300T厌氧生物球工艺.docx

白楼宾馆384T/d中水回用项目
厌氧生物球法设计方案

河北自然盛世水处理技术开发有限公司
二〇〇九年六月

目 录
一、 工程概述 1
二、设计依据、规范与范围 1
三、设计原则 2
四、设计水质与水量 2
五、处理要求 3
六、处理工艺选择 3
七、主要构筑物的工艺说明及功能 7
八、主要构筑物尺寸及规格 8
九、工程造价 12
十、运行费用 13
十一、劳动人员及人员培训 14
十二、售后服务 15
十三、公司简介 15
十四、厌氧生物球速分技术介绍 16
十五、公司中水回用工程业绩 18

一、 工程概述
石家庄白楼宾馆座落在石家庄市中心，位于中山西路与维明街交叉处，东行一华里为石家庄最繁华的中山路商业网点。
     石家庄白楼宾馆靠近人民广场、东方购物中心、赵州桥、水上公园.
     石家庄白楼宾馆是一家集吃、住、娱、购、游为一体的现代化酒店。这里曾接待过毛泽东、陈毅、江泽民、李鹏等多位和国家领导人。建筑风格别致，环境高雅、清新，闹中取静，素有河北 “国宾馆”之称。近两年来宾馆实行了一系列的改革，现已向社会全面开放。
中水原水的主要来源是宾馆洗浴、盥洗污水。原水属于优质杂排水，污水处理达标后，中水进行回用。中水原水水量为384T/d，中水回用的主要用途为绿化灌溉、冲厕、冷却循环水补给等。
根据项目实际条件，为了小区美化，控制噪音、空气污染，整个水站采用地下式布置。环境温度-5-40℃，周边交通便利，无影响项目实施的特殊因素。
二、设计依据、规范与范围
1 设计依据
1) 甲方提供的相关数据和资料。
2) 《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88。
3) 《建筑中水设计规范》GB50336-2002。
4) 《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》 （GB/T18920-2002）
5) 《城市区域环境噪声标准》（GB3096－93）
6) 《国务院关于加强环境保护工作的决定》
2 设计规范
本工程项目必须执行国家有关专业技术规范和标准：
1) 《建筑给水排水设计规范》
2) 《给水排水构筑物施工及验收规范》
3) 《电气装置施工及验收规范》
4) 《机械设备安装工程施工及验收规范》
5) 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
6) 《室外排水设计规范》
3设计范围
本项目方案内容包括中水处理系统设备、安装工程、电气工程、自控工程。
站内工程自中水原水进口至中水池出口以内计算，动力线从污水处理站配电柜进线开始。
三、设计原则
1) 依据业主整体规划指导下，对处理站进行细致的区域规划，使处理站充分发挥社会效益、环境效益和经济效益。
2) 保证出水水质要求的前提下，尽量节省投资，力争以最少的投入获到最大的效益。
3) 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后出水达到有关水质标准。
4) 采用技术先进，运行可靠，操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。
5) 采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程投资和运行费用。
6) 平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅，尽量节省占地。
7) 污水处理厂应尽量操作运行与维护管理简单方便。
四、设计水质与水量
1 设计水质
根据有关资料，确定生活污水处理站进水设计水质指标如下：
表1：设计污水水质指标
水质指标名称
符号
指标数值
设计化学耗氧量
COD
150-300mg/l
设计生物好氧量
BOD5
100-150mg/l
设计悬浮固体负载
SS
120-160mg/l
2 设计水量
根据甲方提供资料：污水量为384t/d，Q=16m³/h，小时变化系数K=2.0。
五、处理要求
用于绿化、浇洒道路、洗车、冲厕时的回用水水质标准，应达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》 （GB/T18920-2002）的规定。
表2：城市污水再生利用城市杂用水水质标准
序号
项目
冲厕
道路清扫
城市绿化
车辆冲洗
1
PH
6.0-9.0
2
色（度） ≤
30
3
嗅
无不快感
4
浊度（NTU） ≤
5
10
10
5
5
溶解性总固体（mg/l） ≤
1500
1500
1000
1000
6
五日生化需氧量BOD5（mg/l） ≤
10
15
20
10
7
氨氮（mg/l） ≤
10
10
20
10
8
阴离子表面活性剂（mg/l） ≤
1.0
1.0
1.0
0.5
9
铁（mg/l） ≤
0.3
-----
-----
0.3
10
锰（mg/l） ≤
0.1
-----
-----
0.1
11
溶解氧（mg/l） ≥
1.0
12
总余氯（mg/l）
接触30min后≥1.0，管网末端≥0.2
13
总大肠菌群（个/l） ≤
3

