8000人住宅小区污水处理设计方案

龙田府邸小区生活污水处

理工程

设

计

方

案

2011年12月

一、项目概况

1、设计任务

龙川府邸居住人数8950人，对该小区生活污水进行处理，使其达到绿化用水

标准。内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型。完成平面布

置图、剖面图、各构筑物的详图。

2、工程概况

此项目工程污水水源为生活污水，主要来自厨房、卫生间、洗涤、洗澡洗手

等，排放量约18OOm3/d。污水中主要含有大量的有机物、NH3-N、磷等污染物。

为执行国家环保“三同时”和其他相关政策。将目前所有生活污水处理达到国家

要求的排放标准，用于G区绿化、灌溉等用水，以节约地下水资源。根据建设单

位要求和国家相关规范标准要求，工程设计处理出水水质达到国家《污水综合排

放标准》（GB8978-2005一级标准）。

二、设计依据

《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）

《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）

《中华人民共和国水土保持法》（1991年6月）

《国务院关于环境保护若干问题的决定》国发[1996]31号

《污水综合排放标准》GB8978-2005-级标准

《地表水环境质量标准》GB3838-2002

《地下水环境质量标准》GB/T14848-93

《建筑设计防火规范》GBJ16-87（1997年版）

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

《室外给水设计规范》GBJ13-86（1997年版）

《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）

《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84

《混凝土结构设计规范》GBJ10-89

《建筑结构荷载规范》GBJ9-87

《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-95

三、设计原则

1.1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；

1.2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；

1.3用成熟的先进工艺技术，同时充分考虑污水水质、水量的冲击负荷时系

统的影响，并充分考虑长期处理的稳定性和安全性；

1.4主要设备采用目前国内成熟先进技术装各，尽量降低工程投资和运行费

用；

1.5结合公司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；

1.6污水处理系统设计尽量考虑操作运行稳定与维护管理简单方便，采用先

进的自动化控制技术，提高管理效率及运行控制的可靠性；

1.7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。

四、设计条件

龙田府邸位于荷泽市牡丹路与大学路交叉口，地理位置优越，交通条件便利。

年平均气温：12.9℃

年最高气温：37℃

年最低气温：-12.4C

年平均风速为：2m/s

五、设计参数

1、水量的确定

每人每天定额用水量为120L/5生活污水排水量以给水量的86%计，则每天

的总排水量为

Q=120X8950X0.86/1000=923m3/d

综合生活污水量总变化系数

SBR工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成

一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另

外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止

沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。本次设计选择SBR工艺作为鞍山生

活污水处理厂工艺的方案。

3、SBR工艺设计的特点

（1）沉淀性能好。

（2）有机物去除效率高。

（3）提高了难降解废水的处理效率。

（4）抑制丝状菌膨胀可以除磷脱氮。

（5）不需要新增反应器，不需二沉池和污泥回流，工艺简单。

（6）对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有

故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能，相关设

备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减

小。由于撇水深度通常有1.2・2米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的

水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高。

4、SBR工艺的适用范围

（1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化

较大的地方。

（2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除

有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。

（3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增

加设施，便于水的回收利用。

（4）用地紧张的地方。

（5）对已建连续流污水处理厂的改造等。

（6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。

5、工艺选择原则

（1）活性污泥处理工艺应根据处理规模、水质特性、排放标准及当地的实际

情况和要求、经全面技术经济比较后优先确定。

（2）工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资、削减单位污染

物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运

行性能可靠性、管理维护难易程度。

（3）应切合实际地确定废水进水水质，优化工艺设计参数。必须对废水的现

状水质特性、污染物构成进行详细的调查或测定，做出合理的分析预测。在水质

构成复杂或特殊时，应进行处理工艺的动态试验，必要时进行中试。

（4）积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺，必须

经过中试和生产性试验，提高可靠的设计参数后进行应用。

6、消毒的工作原理与特点

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T艺.

