经改造后与新建好氧池并联运行，经计算，污泥负荷为0.65kg/kg.d，及总有效停留时间15h。原池改造主要内容为增加混合液回流系统，在原有好氧池出水管处增加混合液回流管，由混合液回流泵提升至好氧池进水段，回流比200%。主要设备：（1）混合液回流泵数量：8台流量：563m/h扬程：3.5m功率：7.5Kw4.1.2.4 增设好氧池经计算需增设好氧池一座，与原好氧池并联运行，总有效停留时间为15h。拟在原生化池以南并列增设好氧池1座，以增加好氧生化段处理能力。好氧池设计参数如下：污泥负荷为0.65kg/kg.d水力停留时间：6.0h混合液内回流比：200有效水深：5.5m超高：0.8m尺寸：72.7m56.5m6.3m更换鼓风机两台增加混合液回流系统在新建好氧池出水管处增加混合液回流管，由混合液回流泵提升至缺氧段，回流比200%。主要设备：（1）混合液回流泵2数量：4台流量：750m/h扬程：2.5m功率：7.5Kw（2）曝气管数量：2500m4.1.2.5 混合液回流系统改造原厂设计有污泥回流系统，为5组回流泵，流量760m/h，扬程8.4米，满足改造回流要求。本次改造仅需将污泥回流位置改为回流至新增厌氧池前端。4.1.2.6曝气系统改造目前污水处理厂鼓风机房配套鼓风机为3台，电机功率200KW，10000V电压，鼓风量150m/min。由于增设好氧池一座，需增加曝气量，为减少投资不再新建鼓风机房，所以需替换鼓风机。主要设备：（1）离心鼓风机数量： 2台(更换)气量：205m/min压力：7000mmH2O功率：299Kw原有3台如更换2台，还是三台风机仅是二大一小风量是否够用请仔细核算！4.1.2.7 增设提升泵井由于深度处理间加设在原二沉池和接触消毒池之间，为保证深度处理间出水正常流入接触消毒池需增设提升泵站一座，为避免深度处理间埋深过深，提升泵间加设在深度处理工艺前端。设计水量：Qmax=900001.26 =113400m/d=4725m/h尺寸：8.9m9.0m5.7m有效水深：5.0m主要设备：1#污水提升泵流量：2110 m/h扬程：4.0m功率：35Kw个数：3台（2用1备）2#污水提升泵流量：590 m/h扬程：4.0m功率：11Kw个数：1台（库备1台）目前原水厂泵是4组，流量1653 m/h，本次提升可否考虑与前面尽量一致减少泵开启频次。4.1.2.8 增设深度处理间经过二级处理后的污水仍然有部分污染物，一般来说，至少还有悬浮物20mg/L，BOD5为20mg/L，氨氮为15mg/L，磷为1.0mg/L，即含有少量的悬浮物和色度、臭味和有机物。为保证受纳水体不受污染，需要对二沉池的出水进行深度处理。（1）絮凝反应池功能：为去除污水中的磷，需要对污水投加絮凝剂，在水流的作用下使微絮凝体相互接触碰撞，以形成更大的絮粒，此过程需要在絮凝反应池中进行。设计水量：Qmax=900001.26 =113400m/d=4725m/h尺寸：41.010.05.0m有效停留时间：15min水在竖井中的流速为0.10.3m/s有效水深4.50m（2）气水反洗滤池反冲洗进水阀、反冲洗排水阀、反冲洗进气阀等，均采用气动控制。数量： 1座，分7格，与滤池操作间合建。滤速：7.83m/h气冲洗强度15L/m.s水冲洗强度4L/m.s强制滤速：12.30m/h单格滤池宽度：7.6m超高：0.7m滤池操作间数量：1座，与滤池合建布置方式：本着工艺平顺，占地紧凑，操作方便的原则布置二层建筑，一层设反冲洗泵房、鼓风机房、滤后水渠等，二层设MICC室、控制室、办公室等。