六、处理工艺选择
目前，中水处理工艺流程有三种类型：1、生物处理方法；2、物理化学处理方法；3、物理处理方法。其中，物理处理的方法在目前的工程实践中可操作性低，不推荐使用。
生物处理方法适用于可生化性较好的废水，从原水水质可以看出，其水质稳定，BOD5 / CODcr 的比值大于0.5，生化性非常好；而且，废水中含有大量的溶解性固体物质，更宜采用生化法去除。而物化法主要工艺为混凝沉淀，这类流程主要适用于水质变化较大，悬浮性及胶体物质含量较高的水质。根据中水原水水质情况可以看出，采用物化法并不适合。再者，根据我公司所做中水工程的实际运行情况，也可以明显得出如下结论：生化法处理后出水水质合格稳定，且占地面积省、实际操作简便，运行费用低廉。所以，选择生化处理方法。
采用厌氧生物球法，占地小，水质高于景观水标准，能耗量少，运行成本低极低，不需要设置专门的污泥处理装置。
1 常见的各种工艺的比较：
常见工艺的比较如下表所示
表3：污水常规处理法比较
方案
优点
缺点
运行费用比较
S
B
R
工
艺

1．处理流程简单，建构筑物少，可不设初沉池，二沉池，剩余及回流污泥泵房
2．连续进水，相对传统法可减少池容
3. 设备数量少
4．停留时间长
5．布置紧凑占地少
1．沉淀期进水在主反应区底部造成水力絮动，影响泥水分离时间
2．要求自控程度高
3．周期运行，设备闲置率高
4．需要较高技术水平管理人员
5．初投资运行费用高
1．单位运行费用约1.2元/m3
2．年运行费用高。
3．占地面积大。
A/O
工
艺

1．功能划分清晰，便于操作管理设有初沉池，可去除大部分SS，减少了后续处理构筑物的负担。
曝气池较深，充氧效率高，成本低前置缺氧区，宜于改造，以适用处磷脱氧的要求。
设备利用率高。
自控程度要求不高。
1．工艺流程复杂，建构筑物多
2．污泥龄较短，污泥未稳定，处理过程臭味大。
3．污泥产生量大，处理工艺复杂，并产生二次污染，污泥需要再次处理
1．单位运行费用约0.8元/m3
2．年运行费用高。
3．占地面积大

M
B
R
工
艺
1．处理效率高，占地面积小。
2．工艺先进，设备数量少，管理方便。
3．挂膜容易，脱落快。
4．出水水质好，可以减少后处理设备。
1．膜片容易污染失效，难以清洗。
2．不易污堵的膜片价格昂贵；价格适中的膜片容易污堵，使用寿命短。
3．脱磷脱氮效果不稳定。
1．单位运行费用约1.2元/m3
2．年运行费用高。
3．膜需要3年更换一次。
接
触
氧
化
法

1．处理系统宜于操作
2．曝气系统的氧利用率高
3．多级接触池配置灵活，有效的保证处理效果
4．沉淀池可去除大部分悬浮物，减小过滤系统的处理负荷
1．填料易堵，处理效果不稳定。
2．系统污泥易产生二次污染。
1．单位运行费用约0.5元/m3
2．年运行费用较低。
3．占地面积大。
厌
氧
生
物
球
速
分
处
理
工
艺

