污水处理厂设计技术方案范例

污水处理厂设计技术方案范例一、项目背景与设计目标本污水处理厂服务于某城镇及周边区域，规划处理规模为5.0万m³/d，主要接纳城镇生活污水及少量经预处理的工业废水。结合现状水质监测与区域发展趋势，进水水质特征为：COD₍cr₎400mg/L、BOD₅180mg/L、SS200mg/L、NH₃-N35mg/L、TP4.0mg/L；出水需满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB____）一级A标准（COD₍cr₎≤50mg/L、BOD₅≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH₃-N≤5（8）mg/L、TP≤0.5mg/L）。设计目标聚焦于水质稳定达标、工艺节能高效、运行安全可靠，同步兼顾污泥资源化利用与厂区环境友好性，助力区域水生态修复与绿色发展。二、设计依据与技术标准（一）法规与规范依据《中华人民共和国水污染防治法》（2017年修订）；《城镇污水处理厂设计规范》（GB____）；《室外排水设计标准》（GB____）；地方生态环境部门关于污染物排放的专项要求。（二）水质分析与设计参数结合进水水质监测数据及区域发展趋势，设计进水、出水水质参数如下（表1）：指标COD₍cr₎(mg/L)BOD₅(mg/L)SS(mg/L)NH₃-N(mg/L)TP(mg/L)-------------------------------------------------------------------------进水400180200354.0出水≤50≤10≤10≤5（8）≤0.5三、污水处理工艺方案选择（一）工艺比选分析针对本项目水质、规模及出水要求，对比改良AAO+深度处理、MBR膜生物反应器、SBR序批式活性污泥法三种工艺的技术经济特性：改良AAO工艺：技术成熟，脱氮除磷效果稳定，投资及运行成本适中，占地稍大，适合大规模污水处理厂；MBR工艺：出水水质优异（可接近地表水Ⅳ类），占地紧凑，但膜组件投资高、更换成本大，运行管理要求严格；SBR工艺：流程简洁、占地省，适合中小规模，但自动化控制要求高，连续进水时需设调节池。结合项目规模（5万m³/d）、出水要求（一级A）及投资经济性，推荐采用“改良AAO+混凝沉淀+过滤+消毒”工艺：通过厌氧-缺氧-好氧段强化脱氮除磷，深度处理保障SS、TP达标，工艺成熟度与处理效果平衡最优。（二）推荐工艺原理与流程1.预处理段：粗格栅（间隙20mm）、细格栅（间隙5mm）拦截大颗粒杂物，旋流沉砂池去除砂粒（避免磨损设备、减少污泥无机成分）；2.生化处理段：改良AAO池分为厌氧区（释磷）、缺氧区（反硝化脱氮）、好氧区（硝化、吸磷、有机物降解），活性污泥在三区循环，同步实现脱氮除磷与有机物去除；3.深度处理段：二沉池分离污泥与混合液，混凝沉淀池（投加PAC、PAM）进一步去除胶体态磷与悬浮物，V型滤池过滤保障SS≤10mg/L，次氯酸钠消毒杀灭病原菌；4.污泥处理段：剩余污泥经浓缩（机械浓缩池）、脱水（板框压滤机）后，含水率降至80%以下，外运填埋或资源化利用（如制砖）。四、主要处理单元设计（一）预处理单元1.格栅间：设粗、细格栅各2台（1用1备），粗格栅间隙20mm，细格栅间隙5mm，过栅流速0.8m/s，安装角度75°，配套机械清污机与栅渣压榨机（栅渣含水率≤60%后外运）。2.旋流沉砂池：2座，单池设计流量2.6万m³/d，停留时间30s，水力表面负荷150m³/(m²·h)，配套提砂设备（砂粒含水率≤60%后外运）。（二）生化处理单元（改良AAO池）设计规模5.0万m³/d，分2组（每组2.5万m³/d），总水力停留时间（HRT）14h（厌氧2h、缺氧4h、好氧8h）：厌氧区：容积≈4167m³，DO≤0.2mg/L，搅拌器功率按0.05kW/m³配置（促进污泥与污水混合）；缺氧区：容积≈8333m³，DO=0.2~0.5mg/L，内回流比（好氧→缺氧）200%~300%，搅拌器功率0.03kW/m³；好氧区：容积≈____m³，DO=2~4mg/L，污泥浓度（MLSS）4000mg/L，污泥龄（SRT）15d，采用微孔曝气器（氧转移效率25%），单组配套罗茨风机（3用1备，风压60kPa，风量按单池好氧区体积×气水比15:1设计）。（三）深度处理单元1.二沉池：2座辐流式沉淀池，表面负荷0.8m³/(m²·h)，单池直径58m，有效水深4.5m，周边传动刮泥机（污泥回流比50%~100%，剩余污泥排放量按污泥龄控制）。2.混凝沉淀池：2座斜管沉淀池，表面负荷5m³/(m²·h)，斜管倾角60°、长度1m，投加PAC（30mg/L）、PAM（0.5mg/L），配套加药装置与搅拌系统。3.V型滤池：4格（3用1备），单格滤速8m/h，滤料为石英砂（粒径0.8~1.2mm，厚度1.2m），承托层（粒径2~32mm，厚度0.3m），反冲洗强度15L/(m²·s)，反冲洗周期12h。4.消毒池：折板混合+接触消毒，接触时间30min，次氯酸钠投加量5mg/L（根据余氯在线监测自动调节）。