環(huán)境工程50000m3d城市污水處理(SBR)廠[知識材料]

1、嚴制材料# 課程設計課程設計 題目：50000m3/d 城市污水處理(SBR)廠 嚴制材料# 目目 錄錄 第第 1 1 章章 課程設計任務書課程設計任務書 .- - 1 1 - - 1.1 設計題目 .- 1 - 1.2 原始資料 .- 1 - 1.3 出水要求水質 .- 1 - 1.4 設計內容 .- 1 - 1.5 設計成果 .- 1 - 第第 2 2 章章 設計說明書設計說明書 .- - 2 2 - - 2.1 城市污水概論 .- 2 - 2.2 廢水特性與水質分析 .- 2 - 2.2.1 廢水特性 .- 2 - 2.2.2 水質分析 .- 3 - 2.3 工藝流程比選 .- 4 -

2、2.3.1 工藝流程選取原則.- 4 - 2.3.2 工藝方案分析.- 4 - 2.4 工藝流程 .- 7 - 2.5 工藝說明 .- 8 - 2.5.1 粗格柵間.- 8 - 2.5.2 污水提升泵房.- 8 - 2.5.3 細格柵間.- 8 - 2.5.4 曝氣沉砂池.- 9 - 2.5.5 小型鼓風機房.- 9 - 2.5.6 配水井.- 9 - 2.5.7 氧化溝.- 9 - 2.5.8 二沉池.- 10 - 2.5.9 污泥泵站.- 10 - 2.5.10 污泥井.- 11 - 2.5.11 濃縮脫水機房.- 11 - 2.6 處理效果預測 .- 12 - 2.7 處理成本估算 .-

3、 12 - 嚴制材料# 2.8 投資估算 .- 13 - 2.9 效益分析 .- 14 - 2.10 電氣自動化說明 .- 15 - 2.10.1 概述 .- 15 - 2.10.2 自控系統(tǒng)的組成.- 15 - 2.10.3 中央管理計算機.- 16 - 2.10.4 現(xiàn)場控制器.- 16 - 2.10.5 控制方式.- 16 - 2.11 環(huán)保影響與措施 .- 16 - 2.11.1 主要污染源及污染物.- 16 - 2.11.2 污染物治理措施及排放 .- 17 - 第 3 章 污水工藝設計計算.- - 1818 - - 3.1 污水處理系統(tǒng) .- 18 - 3.1.1 格柵.- 18

4、- 3.1.2 污水提升泵站 .- 18 - 3.1.3 曝氣沉砂池 .- 19 - 3.1.4 SBR 池設計計算.- 20 - 3.1.5 接觸消毒池與加氯間.- 24 - 3.2 污處理系統(tǒng) .- 24 - 3.2.1 剩余污泥泵房.- 24 - 3.2.2 污泥濃縮池.- 25 - 3.2.3 濃縮污泥貯池.- 26 - 3.2.4 污泥脫水間.- 26 - 結論與建議 .- - 2727 - - 參考文獻 .- - 2828 - - 附圖 .- - 2929 - - 嚴制材料# 第 1 章 課程設計任務書 1.1 設計題目 50000m/d 城市污水處理廠設計 1.2 原始資料 1處

5、理流量 Q=50000m3/d 2水質情況： BOD5=230mg/L； CODcr=400500mg/L； SS=280mg/L； pH=69。 1.3 出水要求水質 污水處理廠的排放指標為： BOD5： 20 mg/L； CODcr： 60 mg/；SS： 20 mg/L； PH： 6.09.0。 1.4 設計內容 1方案確定 按照原始資料數(shù)據(jù)進行處理方案的確定，擬定處理工藝流程，選擇各處理構筑物，說明選擇理由， 進行工藝流程中各處理單元的處理原理說明，論述其優(yōu)缺點，編寫設計方案說明書。 2設計計算 進行各處理單元的去除效率估；各構筑物的設計參數(shù)應根據(jù)同類型污水的實際運行參數(shù)或參考有 關手

6、冊選用；各構筑物的尺寸計算；設備選型計算，效益分析及投資估算。 3平面和高程布置 根據(jù)構筑物的尺寸合理進行平面布置；高程布置應在完成各構筑物計算及平面布置草圖后進行， 各處理構筑物的水頭損失可直接查相關資料，但各構筑物之間的連接管渠的水頭損失則需計算確定。 4編寫設計說明書、計算書 1.5 設計成果 1污水處理廠總平面布置圖 1 張（含土建、設備、管道、設備清單等） 2處理工藝流程圖 1 張 3主要單體構筑物（沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池）平面、剖面圖 2 張 4設計說明書、計算書一份 嚴制材料# 第 2 章 設計說明書 2.1 城市污水概論 城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管

7、網匯集并輸送到污水處理廠進行處理。 城市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力，確定污水的 處理程度及相應的處理工藝。處理后的污水，無論用于工業(yè)、農業(yè)或是回灌補充地下水，都必須符合 國家頒發(fā)的有關水質標準。 現(xiàn)代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應用物 理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質。污水二級處理主要是應用生物處 理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質轉化的過程，將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡 單的物質。生物處理對污水水質、水溫、水中的溶氧量、pH 值等有一定的要求。污水三級處理是在一、

