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污水处理厂初步设计方案及施工图设计1 污水处理厂初步设计方案及施工图设计污水处理厂初步设计方案及施工图设计2 第一章概述1.1 工程概况项目名称：某县污水处理厂工程项目主管单位：某县建设委员会项目建设单位：某县城市建设经营发展有限公司工程规模：4 万 m3/d(其中一期工程 2 万 m3/d，二期工程 2 万 m3/d)。本次投标的设计内容为一期工程初步设计及施工图设计。工程内容：处理能力2 万 m3/d 的污水处理厂，不包括市政污水管网工程。污水处理厂厂址：某县城北部杨家沙滩，南侧距离某城区北外环线约1500米，东侧紧邻青通河。污水厂一期工程设计水质a.设计进水水质CODcr：300mg/L BOD5：150mg/L SS：250mg/L NH3-N：30mg/L TP：2.5mg/l b.设计出水水质CODcr：60mg/L BOD5：20mg/L SS：20mg/L TN：20mg/L NH3-N：8mg/L(温度小于 12时为 15mg/L)TP：1.0mg/L 粪大肠菌群：104个/L 工程项目现场熟悉情况投标文件准备阶段，我公司组织有关人员两次赴某县踏勘现场，并就项目基本情况与走访了县有关部门，在此基础上并结合本公司的设计、运行经验，提出如下设计污水处理厂初步设计方案及施工图设计3 思路：a.省级经济开发区某县工业园规划面积8km2，目前近百家企业入驻园区，园区工业废水水量、水质对某县污水处理厂将来的运行影响不可忽视，污水处理工艺必须耐水质、水量的冲击影响。因此，本投标污水处理工艺采用具有A2/O 法功能的氧化沟为核心的二级生化处理工艺。氧化沟中几十倍于进水的循环混合液使进水达到快速混合稀释,对污水的水质水量具有较强抗冲击负荷能力,出水水质稳定。氧化沟法不需要像A2/O 法那样为了进行反硝化专门设置一套内循环系统,它可通过特有的构造形式进行内循环以满足反硝化的需要,节约了能耗和运行费用。b.氧化沟停留时间的确定采用较长的硝化和反硝化时间，有利于充分的硝化和反硝化，提高二级出水的脱氮率。这种强化二级处理的做法虽较常规二级生化处理增加部分工程投资，但强化二级处理后，可以简化本污水厂将来的排放标准由现在的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中表 1 一级标准的 B标准提高到一级标准的A标准的升级改造的处理工艺，减少工程投资、运行费用及方便运行管理。c.氧化沟型式和曝气设备的选择城市污水处理在某县尚属起步阶段,污水处理方面所需的技术人员和管理人员缺乏，所选氧化沟型式和曝气设备必须同时考虑这些因素(包括污水厂运行成本及设备维修等)。因此,本投标氧化沟型式采用由功能不同的厌氧区、缺氧区和好氧区组成的氧化沟处理工艺，氧化沟曝气设备采用倒伞式表面曝气机。本氧化沟工艺除具有一般氧化沟的共同优点外，还具有以下特点：a)氧化沟内设独立的缺氧区，与氧化沟前置的厌氧区结合，组成了一个完整的A2/O 生化处理系统。b)回流活性污泥回流至氧化沟厌氧区，在此区域内混合液的基质浓度很高，有利于聚磷菌对基质的摄取。c)好氧区采用完全混合式的循环流流态，对水质水量变化的适应能力较强，耐一定的冲击负荷。d)采用表曝机曝气，水力提升及混合能力好，可增加池深，减少占地面积。e)表曝机充氧能力强，动力效率高(一般情况下：表曝机2.0kgO2/kW2 h、转刷污水处理厂初步设计方案及施工图设计4 1.6kgO2/kW2 h、转碟 1.8kgO2/kW2 h)，可降低能耗，减少运行费用。f)曝气设备数量较少，投资较省(较转刷、转碟省2030%)，运行管理方便，日常维修和养护工作量少。d.辅助化学除磷考虑到国家对 P去除的严格性，因强化对P去除的可靠性。本项目的生物处理部分虽采用了在生物除磷方面非常成熟且有广泛成功应用实例的氧化沟工艺。但是，由于水质变动、管理经验、操作方法等众多不确定因素的影响，要想在在较长的时期内仅使用生物除磷方法将污水厂出水中磷的监测值维持在1.0mg/L 以下是非常困难的。因此，本污水厂在设计时考虑了今后设置辅助化学除磷系统的可能性。e.排水泵站的设置厂址处青通河常水位为13.2m、二十年一遇洪水位标高为13.75m。为节约污水厂污水常年提升运行费用，污水提升泵站水泵扬程按青通河常水位标高设计；当青通河水位高于常水位13.2m时，污水厂设排水泵站将全厂尾水加压排入青通河，这样既保证污水的排放又降低运行能耗。f.总图布置厂区地形状为不规则，南北向长为430m，东西向长为 170m。现状地形高低不平，厂区西侧为鱼塘，鱼塘边最低标高约10.1m，厂区围墙内东侧现为耕地和坝埂，自然标高 10.114.70m，整个厂区平均地坪标高为11.50m。污水厂厂区围墙外东侧现有一条碎石路，碎石路向南通向公路，碎石路的东侧为青通河。综合楼、进厂主入口布置于厂区的东南侧，位于上风向，距厂外现有的碎石路近，进厂便捷。厂外污水进水总管由厂区的东南侧接进，粗格栅及提升泵站、细格栅及沉砂池布置于厂区西南侧，预处理系统距离厂外污水总管最近，管线流程短顺。氧化沟布置在西侧鱼塘处，挖方量少；二沉池布置在东侧，靠近青通河，便于尾水排方，且对综合楼气味和感官影响较小。为便于充分利用厂区围墙外东侧现有一条道路，二个出入口设在围墙的东侧。