污水处理厂工程设计

1、污水处理厂工程设计4.1设计污水水质设计进水污水水质根据第三章的水质预测，设计污水处理厂混合污水的水质为：COD=320mg/L BOD5=180mg/L SS=260mg/LTN=40mg/L NH3-N=25mg/L TP=4mg/L设计出水污水水质设计污水处理厂排放标准执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级A标准。具体排放指标为：COD=50mg/L BOD5=10mg/L SS=10mg/LNH3-N=5（8）mg/L TN=15mg/L TP=0.5mg/L4.2工艺设计设计流量污水处理厂污水采用三级处理工艺，污泥采用污泥浓缩脱水工艺。2010年旱季平

2、均时流量Q=542m3/h，KZ=1.55，Q最大时=840 m3/h。2010年雨季合流水量2.6万m3/d，Q=1083.33 m3/h。2020年旱季平均时流量Q平均=834 m3/h，KZ=1.5，Q最大时=1251m3/h。2020年合流水量4万m3/d，Q=1667m3/h。污水处理工艺流程框图为：各处理单元设计流量统计见表6：各处理单元设计流量 表6 设计流量处理单元总变化系数（KZ）近期旱季流量（m3/h）近期雨季流量（m3/h）粗格栅1.558401083提升泵房1.558401083细格栅1.558401083旋流沉砂池1.558401083CASS池1.2650-混凝沉淀

3、1.2650-普通快滤池1.2650-消毒池1.2650-各级处理效率预测见表7：各级处理效率预测表 表7 处理单元项 目一级处理（预处理）二级处理（CASS池）三级处理（沉淀过滤）进水出水效率%进水出水效率%进水出水效率%SS（mg/L）260130501302680261065COD（mg/L）320256202567770775035BOD5（mg/L）180150151501590151035TN（mg/L）4040040146514140TP（mg/L）44041.2701.20.560预处理间粗格栅间、提升泵房与细格栅、旋流沉砂池合建，土建工程按远期（2020年）2万m3/d设计，

4、平面尺寸45m×14m，设备按2010年需要安装。1污水提升泵房前设粗格栅间，设栅槽3格，单槽宽700mm，格栅栅条宽度10mm，栅隙25mm，过栅流速0.8m/s，格栅倾角70°。采用B=1000mm回转式格栅机械除污机，近期安装2台，满足2010年合流水量的要求，远期增加1台。粗格栅间还设螺旋式栅渣压榨机、螺旋输送机、电动单梁悬挂式起重机及轴流风机。污水提升泵房近期设潜水排污泵3台，2用1备。远期增设1台，共计设潜水排污泵4台，3用1备，型号250WQ600-15-45，性能参数Q=600m3/h、H=15m、N=45kW。污水提升泵房还设电动单梁悬挂起重机及轴流风机。

5、2细格栅间与旋流沉砂池设在室内。设栅槽3格，单槽宽700mm，格栅栅条宽度10mm，栅隙5mm，过栅流速0.8m/s，栅前水深0.6m，格栅倾角70°。近期采用回转式格栅机械除污机2台，型号LGH，有效宽度B=1400mm。远期增加1台。旋流沉砂池，效率高，占地少，运行操作方便，设计最大停留时间20-30s。设2座，直径=3.05m、高H=3.13m。在一层设有排砂泵、砂水分离器等。CASS反应池（按近期水量设计）采用CASS反应池池型，CASS反应池由预反应区和主曝气区三部分组成，运行分四个阶段。CASS反应池设计工作周期8h，包括3个阶段，其中曝气时间6h，沉淀时间1.0h，滗水

6、时间1.0h。设计参数：变化系数为1.2、设计流量650m3/h进水水质：COD=320mg/L BOD5=180mg/L SS=260mg/L污泥负荷：0.07kgBOD5/（kgMLSS·d）反应池排水比：0.29污泥回流比：20%、污泥回流量130m3/h混合液悬浮物（MLSS）浓度：3000g/m3反应池分4格，单格尺寸：L×B×H=56m×16m×5.5m，超高0.5m，有效高度5.0m。CASS反应池进水端设有生物选择区（厌氧区）及缺氧区，缺氧区设有穿孔曝气管，用小气泡进行微量曝气，进行反硝化脱氮，或者不进行曝气厌氧除磷，运行中可根