化学法复合型二氧化氯发生器，采用氯酸钠与盐酸反应合成二氧化氯，根据

水质水量可以调整。0?的投加量。

采用C102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，C16具有强烈的氧化作用，可除臭、去色、杀菌、氧化锦铁等

物质，不生成氯胺。

特点如下：

（1）二氧化氯是一种广谱、高效的氧化杀菌剂。它的杀菌效果明显优于液

氯，而与液氯相比投加量少，杀灭速度快，其杀菌能力与臭氧相当，其氧化能力

是液氯的2.5倍，对于各种细菌、病毒都具有极佳的杀灭能力，是细菌、病毒的

克星。

（2）二氧化氯在很宽的PH值范围内都有很强的杀菌能力，与其他消毒剂相

比有更广的适用范围。

（3）二氧化氯在水中很稳定，滞留时间长，具有持久杀菌能力。

（4）二氧化氯属于绿色产品，被世界卫生组织确认为IA级高效安全消毒杀

菌剂。不污染环境，不会与水中腐殖物反应生成三卤甲烷、卤仿等致癌物质，对

人体无害。

（5）二氧化氯杀灭细菌病毒能力随温度升高而效果更好。在浓度为0.25ppm

时，二氧化氯在5℃时杀灭99.99%的大肠杆菌需190秒，而在20℃时为40秒，30c

时仅为10秒。而液氯的效果则与温度成反比。

根据以上分析，本工程设计方案选用化学法二氧化氯发生器进行消毒。

（三）工艺流程图

生活污水1938m?/d

机械格栅

调节池

初沉池

鼓

风

曝

气污泥处置

机

消毒池二氧化氯发生器

清水回用1800m3/d

（四）工艺说明

由于生活污水中含有较大的悬浮物，且排放口多，需要进行管道收集后统一

排放经格栅，去除较大的悬浮物后进人调节池，进行水量和水质的调节，调节后

的污水由提升泵提升进入初沉池，靠自由沉淀作用，去除污水的颗粒物，然后靠

自流流入SBR,通过鼓风曝气利用好氧微生物使BOD,COD分解成无机物和形

成絮凝体，然后停止曝气进行固液分离，上清液排入消毒池进行CIO2消毒，消

毒后的水用于绿化用水，初沉池和SBR中所产生的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩

池。

(五)各物质的去除要率如下表:

格栅调节池初沉池SBR消毒池回用池

BOD200198158.415.841515

COD40039831863.685050

ss20019458.223.2823.2823.28

氨氮404038191919

动植物油302920101010

八、主要构筑物的设计计算及主要设备选型

(一)格栅设计计算

1、设计说明

格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大

的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛

余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10-15厘米时就该清洗。格栅按形状

可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅(50-lOOmin),

中格栅(10-40mm),细格栅(3-10mm)三种。

根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物

量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于02//4

为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣。

2、设计参数

设计流量Q=75nrVh,栅前水深h=().2m,过栅流速v=0.5m/s,栅条间隙

b=0.01m,格角a=75。，栅条宽度s=0.01m。

3、设计计算

①格栅条的间隙数Qi)

口=QMAXX=75X〉sin750=?］条

hXhXvfi.01X0.2XOSX3600八

②槽的有效宽度(B)

B=s(n-l)+bXn=0.01X20+0.01X21=0.4Im

③进水渠渐宽部分长度(Li)

设进水渠宽Bi=0.2m

0.21

=0.29

取Li=0.3m

④格栅与出水渠连接处渐宽长度L2

L2=Li/2=0.15m

⑤通过格栅的水头损失（hi）

栅条采用①20圆钢制作，阻力系数（3=2

Hl=px(lyxgxsin«Xk=2(^rX^Xsin75ox3=0.15

⑥栅后槽总高度

取超高h2=O.Sm

H=h+hl+h2=0.2+0.15+0.5=0.85m

⑦栅槽总长度

L=0.3+0.15+1+0.54-5-=1.9,5+-^-=2.18

tanatan75*

⑧每日栅渣量

QnaMx8Mop_1800x0.1

w==0.12m7d<0.2m'/d

I000K,-1000x1.5

格栅结构示意图

（二）调节池的设计计算

1.设计说明

生活污水的水量和水质随时间的变化幅度较大，为了保证后续处理构筑物或

设备的正常运行，需末废水的水量和水质进行调节。采用矩形调节沉淀池。

2.设计参数

Q=75m3/d调节时间取t=12h,有效水深h2=4m

3.设计计算

调节池有效容积

3

Vi=Qftxt=75X12=900m

调节池的池宽（B）

采用调节池一座,取池长L=20m,则池宽

B=^=225/20=11.25m

L

污泥斗的体积（V2）

取污泥斗顶宽B尸3m,污泥斗高h4=2m,污泥斗倾角59。，则污泥斗底宽

B2=Bi-h4Xtan310=3-2lan3l0=1.8m

3

V2=（B1+B2）Xh4XB/2=（3+1.8）Xl2=57.6m

调节池的高度（H）

调节池的超高hi=0.5m,池有效水深h2=4.0m池底斜坡h3=0.5m

H=hi+h2+h3+h4=0.5+4+0.5+2=7.0rn

复核调节池停留时间（to）

实际有效容积vo=2OXI1.25X4=90011?