g.由于本项目位于佛教圣地九华山脚下，污水厂建筑物风格应以皖南徽派建筑为主题思想，突出建筑本身的地域特色风格。污水处理厂初步设计方案及施工图设计5 处理工艺根据招标文件对某县污水处理厂的设计进、出水质要求，同时考虑所采用的处理工艺应具有处理效果高、经济节能、成熟可靠、易于管理、运行灵活等特点。本投标文件所采用处理工艺为：a.污水处理：予处理氧化沟二级生化消毒处理工艺b.污泥处理：浓缩脱水处理工艺设备配置水平a.水工艺设备：污水提升泵、回流污泥泵、剩余污泥泵、潜水搅拌器、潜水推进器、紫外线消毒设备等选用进口产品，粗细机械格栅、沉砂池除砂设备、表曝机、刮泥机、带式浓缩脱水机、各种闸门等选用国内知名品牌产品。b.电气设备：高低开关柜内主要电气元件选用合资产品，其它电气产品或元件选用国内知名品牌产品。c.自控仪表：超声波液位计、电磁流量计、NH3-N 分析仪、pH分析仪、COD 分析仪、溶解氧分析仪、PLC(国内集成)等选用进口产品，其它自控仪表选用合资产品或国内知名品牌产品。工程内容a.生产建、构筑物粗格栅及提升泵站(461)、细格栅及沉砂池(462)、氧化沟(471)、二沉池(472)、污泥泵站(473)、紫外线消毒渠/排水泵站(474/475)、污泥浓缩脱水间(491)等。b.辅助建筑物综合楼(101)、变电所/仓库/维修间(301/451/132)、门卫(103A、B)。主要经济技术指标序号名称单位数量备注1 处理规模万 m3/d 2.0 2 占地面积公顷2.63 3 聚丙烯酰胺耗量t/a 3.65 4 年耗水量m3/a 2555 5 泥饼量(含水率 80%)t/a 5475 污水处理厂初步设计方案及施工图设计6 6 年平均耗电量万度234.98 7 处理单方污水耗电量度/m30.3219 8 全厂定员人25 9 工程总投资万元3446.87 10 单位处理成本元/m30.634 11 单位运行成本元/m30.349 1.2 设计依据1.2.1 主要依据资料某县污水处理厂初步设计及施工图设计招标文件某县污水处理工程可行性研究报告池州市发改委池发改投资2008482“关于某县污水处理工程可行性研究报告的批复”招标代理机构所发“关于对招标文件的澄清通知”1.2.2 采用的主要规范及标准2地表水环境质量标准 GB3838-2002 2城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 2污水综合排放标准 GB8978-1996 2污水排入城市下水道水质标准 CJ3082-1999 2城市污水处理工程项目建设标准国家建设部 2001 2城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计 CJJ31-1989 2室外排水设计规范 GB50014-2006 2污水再生利用工程设计规范 GB50335-2002 2建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 2建筑防火设计规范 GB50016-2006 2建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005 2建筑地面设计规范 GB500037-1996 2工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046-2008 2屋面工程技术规范 GB50345-2004 污水处理厂初步设计方案及施工图设计7 2公共建筑节能设计标准 GB50189-2005 2办公建筑设计规范 JCJ67-1989 2建筑物无障碍设计规范 JGJ50-2001 2建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版)2建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 2建筑抗震设计规范 GB50011-2001(2008年版)2砌体结构设计规范 GB50003-2001 2混凝土结构设计规范 GB50010-2002 2给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002 2构筑物抗震设计规范 GB50191-1993 2钢结构设计规范 GB50017-2003 2建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002 2民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-1992 2工业与民用供电系统设计规范 GB50052-1995 210kV及以下变电所设计规范G B50053-1994 2低压配电设计规范 GB50054-1995 2电动装置的继电保护和自动装置 GB50062-1992 2建筑物防雷设计规范(2000 年版)GB50057-1994 2通用用电设备配电设计规范 GB50055-1993 2建筑照明设计标准 GB50034-2004 2电力工程电缆设计规范 GB50217-2007 2工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65-1983 2爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-1992 2过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号 HG/T20505-2000 2自动化仪表选型设计规定 HG/T20507-2000 2控制室设计规定 HG/T20508-2000 2仪表供电设计规定 HG/T20509-2000 2信号报警、联锁系统设计规定 HG/T20511-2000 2仪表配管配线设计规定 HG/T20512-2000 污水处理厂初步设计方案及施工图设计8 2仪表系统接地设计规定 HG/T20513-2000 2可编程控制器系统工程设计规定 HG/T20700-2000 2工业企业通信设计规范 GBJ42-1981 2工业电视系统工程设计规范 GBJ115-1987 2市内通信全塑电缆线路工程设计规范 YDJ9-1990 2智能建筑设计标准 GB/T50314-2006 2建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T50311-2000 2有线电视系统工程技术规范 GB50200-1994 2民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198-1994 2采暖通风及空气调节设计规范 GB50019-2003 2工业企业噪声控制设计规范 GBJ87-1985 2工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002 1.3 设计原则严格执行国家关于环境保护的政策和基本建设法规，符合国家及地方的有关法规、规范及标准。积极稳妥地利用先进技术，采用高效节能、运行可靠、处理效果稳定的处理工艺，确保污水处理达标。妥善处理污水处理过程中所产生的栅渣、沉砂及污泥等污染物，避免二次污染。充分利用给定用地，合理进行总平面布置，方便二期工程扩建工作。控制水平先进，操作管理方便，实现管理科学现代化。并结合国内实际情况，采用自动化控制与手动控制相结合。通过总体优化，尽可能节约能源，降低工程投资和运行成本。1.4 设计范围某县污水处理厂一期工程界区内所有工艺及公用工程设计，不包括厂外道路、供电线路、给水管道及与其配套的市政污水管网等工程内容。污水处理厂初步设计方案及施工图设计9 第二章总体设计2.1 工程规模 2.2.1服务范围和服务人口根据某县总体规划，某县污水处理厂服务范围包括整个县城城区，污水厂近期工程服务面积 8.5km2、服务人口 8.0 万人，污水厂远期工程服务面积12km2，服务人口12 万人。2.1.2 工程建设规模根据可行性研究报告和招标文件，某县污水处理厂建设规模为4 万 m3/d，其中一期工程 2 万 m3/d，二期工程 2 万 m3/d。2.2 污水厂设计水质及处理程度2.2.1 污水厂设计水质根据可行性研究报告，污水处理厂一期工程的设计进出水质为：设计进水水质CODcr：300mg/L BOD5：150mg/L SS：250mg/L NH3-N：30mg/L TP：2.5mg/L 为保证污水厂正常运行和稳定的处理效果，对排入城市市政污水管网的污水必须符合污水综合排放标准(GB8978-1996)和污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)要求，特别对生化系统运行有影响的有毒有害物质必须进行预处理，达标之后才能排放。对工业企业排污情况建立完善的监管机制，对主要排污企业安装在线监控设施，以随时掌握企业排污情况，避免事故冲击。设计出水水质CODcr：60mg/L BOD5：20mg/L SS：20mg/L TN：20mg/L 污水处理厂初步设计方案及施工图设计10 NH3-N：8mg/L(温度小于 12时为 15mg/L)TP：1.0mg/L 粪大肠菌群：104个/L 2.2.3 处理程度根据预测设计进水水质和所要达到的设计出水水质，某县污水处理厂一期工程各主要污染物处理程度见表2-1。各主要污染物处理程度一览表表 2-1 污染物指标进水水质(mg/L)出水水质(mg/L)处理程度(%)CODcr300 60 80 BOD5150 20 86.7 SS 250 20 92 NH3-N 30 8(15)73.4(50)TP 2.5 1.0 60 2.3 污水厂厂址选择根据“某县污水处理工程可行性研究报告”研究结论：某县污水处理厂位于某县城北部杨家沙滩，南侧距离某城区北外环线约1500 米。该厂址：紧邻青通河便于处理后的污水排放；现为鱼塘、耕田，地势开阔、无拆迁量、交通方便、有利于远期发展；离居住区较远，对周围居民影响较小；位于城市污水管网下游，便于污水接入；在青通河洪堤以内，堤顶高程可以满足二十年一遇防洪要求。2.4 污水处置与排放水体污水经处理后的出水可用于农灌、河流的补充水源及中水回用水源等，根据某县污水处理工程可行性研究报告，某县污水处理厂一期工程尾水排入青通河，最后排入长江或农业灌溉。2.5 污水排放口的规范化设置污水厂尾水入青通河排放口处应设有永久性“污水厂排放口”标牌。一期工程在紫外线消毒渠后的出水管上安装1 台电磁流量计，计量污水厂出厂污水量，并将其信号传至中控室或监管部门进行指示、记录和累计。