MBR方案500吨生活污水处理回用工程

1、生活污水处理回用工程设计方案2007 年 07 月目录1 工程概况 1.1.1 工程名称 1.1.2 工程地点 1.1.3 工程简介 1.1.4 工程范围 1.1.5 主要技术经济指标 1.2 方案选择原则及设计依据 3.2.1 方案选择原则 3.2.2 设计依据 4.3 设计参数 5.3.1 污水处理量 5.3.2 设计进水水质 5.3.3 设计出水水质 5.4 处理工艺选择 6.4.1 工艺选择原则 6.4.2 工艺选择 6.4.3 膜生物反应器工艺介绍 7.5 工艺设计 9.5.1 工艺流程 9.5.2 工艺说明 9.6 主要构筑物及设备参数 1.26.1 主要构筑物一览表 1.26.2

2、 主要设备参数一览表 1.27 工程设计说明 1.4.7.1 总图设计 1.4.7.2 建筑设计 1.4.7.3 结构设计 1.4.7.4 电气设计 1.5.7.5 自控设计 1.6.7.6 采暖、通风设计 1.78 工程投资估算 1.8.8.1 工程投资 1.8.8.2 工程投资估算表 1.89 运行费用分析 2.0.9.1 工资费用 2.0.9.2 药剂费用 2.0.9.3 耗电费用 2.0.9.4 直接运行费用 2.1.10 效益分析 2.2.10.1环境效益分析2.2.10.2经济效益分析2.2.11 附件错. 误！未定义书签11.1工艺流程图错. 误！未定义书签11.2平面布置图错.

3、 误！未定义书签1 工程概况1.1 工程名称某生活污水处理回用工程。1.2 工程地点。1.3 工程简介目前，项目区内的生活污水未经处理直接排放， 不但影响人们的生活， 也污 染了周围的环境， 故对项目区内产生的污水进行处理， 经处理后的出水用作景观 用水，既减少对环境的污染，有能有效利用水资源，节约水源。本项目所要处理 的污水为生活污水，处理量为 500m3/d，出水用作景观水。要求污水经处理后达 到国家标准 城市污水再生利用景观环境用水水质 (GB/T18921-2002)中观赏 性景观环境用水的限值。1.4 工程范围500m3/d 的生活污水处理工程所需的设备、建(构)筑物( 800m3/

4、d )及配套 辅助设施的工艺、土建、电气、仪表、给排水等相关专业设计内容。污水处理站进出水管道、道路、绿化、供电、通讯线路设计不在本方案设计 范围内。1.5 主要技术经济指标序号项目指标1处理规模3500m3/d2进水水质生活污水3出水水质城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2002)4采用工艺膜生物反应器工艺（ MBR ）5占地面积540m26工程总投资320.00 万元7直接运行费用0.62元/m3 水2 方案选择原则及设计依据2.1 方案选择原则（1）技术先进性原则。污水处理回用工程一方面应体现环保理念； 另一方面是再生水回用系统的先 进性。所使用的工艺和技术应在未来十

5、年内不会被淘汰， 避免重复改造。 因此在 选择中水处理工艺上应首先考虑设备和技术的先进性。（2）安全性原则由于中水回用关系到周围人们的安全问题， 因此中水处理出水水质不能存在 任何问题，如果出现水质超标， 其影响面很大， 是关系到大量人群身体健康的安 全性问题。因此，本中水工程推荐使用的处理技术和处理系统具有高品质的出水 和安全保障措施。（3）系统模块性原则本工程原水收集量会随时间、 季节不同而变化， 同时考虑远期会增加污水产 生量，为了减少运行成本， 本工程考虑采用模块式的处理设备， 可以根据产生污 水量的情况进行系统运行组合，以减少运行成本。（4）低运行成本原则中水处理成本应作为技术方案选