8、二級處理的基礎上，應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機 物、磷、氮等營養(yǎng)性物質。污水中的污染物組成非常復雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達到處 理要求。 污水一級處理為預處理，二級處理為主體，處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度 處理，出水水質較好，甚至能達到飲用水質標準，但處理費用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外， 應用較少。目前我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠，以解決日益嚴重的水污染問題。 2.2 廢水特性與水質分析 2.2.1 廢水特性 城市污水是排入城市排水系統(tǒng)中各類廢水的總稱,主要由城市生活污水和生產污水以及其他排入城 市排水管

9、網的混合污水。在合流制排水系統(tǒng)中還包括雨水，在半分流制的排水系統(tǒng)中還包括初期雨水。 城市污水中的污染物質，按化學性質來分，可分為無機性污染物質（如無機酸，堿、鹽及重金屬元素） 和有機性污染物質（如腐殖質、脂肪等） ；按物理形態(tài)來分，可分為懸浮固體、膠體和溶解物質，不同 城市的污水中所含物質總類與形態(tài)不同，城市生活污水和工業(yè)廢水的比例不同，其污水性質亦不同。 城市污水的性質主要是其物理性質，包括水溫，顏色，氣味，氧化還原電位等。 1.水溫 由于城市下水道系統(tǒng)是敷設于地下的，因此城市污水的水溫具有相對穩(wěn)定的特征，一般在 1020之間，冬季比氣溫高，夏季比氣溫低。城市污水水溫突然變化很可能是工業(yè)廢水

10、造成的，而水 溫的明顯降低可能是由于大量雨水排入造成的。 2.顏色 城市污水的正常顏色為灰褐色，但實際上其顏色通常變化不定，這取決于城市下水道的排水條件 和排入的工業(yè)廢水的影響，大的管網系統(tǒng)由于污水在下水道停留時間過長，可能會發(fā)生厭氧反應，輸 嚴制材料# 入到污水處理廠的污水的顏色會變暗或顯黑色。綠色、藍色和橙色通常是由于電鍍廢水的排入造成的， 白色則是洗衣廢水造成的，而紅色、藍色和黃色等則多為印染廢水所致。 3.氣味 正常的城市污水具有發(fā)霉的臭位，在大管網系統(tǒng)或維護不好的下水道系統(tǒng)，城市污水將會有臭雞 蛋氣味，這標志城市污水在下水道已經發(fā)酵，產生了硫化氫和其他產物。由于硫化氫氣體危及人身安

11、全，在下井下池作業(yè)時應嚴格按照防毒氣安全操作規(guī)程進行。城市污水中有汽油、溶劑、香味等，可 能是有工業(yè)廢水排入。 4.氧化還原電位 正常的城市污水約+100mV 的氧化還原電位，小于+40mV 的氧化還原電位說明污水已經進入厭氧發(fā) 酵或有工業(yè)還原劑的大量排入。氧化還原電位超過+300mV，指示有工業(yè)氧化劑廢水排入。 2.2.2 水質分析 水質分析主要是城市污水的化學指標： 1.pH 值 城市污水的 pH 值呈中性，一般為 6.57.5。pH 值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中發(fā) 酵所致。雨季較大時的 pH 值降低往往是城市酸雨造成的，這種情況在合流制排水系統(tǒng)中尤其突出。PH 值的突然大幅度

12、變化通常是工業(yè)廢水的大量排入造成的。 2.生化需氧量（BOD） 生化需氧量是反映污水中有機污染物濃度的綜合指標，是通過測定在指定的溫度和指定的時間段 內，微生物分解，氧化水中有機物所需氧量的數(shù)量來確定的。微生物的好氧分解速度很快，約至 5 天 后其需氧量即達到完全分解需氧量的 70%左右，因此，在實際操作中，用 BOD5來衡量污水中有機物的 濃度。城市污水 BOD5在 1003000mg/L 之間。 3.化學需氧量（COD） 城市污水的 COD 一般大于 BOD5，兩者的差值可反映城市污水中存在難以被降解的有機物的多少。 BOD5/ COD 比值常用來分析污水的可生化性，可生化性好的廢水 BO

13、D5/ COD0.3，小于此值的污水應考 慮生化技術以外的污水處理技術，或對一般生化處理工藝進行試驗改革。 COD 是用化學方法測定的有機物濃度，它不像 BOD5那樣反映生化需氧量，另外，會有部分的無機 物被氧化，使結果產生誤差。在城市污水分析時，二者同時使用。 4.總有機碳（TOC） 總有機碳的分析主要是為解決快速測定和自動控制而發(fā)展起來的?？傆袡C碳是用總有機碳儀在 900高溫下將水中有機物燃燒氧化計算出的總有機碳。 TOC 與 BOD5，COD 有一定的關系，由 TOC 可推斷出 BOD5，COD 值。 5.固體物質（SS，DS） 城市污水中的固體物質按其化學性質可分為有機物和無機物，按其

14、物理組成可分為懸浮固體 SS 和溶解固體 DS。 嚴制材料# SS 是污水的一項重要指標，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，懸于水中的懸游物如奶、乳 化油等，還有沉于底部的沉淀物，懸浮固體是將污水過濾，把截流在過濾材料上的物質通過烘干，稱 重而測的。 6.總氮（TN） ，氨氮（NH3-N） ，總磷（TP） 氮、磷是污水中的營養(yǎng)物質，在城市污水生化過程中需要一定的氮、磷以滿足微生物的新陳代謝， 但這僅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍將隨水排到水體中，從而導致水體中藻類超量生 長，造成富營養(yǎng)化問題。因此，除磷脫氮也是污水處理的任務之一。 總氮是污水中有機氮和無機氮的綜合，氨氮是無機氮的一

