吴中区金庭镇2015年农村生活污水治理工程-东河社区金铎-工艺-东河社区金铎-独立设施设计说明.doc

吴中区金庭镇2015年农村生活污水治理工程
东河社区金铎污水处理设施设计说明
一、工程概况
A、设计依据：
1、本工程由苏州市吴中区金庭镇人民政府委托设计；
2、 建设方及设计人员现场踏勘的调查资料；
3、我院的《吴中区2012年农村生活污水设施建设工程金庭镇东河村金铎工程地质勘察报告》（工程编号：2012-SZYKT0125）；
4、金庭镇人民政府提供的地形图电子版。
B、设计规范：
1、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）(2014年版)
2、《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）（2009版）
3、《泵站设计规范》（GB50265－2010）
4、《建筑结构荷载设计规范》（GB50009－2012）
5、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB 50069-2002）
6、《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）
7、《建筑抗震设计规范》（GB50011－2010）
8、《构筑物抗震设计规范》（GB 50191-2006）
9、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011 ）
10、《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）
11、《建筑设计防火规范》（GB50016－2014）
12、《供配电系统设计规范》（GB50052－2009）
13、《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
14、《电力装置的继电保护和自动装置的设计规范》（GB50062-2008）
15、《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》 CJJ 120-2008
16、《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）
17、《污水综合排放标准》（GB8978－1996）
18、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）
19、《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343－2010）
20、《工业企业设计卫生标准》（GB21-2010）
21、《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-2008)
22、《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
23、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
24、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）
25、《东南地区农村生活污水处理技术指南》（试行）中华人民共和国住建部
26、《镇（乡）村排水工程技术规程（CJJ124-2008）
27、《苏州市农村生活污水治理技术指南》苏州市水务局
28、其它有关国家及地方的现行规程、规范。
C、设计概述：
吴中区金庭镇东河社区金泽位于金庭镇北侧，金铎港以西区域，东北方向紧临太湖。该自然村共120户，按每户3.5人考虑，共420人。该自然村落生活污水进入化粪池简易处理后排至水体，造成较大的环境污染，根据建设美丽乡村改善水体环境及提升旅游环境的要求，对该自然村新建污水管网，管道总体走向自西向东铺设，污水处理设施位于金泽自然村东南侧、东西向河道北侧的空地内，生活污水经处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准后排入南侧的河道。
针对金庭镇东河社区金泽生活污水水质的特点及排放要求，本设计要求处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，考虑到周边环境和卫生问题，故该污水处理工程决定采用埋地式结构上部覆土，种植花木、草坪，进一步美化环境。
本工程设计文件包括污水管道和污水处理设施两项分项工程，本册为污水处理设施工程设计文件。一体化污水处理设施及格栅井位置具体应以本册图纸为准，村内污水管施工时，排入格栅井的末端管段根据本册图纸相应调整。
D、设计原则：
1、严格按照国家现行环保技术标准、规范，遵守国家和地方环保的有关法律、法规；
2、选用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理排放达标的前提下，做到操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；
3、本工程为环境工程，尤其要注意环境保护，避免和减少二次污染。要求改善劳动卫生条件，贯彻安全生产和清洁文明生产的方针；
4、为了提高污水处理站管理水平，设计采用的自动化程度较高，操作人员的劳动强度低的污水处理工艺；
5、合理选用优质配件，降低能耗，提高工作效益和使用寿命，降低成本；
6、在工艺设计时，考虑较大的灵活性，可调性，并留有一定富余量以满足长远需要；