1．工艺先进，管理方便。
2．挂膜容易，脱落快。
3．无需活性污泥培菌，可自行挂膜，对微生物生长快，启动时间短。
4．占地面积小（无沉淀池及污泥处理系统）投资省，运行费用低，自动化程度高。
5．使用寿命达几十年之久。
6．适用有机废水，污水处理装置产生污泥量少，不但简化了处理流程，同时又将污泥的二次污染，减少到了最小程度
7．净化污水效率高，出水水质好，为以后污水回用奠定了良好的基础
1．地埋式处理结构，施工周期长。
2．填料重量大，安装时工作量大
1．单位运行费用约0.3元/m3
2．年运行费用低。
3．占地面积小。
2 处理工艺的选择：
根据中水原水水质和水量以及其它技术条件要求，拟采用生物球速分处理工艺，通过填料的固定作用有利于固定生长缓慢的、生长时间较长的硝化细菌，提高了废水中氨氮的去除。废水中磷的含量相对较低，大部分可转化为微生物细胞的原生质，其余部分可通过磷细菌去除。
生物球填料能在填料内部的不同地方形成好氧、缺氧和厌氧区。这样能有效减少了污泥产量，同时具有较好的脱氮除磷效果。
在好氧区内固定了大量的硝化菌，进行硝化作用；而在缺氧区和厌氧区固定了大量兼性的反硝化菌，进行反硝化反应 。
此外由于该填料固定好氧微生物能力强，使接触氧化池内污泥浓度高，相应的污泥负荷较低，细菌的合成系数下降，从而使剩余污泥产量较别的系统明显减少。剩余污泥的产量仅取决于废水中的磷的含量，在无磷洗衣粉大量使用的情况下，来水磷含量较低，系统剩余污泥产生量极少，甚至可以数年不用外排污泥。

