宿舍楼建筑中水回用.doc

中水回用设计方案环境工程系王思琪090411目录一、项目介绍或概况 -3二、设计依据（设计规模及原水水质、回用水质）-3三、设计原则及指导思想 -4四、方案设计范围 -5五、工艺选择及流程确定 -6六、工艺设计及设备选型（含主要构筑物与设备详情一览表）-7 1、工艺说明 -7 2、工艺单元设计 -10七、其他设计（包括建筑设计、结构设计、电气设计、给排水设计）-19 1、建筑设计 -19 2、给排水设计 -21 3、结构设计 -22 4、电气设计 -22八、工程投资概算/估算（含主要构筑物、设备报价一览表）-24九、运行费用及经济效益分析（或技术经济分析）-26十、设备安装与调试 -31十一、消防、安全、劳动定员及人员培训 -31十二、工程质量保证和售 后 服 务承诺 -31十三、方案设计单位简介及典型工程案例（业绩）-321、 项目介绍或概况工程概况某大学学生宿舍内设公共盥洗室和淋浴室，共按2736人入住设计。本工程考虑收集宿舍楼的淋浴废水和盥洗废水(并考虑与前、后期生活废水合并)作为中水源水，经中水处理站处理后用于小区内冲厕用水。表1-1水量平衡计算表建筑物人数中水用水量(m3/d)淋浴用水定额L/人.天盥洗用水定额L/人.天优质杂排水量(m3/d)中水原水量(m3/d)宿舍楼14000382.2397.8655.2524.16优质杂排水量=楼内入住人数（淋浴用水定额+盥洗用水定额）/1000中水原水量=优质杂排水量80%二、设计依据（设计规模及原水水质、回用水质）1建筑给水排水设计规范 (GB500152003)2建筑中水设计规范GB50336-20023室外排水设计规范GB500014-20064、居民小区给水排水设计规范（CECS57-94）；5、回用水标准符合国家城市污水再生利用景观环境用水水质（GB/T18921-2002）；6、建设方提供的有关生活污水水质、水量、布局、工程图纸等基础资料；7、其他相关标准及规范。由下表及图示，本工程选用优质杂排水作为中水原水是可行的,其中水原水量设计为：Qpy=350 m3/d，并采用自来水作中水补充水源。表2-1水源水质指标项目进水指标（mg/L）处理后水指标（mg/L）BOD5100小于20CODmn80小于30SS100小于10总大肠杆菌数多3个/ L3、 设计原则及指导思想 处理工艺选择设计原则：1贯彻经济性与可靠性并重的原则，在最大限度地降低工程造价和运转费用的同时，合理兼顾运转操作条件管理维护条件。2充分考虑校区的实际情况与客观条件，因地制宜，积极稳妥的采用先进技术，使工程的设计、施工、运行管理都能达到预期目标。3充分利用国产设备，以降低工程成本、便利维修，严格遵守国家环境保护法、水污染防治法，保护环境解决水环境污染问题。因本工程中水原水为淋浴排水与盥洗排水组成的优质杂排水,所以采用以生物处理与物理化学处理相结合的工艺流程.四、方案设计范围（一）本工程中水水源为淋浴排水与盥洗排水组成的优质杂排水，水中有机物浓度较低，处理目的主要是去除悬浮物和少量有机物，降低原水的色度和强度，可采用以物理化学处理为主的工艺流程或采用生物处理和物化处理相结合的工艺流程。1物理化学处理工艺流程：原水格栅调节池絮凝沉淀或气浮过滤消毒中水2生物处理与物理化学处理相结合工艺流程：原水格栅调节池生物处理沉淀过滤消毒中水3预处理和膜分离相结合的处理工艺流程：原水格栅调节池预处理膜分离消毒中水对于中水处理工艺流程选择的一般原则，当以洗漱，淋浴或地面冲洗等优质杂排水为中水水源时，一般采用物理化学法为主要处理工艺流程即可满足回用要求。一般流程为混凝、沉淀（或气浮）和过滤、吸附，当主要以厨房、厕所冲洗水等生活污水为中水水源时，一般采用生化法为主或生化、物化结合的处理工艺。五、工艺选择及流程确定 图5-1泵 沉 淀 池中 间 水 池泵压 力 罐中 水 池中水回用反冲洗溢流回用混凝剂上清液、泵排泥池泥饼外运反冲洗回水消 毒 剂格栅调节池图5-2系统处理流程图经过此工艺流程处理后的水质标准: BOD520,CODmn30,SS65.625 m2满足要求.并考虑在池底设置水下曝气器.3.毛发聚集器的设置:本工程毛发聚集器设于污水泵吸水管上,毛发聚集器要求如下:A.过滤网的有效过水面积等于连接管截面面积的2.5倍.B.