6、择的重要原则之一。（5）少占地原则污水处理技术的选用还应考虑占地面积小，运行效率高的设备和技术。（6）污泥产生量少，二次污染小的原则污水处理工程产生的污泥的处理和处置费用较高， 同时会产生二次污染， 所 以在选择工艺时，应首选污泥产生量小的工艺，减小对环境的二次污染。2.2 设计依据用户提供的相关资料室外排水设计规范（GB50014-2006）地表水环境质量标准（GB38382002）污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）城市污水再生利用 景观环境用水水质（GB/T18921-2002）建筑给水排水设计规范（GB500152003

7、）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CEC138:2002）3 设计参数3.1 污水处理量根据实地调查，本工程区内污水产量约为 500m3/d。考虑远期人口增加，污 水量将增加到 800m3/d。故本次设计时设备按污水量 500m3/d 设计，土建工程按 污水量 800m3/d 设计，远期人口增加后仅增加设备即可， 不需对整个工程进行改 扩建，可节省投资。3.2 设计进水水质据了解，本工程区内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。参考国家设计

8、规范及结合我公司以往的污水处理工程设计经验， 设计时考虑 一定的变化系数，进水水质设计平均值如下：表 3-1 设计进水水质水质参数CODcrBOD5SSTPNH3-NTN值(mg/l)400200200430403.3 设计出水水质本工程处理后出水用作景观水， 出水要求达到国家标准 城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2002)中观赏性景观环境用水的限值。表 3-2 设计出水水质标准CODcrBOD5SSTPNH3-NTN城市污水再生利用 景观环 境用水水质观赏性景观环境 用水( GB/T18921-2002 )6100.55.0154 处理工艺选择4.1 工艺选择原则选择合

9、理的污水处理工艺技术是十分重要的。 只有选择得当， 才能使污水处 理工程的处理效果好， 运行管理方便， 节省投资成本和运行费用。 污水处理工艺 的选择，首先需要适应污水进水水质、出水水质要求以及当地温度、工程地质、 环境等条件， 然后综合考虑工艺的可靠性、 成熟性、适用性、去除污染物的效率、 投资省、操作管理简单、运行费用低等多因素，选择最优的工艺方案。1 符合国家和地方环境保护政策和相关法律法规、标准及规范；2 工艺技术先进、高效节能，处理效率高，出水稳定达标；3 处理设施安全、成熟，并尽量减少工程投资成本，降低运行费用；4 最大限度地降低操作管理和维修技术难度；5 污水处理设施具有较强的抗

10、水量、水质冲击负荷能力；6 污水处理设施运行时不产生臭气及噪声等二次污染；7 优先选择国内先进、可靠、高效、成熟的污水处理专用设备。4.2 工艺选择污水处理的主要工艺技术主要包括： 生物处理技术、 自然处理技术。 经过人 类上百年的实践， 国际上公认以生物处理为经济效益比最好 （cost effective）。 因此世界上大多数污水处理厂采用生物处理工艺。 污水生物处理分为厌氧生物处 理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理技术降解有机物的效率有限，出水水质较难达到本项目的要 求，且占地相对较大，废气收集处理问题也不好解决。因此也不考虑单独使用。 本项目中，化粪池作为典型的厌氧处理， 作为标准的设

11、施用于污水处理的前处理。传统的活性污泥法投资高、运行费用高、占地大、污泥处理量大、处理较为 复杂（通常要采用厌氧污泥消化） ，本方案也不考虑采用生物膜法是一种比较适合小型生活污水处理的工艺技术， 与传统活性污泥法 处理系统相比较，生物膜法易于维护运行、节能省电、占地面积小，污泥少，一 次性投资较普通活性污泥法稍高一些但可以接受， 但如果出水要求较高需要增加 深度处理，投资较高。膜生物反应器以出水水质稳定优良为其优势， 但一次性投资成本稍高。 本工 程要求处理出水用作景观水， 且不能影响周围人们的身体健康， 故对出水水质要 求较高，且要求有较高的稳定性。 本工程推荐选用 膜生物反应器工艺 作为首

