裕安区城南乡生活污水方案(2000吨)

安徽省六安市裕安区农村环境连片整治计划城南乡农村生活污水治理工程（2011年度）设 计 方 案安徽汇泽通环境技术有限公司二一一年十二月26第一章 总论1 项目概况依据六安市裕安区农村环境连片整治计划，裕安区环境保护局拟在城南乡集中居住区建设1座处理规模为50m3/d村镇生活污水处理设施。2 设计废水水质、水量及治理要求2.1 设计处理规模根据裕安区环保局的要求，拟建的1座污水处理站最大污水处理量为2000 m3/d。2.2 设计进水水质设计进水水质参照给水排水设计手册第五章表4-1生活污水水质中最高限值，结合当地农村实际情况，设计进水水质如下： CODCr 300mg/L，BOD5=100mg/L，NH3-N40mg/L，TN=60mg/L，TP=5.5mg/L。 2.3 设计出水水质 污水处理设施尾水COD、氨氮、总氮、总磷等四个指标必须达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）确定的一级B标准,即：CODCr 60mg/L, NH3-N8mg/L,TP1mg/L, TN20mg/L。3 主要技术经济指标3.1 工程概算本项目废水处理工程总概算为419.10万元，详见总概算表1-2。表1-2总概算表（单位：万元）项目土建工程设备、材料安装工程其他合计概算200.8196.0422.26419.103.2 单位废水建设投资本项目工程总投资419.1万元（污水管网建设费和土地征收费等除外），建成后废水处理规模可达50吨/天，平均吨废水建设费用2095元。3.3 占地指标本工程总用地约2100m2，工程建成后每天可处理生活污水2000吨，平均吨废水占地指标为1.05m2。3.4 污水处理站人员配备本废水处理厂人员设置2人，负责污水处理站运行和管理，夜间设兼职1人。3.5 装机容量及动力消耗废水处理站装机容量约136.2kw，实际运行容量100.7kw，具体情况见动力消耗见表1-3。表1-3装机容量及动力消耗序号设备名称型号装机容量（kW）运行容量（kw）日工作时间（h）日耗电（kWh）1格栅机GSHZ-50010.7510.7524182砂泵NSQ20-25-262625603风机SSR-65330230147804提升泵QW100-8-5.525.515.5241325刮泥机1210.7510.75107.56污泥泵WQ150-8-7.517.517.5241807带式压滤机DY200012.212.2812合计136.2100.71189.53.6 各处理工序CODcr处理效率预测根据理论计算，预测各处理工序处理效率见表1-4。表1-4各处理工序处理效率预测处理工段容积负荷HRT（h）CODcr浓度（mg/L）去除率（%）格栅井进水不计300不计出水300调节池进水4300不计出水300缺氧池进水 830017出水250CBR池进水0.3kgCODcr/m3d18.825080出水50砂滤池进水 3.350不计出水503.7 吨废水运行费用（1）人员工资：2人1500元/月，合0.05元/吨废水；（2）电 耗：1189.50.60.6428.22元/天，合0.22元/吨废水；（3）药剂费： 合0.10元/吨废水；合 计：0.37元/吨废水。3.8 环境效益分析本项目工程建成后，每天可处理废水2000吨，排放标准执行 CODcr60mg/L, NH3-N8mg/L,TP1mg/L, TN20mg/L。则每年可削减COD量：144t/a；氨氮削减量：19.2t/a；总氮削减量：24t/a；总磷削减量：2.7t/a具有极大的环境效益。第二章 总体设计方案1设计依据1.1相关法律法规1中华人民共和国环境保护法 2中华人民共和国水污染防治法 1.2 相关设计标准、规范 1 国家颁布的“现行建筑设计规范大全”2建筑结构荷载规范 GB 50009-2001 3混凝土结构设计规范GB 50010-20024钢结构设计规范GB 50017-20035砌体结构设计规范GB 50003-20016给水排水工程构筑物结构设计规范GB 50069-20027室外给水设计规范GB50013-2006 8室外排水设计规范GB50014-2006 9供配电系统设计规范GB50052-1995 10通用用电设备配电设计规范GB50055-1993 11低压配电设计规范GB50054-1995 12安徽省六安市裕安区农村环境连片整治计划（2011年）13农村生活污水适用技术指南（2008年试用版）14农村生活污染防治技术政策（环发201020号）15城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）16东南地区农村生活污水处理技术指南（住房和城乡建设部，2010.9）17 工程拟建地地形、地貌、地质等资料。