7、据进水水质情况灵活调整。主曝气区是CASS反应池的主要反应区，具有有机物降解、硝化和除磷的功能。主曝气区底部设有曝气装置，由鼓风机房送入的空气通过可变微孔曝气器向池内供氧，在主曝气区设微孔曝气器7000个，单个曝气器服务面积为0.50m2/个。主曝气池中部每格设有污泥回流泵1台，泵型号为150WQ150-5-4型，性能参数：Q=150m3/h、H=5m、N=4kW，当污水进入时，启动该回流泵将回流污泥送到反应池进水管出口处（生物选择区）。主曝气池中部每格还设有1台污泥泵，在排水结束后待机时，启动该污泥泵将反应池的剩余污泥提升后送入污泥储存池。泵型号为100QW100-7-4型，性能参数：Q=1

8、00m3/h、H=7m、N=4kW。主曝气区未端设有滗水器，当反应池沉淀时间结束后滗水器开始工作，排出反应池上部上清液，滗水器采用PSX1400型旋转式滗水器，每池设1台，共4台。CASS池的曝气干管，回流污泥管，剩余污泥排出管等均设在两格中间管廊内。为减少冬季热量的散失，设计反应池露出地面部分采用苯板保温，苯板厚度80mm，池顶加装塑料阳光板。中间水池综合净水间前设中间水池1座，为矩形钢筋混凝土结构，尺寸L×B×H= 25m×15m×4m。内设提升泵3台，型号为200WQ300-15-22，2用1备，性能参数为Q=400m3/h，H=13m，N=22k

9、W。综合净水间综合净水间中包括絮凝池、斜管沉淀池和滤池，L×B×H= 48m×27m ×8m（二层）。混合采用管式静态混合器，设2组，规格为DN400（L=2140mm），混合时间为2.97s。絮凝池采用2组网格絮凝池，为矩形钢筋混凝土结构，单组尺寸L×B×H= 10m×4m×5.2m，絮凝时间为20min，采用穿孔管排泥，使用膜片式快开排泥阀。沉淀池为2组斜管沉淀池，表面负荷为2m3/m2·h，为矩形钢筋混凝土结构，单组尺寸L×B×H= 16.5m×10m ×6.

10、3m，斜管长度1m，倾角60°，采用穿孔管排泥，排泥管上安装快开排泥阀。滤池采用普通快滤池，设4格，单格尺寸L×B×H= 5m×6m×4.8m，为矩形钢筋混凝土结构，滤速为5.4m/h，采用天然石英砂做滤料，厚度为1000mm。使用水冲洗，冲洗时间为6min，冲洗强度为15L/s·m2，反冲洗水由反冲洗水泵提供。综合净水间设有排泥泵1台，型号为80WQ50-15-4，性能参数为Q=50m3/h，H=15m，N=4kW。综合净水间内设加药间，尺寸L×B×H= 9m×7m×4m，安装投药装置2套，其

11、中一套型号为WA-0.3/0.72A-1，功率N=1.1kW，用来投加聚丙烯酰胺（PAM）助凝剂，投药量3mg/L；另一套型号为JY-B-4，功率N=3Kw，用来投加FeCl3混凝剂，投药量30mg/L。与加药间相邻为药库，尺寸L×B×H= 9m×5m×4m。反冲洗水池设1座反冲洗水池，为矩形钢筋混凝土结构，尺寸L×B×H= 15m×6m×4m，内设反冲洗水泵2台，型号为500WQ2200-12-110，1用1备，性能参数为Q=1800m3/h，H=15m，N=110kW。鼓风机房鼓风机曝气效率高且减少污水热量的扩

12、散，适合东北地区冬季低温特点。鼓风机房与变配电所合建，鼓风机房平面尺寸18m×9m。鼓风机房主要为CASS反应池提供气源，每小时需气量6500m3/h，近期设BK8024型鼓风机3台，2用1备，性能参数Q=55m3/min、N=75kW。远期增加同型号鼓风机1台，3用1备。鼓风机进出管安装消声器和过滤器。风量设风量计计量。鼓风机房设电动单梁悬挂式起重机及轴流风机。鼓风机房土建工程按远期2020年设计。设备按近期需要安装。污泥储池CASS反应池剩余污泥由污泥提升泵排入污泥储池，含水率99.2%。污泥储池1座，分为2格，为矩形钢筋混凝土结构，L×B×H=4m×