15、種?？偭资俏鬯懈黝愑袡C磷和無機磷 的總和。 7.重金屬 城市污水中的重金屬是指達到一定濃度時通常會對人體，生物造成危害的那些重金屬，其中危害 較大的有汞、鎘、鉻、鋁、銅、鋅等。汞極易沉底，易被生物甲基化而加劇毒性，可通過食物鏈引起 疾?。绘k易被生物富集，可導致骨損傷病癥；鉻通過食物鏈被人攝取可導致慢性中毒，銅、鋅是人體 需要的微量元素，但大量的銅、鋅將抑制微生物的新陳代謝作用，最終威脅人身安全。 以上的這些化學指標大部分可以在城市污水處理過程中得到降解，其中 85%以上的 SS，BOD5，TOC，NH3-N 可以通過污水處理得到去除，但重金屬等一些有毒物質往往需要在工業(yè)企業(yè)通 過處理控制。

16、2.3 工藝流程比選 2.3.1 工藝流程選取原則 城市污水處理的目的是使之達標排放或污水回用于農田灌溉、城市景觀和工業(yè)生產等，以保護環(huán) 境不受污染，節(jié)約水資源。污水處理工藝流程的選擇應遵循以下原則： （1）污水處理應達到的處理程度是選擇工藝的主要依據(jù)。 （2）污水處理工藝的投資和運行費用合理，工程投資和運行費用也是工藝流程選擇的重要因素之一。 根據(jù)處理的水質、水量，選擇可行的幾種工藝流程進行全面的技術經濟比較，確定工藝先進合理、工 程投資和運行費用較低的處理工藝。 （3）根據(jù)當?shù)刈匀?、地形條件及土地與資源利用情況，因地制宜、綜合考慮選擇適合當?shù)厍闆r的處 理工藝。盡量少占農田或不占農田，充分利

17、用河灘沼澤地、洼地或舊河道。 （4）考慮分期處理與排放利用情況。例如根據(jù)當?shù)爻鞘幸?guī)劃，先建一期工程，再建二期工程。 （5）施工與運行管理：如地下水位較高、地質條件較差的地區(qū)，就不宜選用深度大、施工難度高的 處理構筑物。也應考慮所確定處理工藝運行簡單、操作方便，便于實現(xiàn)自動控制等。 2.3.2 工藝方案分析 一在本項目污水處理的特點為： 嚴制材料# 1.污水以有機污染為主，BOD/COD=0.46，可生化性較好，重金屬及其它難以降解的有毒有害污 染物一般不超標； 2.污水中主要污染物指標 BOD5、CODcr、SS 值比一般城市污水高 80%左右； 3. 污水處理廠投產時，周圍的多數(shù)重點污染源智

18、力工程已投入運行。 二污水處理工藝的選擇與污水的原污水水質、出水要求、污水廠規(guī)模、當?shù)販囟?、用地面積、發(fā)展 余地、管理水平、工程投資、電價和環(huán)境影響等因素有關。 針對以上特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理的特點，以下有幾種處理方法供我選擇： 1A0 系統(tǒng) 用以往的生物處理工藝進行城市污水三級處理，旨在降低污水中以 BOD、COD 綜合指標表示的含潑 有機物和懸浮固體購濃度。一般情況 7，去除串 COD 可達 70以上，BOD 可達 90，6 以上 SS 可達 85 以上，但氮的去除串只有 2096 左離嚼的去除串就更他因 A，二級處理出水中除含有少量合碳有機物爾 還合有氮(氨氮和有機氮)和碘

19、(溶解性露和有規(guī)蘑)。這撣的出水排到封閉水域的湖泊、河流及內海， 仍會增匆水體中的營養(yǎng)成久從而引起水體中浮游生物和藻類的大量繁 S，造成水體的富營養(yǎng)化對飲用 水源、水產業(yè)、工業(yè)用水帶來很大的危害。在水泥缺乏的地區(qū)，欲將基級出水作為第二水 6，用于工 業(yè)冷卻水的補充九必須冉經脫氮、除碘等三級處理，還要增加較多的基逮物乃運行答硼酸。 優(yōu)點： （1）流程簡單，只有一個污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，基建費用低； （2）反硝化池不需要外加碳源，降低了運行費用； （3）A/O 工藝的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出 水水質； （4）缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌

20、利用，可降低其后好氧池的有機負荷。同時缺氧池 中進行的反硝化反應產生的堿度可以補償好氧池中進行硝化反應對堿度的需求。 缺點： （1）構筑物較多； （2）污泥產生量較多。 2. 傳統(tǒng) A2/O 法 傳統(tǒng) A2/O 工藝即厭氧缺氧好氧法，其三個階段是以空間來劃分的，是在具有脫 N 功能的缺氧 好氧法的基礎上發(fā)展起來的具有同步脫 N 除 P 的工藝。 該工藝在系統(tǒng)上是最簡單的同步脫 N 除 P 工藝，其總的水力停留時間一般要小于其它同類工藝 （如 Bardenpho 工藝） 。在經過厭氧、缺氧、好氧運行的條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無污泥膨脹之 虞，SVI 值一般小于 100，處理后的泥水分離效果好

