某污水处理厂二期扩建及再生水回用工程 初步设计说明书(MBR－BNR工艺)

XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程初步设计说明书XX大学建筑设计研究院(集团)二○○九年八月工程编号：XX大学建筑设计研究院(集团)工程名称：XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程设计证书编号：甲级院长：总建筑师：总工程师：地址：：：：

主要专业和主要编制人员名单姓名签名/日期设计总负责人杨殿海排水结构强电/弱电建筑概〔预〕算姓名签名/日期姓名签名/日期姓名签名/日期姓名签名/日期姓名签名/日期专业负责人审定人审核人校对人设计人目录初步设计说明书主要内容和结论 1第一章总论 21.1工程名称和主管单位 21.2工程背景 2工程建设的必要性 2太湖流域水环境治理的需要 2削减污染物排放的需要 2污水回用的需要 3促进昆山市XX经济、社会效益同步开展的迫切需求 31.4设计依据 3设计资料 31.6主要技术标准和设计标准 3第二章 区域概况 52.1区域历史、地理与社会经济概况 52.2区域自然条件概况 52.2.1地形地貌 52.2.2气象 52.2.3水文条件 52.2.4工程地质情况 62.3给排水工程现状 62.3.1给水工程现状 62.3.2排水工程现状 6第三章设计原那么 73.1污水处理厂设计原那么 73.2污水处理工艺设计原那么 73.3污泥处理系统设计原那么 7第四章污水处理厂工程设计 84.1设计规模 84.2设计水质标准 84.2.1设计进水水质 84.2.2设计出水水质 8厂址选择 94.4尾水排放口位置和出水回用去向 94.5工艺流程 9工艺方案选择原那么 9生物处理的可行性分析 94.5.3MBRBNR工艺简介 11工艺流程 144.6污泥处理与处置 144.7工程内容 154.8总图设计 154.8.1总平面设计 154.8.2高程布置 154.9工艺设计 15进水泵房 154.曝气沉砂池 164.9.3膜格栅池 164.9.4MBR反响池 174.9.5臭氧接触及清水池 204.9.6综合设备间 204.9.8储泥池 214.10建筑设计 21总体设计 21建筑设计 21建筑装修 224.11结构设计 22工程地质、地貌概况 224.11.2建构筑物结构描述 234.11.3结构材料 234.11.4主要设计参数 234.12电气设计 24设计概况及范围 24设计依据及标准 244.12.3供配电系统 24、供配电设计 254.13仪表设计 26概述 26设计范围 26设计原那么 26仪表设计 26自动控制系统设计 27通讯设计 28闭路电视监视系统 29防雷及接地 29设备选型 294.14公用工程 29厂区道路 29厂区给水排水 29空气调节与通风 29厂区照明 294.15防腐设计 294.15.1腐蚀原因分析 294.15.2防腐蚀技术 30管道防腐 304.15.4构筑物防腐 304.15.5其它防腐措施 304.16机械设计 30第五章环境保护、平安生产与卫生、消防与节能 325.1环境保护 325.2平安生产与卫生 32设计依据 32主要危害因素分析 32平安卫生防范措施 335.3消防 355.4节能 35节能是我国一项根本国策 355.4.2本工程的节能措施 35第六章工程管理与实施方案 366.1工程实施原那么及步骤 366.2工程建设的管理机构 366.3工程运行的管理机构 366.4主要履行单位的选择 366.5工程招投标方案 36招标范围 366.5.2招标信息发布方式 366.5.3招标组织形式 366.5.4承包商职责 37过程的技术管理与质量控制 376.6.1设备制造、安装中的质量控制 376.6.2调试与试运行 376.6.3性能测试 37验收 37维护期工作 376.7运行管理 38工程运行的组织管理 38工程运行的技术管理 386.8岗位设置与劳动定员 386.9工程实施方案 38第七章主要设备表 397.1主要机械设备 397.2主要电气设备 407.3主要控制设备 407.4主要控制仪表 417.5进口设备清单 42第八章工程概算 43投资概算说明 43工程总概算表与年经营费用及处理本钱表 44第九章工程效益分析 529.1环境效益 529.2社会效益 529.3经济效益 52第十章主要后续工作建议 53初步设计说明书主要内容和结论1、XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程的建设是十分必要的，对XX的社会经济开展、环境保护和人文建设等方面有着重要的作用和巨大的意义。