13、;8m ×4.5m，池内污泥用水泵送至脱水间脱水机。选用单螺杆泵2台，1用1备，型号为G85-1，水泵参数为：Q=36.1 m3/h、N=11kW。单螺杆泵设在污泥脱水间内。为保证污泥在储池内不产生沉淀而形成厌氧状态释放磷，设计采用空气搅拌。由鼓风机房供气。污泥脱水间近期进入污泥脱水间的污泥量为515.3m3/d，含水率为99.2%。远期进入污泥脱水间的污泥量为773.25m3/d，含水率为99.2%。采用2套DNDY-2000型带式浓缩脱水一体机，1用1备。性能参数为：Q=2040 m3/h、N总=2.25 kW。近期排泥量为20吨/天，含水率为80%；远期排泥量30吨/天，含水率

14、80%。泥饼运出厂外做肥料或运往垃圾场填埋。为提高污泥脱水率，压滤前投加聚丙烯酰胺，投量为干污泥的4。废气处理按房间每小时更换空气五次计算，最大通风量11500m3/h，主要房间每小时更换空气不低于八次。选SHX-10型双层活性炭废气净化装置1套，Y5-48-6.3C型鼓风机2台，1用1备，性能参数为：Q=1000m3/h、P=3700Pa、N=22kW。房间内设电动单梁悬挂式吊车1台，型号为LXT2.0-9。污泥脱水间包括压滤间、加药间、装卸间、配电控制室，平面尺寸为L×B =36m×10.5m，净高8.4m。配备2台封闭式自卸车，专门用于污泥饼外运。消毒间紫外线消毒间位

15、于厂区北侧中部，采用双混凝土渠道，单个尺寸L×B×H= 8m×1m×2m，超高0.7m。内设UV3000PLUSTM型紫外线消毒设备1座，参数为：紫外剂量为Dose=20mJ/cm2、功率27.5kVA、灯管110根，另一条渠道为超越渠。消毒后的污水排入附近排水沟渠。消毒间平面尺寸：L×B =15m×10m，高4m。污水超越管道为了保证事故或检修时污水处理厂能按一级处理运行，在CASS反应池前设一条D1500mm的超越管道。厂区给水排水污水处理厂的生产用水、锅炉用水和生活用水每日约150m3，水源引自城市给水管网，在污水处理厂内设一座

16、给水泵房进行二次加压。在锅炉房北侧设一座200m3钢筋混凝土清水池，内设2台潜水给水泵，考虑消防要求，水泵型号为100GQ50-35-11型水泵，1用1备，性能参数：Q=50m3/h、H=35m、N=11kW。4.3附属设施设计综合楼建筑面积900m2，包括行政管理、中心控制室、资料室、会议室、化验室、值班宿舍、食堂等。综合楼为二层砖混结构建筑。维修间、车库仓库建筑面积270 m2，包括机修间、电修间、车库、仓库。维修间为单层砖混结构建筑。传达室建筑面积20 m2，为单层砖混结构建筑。本工程主要建（构）筑物见4.9。4.4厂区总平面设计污水处理厂总平面布置应该做到分区合理、处理流程顺畅、构筑物

17、布置紧凑、便于近远期结合、方便生产及生活。同时根据地形及环境条件考虑进出水方向、风向和建筑物的朝向等因素。本工程污水处理厂建在城区西南部排水沟渠附近，按功能分为预处理区、二级处理区、三级处理区、污泥处理区、及生产管理区和生活服务区等五个相互联系又相对独立的区域，提出两个方案进行比较。1方案一厂区基本呈方形，东西长200m，南北宽160m。近远期反应池成一排，预处理、污泥处理及锅炉房设在东部，生产管理用房在西北部。厂区总占地32000m2。详见污水处理厂厂区平面图（方案一）2方案二厂区呈长方形，东西长255m，南北宽150m，西北部为管理区，中北部为二级处理区和三级处理区，近远期反应池南北相对布

18、置，东北部为预处理区。厂区总占地33750m2。详见污水处理厂厂区平面图（方案二）3方案选择比较两个方案，工艺流程均顺畅，但方案一节省占地。本工程污水处理厂平面布置采用第一方案。4.5供电与仪表自控设计1电源、电压污水处理厂按二级供电负荷设计，采用10kV双电源供电。在污水厂附近有电源，供电距离300m。2变配电系统污水处理厂设10kV变配电所一座，高低压配电系统均采用分段单母线结线方式，高压配电装置选用KYN-28金属封闭移开式开关柜。低压配电装置选用GGD低压抽出式开关柜，至各工艺单元采用放射式配线。变电所与鼓风机房合建。3负荷计算及无功补偿污水处理厂总计算负荷为452kVA，变电所设SG