实际停留时间s=Vo/Q产900/75=12h（符合设计要求）

（三）沉淀池的设计计算

1、设计说明

平流式沉淀池最符合自由沉淀理论的，它结构简单，对ss去除率高，为了使

生活污水中的ss含量能够满足排放要求，本设计采用平流式沉淀池。

2、设计系数

Q=75m3/h,E=70%

3、设计计算

（1）根据沉淀实验可知

当Ho=L2m,to=lh时E可达到70%

所以本设计取Ho=l.2m

Uo=i^=1.2m/h

ih

取t设=1.5to=1.5h

则=巴士=0.8m/k

(2)q设=u^O.Sni3/^12Xh则

Q75,

\=—=—=93.8m2

q设O：8

本设计取A=94m?

(3)取n=l,A'=A=94m2

(4)根据挂泥宽度，取p=6m

则L°=J===15.7

B6

(5)沉淀池斜坡高度

本设计取坡度为002

Hi=12.5X0.02=0.25m

(6)污泥斗高度

取上宽6.0m,下口宽0.4m,坡度60,则斗高h2

h？二6：1an60°=4.8m

(7)y+2x0.2+0.S+0.3=18.9m

(8)%=Ho+比+H?+H3+H『1.2+0.25+4.8+0.5+0.5=7.25m

(9)污泥斗容积

Y2h2(S1+S+7SA)X4.8X(0.16+36+<0.16X36；=61.7m3

353)

(四)SBR池的设计计算

1、设计说明

SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选

用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序同歇

操作运行的反应器组成。其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。

污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排

列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的

操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段。这种

操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。

2、设计参数

Q=75m3/h变化系数k=2.1

进水BOD5=2()Omg/L,出水BOD5=3()mg/L

3、设计计算

①曝气池的计算与各部分的尺寸设计

②确定污泥负荷

③处理效率

ir200~30X1OO%=85%

1200

采用完全混合活性污泥法，根据表取污泥负荷Ns值为.5kgBOD5/(kgMLSS・d),

但为稳妥，需进行污泥负荷校核，即

Ns=K2Sef/n

f取0.75,则K2=Ns/(Scf)=0.0.0189,符合K2应为在0.0168~0.0281的要求,

Ns取0.2是适宜的。

④确定混合污泥浓度。

根据表取混合污泥浓度为X=4000mg/LR=80%

SVI=RX1.2X106/(l+R)X=0.8Xl.2X106/(1+0.8)X4000=133mg/L

因此SVI在50~150之间，符合要求。

BOD/COD=200/400=0.5>0.45

⑤曝气池有效容积的确定

设SBR池3坐，有效水深为4米，周期为12h,进水4h,反应(曝气)(4.0~5.0h)

取5h,沉淀2.0h,排水(0.5〜l.Oh)取lh。

⑥SBR反应池单池容积

V=75X4=300m3

则A=300/4=75m2

取宽度B=7.5,则长度L=75/7.5=10

取保护高度为0.5m,则总高度H=4.0+0.5=4.5m

⑦曝气系统的设计计算(采用鼓风曝气池)