21、。 該工藝在運行時厭氧和缺氧段需輕緩攪拌，以防止污泥沉積，由于生物處理池與二次沉淀池分開 建設，占地面積也較大，該工藝在大型污水處理廠中采用較多，本次設計不予推薦。 3.傳統(tǒng)的 SBR 工藝 嚴制材料# 傳統(tǒng)的 SBR 工藝是完全間隙式運行，即周期進水、周期排水及周期曝氣。 傳統(tǒng) SBR 工藝脫 N 除 P 大致可分為五個階段：階段 A 為進水攪拌，在該階段聚磷菌進行厭氧放磷； 階段 B 為曝氣階段，在該階段除完成 BOD5分解外，還進行著硝化和聚磷菌的好氧吸磷；階段 C 為停止 曝氣、混合攪拌階段，在該階段內進行反硝化脫氮；階段 D 為沉淀排泥階段，在該階段內既進行泥水 分離，又排放剩余污泥

22、；階段 E 為排水階段。在階段 E 后，有的根據(jù)水質要求還設有閑置階段。 以下是 SBR 的優(yōu)缺點： 優(yōu)點： （1）其脫氮除磷的厭氧、缺氧和好氧不是由空間劃分，而是用時間控制的； （2）不需要回流污泥和回流混液，不設專門的二沉池，構筑物少； （3）占地面積少。 缺點： （1）容積及設備利用率較低（一般低于 50%） ； （2）操作、管理、維護較復雜； （3）自動化程度高，對工人素質要求較高； （4）國內工程實例少； （5）脫氮、除磷功能一般。 4. 氧化溝工藝 氧化溝是活性污泥法的一種變形，它把連續(xù)環(huán)式反應池作為生化反應器，混合液在其中連續(xù)循環(huán) 流動。隨著氧化溝技術的不斷發(fā)展，氧化溝技術已遠遠

23、超出最初的實踐范圍，具有多種多樣的工藝參 數(shù)、功能選擇、構筑物形式和操作方式。如卡魯塞爾（Carrousel 2000）氧化溝、三溝式（T 型）氧 化溝、奧貝爾（Orbal）氧化溝等。 卡魯塞爾氧化溝是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后在溝內做不停的循環(huán)運動。污水 和會流污泥在第一個曝氣區(qū)中混合。由于曝氣器的泵送作用，溝中流速保持在 0.3m/s。水流在連續(xù)經 過幾個曝氣區(qū)后，便流入外邊最后一個環(huán)路，出水從這里通過出水堰排出，出水位于第一曝氣區(qū)的前 面。 卡魯塞爾氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組狗渠安裝一個，均安裝在同一端，因此形 成靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺

24、氧區(qū)。這不僅有利于生物凝聚，還使活性污泥 易于沉淀。BOD 去除率可達 95%99%，脫氮效率約為 90%，除磷率為 50%。 在正常的設計流速下，卡魯塞爾氧化溝渠道中混合液的流量是進水流量的 50100 倍，曝氣池中的 混合液平均每天 520min 完成一個循環(huán)。具體循環(huán)時間取決于渠道長度、渠道流速及設計負荷。這種 狀態(tài)可以防止短流，還通過完全混合作用產生很強的耐沖擊負荷力。 以下是氧化溝的優(yōu)缺點： 優(yōu)點： (1)用轉刷曝氣時，設計污水流量多為每日數(shù)百立方米。用葉輪曝氣時，設計污水流量可達每日數(shù) 嚴制材料# 萬立方米。 (2)氧化溝由環(huán)形溝渠構成，轉刷橫跨其上旋轉而曝氣，并使混合液在池內循環(huán)

25、流動，渠道中的 循環(huán)流速為 0.30.6ms，循環(huán)流量一般為設計流量的 3060 倍。 (3)氧化溝的流型為循環(huán)混合式，污水從環(huán)的一端進入，從另一端流出，具有完全混合曝氣池的 特點。 (4)間歇運行適用于處理少量污水。可利用操作間歇時間使溝內混合液沉淀而省去二沉池，剩余污 泥通過氧化溝內污泥收集器排除。連續(xù)運行適用于處理流量較大的污水，需另沒二沉池和污泥回流系 統(tǒng)。 (5)工藝簡單，管理方便，處理效果穩(wěn)定，使用日益普通。 (6)氧化溝的設計可用延時曝氣油的設計方法進行。即從污泥產量 W00 出發(fā)，導出曝氣池的體 積，而后按氧化溝的工藝條件布置成環(huán)狀循環(huán)混合式。 缺點： (1)處理構筑物較多；

26、(2)回流污泥溶解氧較高，對除磷有一定的影響； (3)容積及設備利用率不高。 5. 污水生化處理 污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工 藝構成多種多樣，可分成活性污泥法、生物膜法、生物穩(wěn)定塘法和土地處理法等四大類。日前大多數(shù) 城市污水處理廠都采用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有 機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物（CO2） 、液體產物（水）以及富含 有機物的固體產物（微生物群體或稱生物污泥） ；多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀池固液分離，從凈 化后的污水中除去。 由此可見，污水處理工藝的作

27、用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離，在使污水得到凈化的 同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產生的初沉污泥、二級處理工段產生的剩余活性污泥 以及三級處理產生的化學污泥。由于這些污泥含有大量的有機物和病原體，而且極易腐敗發(fā)臭，很容 易造成二次污染，消除污染的任務尚未完成。污泥必須經過一定的減容、減量和穩(wěn)定化無害化處理井 妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進行處理，污泥 將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。 綜上所述，能夠滿足脫氮除磷的污水處理工藝很多，其基本原理都是相同的，每一種工藝均各有 特點，分別適用于各種不同場合，應

