8000人住宅小区污水处理设计方案.doc

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
龙田府邸居住人数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1800m3/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,用于小区绿化、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》 GB8978-2005一级标准
《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、水量的冲击负荷对系统的影响, 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备，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
龙田府邸位于菏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：-12.4℃
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/d, 生活污水排水量以给水量的86%计，则每天的总排水量为
Q=12089500.86/1000=923m3/d
综合生活污水量总变化系数
平均日流量(L/s)
4
6
10
15
25
40
70
≥1000
总变化系数
2.3
2.2
2.1
2.0
1.89
1.80
1.69
1.3
查表得：不均匀系数K=2.1，则
Q设=9232.1=1938m3/d
进水水质和排放标准
水质指标
pH
COD/（mg/L）
BOD/（mg/L）
SS/（mg/L）
原水水质
6.5~9
400
200
150
排放标准
6.5~9
120
20
30
六、设计范围
本污水处理工程建设范围包括污水经管道收集后输送至污水处理站进行处理。本技术方案的设计范围包括站区内污水处理系统的工艺设计，设备选型，土建工程，及配电、仪表、动力、给排水、通风等工程的设计，系统安装调试、操作培训、保证运行及售后服务等工程内容。
工程处理站区内的道路、通讯、室外照明、室外排水、围墙、绿化、采暖等由建设方根据厂区布局统一考虑，本技术方案中不考虑此方面的设计。
污水处理系统前端的隔油池不在本工程范围之内。
七、污水处理工艺设计
（一）工程分析
该住宅小区没有污水收集系统，需要进行管道收集，进行统一排放，其污水主要有三个来源：1、厨房洗涤污水。2、卫生间所产污水。3、洗衣拖地污水。废水水量826 m3/d.
污水中含有SS，BOD，COD，氨氮，动植物油。其SS小于150，BOD小于200，COD小于400，氨氮小于40，动植物油小于30，其中BOD/COD=0.5可生化性好，而且随着时间的变化，污水水质差异较大，水量不稳定，具有间歇性，周期性和季节性的特点。
（二）处理工艺设计分析
1、去除SS
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，接入中水处理系统，以便于后续的生化处理。
2、去除有机物
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工艺。
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ClO2的投加量。
采用ClO2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，ClO2具有强烈的氧化作用，可除臭、去色、杀菌、氧化锰铁等物质，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，30℃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1938m3/d

机械格栅

调节池

初沉池

鼓风曝气机

污泥处置
SBR工艺

二氧化氯发生器
消毒池

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ClO2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
BOD
200
198
158.4
15.84
15
15
COD
400
398
318
63.68
50
50
SS
200
194
58.2
23.28
23.28
23.28
氨氮
40
40
38
19
19
19
动植物油
30
29
20
10
10
10

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（50-100mm），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0.2m3/d,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=75m3/h，栅前水深h=0.2m，过栅流速v=0.5m/s，栅条间隙b=0.01m，格角=75，柵条宽度s=0.01m。
3、设计计算
①格栅条的间隙数(n)

②槽的有效宽度(B)
B=s(n-1)+bn=0.0120+0.0121=0.41m
③进水渠渐宽部分长度（L1）
设进水渠宽B1=0.2m
L1=
取L1=0.3m
④格栅与出水渠连接处渐宽长度L2
L2=L1/2=0.15m
⑤通过格栅的水头损失（h1）
栅条采用Φ20圆钢制作，阻力系数β=2
H1=β
⑥柵后槽总高度
取超高h2=0.5m
H=h+h1+h2=0.2+0.15+0.5=0.85m
⑦栅槽总长度
L=0.3+0.15+1+0.5+
⑧每日柵渣量

所以宜使用人工格栅。

h
h
2
h
5
H
B
1
L
1
H
1
sinSHE