污水厂升级改造初步设计方案知识交流

1、污水厂升级改造工程初步设计方案项目名称：xxxxx污水处理厂升级改造建设规模:30000n3/d方案范围：设计、土建、设备、施工及调试xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx二0一一年三月目录2第一章项目概述3第一节概述31 项目名称32 项目建设单位3项目背景3第二节项目概况41 项目概况4设计单位4第二章设计依据、原则、范围及安全51设计依据52设计原则63设计范围6安全生产6第三章污水处理工程技术方案71 处理工艺流程方案72设计说明及水质分析72 工艺选择9设计工艺流程及设备选型11第四章供配电及自控系统23第五章主要构（建）筑物一览表23第六章设备及材料表31第七章工

2、程估算361 工程估算汇总表362 运行成本分析36初步设计平面布置图附件第一章项目概述第一节概述1项目名称xxxxx污水处理厂升级改造工程2项目建设单位xxxx污水处理厂3项目情况改造前采用三沟式氧化沟污水处理工艺，设计处理规模为3X104n3/d，出水执行一级B标准本初步设计方案在原污水处理厂的基础上进行升级改造，处理出水由现行的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB/T18918-2002)一级B类提高到一级A类。第二节项目概况1项目概况本初步设计方案在原污水处理厂的基础上进行升级改造，处理出水由现行的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB/T18918-2002)一级B类提高到一级A类。本工程

3、设计规模为3万n3/d，氧化沟出水水位一般较低，在改造设计中考虑设二次提升泵房提升水位。提升泵房按平均日平均流量3万nVd规模设计。平均设计流量：Q=30000md=1250m/h。根据污水厂提供水质资料，现有出水中COD平均保持在20mg/L,NH4-N出水浓度平均为7-8mg/L,其余指标未进行测试。考虑到目前污水厂进水水量不足设计的3万吨/d,出水较好的原因一是三沟式氧化沟的交替运行能去除一部分氨氮，二是水量不足增加了停留时间有利丁改善水质。根据污水厂计划，拟将西边约1.5万吨洗废水引入污水厂，可能将对污水厂造成冲击，故提标改造工程中的进水参照城镇污水处理厂污染物排放标准(GB/T189

4、18-2002)一级B类标准执行，在改造工程方案中，进水按B类设计，如不能达到要求，由污水厂调整一期工艺满足进水要求。具体进水水质如下：表1-1污水处理厂改造工程设计进水水质项目CODcrBODSSNH4-NTNTP进水水质(mg/l)60202015201.0表1-2污水处理厂改造工程设计出水水质项目CODcrBODSSNH4-NTNTP进水水质(mg/l)<50<10<10<5(8)<15<0.5本项目预留空地最大为29.4mx12.1m,共两块，中间间隔厂区道路和污水管，距离约100m2设计单位本项目初步设计方案编制单位：XXXXXXXXXXXXXXX

5、XXXXXXXXXXXXX0第二章设计依据、原则、1设计依据污水再生利用工程设计规范城镇污水处理厂污染物排放标准室外排水设计规范曝气生物滤池工程技术规程城镇污水处理厂附届建筑和附届设备设计标准混凝土结构设计规范污水泵站设计规程给水排水制图标准滤池气水冲洗设计规程污水排入城市下水道水质标准地面水环境质量标准城市杂用水水质砌体结构设计规范建筑地基基础设计规范建筑设计防火规范城市排水工程规划规范建筑地面设计规范工业企业噪音控制设计规范给水排水工程构筑物结构设计规范工业企业总平面设计规范«10KVM以下变电所设计规范«电力装置的继电保护和自动装置设计规范工业建筑防腐蚀设计规范城市污

6、水处理厂工程质量验收规范城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程范围及安全(GB50335-2002(GB/T18918-2002)(GB50014-200。(CECS2652009)(CJJ31-89)(GBJ50010-2002(DGJ08-23-91)(GB/T50106-2001)(CECS5093)(CJ3082-1999)(GHZB1-1999(GB/T189202002)(GB50003-2001)(GB50007-2002(GB50016-2006(GB50318-2000(GBJ50037-96)(GBJ87-85)(GB50069-2002(GB50187-93(GB500

7、53-94(GB50060-92(GB50046-95(GB50334-2002(CJJ60-94)(CECS138:2002给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程2设计原则2.1、符合性：执行国家有关环保政策、遵守国家有关法规、规范和标准，确保污水深度处理工艺满足招标文件要求的处理水量和出水水质；2.2、先进性：处理工艺及设备材料采用目前国内和国际上成熟稳定的技术和设备；2.3、可靠性：设计的工艺曾成功运用于其他同类工程中，实践证明性能质量可靠；2.4、经济性：在确保效果的前提下，本着投资节约、功效最佳的理念，采用占地节省、技术成熟、设备节能的处理工艺；2.5、美观性：布局合理，平面布局、竖

