济南某住宅中水回用工程设计方案

1、济南某公司 职工集资建房项目 中水回用工程 设计说明书设计说明书 （一体式 mbr 工艺） 目目 录录 第一章 概述.4 1.1 项目概况.4 1.2 设计依据.4 1.3 设计原则.5 1.4 设计范围.5 第二章 处理规模及处理程度.6 2.1 设计水量、水质.6 2.2 处理后目标.6 第三章 工艺流程的确定.7 3.1 工艺方案选择原则 .7 3.2 处理工艺 .7 3.2.1 处理工艺概述.7 3.2.2 工艺流程.9 3.2.3 工艺说明.10 3.2.4 排泥问题.12 第四章 主要构筑物设计及设备选型.12 4.1 调节池.12 4.2 沉淀池+缺氧池.13 4.3 mbr 池

2、 .14 4.4 中水池.15 4.5 地上设备间.16 第五章 污水处理站的总体设计.16 5.1 总平面布置.16 5.2 高程布置.17 5.3 管道布置.17 5.4 公用工程.17 第六章 建筑、结构设计.18 6.1 结构形式 .18 6.2 建筑材料选用 .18 6.3 本工程各构筑物的结构形式 .19 第七章 电气设计.19 7.1 电气设计原则 .19 7.2 供电电源 .19 7.3 控制系统设计 .20 7.4 设备用电负荷 .20 第八章 安全与环保.20 第九章 节能.21 第一章第一章 概述概述 1.1 项目概况项目概况 (1)项目名称：中水回用工程 (2)建设单位

3、： (3)建设地址： (4)方案设计单位： 1.2 设计依据设计依据 xx 中水回用工程系统方案设计依据如下列文件编制： 1. 中华人民共和国环境保护法和水污染防治法 2. 室外排水设计规范 （gb50014-2006） 3. 建筑中水设计规范 （gb50036-2002） 4.建筑给水排水设计规范 （gb50015-2003） 5. 室内给水设计规范 （gb50013-2006） 6. 城市污水再生利用 分类 （gbt18919-2002） 7. 城市污水再生利用 城市杂用水水质 （gbt18920-2002） 8. 城镇污水处理厂污染物排放标准 （gb18918-2002） 9. 给排水制

4、图标准 （gb50106-2001） 10.给水排水构筑物施工及验收规范 （gbj141-90） 11.给水排水工程管道结构设计规范 （gb50332-2002） 12.给水排水工程结构设计规范 （gb50069-2002） 13.工业企业噪音控制设计规范 （gbj87-85） 14.城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准 (cjj31-89） 15. 城市污水处理厂污水污泥排放标准 （cj3025-93） 16. 地下工程防水技术规范 （gb50108-2001） 17. 采暖通风与空气调节设计规范 （gbj19-87） 18. 建筑电气设计技术规范 （jgj16-83） 19. 工业与民用电

5、力装置的接地设计规范 （gbj65-83） 20. 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 (gb50062-92) 21. 通用用电设备配电设计规范 （gb50055-93） 22. 低压配电设备及线路设计规范 （gbj54-83） 23. 10kv 以下变电所设计规范 (gb50053-94) 24. 动力机器基础设计规范 (gb50046-96) 1.3 设计原则设计原则 1、执行国家环境保护污水处理政策，符合国家有关法规、规范及标准。 2、积极稳妥地采用先进技术，选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修维护简单的 设备，确保处理效果。充分发挥建设项目的社会、环境和经济效益。 1.4

6、 设计范围设计范围 1、工艺流程及设备设计 2、土建建（构）筑物设计 3、电气设计 4、总图规划设计 第二章第二章 处理规模及处理程度处理规模及处理程度 2.1 设计水量、水质设计水量、水质 根据 xx 项目环境影响评价报告书，并参考同类污水资料，确定设计指标如下： 表表 2-1 原水水质水量表原水水质水量表 项目 水量 (m3/d) codcr （mg/l ） bod5 （mg/l ） ss （mg/l ） 动植物油 （mg/l） 氨氮 （mg/l ） 类大肠菌群 （个/l） 污水指标120350180200535 2105 污水排水量为：qd=120 m3/d qh=5 m3/h。 2.2

