1、市区污水处理厂提标改造工程项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月8可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目录第一章项目概况11.1 项目名称11.2 建设单位及主管单位11.3 建设地点11.4 项目建设背景及必要性1第二章设计进出水水质、水量32.1 建设规模322、.2 设计进水水质32.3 设计出水水质42.4 污染物排放控制指标4第三章编制依据、规范、标准53.1 编制依据53.2 技术规范及标准5第四章工作范围及设计工作进度84.1 工作范围84.2 设计工作进度10第五章污水处理厂现状125.1 厂区概况125.1.1 一期工程125.1.2 二期工程135.1.3 现状工程出水水质135.2 厂区预留用地概况13第六章工艺方案论证166.1 厂址选择和出水口设置166.1.1 新建构建筑物位置选择166.1.2 总出水口设置166.2 工艺方案选择原则166.3 进水污染物分析176.3.1 污水可生化性186.3.2 生物脱氮的可行性186.3、3.3 生物除磷的可行性196.3.4 悬浮物去除的可行性196.4 总体工艺方案确定206.4.1 现状工艺分析206.4.2 改造+提标工艺总体思路236.5 改造工艺方案236.5.1 一期工程改造方案236.5.2 二期工程改造方案276.6 深度处理工艺方案276.6.1 前置反硝化曝气生物滤池系统286.6.2 臭氧接触氧化系统396.7 碳源投加方案406.8 加药除磷方案416.8.1 药剂投加点确定416.8.2 混凝剂的选择426.8.3 同步化学除磷的控制436.9 污泥处理工艺446.9.1 总体思路446.9.2 污泥量计算456.9.3 污泥处理工艺调整486.104、 臭氧尾气破坏方案486.11 臭氧接触氧化的尾气利用496.12 尾水消毒脱色方案546.13 改造后总体推荐工艺方案介绍586.13.1 污染物去除效果分析616.13.2 工艺方案优点636.13.3 改造后工艺沿程去除率64第七章工程方案设计677.1 总图方案设计677.1.1 总平面布置原则677.1.2 提标改造工程平面布置677.1.3 高程设计原则677.1.2 工艺流程677.1.4 厂区建设内容707.2 工艺方案设计717.2.1 设计水量水质717.2.2 一期工程沉砂池717.2.3 一期工程初沉池改造727.2.4 一期工程新建兼氧池727.2.5 一期工程好氧池5、改造737.2.6 一期工程新建高密度沉淀池747.2.7 二期工程好氧池改造757.2.8 提升泵房767.2.9 反硝化滤池777.2.10 曝气生物滤池807.2.11 臭氧接触池827.2.12 综合车间837.2.13 加药间847.2.14 碳源补充、化学除磷系统847.2.15 新增设备一览表877.3 结构方案设计907.3.1 设计依据907.3.2 主要建筑材料937.3.3 抗震设计947.3.4 池体防水抗裂、防渗设计947.3.5 单体构建筑物设计957.4 电气系统设计967.4.1 供配电系统967.4.2 控制方式与保护967.4.3 电动机启动及控制方式9776、.4.4 电缆和电缆设施987.4.5 电气设备布置及安装987.4.6 主要设备用电负荷一览表997.5 仪表、自动化控制与通信设计1037.5.1 仪表设计1037.5.2 自动控制系统设计1047.5.3 控制系统供电1097.5.4 防过电压及接地1097.5.5 电话通讯系统设计1107.5.6 视频监控设计110第八章环境保护、劳动保护、消防设计1118.1 环境保护1118.2 劳动保护和卫生防护1118.3 消防设计112第九章工程投资概算及成本计算1149.1 工程投资概算1149.1.1 工程建设规模及总投资额1149.1.2.编制依据和原则1169.2 新增运行成本计算17、199.2.1 动力费1199.2.2 人工费1199.2.3 外购原材料费1199.2.4 日常维检费1209.2.5 折旧费121第十章其他合理化建议122第一章项目概况1.1 项目名称XX污水处理厂提标改造工程1.2 建设单位及主管单位 建设单位：XX水务投资（中国）有限公司 主管单位：山东省XX市XX区环保局1.3 建设地点建设地点：山东省XX市XX区白塔镇簸箕掌村北污水处理厂内1.4 项目建设背景及必要性 XX市XX区环科污水处理厂隶属于XX水务投资（中国）有限公司，地处XX市XX区，分两期建设，总处理规模为75000m3/d， 处理污水包括XX城区生活污水和部分工业废水。一期工程设8、计处理规模为50000m3/d，于2005年2月投产运营，处 理工艺为“A/O+V型滤池”工艺，排水标准执行城镇污水处理厂污染 物排放标准（GB18918-2002）一级A 标准。二期工程设计处理规 模为25000m3/d，于2012 年建成投运，处理工艺为“A2/O+混凝+连续 流砂过滤”工艺，排水标准执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。该污水处理厂现基本满负荷运行，除 了TN之外，排水水质可稳定达到排放要求。根据项目所在地政府要求，该项目排水在达到GB18918-2002 一 级A标准的基础上，进一步提高出水水质指标。企业现有处理工艺设9施无法满足新标准9、的要求。该污水处理厂需在强化现有生化处理的基 础上，进行废水深度处理的提标改造。第二章设计进出水水质、水量2.1 建设规模XX市XX区环科污水处理厂总处理规模为75000m3/d，分两期 建设，一期工程设计处理规模为50000m3/d，二期工程设计处理规模 为25000m3/d，在现状工程基础上进行的废水深度处理的提标改造工 程建设规模为75000m3/d。2.2 设计进水水质 根据招标文件提供的资料，业主与环保部门签订的协议中设计进水水质如下表所示。表 2-1协议进水水质指标CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/LpH 值数值45030040010、45505.069*进水色度80（倍）设计进水水质是工程设计的关键基础资料，关系到设计池容、供 氧量、药剂消耗、污泥量等多个因素，为确保进水水质的合理、准确， 我方多次到厂进行现场调查。调查结果显示，污水厂实际进水水质与协议水质有一定的出入， 尤其是进水BOD5，较业主与环保部门签订的协议值低很多，而且招 标文件中也提到“1. 实际进水B/C低，污水可生化性差，2. 实际进水 C/N低，无法满足反硝化反应对碳源的需求”，为此在我方实地调查的 基础上在适当留有一定的余量，从而确定本工程的设计进水水质如下 表所示：表 2-2设计进水水质指标CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nm11、g/LTNmg/LTPmg/LpH 值数值40010040045504.069*进水色度80（倍）2.3 设计出水水质 根据业主要求，提标改造后出水水质要求如表2-3所示：表 2-3设计出水水质表指标CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/LpH 值数值306101.5150.369注：1. 出水色度10（倍）2. 污泥脱水后含水率80，大气污染物排放浓度执行一级标准3. 粪大肠菌群数1000 个/L2.4 污染物排放控制指标 根据前述设计进水水质和出水标准，污水处理厂提标改造工程出水污染物排放将按下表进行控制：表 2-4污染物控制目标项目指标CO12、DCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质40010040045504.0出水水质306101.5150.3去除率(%)92.592.097.596.770.092.5注：1. 出水色度10（倍）2. 污泥脱水后含水率80，大气污染物排放浓度执行一级标准3. 粪大肠菌群数1000 个/L第三章编制依据、规范、标准3.1 编制依据1、招标文件2、业主提供的资料3、现场踏勘的情况3.2 技术规范及标准（1） 业主提供的水量、水质等相关情况及出水水质要求。（2）地表水环境质量标准（GB 3838-2002）（1）室外排水设计规13、范 GB50014-2006（2014年版）（2）城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002（3）厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范HJ576-2010（4）室外给水设计规范 GB50013-2006（5）城市污水处理工程项目建设标准(2001年修订)（6）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31-89（7）建筑结构荷载规范 GB 50009-2012（8）建筑地基基础设计规范 GB 50007-2011（9）混凝土结构设计规范 GB 50010-2010（10）建筑抗震设计规范 GB 50011-2010（11）给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50014、69-2002（12）给水排水工程管道结构设计规范 GB 50332-2002（13）地下工程防水技术规范 GB 50108-2008（14）构筑物抗震设计规范 GB 50191-2012（15）中国地震动参数区划图 GB 18306-2001（16）建筑工程抗震设防分类标准 GB 50223-2008（17）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS138:2002（18）地基与基础工程质量验收规范 GB 50202-2002（19）砌体工程施工质量验收规范 GB 50203-2011（20）混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002（21）地下防水工程质量验收规范 GB15、 50208-2008（22）给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141-2008（23）混凝土外加剂应用技术规范 GB 50119-2013（24）建筑与市政降水工程技术规范 JGJ 111-98（25）建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012（26）钢筋焊接及验收规程 JGJ 18-2012（27）3110kV 高压配电装置设计规范 GB50060-2008（28）10kV 及以下变配电间设计规范 GB50053-1994（29）低压配电设计规范 GB50054-2011（30）供配电系统设计规范 GB50052-2009（31）系统接地的型式及安全技术要求 GB14050-2016、08（32）建筑物防雷设计规范GB50057-2010（33）建筑照明设计标准 GB50034-2013（34）电力工程电缆设计规范 GB50217-2007（35）建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2012（36）测量、控制和实验室的电气设备 GB/T 18268.1-2010（37）雷电电磁脉冲防护 GB/T 19271.1-2003（38）电力装置的电测量仪表装置设计规范 GB50063-2008（39）民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008（40）城镇排水系统电气与自动化工程技术规程CJJ120-2008（41）自动化仪表施工及验收规范GB50093-2002第四章工17、作范围及设计工作进度4.1 工作范围本方案设计的编制范围为山东省XX市XX区污水处理厂提标 改造工程。主要内容为在XX市XX区原污水处理厂处理厂基础上进 行升级改造，本方案对改造工程建设规模、处理程度和工艺方案进行 论证、设计和分析，并提出工程投资估算和成本分析。在项目中标后完成招标文件所规定的工作范围，可行性研究报 告、提供初步设计、施工图设计文件，以及相应设计技术交底、解决 施工中的设计技术问题和中间验收、竣工验收等服务的全部费用。包 括但不限于以下工作内容：（1）提供可行性研究报告、初步设计、施工图设计文件，服务 及相关资料文件；（2）提供设计技术交底、解决施工中的设计技术问题、性能考 18、核和竣工验收；（3）工程、设备、材料采购招标文件技术规范书的编制，评标、 合同技术谈判及技术配合工作，参与本工程有关的调研和资料收集工 作，提供与本工程相关的技术咨询和技术服务工作；（4）按国家行业标准与发包人所在地其他地方性法律法规、相 关标准，在设计全过程中予以应用；（5）参加设计联络会；（6）配合环评单位做好环评报告；（7）风险费（包括建设工期调整、收费标准调整等投标人应该 预见的各种风险费用）；（8）若有最新的规范出台，设计与之不符合时，设计方应无偿 按照最新规范进行有关修改；设计不符合安全性评价等内容时，设计 方应按有关规定及时无偿修改设计，使之符合要求。4.2 设计工作进度序号阶段19、先决条件提交时间提交资料内容深度要求1可行性 研究报 告业主提全相关资 料并书面签发7天内完成纸质版15 份和一份 电子版1.内容齐全，数据准确，论证充分，结论明确，以满足业主定方案定项目的需要； 2.选用的主要设备的规格、参数应能满足预订货的要求，引进 的技术设备的资料应能满足合同谈判的要求； 3.主要工程技术数据，能满足项目初步设计的要求；4.建设投资和生产成本应进行分项详细估算，其误差应控制在10%以内； 5.确定的融资方案，应能满足银行等金融机构信贷政策的需要。2初步设 计可研通过评审取 得批复，收到业 主书面签发20天内完成纸质版15 份和一份 电子版1.初步设计文件应主要根据项目可20、行性研究报告和环评批复进行编制，其深度应能达到建设部颁布市政公用工程设计文件 编制深度规定的要求，即满足审批、控制工程投资、编制施 工图设计、主要设备定货、组织施工和生产准备的要求。 2.工程初步设计包括设计说明书、图纸、主要工程数量、3.主要材料设备数量及工程概算。4.对采用新工艺、新技术、新材料、新结构、引进国外新技术、 新设备或采用国内科研新成果时，应在设计说明书有关章节加 以详细说明。3施工图 设计初步设计通过评 审取得批复，收 到业主书面签发20 天内完成土建部 分施工图，26天内完 成所有施工图纸质版12 份和一份 电子版1.施工图设计根据批准的初步设计进行编制，其深度能达到建设部21、颁布市政公用工程设计文件编制深度规定的要求，即 满足施工、安装、加工、工程量清单及施工预算编制的要求， 并顺利通过国内程序审批（包括施工图设计文件审查）。 2.施工图设计含工艺计算、水力学计算、结构计算序号阶段先决条件提交时间提交资料内容深度要求4设备招标技术 规范收到业主书面签 发20天内完成电子版一 份1.满足业主设备招标要求5编制工 程量清 单土建及工艺主体工程设计基本完 成后，收到业主 书面签发7天内完成电子版一 份1.满足业主土建及安装工程招标要求第五章污水处理厂现状与城市概况5.1 厂区概况XX区污水处理厂现总处理能力7.5万吨/天，其中一期工程5万吨/天，总投资5700万元，占地22、约50亩；二期工程2.5万吨/天，总投资3946万元，项目占地29亩。现状出水水质如表5-1所示：表 5-1现状出水水质指标CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/LpH 值数值5010105400.569*进水色度70（倍）5.1.1 一期工程污水厂一期工艺流程为：粗格栅 提升泵房 细格栅 平流沉砂池 初 沉池 缺氧池 好氧池（接触氧化改活性污泥） 二沉 池 二次提升泵房 V型滤池 紫外消毒 排放。主要工艺构筑物参数：1. 初沉池：分为2系。单系宽8.0m，长21.0m，有效水深3.1m， 平均停留时间为30min，最小停留时间22.6min。223、. 缺氧池：总有效容积8064m3，总名义停留时间3.87h。3. 好氧池：分2系，每系分4格，单格工艺尺寸：21.50 米11.00 米，池深6.9米，有效水深6.20米。4. 二沉池：型式：中心进水周边出水；池直径：48.00米；周边 池深4.70 米（均为工艺尺寸），分2组，有效水深4.20米。525. V型滤池：V型滤池：46.5米16.5米4.0米（过滤部分高度），1座6组，钢砼结构。5.1.2 二期工程二期工艺流程为：粗格栅及提升泵房细格栅及旋流沉砂池初沉池 厌氧池缺氧池好氧池二沉池中间水池（二 次提升）斜板沉淀池活性砂滤池紫外消毒 排放主要工艺构筑物参数：1. 初沉池：1 座。824、.0m4.3m。2. 生化池：总有效容积20481m3，总名义停留时间19.66h。生化 池分为生物选择池、厌氧段、缺氧段、好氧段。3. 二沉池：型式：中心进水周边出水；池直径：33.0米，分2组， 有效水深4.0米。4. 滤池：活性砂滤池：单格尺寸4.88 米4.88 米，1 座6 格， 共1 座。5.1.3 现状工程出水水质 目前，污水处理厂实际出水水质表5-2所示：表 5-2 设计深度处理单元进水水质表指标CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/LpH 值数值5010105400.569*进水色度30（倍）5.2 厂区预留用地概况预留地面积约25、6亩，位于现状厂区西侧。地块呈长条形，东西长 约31m，南北宽约129m。