8、向布置和功能分区服从工艺和场地要求，经济合理，工程外观设计新颖、美观、大方，贴近周围环境的建筑风格；2.6、易于维护性：系统自动化程度高，采用PLC自动控制，实现人机界面可视化操作，既可降低维护人员劳动强度，乂可节约人力资源；2.7、灵活性：构筑物和设备的配备能满足检修、部分停运等要求，控制方便、节约能耗；2.8、环保性：工程卫生条件好，可采取有效措施保证在今后工程的实施过程中和系统的运行使用中不会产生水、气、声、渣的二次污染。3设计范围本工程初步设计范围为从改造工程进水口至消蠹池进水口的工程设计，消蠹设备沿用原工程消蠹设施，设计内容包括工艺段内的土建、工艺、设备、自控，不包括高压电气部分。4

9、安全生产在改造工程投产试运行之前，须对管理人员和操作人员进行必要的岗位培训和安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度，以确保深度处理单元正常运行。所有电气设备的安装、保护及建构筑物的防富措施，均须满足有关规定、规范，以确保人身安全。各控制室均有事故报警显示，当人员在现场手动操作时，自动方式将被锁定，以免误操作引起人身伤害。在改造工程设计中采用操作管理简便的工艺，并配置先进的监测仪表和自动控制系统，提高自动化管理水平，减轻工人劳动强度。第三章污水处理工程技术方案1处理工艺流程方案1.1、工艺方案的选择原则改造工程处理单元能耗较低，运行维护费用低，本项目在设计过程中注重节能，从以下几方面尽量降低

10、处理单元的运行费用：(1) 处理工艺优先选用能耗低的工艺。本项目推荐采用BAF工艺，曝气生物滤池中氧的利用率可达20%-30%曝气需要量明显低于一般生物处理。(2) 流程设计在深度处理单元工艺流程中，各处理构筑物之间尽可能紧凑布置，缩短管线，选用水头损失较小的进出水设备和配水设备，使水头损失降到最低限度，以降低整个深度处理单元的能耗。(3) 设备选用处理单元耗电量大的设备主要是污水污泥提升设备和曝气设备。本项目中选用效率高、能耗低的潜水排污泵和三叶罗茨鼓风机。1.2、平面布置原则1) 功能分区明确，建筑物布置力求合理、紧凑；2) 满足深度处理工艺流程要求，其管线布置短捷、顺畅；3) 各构筑物之

11、间的间距考虑各种管线施工、检修方便；4) 考虑风向和建筑物朝向，尽量减轻污染、绿化美化环境。1.3、高程设计改造工程处理构筑物的高程设计中从提升泵房(原污水厂出水)二次提升，重力流经及各处理构筑物，滤池出水进入消蠹池处理后排入自然水体。1.4、根据处理要求，在满足污水厂出水由一级B提升到一级A类水质的前提下，尽量减少占地面积、节省运行费用和工程投资。2设计说明及水质分析2.1、根据污水处理厂处理出水升级要求，改造工程进水为氧化沟出水，通过深度处理后达到一级A类标准。2.2、进、出水水质分析污水处理能否采用生物处理方法，主要取决丁污水在生物过程中自身营养能否平衡，相关的指标能否达到要求，还需对进

12、水水质进行分析。通过对设计进水水质进行分析。可得知污水处理工程是否可采用生物处理工艺。有关水质的计算结果见表4-2。表3-1进水水质分析结果剖析项目原污水指标要求结果1BODCOD20/60=0.33>0.3符合2BODTN20/8=2.5>3不符合3BODTP20/1=20=20符合根据以上计算结果，现分析如下：1) BODCOD这一指标通常是用来鉴定污水可生化性的最简便易行的方法。一般认为BODCOA0.45,可生化性较好；BODCOA0.3，可以生化；BODCOEX0.3,较难生化；BODCOEX0.2，不宜生化。本工程污水处理厂出水的BODCO40.33>0.3,届丁

13、可以生化污水，因此，可以采用生物处理方法。2) BODTNBODTN是判断污水能否采用生物脱氮技术的主要指标。由丁生物脱氮系统通过加碳源为电子供体，利用原污水中的基质作为反硝化的电子受体。该比值越大，反硝化进行的越快，其比值要求大丁3,希望大丁5。该污水处理厂目前的BODTN=2.5<4,进水增加后BODTN=20/15=1.3,不具备完全生物脱氮条件，应考虑备用外加碳源。为节省投资，采用前置反硝化曝气生物滤池，可节省碳源。必要时使用人工投加甲醇。3) BODTP这是判别能否采用生物除磷工艺的指标。生物除磷工艺是利用活性污泥与原污水混合后，在厌氧条件下释放磷酸盐(以下简称磷)，而后在好氧

14、的条件下吸收磷，也就是说磷的厌氧释放是好氧吸收的前提，从而才能把污水中的磷去除，达到除磷的目的。磷的有效释放是污水中的一部分有机物被吸收到细胞内，并在细胞内储存，进水中的BOD是作为营养物供聚磷菌活动的基质。因此，BODTP=20.0=20,是具备除磷条件的，但考虑除磷稳定性应备用化学除磷。综上分析，对污水处理厂的出水采用生物深度处理工艺进行改造是可行的。从设计进、出水水质数据及要求看，本工程主要去除污水中的总氮、总磷、CODcrBOE>SS,原排放出水进行反硝化去除总氮碳源不足，应考虑外加碳源，可以得以良好实现。3工艺选择根据改造工程处理要求，本次初步设计方案确定采用曝气生物滤池，它的