过滤网的孔径为3mm.4.塔式生物滤池计算:1.计算各项设计参数:1)每日产生的平均污水量：（每日用水定额：47L/人.天）1400047=658000L/天=658m3/d2)每日产生的BOD5值：（查表的塔式生物滤池每日生产BODu55g） 1400055=770000g/天换算成污染浓度：770000/658=1170.21mg/l3)选定BODu允许负荷率：按处理BOD5为20mg/l的要求，冬季水温为8摄氏度条件，查水温和BODu关系图，得允许容积负荷率800g/(m3.d)2.确定滤池尺寸：1）滤料容积：V=Sa.Q/Na=55658/800=45.24m3按进水BODu值为100mg/l,塔式滤池高度近确定为8米。2）总面积：F=V/H=45.24/8=5.655m23)采用两座塔式滤池，每座塔式滤池面积：F1=1/25.655=2.83m24）直径：D=(4F/3.14) 1/2=（42.83/3.14）1/2=1.9米5）校核水力负荷：Q=Q/F=658/5.655=116.36m3/m2.d6)滤池总高度：Ho=H+h1+(m-1)h2+h3+h4=8+0.5+(4-1) 0.2+0.5+0.5=10.1mh1为超高（0.5）h2为滤料层间隙高(0.2-0.4)h3为最下层滤料底面与集水池最高水位距离大于或等于0.5m。h4集水池最高水深。7）校核塔径塔高比值：D/H0=0.188在（1/6-1/9）之间符合要求5.沉淀池计算:A.本工程采用斜管沉淀池,其设计参数如下:表面负荷:U0=2m3/ m2.h, 斜管长L1=1m, 斜管倾角=600斜管管径d=100mm, 保护超高为h1=0.3m, 清水区高度为：h2=0.7m,配水区高度为: h3=1.0m, 积泥区高度为: h4=0.53m,最大出水负荷11 m2满足要求.F.净出水口面积计算:为了配水均匀,进水布置在4 m长的一侧.在2 m宽度中扣除0.3 m无效长度,则净出水口面积:F=(B-0.2)*L/KK-斜管结构系数. 1.03F=(B-0.2)*L/K=(3-0.2)*6/1.03=16.32 m2G.沉淀池高度计算:斜管高度: h5= L1*Sin60=1*0.87=0.87 m则池高：H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5=0.3+0.7+1+0.53+0.87=3.4 m.H.核算:以沉淀池出水负荷来核算.Qf=Q /L=4.05/4=1.01L/S.m1.70L/S.m满足要求.I.其它:排泥采用穿孔管,出水采用堰口出水方式.J.斜管沉淀池布置示意图如下: 图6-1斜管沉淀池布置示意图6.中间水池:中间水池容积取调节池容积的11%,则中间水池容积V=0.11*210=23.1 m3,取中间水池高H=1.5 m,保护超高为0.3 m则中间水池面积:F=.V/H=15.4/1.2=19.25m2中间水池平面尺寸边长为:L=19.25/2=4.4 m.7.本工程中水过滤采用石英砂压力过滤器过滤.A. 设计参数:滤速为:v=10m/h, 反冲洗强度：q=40L/ m2.s,反冲洗时间t=5min,B.过滤器面积：F=Q/ v式中：F-过滤器面积(m2)Q-过滤器处理能力(m3/ h)( 接两倍日处理量计算43.75)V-滤速(m/h)(10)F=Q/ v=43.75/10=4.4 m2.C.反冲洗水量: Q1= q*F*t=40*4.4*5*60=52800L=52.8m3,其反冲洗水由反冲泵从清水池中抽取供给.D.过滤罐尺寸计算:采用两个过滤罐n=2.(1)每罐过滤面积F1=F/n=4.4/2=2.2 m2(2)每罐半径:R= (F1/3.14)1/2=(2.2/3.14) 1/2=0.85 m(3)每个过滤罐直径:d=2*R=2*0.85=1.7 m,取1.7 m.8.清水池计算:清水池的调节容积按中水系统日用水量的35%计算.则:V=Qd.*0.35=525*0.35=183.75 m3,设清水池高为:3.5m(其中超高保护高为0.3 m)则清水池面积为:F=183.75/3.2=58 m2.则清水池平面尺寸为:BXL=6X10 m.9.混凝剂计算:A.