3 工艺流程框图:
化粪池上清液
曝气调节池

格栅井

污泥泵

鼓风机

一级提升
速分生化池
中间水池
二级提升泵

消毒装置

回用
中水储存池
全自动过滤器

反冲出水
七、主要构筑物的工艺说明及功能
1 格栅及格栅井
来水中含有大量较大的悬浮物，为去除较大悬浮物以保护提升泵不被堵塞，正常运转，降低后续处理工艺的负荷，设置格栅井，格栅井内设置细格栅。
格栅放置在格栅井内，格栅井与曝气调节池合建，来水经格栅后自流进入曝气调节池。
2 曝气调节池
中水原水存在一定的瞬时性和不规律性，为了保证后续处理的稳定性与连续性，免受冲积负荷的影响，因此采用调节池，均衡废水水质水量，池内设有曝气管通过鼓风机进行预曝气，加溶解氧，并防止调节池内污物的沉淀。调节池为钢混结构，水力停留时间为10小时。调节池内设置弹性立体填料，兼做预处理生化池。
3 速分生化池
我公司结合国内具体情况开发、研制成功新一代中水、污水处理新技术，该技术突破传统处理方法，施工简单，管理方便，基本可实现无人管理；厌氧生物球与进水所成角度小，接触充分，溶解性CODcr去除率高达85－90％；挂膜容易，脱落快；无需活性污泥配菌，可自行挂膜，微生物生长快，启动时间短；占地面积小，投资省；能耗低，运行费用低；自动化程度高；速分球使用寿命达30年之久；基本不产生污泥，简化了处理流程，无二次污染。速分生化池净尺寸：7m×4m×3.92m。
配水池、集水池、中间水池与速分生化池合建。
速分生化池有效接触时间为3.4小时，水力停留时间为6小时,气水比分别为10-15:1。
4中间水池
用于暂时贮存生化池出水，同时也是二级提升泵的吸水池。
5全自动过滤器
截留速分生化池剥落的生物膜及悬浮物，进一步去除SS、BOD、COD等物质。过滤速度为：30m/h，反冲洗强度为：8-12L/sm2。采用石英砂+活性炭双级过滤。
6 中水贮存池
用于贮存经深度处理达到《城市杂用水水质标准》要求的回用水，兼做中水回用泵组的吸水池和消毒池。中水贮存池为钢混结构，水池有效容积为96m3。
八、主要构筑物尺寸及规格
1 格栅及格栅井
格栅：栅间距10mm 栅宽为1000mm 栅长为2000mm
格栅井：1.0m×1.0m×2.0m
2 曝气调节池
规格：9.0ｍ×5.0ｍ×3.92ｍ
有效水深： 3.5m
有效容积: 160m3
结构：钢筋砼
数量： 1座
HRT：10小时
事故直排泵1台，型号：50QW20-7-0.75。
池内设置弹性立体填料做预处理。
3 速分生化池
规格：9.0ｍ×4.0ｍ×3.92ｍ
有效水深：3.5m
有效容积: 98m3
结构：钢筋砼
数量： 1座
配水池、集水池与速分生化池合建。
4 中间水池
规格：4.0ｍ×1.0ｍ×3.92ｍ
有效水深：3.5m
有效容积: 14m3
结构：钢筋砼
数量： 1座
5 全自动过滤器
规格：Φ800×2.86
滤速：30m/h
反冲洗时间：15min（可根据实际情况调整）
数量：2台（纤维球过滤器、活性炭过滤器各一台）
6 中水储水池
规格：9.0ｍ×3.0ｍ×3.92ｍ
有效水深： 3.5m
有效容积: 96m3
结构：钢筋砼
数量： 1座
7三叶罗茨风机
型号：3L80-Ⅱ
风量：3.81m³/min
风压：39.2Kpa
数量:2台（一用一备）
8 毛发聚集器
型号：MF-200
数量:2台（一用一备）
9 一级提升泵
型号：50GW20-7-0.75
数量:2台（一用一备）
10 二级提升泵
型号：50GW18-30-3.0
数量:2台（一用一备）
11设备间排水泵
型号：50QW10-10-0.75
数量:1台
12加药装置
型号：YST-JY-01
数量:1台
13操作间
规格：10.0ｍ×5.0ｍ×4.0ｍ
结构：钢筋砼
数量： 1座（全地下）

九、工程造价
1 主要设备报价
序号
名称
规格
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
细格栅

2
毛发聚集器

3
事故直排泵
50QW20-7-0.75

4
弹性立体填料
Φ150

5
一级提升泵
50GW20-7-0.75

6
YST生物球
Φ120

7
三叶罗茨鼓风机

8
曝气管路

9
设备间排水泵
50QW10-10-0.75

10
污泥泵
50GW10-10-0.75

11
二级提升泵
50GW18-30-3.0
2台
0.45
0.90
上海天泉
12
纤维球动过滤器
Φ800
1台
1.80
1.80
自然盛世
13
活性炭动过滤器
Φ800
1台
1.60
1.60
自然盛世
14
加药装置
YST-JY-01

15
电控装置（包括配线）

16
管道阀门及附属材料

17

18
设计费

19
安装、调试费

20
税金

21
检测验收

22
工程合计

72.23

★主要设备材料费用合计为：人民币：72.23万元 大写：柒拾贰万贰仟叁佰元整
2 主要土建报价
序号

1
格栅井
2
0.10

2
曝气调节池
176.4
8.82

3
生化池
141.2
7.06

4
中间水池
15.68
0.78

5
中水贮存池
105.84
5.29

6
设备间
200
10.0

7
合计
32.05

8
税金

1.92

9
工程共计

33.97

★主要土建工程费用合计为：人民币： 33.97万元 大写：叁拾叁万玖仟柒佰元整
★工程总报价为：设备费用+土建费用=72.23+33.97=106.2 壹佰零陆万贰仟元整
十、运行费用
该处理装置运行费用主要包括：用电费、人工费、药剂费。
1 用电费
序号
名称
数量
总装机容量(kw)
运行容量（kw）
运行时间(h)
总耗电(kwh)
1
鼓风机
2台
8
4
24
96
2
一级提升泵
2台
1.5
0.75
24
18
3
事故直排泵
1台
0.75
0.75
——