19、10-630/10型变压器2台，互为备用。无功功率补偿采用低压集中补偿方式，于变配电所低压母线侧设补偿电容器柜（屏）进行补偿，低压侧功率因数为0.90以上。4保护与控制10kV电源进线设定时限及速断保护、过电流保护，变压器设瓦斯及温度保护，低压用电设备设过载及短路保护。为保证供电质量，除厂区给水泵电机采用变频调速装置控制外，其余11kW以上低压电机均采用软起动器起动。电气设备均采用现场就地操作与集中控制相结合的控制方式。5计算机控制系统为了实现污水处理厂的安全运行、提高处理效率、保证处理质量、节能降耗，本工程采用国内外较为流行的DCS集散型计算机控制系统对全厂各工艺环节运行分散控制、集中管理。

20、该系统设一个中央控制管理主机及五个控制端站（预处理、反应池及鼓风机、污泥脱水间、厂区给水），控制端站独立完成本工艺环节的监测控制，并将运行工况参数实时上报控制管理主机，同时接受中央控制管理主机下达的控制、管理指令。控制管理主机对全厂各工艺单元实时地进行监控、管理和调度，使其达到合理优化的运行工况。6仪表污水处理厂各工艺单元仪表设置如下：（1）污水提升泵站：水位（2）反应池：泥位、浊度 （3）鼓风机房：瞬时风量、风压（4）曝气池：温度、溶解氧（5）储泥池：液位（6）厂区给水站：压力、水位（7）变配电所：电压、电流、有功功率、无功功率所以户外仪表均采用电保温箱。7通讯污水处理厂设24门程控电话交换

21、机一台，外线电话4部。4.6采暖设计1采暖系统本设计室外采暖设计计算温度为27，污水处理厂采暖建筑物室内设计计算温度在1427之间，采暖建筑物室内采暖系统均为上供下回单管顺流同程式系统，室外热力网采用地沟敷设。2锅炉房设计污水处理厂内各采暖建筑物总耗热量为Q=592kW，选用1台DHGN 0.7/95-A型热水锅炉。主要附属设备有：循环水泵：IR80-50-200型2台，1用1备，N=4.0kW。稳压器：ZQD-1型1套补水泵：32R×L-32型2台，1用1备，N=1.1kW。引风机：Y5-475C型1台，N=7.5kW。软水器：DYB-230m砖砌烟囱1座：上口径=650mm该锅炉

22、排烟含尘量均达到国家环保要求的允许排放标准。锅炉房及浴池建筑面积180m2。浴室配80L电热器4台。4.7建筑设计1技术指标本工程主要建（构）筑物有粗格栅间及提升泵房、细格栅间及旋流沉砂池、CASS反应池、消毒间、鼓风机房及变配电所、污泥储池、污泥浓缩脱水间、综合净水间、维修间、车库仓库、综合办公楼、传达室等。厂区内建筑以12层为主，力求呈现工业建筑特色简洁明快。总建筑面积为5570m2，详见“主要建筑物一览表”。主要建筑物一览表 表8序号项目名称建筑层数层高（m）建筑面积（m2）占地面积（m2）结构形式1预处理间16630630混合2鼓风机房及变配电所16450450砖混3污泥脱水间1937

23、8378混合4综合净水间2425921296混合5消毒间14150150混合6综合楼23900450混合7维修间与车库仓库14.2270270砖混8锅炉房及浴池14.6180180砖混9传达室132020砖混10合计557038242建筑装修（1）外墙面：各建筑主体外墙均为乳白色外墙面砖，局部装饰线脚为灰色外墙面砖或仿石砖。（2）屋面：本工程均为小跨度建筑，层顶采用红色彩钢板坡屋顶。（3）门窗：建筑立面窗均为单框双破白色塑钢窗，外门为栗色保温钢门，门内均为成品本制门，控制室采用隔音门。（4）内墙面：卫生间、厨房、实验室墙面贴白色及淡色瓷砖到顶，其余房间均为白色内墙涂料。（5）地面：卫生间、厨房

24、、实验室、鼓风机房、旋流沉砂池、格栅间及污水泵房、污泥脱水间铺防滑地砖，药品库、化验室铺耐腐蚀地砖，控制室、配电间、变压器间设静电地板，其它锅炉房、维修间及车库仓库等为水泥砂桨地面。（6）天棚及吊顶：卫生间为轻钢龙骨吊灰色钙塑板天棚，其它房间均为钢筋混凝土板底抹混合砂桨或水泥砂桨，刷白色内墙涂料。4.8结构设计结构设计根据国家颁布的有关结构设计规范、规程及规定进行方案设计，并根据青冈镇的工程地质、水文地质、气象、地震、地方建筑材料等实际情况进行设计。本工程结构设计项目为污水处理厂，污水处理厂格栅廊道、旋流沉砂池、CASS反应池、综合净水间、储泥池、污泥脱水间等构筑物结构设计。（1）本工程所在地