5.3 城市概况及自然条件5.3.1 城市概况山东省XX区是XX市辖区，位于山东省中部、鲁中山区北部， XX市南部。1734年（清雍正十二年）建县，1955年设立XX区，博 山区总面积698平方千米，2012年，总人口45万人。XX区辖6个镇、 3个街道、1个开发区。5.3.2 地形地貌XX区总体地势为南高北低，南、东、西三面中低山环绕，中间 低山、丘陵、山涧、河谷排列，北面为丘陵河谷地带，地势总变化在 130-1100米之间，南部淄河流域与北部孝妇河流域河底高度相差在160-200米之间。 南、东、西三面中低山区面积为26、334.7平方公里，占XX区总面积的49.1%。淄河流域南部地势高起，相对高差500-700米，沟壑纵横， 东部地势高峻挺拔；樵岭前至桃园一线西部，地形相对高差550米左 右，沟谷幽深，山势峥嵘，随处可见。中部低山丘陵区（包括淄河流域中北部和孝妇河流域的南部）面 积297.55平方公里，占XX区总面积的43.6%。孝妇河与淄河分水岭 立于其中，西起羊峪岭，东至671高地，呈弧形东西分布，沟谷切割 较深，河谷发育，冲洪积层沿淄河两岸分布。北部丘陵区位于城区以北，面积49.75平方公里，占XX区总面积的7.3%。山岭起伏平缓，最高山顶大尖山海拔295.5米。地形最低 处孝妇河出界口海拔130米。孝27、妇河沿岸冲洪积层连续分布。5.3.3 气象气候XX区位于鲁中山区北部，36163635N，11743 11812E，大陆度指数 61.3，年平均气温 13.2，年极端最高气 温 38.5，极端最低气温-19.3，年平均降水量 713.3mm，年干燥 度 1.3，年平均日照时数 2424.7h，全年无霜期 201d（统计数据为博 山气象站 19712010 年资料），属暖温带大陆性季风区半湿润气候。由于XX区西部山脉为南北走向，垂直于盛行风向；南部山脉为 东西走向，平行于盛行风向，受地形动力作用，西部降水多于东部， 呈现西多东少、南多北少的分布规律。夏季降水占全年的 63.4%，且 降水强度较大28、，春、秋、冬季较少，表现出典型的季风气候特点。5.3.4 水文XX区境内的河流主要有淄河和孝妇河，次有青阳河和牛角河。 前3条属小青河水系，后1条属黄河水系。第六章工艺方案论证6.1 厂址选择和出水口设置6.1.1 新建构建筑物位置选择 新建深度处理单元构建筑物在现状厂区预留用地布置。预留地面积6亩，位于现状厂区西侧。地块呈长条形，东西长约31m，南北宽 约129m。一期改造新增好氧单元，在一期现有缺氧池和好氧池之间 布置。可用地块呈长条形，南北宽约20m，东西长约50m。6.1.2 总出水口设置 在厂区西侧新建构筑物旁，设置新的出水口，尾水排入污水厂边的河道中。6.2 工艺方案选择原则 污水29、处理工艺的选择与污水处理厂的进出水水质、排水体制、水量、设备、用地、经济条件、管理水平等因素有关，应该具体问题具 体分析。本污水处理厂工艺流程选择根据污水水质与水量、排放水体 的环境容量与利用情况，结合当地的实际条件，充分考虑经济条件和 管理水平，优先选用安全可靠、技术先进、低能耗、低运行费、低投 入少占地、操作管理方便的成熟处理工艺。工艺选择原则是：（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、 规范及标准。（2）从实际情况出发，在总体规划的指导下，使工程建设与城 市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。（3）根据设计进水水质和出厂水水质要求，所选污水处理工艺 力求30、技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合 理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。（4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥， 避免造成二次污染。（5）为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运 行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程的设 备采用国内优质产品，关键设备采用进口设备。（6）在污水厂征地范围内，总平面布置力求在便于施工、便于 安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩 大绿化面积。同时，充分考虑与一期工程设施的协调，使厂区环境和 周围环境协调一致。（7）厂区竖向设计力求减少厂区填、挖方量，节省污水提31、升费 用。（8）厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区 周围景观相协调。（9）充分利用原污水处理厂构建筑物及设备。6.3 进水污染物分析 污水处理工艺的选择需在分析进水水质和处理要求的基础上进行，本工程采用脱氮除磷生物处理工艺，对进水污染物浓度及其配比 和平衡有较高的要求，现将本工程设计进水水质中污染物浓度配比列 表如下，并作进一步的分析。表 6-1 进水污染物配比表项目BOD5/CODCrBOD5/TNBOD5/TP实际数值0.252.060脱氮除磷指标0.303.05.017水质评价较差碳源充足，但要保障低进水BOD5时的碳源不 足问题满足除磷要求6.3.1 污水可生化性 本次32、工程设计进水水质中，BOD5/CODCr=0.25，可生化性较差，本工程设计出水CODCr和BOD5分别需要稳定在30mg/L和6mg/L以下， 较一级A标准更高，因此，污水处理工艺的选择要求具有很强的生物 降解功能。我公司详细调查了多座污水处理厂的运行经验，常规的二级生物 处理出水再经一次过滤能够保障出水CODCr、BOD5达到一级A标准， 在生化段设计时适当加大好氧段池容，也能使出水BOD56mg/L。目前污水处理厂出水CODCr在3550mg/L之间、BOD5基本低于10mg/L，因而BOD5的进一步降低较为容易实现，但因二级生化处理 后易生物降解的有机物已基本去除，残留的多为难降解有机33、物，因而可生化性很差，要确保出水CODCr30mg/L难度较大，因此应重点关 注本工程的深度处理工艺选择。6.3.2 生物脱氮的可行性本工程设计进水NH3-N=45mg/L，TN=50mg/L，要求出水NH3-N1.5mg/L，TN15mg/L，总氮浓度、去除率均比较高。而工艺 系统能否完成较彻底的反硝化，除了生物池型的设计时要考虑独立的硝化和反硝化单元强化脱氮外，还取决于污水中的碳源是否充足。 从理论上讲，BOD5 /N2.86才能有效地进行脱氮，实际运行资料表明，BOD5/N3时才有能使反硝化正常运行，在BOD5/N=45 时，氮的去除率可大于60。本工程设计进水水质中，BOD5/TN= 34、100/50=2.0，碳源严重不足，污水中可利用的碳源较少，因此必须考 虑投加外碳源。目前污水处理厂实际出水TN经常在2040mg/L之间， 说明碳源的不足直接造成运行中出水TN难以达到一级A要求。因此，本期工程设计时主要从以下三个方面进行强化硝化、反硝 化：1）二级生物处理段需要着重强化脱氮；2）为保障出水TN稳定达标，深度处理工艺能够进一步去除TN；3）考虑设置碳源投加装置，以保障碳源不足时的脱氮效果。6.3.3 生物除磷的可行性 一般认为实现生物除磷，BOD5/TP需大于17(规范建议)。本工程设计进水TP=4.0mg/L，BOD5/TP=25，基本可以采用生物除磷工艺完 成除磷过程，但35、要求出水TP0.3mg/L，去除率达到92.5%，同时考虑 到磷的释放问题，单纯依靠生物除磷难以满足如此严格的去除要求， 因此，本方案考虑采用化学除磷的方法强化除磷效果，以保证出水TP 达标。6.3.4 悬浮物去除的可行性 由于已建成的污水收集管网等原因，本污水处理厂进水中均含有大量悬浮物，对于无机颗粒杂质和大粒径的有机颗粒依靠粗、细格栅和沉砂池的自然沉淀作用就能去除，而对于小粒径的有机颗粒则要依 靠活性污泥微生物的吸附降解作用去除，一般可满足二级出水的要 求，但要取得更高的悬浮物去除率，就得借助于深度过滤处理措施。 污水处理厂对悬浮物的去除作用不仅仅体现在SS指标上，因为 CODCr、BOD36、5等指标本身就与SS相关，SS含量高，则CODCr和BOD5的浓度也会增加，因此，去除SS的同时也就是在进一步降低出水的有 机污染物含量。本工程设计进水SS浓度为400mg/L，出水SS要求不得 高于10mg/L，去除率达97.5%，为此，必须借助深度过滤措施，保障 出水悬浮物达标。6.4 总体工艺方案确定6.4.1 现状工艺分析 目前处理厂进水含砂量大，无机成分高，对格栅运行有不利影响。污水厂现阶段运行出水水质如下表所示。表6-2 现状出水水质表CODCr（mg/L）NH3-N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）夏季35401.520380.5冬季4750420400.5污泥处理采用37、带式压滤机，脱水污泥含水率约80%。6.4.1.1 一期工程存在问题1）沉砂池运行效果差，大量泥砂进后段工艺单元，致缺氧池底 部积泥；2）平流初沉池尺寸为2183.1m（有效水深），2组，校核其表 面负荷qmax=8.22m3/m2/h，水平流速vmax=11.67mm/s，大大超出了规范要求（q=1.54.5 m3/m2/h，v7mm/s）；其停留时间T=0.51h，时间 较短，对于无机泥砂的去除效果一般。3）生化池 生化池采用水解酸化+生物接触氧化工艺，其相关设计参数如下：表 6-3一期工程 AO 池设计参数项目设计值设计流量/m3/d50000池容/m3缺氧区8064好氧区11730水力38、停留时间/h缺氧区3.87好氧区5.64回流比/%硝化液回流200污泥回流100由上表可以看出，生化段停留时间较短，总HRT只有9.5h。由于 目前进水BOD5浓度较低，虽然好氧区停留时间较短但出水的BOD5、 NH3-N浓度基本也能达到一级A要求，但一旦进水BOD5出现增长，出 水水质容易出现超标的情况。同时由于进水BOD5/TN仅为2.0，造成 缺氧区反硝化反应缺少有效的碳源，反硝化过程难以彻底，出水TN 一直超标，在冬季时TN的去除效率甚至只有20%。4）二沉池 二沉池尺寸为484.7m，有效水深4.2m，2组，校核表面负荷qmax=0.76 m3/m2h，表面负荷较低，水力停留时间HR39、T=5.2h，停留时 间较长，有利于二沉池的泥水分离。5）V型滤池 V型滤池尺寸46.516.54m（滤床高度），校核滤速q=5.9m/h，滤速较低，目前运行良好。6.4.1.2 二期工程存在问题1）初沉池初沉池尺寸为214.3m，校核表面负荷qmax=3.0 m3/m2h，表面 负荷一般，目前运行情况良好。2）生化池 采用厌氧/缺氧/好氧工艺，其相关设计参数如下：表 6-4二期工程 AAO 池设计参数项目设计值设计流量/m3/d25000池容/m3厌氧区2600缺氧区3674好氧区12600水力停留时间/h厌氧区2.5缺氧区3.5好氧区12回流比/%硝化液回流200污泥回流100由上表可以看40、出，生化段停留时间较长，总HRT达18h，较一期 工程多出8.5h，因此二期工程的出水水质要好于一期工程的出水水 质。由于目前进水BOD5浓度较低，出水的BOD5、NH3-N浓度能稳定 达到一级A要求。同时由于进水BOD5/TN仅为2.0，造成缺氧区反硝化 反应缺少有效的碳源，反硝化过程难以彻底，出水TN一直超标，在 冬季时TN的去除效率甚至只有30%左右。3）二沉池 二沉池尺寸为334m，2组，校核表面负荷qmax=0.81m3/m2h，表面负荷较低，水力停留时间HRT=4.9h，停留时间较长，有利于二 沉池的泥水分离。4）三级处理单元 三级处理单元中，斜板沉淀池底部排泥不畅致斜板损坏，活性41、砂滤池板结后运行不良。6.4.2 改造+提标工艺总体思路 针对目前污水处理厂的运行状况，本次设计首先通过分析原工艺流程中存在的不足，对部分工艺段进行改造和强化，保证后续深度处 理单元的处理效率。按照目前的出水水质标准，需要进一步的深度处 理才能满足出水要求，因此本项目总体工艺思路如下：6.5 改造工艺方案图6.1总体工艺方案示意图6.5.1 一期工程改造方案6.5.1.1 沉砂池改造： 采用先进的成品旋流沉砂池改善除砂效果，减少进入后续处理段的无机泥砂，减轻初沉池的负荷；6.5.1.2 初沉池改造： 考虑现场用地的限制，将平流初沉池改造成斜板沉淀池，强化对进水无机泥砂的去除效果，也能有效提高生42、化池的MLVSS/MLVSS， 增加有效污泥浓度。6.5.1.3 生化池改造 利用原有的缺氧池与好氧池之间空地，新建池体作为缺氧区，有效提高缺氧区池容，满足生物脱氮的需要。6.5.1.4 新增高效沉淀池 为了强化对SS的去除效果，减少V型滤池反冲洗频率，在一期工程二沉池后增设高效沉淀池一座。高效沉淀池是由国外率先开发研制 获专利的一种新型沉淀（澄清）池，它在欧洲已经应用多年，目前已 进入中国市场。该池出水水质好、占地面积小、抗冲击负荷能力强， 具有适应性广、效率高等特点。从高效沉淀池在中国的运行情况来看， 效果非常明显，它是近年来使用效果较好的一种池型。高效沉淀池是一种采用斜管沉淀及污泥外循环43、方式的收集、高速 的澄清池。其工作原理基于下五个方面：原始概念上的整体化的絮凝反应池。推流式反应池至沉淀池之间的慢速传输。污泥的外部再循环系统。斜管沉淀机理。采用合成絮凝剂+高分子助凝剂。 以目前使用范围最广的一种高效沉淀池为例，泥水混合物流入澄清池的斜管下部，污泥在斜管下的沉淀区从水中分离出来，此时的沉 淀为阻碍沉淀；剩余絮片被斜管截留，该分离作用是遵照斜管沉淀机 理进行的。因此，在同一构筑物内整个沉淀过程就为两个阶段进行： 深层阻碍沉淀、浅层斜管沉淀。其中，阻碍沉淀区的分离过程是澄清池几何尺寸计算的基础。池中的上升流速取决于斜管区所覆盖的面积(上升流速可达30m/h)。高效沉淀池包括五个重44、要因素：均质絮凝体及高密度矾花由于沉淀速度快（2030m/h）采用密集型设计有效地完成污泥浓缩沉淀后出水质量较高抗冲击负荷能力强，不易受突发冲击负荷的变化而变化。 高效沉淀池可在流速波动范围大的情况下工作。它由三个主要部分组成：一个“反应池”、一个“预沉池-浓缩池”和一个“斜管分离池”。反应池图6.2高效沉淀池工作原理图在该池中进行物理化学反应，或在池中进行其他特殊沉淀反 应。反应池分为两个部分：一个是快速混凝搅拌反应池，另一个是慢 速混凝推流式反应池。快速混凝搅拌反应池 将原水（通常已经过预混凝）引入到反应池底板的中央。一个叶轮位于中心稳流型的圆筒内。该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混 合，45、并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能量。混合反应池中 悬浮絮状或晶状固体颗粒的浓度保持在最佳状态，该状态取决于所采 用的处理方式。通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部再循环系统使 池中污泥浓度得以保障。慢速混凝推流式反应池 上升式推流反应池是一个慢速絮凝池，其作用就是连续不断地使矾花颗粒增大。因此，整个反应池（混合和推流式反应池）可获得大 量高密度、均质的矾花，因此，沉淀区的速度应比其他系统的速度快 得多。预沉池-浓缩池 矾花慢速地从一个大的预沉区进入到澄清区，这样可避免损坏矾花或产生旋涡，确保大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在澄 清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：一层位于排泥46、斗上部， 一层位于其下部。上层为再循环污泥的浓缩。污泥在这层的停留时间 为几小时，然后排入到排泥斗内。在某些特殊情况下（如：流速不同 或负荷不同等），可调整再循环区的高度。由于高度的调整，必会影 响污泥停留时间及其浓度的变化。部分浓缩污泥自浓缩区用污泥泵排 出，循环至反应池入口。下层是产生大量浓缩污泥的地方。浓缩污泥 的浓度至少为20g/L（澄清工艺）。采用污泥泵从预沉池-浓缩池的底部抽出剩余污泥，送至污泥脱 水间或现有的可接纳高浓度泥水的排水管网或排污管、渠等。斜管分离区 逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽下侧的纵向板进行水力分布。这些板有效地将斜管分为独立的几组以提 高47、水流均匀分配。不必使用任何优先渠道，使反应沉淀可在最佳状态 下完成。澄清水由一个集水槽系统回收，絮凝物堆积在澄清池的下部， 形成的污泥也在这部分区域浓缩，通过刮泥机将污泥收集起来，循环 至反应池入口处，剩余污泥排放。6.5.2 二期工程改造方案6.5.2.1 生化池生化池好氧区池容较大、HRT较长（12h），在目前进水水质下， 好氧区所需池容较小、HRT较少，而缺氧区所需池容较大、HRT较长， 为此需要改造部分好氧区为兼氧区当进水BOD5浓度低时作为缺氧 区，有效提高缺氧区池容，当进水BOD5浓度高时作为好氧区，充分 去除有机物。6.5.2.2 三级处理单元 三级处理单元中，强化斜板沉淀池底部48、排泥系统，改进活性砂滤池运行状态，避免滤料板结，运行不良。6.6 深度处理工艺方案 过滤技术是较为经济成熟的处理工艺，可使水体不受耗氧固体物质的污染而受到保护。过滤处理工艺的选择应根据现状污水处理工艺、进水水质、出水水质要求、处理规模，气象环境条件及技术管理 水平、工程地质等因素综合考虑后确定。由于水体中N、P元素过多 是造成水体富营养化的主要原因，因此对TN和TP的去除越来越被人 们所重视。