7、 处理后目标处理后目标 根据 xx 项目环境影响评价报告书的要求，污水经处理后符合城镇污水处理厂污染物排放标 准 （gb18918-2002）一级 a 标准，处理后的水可满足作为回用水的基本要求，具体指标如下： 表表 2-2 出水水质标准出水水质标准 项目 codcr （mg/l） bod5 （mg/l） ss （mg/l） 动植物油 （mg/l） 氨氮 （mg/l） 类大肠菌群 （mg/l） 一级 a 标准 50101015103 第三章第三章 工艺流程的确定工艺流程的确定 3.1 工艺方案选择工艺方案选择原则原则 在污水处理工艺选择时需要考虑以下几方面内容：工艺能否达到各项出水指标的要 求

8、；工艺是否可靠；工艺方案造价的高低；运行管理是否方便；运行成本的高低；现场 条件是否允许，等等。 根据出水水质要求，本工程出水达到再生水回用的高标准，其处理工艺主要以去除 污水中的悬浮固体（ss）、bod5、codcr、tn、tp、nh4-n等有机污染物为目的。 目前，国内城市污水处理厂大多采用二级生化污水处理工艺及深度处理工艺，一般为活 性污泥法及其变型工艺处理城市污水，这类工艺工程实际使用历史最长、应用最为广 泛、可靠度高、运行费用低、运行管理经验最为丰富，部分变型工艺对tn、tp的去除 效果很高，但要达到高标准的污水深度处理仍有一定困难。 3.23.2 处理工艺处理工艺 本工程原水为生活

9、污水，可生化性较好。根据本工程水质、水量特性并结合以往工 程实例，设计采用调节调节+化学除磷化学除磷+缺氧缺氧+膜生物反应器（膜生物反应器（mbr）工艺。在调节池前设置 一沉淀池，设置加药装置，化学除磷，将沉淀排入化粪池，保证对磷的去除效率。一体 化mbr池前增设缺氧区和回流装置，形成缺氧/好氧运行方式，因为缺氧区给反硝化细 菌提供了充足的有机物和反应场所，避免了由于硝酸盐和亚硝酸盐的积累对硝化反应的 限制，所以对总氮能有很好的去除。 3.2.13.2.1 处理工艺概述处理工艺概述 膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应用开始于 20 世纪 60 年代的海水淡化。以后，

10、随着各种新型膜的不断问世，膜技术也逐步扩展 到城市生活饮用水净化和城市污水处理以及医药、食品、生物工程等领域。在全球水 资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，得到越 来越广泛的应用。 膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统的二沉池，取得了极 好的效果。但当时膜技术处于发展初期，膜价格昂贵，寿命短，能耗高，未能得到推 广应用。 20 世纪 80 年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器开始引入城市污水及 垃圾填埋渗滤液的处理。这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的 高效分离技术溶于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、

11、产 泥量小、操作管理简单等特点。 膜技术在 90 年代后期发展迅速，特别是进入 21 世纪后，随着膜材料生产的规模 化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化， 膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多工程实 施中应用，并且可以与传统技术相竞争。 膜生物反应器具有出水水质好、占地面积省的特点。该技术通过膜的高效分离作 用，大大提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势 菌的出现，提高了生化反应速率。同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而基 本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突

12、出问题。 在膜生物反应器中，由中空纤维膜组成的膜组件浸放于好氧曝气区中，由于中空 纤维膜 0.10.2 微米的孔径可完全阻止细菌的通过，所以将菌胶团和游离细菌全部保 留在曝气池中，只将过滤过的水汇入集水管中排出，从而达到泥水分离，免除了二沉 池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度和 cod 及有机物均得到有效的去除，保证了 出水悬浮物接近零的优良出水水质。由于微滤膜的近乎百分之百的菌种隔离作用，可 使曝气池中的生物浓度达到一万毫克/升以上，这样不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能 力，提高了曝气池的负荷能力，而且大大减少了所需的曝气池容积。池容积的缩小又 相应大比例降低了生化系统的土建投资费用。 优点：

13、 （1）出水水质标准高，品质稳定，超过国家一级 a 标准。膜生物反应器采用 padf 微滤膜或超滤膜，能够高效地进行固液分离和截留生物菌，出水悬浮物和浊度 接近于零； （2）对水质的变化适应力强，耐冲击负荷高。膜生物反应器 mlss 浓度高，是 传统方法的 23 倍，达 800012000mg/l； （3）突出的生物脱氮性能，脱氮率可达近 80%以上。srt 与 hrt 完全分离，有 利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率高；mlss 浓度高，反 硝化基质利用速率高； （4）突出的生物除磷性能，除磷率可达近 80以上。膜池好氧排泥，没有磷的 释放；膜的完全截留作用，出水 ss