25、青冈县青冈镇，地震基本烈度为6度。（2）基本风压为0.55kN/m2，基本雪压为0.4kN/m2，标准冻深2.0m。（3）结构设计地面建筑物采用砖混结构，砼条形基础。墙体采用MU10机制实心粘土砖。±0.000以上采用M7.5混合砂桨砌筑，±0.000以下采用M7.5水泥砂桨砌筑。外墙490厚，内墙240厚。屋面结构采用人字形钢屋架上铺橘红色复合压型钢板，无组织排水。（4）材料要求：本工程所需材料（钢材、水泥、砖、砂、石等），进厂必须有化验单，钢筋、级，水泥标号不低于425#，红砖为MU10，砂子平均粒径不小于0.3mm，含泥量不大于3%，石子最大粒径不大于40mm。（5）

26、水工构筑物采用现浇钢筋砼池，抗渗标号不小于S6。（6）CASS反应池池壁、沉淀池池壁及储泥池池壁，用80mm厚的苯板做保温层，其外部设防水层和保护层。4.9主要建（构）筑物和主要设备表污水处理厂主要建（构）筑物一览表见表9和表10：污水处理厂主要建筑物一览表 表9序号名 称规 格单 位数 量备 注1预处理间45m×14m×6m座12鼓风机房18m×9m×6m座13变电所24m×12m×6m座14污泥脱水间36m×10.5m×8.4m座15综合净水间48m×27m×4m座1二层6消毒间15m

27、15;10m×4m座17综合楼30m×15m座1二层8机修间、车库、仓库27m×10m座19锅炉房、浴池15m×12m座110门卫室5m×4m座111堆料场18m×15m座112堆泥场25m×15m座113煤渣堆放场16m×10.6m座114煤堆放场16m×5.6m座115厂区道路377116围墙m708污水处理厂主要构筑物一览表 表10序号名 称规 格单 位数 量备 注1粗格栅槽10m×4.5m×3.5m座12集水池9m×5m×5.4m座13细格栅槽11m

28、5;4.5m×1.0m座14旋流沉砂池3.05m×3.13m座25CASS反应池56m×16m×5.5m座45中间水池25m×15m×4m座17网格絮凝池10m×4m×5.2m座28斜管沉淀池16.5m×10m×6.3m座29快滤池5m×6m×4.8m座410反冲洗水池15m×6m×4m座111消毒接触池8m×1.0m×2.0m座212污泥存储池4m×4m×4.5m座213贮水池7m×7m×4.5

29、m座1污水处理厂主要设备表 表11一预处理间1潜水排污泵250WQ600-15-45台3N=45kW2回转式格栅除污机LHG1000套2N=1.1kW3回转式格栅除污机LHG1400台2N=1.1kW4电动单梁悬挂起重机T=2吨套1N=2kW5电动葫芦T=1吨套1N=2kW6螺旋式栅渣压榨机LYZ300台1N=3kW7螺旋输送机LS-300台2N=5.5kW8方闸板B×H=1.0m×1.0m个12配启闭机N=0.37kW9方闸板B×H=1.6m×1.6m个1配启闭机N=0.75kW10手动闸阀Z45-10 DN250个311手动闸阀Z45-10 DN60

30、0个412止回阀Z45-10 DN250个313轴流风机T35-11台4N=0.55kW14排砂泵台215砂水分离器LSF-320台1N=0.37kW二CASS反应池1微孔曝气器SP个70002滗水器PSX1400台4N=2.2kW3潜水排污泵150WQ150-5-4台4N=4kW4潜水排污泵100WQ100-5-4台4N=3kW5穿孔曝气管米10006电动蝶阀DN600台8N=1.1kW7电动蝶阀DN400台8N=0.55kW8电动蝶阀DN350台4N=0.55kW9电动蝶阀DN200台16N=0.37kW10电动蝶阀DN150台35N=0.25kW11电动蝶阀DN100台16N=0.25kW三中间水池1提升泵200WQ300-15-22台3N=22kW四综合净水间1静态混合器GJH300台22加药装置JY-B-4台1N=3kW3加药装置WA-0.3/0.72A-1台1N=1.1kW4手动蝶阀DN400台25手动蝶阀DN300台26电动蝶阀DN400台6N=0.55kW7电动蝶