由于N的去除主要靠生物处理方式，难度较大，已经成为 多个污水处理厂在设计和运行中主要的考虑对象。利用高级氧化技术对污水进行深度处理是近年来水处理领域兴 起的方向，通常指在环境温度或压力下通过产生具有高反应49、活性的羟 基自由基来氧化降解有机污染物的处理方法。其中，芬顿氧化法和臭 氧氧化法作为高级氧化技术中的常用技术，以其独特的优势吸引了最 多的关注。根据污水处理厂的现状，在深度处理系统设计中为进一步去除 CODCr及总氮，拟采用反硝化滤池+BAF+高级氧化组合工艺。 6.6.1 前置反硝化曝气生物滤池系统6.6.1.1 前置深床反硝化滤池系统介绍 近年来，过滤技术有很大的发展，滤池种类也很多，但其过滤过程均以砂滤过滤原理为基础而进行，其主要差别在于滤料设置方法、 操作手段及冲洗设施等。反硝化滤池工艺主要用于生物和化学处理单元出水中悬浮固体（包括颗粒BOD5）的进一步处理，以减少污染物 质的排放量。50、经过滤池过滤后，一般出水SS小于5mg/L，可直接中水 回用。冬季低温时，通过投加外碳源形成反硝化滤池可以进一步反硝 化去除SS和TN，对出水TN起到把关作用；在春秋季及夏季，反硝化 滤池不投加外碳源转换成普通滤池，起到主要控制SS的作用。a 结构组成图6.3 过滤介质：石英砂或陶粒图6.4池体构造示意图反硝化滤池滤料采用24mm石英砂介质或陶粒滤料，滤床深度 较深，滤池可保证出水SS低于5mg/L以下。b 运行模式气洗气水同时反冲 水洗过滤图6.5滤池运行过程示意图滤池需定期反冲洗，反冲洗采用模拟人的搓手模式，大量强有力 的空气使滤料相互搓擦，使截留的SS全部清洗出池，清洗率达到100，冲洗51、用水仅为总过滤水量的2。滤池运行过程如下图所示。 反硝化滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，是集脱氮及过滤并举的先进处理工艺。可按两种模式运行：（1）仅做滤 池使用；（2）用做反硝化滤池使用。具体的运行模式详见下图。图6.6滤池工艺流程图图6.7反硝化滤池工艺流程图在反硝化过程中，由于硝态氮不断被还原为氮气，反硝化滤池中 会集聚大量的氮气，这些气体会使污水绕窜于介质之间，这样就增强 了微生物与水流的接触，同时也提高了过滤效率。但是当池体内积聚 过多的氮气气泡时，则会造成水头损失，这时就必须采用适当技术驱 散氮气，恢复水头，每次持续12分钟，每天进行数次。同时系统自带碳源投加控制系统，52、既能避免碳源的过量投加不仅 仅造成运行成本过高，且有出水COD、BOD升高的风险，又能防止 而当碳源投加量不足的时候，反硝化脱氮反应受到影响，出水硝态氮 又不达标。碳源投加系统，采用前馈+后馈形式控制，精确投加碳源， 做出水水质保证。滤池能够实现基于需去除的硝态氮的负荷量来控制 碳源的投加量，即系统自动获取滤池的进水流量，结合滤池的进、出 水硝酸盐浓度，溶解氧DO浓度，通过碳源投加现场控制柜内置软件的计算，结合硝态氮出水后反馈机制，定期小比例的修正碳源投加值， 发出指令控制加药泵的碳源投加量，避免碳源投加过量和不足。c 工艺流程及特点滤池深度较深，过滤容量较大，采用陶粒滤料或石英砂滤料， 使用53、寿命长，运行维护简单；滤池反洗周期长，正常运行可48h反洗一次，单次气洗5min， 气水联合冲洗10min，水洗5min，虽装机容量较大，但实际运行电耗 较低。对SS、TN、CODCr、TP都有一定的去除能力，出水能可优于 一级A要求；水头损失较大，运行时需设置反冲洗水泵、反冲洗鼓风机等。 深床反硝化滤池与传统反硝化滤池相比而言，其主要优点有： 1）对进水水质要求较低：传统的反硝化滤池采用下进水-上出水，配水方式采用长柄滤头，进水需要微滤机过滤防止发丝或纤维类杂质 堵住长柄滤头，对进水水质要求高，而深床反硝化滤池采用了上进水-下出水方式，对进水水质要求低。 2）管路系统简化：传统的反硝化滤池因54、受限于配水均匀性要求，单池面积小、土建投资大，且管路系统太复杂。深床反硝化滤池与传 统反硝化滤池相比，由于采用了进水槽。深床过滤的接触凝聚作用具 有很好的水质改善效果，反硝化滤池不仅能有效发挥接触凝聚作用， 还可以选择性使用其反硝化功能，保证不同季节的达标排放，尤其是 冬季低温条件下，二级生化处理反硝化不彻底更为突出，单纯的物理拦截三级处理无法保证TN的去除效果，通过外加碳源利用反硝化滤 池的反硝化功能可以确保TN的达标排放。因此，从技术角度考虑，反硝化滤池过滤系统是较为稳妥的深度 处理工艺。6.6.1.2 曝气生物滤池系统介绍曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，55、简称 BAF）是一种 成熟的污水生物处理技术。该工艺综合了过滤、吸附和生物代谢 等多种净化作用，使其具有体积小、占地面积省、处理效率高、 出水水质好、流程简单、操作管理方便并可省去二沉池等优点。 BAF 的最大特点是使用一种新型的球形陶粒填料，在其表面 及开口内腔空间生长有微生物膜，污水由下向上流经滤料层时， 微生物膜吸收污水中的有机污染物作为其自身新陈代谢的营养物 质，并在滤料层下部提供曝气供氧的条件下，气、水同为上向流 态，使废水中的有机物得到好氧降解，并进行硝化脱氮。它定期 利用处理后的出水对滤池进行反冲洗，排除滤料表面增殖的老化微生物膜，以保证微生物膜的活性。 曝气生物滤池处理污水的原56、理是反应器内滤料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，滤料及微生物膜的吸附阻留作用和沿着 水流方向形成的食物链分级捕食作用以及微生物膜内部微环境的 反硝化作用。曝气生物滤池反应器为周期运行，从开始过滤到反冲洗完毕 为一个完整的周期。具体过程如下：经预处理的污水从滤池底部进入滤料层，滤料层下部设有供 氧的曝气系统进行曝气，气水为同向流。在滤池中，有机物被微 生物氧化分解，NH3-N 被氧化成 NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现 部分反硝化，从滤池上部的出水可直接排出系统。随着过滤的进行，由于滤料表面新产生的生物量越来越多， 截留的 SS 不断增57、加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体 物质积累达到一定程度，使水头损失达到极限水头损失或导致 SS 发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以除去滤床内过量的 微生物膜及 SS，恢复其处理能力。曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲，反冲洗水为经处 理后的达标水，反冲洗空气来自于滤板下部的反冲洗气管。反冲 洗时关闭进水和工艺空气，先单独气冲，然后气水联合冲洗，最 后进行水漂洗。反冲洗时滤料层有轻微膨胀，在气水对滤料的流 体冲刷和滤料间相互摩擦下，老化的生物膜与被截留的 SS 与滤料 分离，冲洗下来的生物膜及 SS 随反冲洗排水排出滤池，反冲洗排 水回流至预处理系统。曝气生物滤池作为一种膜法污58、水处理新工艺，与传统活性污 泥法和接触氧化法相比，具有以下特点：1)具有较高的生物浓度和较高的有机负荷 曝气生物滤池采用的为粗糙多孔的球状滤料，为微生物提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法 中的微生物量（可达 1015g/l），高浓度的微生物量使得 BAF 的容积负荷增大，进而减少了池容积和占地面积，使基建费用大 大降低。2)工艺简单、出水水质好 由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的 SS 很低。因进行周期 性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性59、较 高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可 保证高质量的出水。BAF 的处理出水不但可以满足排放标准，同 时可用于回用。3)抗冲击负荷能力强 由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问 题。4)氧的传输效率高曝气生物滤池中氧的利用率可达 20%30%，曝气量明显低 于一般生物处理。其主要原因是：因滤料粒径小，气泡在上升 过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的 利用率；气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使 气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的 传质； 理论研究表明，60、BAF 中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供氧量。5)易挂膜、启动快BAF 调试时间短，一般只需 712 天，而且不需接种污泥， 采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微 生物不易流失，使其运行管理简单。BAF 在短时间内不使用的情 况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运 行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区 的污水处理。6)菌群结构合理 传统活性污泥法中，微生物分布相对均匀，而在 BAF 中从上到下形成了不同的优势菌种，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一 个池子中发生。7)自动化程度高 由于相关工业技术的发展，一些先进61、的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现， 使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。曝气生物 滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线 检测，并通过 PLC 控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风 机的供氧量，做到优化运行，PLC 系统对滤池进行自动反冲洗。曝气生物滤池构成 曝气生物滤池主体由滤池池体、滤料层、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统组成。 滤池池体 滤池池体的作用为处理水量和围档滤料，并承托滤料为曝气装置的重量。生物滤池为矩形，钢筋混凝土结构。滤池的平面尺 寸满足所要求的流态，布水布气均匀，62、填料安装和维护管理方便， 同其他处理构筑物尺寸相匹配。 滤料 该项目中采用轻质陶粒滤料。该滤料有密度适中、比表面积大、强度好、耐磨损等优点。曾广泛用于市政污水处理回用等领 域。 承托层 承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗稳定进行。承托层常用材质为卵石，工程中 一般选用鹅卵石作为承托层。 布水系统 布水系统主要包括滤池最下部的配水室和滤板上的配水滤头。对于上向流生物滤池，配水室的作用是使某一短时段内进入滤池 的污水能在配水室混合均匀，并通过配水滤头均匀流过滤料层， 并且该布水系统除作为滤池正常运行时布水用外，也作为定期对 滤池进行反冲洗时布水用。在气、水联合反63、冲洗时，缓冲配水区 还起到均匀配气作用，气垫层也在滤板下的区域中形成。滤池在 运行时生物滤料层截留部分悬浮物、生物絮凝吸附的部分胶体颗 粒和微生物膜在新陈代谢过程中增殖老化脱落的微生物，这些物质的存在显著地增加了曝气生物滤池的过滤阻力，会使处理能力 减小和处理出水水质下降，所以运行一定时间必须对滤池进行反 冲洗，将这些物质通过反冲洗随冲洗水排出滤池外,保证生物滤池 正常稳定运行。 布气系统 曝气生物滤池内的布气系统包括正常运行时曝气所需的曝气系统和进行气水联合反冲洗时的供气系统两部分。单独设立一 套曝气管，以保证正常运行；同时另设立一套反冲洗布气管，以 满足反冲洗布气的要求。本项目设计用单孔膜64、空气扩散器作为滤 池的供氧装置。 反冲洗系统 反冲洗是通过运行时间、滤料层阻力损失、水质参数等来完成的，一般是由在线检测仪表将检测数据反馈给 PLC，并由 PLC 系统来自动控制和操作。反冲洗系统由反冲洗水泵、反冲洗管道 等组成。当曝气生物滤池过滤阻力或出水水质中悬浮物超出设计 要求时，即进行反冲洗以期恢复曝气生物滤池处理能力和处理效 果。曝气生物滤池设置的反冲洗系统可以在需要时通过人工或自 动方式,采用适量的水、气对滤料进行有程序的清洗，使滤料上多 余的增厚微生物膜和截留在滤层中的已脱落的微生物膜和固体物 质被冲洗出滤池外，使滤池保持通畅、不堵塞，以保证污水处理 传质效率及滤层中水、气的正常65、流通。 出水系统曝气生物滤池采用单侧堰出水，一般采用单侧堰出水较多， 并将出水堰口处设计为 60斜坡，以降低出水口处的水流流速； 在出水堰口处设置栅形稳流板，以使反冲洗时有可能被带至出水 口处的陶粒与稳流板碰撞，导致流速降低而在该处被拦截，并沿 斜坡下滑回滤池中。上向流曝气生物滤池在结构上采用气水平行上向流态，同时 采用强制鼓风曝气技术，使得气、水进行极好的均分，防止了气 泡在滤料中的凝结，氧气利用率高，能耗低；气、水平行上向流 态持续在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好地避免形成沟 流或短流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成气阱； 采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好地运用，空气66、能将污 水中的固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的 固体物质，延长反冲洗周期，减少清洗时间的水、气量。自动控制系统 本工艺电器控制系统主要对曝气风机、反冲洗水泵及电动阀门等进行自动编程控制，本工程采用 PLC 控制技术，对曝气风机、 反冲洗风机、反冲洗水泵及电动阀门等进行编程自动运行控制， 亦可手动控制。设备出现故障时设有声光报警。6.6.1.3 系统组合优点采用前置反硝化-曝气生物滤池系统，除了能充分发挥两种工 艺在处理相应污染物的优势外，还有以下优点：1）在反硝化滤池前通过在线监测仪表，实时跟踪进水 NO3-N浓度，精确控制碳源投加量，充分利用深床反硝化滤池的脱氮能 力的，确67、保出水 TN 稳定达标；2）后置曝气生物滤池作为保障措施，能有效的进一步降低出 水中的 CODCr、BOD5、NH3-N，同时还能有效防止前置反硝化滤 池碳源投加过量，引起出水有机物超标；6.6.2 臭氧接触氧化系统 臭氧氧化法是利用溶解在水中的臭氧并不稳定，会快速分解，分解过程中产生的羟基自由基（HO）是比臭氧分子更强的氧化剂， 在臭氧处理中常起重要作用。对臭氧分子直接氧化而言，臭氧分子的 共振结构式表明臭氧分子具有偶极性、亲核性或亲电性，可以和有机 物发生包括环加成，亲核反应或亲电反应。 羟基自由基可以通过包 括电子转移反应、抽氢反应、加成反应等几种途径氧化有机物，对于 有机物的反应速率基68、本都在1081010M-1s-1之间，对有机物的反应几 乎没有选择性。芬顿氧化法是通过芬顿试剂，即亚铁盐和过氧化氢的 组合来产生具有很强氧化能力的羟基自由基，从而氧化降解有机污染 物。芬顿氧化技术具有高效，选择性小，对压力温度等反应条件要求 低，反应速度快等特点。对于芬顿氧化技术，不需要高温高压，设备简单，但是使用的药 剂种类多，反应条件苛刻对设备的防腐要求高，反应后会产生铁泥， 增加处理成本。对于臭氧氧化技术，原料来源易得且运输方便，反应 后氧化物转化成氧气和水，不产生二次污染。臭氧氧化在去除污染物的同时，还具消毒杀菌作用，因而本次设计深度处理采用深床反硝化滤池+曝气生物滤池+臭氧氧化工艺。69、6.7 碳源投加方案 由于生物脱氮是通过微生物的生命活动实现的，所以影响这些微生物活性的参数，如温度、pH值、溶解氧、毒物浓度等，都对其去 除率产生重要的影响。一般的说，生物脱氮除磷系统在540，pH 值在7.07.5，溶解氧含量不大于0.5mg/L，污泥龄设计合理时，C/N 值就成了脱氮效果的制约因素。本工程设计进水水质中，BOD5/TN=100/50=2，碳源严重不足， 影响反硝化效果，为保障出水 TN 稳定达标，需增设碳源投加装置作 为保障措施，当进水 BOD5/N 较低时，考虑投加碳源。碳源主要来源有三种途径：外加碳源、内碳源、工业废水中的有 机物碳源。反硝化菌在利用不同碳源时，通过不70、同的呼吸途径，不仅 产生的能量不同，而且细胞的产率也大不相同，即有机物并非全部发 生氧化，还要部分转化成细胞物质。若有机物质转化成细胞的百分比 越大，说明有机物的利用率越低，则对其的需求量就会越大，相应成 本费用就会越高，反硝化菌的细胞产率与所采用碳源的性质间的关系 非常密切。本次工程应采用低生长量（即细胞产率低）的有机物质作 为碳源，乙酸钠是较为理想低生长量碳源。因此，本次工程可采用乙酸钠作为碳源，采用两点投加，投加点 设于两期工程生化池的缺氧区和反硝化滤池前的搅拌区，具体在生产 中可以灵活使用。当进水BOD5/TN偏低、冬季等反硝化效果不好时，可予以补充碳源，实现尾水TN达标排放。6.8 71、加药除磷方案 污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两种方式。