12、选处 理工艺。4.3 膜生物反应器工艺介绍膜生物反应器 MBR （Membrane Bio-reactor）是二十世纪末发展起来的新技 术，它是膜分离技术和活性污泥生物技术的结合。 它不同于活性污泥法， 不使用 沉淀池进行固液分离， 而是使用中空纤维膜替代沉淀池， 因此具有高效固液分离 性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成800012000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、 稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。生活污水处理后可直接回用，在污水 处理方面具有传统工艺不具备的优点。优点：（1）出水水质优良、稳定。（2）工艺简单。由于膜

13、的高效分离作用，不必单独设立沉淀、过滤等固液 分离池。（3）占地面积少。处理单元内生物量可维持在高浓度，使容积负荷大大提 高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大缩短。（4）污泥排放量少，只有传统工艺的 30%，污泥处理费用低。（5）膜生物反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质，可显著节省加药消毒 所带来的长期运行费用并扩大污水回用范围。6）系统抗冲击性强，适应范围广7）较好的设备化和自动化，管理简便8）模块化设计，易于扩容。缺点：次性投资稍高。5 工艺设计5.1 工艺流程根据本工程的进出水水质，设计工艺流程如下：提升泵鼓风机除磷装置抽吸泵缺好膜氧氧池池池清出 水水回用池污泥外运污泥池消

14、毒装置5.2 工艺说明5.2.1 格栅槽格栅槽内安装格栅。 格栅主要用来拦截污水中的大块漂浮物， 以保证后续处 理构筑物的正常运行及有效减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。格栅选用机械格栅，栅条间隙为 5mm，采用 2 台。 格栅槽设置两个廊道，单廊道尺寸为 9000 700mm，每个廊道安装一台格 栅，污水量少时启动一台，高峰期两台同时启动。栅渣需定期清理，可作垃圾处理。5.2.2 初沉池初沉池主要用于沉淀比重较大的无机颗粒杂质， 有效保证潜污泵不堵塞、 卡 死等，延长潜污泵的使用寿命， 同时便于沉积物的清理工作， 延长后续调节池的 有效容积。初沉池采用钢筋混凝土结构， 埋地设置，设

15、计尺寸为 900015004500mm， 有效水深为 3.1m。5.2.3 调节池由于来自各时的水质、水量均不一样，一般高峰流量为平均处理量的28倍，因此为使处理系统连续稳定地运行， 同时调节水量和均化水质， 设计一调节 池，调节池的设计有效容积一般为平均处理量的 412 倍。调节池内置潜污泵及回流措施， 以保证一定的额定流量提升至后续生物处理 系统，减少水量对系统的冲击负荷。 同时为保证调节池内不沉积污物， 设置潜水 搅拌器进行搅拌。调节池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计尺寸为9000 105004000mm，有效水深为 3.0m。5.2.4 缺氧池污水进入缺氧池， 同时进入的还有膜池的回

16、流污泥。 缺氧池的首要功能是脱 氮，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将膜池回流污泥中带入的大量NO3-和 NO2-还原为 N2 并释放到空气中， BOD浓度继续下降， NO3-浓度也大幅度下降。 池内设潜水搅拌器。缺氧池采用钢筋混凝土结构， 埋地设置，设计尺寸为 409553004000mm， 有效水深为 3.3m。5.2.5 好氧池在曝气状态下中大量繁殖的活性污泥中微生物以及硝化菌群、 磷细菌，降解 或吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质，以达到净化水质的目的。池内设置管 式橡胶微孔曝气器，具有良好的氧转移率。好氧池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计尺寸为11000 41004000mm，