主要设备：1罗茨鼓风机数量：3台，2用1备风量：72 m/min风压：0.05Mpa功率：90Kw2反冲洗水泵数量：4台，3用1备水量：1340m/h扬程：10m功率：55Kw3潜污泵（泵房排水）数量：2台流量：20m/h扬程：11m功率：2.2Kw4电动葫芦（反冲洗水泵用）数量：1台提升重量：2.0T提升高度：9m功率：3+0.8Kw（3）废水池为处理滤池反冲洗水，需设废水池一座尺寸：10.89.76.4m主要设备：1潜污泵1#数量：2台，1用1备水量：200m/h扬程：9m功率：11Kw2潜污泵2#数量：2台，1用1备水量：200m/h扬程：6m功率：8Kw3潜水搅拌机数量：2台直径：260mm功率：1.5Kw（4）加药间功能：为混凝反应提供混凝剂（碱式氯化铝）数量：1座建筑面积：70.56混凝剂投加量：20mg/l计量泵（混凝剂）类型：隔膜泵数量：2台参数：Q1500L/h功率：0.75Kw4.2 总图设计4.2.1平面布置原则1、充分利用已有闲置土地，合理布置，节约用地。2、根据功能不同，分区布置，污水、污泥处理构筑物尽可能分别集中布置。工艺流程顺捷，构筑物布置紧凑、合理，并满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各类管道以及养护管理的要求。3、厂内道路规整，考虑人流、消防及车行要求，布置主次道路，符合防火、防噪、防洪排涝、安全卫生等规程规范的要求。4、充分绿化，美化环境，工程绿地率不小于30%。4.2.2厂区平面设计1、厂区平面设计厂区平面设计以满足工艺设计的合理布局和洪水位安全为前提，并依照国家对污水处理厂用地的各项规定，充分利用地形，利用现代设计手法及装修材料，创造一个功能分区明确、各项用地合理、技术经济可行、环境优美的园林式污水深度处理厂区。2、单体建筑物、构筑物及其布局单体建筑物、构筑物，在保证安全间距及工艺流程、工艺管线布置的前提下，做到布局合理、紧凑，以照顾工人的活动空间尺度及绿化布置，力求达到朝向最佳，绿化面积最多。整个厂区单体建筑设计以简洁明快为主题，建筑立面与原厂和协统一。色调以白色为主，立面突出线条处以鲜亮颜色为重点，显现出企业积极向上、整齐洁净的精神面貌。3、厂区道路及竖向设计厂区竖向设计充分利用现有地形特征设置路网，厂区主干道宽6m，次干道宽4m，路面采用水泥混凝土路面。主干道转弯半径9m，次干道转弯半径6m。人行道宽1.5m。生产区道路纵坡0.3%3.5%，横坡1.5%，部分路段依地形另定，保证建构筑物周围雨水排出通畅及人流货流的合理组织。人行道采用水泥砖路面。雨水排放利用路面坡度排水，厂区内设置雨水管，接至附近条子河。4、绿化设计鉴于污水厂环境较差，建设过程中原有植被被破坏，因此应对厂区进行人工绿化，同时考虑到与原有周边自然环境相协调，设计在辅助区与生产区之间，厂区与厂外道路之间，均设立绿化隔离带。以行植生长情况良好的速生树及点植部分观赏性强的树种为主。以灌木、绿篱为辅进行绿化配置。厂前区及控制中心前广场附近设置喷水池、花坛、草坪、花架及建筑小品等以期形成赏心悦目的园林化景观，其景观及绿化用水均为污水深度处理厂出水。为全厂职工创造舒适、宜人的工作、休息环境。4.2.3高程设计1、场地地面标高本工程场地现状地坪标高155156m左右，为满足防洪要求，并考虑土方平衡且与周围地坪标高相一致，及一期工程处理污水尾水排放，生产区设计地坪标高155.3156.1m。2、处理构筑物高程污水厂高程布置原则：1、简洁、流畅，使各构筑物之间联系管道最短；2、确保污水一次提升后在各构筑物之间能藉重力自流；3、根据受纳水体水位确定近期各构筑物水位标高。根据一期工程的相关资料，本工程总进水管管内底标高绝对标高为150.2m。根据水厂处理流程及受纳水体防洪要求，最后一级处理构筑物水位标高为156.13m。4.2.4公共工程设计1、厂区排水（1）污水厂区污水管用于收集厂内生活污水及生产废水。生活污水包括食堂、卫生间排水，