本工程中混凝剂采用精制硫酸铝,其性质为:无水硫酸铝含量为:52%,B.本工程助凝剂采用活化硅酸.C.药液箱容积的计算:本工程混凝剂投药率为:20mg/L,采取每天制药一次.则药液箱容积V=a*Q/(10*b*n)式中：V-药液箱容积, La-混凝剂投药率, mg/L (20)Q-日处理水量, m3/d (525)b -药液含量,一般采用20n-每日配制药液次数,(则:V=a*Q/(10*b*n)=20*525/(10*20*1)=52.5LD. 本工程投药采用泵前投药方式,由孔口计量设备苗嘴流出的混凝剂药液投加在水泵吸水管上.采用孔口计量投药设备,如下图所示: 图6-2泵前投药示意图1-药液箱 2-恒位箱 3-隔板 4-投药苗嘴5-漏斗 6-水封箱 7-水泵 8-水泵吸水管 9-水泵出水管10.消毒剂计算:A本工程消毒剂采用次氯酸钠消毒剂,采用直流式次氯酸钠发生器.B.次氯酸钠发生器的产量计算如下式:W=24QD/T式中：W_次氯酸钠发生器的有效氯产量,g/hQ-被消毒水的最大日平均时流量, m3/ h(21.875)D-水的设计加氯量, mg/L(20)T-发生器的工作时间, h(10)W=24QD/T=24*21.875*20/10=1050g/hC.食盐用量的计算如下式:G=24QDS/1000式中：G-食盐用量,kg/dQ-被消毒水的最大日平均时流量, m3/ h(21.875)D-水的设计加氯量, mg/L(20)S-生产单位质量有效氯所消耗的食盐量, kg/kg (3.5)G=24QDS/1000=24*21.875*20*3.5/1000=36.75 kg/dD.盐水槽的容积计算如下式:Vs=100G/(n*N)式中：Vs-盐水槽的有效容积,LG-食盐用量,kg/d(36.75)n -稀盐水浓度,%(4)N-每日配制次数,(1)Vs=100G/(n*N)=100*36.75/(4*1)=918.75 LE.次氯酸钠贮液槽容积计算如下式(有效容积):Act=QDt/C式中：Act-贮液槽的有效容积，LC-次氯酸钠溶液的有效氯浓度, g/ L(8)(或按产品说明书)t-贮液时间, h. t=24-T=24-10=14 h (T为发生器工作时间).Q-被消毒水的最大日平均时流量, m3/ h(21.875)D-水的设计加氯量, mg/L(20)Act=QDt/C=21.875*20*14/8=870.63 LF.稀盐水(4%)的配制:由溶盐池配制浓度15%左右的浓盐水,静止沉淀后,用比重计测定其浓度,再配制成4%浓度的需要量,启动盐水泵将一定体积的浓盐水送入盐水槽中,然后加入清水使其成为需要浓度的稀盐水.H.配制871 L4%浓度的稀盐水所需浓盐水体积计算:(1)浓盐水浓度计算如下式:Cs=*Ds-b式中：Cs-盐水的质量百分比浓度%Ds-盐水的比重, kg/L(1.1)(应由实测数据为准)盐水的比重, kg/L(1.1)(应由实测数据为准).b -系数,常温下取=151.7, b=151.83Cs=*Ds-b=151.7*1.1-151.83=15%(2)配制612 L4%浓度的稀盐水所需浓盐水体积:V=4*871/15=232.3 L.I. 本工程消毒液投放采用水射器投药方式,次氯酸钠消毒工艺流程见下图图6-3次氯酸钠消毒工艺流程图1-溶盐池 2-塑料泵 3-盐水槽 4-次氯酸钠发生器 5-次氯酸钠贮液槽 6-漏斗 7-水射器 8-管道混合器 9-清水池 10-回用水泵七、其他设计（包括建筑设计、结构设计、电气设计、给排水设计等）（一）平面布置原则：1、各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在站区内的平面位置。对此，应考虑：（1） 贯通、连接各处构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。（2） 土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。（3） 在处理构筑物之间，应保持一定距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5-10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池等，其间距应按有关规定确定。