由污水厂的运行经验来看，在现有生物除磷基础上，采用生物除磷为主、化学为辅的 除磷措施，可满足新的处理出水标准对磷的处理要求(0.3 mg/L)。 化学除磷即采用向污水中投加化学药剂，使水中磷酸根离子生成难溶 性的盐，形成絮凝体与水分离，达到去除污水中所含磷的一种除磷方 法。化学除磷需要确定投加点和投加的药剂，分别论述如下。6.8.1 药剂投加点确定 按混凝剂的投加点区分，实际中常采用化学除磷工艺有：前沉淀、同步沉淀和后沉淀或在生物处理之后加絮凝过滤。各投加点的比较如 下表所示：表6-5化学除磷工艺投加点比较表工艺类型工艺描述优点缺点前沉 72、淀化学药剂投加在沉砂 池中，或者初次沉淀 池的进水渠（管）中能降低生物处理设施的负荷，平均其负荷的波 动变化，因而可以降低 能耗总污泥产量增加；对反硝化 反应造成困难(底物分解过 多)；对改善污泥指数不利同步 沉淀化学药剂投加在曝气 池出水或者二沉池进 水中通过污泥回流可以充分 利用化学药剂；金属盐 药剂会使活性污泥重量 增加，从而可以避免活 性污泥膨胀；同步沉淀 设施的工程量较小采用同步沉淀工艺会增加污泥量；采用酸性金属盐药剂 会使pH下降到最佳范围以 下，这对硝化反应不利；磷 酸盐污泥和生物污泥是混合 在一起的，因而回收磷酸盐 是不可能的；此外在厌氧状 态下污泥中磷会再溶解；由 于回流泵会73、破坏絮凝体，需 要投加高分子助凝剂后沉 淀将沉淀、絮凝及被絮凝物质的分离在一个 与生物设施相分离的 设施中进行，一般将磷酸盐的沉淀是和生物净化过程相分离的，互 相不产生影响；药剂的 投加可按磷负荷的变化后沉淀工艺所需的投资及运 行费用要高于前两者工艺类型工艺描述优点缺点药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并 在其后设置絮凝池和 沉淀池进行控制；产生的磷酸盐污泥可单独排放，并 可加以利用，如用作肥 料为保证出水TP严格达标，结合水系统的工艺特点，选择同步沉 淀和后沉淀两点加药的方法，投加点选择在生化池好氧区出水堰前和 三级处理沉淀池进水搅拌段，具体在生产运行中可以灵活使用。 6.8.2 混凝剂的选74、择化学除磷根据投加药剂的不同主要有石灰沉淀法、金属盐沉淀法 两种。（1）石灰沉淀法利用正磷酸盐与 Ca2在碱性条件下生成羟基磷酸钙沉淀，从而 将磷从污水中去除掉。3HPO2-+ 5Ca2+ 4OH - Ca5 (OH )(PO4 )3 + 3H2O4石灰法除磷的 pH 值通常控制在 10 以上，当污水的 pH 值上升到 11 以上时，出水的磷含量可以小于 0.5mg/L。为了使 pH 值达到所要 求的数值，必须投加石灰消除碱度所带来的污水缓冲能力，因此，投 药量一般较大。投加方式上若加药点设置在二沉池前，较高的 pH 值 在消耗较多药剂的同时，也抬高了污泥的 pH 值，回流污泥会抑制和 破坏微75、生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于协同沉淀。（2）金属盐沉淀法 金属盐沉淀法采用的混凝剂有铝盐（硫酸铝、聚合氯化铝）、铁盐（氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁)等，从沉淀物的溶解度看，各类金属盐最适宜的 pH 值范围是：铝盐 pH 值为 6 左右，亚铁 盐及铁盐分别为 8 和 4.5 左右。常用的铝盐有硫酸铝（Al2(SO4)）和聚合碱式氯化铝（PAC）两 种。硫酸铝分为精制和粗制产品，适用水温要求较高，通常为 20 40，冬天除磷效果较差，而且粗制硫酸铝含有 2030不溶物， 利用率也较低，一般不采用；聚合碱式氯化铝为无机高分子化合物， 净化效率高，对微生物无不良影响，腐蚀性小，劳动条件好76、。实际应 用时可采用 PAC 原液（10含量）稀释后投加，可减少由于采用 PAC 固体需投药、溶药过程带来的劳动强度。铁盐用量较小，矾花较大，成本低，不受水温和季节影响，但是 腐蚀性较高，在储存、稀释和投加的过程中需要特别小心，避免人身 伤害及对钢铁和混凝土的腐蚀。另外，铁盐还会加重水的色度，影响 感观。上述三种混凝剂的投加量和运行成本比较，亚铁盐成本最低， 但投加量也最大，PAC 和三价铁盐投加量较少，效果突出，但成本稍 高，两者运行成本基本相当。综合考虑，铝盐运行管理安全简便，而且投加量和产泥量均较少， 对污泥性质无不良影响，有利于污泥处理系统的稳定运行，因此，本 方案推荐采用液态聚合氯化77、铝（PAC）作为除磷混凝剂。6.8.3 同步化学除磷的控制 针对本工程本工程的特点，一个加药点设在生物池好氧区出水堰前，在好氧区经过曝气充分混合反应，药剂投加后重力流进入沉淀池， 形成絮凝体经沉淀，泥水分离，去除一部分 TP。同时还在三级处理沉淀池搅拌段也设一个加药点，药剂与沉淀池进水经搅拌混合后再次 进行沉淀，泥水分离，然后再通过过滤，确保出水 TP 的稳定达标。运行时首先根据厂区总进水的 TP 在线监测仪数值确定系统的初 始投加量，再通过出水的 TP 浓度变化修正加药量，确定最佳加药量。 此过程利用自控系统实现，同步在线运行，即时调整加药量，最大限 度地控制节省加药量，并保证出水 TP 达78、标。6.9 污泥处理工艺 本工程是在污水处理厂现有工艺的基础上进行的提标改造工程，主体工艺生化段未做大的调整，主要是增加缺氧区的池容，提高反硝 化效果。因此本期工程对现有的污泥处理工艺不做大的调整，仍采用 原来的重力浓缩+带式脱水机工艺进行污泥处理。6.9.1 总体思路污水处理厂生化段产生的剩余污泥仍然首先进入污泥池进行浓 缩，这样有利于减少调质药剂用量，加快进料、压滤速度，缩短过滤 时间。浓缩池采用重力浓缩，浓缩后其含固率提高，体积减小，再送 入匀质池，加药搅拌混合，利用化学药剂作用于污泥，改变其细胞结 构，降低其胞内水含量，降低比阻，使细小颗粒聚并，以到达便于采 用物理方式脱水的目的。污泥79、经加药调质后，用螺杆泵输送到污泥专 用的压滤机中进行压滤，压出的泥饼呈固态状，性能较稳定，便于运 输和后续处理处置。因初沉污泥中含有一定的碳源，为避免初沉污泥与剩余污泥混合 后再浓缩池内发生磷的释放，因此建议新建一座储泥池单独用于存储初沉污泥。一、二期的初沉池均距离一期工程的污泥浓缩池较近，因 此，考虑将储泥池布置在一期工程污泥浓缩池旁，一、二期初沉污泥 排入新建的储泥池，一期工程生化段的剩余污泥经浓缩后再进入储泥 池，最后接入脱水机房脱水处理。6.9.2 污泥量计算本次升级改造工程建设完成后，两期工程初沉池的初沉污泥均至 新建的储泥池，生化池的剩余污泥均排至污泥浓缩池，污泥量较原有 系统稍有80、变化。加药除磷部分按投药量计，具体污泥量核算情况如下：6.9.2.1 初沉池产泥量计算进水悬浮物含量=400mg/L 出水悬浮物含量=250mg/L 设计平均日流量=75000m3/d 初沉污泥量G=75000（400-250）/1000=11250kg/d（含水率按 97.5%计） V=11250/0.025/1000=450m3/d6.9.2.2 生化部分泥量计算 一期生化池池容（含改造新建后的池容）=24180m3 二期生化池池容=18874m3总池容=57820.56m3污泥产率系数=0.6kgVSS/kgBOD5 设计平均日流量=75000m3/d进水 BOD=100mg/L出水 B81、OD=6mg/L衰减系数=0.04/d 混合液挥发性悬浮物浓度=2.0gMLVSS/L SS 污泥转换率=0.6gMLSS/LSS进水 SS=250mg/L出水 SS=25mg/L 一期工程剩余污泥量=7635.6kgSS/d 二期工程剩余污泥量=3275.1 kgSS/d6.9.2.3 化学污泥量计算 进水 TP=4mg/L设计平均日流量=75000m3/d 进水磷的负荷=300kg/d 一期工程剩余污泥量=7635.6kgSS/d 二期工程剩余污泥量=3275.1 kgSS/d 剩余污泥中磷的含量按 0.02 计 剩余污泥中磷的含量=218.81kg/d 则生化池出水磷的含量=81.79k82、g/d 生化池出水 TP=0.55mg/L按 1mg/L 计 一期设计水量=50000m3/d 生化池出水磷浓度=1mg/L二沉池出水磷浓度=0.2mg/L 磷的负荷=40kg/d设计 PAC 投加量=344.52kg 干物质重量=314.84kg/d 二期设计水量=25000m3/d 生化池出水磷浓度=1mg/L 二沉池出水磷浓度=0.2mg/L 磷的负荷=20kg/d设计 PAC 投加量=172.26kg 干物质重量=157.42kg/d6.9.2.4 一期污泥系统核算 一期进入浓缩池污泥总量 G 总=7950.44 kg/d 一期浓缩池池径 D=11.7m(2 座) 一期污泥浓缩池表面积83、 F12=215.0m2污泥浓缩池固体负荷 Gs=36.97kg/m2d，固体负荷较低 浓缩后的含水率按 97.5计新建储泥池总污泥量 V 总=768m3/d脱水机房工作制按 12h/天计则一期全部脱水机所需处理能力为 q 总=64m3/h，现有的脱水机处 理能力不足。6.9.2.5 二期污泥系统核算二期进入浓缩池污泥总量 G 总=3589.9kg/d 二期浓缩池池径 D=12.0m(1 座) 二期污泥浓缩池表面积 F12=113.1m2 污泥浓缩池固体负荷 Gs=31.74kg/m2d，固体负荷较低 浓缩后的含水率按 97.5计二期工程总污泥量 V 总=137.3m3/d脱水机房工作制按 184、2h/天计则一期全部脱水机所需处理能力为 q 总=12m3/h，现有的脱水机处 理能力能够满足要求。6.9.3 污泥处理工艺调整1新建污泥储池一座，用于存放初沉污泥和一期工程经浓缩后 的剩余污泥；2新建污泥浓缩池一座，用于存放化学污泥和二期工程经浓缩 后的剩余污泥；3一期污泥脱水机房内增设 2.5m 带宽的带式脱水机一台，处理 能力 30m3/h；6.10 臭氧尾气破坏方案 臭氧在接触池与水中的物质反应后，可能会有剩余少量的臭氧需要排放。根据国家大气环境标准，环境空气中连续1个小时的臭氧浓 度不能大于0.1ppm。而臭氧接触池中残余的臭氧如果直接排放的话， 周围空气的臭氧浓度往往有可能超过这个85、标准，因此则需要将残余的 臭氧收集后，通过尾气破坏系统将臭氧分解成氧气排入环境大气中。臭氧尾气破坏器有电加热破坏及催化剂破坏两大类。电加热破坏 采用的是加热器，将通入破坏器的尾气瞬间加热到300以上，利用 臭氧在高温下可迅速分解的原理，高温破坏分解臭氧。虽然电加热能 有效快速的分解臭氧，但是由于要将通过的气体瞬间加热至300以 上，因此能耗较高，使用不经济。催化剂破坏则采用化学催化剂，用 化学方法快速分解臭氧，有着节能高效的优点，但是催化剂如果受潮 及氧化中毒后，对臭氧的破坏效果将大大降低。化学法通常为催化剂法和活性炭吸收法。 催外剂法是以二氧化锰为基质和填料作为催化剂，它能对臭氧起到催化分解86、作用。该方法设备投资少，运行能耗低，其不足之处是属 气进入处理器前必须先除湿；安全稳定性差；催化剂要定期更换等。活性炭吸附法是利用可烯性载体炭表面对臭氧吸收分解，以及一 部分臭氧与活性炭直接反应生成CO2和CO。该方法的缺点是臭氧在活性炭吸附氧化过程中，产生热量，并开成不稳定的臭氧化产物，吸收 装置容易发生燃烧和爆炸，当存在氮氧化物时存在发生爆炸的危险。本工程采用采用催化的方式分解臭氧，能高效节能的快速分解尾 气中残余的臭氧。采用催化方式的破坏器包括除雾器、加热器、催化 剂床、风机和独立的电源控制柜等。催化剂的质量决定破坏器的性能 和寿命。臭氧尾气破坏器采用优质臭氧催化剂，正常使用寿命可达3 87、到5年，分解后的臭氧浓度低于0.10ppm，达到环境排放的标准要求。 6.11 臭氧接触氧化的尾气利用污水厂一期好氧池池容较小，无法满足设计要求。本项目中由于深度处理单元用到臭氧氧化，会产生大量尾气。臭氧接触池所产生的 尾气主要气分为 O2，CO2，水蒸气及少量 O3，尾气排空需要经过臭 氧尾气破坏器，通过高温破坏残余 O3 后排空，尾气经处理后氧气含量在 80%以上，直接排空造成浪费。因此考虑将无害化的尾气收集， 用于好氧池曝气，以满足好氧微生物处理污水中污染物的氧气需求。 相比空气中 21%氧含量，臭氧尾气中的氧气高，氧气溶解于水的推动 力更大，氧气转移速度更快，氧气更容易渗入到菌胶团内部88、，菌胶团 数量更多，更规则，更密实，比表面更大，从而使菌胶团的浓度和活 性都得到改善。将尾气中的氧气回收用于好氧池，实现较高的有机物 去除率。只需少量扩建好氧池，即可满足设计要求。与空气曝气相比较，纯氧曝气有以下特点。(1)氧传递速率快， 活性污泥浓度高，因此可提高有机物去除率，使曝气池容积大大缩小。 (2)剩余污泥量少，污泥具有良好沉降性，不易发生污泥膨胀。(3)曝 气池中能保持高浓度的溶解氧，有较好的耐冲击负荷能力。臭氧尾气回用-曝气工艺就是利用适当的尾气回用设备，将臭氧 尾气直接吸入曝气设备，在曝气池中进行曝气，以满足好氧微生物处 理污水中污染物的氧气需求。相比空气中 21%氧含量，臭氧89、尾气中的 氧气含量在 80%以上，氧气溶解与水的推动力更大，氧气转移速度更 快，氧气更容易渗入到菌胶团内部，菌胶团数量更多，更规则，更密 实，比表面更大，从而使菌胶团的浓度和活性都得到改善。臭氧尾气回用-曝气工艺与纯氧曝气工艺类似，具有以下优势：l节约成本：a 投资成本：减少或避免额外的空气曝气设备，降低新的额外土 建成本；a 运行成本：减少维修成本与电能消耗（与传统的曝气设备相比， 纯氧曝气设备拥有更高的转移效率）；a 臭氧尾气回用可以避免相应的氧气成本。l增加处理能力与抗冲击性：a 超有机负荷运行a 高负荷峰值抗冲击a 减少处理停留时间，降低曝气池容积l提高污水处理运行状况：a 污泥膨胀（90、泡沫）控制a 抑制丝状菌的生长：增加溶解氧浓度，菌胶团质量更好a 污泥沉降性更好：增加了菌胶团的密度a 氨氮去除：确保硝化过程进行l当使用臭氧尾气作为氧气源时，还具有以下几个特别的好处：a 臭氧尾气基本上可以认为是无成本的，这样使得运行成本更低a 臭氧尾气中含有的微量臭氧可以更加有效的抑制丝状菌的生 长，从而使污泥膨胀发生的概率更低，污泥的质量更好。自吸型 VENTOXAL 是一种放置于曝气池底部的浸没式高效尾 气回用及氧传递装置，分为装置主体和电/气控制柜。装置主要由循环水泵、文丘里吸入管、高效气液喷嘴和二次水流 混合器组成。图 6.8自吸型 Ventoxal 装置结构图循环水泵可以结合现场91、情况及客户需求，采用浸没式潜污泵与曝 气设备一体式安装；或采用离心泵与主设备分离，干式安装于曝气池 外，水泵通过管道与曝气装置连接，这样可以更为便捷地进行维护保 养工作，有效降低了维护成本及时间。从水泵出来的高速水流通过文 丘里管时产生充足吸力，将臭氧尾气吸入 Ventoxal 设备中，充分满 足曝气池内溶氧需求。专门设计的高效文丘里管能有效降低水流压损， 在保证足够尾气吸入量的同时，提供最大的搅拌功率，为曝气池内气 液混合提供充足动力，整体降低曝气池运行能耗。自吸型 Ventoxal 设备，最多时 40%的功耗用于低压臭氧尾气吸 入，其余功耗将用于氧气在高速水流中的溶解及曝气池内气水混合。 92、液空专有的高效气液喷嘴，可将氧气转化为极为细小的气泡，提供更 高的气液两相接触面积，促进氧气高效利用，随后这些高溶氧的污水 经过二次水流混合器吸入 4 倍的水量混合后射流排出。 高效气液喷嘴: 高效喷嘴经过特别设计，将穿过其的氧气分裂成非常细小的气泡使两相界面最大化，从而加快了氧气的溶解。另外这个喷嘴还产生了 足够的水平速度以防止气泡的合并效应。图 6.9高效气液喷嘴示意图（C-S 喷嘴） 二次水流混合器:图 6.10Ventxoal 二次水流混合器示意图二次水流混合器可以提供多达 4 倍流量的二次水流与高效气液喷嘴出来的水流混合，即总共带动了 5 倍于水泵流量的水流进行混合， 由于这个二次混93、合的加入以及它非常充分的湍流特性，导致了氧在水 中的溶解量很大。并实现了充氧与水流搅动的双重作用。 电、气控制系统:Ventoxal 各仪表信号都将接入就地电/气控制柜，进行 PID 或 PLC 控制。控制柜接受在线溶氧仪信号，控制阀组开度，调节臭氧尾气加 入量，以维持污水中的溶解氧浓度。图 6.11Ventoxal 气体控制柜示意图6.12 尾水消毒脱色方案 城市污水经过生物处理后，水质已经改善，但水中仍含有大量的致病细菌和寄生虫卵。根据国家城市污水处理及污染防治技术政策 关于“为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城市污水处理设 施应设置消毒设施”的规定，污水厂尾水排放前应进行消毒处理。94、目前我国市场上采用的消毒技术主要有：液氯、二氧化氯、紫外 线、臭氧。由于液氯消毒带来的二次污染、运输的危险性以及余氯对 人体的“三致作用”等因素，使得其有逐渐被其他消毒剂代替的趋势。 其中，二氧化氯、紫外线和臭氧是新兴的最为重要的消毒方法。为了 选择最佳的消毒方式，本次投标将对二氧化氯、紫外线、臭氧三种杀菌方法的效果和优缺点进行详细论述。 下文将首先分别介绍这三种消毒方式，然后再作表对比分析。（1）二氧化氯：二氧化氯是一种水溶性的强氧化剂，在常温常 压下是黄绿色的气体，但在更低的温度下则成液态。二氧化氯在水中 以二氧化氯单体存在，不聚合生成 ClO2 气体，不与有机物结合，不生成三氯甲烷致癌物95、（因此被称为不致癌的消毒剂）。ClO2 结构中有 一个带有孤对电子的氯氧双键结构，极不稳定，光反应会产生氧自 由基，具有强的氧化性。如果以氯气的氧化能力为 100，那么二氧 化氯的理论氧化能力是氯气的 2.6 倍，次氯酸钠的 2.0 倍，双氧水的1.3 倍。所以二氧化氯是氧化类消毒剂消毒效果最好的消毒剂。同时 二氧化氯可以氧化水中多种有机物、无机物，具有脱色的效果。