15、优点是占地面积小，处理效率高，出水水质好可同时完成污染物的生物降解与固液分离，缩短了工艺流程，降低了池体容积、工程投资和运行费用。3.1、曝气生物滤池工艺介绍曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter)是一种新型污水生物膜处理技术。曝气生物滤池是由滴滤池发展而来，届于生物膜法范畴，最初用做三级处理，后发展成直接用于二级处理，自90年代初在欧洲建成第一座污水处理厂后，已在欧美和日本等发达国家广为流行，目前世界上已有3500多座大大小小的污水处理厂应用了这种技术。随着研究的深入，曝气生物滤池已经由单一的工艺发展成了系列综合工艺，能够作为普通活性污泥法和接触氧化法的替代工艺。该工艺

16、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。该技术具有以下几个突出优点：3.1.1、较小的池容和占地面积曝气生物滤池的BOI5W积负荷大，是常规二级生物处理的510倍，所以它的池容积和占地面积只有常规二级生物处理的1/101/5左右，同时在滤池后不需设二次沉淀池，所以大大节省了占地面积和大量的土建费用。曝气生物滤池内填装的高比表面积和粗糙多孔的陶粒滤料，可以附着和积累高浓度的微生物量，微生物量可达1015g/l。高浓度的微生物量使得曝气生物滤池的污染物容积负荷大大增加，所以池容和占地面积大大降低。池容

17、和占地面积小对拟建在用地紧缺地点的污水处理设施具有很大意义。由于曝气生物滤池对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，故本工艺不需设置二沉池。3.1.2、抗冲击负荷能力强，处理效果稳定，处理出水水质好由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，使反应速率高，并可通过控制供气量使滤池中存在好氧和厌氧环境，使得滤池组合可实现硝化、反硝化。同时由于高浓度的微生物以膜状形态附着存在于滤池的生物陶粒滤料表面，其本身就耐水量的冲击，而高浓度的固定生物膜使得滤速增大而不会使微生物流失，所以对水量、水质具有较高的抗冲击能力。采用曝气生物滤池工艺处理生活污水，其出水SS和BOD可保持在10mg/l以下，去除率

18、高,满足国家城市杂用水水质标准，其处理出水经消蠹后可直接作为中水回用。由我单位承接的实际处理工程运转数据表明，当使用曝气生物滤池处理生活污水时，其CODcrBOD¥均出水浓度值可控制在40mg/l和5mg/l以下，达到中水回用标准。3.1.3、简化处理流程由于曝气生物滤池的生物截留作用，处理后水中SS很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，使占地面积进一步减少。3.1.4、基建费用、运转费用节省在国内外，曝气生物滤池工艺被广泛应用于各种污水处理，包括市政综合污水、生活污水和工业废水深度处理，日处理规模从几白立方米到几十万立方米。由于该工艺流程短、池容积小和占地省，使基建费

19、用大大低于常规二级生化处理。同时，采用滤池专用曝气系统并利用粒状生物滤料对气泡的切割作用，使得滤池总体充氧效率大大提高，氧的利用率达到30%-40%Z上,可节省大量能源消耗。其生物滤料为无机烧结材料，经久耐用，所以设备维护费用较低。3.1.5、自动化程度高，运行管理简单曝气生物滤池具有很强的抗冲击负荷的能力，没有污泥膨胀问题，微生物也不会流失，能保持较高的微生物浓度，因此，日常运行管理简单，处理效果稳定。由于相关工业技术的发展，生产出了电动阀、气动阀、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，使得曝气生物滤池工艺系统运行管理自动化得以实现，使本来烦琐的管理变得简单易行。本工艺技

20、术可以根据进水水质、水量方便地调整反应曝气时间的长短，控制溶解氧的浓度，使处理水达标排放。3.1.6、脱氮效果好通过不同功能的滤池组合，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池分别人为地造成好氧、厌氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且还能去除营养物质一氮，在降解污水中有机物的同时，去除污水中的氮，因为氮是维持水生物生长的主要营养物，其处理效果主要取决于供氧条件和曝气与非曝气阶段的比例。3.1.7、受气候、水量、水质影响小由于大量的微生物生长在陶粒滤料粗糙多孔的表面，一方面微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种，使其运行管理非常简单，如长时间停止不用后再

21、使用，其设施可在几天内恢复正常运行；另一方面，高浓度的微生物量使得滤池对气候和水量、水质的波动适应性强。本方案主体生物处理部分可为地下或半地下式结构，由于鼓风曝气气流的加温及高浓度微生物的代谢作用产生的生物能，对源污水具有增温作用，在冬季低温运行时仍可满足正常运行并取得良好处理效果。3.1.8、设备（材料）实现国产化曝气生物滤池内部设备和材料均可由国内生产和制造，其质量和技术方面稳定可靠，安装、运行维护方便。4设计工艺流程方框图图4-1工艺流程方框图工艺说明4.1、工艺流程概述本工程的处理对象为污水处理厂B类出水，本设计主要去除污水中的总氮、氨氮、总磷、CODBODSS本改造工程项目采用（DN