（4） 各处理构筑物在平面上布置，应考虑尽量紧凑。（5） 污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。2、管、渠的平面布置（1） 在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管、渠，当某一处构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。（2） 应设超越全部处理构筑物，直接排入城市排水管网的超越管。（3） 在厂区内还应设有给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安装既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。3、辅助建筑物的平面布置处理站内的辅助建筑物有运转值班室、配电间、机修间、仓库等。它们是中水处理站不可缺少的组成部分。（1） 辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况条件而定。辅助建筑物的设置应根据方便、安全等原则确定。（2） 操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物和运行情况的位置。4、厂区绿化平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为处理厂工作人员提供优美的环境，处理厂内的绿化面积一般不小于全厂总面积的30%。5、道路布置在处理厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑物和辅助建筑物的必要通道，道路的设计应符合如下要求：（1） 主要车行道的宽度：单车道为3-4m，双车道为6-7m，并应有回车道。（2） 车行道的转弯半径不宜小于6m。（3） 人行道的宽度为1.5-2.0m。（二）给排水设计高程布置原则： 为使污水和污泥能在各构筑物之间通畅流动，以保证处理厂正常运行，必须进行高程布置，以确保各处理构筑物以及各连接管渠的高程；同时计算确定各部分水面的标高。主要包括处理构筑物的标高（如池顶、池底、水面等）、处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高，从而使污水能够沿流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证中水处理站的正常运行。高程布置依据的参数是构筑物高度和水头损失。在处理流程中相邻构筑物的相对高差取决于两个构筑物之间的水面差，这水面高差的数值就是流程中的水头损失；主要由三部分组成，即构筑物本身的、连接管（渠）及计量设备的水头损失等。因此进行高程布置时，水流流经各处理构筑物的水头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠的水头损失，包括沿程损失和局部损失，应该先计算这些水头损失，而且计算所得的数值应该考虑一些安全因素，以便留有余地。水流流经各处理构筑物的水头损失。（三）结构设计污水处理构筑物均为蓄水构筑物，采用防水整体现浇钢砼结构。主要工程材料1、砖选用Mu7.5。2、砂浆选用。基础以下M5水泥砂浆，基础以上M5混合砂浆。3、混凝土。建筑物选用C20砼；道路、地坪选用C15，垫层C10；构筑物采用C25砼，部分构筑物应掺入FN-M砼膨胀剂。抗渗标号S6。4、钢材。采用()级、()级钢，电焊条用E43、E50。5、所有砼用砂石均应洗净，剔除泥木草根杂物，级配合理。6、石灰采用纯净块灰并预先化浆待用。拟直接从厂区变电室引380V电源至本工程。动力设备保护按厂内现有系统，接地电阻10。电控室设配电屏一面，水泵、压滤机在控制室控制，并结合现场控制。（4） 电气设计工程内照明采用马路弯灯，照明线路为BV线管。