2 设计方案选择本项目属于村生活污水治理项目，废水水质与一般城镇生活污水处理厂水质具有相似性，水质比较单一，参照一般城镇污水处理工艺，本方案拟采取“缺氧+载体流化床(CBR)”工艺。2.1 关键技术介绍活性污泥法在二十世纪初应用于污水处理以来得到很大的发展，主要是由于其系统相对简单，处理效果在系统运行稳定情况下比较好。但长期以来，活性污泥抗冲击能力弱，温度敏感（特别是低温），污泥易膨胀以及污泥流失问题是许多污水处理厂经常面对的问题，特别是对于高氨氮、高浓度难降解废水时，活性污泥工艺存在很大缺陷。生物膜法在以上几个方面要先煮由于活性污泥工艺，而且在微生物浓度和菌群丰富程度方面，生物膜法有显著优势。载体流化床工艺（CBR）就是一种高效的生物处理技术。载体流化床工艺运用生物膜法的基本原理，充分利用了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。技术关键在于研究和开发了比重接近于水，轻微搅拌下易随水自由运动的生物填料。生物填料具有有效表面积大，适合微生物吸附生长的特点。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成细小的气泡。在这样的过程中，填料被充分的搅拌并与水流混合，而空气流又被充分的分割成小气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧和缺氧条件下，水流和填料在浅水搅拌器的作用下充分流动起来，达到生物膜和被处理的污染物的充分接触而生物分解的目的。因此，载体流化床工艺突破了传统生物膜法（固定床生物膜工艺的堵塞和配水不均，以及载体流化床工艺的硫化局限）的限制，为生物膜法更广泛地应用于污水处理奠定了较好基础。CBR实际上是一种基于结构填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，提升反应池的处理能力和处理效果，并增强系统抗冲击能力。微生物附着生长于悬浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下载反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的2-4倍，可达8-12g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20-40天），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮的能力。悬浮填料通过出口处增加筛网，可将填料保留在反应池内，填料表面的微生物也随之停留在反应池内，反应池内微生物浓度相对稳定，对未来水的水质和水量冲击具有更强的抗冲击能力。CBR流动床技术的应用方式比较灵活，既可应用于好氧单元，借助曝气升力形成流化态，也可应用于厌氧反应单元，借助水下搅拌器形成流化，使载体上的微生物与进水达到完全混合状态，增加接触，提高去除效果。CBR技术的关键在于采用了独特的悬浮填料，由于该填料独特的结构设计，使CBR较传统流化床工艺具有更高的污泥浓度、更均匀的流化态，从而获得更好的净化效果。该悬浮填料具有以下显著的特点：（1）独特结构 填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，生物生长状态良好，彻底改变传统填料只能外部生长的方式，使微生物的降解效率更高 特殊的结构使空气中空气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气和污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。 填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌氧好氧双重特点，硝化反硝化脱氮效果明显。（2）生物载体表面积大（内部受保护的有效比表面积500m2/m3） 足够大的载体表面及适合微生物的吸附生长，有效生物浓度达10g/L以上（传统活性污泥仅为2g/L），处理能力更强，容积负荷是传统活性污泥法的2-4倍。 高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速消减，从而提高了系统的抗冲击负荷的能力；而且微生物固定于悬浮填料上，不随水流流出反应池，因此不存在生物流失问题。