28、該具體問題具體分析后加以采用。根據(jù)本工程特點，采用 SBR 法。 嚴制材料# 2.4 工藝流程 圖圖 2.12.1 工藝流程示意圖工藝流程示意圖 2.5 工藝說明 SBR 工藝是 Sequencing Batch Reactor 的英文縮寫，它是序批式活性污泥工藝簡稱，SBR 工藝在 （充排式）反應器的基礎上開發(fā)出來的，該工藝適合當前水處理的發(fā)展趨勢，屬于簡易、高效、低耗 的污水處理工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥工藝相比具有很大的優(yōu)勢，同時具有脫氮除磷的功能。 序批式活性污泥工藝的核心是反應池，集多種功能于一體，工藝簡潔，自動化程度很高，管理簡 單。所謂序批式指一是運行空間按序列間歇運行，二是每個反應

29、器運行操作分階段按順序進行，典型 的 SBR 工藝包括五個階段，進水階段、反應階段、沉淀階段、排水階段、閑置階段。在實際的操作中 常常將部分階段合并或者去掉，如閑置階段。其主要的流程和構筑物說明如下： 2.5.1 粗格柵間 粗格柵間的主要功能是去除污水中粗大的漂浮物，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。 1.主要構筑物 粗格柵站的主要構筑物為進水渠和粗格柵井。 進水渠除接受廠外來水外，同時接受污水處理廠內的廢水。進水渠上安裝電磁流量計以監(jiān)測流量。 進水渠為鋼筋混凝土結構。采用兩條直壁平行渠道設計流量為 Qmax=600L/s。 設兩座粗格柵井，結構型式為鋼筋混凝土結構。 2.主要設備 粗格柵間安裝兩臺

30、 LHG 型格柵除污機（1 用 1 備） ，單機功率 1.1KW，單臺設計流量 600 L/s，柵 渠寬度 1200mm，柵條間隙 21mm,過柵流速 0.6m/s，柵前水深 1.0m，安裝角度 75，最大水位差 100mm?？稍O定為自動和手動控制。 嚴制材料# 2.5.2 污水提升泵房 1.主要構筑物 主要構筑物由全地下式的鋼筋混凝土結構矩形集水池、半地下式泵房及地面配電間組成。 集水池長 12m，寬 6m，有效水深 2m。 半地下式泵房高 3m，地面建筑高 5m。 2.主要設備 提升泵采用 3 臺潛污泵， （2 用 1 備） ，其主要性能參數(shù)為 Q=300L/s，H=10m，N=45kW，

31、帶自耦裝置。 泵房內設電動單梁起重機 1 臺，起重量 3t。各水泵的出水管匯集于出水井，出水集中后通過連接 渠進入細格柵渠。 2.5.3 細格柵間 設細格柵間 1 座，為地上式構筑物，內部設 2 條柵槽，共安裝 2 臺機械細格柵，細格柵前后均設 置渠道閘門，以備檢修之用。 細格柵后安裝無軸螺旋輸送機 1 臺與螺旋壓榨機 1 臺。根據(jù)格柵前后的水位差或根據(jù)設定的時間， 實現(xiàn)機械格柵、無軸螺旋輸送機、螺旋壓榨機聯(lián)動運行，機械格柵清撈起來的柵渣經無軸螺旋輸送機 傳送至螺旋壓榨機，壓榨脫水后集中外運。 2.5.4 曝氣沉砂池 曝氣沉砂池的主要功能是去除污水比重大于 2.65，粒徑大于 0.2mm 的無

32、機顆粒，以保證后續(xù)流程 的正常運行。 1.主要構筑物 設 1 座鋼筋混凝土矩形水池，分為 2 格。設計參數(shù)為：單格流量 290L/s，池子總寬度 3.5m，池 長 12m，設計有效水深 2m，有效容積 84m3。 2.主要設備 雙跨橋式自動刮砂機一套，橋長 5.5m。 吸砂泵 2 臺，流量 2530m3/h,揚程 H=5m，根據(jù)時間控制自動運行，同時設手動控制。 砂水分離器 1 套，Q=60m3/h，由吸砂泵運行信號控制。 穿孔曝氣系統(tǒng)及曝氣管路 2 組，微孔曝頭 2000 個，由手動閥門調節(jié)氣量。 2.5.5 小型鼓風機房 設置小型鼓風機房主要是為沉砂池曝氣。 1.主要構筑物 小型鼓風機房一

33、座，內設空氣廊道，空氣經濾過后進入廊道，鼓風機進氣管與廊道連接，同時， 嚴制材料# 房內設單梁懸掛起重機一臺，起重量 3t。 2.主要設備 設置小型羅茨鼓風機 2 臺，主要參數(shù)為：Q=5m3/min，P=39.2kpa，N=1.5kW。根據(jù)空氣管路壓力由 PLC 自動調整供氣量，并進行順序輪換運行控制，同時設手動控制。 2.5.6 配水井 配水井的功能是將污水平均分配到 2 個污水生化處理系統(tǒng)。設計為矩形鋼筋混凝土配水井，池數(shù)： 1 座。 主要設備：可調式出水堰門 2 臺，堰長 1500mm，材質為不銹鋼。 2.5.7 氧化溝 功能：利用微生物菌群降解和去除污水中的污染物質，達到預期的水質凈化