22、+懒）前置反硝化-曝气生物滤池工艺。污水处理厂的出水自流至提升泵房中，由提升泵提升进入DN反硝化生物滤池。在缺氧环境下，对污水中的硝态氮进行反硝化反应，同时降解污水中的部分有机污染物。在该级滤池中，利用兼性细菌（反硝化菌）以易降解有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，进行反硝化脱氮，同时实现了部分易降解有机物的去除，根据进水水质的分析及计算结果显示，进DN滤池污水中的碳源或有不足，必要时人工投加碳源（甲醇），使得反硝化反应顺利进行。DN级生物滤池的出水进入N级曝气生物滤池，N级曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化以及实现部分有机物降解，并截留污水中的SS氨氮在有氧的条件下，通过硝化菌的作用

23、转化成硝酸盐或业硝酸盐。在N级曝气生物滤池中，轻质陶粒滤层内寄生了大量的自养菌，它们对氨氮的硝化作用相当明显，氨氮去处率很高；当来水氨氮低于设计给定数值时，负荷会降低，氨氮去除率会进一步提高。化学辅助除磷工艺针对本项目的实际情况，尤其鉴于BAF对磷去除效果不稳定及尚处在研究阶段，故此次设计采用化学除磷的方法实现对磷的去除。如果原工艺出水S蒙60mg/L时，往原絮凝沉淀池加药除磷工序可放在硝化滤池出水之后.4.2、流程单元设计本工程由于场地所限，最大预留空地不超过12.1X29.4m,在设计校核中如果因为场地原因不能满足水力负荷时，可适当放宽范围，不能满足停留时间时，应提高滤料层高度尽量延长停留

24、时间。4.2.1絮凝沉淀池絮凝沉淀池由原折板絮凝池改造而成。通过加药设备投加的絮凝剂经过管道混合器后进入絮凝池，沉淀后上层活液自流进入提升泵井，沉淀后下层污泥用污泥泵排入原剩余污泥泵房。1) 土建部分为原有构筑物。尺寸为14X9X2m有效水深为1.5m。2) 主要设备池前设管道混合器一套，型号为DN100伙2000,管内流速设计为0.45m/s。初步方案拟在絮凝池内前端设搅拌机2台促进混合，搅拌机叶轮直径为320mm功率为2.2kw。如果总磷值超标过大，停留时间不够，不排除对池体进行改造的可能。4.2.2提升泵房原污水处理厂二级出水进入二次提升泵房，提升后进入生物滤池处理系统。设计规模按3.0

25、万m3/d时安装3台水泵，2用1备。根据室外排水设计规范(GB50101-2005),泵房集水池容积不应小于最大单台水泵5min流量。1)土建部分结构类型：集水池为钢筋混凝土结构，上部为钢筋混凝土框架结构泵房尺寸：8.0mX5m<5.0m，集水池有效水深2.5m。数量：1座旁边建加药问用于三氯化铁除磷，尺寸为5.0m*m<4.5m,为地上构筑物，。2)主要设备提升水泵设备类型：单台设计流量:设计扬程：电机功率：数量：起重设备设备类型：起吊重量：起吊高度：起吊功率：运行功率：数量：潜污泵Q=630m3/hH=12m30kW3台（2用1备）单轨电动葫芦T=1.0吨H=9.0m2.0kw

26、0.4kw1台4.2.3反硝化（DN生物滤池设计在碳源充足的条件下对氧化沟出水中的硝态氮进行反硝化，达到脱氮的目的，同时截留SS。1）DN滤池面积计算A、采用反硝化负荷计算法：依据曝气生物滤池工程技术规程，同时考虑实际运行中总氮浓度的波动，所以本工程反硝化负荷选取负荷0.50NO3-N/（m3滤料d）,因本工程为二级处理出水的深度处理，为达到反硝化效率应控制水力负荷保证停留时间，所以按反硝化负荷计算后还需采用水力负荷法进行校核，以确定合理的设计参数。DN反硝化生物滤池滤料有效体积按下式计算:QCtn1000qDN式中，V:陶粒滤料的总有效体积，m3;Q：每天进入反硝化生物滤池的污水量,m3/d

27、；qDN:陶粒滤料的反硝化负荷，kgNO3-N/（m3滤料d）;Ctn:进出反硝化滤池的总氮浓度差值，mg/L代入数据得:V=30000X(20-15)/(1000X0.5)=300m3DN滤池的总面积按下式计为:VAi瓦式中，Ai：反硝化生物滤池的总面积，m2;H0:陶粒滤料层的高度，m；一般滤池中陶粒滤料层高度H0为2.54.5m,本工程设计中取H0=3m。代入数据得：Ai=300/3=100m2考虑到单座滤池面积过大将会增加反冲洗的供水量、供气量，同时不利丁反冲洗均匀，依据曝气生物滤池工程技术规程当滤池总面积i00m时应将滤池分格，所以本工程设计分2格(n=2)并联，贝U每座滤池的面积为