17、有效水深为 3.3m。5.2.6 膜池一方面，膜截利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤， 实现泥水分离 留了反应池中的微生物， 使池中的活性污泥浓度大增加， 达到很高的水平， 使降 解污水的生化反应进行得更迅速更彻底， 另一方面， 由于膜的高过滤精度， 保证 了出水清澈透明，得到高质量的产水。膜池设置 MBR膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫等系统。 MBR膜 区内的吹扫（曝气）有两个用途，一是用于膜组件周围的气水振荡，保持膜表面 清洁，二是为提供生物降解所需要的氧气。 通过膜的高效截留作用， 全部细菌及 悬浮物均被截流在曝气池中， 可以有效截留硝化菌， 使硝化反应顺利进行， 有效 去

18、除氨氮； 同时可以截留难于降解的大分子有机物， 延长其在反应器中的停留时 间，使之得到最大限度的降解。 剩余污泥通过膜区剩余污泥泵定期排出， 可控制 系统内活性污泥的浓度及污泥龄。膜池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计尺寸为 670553004000mm， 有效水深为 3.3m。5.2.7 消毒 /清水池经膜过滤的出水尚有一部分病毒不能被去除，出水再经消毒即可达标回用， 本设计采用次氯酸钠消毒。消毒后的水储存在清水池内供使用。消毒/ 清水池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计尺寸为11000 50004000mm，有效水深为 3.5m。5.2.8 污泥池膜池的剩余污泥经污泥泵抽吸至污泥池内， 定

19、期由环卫车抽吸外运， 由于膜 生物反应器工艺产生的污泥较少， 3 个月或半年抽吸一次即可。污泥池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计尺寸为 9000800 4500mm， 有效水深为 4m。5.2.9 设备间设备间主要用于安放鼓风机、 抽吸泵、 加药消毒装置等设备。 设计采用砖混 结构，地面设置。设计尺寸为 1700054804000mm。6 主要构筑物及设备参数6.1 主要构筑物一览表序 号名称尺寸mm数 量单 位有效容积3 m停留时间 h材质有效水深 m1格栅槽90007002组钢砼2初沉池9000150045001座41.91.26钢砼3.13调节池90001050045001座283.5

20、8.51钢砼3.04缺氧池4095530040001座71.62.15钢砼3.35好氧池11000410040001座148.84.46钢砼3.36膜池6705530040001座117.33.52钢砼3.37消毒/ 清水池11000500040001座192.55.78钢砼3.58污泥池9000800 45001座28.8钢砼49设备间1700054801座砖混6.2 主要设备参数一览表序号名称规格型号数 量单 位备注1机械格栅B=600mm，栅距 5mm， N=0.37kw2台2插板闸门B=700mm4台3吸砂泵Q=10m/h ， H=10m， N=0.75kw1台4混合搅拌器QJB0.8

21、5/8 ， N=0.85kw2台5潜水提升泵Q=15m3/h ， H=7m， N=1.0kw3台两用一备6提篮细格栅500 500 500mm1台7低速推流器直径 1m， N=1.5kw2台8管式橡胶曝气器PGB- 6560根9膜组件25m3/d 组20组10污泥回流泵3Q=20m3/h ， H=7m， N=1.0kw1台11剩余污泥泵Q=10m3/h ， H=10m， N=0.75kw1台12好氧池鼓风机3Q=5.25m3/min ， H=3.5m， N=5.5kw2台一用一备13膜吹扫风机3Q=5.25m /min ， H=3.5m， N=5.5kw3台两用一备14抽吸泵3Q=20m3/h

22、 ， H=20m，吸程 6m，N=2.2kw3台两用一备15反冲洗水泵3Q=20m3/h ， H=25m， N=3.0kw2台一用一备16空压机3Q=0.15m /min ， 0.7MPa ， N=1.5kw1台17CIP 泵3Q=3m3/h ， H=12m， N=0.37kw2台一用一备18膜清洗加药装置500L， 0.15kw1套19消毒装置500L， 0.15kw1套20除磷加药装置500L， 0.15kw1套21压力表0.0 0.6MPa4个22电接点真空表-0.1 0.0MPa6个23气体流量计0 200m3/h2个24气体流量计0 900m3/h2个25管道、阀门系统1套26自控系