34、目標。 主要構筑物： 結構型式：采用環(huán)形鋼筋混凝土結構卡魯塞爾氧化溝 池數(shù)：2 座 設計參數(shù)：單池設計流量 Q=290L/s，污泥負荷 0.14kgBOD5/(kgMLSS.d),懸浮污泥濃度 MLSS=5000mg/L,泥齡 t=30d,產泥率 Y=0.6kgDs/kg BOD5，水力停留時間 t=12h，單池平面尺寸 LBH=130363 主要設備： 曝氣設備： 設備類型：YHG1400A 表面曝氣機 設備數(shù)量：22 臺（每池 11 臺） 。 設計參數(shù)：功率 N=18.5kw,浸沒 400mm，單臺充氧能力 39.5kgO2/h,動力功率 2.2kg/kw.h。 控制方式：根據(jù)氧化溝中溶解

35、氧，由 PLC 自動控制開停。 轉碟碟片材質：玻纖增強聚丙烯或玻璃鋼。 出水堰： 設備類型：可調式自動出水堰 設備數(shù)量：2 臺（每池 1 臺） 設計參數(shù)：堰長 4m，可調范圍 0300mm 控制方式：根據(jù)氧化溝中溶解氧，由 PLC 控制出水堰高度 材質：鋁合金（或不銹鋼） 2.5.8 二沉池 二沉池的主要功能是對處理后的混合液進行固液分離，以保證出水水質。 1.主要構筑物 嚴制材料# 設計 2 座周邊進水、周邊出水輻流式沉淀池，設計參數(shù)：單池設計流量：Qmax=290L/s，表面負荷 1.0m3/m2.h,沉淀時間 3h，池直徑 36m，池邊水深 4.3m。 2.主要設備： 刮泥機： 設備類型

36、：垂架式中心傳動刮泥機 設備數(shù)量：2 臺 設計參數(shù)：橋長 18m， 控制方式：連續(xù)運行，由 PLC 自動顯示工作狀況并遙控或現(xiàn)場手動控制開停； 材質：水下部分為不銹鋼，水上部分為熱浸鋅鋼。 溢流出水堰： 設備類型：鋸齒出水堰 設備數(shù)量：2 套 堰負荷：2.0 L/m.s 單池堰長：107m； 材質：鋁合金（或不銹鋼） 2.5.9 污泥泵站 1.構筑物 功能：將一定數(shù)量的活性污泥回流到氧化溝，以維持生化系統(tǒng)活性污泥的濃度，保證其生化反應 能力，同時將生化系統(tǒng)產生的剩余污泥提升到污泥井進而至脫水機房。 結構型式：半地下鋼筋混凝土矩形泵站 數(shù)量：1 座 設計參數(shù)：污泥回流比 75%，回流污泥量：剩余

37、污泥產生量：污泥含水率：平面尺寸：8m6m 主要設備： 回流污泥泵 設備類型：潛污泵（包括配套提升導軌，偶合底座等設備） ； 設備數(shù)量：3 臺（2 用 1 備） 設計參數(shù)：單泵流量 600m3/h，揚程 7m，功率 22Kw 控制方式：根據(jù)進水流量，由 PLC 控制污泥總管閥門開啟度和水泵開停數(shù)，根據(jù)水池水位控制水 泵開停，根據(jù)每臺泵的累計運行時間自動輪值，同時設手動開?？刂?剩余污泥泵 設備類型：潛污泵（包括配套提升導軌，偶合底座等設備） ； 設備數(shù)量：3 臺（2 用 1 備） 設計參數(shù)：單泵流量 25m3/h，揚程 10m，功率 3Kw 控制方式：根據(jù)進水流量，由 PLC 控制污泥總管閥門

38、開啟度和水泵開停數(shù)，根據(jù)水池水位控制水 嚴制材料# 泵開停，根據(jù)每臺泵的累計運行時間自動輪值，同時設手動開?？刂啤?2.5.10 污泥井 1.構筑物 功能：將系統(tǒng)的剩余污泥混合于此，并消除剩余污泥泵出泥不均，以獲得均勻的污泥濃度。污泥 的貯存為優(yōu)化污泥脫水創(chuàng)造了條件，確保脫水機的穩(wěn)定運行； 結構型式：半地下式鋼筋混凝土方形水池 數(shù)量：1 座 設計參數(shù)：貯泥時間 2h，平面尺寸：8m6m,有效水深：5m。 2.主要設備 主要設備為攪拌器 設備類型：可提升式小葉片攪拌器 設備數(shù)量：1 臺 設計參數(shù)：單臺功率 1.6kW； 控制方式：連續(xù)運行，由 PLC 顯示工作狀況，遙控或手動控制開停。 2.5.