28、50m2。结合滤池布置尺寸及实际场地，同时方便反冲洗设备配置，取每格平面尺寸为：28m<7m=56m。B、表面水力负荷复核法计算：依据曝气生物滤池工程技术规程，DN反硝化生物滤池表面水力负荷取值范围为812m3/m2ho当DN反硝化生物滤池总面积为112m2时，表面水力负荷按下式计算：式中，q：表面水力负荷，m3/m2h；Q:进水量，m3/h；A1:滤池总面积，m2;代入数据得：q=11.16m2经表面水力负荷计算复核，符合规范中810m3/m2h的规定，因此确定反硝化滤池总面积取A2=112m2。C、空床水力停留时间复核法计算：当实际面积确定后应进行空床停留时间复核，复核实际取值后空床

29、停留时间是否在合适的范围内空床停留时间按下式计算:AH024t0Q式中，ti：污水流过陶粒滤料层高度的空床停留时间，h0A:滤池实际总面积，m2;Q:进水流量,m3/d;Ho：陶粒滤料层高度，m。代入数据得：t=56*2*3*24/30000=0.26h=16.13min曝气生物滤池工程技术规程中对前置反硝化滤池工艺的反硝化滤池空床停留时间为2030min,因场地受限，故将滤层高度增加到4m。此时，t=56*2*4*24/30000=0.358h=21.5min,满足要求。2)DN池体总高度计算依据曝气生物滤池工程技术规程中结构的相关规定，曝气生物滤池的总高度应包括配水室、承托层、陶粒滤料层、

30、活水区、超高的高度。曝气生物滤池的总高度为：H=H0+h1+h2+h3+h4=4+1.4+0.4+1.3+0.5=7.6m式中，H:曝气生物滤池的总高度，m；H0:陶粒滤料层高度，设计高度4m；h1:配水室高度，设计高度1.4m；h2:承托层高度(含滤板)，设计高度0.4m；h3:活水区高度，设计高度1.3m；h4:超高，设计高度0.5m。3) DN滤池尺寸：8.0mX7.0mX7.6m,共2格8.0牙.0>7.6(m)钢筋混凝土2格陶粒滤料土建部分单格反硝化滤池尺寸:结构类型：池体数量：填料形式：布水形式：长柄滤头布水反洗形式：气水联合反冲洗5）材料部分陶粒滤料性能参数：粒径046mm

31、数量：448m3滤池专用防堵长柄滤头数量：5488套性能参数：滤头契型缝隙宽度2.2mm,总滤缝28条，滤头总长度405mm鹅卵石承托层数量：33.6m3其中：22.4m3（1"32mm,H=200mm）11.2m3（816mm,H=100mm）填装要求：从下至上从大到小按级配填装标准滤板数量：112块尺寸参数：960>960X00mm滤头密度：49套/块材质要求：C30钢筋混凝土受力要求：上下双向受力4.2.4、硝化（N）曝气生物滤池设计主要完成对污水中有机物和氨氮的降解，同时截留SS。滤池中填装有陶粒滤料，运行时通过鼓风曝气，利用陶粒滤料上附着、生长的微生物的代谢作用，吸附

32、、降解污水中的有机物及氨氮。在N级池中主要生化、化学反应方程式为：a、有机物（以CODBODg示）的去除:Q酶aHO+(x+y/4-z/2)QnGHYO+nNH+n(x+y/4-z/2-5)(GHNO)n+n(x-5)CG+n/2(y-4)H>O-AHb、硝化反应:2NH+3Q2NO2-+4l4+2HOANH+1.83O2+1.98HCO0.21C5H7QN+0.98NO+1.041H2O+1.88HCO1）滤池面积计算A、采用硝化负荷计算法：依据曝气生物滤池工程技术规程，因本工程为二级处理出水的深度处理，乂考虑到项目现场地处北方，冬季温度较低，故本工程硝化负荷选取低负荷0.60NH3-

33、N/（m3滤料d）,计算后应采用空床停留时间法和表面水力负荷复核法进行校核。N池滤料有效体积按下式计算:V1OO0N：式中，V:滤料的忘有效体积，m3;Q:每天进入曝气生物滤池的污水量，m3/d;Nw安欢：氨氮容积负荷孕，kgNH3-N/m3d,本设计取0.6kgNH3-N/m3d;C氨氮：进出曝气生物滤池的氨氮差值，mg/L带入数据得：V=30000X(15-5)/(1000X0.6)=500m3AiN滤池的总面积为：H0式中，Ai：曝气生物滤池的总面积，m2;H0：滤料层的高度，m；一般N曝气生物滤池中滤料层高度H0为2.54.5m,本工程设计中取H0=4.5m。带入数据得：Ai=500/