14、接近于零；膜池污泥含磷率高，是是传统方法的 1.21.5 倍； （5）工艺流程短，容积负荷高，水力停留时间比传统缩短 25以上，占地减少 30%以上； （6）污泥产量少。膜生物反应器 mlss 浓度高，污泥产率系数比传统方法小 1/4 1/3； （7）易于旧厂改造升级。在传统工艺基础上改造升级，在保证出水标准的前提 下，可使原系统实现水量扩容 50以上； （8）模块化设计，工艺设备相对集中，易于实现自动化控制，智能化管理； 3.2.23.2.2 工艺流程工艺流程 混合液回流 剩余污泥 3.2.33.2.3 工艺说明工艺说明 粗格栅粗格栅 污水经格栅去除杂质后自流进入后续处理设备。格栅主要用来拦

15、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并有效减轻生化系统处理负荷，为系统的 长期正常运行提供保证。系统采用粗格栅。柵渣定期清理外运。 生活 污水 调节池 回用 抽吸泵 鼓风机 消毒装置 提升泵 中 水 池 粗 格 栅 mbr 池 化粪池 加药除磷 污泥泵 沉淀池 yanyan gchiyan yangch yanyan gcyany angyan yanyan yayany yanya 缺氧池 调节池调节池 由于来自各时的水质、水量均不一样，高峰流量可达平均处理量的 24 倍，因 此为使污水处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质,调节池内置潜污泵， 曝气系统及回流措施，

16、以保证一定的额定流量提升至污水处理设备。 调节池为砖混结构。 提升泵：采用潜水泵提升污水，占地省，寿命长。正常情况一台运行，另外一台 备用；水量高峰期时两台同时启动运行。采用液位开关控制，实现无人职守。 沉淀池沉淀池+缺氧池缺氧池 为了保证脱氮除磷效果，设计一沉淀池，设置自动加药装置，采用化学除磷。 沉淀池设置硝化液回流系统，形成良好缺氧/好氧条件，可以提高氮的去除率，实 现系统的高效脱氮除磷。 沉淀池缺氧池为砖混结构。 mbr 池池 用于放置膜组器，并进行曝气和生物降解反应。 膜组器是膜生物反应器的核心部件，来自调节池的污水在反应器内经过好氧微生 物降解后通过膜组器，由于膜孔径为亚微米级，

17、可去除有害的细菌、病毒等，并把 分解污染物的微生物菌群保持在反应器内，达到高效降解和固液分离的效果，有效去 除水中的有机物，有害微生物，颗粒杂质，悬浮物等，得到优质的出水。 mbr 池采用砖混结构。 鼓风曝气系统：鼓风曝气系统由鼓风机和曝气头、曝气管组成。该系统的主要作 用在于向膜生物反应器内曝气充氧，维持好氧微生物降解有机物的最佳环境，同时， 气流正向吹扫膜丝表面，可以防止膜的污染。鼓风机选用合资百事德 bk 型产品，本 风机具有低能耗，低噪音，运行稳定、耐用等突出特点。 抽吸泵：主要作用是将膜生物反应器的出水输送至回用水池。采用国产上海永申 清水自吸泵 2 台，互为备用。该种泵具有适用性强

18、、结构独特、无忧运行、密封性好、 安装方便、维修方便和节约资金的特点。 消毒装置消毒装置 用于投加消毒剂，保证出水余氯含量，采用自动加药装置， 药液清洗药液清洗 为了使系统长期稳定运行，药品清洗不可缺少。药品清洗分为管道并列清洗和系 统外浸渍清洗， 管道并列清洗：指把膜组件浸渍在活性污泥中的状态下，从处理水管把规定的药 液反向流到膜的原水侧，分解附着在膜表面上的有机物等，恢复膜间差压的方法。此 时，事先停止过滤以及曝气。清洗药液采用次氯酸钠。清洗频率最低 3 个月进行 1 次。 系统外浸渍清洗：系统外浸渍清洗是将膜组件从活性污泥池中取出，放在浸渍清 洗桶中浸泡一定的时间，从而使膜表面附着的有机