（3）科学的配比，使填料挂膜后比重接近于1（挂膜前0.96） 合适的比重使填料在轻微的搅动下即可获得完全的流态化，最大限度的降低能耗 填料自由畅通的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长气泡在水中的停留时间，氧的利用率可提高3-5个百分点，有效降低了供氧能耗。（4）工程应用上的具有显著的优势l 更高效的脱碳能力CBR载体上的高浓度的生物菌群可获得很强的COD降解能力，COD容积负荷最高达到6-10kgCOD/m3d，增加了对难降解有机物的降解性能。因此系统的出水水质更好。l 更优越的脱氮效果CBR载体上的生物膜污泥龄长，非常适宜于硝化菌的生长，硝化菌浓度高，因此硝化脱氮能力显著，25的硝化效率达720-1000gNH4-N/m3d，而传统的活性污泥法在污泥浓度为3g/L的情况下，硝化效率低于100-200 gNH4-N/m3d。通过增加前置反硝化段还能去除系统总氮，脱氮效果达1100gNOx-N/m3d（25）。l 更稳定的出水水质CBR能够获得稳定的出水水质，主要得益于该工艺很强的抗冲击负荷能力。CBR反应池内高浓度的生物量以及附着生长的特性使反应池内一直保持较高的生物浓度，来水水质的波动可被迅速分解，确保出水水质稳定。这一特性非常适用于煤化工、精细化工、石油化工废水水质水量波动较大的特点。l 更简捷的运行管理载体流动床技术属于生物膜技术，不存在传统活性污泥法的污泥膨胀、污泥上浮以及污泥流失等问题，也不用担心传质问题和供氧问题，因此不必频繁的监控反应池污泥情况和变换运行参数，使日常运行管理更简捷。l 较低的运行能耗CBR特殊载体的引入可提高氧的利用效率3-5%，因此充氧能耗降低；而紧凑的工艺结构也有利于节能。l 更低的建设投资和占地面积CBR处理单元的引入可显著提高A/O工艺的容积负荷率，从传统A/O工艺的0.5-1kgCOD/m3d。在获得相同处理能力和处理效果的条件下，CBR可减少构筑物容积和占地面积1-3倍，因此土地建设投资和征地费用大大减少，整体投资降低约10%左右。l 更少的维护和检修CBR采用的填料材质坚固稳定，可保证使用20年以上不需更换。配套使用的高强度耐腐蚀塑料穿孔管曝气系统长期使用免维护，彻底杜绝了传统橡胶微孔曝气器易破损的问题，从而大大减少了日常维护和检修费用，保证系统的长期运行。l 更少的剩余污泥量CBR系统中微生物污泥龄长（20-40天），生物相对多而且稳定，同时微生物自身氧化分解，故系统污泥产生量少，降低污泥产量20%以上，相应减少了污泥处理费用。后续的低负荷活性污泥工艺类似于延时曝气工艺，在提供更好水质的同时，降低污泥产量。l 更灵活的运行方式CBR可根据不同的来水水质，选择不同的填料填充率，以获得相应的处理能力。通过填料的增加可以轻松的获得整体处理能力的提升，满足日后污水进一步扩能的需求。在厌氧和缺氧条件下，水流和填料在浅水搅拌器的作用下充分流动起来，达到生物膜和被处理的污染物的充分接触而生物分解的目的。因此，载体流化床工艺突破了传统生物膜法（固定床生物膜工艺的堵塞和配水不均，以及载体流化床工艺的硫化局限）的限制，为生物膜法更广泛地应用于污水处理奠定了较好的基础。CBR实际上是一种基于结构填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，提升反应池的处理能力和处理效果，并增强系统抗冲击能力。微生物附着生长于悬浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下载反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的2-4倍，可达8-12g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20-40天），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮的能力。CBR流动床技术的应用方式比较灵活，既可应用于好氧单元，借助曝气升力形成流化态，也可应用于厌氧反应单元，借助水下搅拌器形成流化，使载体上的微生物与进水达到完全混合状态，增加接触，提高去除效果。CBR技术的关键在于采用了独特的悬浮填料，由于该填料独特的结构设计，使CBR较传统流化床工艺具有更高的污泥浓度、更均匀的流化态，从而获得更好的净化效果。