34、4.5=111.1nfB、空床水力停留时间计算法复核：依据曝气生物滤池工程技术规程，对丁提标工程，硝化池空床停留时间为3045min,通过空床停留时间复核是否在规定的范围内，当面积取111.1m2,空床停留时间按下式计算：t&H024Q式中，Ai：滤池总面积，m2;Q:进水量，m3/d;Ho：滤床高度，m。代入数据得：t=111.1*4.5*24/30000=0.4h=24min通过空床水力停留时间复核计算，空床水力停留时间为24min,未满足规程规定的3545min范围，但滤料层高度达到上限不能再增加，而面积也无法增加了。因此，确定N曝气生物滤池总面积取111.1m2。考虑到单座滤池

35、面积过大将会增加反冲洗的供水量、供气量，依据曝气生物滤池工程技术规程，当滤池总面积100m时应将滤池分格，同时还应保证一座滤池反冲洗时剩余滤池能够承担所有水量并使设计参数满足曝气生物滤池工程技术规程的要求，所以本工程设计分2格(n=2)并联，则每座滤池的面积为111.1/2=55.6活依据曝气生物滤池工程技术规程，综合滤池构造和平面布置等因素，实际取每格平面尺寸为：8m<7m=56m2。C、表面水力负荷计算法复核：当实际面积确定后应进行表面水力负荷复核，复核实际取值后负荷是否在合适的范围内。Q=30000/(24*56*2)=11.16通过实际面积确定后复核，符合曝气生物滤池工程技术规程

36、中表面水力负荷3.012.0m3/m2h的要求。2) N滤池体总高度计算依据曝气生物滤池工程技术规程结构的相关规定，滤池的总高度应包括配水室、承托层、陶粒滤料层、活水区、超高的高度。即曝气生物滤池的总高度为：H=H0+h1+h2+h3+h4=4.5+1.2+0.4+1+0.5=7.6m式中，H:曝气生物滤池的总高度，m；H。：陶粒滤料层高度，m；h1：配水室高度,m；h2：承托层高度(含滤板)，m；h3：活水区高度，m；h4：超高，m。滤池尺寸：8.0m>7.0m.6m,共2格3) 土建部分单格尺寸：结构类型：池体数量：填料形式：布水形式：布气形式：反洗形式：4) 材料部分陶粒滤料性能参

37、数：数量：滤池专用防堵长柄滤头数量：性能参数：滤头契型缝隙单孔膜空气扩散器数量：性能参数：鹅卵石承托层数量：其中：填装要求：标准滤板数量：尺寸参数：滤头密度：8.0>7.0>7.6(m)钢筋混凝土2格陶粒滤料长柄滤头布水鼓风机+单孔膜空气扩散器气水联合反冲洗粒径35mm504m35488套2.2mm,滤缝数量28条，滤头总长度405mm8184套单孔膜孔径1.2mm33.6m322.4m3(1"32mm,H=200mm)11.2m3(816mm,H=100mm)从下至上从大到小按级配填装112块960>960刈00mm49套/块材质要求:受力要求:4.2.5曝气量计

38、算C30钢筋混凝土上下双向受力前置反硝化的N生物滤池的需氧量包括氨氮硝化的需氧量和去除BOD的需氧量两部分总和减去反硝化回收的氧量。N生物滤池进水中氨氮浓度为20mg/L（设计为15,此处取值偏大，留点余量），出水氨氮浓度为5mg/L,氨氮硝化每天的需氧量为：RN=4.57*30000*15/1000=2056.5kgN滤池去除污水中单位质量BOD5的需氧量为：0.69kg即去除1kgBOD需要提供0.69kgO2。N滤池进水BOD5浓度为20mg/L,出水BOD5浓度为10mg/L,则每天去除BOD5需提供的总氧量为：207kg则去除污水中BOD5的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量（标态）合计为

39、：2263.5kg当滤池氧的利用率为Ea=22%时，从滤池中逸出气体中含氧量的白分率Qt为：17.2%当滤池水面压力p=1.013X05Pa,曝气器安装在滤池水面下H=5.40m深度时，曝气器处的绝对压力为：pbp9.8103H1.0131059.81035.401.542105Pa则当水温为25C时，活水中的饱和溶解氧浓度为Cs（25C）=8.4mg/L,则25C时滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值Csm（25C）为：9.83mg/L当水温为25C时，N曝气生物滤池实际需氧量Rs为5417.3kg/d（如减去反硝化回收的氧量为4419.2kg/d）对于城市生活污水，a=0.86=0.9P=1

40、而且假定滤池出水溶解氧浓度为3mg/L。总供气量为：2508m3/h=41.8m3/min（如减去反硝化回收的氧量为2045.9m3/h）每个单孔膜曝气器通过的空气量为0.25m3/个h,则N滤池需曝气器数量为：8184个布置密度为：8184/8/7/2=73个/m2,符合曝气生物滤池工程技术规程关于单孔膜曝气的布置密度不宜小于36个/m2的规定。4.2.6、鼓风机选型鼓风机房内放置曝气鼓风机和反冲洗鼓风机，尺寸为12Rm。1）曝气鼓风机选型按照4.2.4的计算，选用鼓风机三台，2用1备。风机类型：罗茨鼓风机单机风量：21m3/min风压：0.06MPa单机功率：37kw风机台数：3台2）反冲