(1)平均需氧量

根据表，取a=0.50,b=0.13,假定污泥中挥发性污泥占的比值为0.75,则所

需氧量为：

Q2=aQ(sa-se)+bXv

300X0.75X400

=0.05X+.13X---------------=128.7kg/4h=32.6k<j/h

1000010000°

(2)最大需氧量

已知变化系数k=2.1,则最大需氧量为

C八138x21x(200-30)1cL300X0.75X4000142.5kg__..人

Q2MAX=0.5()X——+0,13X———=-=35.6kg/h

(3)供气量

采用微孔曝气装置，安装在距地底0.2m处，故淹没水深为3.8米，最高水温

为30C,此时氧的饱和溶解度Cs(30)=7.63mg/L,而20℃时，氧的饱和溶解度

Cs(20)=9.17mg/L

①曝气装置出口绝对压力

Pb=1.013X105+9.8X3.8X103=1.38X105pa

空气离开水面时氧的百分比QT

微孔曝气器装置氧利用率EA取值为15%

②空气离开水面时氧的百分比Qt

微孔曝气装置氧利用率EA取为15%,则

Q，若艺宏X，。。%-7詈HE'I。0%口843

③曝气池中平均氧饱和浓度

Csm(3。尸Csm(3。)(/+陪)々63X(鬻鬻+等)=8.56.ng/L

1.385X10®

Csm(20)=9.17X(+)—10.29mg/L

2.026x10s

④脱氧清水的充氧量

取0=0.8,0=0.9,p=1.0,c=2.0mg/L,则

RCs(20)32.2X10.29

Ro==57.3kg/h

a(0pRC8(7)-C)XL024I。O.8X(O.9XLOX8.56-2)X1.O24S0-20

最大时需氧量为

n35.36X10.29ri儿

Romax=-----------------------：-------------rr-rr=63.3kg/h

0.8X(a9X1.0xa56-2)XLO2430-20中

⑤曝气池平均供应量为

Xl°°=蒜Xl°°=1273.3m3/h

0.3EA

⑥最大时供氧量

G3m崂黑XIOMO6m作

空气提升器所需的空气量按最大回流污流量5倍计量,

则所需空气量为:5X竺叫X0.8：=3O0mVh

24

3

总供气量为Gf总=1406+300=1706m/h

(4)曝气系统

微孔曝气器的曝气量取5.()0?/(个・上)，服务面积取().3m2/个

曝气器数量为n=%=28()个

5X)

实际服务面积人0e急=0.3m?/个(符合要求)

(5)鼓风机

可根据所需气量和压力选择型号和台数，有一台备用鼓风机，鼓风机所需数

量为

最大时Gma/1706m3/h

3

平时G§t=1273.3+300=1573m/h

最小时GaEin=0-5X1573=787m3/h

鼓风机所需的压力P=(400-20+h)=7980mm

(五)消毒池的设计计算

1、设计说明

由于出水后的水有许多有害物质，如细菌、病毒等，为了消除这些隐患，本

设计采用二氧化氯进行消毒。

2、设计系数

Q=75m3/h,投药时间0.05h,接触时间t=lh

2、设计计算

投药池

3

有效容积：Vi=Q(o=75x0.05=3.75m

取有效高度为ho=0.5m,则人寺=萋=7.511?

ho0.5

取L=2.5则B

JL=3

Hg=0.5+0.5=lm

接触池

有效容积：V2=Q（=75x1=75m3

取有效高度为ho=2m,则

取B=3,则L、=三212.5m

B3

取超高为0.5mH（i=2+0.5=2.5m

（六）主要构筑物明细表

主要构筑物明细表

总容积或总

序号名称规格备注

体积

LxBxH

1格栅0.76人工格栅

=2.18x0.41x0.85

LxBxH

2调节池1575钢混结沟

=20x11.25x7

LxBxH

3初沉池822.15钢混结沟

=18.9x6x7.25

LxBxH

4SBR337.5钢混结陶

=10x7.5x4.5

LxBxH

5消毒池112.5被混结沟

=15x3x2.5

（七）主要工艺设备、材料明细表

主要工艺设备、材料明细表

序号项目名称规格型号功率（KW）台（套）

1人工格栅HF-5001

2提升泵WQ50-7-2.24.02

3笔水器MRD1.53

4刮泥机JT0295C3.01

2

5污泥泵WQ25-14-2.24.0

二氧化氯发生1

6CLOG-805.0

器

2

7电控系统

1

8管道及阀门

4

9鼓风机L22WB4.2

1

10机械脱水机NYL-15005.0

九、平面布置和高程布置

见附表：

十、经济效益分析

I、工程投资估算

（1）土建工程投资估算表

土建工程投资估算表

总面积或建筑面积

序号项目名称造价（万元）备注

（m2）

1格栅井0.761.0人工格栅

2调节池157547.25钢混结构

3初沉池822.1524.6645钢混结构

4SBR池337.530.3435钢混结构

5消毒池112.53.3750砖混结构

合计106.6

（2）设备材料投资明细表

设备材料投资明细表

序号项目名称规格型号单价（万元）总价（万元）台（套）

1人工格栅HF-5000.50.51

2提升泵WQ50-7-2.20.20.42

3笔水器MRD0.050.153

4刮泥机JT0295C0.80.81

5污泥泵WQ25-14-2.20.30.62

6二氧化氯发生器CLOG-803.03.01

7电控系统DK2012.012.02

8管道及阀门5.05.01

9鼓风机L22WB0.62.44

10机械脱水机NYL-150020.520.51

合计42.65

（3）总投资估算明细表

总投资估算明细表

序号项目名称投资/万元备注

1业务费5.00

2设计费2.44

3土建费106.6

4设备费42.65

5设备按调费2.134X5%

6运行调试费5.97(3+4)X4%

7税收费6.59