（2）紫外线：紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能 够破坏微生物机体细胞中的 DNA(脱氧核糖核酸)或 RNA(核糖核酸) 的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌 消毒的效果，紫外线可以杀灭各种微生物，96、包括细菌繁殖体、芽胞、 分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等，具有广谱性。紫外消 毒具有以下特点：l高效率杀菌：紫外线对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒内完成， 而对传统氯气方法来说，要达到紫外线的效果一般需要 20 分钟至一 小时的时间。l杀菌广谱性：紫外线技术在目前所有的消毒技术中，杀菌的广谱 性是最高的。它对几乎所有细菌、病毒都能高效率杀灭。l无二次污染：由于紫外消毒技术不需要加入任何化学药剂，因此 它不会对水及周围环境造成二次污染。但是也具有以下缺点：l不彻底：紫外线不能干净彻底的杀灭细菌，对霉菌的作用差，是 大肠杆菌的几十分之一。l有死角：紫外线杀菌，光线照射不到的地方没有效果。l97、有衰退：紫外线的杀菌能力随时间的增加而减退。l穿透力极弱：紫外线穿透力极弱，水中的悬浮物对消毒效果影响 很大。（3）臭氧：臭氧的氧化性极强，其氧化还原电位仅次于 F2，比 氧、氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂都高，说明臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。同时，臭氧反应后的生成物是氧气，所以臭氧是 高效的无二次污染的氧化剂。臭氧的作用机理如下：臭氧在一定浓度下能与细菌、病毒等微生物产生生物化学氧化反 应。其原理是：臭氧分子很不稳定，在常温常压下，容易分解为氧（O2） 和氧原子（O），单个氧原子具有很强的活性，能够氧化分解细菌内 部的生物活性酶、破坏细胞器和核糖核酸，还可以渗透到细胞膜组织、侵入细胞膜98、内使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解死亡。并将死亡 细菌内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热 源等溶解变性死亡。纵观无菌技术对微生物的作用原理可分为抑菌、 杀菌和溶菌三种。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂，即可以达到“彻底、永 久地”消灭物体内部所有微生物。以下将这三种消毒方式进行技术经济比较如下表所示：表 6-6三种消毒方式经济技术比较表序号项目二氧化氯紫外臭氧1消毒机理氧化作用光化学作用氧化作用2优点1. 经 二 氧化 氯 处 理后，水中余氯稳定持 久，防止再污染的能 力强； 2.具有杀菌、脱色、 助凝、除臭等多种功 能，不受污水 pH 值 及氨氮浓度影响。1.所需接触时间短，杀99、菌效率高，不改变 水的物理化学性质； 2.基建费用，运行费 用较低，可实现无人 值守。1.高效氧化剂，氧化能力最强，无二次污 染问题； 2.除杀菌消毒外，还 能氧化水中多数有 机物使之进一步降 解，对酚、氨氮、铁、 锰等无机物也有很 好的氧化作用；3. 臭 氧 消 毒 受 pH 值、水温及水中含氨 量影响较小； 4.杀菌、脱色、助凝、 除臭能力比二氧化 氯更为迅速有效；3缺点1. 二 氧 化氯 具 有 爆炸性，必须现场制 备，立即使用；2. 原 料 具有 较强 腐 蚀性，需化学反应生 成，操作管理要求较 高。3. 需 设 置氯 酸 钠 贮 罐和盐酸贮罐，增加了原料的运输费用。1.水头损失较大；100、2. 消 毒 后水 中 无 持 续杀菌作用；3. 每 支 灯管 处 理 水 量有限，需定期清洗 和更换灯管4. 紫 外 线灯 光 源 强 度小，使用寿命短， 成本较贵。1.臭氧需现场制备；2.腐蚀性强，尾气需 处理，操作管理要求 较高。4脱臭能力较强无强5脱色能力弱无强6腐蚀性强腐蚀性无强腐蚀性7穿透性较强中等强8安全性好好中等9杀菌速度快快极快序号项目二氧化氯紫外臭氧10消毒持续 性中等无弱11设备安装复杂较复杂较复杂12运行管理复杂一般较复杂13运行费用0.039 元/吨0.018 元/吨0.036 元/吨注：表中电费以 0.85 元/kWh 计，氯酸钠以 4500 元/吨计，盐酸以 80101、0 元/吨计通过上表的定性和定量的分析比较可知：臭氧杀菌速度最快、效果最好；臭氧能氧化水中的多数的有机物、氨氮，同时具备很好的脱色、 助凝、除臭能力，能够进一步提高出水水质，保证回用水水质；臭氧消毒的接触池可以利用滤池的反洗水池合建，在降低基建 费用、节省占地的同时，还可以优化流程，降低系统水头；本期工程在出水 CODCr、脱色两项指标的保障措施方面已经采 用了臭氧系统，因此将消毒与降解有机物、脱色有机结合，既能充分 发挥臭氧的作用，又能减少其他工程投资。鉴于污水处理厂进水中有一定的工业废水，以及比一级 A 更加 严格的处理要求，方案推荐采用臭氧接触消毒作为尾水消毒方式。 6.13 改造后总体102、推荐工艺方案介绍本期工程方案设计在综合以上考量的基础上，结合出水水质指标 和实际情况，推荐工艺流程图如下：图例：栅渣外运污水自流 粗格栅自流 提升泵房泵提栅渣外运细格栅+自流砂水分离器旋流沉砂池+初沉池（改）自流缺氧池（扩）碳源砂外运混合液回流纯氧曝气好氧池剩余污泥自流二沉池污泥回流污泥池泵提除磷药剂投加污泥脱水机高密度沉淀池（新） 清洗污水污泥外运鼓风曝气V 型滤池泵提 反硝化滤池（新）自流BAF（新）碳源自流臭氧尾气臭氧接触池（新）滤布滤池（新）排 放 水线 渣线 药线 泥线图 6.12 一期工艺流程图注：深度处理单元（DNBF、BAF、臭氧接触池）为一、二期合建。栅渣外运污水 自流粗格栅103、自流提升泵房栅渣外运泵提 细格栅砂水分离器自流 旋流沉砂池砂外运混合液回流自流 厌氧池碳源缺氧池好氧池曝气污泥池污泥脱水机 污泥外运剩余污泥自流 二沉池泵提 混凝沉淀自流 活性砂滤池 泵提污泥回流 除磷药剂投加清洗污水图例：反硝化滤池 水线 渣线 药线 泥线尾气自流去BAF（新） 一期自流好碳源 鼓风曝气氧臭氧接触池（新）臭氧池图 6.13 二期工艺流程图滤布滤池（新）排 放注：深度处理单元（DNBF、BAF、臭氧接触池）为一、二期合建。6.13.1 污染物去除效果分析 本期工程根据进出水水质指标，将拟选工艺对各种污染物的去除效果分析如下：1、CODCr：（1）二级+三级+深度处理：一般经二级104、生化处理后再经一次简 单过滤处理能够保障出水CODCr50mg/L，对于本期工程来说除了强 化了二级生物处理外，在深度处理段采用前置反硝化-曝气生物滤池， 该工艺在降解TN、SS、TP的同时利用生物作用再一步去除CODCr、 NH3-N。曝气生物滤池出水设臭氧氧化处理单元，可根据出水水质调 整臭氧投加量，可进一步保证出水水质。2、BOD5：一般经二级生化处理后能够保障出水BOD56mg/L，再加上曝气 生物滤池及臭氧氧化的进一步处理，且在本次设计时将臭氧接触池反 应后产生的纯氧补充到生化反应池曝气系统中，可以进一步提高生化 池的BOD5降解效果，因此本项目能保障出水BOD56mg/L。3、NH105、3-N、TN：（1）缺氧-好氧：本污水处理厂原采用的缺氧-好氧生物处理工 艺，此工艺具有较好的脱氮效果。（2）在生化池后端还设置了反硝化滤池，再一次强化生物脱氮 能力。（3）因进水碳源不足，设计增加了碳源投加装置，进一步保障 了TN的去除效果。（5）曝气生物滤池还能进一步去除出水中的NH3-N。 因此，本工艺能够保障出水NH3-N1.5mg/L、TN15mg/L。 4、TP本污水处理厂进水TP一般不高于4mg/L，实际BOD5/TP约为25， 二期基本可以采用生物除磷工艺完成除磷过程，一期不具备生物除磷 功能，系统要求出水TP0.3mg/L，同时考虑到磷的释放问题，单纯依 靠生物除磷难以满足如106、此严格的去除要求，因此，考虑采用生物除磷与化学除磷两者相结合的方法强化除磷效果，以保证出水TP达标。 本期工程选择同步沉淀和后沉淀两点加药的方法，具体投加点选择在 生化池好氧区出水堰前和三级处理沉淀池进水搅拌段。5、SS本污水厂进出水SS指标分别为400mg/L、10mg/L，所要求的去除 率高达97.5%。因此在原污水处理厂构建物的基础上，本次设计时的 SS去除考虑以下几个方面保障SS的去除效果：（1）采用沉砂效果较好的旋流沉砂池：设计采用除砂效果更好 的旋流沉砂池，提高除砂效果。（2）改造一期工程初沉池为斜板沉淀池，强化初沉池的处理效 果，减轻进入生化处理段的无机泥砂的含量。（3）一期工程107、在二沉池后增加絮凝能力强、沉淀效果好、水力 负荷大的高密度沉淀池，进一步去除SS。（3）前置深床反硝化-曝气生物滤池过滤：深度处理采用前置深 床反硝化-曝气生物滤池，滤池深度较深、过滤容量较大，使用寿命长，运行维护简单，对SS、TN、CODCr等都有一定的去除能力，出 水SS一般低于10mg/L。（4）为了避免滤池反洗或生物膜脱落时出水SS超标，深度处理 系统末端设置滤布滤池，以保证出水SS能够稳定达标。6.13.2 工艺方案优点（1）充分利用现有建构筑物，减少工程投资：改造一期工程初沉 池为斜板沉淀池，强化初沉池的处理效果，减轻进入生化处理段的无 机泥砂的含量。（2）改造现有生化处理段：一期108、工程新建缺氧区；二期工程改 造部分好氧区为缺氧区，两期工程都增大缺氧区池容，延长缺氧区 HRT，提高反硝化效果，降低碳源的投加量，节省运行费用。（3）强化预处理单元，减轻后续处理单元的负荷：强化沉砂池 和沉淀池对进水无机泥砂的去除效果，减少进入生化处理段的SS。（4）采用外加碳源：碳源采用乙酸钠，投加采用两点投加，灵 活多变，保障反硝化反应的正常进行，提高TN的去除率。（5）生物除磷与化学除磷相结合：采用生物除磷为主化学为辅 的除磷措施，化学除磷药剂推荐采用PAC（聚合氯化铝），采用两点 投加，保障出水TP稳定达标。（6）采用前置反硝化-曝气生物滤池：反硝化滤池保障出水TN 达标：反硝化滤池除109、了能有效发挥过滤的物理拦截及接触凝聚作用 外，还可以选择性的使用其反硝化功能，进一步强化了对TN的去除 效果，确保出水稳定达标。反硝化滤池后设曝气生物滤池，去除水中残留的CODCr、NH3-N、BOD5、SS等，确保出水稳定达标。（7）臭氧氧化、消毒、脱色：曝气生物滤池后设臭氧氧化处理 单元：进一步去除不可生物降解的CODCr，保证出水水质达标，且臭 氧处理单元自动化程度高，原料来源易得且运输方便，反应后氧化物 转化成氧气和水，不产生二次污染。臭氧氧化处理单元可根据BAF 的出水水质调整臭氧的投加量，进一步保证了出水水质。同时，该单 元可以起到脱色和消毒作用。（8）臭氧尾气利用：臭氧氧化处理单110、元尾气补充生化池曝气： 将臭氧氧化处理单元产生的纯氧补充到生化池曝气系统中，有助于进 一步提高生化池的处理效果。6.13.3 改造后工艺沿程去除率XX污水处理厂提标改造工程表 6-6一期工程污染物沿程去除率指标 项目进水(mg/L)沉砂池-初沉池出水(mg/L)去除率(%)生化池-二沉池出水(mg/L)去除率(%)高效沉淀池+V型滤池出水(mg/L)去除率(%)反硝化滤池出水(mg/L)去除率(%)BAF 出水(mg/L)去除率(%)臭氧接触池出水(mg/L)去除率(%)CODCr40035012.540903591.253591.253092.52893BOD5100100306946946111、94595595SS40025037.52593.751097.51097.5898.0898.0NH3-N45450295.56295.56295.55197.78197.78TN50500255025501080982982TP4.04.001.0750.392.50.392.50.2950.295注：1. 出水色度10（倍）；2. 污泥脱水后含水率80，大气污染物排放浓度执行一级标准；3. 粪大肠菌群数1000 个/L66表 6-7二期工程污染物沿程去除率指标 项目进水(mg/L)沉砂池-初沉池出水(mg/L)去除率(%)生化池-二沉池出水(mg/L)去除率(%)斜板沉淀池+活性砂滤池出112、水(mg/L)去除率(%)反硝化滤池出水(mg/L)去除率(%)BAF 出水(mg/L)去除率(%)臭氧接触池出水(mg/L)去除率(%)CODCr40035012.540903591.253591.253092.52893BOD510010030694694694595595SS400300252593.751097.51097.5898.0898.0NH3-N45450295.56295.56295.55197.78197.78TN50500255025501080982982TP4.04.001.0750.392.50.392.50.2950.295注：1. 出水色度10（倍）；2. 污113、泥脱水后含水率80，大气污染物排放浓度执行一级标准；3. 粪大肠菌群数1000 个/L第七章工程方案设计7.1 总图方案设计7.1.1 总平面布置原则（1）提标改造工程充分考虑与现状厂区的衔接和配合，综合进 行总体布置。（2）充分利用厂区内现有场地，尽可能节约预留用地。（3）各处理构筑物的间距，考虑各种管线的施工，方便维修。（4）从节省成本的角度出发尽量节省管道、电缆的长度。7.1.2 提标改造工程平面布置提标改造工程新增建设用地 131m31m，新增深度处理单元紧密 的布置在该用地范围内，改造部分新建的建构筑物在现有围墙范围内 充分利用空地因地制宜的布置。总平面布置详见附图。7.1.3 高程114、设计原则 竖向设计应考虑地基处理、土石方平衡、工艺竖向流程布置 条件、厂区雨水收集和排除、以及与周边地形的协调等方面，并应考 虑到整个处理厂观瞻和方便管理，同时应满足防洪要求。 简洁、流畅，使各构筑物之间联系管道最短； 土方平衡减少填方或开挖外运的土方量，节省工程投资； 协调提升次数、地基处理等关系，节省工程投资；7.1.2 工艺流程提标改造后，污水厂工艺流程图如下：图例：栅渣外运污水自流 粗格栅自流 提升泵房泵提栅渣外运细格栅+自流砂水分离器旋流沉砂池+初沉池（改）自流缺氧池（扩）碳源砂外运混合液回流纯氧曝气好氧池剩余污泥自流二沉池污泥回流污泥池泵提除磷药剂投加污泥脱水机高密度沉淀池（新） 115、清洗污水污泥外运鼓风曝气V 型滤池泵提反硝化滤池（新） 自流BAF（新）碳源自流臭氧尾气臭氧接触池（新）滤布滤池（新）排 放 水线 渣线 药线 泥线图 6.12 一期工艺流程图注：深度处理单元（DNBF、BAF、臭氧接触池）为一、二期合建。栅渣外运污水 自流粗格栅自流提升泵房栅渣外运泵提细格栅砂水分离器自流 旋流沉砂池砂外运混合液回流自流 厌氧池碳源缺氧池好氧池曝气污泥池污泥脱水机 污泥外运剩余污泥自流 二沉池泵提 混凝沉淀自流 活性砂滤池 泵提污泥回流 除磷药剂投加清洗污水图例：反硝化滤池 水线 渣线 药线 泥线尾气自流去BAF（新） 一期自流好碳源 鼓风曝气氧臭氧接触池（新）臭氧池图 6.116、13 二期工艺流程图滤布滤池（新）排 放注：深度处理单元（DNBF、BAF、臭氧接触池）为一、二期合建。7.1.3 高程设计竖向设计应考虑地基处理、土石方平衡、工艺竖向流程布置条件、 厂区雨水收集和排除、以及与周边地形的协调等方面，并应考虑到整 个处理厂观瞻和方便管理，同时应满足防洪要求，根据本工程场地现 状地面标高，并考虑防洪与周围环境的协调，确定四期扩建工程设计 地面标高与现状厂区地面标高相同。7.1.4 厂区建设内容 新建单体主要有：提升泵房、反硝化滤池、曝气生物滤池、臭氧接触池、综合车间、高密度沉淀池、变电所。涉及改造的建构筑物有： 一期沉砂池、一期好氧池、二期好氧池。主要生产处理建构117、筑物如下 表所示：表 7-1提标改造工程主要建构筑物序号名称尺寸数量结构形式1提升泵房12.0m6.0m6.0m1地下钢筋砼2反硝化滤池42.0m25.0m5.8m1半地下钢筋砼3曝气生物滤池34.0m28.0m6.1m1半地下钢筋砼4臭氧接触池及车间28.014.0m8.5m+28.014.0m6.0m1半地下钢筋砼5滤布滤池15.0m8.0m4.0m1半地下钢筋砼6加药间15.0m6.0m5.0m1地上钢筋砼框架7缺氧池49.0m15.0m6.7m1半地下钢筋砼8高密度沉淀池18.5m10.5m7.0m1半地下钢筋砼9污泥浓缩池12.0m4.5m1半地下钢砼10污泥贮池8.5m8.5m4.118、0m1半地下钢筋砼11变配电间10.0m8.9m5.0m1地上钢筋砼框架7.2 工艺方案设计7.2.1 设计水量水质提标改造工程设计规模 75000m3/d，总变化系数 Kz=1.33。设 计平均小时流量 Qave=3125m3/h，峰值小时流量 Qmax=4145m3/h。设计进出水水质如下。表 7-2 提标改造工程设计进出水水质表序号水质指标设计污水厂进水水质(mg/L)设计出水水质(mg/L)1化学需氧量（CODCr）450302生化需氧量（BOD5）30063悬浮物（SS）400104氨氮（NH3-N）451.55总氮（TN）50156总磷（TP）5.00.37pH 值69697.2.119、2 一期工程沉砂池设计描述：一期原设计沉砂池运行效果差，改造为旋流沉砂池。旋流沉砂池 采用钢结构形式的成品沉砂池，置于现有初沉池前端。旋流沉砂池采 用 2 组并联。主要设计参数：设计规模：50000m3/d主要设备配置：a. 旋流沉砂池（配套全部附属设备） 数量：2 台规格：单台流量 25000 m3/d材质：碳钢防腐7.2.3 一期工程初沉池改造设计描述：一期原设计初沉池表面负荷太大，对进水中的无机泥砂去除效果 一般，直接造成生化段有效污泥浓度不高，影响生化段的处理效果。 为此，考虑将原有的平流式初沉池改造成斜板沉淀池，主要通过增设 斜板填料和排泥管等方式进行改造。