该悬浮填料具有以下显著的特点：（1）独特结构填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，生物生长状态良好，彻底改变传统填料只能外部生长的方式，使微生物的降解效率更高特殊的结构使空气中空气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气和污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌氧好氧双重特点，硝化反硝化脱氮效果明显。（2）生物载体表面积大（内部受保护的有效比表面积500m2/m3）足够大的载体表面及适合微生物的吸附生长，有效生物浓度达10g/L以上（传统活性污泥仅为2g/L），处理能力更强，容积负荷是传统活性污泥法的2-4倍。高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速消减，从而提高了系统的抗冲击负荷的能力；而且微生物固定于悬浮填料上，不随水流流出反应池，因此不存在生物流失问题。（3）科学的配比，使填料挂膜后比重接近于1（挂膜前0.96）合适的比重使填料在轻微的搅动下即可获得完全的流态化，最大限度的降低能耗，填料自由畅通的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长气泡在水中的停留时间，氧的利用率可提高3%-5%，有效降低了供氧能耗。（4）工程应用上的具有显著的优势更高效的脱碳能力CBR载体上的高浓度的生物菌群可获得很强的COD降解能力，COD容积负荷最高达到6-10kgCOD/m3d，增加了对难降解有机物的降解性能。更优越的脱氮效果CBR载体上的生物膜污泥龄长，非常适宜于硝化菌的生长，硝化菌浓度高，因此硝化脱氮能力显著，25的硝化效率达720-1000gNH4-N/m3d，而传统的活性污泥法在污泥浓度为3g/L的情况下，硝化效率低于100-200 gNH4-N/m3d。通过增加前置反硝化段还能去除系统总氮，脱氮效果达1100gNOx-N/m3d。更稳定的出水水质CBR能够获得稳定的出水水质，主要得益于该工艺很强的抗冲击负荷能力。CBR反应池内高浓度的生物量以及附着生长的特性使反应池内一直保持较高的生物浓度，来水水质的波动可被迅速分解，确保出水水质稳定。这一特性非常适用于煤化工、精细化工、石油化工废水水质水量波动较大的特点。更简捷的运行管理载体流动床技术属于生物膜技术，不存在传统活性污泥法的污泥膨胀、污泥上浮以及污泥流失等问题，也不用担心传质问题和供氧问题，因此不必频繁的监控反应池污泥情况和变换运行参数，使日常运行管理更简捷。较低的运行能耗CBR特殊载体的引入可提高氧的利用效率3-5%，因此充氧能耗降低；而紧凑的工艺结构也有利于节能。更低的建设投资和占地面积CBR处理单元的引入可显著提高A/O工艺的容积负荷率，从传统A/O工艺的0.5-1kgCOD/m3d。在获得相同处理能力和处理效果的条件下，CBR可减少构筑物容积和占地面积1-3倍，因此土地建设投资和征地费用大大减少，整体投资降低约10%左右。更少的维护和检修CBR采用的填料材质坚固稳定，可保证使用20年以上不需更换。配套使用的高强度耐腐蚀塑料穿孔管曝气系统长期使用免维护，彻底杜绝了传统橡胶微孔曝气器易破损的问题，从而大大减少了日常维护和检修费用，保证系统的长期运行。更少的剩余污泥量CBR系统中微生物污泥龄长（20-40天），生物相对多而且稳定，同时微生物自身氧化分解，故系统污泥产生量少，降低污泥产量20%以上，相应减少了污泥处理费用。后续的低负荷活性污泥工艺类似于延时曝气工艺，在提供更好水质的同时，降低污泥产量。3 工艺流程 本项目工艺流程如下图所示：生活污水栅渣外运机械格栅来自鼓风机房压缩空气沉砂外运沉砂池调节池回流缺氧池污泥浓缩池CBR生化池剩余污泥污泥脱水间二沉池达标排放泥饼外运图1、工艺流程图工艺流程简述：生活污水经机械格栅除去较大的漂浮物后，重力自流进入平流式沉砂池从而除去污水中的无机颗粒物。继而污水进入调节池进行水质水量的调节，由风机赋予空气通过穿孔管进行水流扰动。调节池内的污水经污水提升泵提升至缺氧池，在缺氧池停留8h以后通过重力自流方式进入生物载体流化床反应器内进行生化降解，出水自流至二沉淀，二沉池采用中间进水、四周出水的辐流式沉淀池并配套周边刮泥机用于底部污泥的收集和外排。污水经沉淀分离后达标排放。二淀池污泥由污泥泵打入污泥浓缩池进行污泥浓缩消化，部分剩余污泥回流至缺氧池，部分污泥由泵输送至污泥脱水间由带式压滤机脱水，泥饼和机械栅渣、沉砂池泥砂由垃圾车送到生活垃圾填埋场卫生填埋。