41、洗风机选型依据室外排水设计规范（GB50101）及曝气生物滤池工程技术规程的相关规定，曝气生物滤池气洗强度范围为1016L/m2s,本工程设计反冲洗气洗强度为14L/m2S,则反冲洗气量为：QSP式中，Q:反洗气流量，m3/h；S:滤池面积，m2;P:气洗强度，L/m2s；带入数值得：Q=8X7x14X3600/1000=2822.4ni7h=14.07m3/min反冲洗风机参数风机类型：罗茨鼓风机单台风量：24m3/min风压：0.07Mpa单机功率：45kw风机台数：3台（2用1备）3）提升装置配电动葫芦一套。提升最大重量1t,提升高度为9m。4.2.7反冲洗水泵选型本工程反硝化和硝化曝气

42、生物滤池共用一套冲洗系统，设计中按较大的反硝化池设计。依据曝气生物滤池工程技术规程中相关规定，滤池采用气水联合反冲洗形式，依次按气洗、气水联合洗、活水漂洗三个阶段进行，本工程反冲洗时间设计气洗4min,气水联合洗6min,活水漂洗8min,系统调试运行期间可根据实际调试运行参数适当调整冲洗时间。依据室外排水设计规范（GB50101）及曝气生物滤池工程技术规程的相关规定，曝气生物滤池反冲洗水强度范围为46L/m2s,本工程设计反冲洗水洗强度为6L/m2s,则反冲洗用水量为：WSP式中，W:反洗水流量，m3/h;S:滤池面积，m2;P:水洗强度,L/m2s；带入数值得：W=8X7X6X3600/1

43、000=1209.6m3/h由于每格滤池每次反冲洗用水时间为14min,则每次反冲洗用水量为W用水量=1209.6X14/60=2822.4m3/h按3万m3/d设计时滤池出水量为：Q=1250m3/h,反冲洗用水过程时间内滤池出水量为333.3m3。W出水量W用水量根据水量平衡计算，滤池运行时正常出水量能满足反冲洗用水需求。1）土建部分反冲洗泵安装在原有消蠹池渠中，由于场地所限，提升装置配备高强度防腐蚀碳钢固定支架一套，手动葫芦一套，最大提升重量为1吨，提升高度为10m。2）设备部分反冲洗水泵设备类型：潜污泵单台设计流量：Q=610m3/h设计扬程：H=15m电机功率：30kW台数：3台（2

44、用1备）4.3、本工程工艺设计特点4.3.1、有较高的耐冲击负荷能力。4.3.2、在滤池中采用了粒径较小的陶粒滤料，附着生长微生物量大，污染物去除效率高，出水水质好且稳定。4.3.3、污泥产生量小。4.3.4、布置紧凑、占地面积小。4.3.5、安装简易、操作管理、运行维护方便，设备及材料使用寿命长。4.3.6、调试时间短，投入运行快，中断运行后重新启动恢复性能快。4.3.7、采用PLC自动控制，日常维护工作量小。4.3.8、污水处理厂无气味、噪音产生，工作环境条件好。第四章供配电及自控系统设计范围本次方案配电及自控系统设计范围包括工程新增的配电室自控问、鼓风机房、提升泵房、除磷加药问、反冲洗泵

45、及管廊内、絮凝沉淀池所增设备的配电和控制，电缆敷设，防富接地和照明、供配电1、用电负荷方案涉及用电设备主要包括序设备名称规格数量功率1提升潜污泵Q=630r3/h,H=12m330KW2曝气风机Q=21由min,337KW3反冲洗风机3Q=24/min,P=68.6KPa345KW4反冲洗潜污泵Q=610/h,H=15m330KW5回流泵Q=520/h,H=12m222KW6放空管道立式Q=100mh,H=15m17.5KW7管廊排水潜污Q=10mh,H=10m12.2KW8反洗排水潜污-3Q=120mh,H=10m25.5KW9单轨电动葫卢T=1.0吨，H=9m22.0KW10潜污泵30m3

46、/h,H=12m12.2KW主要设备负荷约为500KW其它现场控制箱、PLC控制箱、电动阀等设备约为60KW照明系统约为7KW备用负荷约为130KW取系数0.85，总装机容量为820KVA用电设备电压等级为交流380/220V2、低压配电系统设计由厂区新增建筑物低压配电室采用放射式供电方式分别向各主要建筑物/构建物引入一路AC380V4源。低压配电室开关柜选用GC卵，该型号适用丁交流50Hz,额定工作电压380V,额定电流小丁4000A的配电系统中作为动力及配电设备的电能转换，分配与控制之用。该产品分断能力高，额定短时耐受电流达50KA线路方案灵活、组合方便，实用性强、结构新颖等特点。其柜内所