主要设计参数：设计规模：5120、0000m3/d 液面负荷：8.22m3/（m2h） 清水区上升流速：2.28mm/s主要设备配置：a. 斜板填料 数量：256m37.2.4 一期工程新建缺氧池设计描述：由于一期工程生化段停留时间较短，总HRT只有9.5h，而且进水 BOD5/TN仅为2.0，造成缺氧区反硝化反应缺少有效的碳源，反硝化 过程难以彻底，出水TN一直超标，在冬季时TN的去除效率甚至只有 20%。为此利用原有的水解酸化池与生物接触氧化池之间预留用地， 新建池体作为缺氧区，有效提高缺氧区池容。主要设计参数：设计规模：50000m3/d 缺氧池停留时间：2.11 h 尺寸：49.0m15.0m6.7m主要设备配置：a.121、 推流搅拌器器 数量：4 台 功率：N=4kW 材质：SS3047.2.5 一期工程好氧池改造设计描述：采用臭氧尾气回用-曝气工艺后，纯氧用量 15t/d，臭氧接触池尾 气可完全满足用气需求。一期原有 4 台曝气风机停用 3 台，保留 1 台 间歇运行，作为搅拌器的补充。主要设计参数：设计规模：50000m3/d 设计水温：12 污泥浓度：3500mg/L 需氧量:10235kgO2/d产泥系数 Yt：0.5 kgVSS/kgBOD5主要设备配置：a. 臭氧尾气回用曝气设备数量：12 套规格：自吸式 Ventoxal 200，含控制系统，功率 15kW材质：不锈钢b. 液环泵 数量：1 台 规122、格：15kWc. 推流搅拌器 数量：4 台 规格：3kW7.2.6 一期工程新建高密度沉淀池设计描述：为进一步去除总磷、色度及 SS，在一期二沉池后新增处理量为 50000m3/d 的高密度沉淀池。主要设计参数： 平面尺寸：沉淀区：12.5m10.5m絮凝区：10.5m6.0m 有效水深：沉淀区：6.5m，絮凝区：6.0m 超高：0.5 m设计规模：50000m3/d 沉淀区表面负荷：18.9 m3/m2h主要设备配置：a.中心传动浓缩机参数：直径 10m，周边线速度 2m/min，功率 N=1.5 kW数量：1 台b.斜管参数：斜管倾角 60，斜管长度 0.75m，面积 110m2数量：1 123、套c.导流筒 参数：SS304，=2.85m，H=3.1m 数量：1 台d.混凝搅拌机 参数：SS304，N=18.5kW数量：1 台e.导流搅拌机 参数：SS304，N=7.5kW，桨叶直径 1.4m 数量：1 台f.污泥回流泵 参数：潜污泵，Q=210m3/h，H=10m，N=11kW 数量：2 台，1 用 1 备g.排泥泵参数：潜污泵，Q=25 m3/h，H=10m，N=1.5kW数量：2 台，1 用 1 备7.2.7 二期工程好氧池改造设计描述：由于二期工程缺氧区池容偏小，而好氧区偏大，为此考虑改造部分好氧区为缺氧区，在其中设置潜水搅拌器，形成缺氧环境，提高反 硝化效果。主要设计参数：124、设计规模：25000m3/d 停留时间：2.2 h主要设备配置：a. 潜水推进器 数量：4 台 功率：N=5.5kW 材质：SS3047.2.8 提升泵房设计描述：新建提升泵房 1 座，污水经厂内现有处理单元处理后，汇流至泵 房，通过提升泵提升至后续深度处理单元。设计参数设计规模：75000m3/d 平面尺寸：12.0m6.0m有效水深：5.5m（池深暂定，后期根据业主提供的管线资料调整） 超高：0.5m主要设备参数：a. 潜污泵，数量：4 台，3 用 1 备性能参数： Q=1382m3/h，H=10m，N=75kW 启动方式：自灌式，变频控制 安装配置：自动耦合安装方式。b. 进水闸门 数量125、：2 个 性能参数：1000启动方式：手动启闭c. 电动葫芦 设备数量：1 台性能参数：起重量 2 吨；N=3.0+0.4kW7.2.9 反硝化滤池设计描述：反硝化滤池采用粗石英砂滤料，在滤池运行过程中存在以下过程： 截留、吸附和脱附。同时，深床滤池滤料层在缺氧环境下运行，在滤 料表面附着生长大量的反硝化生物菌群，二级生化处理出水通过重力-流通过滤料层，污水中的硝酸盐（NO3 ）或亚硝酸盐（NO2 ）被吸附于滤料载体生物膜的吸附、还原成氮气（N2）从污水中释放出来，从 而实现污水的反硝化脱氮过程，颗粒滤料同时具有截留悬浮物的作用。设计规模：75000m3/d 平面尺寸：44.08m27.4m表126、 7-3 滤池设计参数表滤池数量：7 格反硝化负荷 QNO3-N0.4kgNO3-N/(m3 滤料d)有效滤料总体积：1394m3总过滤面积：580m2承托层：19.1mm12.7mm76mm 厚 （顶层）12.7mm6.4mm76mm 厚6.4mm3.2mm76mm 厚12.7mm6.4mm76mm 厚19.1mm12.7mm76mm 厚 （底层）粗粒石英砂滤料：3.35mm1.7 mm 2400mm 厚处理水量Qave=3125m3/hQmax=4145m3/h水力 负荷7 格滤池运行qave=5.36m/hqmax=7.10m/h6 格滤池运行qave=6.25m/hqmax=8.29m127、/h水反冲强度15.0m/h空气反冲强度92.0 m/h单格滤池尺寸 LBH14.2m5.84m5.8m进水混合井3m3m5.8m管廊间44.08m8.7m主要设备参数：a. 石英砂滤料 数量：1394m3b. 承托层砾石 数量：220m3c. 滤砖 数量：7 套d. 混合搅拌器 数量：2 套功率：N=5.5kW e. 气动闸门数量：7 台 规格：500500mmf. 潜水排污泵 数量：1 台 流量：Q=10m3/h 扬程：H=8m 功率：N=0.75kWg. 电动葫芦 设备数量：1 台性能参数：起重量 1 吨；N=2.2+0.4kW。h. 潜水泵 （反冲洗） 数量：3 台 流量：Q=623m128、3/h 扬程：H=10m 功率：N=30kWi.潜水泵 （反冲洗废水排放） 数量：2 台 流量：Q=300m3/h 扬程：H=10m 功率：N=15kWj.罗茨鼓风机（反冲洗） 数量：3 台 流量：Q=63m3/min 风压：H=68.6kPa 功率：N=110kWk. 螺杆空压机（气动阀门、闸门用） 数量：2 台流量：Q=0.5m3/min 风压：H=0.8MPa 功率：N=5.5kWl. 储气罐 数量：2 台 容积：V=1m3 压力：0.8MPam. 电动单梁悬挂起重机 数量：1 套 性能参数：起重量 5.0T 起升高度：12m 功率：3.0+0.8+20.4kW7.2.10 曝气生物滤池129、设计描述：曝气生物滤池是以颗粒填料为介质，通过附着在填料上生物膜及胞外聚合物吸附截留作用、微生物氧化分解作用及沿水流方向形成的 食物链分级捕食作用，实现去除水中污染物的目的，具有出水水质好、 水力停留时间短、占地面积小、投资及运行费用低、抗冲击负荷能力 强和管理方便等优点，可以有效去除反硝化滤池出水中残留 COD。 在冬季，还可起到保障出水氨氮达标的作用。设计参数平面尺寸：34.0m28.0m6.1m 水力负荷：5m3/m2.h 超高：0.5 m主要设备参数：a. 滤板 数量：625 块b. 滤头 数量：22500 支c. 单孔膜空气曝气器 数量：22500 个d. 陶粒滤料 数量：1875 130、立方 参数：粒径 35mme. 气动阀门 数量：48 只 功率：N=0.37kWf. 曝气风机 数量：2 台 流量：Q=40m3/min 风压：H=63.5kPa 功率：N=55kW7.2.11 臭氧接触池设计描述：设 1 座，规模 75000m3/d ，分两阶段运行，总接触时间 60min。 臭氧投加量 20mg/L。池内设置圆盘扩散器，池顶设置尾气破坏装置。 臭氧是一种强氧化剂，臭氧在自由基激发剂或促进剂存在的条件下， 能够使液体或气体中产生大量的自由基，这些自由基在极短的时间内， 可将液体或气体中的有机物氧化成简单的有机物或二氧化碳和水彻 底去除。池前端设置潜水泵，用于反硝化滤池和曝气生131、物滤池反洗。设计参数平面尺寸：28.014.0m 停留时间：40min 有效水深：8.0m 超高：0.5 m主要设备参数：a. 圆盘扩散器： 数量：450 只规格：260，通气量 2.0Nm3/h.个，陶瓷b. 尾气破坏装置 数量：1 套规格：单台处理能力 4kgO3/h，N=6.6kw c. 反洗水泵（参数详见反硝化滤池设备）7.2.12 联合车间设计描述：设 1 座，规模 75000m3/d。内设臭氧发生器、尾气破坏器、滤池 反洗风机、曝气风机、空压机等。设计参数平面尺寸：28.014.0m主要设备参数：a. 臭氧发生器 数量：2 套规格：单台臭氧发生量 35kg/h， N=280kW a132、. 罗茨鼓风机（参数详见反硝化滤池设备） b. 液氧站设备数量：1 套规格：含 50m3 液氧储罐，气化器，减压装置等 备注：置于室外c. 电动悬挂起重机 数量：1 台规格：5T，单梁，Lk=14m，H=6md. 轴流风机 数量：8 台规格：0.37kw，防爆电机7.2.13 加药间设计描述设 1 座，规模 75000m3/d。内设碳源储罐及投加设备等。设备参 数详见 7.2.14 。设计参数平面尺寸：15.0m6.0m7.2.14 碳源补充、化学除磷系统设计描述根据前文对进水水质的分析，污水处理厂进水中 BOD5/N 较低， 这都给厂内污水处理系统的脱氮带来了极大的难度，针对目前进水水 质的133、变化趋势，提高污水处理厂运行可靠性，保障出水稳定达标，本 期工程采用碳源补充和化学除磷系统，进一步加强污水处理厂脱氮除 磷的能力，具体措施是：碳源投加系统：本工程设置碳源投加系统 2 组，其中一期工程生化池与新建的反 硝化滤池共用一组碳源投加系统，二期工程单独使用一套碳源投加系 统。设计参数由于本工程进水 TN 浓度较高，生化池进出水 TN 指标为 50mg/L、25mg/L，总计去除 25mg/L 的 TN，而根据前面的分析 BOD5/TN 较低， 从安全角度考虑生化处理段外加碳源的量按去除 15mg/L NO3-N 计。 假设回流的硝化液中仅含有 NO3-N，曝气池中的混合液剩余 DO值设134、计值为 1.5mg/L。 则所需碳源可按下式计算：FZ = 2.47N0 +1.53N1 + 0.87DO式中：FZ：所需总的碳源量，以甲醇计(mg/L)； N0：需要去除的 NO3-N 浓度，mg/L； N1：需要去除的 NO2-N 浓度，mg/L； DO：污水中的 DO 浓度，mg/L； FZ=2.4715+0.871.5=26.0 mg/L（以甲醇计）最终求得生化段每天的甲醇投加量为： 一期工程（生化段）：Q1=5000026.0/1000=1300 kg/d 二期工程（生化段）：Q2=2500026.0/1000=650 kg/d反硝化滤池进出水 TN 指标为 25mg/L、10mg/135、L，外加碳源的量 也按去除 15mg/L NO3-N 计，参考上述的计算：最终求得反硝化滤池每天的甲醇投加量为： 反硝化滤池：Q2=7500026.0/1000=1950 kg/d 折算成乙酸钠投加量为 6675kg/d。主要设备参数：a. 1#碳源投加系统（用于一期生化池和反硝化滤池） 投加泵：4 台，2 用 2 备性能参数：Q=0500L/h，H=20m，P=0.25kW，变频 醋酸储罐：2 套，V=15m3b. 2#碳源投加系统（用于二期生化池） 投加泵：2 台，1 用 1 备性能参数：Q=0500L/h，H=20m，P=0.25kW，变频 醋酸储罐：1 套，V=15m3化学除磷：设计参136、数本工程设置加药除磷系统 2 套，一二期工程各一套。一期工程设 计 PAC 投加量=344.52kg，二期工程设计 PAC 投加量=172.26kg，计 算详见“污泥处理工艺章节”。主要设备参数：a.1#PAC 投加系统（用于一期） 投加泵：3 台，2 用 1 备性能参数：Q=0500L/h，H=20m，P=0.25kW，变频PAC 储罐：2 套，V=15m3b.2#PAC 投加系统（用于二期） 投加泵：2 台，1 用 1 备性能参数：Q=0500L/h，H=20m，P=0.25kW，变频PAC 储罐：1 套，V=15m37.2.15 零星改造根据业主要求，更换厂内部分损坏设备，如格栅等。7.137、2.16 新增设备一览表表 7-4 新增主要设备表序号设备名称主要参数单位数量备注一一期工程进水泵房机及沉砂池1成品沉砂池Q=0.77m3/s，台2配套全部设备二一期工程初沉池2斜板填料L=0.75mM3256三一期工程缺氧池3潜水推进器N=4kW台4四一期工程好氧池4液环泵15kW台15纯氧曝气装置自吸式 Ventoxal 200，316L，15kW，含控制系统套126潜水推进器N=3kW台4五一期工程高效沉淀池7斜管斜管倾角 60，斜管长度 0.75m，面积 110m2套18中心传动浓缩机10m，液下不锈钢，功率 N=0.55kW，周边线速度 2m/min台19导流筒SS304，=2.85138、m，H=3.1m台110混凝搅拌机SS304，N=18.5kW台111污泥回流泵潜污泵， Q=210m3/h， H=10m，N=11kW台21 用 1 备12排泥泵潜污泵， Q=25m3/h ， H=10m ，N=1.5kW台21 用 1 备六二期工程好氧池改造13潜水搅拌器N=5.5kW台4七提升泵房14潜污泵Q=1382m3/h，H=10m，N=75kW3 用 1 备台4变频控制15进水闸门1000，铸铁，手动启闭台2八电动葫芦起重量 2 吨；N=2.2+0.4kW台116反硝化滤池17滤料m31394序号设备名称主要参数单位数量备注18承托料m322019滤砖组720混合搅拌器N=5.5139、kW套221气动闸门500500mm， N=0.37kW台722潜水排污泵Q=10m3/h，H=10m，N=3.0kW台123电动单梁起重机起重量 5 吨，H=12m，Lk=5.5m，N=3.0+0.8+20.4kW台124反洗泵Q=600m3/h，H=12m，N=30kW台32 用 1 备25反洗风机Q=60m3/min，H=68.6kPa，N=110kW台32 用 1 备26螺杆空压机Q=0.5m3/min ， H=0.85MPa ，N=7.5kW台21 用 1 备27储气罐V=1m3，压力 1.0MPa台2九曝气生物滤池28曝气风机Q=40m3/min，H=63.7kPa，N=55kW台140、21 用 1 备29滤板钢砼预制块62530滤头BAF 专用，ABS只2250031单孔膜空气曝气器BAF 专用只2250032陶粒滤料粒径 35mmm31875十臭氧接触池及制备车间33臭氧发生器臭氧发生量 35kg/h，280kW套234臭氧扩散器260，通气量 2.0Nm3/h.个，陶瓷只45035尾气破坏装置N=6.6kw套236电动悬挂起重机5T，Lk=14m，H=8m，N=4+0.4kW， 防爆电机套138轴流风机0.37kw，防爆电机台10各处39液氧站含 50m3 液氧储罐，气化器，减压装置等套1十一加药间40碳源储罐V=15m3，PE 材质套341碳源计量泵Q=500L/h，141、H=20m，P=0.55kW台63 用 3 备42PAC 储罐V=15m3，PE 材质套3序号设备名称主要参数单位数量备注43PAC 计量泵Q=500L/h，H=20m，P=0.55kW台53 用 2 备十二滤布滤池44过滤装置滤盘 2.5m ， 20 片，功率 N=8.07kW套245反冲泵Q=50m3/h，H=7m，N=2.2kW台4十三污泥池46中心传动浓缩机10m，液下不锈钢，功率 N=0.75 kW， 周边线速度 2m/min台1现有更换47抓斗3t ， 含 电 动 葫 芦 、 支 架 等 ，N=3.0+0.4kW套11 期进水48粗格栅栅隙 20mm，材质 SS304，功率 1.1142、kw，宽 1m，高 6m（暂定）；套21 期更换49细格栅栅隙 3mm，材质 SS304，功率 1.1kw，宽 1m，高 6m（暂定）；套21 期更换50带式压滤机带宽 2.5m，1.5+0.75kW套11 期增加51桁车式刮泥机跨度 12.65m，N=0.552+0.8kW，液下不锈钢套12 期更换其他52电气、自控、仪表套153管道、管件、阀门套154公用工程设备间通风、给排水等，未包含采暖套155高压配电系统套17.3 结构方案设计7.3.1 设计依据7.3.1.1 结构设计原则 结构设计应遵循技术先进、经济合理、安全使用、确保质量的原则，并确保建(构)物有足够的强度、刚度、延性、稳定性143、和使用寿命。 该污水处理厂各项工程结构设计主要应满足工艺和建筑提出的 要求，同时也要满足国家和地方的的现行结构设计规范与标准，使结 构在施工阶段和使用阶段均满足承载力、稳定性和抗浮等承载力极限要求，以及变形、抗裂度等正常使用要求。 大型盛水构筑物的防渗、防漏设计中应引起重视，使用材料应严格挑选，混凝土结构的环境类别为三类 a 级，确保结构在设计基准期(50 年)内安全、顺利地使用。1. 贮水构筑物分别按池外有土、池内无水和池内有水、池外无 土工况进行计算内力，并考虑温差和湿差产生的附加内力，按最不利 内力组合进行设计。2. 矩形水池的池壁按其高/宽分为浅壁池、深壁池和一般壁池进 行内力分析，底144、板原则上采用构造底板(即地基反力按直线分布)，并 按弹性地基板进行校核，同时考虑空池时地下水浮托力的作用。配筋计算以正常使用极限状态为主，承载力极限为辅进行强度校 核，裂缝控制在 0.2mm 以下。7.3.1.2 设计标准1设计使用年限及安全等级根据建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001），本工 程设计使用年限为 50 年。根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）及给水排水工 程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138：2002），本工程所有建 构筑物安全等级为二级；结构重要性系数 r0=1.0。