23、统1套27配电系统1套7 工程设计说明7.1 总图设计本污水处理站处理规模较小， 根据地形、 周围环境以及进、 退水水位置进行 合理布置，工程总占地面积约 540 ，处理构筑物均采用 埋地设置 ，构筑物上面 覆土，植草绿化， 适当配以低灌点缀， 整个处理站采用竹篱笆或铁艺围栏进行围 挡。7.2 建筑设计整个站为分为污水处理构筑物和地上设备间， 污水处理建构筑物主要满足使 用功能要求，力求简捷、大方、实用。设备间设计与周围建筑物在风格上协调一 致。7.3 结构设计（1）构筑物使用年限：按照建筑结构可靠度设计统一标准 ，本工程各建 构筑物主体结构的设计使用年限为 50 年；（2）安全等级：按照混凝

24、土结构设计规范以及砌体结构设计规范 ， 本工程各建构筑物结构的安全等级为二级；（3）抗震等级：按照建筑工程抗震设防分类标准以及建筑抗震设计 规范，本工程建构筑物均按丙类建筑，建筑按抗震设防烈度 8 度实施抗震构造 措施；（4）环境类别：按照混凝土结构设计规范 ，本工程混凝土结构的环境类 别为二类 a。（ 5）地基：按照建筑地基基础设计规范 ，本工程各建构筑物的地基基础 设计等级为丙级。 一般性建筑物采用浅基础， 在土层满足基础承载力的前提下尽 量浅埋。其余构筑物根据工艺流程要求， 确定基础持力层位置。 当基础下局部有 软弱土层时，需对局部进行地基处理。6）材料：混凝土外露式贮水构筑物均采用 C

25、25、S6，混合结构构件及框架结构采用 C25；垫 层混凝土采用 C10（或 C15）。钢筋普通钢筋一般采用热轧钢筋 HRB335（20MnSi）级以及 HPB235（Q235）级。焊条E43型焊条用于 Q235钢的焊接， E50 型焊条用于 Q345钢的焊接。砌体对于混合结构 0.000 米以下的墙体采用 M10水泥砂浆砌筑 MU10非粘土烧 结普通砖， 0.000 米以上的墙体采用 M7.5（或 M10）混合砂浆砌筑 MU10非粘 土烧结多孔砖（承重型） ；框架围护墙采用 M7.5（或 M10）混合砂浆砌筑 MU10 非粘土烧结多孔砖（非承重型） 。7.4 电气设计（1）主要用电设备及功率

26、序名称数单使备单台功率总装机容量运行功率备用功率号量位用用kwkwkwkw1机械格栅2台200.370.740.7402吸砂泵1台100.750.750.7503混合搅拌器2台200.851.71.704潜水提升泵3台2113215低速推流器2台201.53306污泥回流泵1台1011107剩余污泥泵1台100.750.750.7508好氧池鼓风机2台115.5115.55.59膜吹扫风机3台215.516.5115.510抽吸泵3台212.26.64.42.211反冲洗水泵2台11363312空压机1台101.51.51.5013CIP 泵2台110.370.740.370.3714膜清洗加

27、药装 置1套100.150.150.15015消毒装置1套100.150.150.15016除磷加药装置1套100.150.150.150合计53.7336.1617.572）供电电源：本工程用电负 380V 或 220V 工业用电3）计量：本期工程设置独立计量表。（4）防雷接地：变电所设置击雷保护。保护接地采用 TN-C-S保护系统，全 厂做等位连接。 防雷接地与保护接地共用。 自控装置如无特殊接地要求， 也与电 器接地共用。所有电力电缆的芯线含有 PE线。（5）电缆敷设：室外电缆采用直埋及穿管敷设方式。7.5 自控设计现场控制站主要由可编程控制器（ PLC）、控制器柜及柜内附属设备组成。污