47、有低压开关、接触器、过载保护装置、继电器等器件选择上尽量选择知名品牌。低压开关柜需一台进线柜D1R一台无功补偿柜D2R根据建筑物情况需要三台低压出线柜，分别配送鼓风机房、提升泵房、滤池。设计容量为D3P（鼓风机房）320KW其中备用62KWD4P（提升泵房）140KW其中备用30KWD5P（滤池）237KW其中备用38KW3、现场配电系统现场主要工艺设备自带现场控制柜，考虑到污水处理厂的运行费用主要是电费，为了在满足使用的前提下尽可能的节能降耗，以及防止大功率设备启动时对电网和开关柜造成冲击，对方案中的主要大功率电气设备都配备有软启动器或变频器，软启动器和变频器安装在现场控制柜中。采用变频运行

48、后，可以通过超声波液位计、溶氧仪、压力表等仪表进行程序控制，可选择性启动大功率设备，可以最大限度的控制设备不至丁频繁的启动和停机，有助丁保护设备的驱动系统，极大限度的延长设备使用寿命和节约了电能。现场控制柜采用一控多机的方式，一个建筑物内的一类设备采用一台现场控制柜，降低成本的同时也便丁集中操作。现场控制柜活单如下：位置功能方式数量1提升泵房潜水提升泵控制一控三一台2鼓风机房曝气风机控制一控三一台3鼓风机房反冲洗风机控制一控三一台4滤池反冲洗潜污泵控制一控三一台5滤池回流泵控制一控二一台6滤池反洗排水潜污泵一控二一台7滤池放空管道立式离心泵一控一一台8滤池管廊排水潜污泵一控一一台9滤池电动蝶阀

49、控制一控十二台现场控制柜采用GGD2改）型，其它配电柜、电控柜（箱）可根据实际情况来定。户内电控柜、箱防护等级为IP4X，户外防护等级为IP65（防雨防腐型）。4、防富接地系统及电缆本次工程设计采用TN-C-S接地系统。对现场控制室外设人工接地体，其接地电阻不大丁4欧姆，该人工接地与土建基础接地相连。新增设备所有正常不带电的电气设备金届设备外壳、金届护栏均应可靠接地低压电力电缆主要采用YJV-1KV型，控制电缆主要采用KVV-0.75KV型，仪表电缆采用RVVP屏蔽线。电缆长度可按实际情况确定。涉及到的电缆及保护钢管具体型号如下表：序号规格用途预估数量（m）1YJV-3*95+2*50r低压电

50、力电缆302YJV-3*25+2*16低压电力电缆703YJV-3*35+2*16r低压电力电缆1204YJV-4*4低压电力电缆2005YJV-5*4r低压电力电缆2206YJV-5*6低压电力电缆2507YJV-3*6r低压电力电缆1208YJV-3*4低压电力电缆909KVV-7*1.0r控制电缆21010KVV-14*1.0控制电缆67011VV-3*0.75r控制电缆55012RVVP-2*1.0仪表电缆25013RVVP-3*1.0仪表电缆30014SC25保护钢管50015SC32保护钢管60016SC40保护钢管7017SC50保护钢管12018SC70保护钢管30本方案设计时

51、未考虑变压器负荷不足增加变压器情况，电气部分从新增加进线柜开始计算。、自控系统在已建成工程中，原有三台PLC控制柜，PLC采用了Siemens公司的S7-300系列PLC中控室有2台监控电脑，组态软件为Intouch,PLC编程软件为StepV5.2。通讯方式为工业以太网。原有的工程PLC控制柜未预留现在设计工程设备所必须的控制点，也未预留仪表等的相关接口，现为了实现新增设备的控制功能，须再增加1套PLGPLC控制柜设置在配电间，完成对鼓风机房、提升泵房、滤池和絮凝池主要工艺设备的数据采集、远程控制和仪表数据的采集。PLC柜简单配置如下：序号模块型号数量功能1电源模板307-10A1系统电源供

52、应2CPU莫板315-2DP1PLC3通讯模板343-11通讯模块4拓展模块153-11I/O拓展模块5机架530mm26AI模板331-82模拟电流输入模板7AO模板332-41模拟电流输出模板8DI模板321-327数字输入模板9DO莫板322-164数字输出模板10前连接器40针911前连接器20针512通道隔离PH207620电流隔离安全栅13隔离继电器MY-2N288开关量信号隔离14防前击保护2201电源防雷击15光电转换器116开关柜117辅助电源24V10A118DP电缆头485219触摸屏10.4”120以太网光纤四芯多模200米包含光纤附近PLC控制柜设计功能如下:序号DIDOAIAO功能12絮凝沉淀池2台潜水搅拌机运行给定序号DIDOAIAO功能22絮凝沉淀池2台潜水搅拌机状态反馈32絮凝沉淀池2台潜水搅拌机运行反馈42絮凝沉淀池2台潜水搅拌机故障反馈51絮凝沉淀池1台潜污泵运行给定61絮凝沉淀池1台潜污泵状态反馈71絮凝沉淀池1台潜污泵运行反馈81絮凝沉淀池1台潜污泵故障反馈92提升泵房2台潜水提升泵运行给定102提升泵房2台潜水提升泵状态反馈112提升泵房2台潜水提升泵运行反馈122提升泵房2台潜水提升泵故