2抗震设防 本工程所处的建筑场地均为类场地，构筑物抗震设防烈度为 6度145、，并根据建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008），本工 程建（构）筑物的抗震设防类别均为乙类，建（构）筑物按 7 度采用 抗震措施。所有构、建筑物均按建筑抗震设计规范（GB500ll-2010）、室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB50032-2003）、构筑物抗震设计规范（GB50191-2012）及相关抗震构造标准图集 进行设计。3荷载根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2012） 风载：基本风压 0.45kN/m2。 雪载：基本雪压：0.40kN/m2。 屋面均布活荷载a. 不上人屋面：0.7kN/m2。b. 上人屋面：2.0kN/m2。 一般办公室楼面均布活荷载146、 2.0kN/m2。 挑出阳台均布活荷载 2.5kN/m2。一般设备间均布活荷载 5.0kN/m2。 施工、检修、汽车、吊车、设备等荷载按实际情况采用。 吊车动力系数 1.20。4结构沉降控制标准a.（建）构筑物基础最大沉降 D 200mm。构筑物严格控制不 均匀沉降。b. 框架结构相邻柱基沉降差小于S， 30mm。c. 砌体承重结构基础的局部倾斜不大于 0.003。（倾斜指基础倾 斜方向上两端点的沉降差与其距离的比）5构筑物稳定性设计a. 地下构筑物抗浮安全系数 k整体抗浮：K1.05 b. 稳定安全系数 k圆弧滑动安全系数 k1.30 有防洪要求的构筑物须按有关防洪要求执行。 c. 支档结147、构稳定安全系数 k抗滑：ka1.30 抗倾覆：ka1.50 d. 沉井下沉系数沉井位于软弱土层时 k1.05沉井位于其它土层时 k1.101.20沉井下沉稳定系数=（井体自重-浮力）/（摩阻力+刃脚及底梁支承力）小于 1.06材料温控标准a. 混凝土浇筑时最高温度不得超过 28，混凝土养护时最大温 差不宜超过 25。b. 钢管闭合时温度在冬季不低于 5，夏季不高于 30，最大 闭合温差不大于25。7建、构筑物中普通钢筋混凝土水池最大裂缝宽度限值 0.2mm。7.3.2 主要建筑材料1水泥 采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于 42.5。 2混凝土防水、贮水构筑物 C30，抗渗标号 S6；一般建筑148、物 C30；垫层 C15。部分构筑物及后浇带混凝土中应加入具有微膨胀及抗渗作用的 外加剂，外加剂宜选用低碱复合型。3钢材钢筋采用 HPB300 钢筋 fy=270N/mm2，HRB335 钢筋 fy=300N/mm2， HRB400 钢筋 fy=360N/mm2，设计选用标准（或通用）图集中的钢筋 按图集要求执行。4砖地面以下采用蒸压灰砂砖，地面以上采用 KP1 型空心砖，框架 填充墙采用 KM1 型空心砖或其它轻质砌体。5砌筑砂浆地面以下采用 M10 水泥砂浆，地面以上采用 M7.5 混合砂浆。6粉刷及防腐材料 钢制件采用涂层防腐。施工缝处理采用止水钢板或橡胶止水带，表面凿毛清洗，敷设 BW149、 止水条；伸缩缝宽一般为 30mm，缝内设置不锈钢板止水。 7.3.3 抗震设计根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）及建筑工程抗震 设防分类标准（GB50223-2008），本工程所在地抗震设防度为 7 度，所有建（构）筑物的抗震设防类别均为乙类，建（构）筑物按 7 度采 用 抗 震 措 施 。 所 有 构 、 建 筑 物 均 按 建 筑 抗 震 设 计 规 范 （GB50011-2010）、室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB50032-2003）、构筑物抗震设计规范（GB50191-93）及相关抗 震构造标准图集进行设计。7.3.4 池体防水抗裂、防渗设计 针对给排水构150、筑物混凝土使用量大，混凝土又因温度收缩及构筑物变断面处应力集中等因素导致产生的早期裂缝和正常使用期间的 裂缝，从而严重影响构筑物的质量与使用的特点，我们在设计中拟采 取如下措施：合理设置伸缩缝。对于大型水池，按 2030 米间距设 置，缝宽取 30 毫米，水池外壁有防水要求的缝中间埋设橡胶止水带 并由密封腻子封嵌。设置后浇带。在较长的构筑物中适当设置后浇 带，用以释放早期混凝土内部产生的拉应力，待 40 天后即混凝土收 缩完成后再采用膨胀混凝土进行后浇带灌缝施工，后浇带施工完毕后，后浇带的限制膨胀作用会在混凝土内产生一定的压应力，作为混凝土 的安全储备。优化钢筋直径和间距。在保证配筋率的情况下151、，使混 凝土内部应力分布均匀，而提高混凝土的极限拉伸及抗拉强度，有效 提高混凝土的抗裂性能。7.3.5 单体构建筑物设计表 7-5 构建筑物一览表序号名称尺寸数量结构形式1提升泵房12.0m6.0m6.0m1地下钢筋砼2反硝化滤池42.0m25.0m5.8m1半地下钢筋砼3曝气生物滤池34.0m28.0m6.1m1半地下钢筋砼4臭氧接触池及车间28.014.0m8.5m+28.014.0m6.0m1半地下钢筋砼5滤布滤池15.0m8.0m4.0m1半地下钢筋砼6加药间15.0m6.0m5.0m1地上钢筋砼框架7缺氧池49.0m15.0m6.7m1半地下钢筋砼8高密度沉淀池18.5m10.5m7152、.0m1半地下钢筋砼9污泥浓缩池12.0m4.5m1半地下钢砼10污泥贮池8.5m8.5m4.0m1半地下钢筋砼11变配电间10.0m8.9m5.0m1地上钢筋砼框架7.4 电气系统设计7.4.1 供配电系统1、380V 供电系统本工程的负荷等级为二级，供电电源采用二路 380V 低压供电。 (原业主高压一期变压器容量 630kVA2，二期变压器容量 400kVA2。 变配电容量不够，需要扩容增加高压负荷容量并建设相应的高压柜、 变压器、综保、无功补偿等设备，拟设 2 台 800kVA 变压器)。本工程所用的供电电源由业主提供，进线供电电缆由业主送到本 工程配置的进线柜的总开关上端，该开关的以153、下部分为本工程的设计 范围。本工程的所有用电设备均为 380/220V 低压设备，主要负荷为动 力负荷。工程总装机容量为 1980kW，计算负荷 1305kW（实际使用 功率约 1110kW）。2、供电电压及接地方式 本工程内所有设备的供电电压等级为 380V/220V。本工程接地系统为 TN-S 方式，380/220V 系统采用中性点直接接 地方式。7.4.2 控制方式与保护1、控制方式根据工艺要求及设备的配置情况，在有关设备附近设置若干现场 操作箱，污水处理厂内各工艺设备的控制采用手动与自动两种控制方 式。在现场操作箱上设有手动与自动的切换开关，在手动控制状态时， 可在现场操作箱上进行手动154、操作，在自动控制状态时，则由本工程设 置的 PLC 系统按工艺要求进行自动控制。2、操作方式本工程内主要用电设备由设备配套供应的电气控制箱控制，控制 箱内设起动设备和短路、过载等保护。其工况和开停、故障信号送中 控室 PLC 柜，按需要配置自控、远控措施。3、电气保护本工程内各工艺设备的电气保护一般采用断路器、交流接触器、 热继电器的控制保护形式，根据工艺要求对部分设备采用变频器控制。 4、电气信号的测量与显示1、在进线柜内设置多功能电表，作为站内显示用。2、在控制柜或现场操作箱上设各设备运行、故障状态的信号灯。3、各设备的运行、故障、允许自动控制的状态信号送 PLC 系统。5、现场操作箱根据155、工艺的要求，在各工艺设备的就近处设置现场操作箱，现场 操作箱的功能主要用于设备的调试、检修及紧急停车。7.4.3 电动机启动及控制方式30kW 及以上电动机采用软起动，为了节约能源和满足工艺要求， 部分电动机采用变频器调速运行，其它电动机一般为直接起动。工艺设备电动机的操作，采用在控制柜或就地按钮箱上手动操作、 及由 PLC 进行自动控制操作两种形式。在设备旁设就地按钮箱,允许自动控制的设备的运行、故障等信号送 PLC 系统。7.4.4 电缆和电缆设施 本工程内电气设备所用的电缆、电缆敷设所需的电缆构筑物，全部由承包单位统一设计、施工和提供。1、动力电缆动力电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜156、芯电缆。直接埋地 敷设的采用铠装电缆，在桥架内敷设的采用常规电缆。 2、控制电缆控制电缆采用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套的电缆，最小导体截面 为 1.0mm2。用于抗干扰场合的控制电缆采用带屏蔽的电缆。 3、电缆设施电缆设施将符合相关的标准和规范。 电缆的敷设将根据工程现场的实际情况恰当地采用电缆沟道电缆桥架地下埋管以及电缆直埋的敷设方式。 电缆桥架采用热镀锌钢制电缆桥架，电缆桥架的连接方式必须保证有良好的导电性，电缆桥架将有不少于两点与接地系统电气连接。 电缆埋管采用热镀锌钢管，所有进入设备的电缆均应穿金属软管保护。 7.4.5 电气设备布置及安装1、配电室配电室内的开关柜及控制柜等均为落地安装157、。2、就地电气控制柜箱 根据工艺的要求及现场的实际情况，在设备较集中的部位设置电气控制柜或控制箱负责就近设备的供电与控制。 控制柜一般为落地安装，控制箱为挂墙或做支架安装。3、照明配电箱及检修电源箱 照明配电箱根据设计要求分别布置在各相关的照明用电点，照明配电箱采用在墙上暗装形式。检修电源箱根据工艺设备的布置情况设 置，检修电源箱一般采用在墙上明安装，也可在现场做支架安装。 7.4.6 主要设备用电负荷一览表表 7-6 用电负荷一览表序号设备名称设备台数单台功率装机容量工作容量costanKx计算负荷安装工作备用Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)1潜污泵43175.00300.0158、0225.000.850.620.9202.50125.50238.242电动葫芦1103.403.403.400.850.620.10.340.210.403混合搅拌器2205.5011.0011.000.850.620.99.906.1411.654气动闸门8800.372.962.960.850.620.51.480.921.745潜水排污泵1103.003.003.000.850.620.92.701.673.186电动葫芦1102.602.602.600.850.620.10.260.160.317反洗泵32130.0090.0060.000.850.620.742.0026.034159、9.418反洗风机321110.00330.00220.000.850.620.7154.0095.44181.189螺杆空压机2117.5015.007.500.850.620.86.003.727.0610曝气风机21155.00110.0055.000.850.62155.0034.0964.7111臭氧发生器220280.00560.00560.000.850.620.9504.00312.35592.9412尾气破坏装置2206.6013.2013.200.850.62113.208.1815.5313电动悬挂起重机1104.404.404.400.850.620.10.440.27160、0.52序号设备名称设备台数单台功率装机容量工作容量costanKx计算负荷安装工作备用Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)14轴流风机8801.108.808.800.850.620.87.044.368.2815碳源计量泵6330.754.502.250.850.620.92.031.252.3816过滤装置2208.0716.1416.140.850.620.914.539.0017.0917反冲泵4402.208.808.800.850.620.87.044.368.2818中心传动浓缩机1100.550.550.550.850.6210.550.340.6519混凝搅拌机161、11018.5018.5018.500.850.62118.5011.4721.7620污泥回流泵21111.0022.0011.000.850.62111.006.8212.9421排泥泵2111.503.001.500.850.620.60.900.561.0622抓斗1103.403.403.400.850.620.82.721.693.2023粗格栅2111.102.201.100.850.6211.100.681.2924细格栅2111.102.201.100.850.6211.100.681.2925推流搅拌器4133.0012.003.000.850.620.92.701.673162、.1826纯氧曝气装置1616015.00240.00240.000.850.620.9216.00133.86254.1227液环泵11015.0015.0015.000.850.620.913.508.3715.88序号设备名称设备台数单台功率装机容量工作容量costanKx计算负荷安装工作备用Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)28曝气风机110132.00132.00132.000.850.620.9118.8073.63139.7629带式压滤机1102.252.252.250.850.6212.251.392.6530中心传动浓缩机2200.751.501.500.85163、0.620.91.350.841.5931桁车式刮泥机1101.901.901.900.850.620.81.520.941.7932照明11030.0030.0030.000.850.620.927.0016.7331.7633其他11010.0010.0010.000.850.620.99.005.5810.59917615198016771450.44898.901706.40同期系数 Kp=0.90,Kq=0.951305.40871.94电熔补偿-315.84补偿后0.921305.40556.101418.91选取变压器2*800负荷率 0.897.5 仪表、自动化控制与通信设计7164、.5.1 仪表设计为满足污水处理厂生产运行过程控制和监测的要求，本着技术先 进、安全可靠、维护方便和经济合理的原则，根据污水站工艺流程设 置相适应的在线检测仪表。7.5.1.1 主要仪表设备1、污水处理系统设流量计、液位计等。2、根据工艺需要配备 pH 仪、溶氧仪 (DO)等在线检测仪表3、水池、储罐药品贮槽均配备高低液位开关或连续式液位变送 器。7.5.1.2 仪控设备选型原则1、仪表选用智能化仪表2、变送器、分析仪表、流量计要求输出 420mA。3、管道流量计量采用电磁流量计。4、电脑采用性能稳定的工控机或商务机，配 21，液晶显示器、 一台打印机、7.5.1.3 设备材料选型原则1、控制165、盘盘体及安装板采用 1.5mm 及以上覆铝锌板，喷塑。2、仪表架桥架选用槽式或梯式热镀锌金属桥架，信号电缆与电 源动力电缆分开敷设。3、穿线管采用国标镀锌钢管或厚镀锌电线管，现场元件侧用套 塑金属软管连接。4、全部仪表和控制设备配有固定的铭牌。7.5.2 自动控制系统设计7.5.2.1 概述本工程拟采用二级分布式（集散型）计算机控制管理系统方案。 本系统使生产过程中的信息集中管理，以实现整体操作、管理；同时， 使生产过程中的控制危险分散，以提高系统的可靠性。整个系统由中 央控制室操作站组成的上位管理级，和由控制站及现场在线测量仪表 组成的现场控制级。现场各种数据通过 PLC 采集，并通过现场高166、速 数据总线传送到中心控制室操作站集中监视和管理。同样，中央控制 室主机的控制命令也可通过上述高速总线传达到控制站 PLC 的测控 终端，实施各单元的分散控制。7.5.2.2自动控制系统的组成 由通讯系统和监控计算机组成中央控制系统（中央控制室操作站）对本工程实施集中监控，由可编程序控制器 PLC 及现场仪表组成现 场检测控制系统（控制站）对本工程各个过程进行分散控制。1、中央控制室 在中心控制室中主要设置一套监控管理计算机操作站（包括 21”彩色液晶显示器、功能操作键盘、鼠标器、打印机及必须的软件、接 口等），一套不间断电源等设备。操作站负责配置系统硬件、形成控制策略、将生成的各类组态信 息167、下载打印。在系统运行过程中，工程师还可在操作站在线调试系统 状态参数，在线修改控制参数等。同时，操作站也是系统的维护中心。本系统所配置的硬件和软件可实现如下功能：采集全站各工段的工艺参数值，电气参数值及生产设备的运行 状态信息。根据采集到的信息，建立各类信息数据库并对各类工艺参数值 作出趋势曲线（历史数据），供调度员分析比较，以便找出污水处理 厂的最佳运行规律，分析事故原因，改进管理方法，保证出水水质， 提高经济效益。操作站以“人机”对话方式指导操作，自动状态下，可用键盘 或鼠标器对有关设备进行手动操作（如开/停机操作）。操作站彩色显示屏可显示全站平面及各工艺流程中的剖面图， 剖面图上有动态的168、实时参数值显示，机泵运行状态显示和事故报警显 示等信息。自控系统生成的生产报表（班/日/月）内容包括运行参数、水 质分析、工艺分析、技术经济分析等。其资料来源为：设备运行记录； 在线仪表实测数据；化验数据等。供生产管理用，机内存储至少六个 月的信息量。操作站彩色显示屏的报警显示 过程检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并发出报警声响加以提示。