39、11 濃縮脫水機房 1.構筑物 功能：降低污泥含水率，減少污泥體積 結構型式：磚混結構雙層地上建筑 數(shù)量：1 座 平面尺寸：10m5m3m 設計參數(shù)： 2.主要設備 濃縮脫水機 設備類型：DY3000 帶式脫水機 設備數(shù)量：2 臺 設計參數(shù)：815 m3/h，設計工作時間 24h。 污泥投配泵 設備類型：偏心螺桿泵 設備數(shù)量：2 臺 設計參數(shù)：單機 Q=38 m3/h，揚程 H=4m，功率 N=11kW 加藥系統(tǒng) 設備類型：固體聚丙烯酰胺高分子絮凝劑制備及計量投加系統(tǒng) 設備數(shù)量：1 套（含溶劑罐、儲藥罐各 1 個，計量泵 3 個） 嚴制材料# 功率：N=11kW 控制方式： 根據(jù)脫水污泥量按比

40、例控制絮凝劑投加量 污泥輸送機 設備類型：無軸螺旋輸送機 設備數(shù)量：1 臺 設計參數(shù)：輸送能力 58 m3/h 單梁起重機 設備類型：電動單梁懸掛式起重機 設備數(shù)量：1 套 設計參數(shù)：T=2t 2.6 處理效果預測 經過該污水處理廠處理的水后，可達到以下目標： CODcr： 60 mg/L； BOD5： 20 mg/L； SS： 20 mg/L； TN 20 mg/L；NH3-N： 5 mg/L；T-P： 1.5mg/L ；PH： 6.09.0。 2.7 處理成本估算 由于管網不在考慮范圍，所以該污水處理廠的建設費用就是廠的費用，在發(fā)達地區(qū)每噸水需要資 金在 12001400 元每噸。由于我們

41、設計的廠是在湖南，而且是在郊區(qū)地段，所以投資就要少點，我預 算為 1000 元每噸；表 2.1 就是該項目投資估算。 表表 2.12.1 工程投資估算表工程投資估算表 序號項目數(shù)據(jù) 1 平均日污水量（m3/d） 50000 2 總變化系數(shù) 1.2 3 總裝機功率（千瓦） 415.64KW 4 電機等設備效率 0.85 5 電費單價（元/度） 0.5 6 絮凝劑消耗量（kg/d） 15.0 嚴制材料# 7 絮凝劑單價（元/噸） 40000.00 8 自來水水價（元/噸） 1.20 9 污泥處置費(元/年) 80000.00 10 職工定員（人） 30 11 人均年工資及福利（元/人年） 1500

42、0.00 12 工程總投資（萬元） 5000.00 13 建設期貸款利息（萬元） 120.30 14 資金回收年限（年） 15 由于本工藝設計的設備都有備用，曝氣頭等設備沒有固定在水下，故檢修不需停產或放空池水。 所以運行天數(shù)按 365 天計算。 2.8 投資估算 下表 2.2 是該工程在建設方面所需要的的各種費用： 表表 2.22.2 具體項目所需費用估算具體項目所需費用估算 估算價值/萬元 序號工程 土建工程安裝工程設備購置工具購置其他費用 合計 1 工程費用 1897.0516.01615.04028 水處理費 1062.0192.0820.02074 污泥處理費 671.0210.06

43、88.01569 控制樓 20.018.0150.0188.0 生產輔助建筑 40.08.03.051.0 職工宿舍 70.07.077.0 總平面工程 95.0110.022.0227.0 生產輔助設備 22.080.0102.0 廠外工程 10.062.072.0 2 第二部分工程 費用 600.0600.0 3 預備費 250.0250.0 嚴制材料# 4 建設為期貸款 利息 122.0122.0 5 工程總投資 5000 2.9 效益分析 建設污水處理廠主要是三大效益： 1.環(huán)境效益 該城市位于華中地區(qū)，屬于內陸經濟發(fā)達地區(qū)，環(huán)境治理的好壞直接影響到城市的良性發(fā)展。城 市中有 50%左

44、右的水經瀏陽河排入湘江，使得湘江水體的有機污染進一部加重。湘江江段的出市水中 的 SS、DO、TP、TN、NH3-N 等指標均超出了地面水環(huán)境質量標準 中 III 類水體水質標準值。 保護和利用湘江水資源，使其滿足和達到漁業(yè)，飲用水源水質標準的良好狀態(tài)，有利于生活飲用、工 農業(yè)和漁業(yè)用水，以及河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 該污水處理廠處理的污水包括生活污水和工業(yè)污水。其中工業(yè)污水大部分是可生化的有機廢水。 經該廠處理后的出水可達到一級排放標準。這樣在減少城市對湘江水體污染的同時又滿足了下游地區(qū) 的飲用水和景觀用水的質量。 2.社會效益 工程的實施對湘江河段水質有明顯的改善，也會對該市的社會生產產生巨大

45、的影響。水質的改善 將會促進該市的旅游業(yè)發(fā)展，有利于該市在經濟全方面的發(fā)展，在國內及國際聲譽將會進一步提高。 同時對下游地區(qū)也會帶來巨大的經濟效益，保證當?shù)丶跋掠蔚貐^(qū)的人民的身體健康，保證湘江兩岸社 會經濟的可持續(xù)發(fā)展。 3.經濟效益 污水處理廠作為一項環(huán)境治理項目，其本身并不產生直接的經濟效益。該污水廠建成后可以提高 該市及湘江的環(huán)境質量，減輕污水排放所造成的污染危害。保護該市飲用水源，降低自來水成本，保 護市民的健康，由此產生的間接經濟效益尚無法作出定量計算，但定性的講，其間接經濟效益將是巨 大的。同時該工程的實施有利于當?shù)氐臐O業(yè)生產，保護洞庭湖的同時有利于長江地區(qū)的防洪。在提高 飲用水質