28、水处理系统内仪表系统由各种传感器和变送器组成。 变送器的标准直流信 号（或电压信号）首先送至现场 PLC。工艺设备的控制分为两级 :第一级是 PLC根据预定控制程序和现场实际情况， 实行自动控制， 无需人为 干预 （ 自动） ；第二级就是手动控制， 当把相应控制柜上的 “手动/ 自动”选择开关打到“手 动”时，各设备实现手动操作。手动控制优先级最高，此时，PLC控制被屏蔽，现场设备可在就地控制箱或控制柜上实现开、 停等人工操作。 此种模式主要是用 在设备安装阶段的单台调试或 PLC故障时的操作。7.6 采暖、通风设计构筑物为埋地设置，不需采暖。设备间采暖采用军队内部统一供暖设备间通风采用机械通

29、风。8 工程投资估算8.1 工程投资本工程总投资 315.53 万元。其中：土建工程 104.31 万元设备工程 173.19 万元安装工程 17.32 万元设计费 10.32 万元税费 10.39 万元8.2 工程投资估算表工程投资估算表序 号项目名称及规格数 量单 位单价（元）合价（万元）一土建工程104.311格栅槽 9000 7002组21262.504.252初沉池 9000 1500 45001座45562.504.563调节池 9000 10500 45001座318937.5031.894缺氧池 4095 5300 40001座65110.506.515好氧池 11000 41

30、00 40001座135300.0013.536膜池 67055300 40001座106609.5010.667消毒 / 清水池 11000 5000 40001座165000.0016.508污泥池 9000 800 45001座24300.002.439设备间 17000 54801座139740.0013.97二设备购置173.191机械格栅 B=600mm，栅距 5mm， N=0.37kw2台60000.0012.002插板闸门 B=700mm4台12000.004.803吸砂泵 Q=10m3/h， H=10m， N=0.75kw1台5250.000.534混合搅拌器 QJB0.85

31、/8 ， N=0.85kw2台38000.007.605潜水提升泵 Q=15m3/h， H=7m， N=1.0kw3台5820.001.756提篮细格栅 500500 500mm1台2000.000.207低速推流器直径 1m， N=1.5kw2台46000.009.208管式橡胶曝气器 PGB- 6560根500.003.009膜组件 25m3/d 组20组40000.0080.0010污泥回流泵 Q=20m3/h， H=7m， N=1.0kw1台5930.000.5911剩余污泥泵 Q=10m3/h， H=10m， N=0.75kw1台5250.000.5312好氧池鼓风机 Q=5.25m

32、3/min ， H=3.5m， N=5.5kw2台46000.009.2013膜吹扫风机 Q=5.25m3/min ， H=3.5m， N=5.5kw3台46000.0013.8014抽吸泵 Q=20m3/h， H=20m，吸程 6m， N=2.2kw3台7200.002.1615反冲洗水泵 Q=20m3/h， H=25m， N=3.0kw2台10200.002.0416空压机 Q=0.15m3/min ， 0.7MPa， N=1.5kw1台2500.000.2517CIP 泵 Q=3m3/h， H=12m，N=0.37kw2台2600.000.5218膜清洗加药装置 500L， 0.15kw

33、1套15000.001.5019消毒装置 500L， 0.15kw1套15000.001.5020除磷加药装置 500L ， 0.15kw1套15000.001.5021压力表 0.0 0.6MPa4个200.000.0822电接点真空表 -0.1 0.0MPa6个320.000.1923气体流量计 0 200m3/h2个1800.000.3624气体流量计 0 900m3/h2个4500.000.9025管道、阀门系统1套60000.006.0026自控系统1套80000.008.0027配电系统1套50000.005.00三安装工程1项17.32以上小计294.82四设计费1项10.32五税费1项10.39六合计315.539 运行费用分析污水处理直接运行费用主要包括人员工资费用、耗电费以及药剂费 （ 暂时不 考虑水资源费用、污泥抽吸费及折旧费用 ） 。水站水量按 500m3/d ，年运行按 365 天计算。9.1 工资费用由于本系统构筑物较简单，