4
二级提升泵
2台
6
3
24
72
5
污泥泵
1台
0.75
0.75
——

6
设备间排水泵
1台
0.75
0.75
——

7
加药装置
1套
0.1
0.1
24
2.4
小计

17.85
10.1

188.4

合计用电量约为188.4kwh/d, 每度电按0.8元/度计，则用电费用为：150.72元/天。
吨水用电费用：150.72元÷384吨=0.39元/吨
2 加药费用
吨水加药费用约0.03元，均为中水成本。
3 人工费
水站正常运行后，陪一名兼职人员巡视即可，工资分配为700元/月。
吨水人工费为：700元÷30天÷384吨=0.06元。
4 折旧费
设备折旧费用，设备年限以20年计，年折旧费用：58.99万元÷20年=2.95万元/年。
吨水折旧费用为：29500元/年÷360天÷384吨=0.21元/吨
5 运行费
单位综合水处理费用为，(0.39+0.03+0.06+0.21)=0.69元/吨；
6 经济效益
按每吨水3.2元计算，每天回用水量384吨，直接效益1044元每天。一年可节省水费37.6万元。正常运行叁年后收回整个水站成本。
十一、劳动人员及人员培训
1 劳动定员
本中水处理站可无人值守。正常运行时，仅需配备兼职巡视员1名。
2 人员培训
中水处理站工作人员在上岗前由河北自然盛世水处理技术有限公司培训。我们将在试车期间使建设单位操作人员熟悉工艺流程。
在调试期间，将对操作人员进行各种必要的项目培训包括取样检测分析和日常设备维护检修等。
十二、售后服务
1 质量保证体系：
本公司严格贯彻IS9001国际质量管理体系标准，在保证工程质量的基础上。为用户提供优质服务。
2 服务承诺：
本设备在安装调试后，免费进行技术培训，设备运行一年内免费进行设备维护。如工程在运转中出现问题，在接到业主通知后12小时给与答复，24小时内到达现场。免费为业主提供操作人员的培训服务。
十三、公司简介
河北自然盛世水处理技术开发有限公司
是集技术开发、设备制造、产品销售、工程施工、咨询服务于一体，业务范围涉及污水治理、工业水治理、民用水处理、大气治理及能源开发及综合利用于一体的综合性环境能源设备技术开发公司。产品及技术广泛应用于冶金、矿山、电力、建材、宾馆饭店、住宅小区、养殖业、医药、纺织、机械加工、煤炭等多个行业。
2007年4月公司通过了ISO9001：2000国际质量体系认证
企业宗旨：
走科技创新之路，源于自然、再创自然、回归自然.
经营理念：
科技无顶峰，服务无极限。
企业使命：
让资源在创新中再生；以技术品质提升和再造资源价值
核心竞争力：
高品质、实用高效的技术与设备。团结务实的经营团队。忠诚、刻苦、勇于拼搏、富有责任感的员工队伍.专业化的环境工程技术开发实力，长期的环境、能源问题所积累的经验，为您提供技术实用投资少稳定可靠的解决方案。
民用污水处理及中水回用：
自主开发了多介质厌氧球生物水处理技术，可直埋于地下，占地面积小，无需专人管理，运行稳定成本低，水质符合景观水要求，广泛应用于宾馆饭店及住宅小区的中水回用上。
十四、厌氧生物球速分技术介绍
1) 速分技术性能简介
所谓的速分现象，是一种自然现象。流体在流动中总存在着不同的流速快和流速慢的场所，固体物在流体的流动中，总是由流速快的一侧向流速慢的一侧集中聚集，这种现象叫速分。速分是常用的沉淀、过滤以外的另一种固液分离技术。
速分是产生于近5－10年内的一种有机废水处理的新技术，这种净化技术在无压力、只需水体稍微流动、填料为碎石球的集合体，污水在流动中存在着球体外流速快，球体内流速慢的场所，污水中漂浮着集中在流速慢的地方产生速分。在结合生化分解，构成了速分生化技术。