报警的笛声可以通过键盘或触摸 屏解除，闪动的红光继续保持，直至该故障消除，闪动才停止。报警 对象、内容、时间应列表记录打印。计算机系统可在线诊断各类故障， 查找故障部位并报警。操作站彩色显示屏的测量值显示 仪表测量值以棒状图形式动态169、显示，应有上下设定值，设定值可在工艺要求范围内进行修改。设不间断电源，保证在发生停电故障时该系统仍能安全可靠地 运行。7.5.2.3 设备的控制方式 全站的控制系统均采用自动控制、遥控和就地控制三种控制方式。自动控制由可编程序控制器按软件程序和在线仪表按设定值控制完 成，遥控由中央控制室操作人员控制，就地控制即在设备现场的手动 控制。7.5.2.4 主要自动控制内容 整套自控系统完成以下主要自动控制内容： 1、水泵根据水池内的液位自动开停。2、水泵风机搅拌机等根据工艺要求自动开停。3、污泥脱水系统周期运行。7.5.2.5 控制系统配置1、控制系统（1）配置原则： 控制系统满足工艺设备控制要求,170、并预留部分系统余量。（2）裕量：控制系统的各类机柜及卡件箱留有 15%左右的备用安装空间，控 制系统 I/O 插槽、端子和通道组件预留 15%左右的裕量空间。（4）负荷： 当控制系统满负荷时，系统的电源、软件、通讯负荷和其他各种负荷具有至少 15%以上的工作裕量。 2、操作界面（1）操作界面显示的语言为中文。（2）操作站具备不同级别的操作权限和不同数据集合的操作权 限。操作级别和权限用软件密码或硬件钥匙的方式进行限定。操作员 密码和操作权限能由系统管理员设定和修改。（3）操作站的软件操作环境能适应过程控制的操作需要，可以 根据操作人员登录的操作权限访问和调用工艺流程图、趋附图，过程 参数、历史171、数据、报警处理以及各种可用数据，并能有效地调整控制 回路的输出及设定参数，进行各种机泵的启停和切换等操作。（4）监控操作站具备如下功能：工艺流程、运行状况模拟图。所有泵、风机、辅助设备的启停。各检测参数显示。槽罐高、低液位报警与泵的启停联锁。故障声光报警及记录，报警复位操作功能；保存 2-3 个月的报 警记录；自动打印生产报表。工艺要求的相关趋势图与历史数据报表。历史数据保存时间为3 个月以上。报警功能，具备完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警有明显区别。能对过程变量报警任意进行分级、分区、分组，能 自动记录和打印报警信息，区分第一事故报警，记录报警顺序。3、硬件配置（1）操作站的配置172、 CPU：32 位； 主频：2.0 GHz； 内存：2.0 GB； 硬盘：120 GB； 显示器：21，液晶报表打印机：满足操作站进行屏幕图形打印和报警报表打印的需 要；（2）通讯接口：配备通讯口。（3）电源及接地本装置所用的电源规格为单相 220VAC10%，50Hz。现场变送器、流量计等仪表所需 24VDC 电源由 PLC 柜提供。 PLC 配备稳定可靠的电源，机柜的配置包括电源和配电器及端子排等 元器件。中央控制计算机的电源由 UPS 供电 接 地 工 程 应 符 合IECl024-1 、 IEC354-5-548-1996 、ISA-RPl26-1995、IEC60079-14-199173、6 等有关标准规范4、软件配置（1）软件供货范围控制算法软件人机界面软件国产组态软件（2）软件的功能提供的 PLC 配备全套的过程控制软件、过程检测软件和操作 软件，软件的容量按硬件配置的最大容量进行配置。数字量输入、输出的状态由软件任意设定，并可将其强制在常 开或常闭状态。组态软件具备在线修改和在线下装组态数据的功能，且整个下 装过程是无扰的。7.5.3 控制系统供电 为了保证整个控制系统在紧急停电情况下还能正常运行，系统配置不间断供电电源 UPS，并有储能电池，要求输出为正弦波，并应对 指定的设备提供不间断电源。它应安排成在主电源不符合规定要求时， 避免设备的破坏或扰动。在正常状态，电源应174、通过整流器/充电器向储能电池供电并向逆 变器供电。通常由送变器向荷载供电。在主电源有故障时，应由电池 通过逆变器向荷载供电。当电源恢复正常，荷载供电应恢复到正常，电池应自动充电。在 任何情况下，向荷载供电应保持不断。7.5.4 防过电压及接地 由室外引入各现场控制站的电源线路、金属介质通讯总线均在进户处装设过电压保护装置，抑制暂态浪涌电压，泄放暂态浪涌电压能量，保障设备免受过电压的干扰和侵害。 除有特殊接地要求的仪表外，现场仪表的工作接地（即屏蔽接地和信号回路接地）在现场控制站（控制室）侧接地。实施等电位联结 的构筑物，仪表及控制系统与电气、防雷共用接地装置，接地电阻不 大于 1 欧姆。接地电175、阻达不到要求时应增加接地极数量或采用降阻措 施。7.5.5电话通讯系统设计 主要生产车间和办公室地点安装固定电话。7.5.6 视频监控设计 本工程范围实施视频监控系统，安全保卫部门可以实现在周界围墙、厂区等目标进行实时全天候视频监控，对本工程周边各主要通道 和场地进行监控，保卫人员可以随时了解本工程周围的实际情况，加 强对周边、大门等重点部位的监控，可以随时监控及处理突发事件。第八章环境保护、劳动保护、消防设计8.1 环境保护污水处理工程本身是一个环境保护项目，它建成后对改善太湖流 域水环境和减少 N 和 P 的排放量具有及其重要的作用。但处理设施 的运行对周围环境也会产生一定的影响，因此在环176、境保护方面需采取 一定的措施。为了减小对周围环境的影响，本工程拟将采取以下措施：（1）在所有车辆和设备装设低噪声和消降污染的设施，以限制 噪音和空气污染；（2）采取工程措施消除厂内处理过程中产生的臭气。（3）在工程新建构筑物四周加设绿化带。8.2 劳动保护和卫生防护 在工程运转之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，除此之外，尚需考虑如下措施：（1）各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护栏杆，栏杆高度 和强度均符合国家劳动保护规定。（2）在产生有毒气体的工段，设置 H2S 测定仪和通风系统，并 配备防毒面具。（3）对加药间等产生有害气体的场所，进行机械通风，并177、满足 劳动保护的换气要求。（4）所有电气设备的安装、防护，均须满足电气设备有关安全 规定。（5）水泵、电机等易产生噪声的设备，设置隔振垫，减少噪声， 同时，将管理用房与机房分开，并采取有效的隔声措施。8.3 消防设计厂区内建（构）筑物的耐火等级、防火间距、消防给水、空调及 电力设备的选型和保护等级均按建筑设计防火规范（GB50016-2014）有关条款执行。本工程在正常生产情况下，一般不 易发生火灾，只有在操作失误、违反规程、管理不当及其它非正常生 产情况或意外事故状态下，才可能由各种因素导致火灾发生。因此为 了防止火灾的发生，或减少火灾发生造成的损失，根据“预防为主， 防消结合”的方针，三期178、工程在设计上采取了相应的防范措施。(1) 总图运输 在厂区内部总平面布置上，按生产性质、工艺要求及火灾危险性的大小等划分出各个相对独立的小区，并在各小区之间采用道路相隔。 厂内道路呈环形布置，保证消防信道畅通，厂内铺设主干道宽6m，次干道宽 4m，污水处理厂设 2 个出入口，与厂外道路相连，满 足消防车对道路的要求。在火灾危险性较大的场所设置安全标志及信号装置，在设计中对 各类介质管道应涂以相应的识别色。(2) 建筑 污水处理工程新建或改建的建（构）筑物的耐火等级均至少达到II 级，主要厂房均设两个出入口。 污水处理工程建筑物的防火设计均严格按建筑设计防火规范GB50016-2014 的规定进179、行。(3) 电气 分厂新建工程消防设施采用双回路电源供电，其配电线采用非延燃铠装电缆，明敷时置于桥内或埋地敷设，以保证消防用电的可靠性。 建、构筑物的设计均根据其不同的防雷级别按防雷规范设置相应的避雷装置，防止雷击引起的火灾。 电气系统具备短路、过负荷、接地漏电等完备保护系统，防止电气火灾的发生。(4) 消防给水及消防设施 污水处理厂设计了完善的消防给水系统和消防设施可满足分厂新建工程消防给水的需要。第九章工程投资概算及成本计算9.1 工程投资概算9.1.1 工程建设规模及总投资额 工程总设计规模 7.5104m3/d。本工程投资概算总额为 5449.83 万元，其中工程直接费 5035.63180、万元。概算总投资包括工程直接费，工程其他费，预备费，铺底流动资 金等，工程投资概算具体分项投资详见商务文件。项目总投资估算表单位：人民币万元序 号工程或费用名称投资估算建筑、市政 工程 费设备购 置费安装工 程费其他费 用合 计比例%一工程费用1497.923056.05481.665035.6392.40%1提升泵房38.8824.823.7267.422反硝化滤池365.40975.50146.331487.233曝气生物滤池290.36441.3566.20797.914臭氧接触池216.58216.585滤布滤池33.6085.6012.84132.046缺氧池246.234.600.181、69251.527高密度沉砂池88.3813.852.08104.318进水沉砂池21.600.0021.609污泥浓缩池 130.5231.004.6566.1710污泥浓缩池 230.520.0030.5211一期好氧池460.8069.12529.9212零星改造0.0034.005.1039.1013联合车间78.40365.2554.79498.4414加药间22.5014.282.1438.9215变配电间22.2522.2516道路12.7012.7017通风35.0035.0018管道、管件、阀门350.0070.00420.0018PLC+上位机控制系统 、配电、控制柜 箱5182、2.0010.4062.4019防雷接地、照明、公用电气10.002.0012.0020电缆桥架等80.0016.0096.0021视频监控系统8.001.609.6022高压柜、变压器、综保及出线70.0014.0084.00二 工程建设其它费用313.49313.495.75%1建设单位管理费67.592场地准备费及临时设施费0.003招标代理服务费0.005工程建设监理费17.626工程勘察费15.007工程设计费118.008施工图设计审查费11.809竣工图费9.4410环境影响咨询费10.3011劳动安全卫生评审费5.0412工程保险费15.1113生产准备费1.6014联合试运转183、费30.0015专项、监测评估、验收10.0016前期工作咨询费2.00三预备费100.71100.711.85%1基本预备费2%100.712涨价预备费四建设期借款利息五流动资金六建设总投资1497.923056.05481.66414.215449.831静态投资1497.923056.05481.66414.215449.832动态投资比例% 27.49%56.08%8.84%7.60%注：1、由于未提供地勘报告等地质资料，故此报价不包含基底处理费用，根据施工经验预计本工程地基处理费用为 200 万。 2、建设期利息与流动资金，暂未计入本表中。9.1.2.编制依据和原则9.1.2.1 资184、料依据 XX污水处理厂提标改造工程设计图纸及有关文字说明。9.1.2.2 定额依据 本工程的投资概算按照国家住建部、山东省住建厅、XX市住建局现行的市政工程有关定额、计价表及编制办法执行，依据如下：（1）本项目投标文件及有关技术资料；（2）全国市政工程投资估算指标（住建部）；（3）山东省市政工程计价定额；（4）山东省安装工程计价定额；（5）山东省建筑与装饰工程计价定额；（6）类似工程投资经济指标；（7）XX工程造价信息XX 年第 3 期工程造价信息指导价。9.1.2.3 价格取定 管道及主要生产构筑物按工程设计图纸计算工程量套用定额编制，一般辅助设施等套用有关经济技术指标。 设备价格：国内设备185、估算价格按含运杂费、安装费、基础费考虑。 工器具及备品备件购置费均按设备费合计的 1%计算。9.1.2.4 工程其他费用a. 建设单位管理费：按工程总投资(不包括建设单位管理费本身) 分档计算（财政部财建2002394 号文件基本建设财务管理规定） 的 60%计取；b. 场地准备费及临时设施费：现有场地较为平整，厂区设施完 善，不再计取；c. 招标代理服务费：按业主单位自主开展，不再另行计取；d. 建设工程监理费：按工程费用+联合试运转费用之和的投资额 用插入法计算（国家发改委、建设部发改价格2007670 号文件建 设工程监理与相关服务收费管理规定）计取；e. 工程勘察费：按（国家计委、建设186、部计价格200210 号文件工 程勘察设计收费管理规定）并结合市场价计取；f.工程设计费：按工程费用+联合试运转费用之和的投资额采用直 线内插法计算（国家计委、建设部计价格200210 号文件工程勘察 设计收费管理规定）；g. 施工图设计审查费：按设计费的 10%计取；h. 竣工图编制费：按设计费的 8%计算（国家计委、建设部计价 格200210 号文件工程勘察设计收费管理规定）；i. 环境影响咨询服务费：按建设项目投资额采用插入法计算（国 家计委、国家环保总局计价格2002125 号文件）j. 劳动安全卫生评审费: 按第一部分工程费用的 0.1%计取； k. 工程保险费：按第一部分工程费用的187、 0.3%计取；l. 生产准备费（人员培训费等）按设计定员 2000 元/人月，培 训 2 个月计；m. 联合试运转费：按设备工程费用的 1 %计算；n. 专项、监测评估、验收：政府报批手续及其它费用等按 10 万 元计取；o. 建设项目前期工作咨询费：按建设项目投资额分档收费（国 家计委计价格19991283 号文件）并结合市场价计列；p. 工程预备费按第一部分工程费用+第二部分工程建设其他费 用之和的 2%计算；根据国家计委 99（1340）号文规定，不计涨价预 备费。9.2 新增直接运行成本计算9.2.1 动力费新增实际使用功率约1110kW。一期好氧池改用臭氧尾气回收曝 气后，现有4台188、（132kW、110kW、75kW、75kW）罗茨风机中的三 台停用，保留一台（132kW）。扣减运行功率260kW，实际新增运行 功率850kW。日运行电耗20400kWh电价按0.85元/ kWh计， 则日动力费17340元，年动力费632.91万元，折合吨水0.231元/ m3 注：臭氧尾气破坏装置所占运行功率为13.2kW，日动力费270元，年动力费9.83万元，折合吨水0.004元/ m39.2.2 人工费新增操作员按4人计。人工工资按平均每人每月6000元，年费用6000412=288000元。按一年运行365天计，则人工费789元/天，0.011元/m3。9.2.3 外购原材料费189、9.2.3.1 碳源购置费本工程进水C/N 不足，根据反硝化条件，需补充碳源。根据招 标文件要求，以乙酸钠作为碳源，计算碳源投加量。去除每单位NO3-N理论消耗2.86单位BOD5，一般C/N3认为碳 源充足。本方案采用乙酸钠为碳源，取其C/N=4。进水实际BOD5约 100mg/L，TN约50mg/L；设计出水TN15mg/L，BOD56mg/L，则 理论碳源补充量（5015）4（100-6）=46mg/L。乙酸钠的BOD5 当量测定值为0.52，乙酸钠的理论投加量约为89mg/L，即0.089kg/m3，日投加量6675kg。 乙酸钠纯度以98%计，则乙酸钠日投加量6812kg。 乙酸钠采190、购价格以6000元/吨计算，则 乙酸钠投加成本：60006.812/75000=0.545元/吨水9.2.3.2 液氧购置费O3最大投加量20 mg/L，日最大投加量1500kg。制备1kgO3耗用 纯氧10kg，则纯氧最大日投加量15t/d。液氧700元/吨，则液氧购置费10500元/天，383.25万元/年，折合0.140元/m39.2.3.3 水费配药水量：日耗水约50m3。 自来水单价3.40元/m3，则水费170元/天，62050元/年，0.002元/m3；9.2.3.4 药剂费药剂主要为加强化学除磷增量药剂。本方案采用聚合氯化铝作为 除磷药剂。现状出水TP0.5mg/L，设计出水T191、P0.3mg/L，除磷浓度0.2mg/L； 沉淀产物为磷酸铝，KAP=27/31=0.87；取需用系数KA=3（范围2.13）； PAC中铝有效含铝量0.15g/g；则增加的PAC日用量750000.23 0.87/(10000.15)=261kg。PAC（99%）采购价格以2000元/吨计算，则 增量PAC投加成本：20000.261/75000=0.007元/吨水9.2.4 日常维检费提取率按2.0%计算，年费用100.71万元，吨水费用0.037元/m3。9.2.5 折旧费土建投资1498万元，按50年折旧，折旧费0.011元/m3。 设备投资3056万元，按15年折旧，折旧费0.075192、元/m3。 折旧费合计0.086元/m3。9.2.6 新增直接运行费 综合以上各项，可得新增直接运行费用分析表9-1。表9-1 新增直接运行费用表序号项目单价（元/m3）1动力费0.2312人工费0.0113外购原材料费碳源0.545液氧0.140水0.002药剂0.0074维修费用0.0375折旧费用0.086合计1.059第十章其他合理化建议1. 提标改造工程建设过程中，对全厂电气、自控、总图、管线、 单体改造等方面的调整宜根据工艺系统要求统筹进行，以免建设的重 复浪费。2. 建设过程会对现有运行的前期工程造成一定的影响，施工前 做好充分的准备，施工时做好维护工作，尽量不影响现状生产。3. 在运行过程中应加强对新系统的维护和管理，积累经验，优 化系统，保障运行。4. 工程出水水质将优于一级A标准，可作为再生水回用的可靠水 源，因此，要结合再生水规划联系好回用水的用户，以便使该项目尽 早地发挥经济和环境效益。