46、量的同時有利于當?shù)厝嗣竦慕】怠?污水處理廠的污泥含有大量有利于林業(yè)增產的氮、磷、鉀肥分，每年可為林業(yè)提供污泥作林肥。 2.10 電氣自動化說明 2.10.1 概述 目前自動化技術在污水處理廠已廣泛應用，發(fā)揮出顯著技術經濟效益。實踐證明對污水處理過程 的實時監(jiān)測和控制，能夠保證出水水質，解放生產力，提高生產效率，降低能耗。因此選用既經濟又 實用的自控系統(tǒng)對整個污水廠安全、合理、科學的運行起著重要作用。 嚴制材料# 根據(jù)本工程的實際情況及工藝要求，采用國內外先進、成熟的由中央控制室微機和現(xiàn)場各級 PLC 控制單元組成的兩個層次的 DCS 系統(tǒng)。本系統(tǒng)集計算機技術、控制技術、通訊技術于一體，通過通訊

47、 網絡將中央級監(jiān)控總站和若干個現(xiàn)場控制分站連接起來，構成集中管理、分散控制的微機監(jiān)控管理系 統(tǒng)，簡稱集散控制系統(tǒng)。DCS 系統(tǒng)克服了集中控制系統(tǒng)危險度集中、可靠性差、系統(tǒng)不易擴展、控制 電纜用量大等缺陷，實現(xiàn)了信息、管理及調度真正的集中?，F(xiàn)場設備的控制相對集中，避免了操作過 于分散的缺點。當中控室微機故障時，各現(xiàn)場分站仍能獨立和穩(wěn)定工作，從根本上提高了系統(tǒng)的可靠 性。同時采用以 PLC 為主構成的 DCS 系統(tǒng)有較高的性能價格比。 2.10.2 自控系統(tǒng)的組成 整個集散型系統(tǒng)由中央管理計算機和現(xiàn)場程序控制器二個層次構成。見控制系統(tǒng)圖。中央控制室 的計算機可以實現(xiàn)對污水廠的適時監(jiān)控，讀取相關的適

48、時和歷史數(shù)據(jù)，打印報表等。閉路監(jiān)控系統(tǒng)則 又從另外一個途徑實現(xiàn)了值班人員對廠內重要設備的宏觀監(jiān)視。這樣，不僅節(jié)省了人力資源、提高了 工作效率，而且提高了全廠的自動化生產、管理程度。 在廠內污水處理的重要環(huán)節(jié)設有全天候帶云臺攝像閉路監(jiān)控系統(tǒng)。粗格柵、細格柵、綜合池、污 泥脫水機房各設一套攝象裝置，現(xiàn)場圖象傳輸?shù)街醒肟刂剖?，中控制室設多畫面處理器，值班人員可 以監(jiān)視到關鍵設備的運行情況。 表 2.3 具體列出了各位置所需要設備數(shù)量。 表表 2.32.3 監(jiān)控點一覽表監(jiān)控點一覽表 序號設置位置攝像機臺數(shù) 1 粗格柵間 1 2 細格柵間 1 3 綜合池 1 4 污泥脫水機房 1 2.10.3 中央管理

49、計算機 在廠內中央控制室設置兩套中央管理計算機，兩套計算機可分擔不同功能，故障時互為備用。計 算機配有 UPS 電源、彩色顯示器、彩色打印機、黑白打印機、標準功能鍵盤及其他附件。它主要完成 對污水廠各工段的集中操作、監(jiān)視功能。通過簡單的操作，可進行系統(tǒng)功能組態(tài)，監(jiān)視報警，控制參 數(shù)在線修改和設置，以及記錄、打印等。彩色顯示器可直觀地顯示全廠各工藝流程段的實時工況、各 工藝參數(shù)趨勢畫面，使操作人員及時掌握全廠運行情況。 2.10.4 現(xiàn)場控制器 根據(jù)工藝流程，本污水處理廠共設置 3 套現(xiàn)場可編程序控制器。各現(xiàn)場可編程序控制器均選用抗 干擾能力強，運行穩(wěn)定、可靠，在污水處理行業(yè)有成功經驗和很好業(yè)績

50、的產品。同時，可編程序控制 嚴制材料# 器均采用模塊化結構，這樣系統(tǒng)硬件配置可以根據(jù)用戶需要相當靈活地自由組合，且維修方便。為保 證各現(xiàn)場可編程序控制器的可靠性，各現(xiàn)場可編程序控制器均采用封閉式的“黑匣子”結構，不設顯 示器、鍵盤、打印機。 各現(xiàn)場控制器分布在各工藝段，與中控室中央控制計算機通過有線網絡形式進行數(shù)據(jù)傳輸。 2.10.5 控制方式 全廠工藝設備的控制采用三種方式。 1.現(xiàn)場手動控制 根據(jù)地理位置和設備種類將現(xiàn)場設備相對集中在各現(xiàn)場控制室的各個控制箱內控制?？刂葡渖显O 手動/自動轉換開關，當開關在手動位置時，通過現(xiàn)場控制箱上的啟動/停止按鈕操作。 2.PLC 程序自動控制 現(xiàn)場控制箱上手動/自動轉換開關，在自動位置時，通過現(xiàn)場可編程序控制器（PLC）程序自動控 制操作。 3.遠程計算機遙控 當開關在自動位置時，也可以通過中央控制計算機鍵盤或鼠標遠程控制設備的操作。 2.11 環(huán)保影響與措施 2