五、污泥处理工艺设计（一）污泥产量计算生化污泥：按MLSS=4000mg/L、SRT=15d，生化池总容积____m³，剩余污泥量≈7.78t/d（干泥）；物化污泥：SS去除量≈8.55t/d（干泥）；总干污泥量≈16.33t/d，含水率99%时湿污泥量≈1633t/d。（二）污泥处理流程剩余污泥→机械浓缩池（2座，停留时间12h，含水率降至97%，湿污泥量≈544t/d）→板框压滤机（3台，2用1备，过滤压力0.6MPa，含水率降至80%，湿污泥量≈81.6t/d）→外运填埋/资源化利用。六、辅助系统设计（一）给排水与消防系统厂区生活用水：由市政管网供给，设生活水箱（有效容积50m³）；生产用水：滤池反冲洗水、污泥脱水冲洗水等，优先采用二沉池出水（回用率≥80%）；消防系统：设消防水池（有效容积500m³）、消火栓（间距≤120m）、消防泵（2用1备，流量50L/s，扬程100m），满足《建筑设计防火规范》（GB____）要求。（二）电气与自控系统供电：双回路10kV电源进线，设变配电间（变压器容量按设备总功率×同时系数设计），重要设备（如风机、水泵）采用UPS应急供电；自控：PLC控制系统（冗余配置），监测DO、pH、流量、液位、污泥浓度等，实现曝气自动调节（根据好氧区DO）、水泵变频控制（根据提升池液位）、加药自动投加（根据出水TP、余氯），并预留远程监控接口。（三）除臭系统采用生物滤池除臭，处理风量按构筑物（格栅间、生化池、污泥脱水间）换气次数10次/h计算（总风量≈5万m³/h）。滤池填料为火山岩（厚度1.5m），停留时间30s，配套引风机与喷淋系统（除臭效率≥90%，排放废气满足《恶臭污染物排放标准》GB____）。七、厂区平面与高程布置（一）平面布置原则按“流程顺畅、功能分区、集约高效”原则，沿进水方向依次布置：预处理区（格栅、沉砂池）→生化处理区（AAO池、二沉池）→深度处理区（混凝沉淀、过滤、消毒）→出水区；辅助区（鼓风机房、污泥脱水间、变配电间、化验室）集中布置于厂区西侧（下风向），生活区（办公楼、宿舍）独立设置（与生产区隔离）。（二）高程布置以进厂污水提升泵房出水水位为基准（z=25.00m），各构筑物水头损失依次衔接：格栅、沉砂池：总水头损失0.8m，出水水位z=24.20m；AAO池：内水头损失0.5m，出水水位z=23.70m；二沉池：池内水头损失0.8m，出水水位z=22.90m；深度处理单元：混凝沉淀（0.5m）+过滤（0.8m）+消毒（0.3m），总水头损失1.6m，出水水位z=21.30m（重力流入排放管网/回用系统）。八、环境保护与节能减排（一）污染防治措施噪声控制：鼓风机房采用隔音墙（隔声量≥35dB），水泵、风机基础设减震垫（厂区边界噪声≤55dB（昼间））；废气处理：生物滤池除臭+活性炭吸附（应急），硫化氢、氨排放浓度≤0.6mg/m³、1.5mg/m³；固废处置：栅渣、沉砂、脱水污泥分类收集，委托有资质单位处置（含水率≤80%的污泥满足填埋入场要求）。（二）节能设计曝气系统：采用变频罗茨风机（根据好氧区DO实时调节风量，节能率≥30%）；水泵系统：提升泵、回流泵采用变频控制（根据液位/流量自动调节，节能率≥25%）；清洁能源：厂区道路照明采用太阳能路灯，办公区屋顶设光伏发电板（装机容量50kWp，年发电量≈6万kWh）。九、运行管理与维护方案（一）人员配置按“精干高效、专业互补”原则，配置工艺工程师（2人）、设备工程师（1人）、化验员（2人）、运行操作员（8人，3班制）、维修工（2人），总计15人（负责工艺调控、设备运维、水质监测等工作）。（二）操作规程与应急预案操作规程：编制《格栅运行手册》《AAO池污泥浓度控制规程》《消毒药剂投加指南》等，明确各单元操作参数（如污泥回流比、曝气量、加药量）及巡检要求；应急预案：针对停电、设备故障、水质冲击（如工业废水超标）等场景，制定“双电源切换”“备用设备启动”“应急投加药剂”等处置流程（每半年开展实战演练）。（三）维护计划日常巡检：每日检查设备运行状态（振动、温度、电流）、仪表数据（DO、pH、流量）；定期保养：每月清理格栅、检查曝气器，每季度更换滤池滤料（按需）、校准仪表，每年大修风机、水泵（更换轴承、密封件）。十、投资估算与效益分析（一）投资构成（总投资≈1.8亿元）土建工程：约8000万元（构筑物、道路、绿化）；设备购置：约6000万元（格栅、风机、水泵、压滤机、自控系统等）；安装工程：约2000万元（管道、电气、自控安装）；其他费用：约2000万元（设计、监理、预备费、土地费）。（二）运行成本分析（年运行成本≈1800万元）电费：约800万元（风机、水泵等年耗电量≈800万kWh，电价0.6元/kWh）；药剂费：约300万元（PAC、PAM、次氯酸钠年耗量≈500t、50t、300t）；人工费：约400万元（15人，人均年薪≈8万元）；污泥处置费：约300万元（年处置污泥≈3万t，处置费100元/t）。（三）环境与社会效益环境效益：年削减COD≈5475t、BOD≈2920t、NH₃-N≈547.5t