本工程用电负荷见表7-1：表7-1用电负荷设备名称装机容量数量工作日工作时间（hr）日用电量（kWh）备注（kW）参数1污水提升泵0.75212418一用一备2风机2.2212452.8一用一备3污泥泵0.75212418一用一备4中间水泵0.75212418一用一备5超滤系统中间水泵0.75212418一用一备6氧化系统增加泵1.5212436一用一备7臭氧发生器1.51124368供水变频泵组2.2212452.8一用一备合计232.8由上表可知，本工程总装机容量22.3kW，实际运行容量11.9kW。实际用电容量为232.800.75=174.6 kWh/d，其中0.75为功率因数。八、工程投资概算/估算（含主要构筑物、设备报价一览表） 表8-1主要设备表序号名 称主要技术参数数量备注型号规格性能参数1格栅B=38mm12毛发聚集器13废水提升泵Q=3.0m3/h，H=10.0m2潜水式4反冲洗泵15穿孔曝气器16穿孔曝气管17微孔曝气器ZH215508污泥回流泵Q=3.0m3/h，H=10.0m2潜水式9中间水泵Q=3.0m3/h，H=10.0m2立式离心泵10砂滤罐0.82.5m处理能力Q=3.0m3/h2钢防腐11中间水箱PT5000L1PE12超滤系统包含以下非标、成套进水泵Q=3.0m3/h，H=20.0m2过滤器处理能力Q=3.0m3/h1清洗系统化学清洗，反冲洗1控制系统113管道混合器114水射器115自动加药系统包含以下1非标、成套药箱PT200L5加药计量泵酸碱、水处理药剂、催化剂等6PH计3-2716（8750）2液位计等316活性炭吸附罐0.82.5m处理能力Q=3.0m3/h1钢防腐表8-2预期处理效果序号废水名称CODBODSSPHmg/Lmg/Lmg/L1原水3502001806.09.07回用标准501056.09.09、 运行费用及经济效益分析（或技术经济分析）投资估算设备及总投资估算见表9-1。表9-1 投资估算(万元)序号名 称规 格数量单价总价备注（万元）（万元）一土建m31综合池13.010.04.5m5850.0529.25钢砼2水池防腐1200.044.8环氧树脂土建费小计34.05二设备1格栅B=5mm10.200.20U-PVC2毛发聚集器10.200.203废水提升泵Q=3.0m3/h，H=10.0m20.501.00一用一备5穿孔曝气管20.200.4067微孔曝气器ZH215500.042.007污泥泵Q=3.0m3/h，H=10.0m20.400.80一用一备8中间水泵Q=3.0m3/h，H=10.0m20.400.80一用一备9砂滤罐处理能力Q=3.0m3/h11.503.00交替使用10中间水箱PT500010.400.4011超滤系统处理能力Q=3.0m3/h16.006.00非标、成套12活性炭过滤罐处理能力Q=3.0m3/h12.502.50钢防腐13自动加药系统PH自动调节、水处理药剂、催化剂自动加入等15.005.00非标、成套14管阀件15.005.0015电气控制柜含PLC及编程等16.006.00非标、成套设备费小计69.80三直接费合计105.45四其他费用1设计费直接费5%5%5.27 2调试费直接费3%3%3.16 3污泥费厌氧、兼氧及好氧微生物培养引种2.00 4设备安装费设备费5%5%3.57 5管理费直接费3%5%5.27 6税金工程总价4.3%5.59 小计24.87 五工程总费用129.17 说明：本方案未包含道路、绿化及特殊的基坑维护费用。劳动定员本工程劳动定员1人，兼职作为中水回用工程现场的控制及管理等。8 运行成本8.1废水处理运行费用废水处理运行费用主要包括电费、人工费及药剂费，各项取费分别为：1、电费由表4-1用电容量统计可知，本工程实际电耗为214.2kWh/d ，折算成单位废水的电耗为3.30kWh/m3废水。按电价0.70元/kWh计，则电费为3.30kWh/m3废水0.70元/kWh=2.30元/m3废水。2、人工费劳动定员1人，每人每月1200.00计，则人工费为1人1200元/人月(65m3/d30d/月)=0.62元/m3废水。3、运行总费用根据上述论述，该污水处理站综合废水处理运行费用为2.30+0.622.92元/m3废水。满负荷年运行总费用为：2.92元/m3废水65m3/d360d/年6.83万元/年。9 主要技术经济指标1、处理规模：525m3/d2、工程总投资