7、系统具有调峰、脱氮、除磷、消毒、清水储蓄等功能；
8、因地制宜，合理布局，有效地利用空间。为便于管理和方便施工，采用地埋式一体化处理设施，上部覆土绿化。
E、设计范围：
1、从污水处理站格栅井前污水井开始到处理后的污水排入处理设施旁侧河道结束。由于采用一体化处理设施，故我院主要负责工艺与土建部分的设计，一体化处理设施由设备厂商按照设计提供的流量、进出水水质、工艺设计要求等进行配套供应、选型。
2、具体设计范围包括污水处理站的总平面布置图、进污水处理站的污水管道、污水格栅井、污水调节池、一体化污水处理工艺设计、一体化污水处理设备的土建基础、污水处理站出水至旁侧河道的管道设计。一体化污水处理设施设备厂商负责设备的工艺内部管线及设备的安装、调试，确保出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。
二、污水进出水水质及处理规模
A、设计进水水质
根据现场调查情况，东河社区金铎所排放的污水基本为洗浴水、冲厕水、厨房水等生活污水，无有毒有害性工业废水。污水中含有一定量大颗粒的悬浮物，水质水量存在不均性和波动性，生化性较好。参考国家设计规范及结合我院以往农村生活污水的设计经验，设计时考虑一定的变化系数，进水水质设计平均值如下：
表1 设计进水水质
CODcr
BOD5
SS
氨氮
PH
TN
TP
≤300mg/L
≤150mg/L
≤150mg/L
≤25mg/L
6-9
≤35mg/L
≤3mg/L
B、设计处理能力
根据《苏州市农村生活污水治理技术指南》、《苏州市吴中区总体规划》、《苏州市吴中区镇村布局规划》中规划的给水指标计算各区域污水排放量。由于金庭镇处于发达地区，考虑生活水平的不断提高，根据农村生活的用水量范围和东河社区金铎实际情况分析，金铎村约120户住户，每户按3.5人考虑，共420人，生活用水量指标人均用水量按照120L/人·d计算，生活污水指标按照给水指标的90%计，截污率取0.85，再考虑10%的地下水渗入量，由于金庭地区地势落差较大，雨水顺坡漫流会进入污水井盖小孔及井盖缝隙进入污水井，以及金庭镇部分村落农家乐较多，旅游旺季人流量较大等综合因素，污水考虑30%的富余量。故
人均污水量=120×0.9×0.85×1.1×1.3=131.3 L/人.天，
最终人均污水量按确定按130 L/人.天考虑。计算得平均日生活污水量为54.6m3/d。
根据上述计算结果取整，确定污水处理设施规模为60m3/d，故本工程一体化设备设计规模采用60m3/d，小时变化系数取2.5，污水最大时流量为：6.25m3/ h。
C、出水水质
金庭地处太湖核心，区域位置敏感，根据《苏州市农村生活污水治理技术指南》的要求，同时根据《苏州市吴中区农村生活污水处理工程规划》和甲方要求，生活污水经处理后出水水质原则上要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002确定的一级B标准，具体标准指标要求如下：
表2 设计出水水质
项 目
排放限值
项 目
排放限值
CODcr
≤60（mg/L）
TP
≤1（mg/L）
BOD5
≤20（mg/L）
pH
6.0-9.0
SS
≤20（mg/L）
动植物油
≤3（mg/L）
NH3-H
≤15（mg/L）
粪大肠菌群数
≤104（个/L）
TN
≤20（mg/L）

三、设计处理工艺
A、工艺选择
设计进水水质CODCr小于300mg/l，BOD5小于150mg/l。BOD5/COD比值等于0.5，属生化性较好的污水；BOD5/TN比值大于3.5可以采用脱氮工艺；BOD5/TP比值大于20可以采用除磷工艺，比值越大，生物除磷效果越明显。
由于本工程设计规模较小，从噪声、空气质量和安全考虑，采用地埋式一体化设备，且适宜于选用自控操作要求较低的处理工艺，故建议采用生化处理工艺。
B、工艺流程图如下：

图1 一体化污水处理工艺简图
四、工艺设施主要技术性能
A、进污水站管道设计
从农村污水管道末端检查井进入到污水站调节池管道长度约6米，采用DN300 HDPE双壁异色双壁扩口的双壁波纹管，橡胶圈接口，环刚度不小于8KN/m2以上，技术指标见《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第1部分: 聚乙烯双壁波纹管材》（GB/T19472.1-2004）。
管道基座：HDPE污水管的基础为10cm厚的碎石(粒径为25～38mm)垫层上铺5cm厚的中粗砂，满沟槽回填中粗砂至管外顶以上15cm。碎石应夯实，粗砂应洒水拍平。
B、格栅井
设置目的：调节池前设置一道不锈钢人工格栅，用以去除污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物。
设置特点：格栅井设置地下式，90*90砼井，格栅采用手动框式不锈钢格栅，尺寸0.8m×2.5m，栅距10mm。
C、污水调节池
设置目的：污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，提高整个系统的抗冲击负荷。
设计特点：调节池为地下钢筋砼结构。
设计参数：水力停留时间为16.8h，长宽高为5.0m×4.0m×4.85m。常水位标高0.650m，最高水位标高1.200m，最低水位标高－1.450m。
D、调节池污水泵
设置目的：调节池内设置潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。