2) 厌氧生物球速分生化遵循四个原则，可消除污泥发生：
聚结固形物 微生物大量繁殖；
使聚结固形物产生移动；
移动时，耗氧、厌氧过程多次重复发生；
固形物在构筑物内不断移动，其停留时间按日单位计算。
根据以上四原则判断如下三种固液分离原理就可以得知：
沉淀：分离的固体堆积在池底部无移动性能，原封不动的单一环境，故不分解；
过滤：被介质过滤下来的SS聚集在一处，其状态和沉淀原理一样，难以移动，因此不易分解。
速分：集中在碎石集合体内，经过厌氧状态使其水解酸化、流出、再被耗氧分解，因此，污泥通过碎石集合体连续不断的速分，产生分解和消化。
以上得知厌氧生物球生化速分理论上可以不需要处理污泥，所以是目前净化有机污水工艺中较理想的方案。其主要性能如下：
填料与水平面所成角度越小，再分配水流能力越强微生物与有机物接触越充分，溶解性CODcr去除效果越好。
厌氧生物球是多孔小石头组合而成的球体，每块小石头内拥有大量不规则的通道同时由于厌氧生物球是由几十块不同规则的小石头组成易将生物膜咐着速率和生物量累积速率加快 ，由于多孔球剪力而造成的生物量损失较少，多孔球在多变的环境条件下进行消化和反消化处理，其性能较平衡高效。
实际运行过程中厌氧生物球是当滤池中的填料使用，同时起到速分作用，对微生物生长快，启动时间短，可维持较高的生化量。同时，为避免磷元素在系统内循环累积，一般每半年到一年排一次污泥，以防出水含磷超标。
3) 设备装置
水是从球体内穿梭进出，水流动是以层流相均匀流动，曝气从速分球的底部向上，竖向鼓气，故它是以气、固、液三位一体混合在水中的推流，使黏附在石球上絮凝体状物，随水波冲动逐步渐渐流出，故氧的利用率较高，动能消耗少。
厌氧生物球在运行过程中是以耗氧、厌氧状的多变环境发生，水从球体潺潺流动，将脏水净化，从实测表中得出效果较好，一般CODcr去除率达85－90％。关键流程简化，占地面积小，基础费用低，运转费省，自动化程度高。
4) 厌氧生物球生化技术特点
ü 施工简单，管理方便，基本可实现无人管理。
ü 净化生物球与进水所成角度小，接触充分，溶解性CODcr去除率达85－90％
ü 挂膜容易，脱落快。
ü 无需活性污泥培菌，可自行挂膜，对微生物生长快，启动时间短。
ü 占地面积小，无沉淀池及污泥处理系统，投资省，运行费用低，自动化程度高。
ü 使用寿命达几十年之久。
ü 适用有机废水，污水处理装置。
ü 由于产生污泥少，简化了处理流程，同时又将污泥的二次污染减少到了最小程度。
ü 无臭味。
十五、公司中水回用工程业绩
序·号
使用单位
产品名称
型号规格
备 注
1
国富华庭小区
污水处理中水回用
日处理50吨

2
石家庄出版集团股份有限公司
中水回用
日处理150吨

3
石家庄市第五医院
污水处理中水回用
日处理150吨

4
山西昔阳黄岩汇煤矿
污水处理中水回用
日处理300吨

5
华北电力大学（保定）
生活污水处理
日处理1100吨

6
河北世茂房地产开发有限公司
污水处理
中水回用
日处理180吨

7
石家庄赵苑小区
污水处理
中水回用
日处理100吨

8
山东东瀛化工公司
化工废水
日处理1500吨

9
曲阜顺鑫孔子国际商品交易城
污水处理
中水回用
日处理200吨

10
大同齿轮集团
生产工业废水
日处理800吨

11
石家庄桥东区医院
污水处理中水回用
日处理50吨

12
深圳妇幼保健院污水处理站
生活污水处理

13
上海景区公园厕所
厕所废水回用

14
石家庄山水清音别墅区
污水处理中水回用

15
天津大学
生活污水回用