19、物分解、恢复膜间差压的方法。清 洗频率 12 年一次。 中水池中水池 经过处理的中水贮存于中水池中，以供使用。中水池采用砖混结构。 化粪池化粪池 排出的剩余污泥可直接借用周边 9 号化粪池，结构不做设计，需要新建可直接套 用标准图集,定期清理。 控制系统控制系统 1）膜生物反应器全过程采用自动控制，达到无人管理，减少运行管理费用。 2）提升泵自动运行。当生物反应器内水到达高水位提升泵停止运行，当水位降 至低水位提升泵自动开启。 3）自动开启、关闭加药泵，加药量可根据需要调整。 4）自动膜清洗机构。实现自动定时清洗膜组件，保持膜的通透性。 3.2.43.2.4 排泥问题排泥问题 本工程设计处理量

20、小，产生的剩余污泥排入化粪池，由环卫车定期清掏外运；不 会对环境造成二次污染。 第四章第四章 主要构筑物设计及设备选型主要构筑物设计及设备选型 4.1 调节池调节池 调节时间： 8h 有效容积： 50m3 有效水深 2.0m 尺 寸： 5.0m5.0m3.2m 型 式： 地下矩形水池 结 构： 砖混结构 数 量： 1 座 附属设备： （1）格栅 型 号： gf-400 栅 隙： 5mm 材 质： 不锈钢 数 量： 1 台 （2）潜污泵 型 号： 50qw 8-10-3.0 流 量： 8 m3/h 扬 程： 10m 功 率： 3.0kw 数 量： 2 台（1 用 1 备） （3）预曝气系统 数

21、量： 1 套 材 质： 碳钢防腐 （4）调解池内设浮球式液位计 4.2 沉淀池沉淀池+缺氧池缺氧池 沉淀池 有效容积： 2.7m3 有效水深 2.7m 尺 寸： 1.0m1.0m3.2m 型 式： 地下矩形水池 结 构： 砖混结构 数 量： 1 座 缺氧池 水力停留时间： 3.5h 有效容积： 18m3 有效水深 2.5m 尺 寸： 3.0m2.5m3.2m 型 式： 地下矩形水池 结 构： 砖混结构 数 量： 1 座 4.3 mbr 池池 水力停留时间： 7.5h 有效容积： 38m3 有效水深 2.5m 尺 寸： 5.0m3.0m3.2m 型 式： 地下矩形水池 结 构： 砖混结构 数 量

22、： 1 座 sur334 系列膜的设计取膜通量为 0.25m/d，每片膜的有效面积为 3m2,故需要的膜片 数为 160，每个标准膜组件由 40 片膜组成，所以设计采用四个膜组件。 膜组件尺寸： 8466141062 附属设备： （1）mbr 组件 数 量： 4 套 型 号： sur334 系列 材 质： 中空纤维超滤膜 （2）抽吸泵 型 号： 50zx15-12 流 量： 6 m3/h 扬 程： 12m 功 率： 1.5kw 数 量： 2 台（1 用 1 备） （3）罗茨鼓风机 数 量： hc-50s 型 号： 2 台（1 用 1 备） 风 量： 1.39m3/min 风 压： 40.0kp

23、a 功 率： 2.2kw （4）污泥泵 型 号： 50qw 4-20-3.0 流 量： 4 m3/h 扬 程： 20m 功 率： 3.0kw 数 量： 2 台（1 用 1 备） 4.4 中水池中水池 有效容积： 42m3 有效水深 2.5m 尺 寸： 5.0m3.5m3.0m 型 式： 地下矩形水池 结 构： 砖混结构 数 量： 1 座 附属设备： （1）次氯酸钠桶 数 量： 1 套 型 号： v=0.5m3 材 质： pe （2）自动加药设备 尺 寸： 0.6m0.35m1.5m 4.5 地上设备间地上设备间 尺 寸： 4.2m3.6m3.2m 型 式： 地上矩形 结 构： 砖混结构 第五章

24、第五章 污水处理站的总体设计污水处理站的总体设计 5.1 总平面布置总平面布置 5.1.15.1.1 涉及范围涉及范围 污水处理站总体布置，污水和污泥处理构筑物的工艺和土建设计。 5.1.25.1.2 平面布置平面布置 污水处理站总体布置需与周围环境密切衔接，自然协调浑然一体；按照工艺顺畅，便于管理， 方便施工，美化环境的原则进行，各构筑物布置紧凑，利用率高，占地少。为使污水处理站的建 设不影响周围环境，将风机等设备放置在地下，减少污水处理站所产生的臭味、噪音问题。 地下构筑物设置天窗，最大程度的自然采光，节约电耗，利于设备检修。 5.1.35.1.3 辅助建筑物辅助建筑物 根据本污水处理工程