4 工程设计4.1格栅井 格栅采用机械式格栅，栅条间隔为10mm，栅宽为500mm。结构形式：地下砖混结构，池壁厚为240mm。数 量：1座。规 格：LBH：2.500.52.0m。设备配置：1台型号为GSHZ-500不锈钢机械格栅，栅渣由人工清运。4.2 沉砂池为了降低废水中的颗粒物对后续工艺的影响，必需要进行沉砂处理，沉砂池采用平流式形式，池内设2个沉砂斗，除砂采用砂泵机械除砂。结构形式：地下砖混结构，池壁厚为240mm。数 量：1座。规 格：LBH：20.02. 02.0m，内部设6个砂斗。设备配置：6台型号为NSQ20-25-2的砂泵。4.3 调节池由于生活污水的排放时间相对集中，波动性大，故需设一个调节池，调节时间4小时，有效容积为350m3，内部装有穿孔管预曝气系统。结构形式：地下钢砼结构，池壁厚为250。数 量：1座。规 格：LBH：2064.5m，有效水深为3m。设备配置：内部设自制的UPVC预曝气系统1套，非标自制；设2台提升泵，1用1备，规格型号：QW100-8-5.5。4.4 缺氧池设计缺氧池的水力停留时间为8h，有效容积为700m3。结构形式：钢砼结构，池壁厚250，（地下2.0m，地上3.0m）。数 量：1座。规 格：LBH：2085 m，有效水深4.8m。设备配置：池底安装2套潜水式搅拌器装置，非标自制。4.5 CBR生化池设计有机容积负荷0.3kgCODCr/m3d，设计CODCr去除率80%，有效容积为1600m3。结构形式：钢砼结构，池壁厚250，（地下2m，地上3.0m）。数 量：1座。规 格：LBH：20185.0m，有效水深4.5m。设备配置：池底安装微孔曝气装置720套，规格型号：200；池内安装生物填料1332m3，规格型号：2003700；SSR150罗茨风机3台，2用1备，技术参数：功率30kw，风量21.92m3/min，风压49.0kPa。4. 6 二沉池二沉池采用辐流式，表面负荷设计0.75m3/m2h，沉淀池有效面积113m2，平均水深2.5m。结构形式：钢砼结构（地下0.5m，地上2.5m）。数 量：1座。规 格：123。设备配置： 周边刮泥机1台，规格12，功率0.75kw。 污泥回流泵2台（1用1备），规格型号：WQ150-8-7.5。回流比176%。4.7 污泥浓缩池污泥浓缩池采用地下式钢砼结构，有效容积200m3。结构形式：地下钢砼结构，壁厚250mm。数 量：1座。规 格：883.5m。设备配置：池底安装气动搅拌装置1套，规格型号：非标。4.8 压滤机房压滤机房内设一台带式压滤机，型号DY2000。压滤机房采用砖混结构443.3m。4.9 风机房风机房采用砖混结构，具体尺寸为543.3m。4.10 化验室、办公用房、宿舍 化验室、办公用房、宿舍采用砖混结构，具体尺寸为543.3m。内部配设：化验室要配套建设一般城市生活污水常规指标检测仪器。5、主要构筑物一览表表1 主要构筑物一览表序号构筑物名称规格（LBH）单位数量结构形式备注1格栅井2.500.502.0m座1砖混结构地下2沉砂池20.02.02.0m座1砖混结构地下3调节池20.06.04.5m座1钢砼结构地下4缺氧池20.08.05.0m座1钢砼结构半地上式5CBR生化池20.018.05.0m座1钢砼结构半地上式6二沉池12.03.0m座1钢砼结构半地上式7污泥浓缩池8.08.03.5m座1钢砼结构地下8压滤机房60m2座1砖混结构9风机房40m2座1砖混结构10化验室、办公、宿舍100m2座1砖混结构11站区道路3m宽m200水泥路面12站区绿化600 m2草坪灌木结合绿化率30%6 主要设备、材料一览表表2 主要设备、材料一览表序号设备材料名称规格单位数量材质产地/厂家1机械格栅GSHZ-500台1不锈钢江苏天源2吸砂泵NSQ20-25-4台6不锈钢济南3预曝气系统206m套1UPVC自制4提升泵QW100-8-5.5台2铸铁杭州西湖5潜水式搅拌装置八角式水动搅拌台2不锈钢龙世纪6微孔曝气装置215套720ABS龙世纪7软性生物填料200m31332醋酸纤维扬州天源8生物填料支架非标自制套1镀锌钢管龙世纪9罗茨风机SSR150台3组合件山东章丘10刮泥机12m台1组合件无锡11污泥泵WQ150-8-7.5台2铸铁无锡12带式压滤机DY2000台1组合件上海13常规指标检测仪器套1龙世纪7 工程概算 本项目概算不包括污水管网建设费和土地征收费用，地基处理按照一般较好地质条件进行概算,详细费用见表3-5。表3 土建工程概算一览表序号构筑物名称规格（LBH）单位数量结构形式单价（元）合价（万元）1格栅井2.