设计特点：潜污泵设置2台，1用1备，现场装一台，库存放一台备用。分高、中、低液位控制，水泵采用不锈钢切割泵。本工程设计最大时流量为6.25m3/h，调节池提升泵流量选用6.25m3/h，扬程7m，功率0.55kW。
E、一体化污水处理设施
设置目的：进行农村生活污水处理，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准后排放至水体。
设计特点：要求采用生物接触氧化处理，具有除磷脱氮的功能。
根据设计进水水质，BOD5/COD=0.5，BOD5/TN比值大于3.5；BOD5/TP比值大于20，因此该水质属生化性较好的污水，可以采用同时脱氮除磷工艺。根据目前国内常用的一体化脱氮除磷工艺，如SBR、CASS，氧化沟等，控制要求高，多适合处理水量较大的项目。考虑到本项目污水处理站设计规模和投资均较小，污水处理要采用地埋式一体化设备，且适宜于选用自控操作要求较低的处理工艺，故污水处理工艺推荐采用新型A2/O生化处理工艺。
简单工艺介绍：采用新型A2/O工艺（厌氧、缺氧、好氧的生化处理工艺），依靠微生物的作用消解水中的有机污染物。
处理工艺流程为：污水由调节池抽送至一体化设施，先流入集水井，再重力流入厌氧滤床，厌氧滤床内装填特制滤材，污水中的固体杂物大部分被滤材截留。厌氧滤床的主要功能是储存被分离的固体杂物和污泥，也兼备BOD分解和通过滤料内的厌氧微生物的厌氧消化来降低污泥的产量的功能。经厌氧滤床处理后的污水自流入缺氧滤床，进一步降解BOD和SS后进入好氧曝气池，好氧曝气池由气泵将空气注入水中，在好氧微生物的降解作用下将水中的有机污染物去除，同时将氨氮氧化去除。好氧曝气池出水流入沉淀池内，在这里进行泥水分离，上面的清水进入消毒池进行消毒处理后排放至周边水体；沉淀池底部污泥通过气泵提升回流至厌氧滤床，对原污水进行碳源补充，聚磷菌优先利用污水中的易生物降解物质成为优势菌种，为除磷创造条件，污泥回流比为70%-100%，另外好氧区出水通过气泵提升回流至缺氧滤床，反硝化菌利用其他可能利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气，达到脱氮的目的，硝化液回流比为200-300%。在生物除磷的同时，小水量处理设备还增设电解除磷装置，大水量处理设备则配备了化学除磷装置，通过除磷装置可以确保最终出水的总磷达到国家规定的排放标准。沉淀池的部分污泥进入到消化池内进行好氧消化，以消减污泥体积。消解后的污泥可定期通过槽罐车外运至污水处理厂进行污泥处理。
1、工艺特点
新型A2/O生化处理工艺具有以下特点：
①一体化设备将污水的生化处理过程全部集成在一个玻璃钢材质的罐体内，设备安装简便易行，无需调动大规模的人力物力，设备埋设后即可进入运行阶段；
②设备从我国农村污水实际情况出发，运行稳定性强，处理效好，能持续保持一级B出水标准；
③地埋式建设方式，节省土地，地上可覆土绿化，环境景观效果好；
④设备运行噪音小，能耗低，无臭味产生，环境卫生效果良好；
⑤用电设备全部采用PLC程序自动控制运行，无需专人管理。
⑥处理工艺流程简单，污水只需经过一个地埋式的一体化污水处理设备，即可实现完成所有的污水生化处理过程；
⑦建设施工简便易行，无需调用大量的人力、物力、财力，适合缺乏技术和资金的农村地区施工需要；
因此，针对本方案采用A2/O生物接触氧化工艺，该工艺操作简单，运转费用低，处理效果好，运行稳定，是目前较为成熟的生活污水处理工艺。为保证污水达标排放，增设电解除磷装置，并经消毒确保水质达标后排放到水体中。
2、设计参数
①水力停留时间：按照有效水深1.8m计算，厌氧池2.0h，缺氧池3.5h，好氧池10h，沉淀池2.5h，消毒池0.5h。
②污泥负荷：0.08-0.10 kgBOD5/(kgMLSSd)；
③尺寸：一体化处理设备长宽高=9.0m×2.5m×2.5m；
④硝化液回流比200-300%，污泥回流比70-100%，回流污泥浓度6600mg/L；
⑤好氧反应池污泥浓度4000mg/L；
⑥污泥回流点：沉淀池污泥回流到厌氧池进水端；
⑦硝化液回流点：硝化液由好氧池出口回流到缺氧池进水端，与缺氧池进水充分混合，以确保脱氮效果；
3、沉淀池
沉淀池的污泥采用污泥泵连续排到A池，表面负荷≤0.8m3/m2/h。
4、污泥消化池
沉淀池的部分污泥进入污泥消化池进一步消减，消减后的污泥由采用槽罐车定期进行外运处置。污泥消化池的上清液定期采用潜污泵抽到调节池进行处理，不得随意外排，以免污染环境。
5、消毒：污水经处理后须经消毒工序方可排入水体。本工程处理规模较小，建议采用投加氯片的方式进行消毒处理。
F、一体化尾水排放管道
尾水排放设计起点为一体化设施排出口，终点为一体化设备旁侧河道，长度约34米。管道采用DN400 HDPE双壁异色双壁扩口的双壁波纹管，橡胶圈接口，环刚度不小于8KN/m2以上，技术指标见《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第1部分: 聚乙烯双壁波纹管材》（GB/T19472.1-2004）。河道出水口须设置DN400拍门。
管道基座：HDPE污水管的基础为10cm厚的碎石(粒径为25～38mm)垫层上铺5cm厚的中粗砂，满沟槽回填中粗砂至管外顶以上15cm。碎石应夯实，粗砂应洒水拍平。
窨井：DN400管采用90×75砼不落底窨井，圆形钢纤维砼井、盖座；砖砌体采用M10水泥砂浆MU15标准砼实心砖。
五、土建、电气专业说明
详见结构专业设计说明和电气专业设计说明。

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