25、的具体情况，并参照建设部标准城镇污水处理厂附属建筑和附属设备 设计标准 （cjj31-89） 5.2 高程布置高程布置 5.2.15.2.1 设计范围设计范围 从生活污水进入污水处理站开始至出水达标回用。 5.2.25.2.2 高程布置高程布置 在高程设计上充分考虑工艺流程的可行性和工程造价的合理性，因此在流程设计时尽量利用 自流以减少提升，节约能耗。 5.3 管道布置管道布置 污水明装管道、地下管道和埋地管道采用焊接钢管，鼓风机管道采用焊接管道，加药管及 布气管采用 upvc，自来水管道采用镀锌钢管。管道防腐的做法：金属焊接钢管除锈后刷底漆两遍， 防腐漆两道，埋地管刷底漆两道，沥青漆两道，中

26、水金属管均作环氧沥青漆防腐层。 5.4 公用工程公用工程 5.4.15.4.1 给水系统给水系统 污水处理站消防用水由业主负责从城市供水管网接入，污水处理站处理构筑物附近冲洗水池 等设置水龙头，用于现场地面冲洗等。 5.4.25.4.2 排水系统排水系统 污水处理站内产生的污水，采用自我消化为主的原则，汇总后排至调节池，一并处理。 5.4.35.4.3 供电供电 污水处理站的电源要求设有两路同时供电，以确保污水处理系统的正常运行。 5.4.45.4.4 防汛和消防防汛和消防 污水处理站的反复呢周边的规划标准相同。站内根据消防要求，设通畅的消防通道，并设置 必要的室内、室外消火栓。 5.4.55

27、.4.5 劳动安全劳动安全 各处理构筑物走道设置防护栏杆等安全措施，所有电气设备的安装、防护以及操作条件按电 气有关安全规定进行设计。 5.4.65.4.6 通风设计说明通风设计说明 在地下设备间内设置机械通风装置。 5.4.75.4.7 绿化绿化 本处理站构筑物顶部覆土充分绿化，可种植草皮、树木等人造景观，充分起到美化环境，净 化空气，降噪隔臭的作用。 第六章第六章 建筑、结构设计建筑、结构设计 6.1 结构形式结构形式 本着安全、经济和结构合理的原则，考虑池壁厚度，确定抗渗要求。地下结构抗浮安全系数 取 1.05。 6.2 建筑材料选用建筑材料选用 钢筋混凝土结构采用 c30，抗渗标号为

28、s6。一般构筑物采用 c25，垫层采用 c10； 钢筋：d10,采用级钢；d12，采用级钢，预埋件采用 a3 钢； 水泥：采用r32.5 号普通硅酸盐水泥； 钢材：采用 q235； 砖砌体：一般为 mu10 机制粘土砖，室内地坪以下部分采用 m5.0 水泥砂浆砌筑；室内地 坪以上部分采用 m5.0 水泥混合砂浆砌筑。 6.3 本工程各构筑物的结构形式本工程各构筑物的结构形式 本设计调节池、沉淀池、缺氧池、中水池、设备间均采用加强砖混结构形式，设备基础采 用素混结构。 第七章第七章 电气设计电气设计 7.1 电气设计原则电气设计原则 根据污水处理工艺要求，对工艺运行进行及时显示、控制。本设计原则

29、以自动控制为主，人 工控制为辅，以国产设备为主，适当选用进口控制仪表。 7.2 供电电源供电电源 7.2.17.2.1 供电电源供电电源 本工程电源采用照明、动力分别进线方式，动力电源为 380v 专用线，照明电源为 220v 专用 线，由配电室引入，电源线均为电缆直进线。 7.2.27.2.2 污水站供电污水站供电 污水处理站设计双电源供电，其功率补偿由业主一并考虑，配电和自动控制系统有防潮、防 漏电和可靠接地措施，各类电气设备均设电路短路和过载保护装置，以确保用电设备安全运行。 7.2.37.2.3 供电保护措施供电保护措施 电气系统采用接零保护，电气设备、不带电的金属外壳等均应可靠接地，接地电阻不大于 10 欧姆；对于有关电气设备