2、二期工程建设规模为×104m3/d，排放执行优于一级A标准。×3、本工程设计进水水质指标和出水要求列表如下：表1原污水水质指标指标单位进水污水出水pH6~96~9CODcrmg/L35030BOD5mg/L1502SSmg/L2002NH3-Nmg/L352TNmg/L4510(15)TPmg/L3.5粪大肠杆菌个/L10004、XX污水处理厂址位于夏驾河与沪宁高速的夹角处，夏驾河以西，沪宁高速公路以南。厂区已为二期工程预留了用地，位于一期工程生产构筑物西侧。5、污水处理工艺经过比选，选择MBR－BNR处理工艺，其特点是占地面积小、出水水质好、自动化程度高。6、本工程采用MBR－BNR工艺，产生的剩余污泥量不大，剩余污泥为480m3/d，一期工程已有2台带式污泥浓缩一体机，每台处理能力为20m3/h，完全可以满足扩建后污泥脱水的需求，故本次设计不新增污泥7、工程概算本工程概算投资为万元其中：建筑工程为万元安装工程为万元设备购置为2255.73万元〔其中GE膜设备1220万元〕其他费用为万元铺底流动资金设备购置为2255.73万元〔其中GE膜设备1220万元〕铺底流动资金第一章总论1.1工程名称和主管单位工程名称：XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程建设单位：昆山建工环境投资建设地点：昆山市XX镇编制单位：XX大学建筑设计研究院〔集团〕工程编号：09-H-0261.2工程背景XX与其所在的昆山市，紧邻上海大都市和苏州市，区域经济优势突出，具有优先接受全方位先进文化的得天独厚的条件，是接受昆山中心城区功能幅射与扩散的前沿阵地，在昆山市“1＋3＋5”的城镇体系中，XX是昆山市重点城镇之一。国家对XX的开展非常重视，建设单位根据国家对太湖流域水体保护的有关政策，积极筹建XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程，目前昆山市XX总体规划、给排水规划、环境保护规划已制定并批准实施，污水处理厂一期工程已经投入生产运行。污水处理厂的用地、供水与供电等外部条件已经落实，为污水处理厂升级改造尽快建成并投入生产创造了有利的外部条件。XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程，有利于保护太湖水域不受污染，保障太湖地区供水平安。建设单位大力支持本工程建设，并投入建设资金升级XX污水处理厂的出水水质，确保太湖水质逐渐好转，到达规定的饮用水水源水质标准。综合上述，XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程建设不仅是十分必要的而且是一个紧迫的任务，目前在组织上、技术条件以及工程投资方面均具有实施的可能性。1.3工程建设的必要性1.3.1太湖流域水环境治理的需要太湖流域北滨长江，地跨三省一市，是我国人口最稠密、经济最兴旺的地区之一。太湖具有蓄洪、灌溉、航运、供水、水产养殖、旅游等多方面功能，是无锡市、苏州市等地的主要饮用水源。千百年来，太湖以其优越的自然条件，孕育了太湖流域悠久的历史、灿烂的文化和高度的文明。但近几十年来，随着沿湖地区工农业生产的迅速开展和过快的人口增长，使污染湖泊的因素不断增多，尤其是未经处理的城市污水大量入湖，农田化肥、农药的大量使用以及水产养殖规模的不断扩大，致使太湖水污染状况日趋严重，直接影响城市供水和周围地区工农业、旅游业的进一步开展，特别是威胁到沿湖地区数百万人的饮水平安。目前，太湖水体日趋严重的富营养化问题已成为国际上广泛关注的环境问题。2007年5月，无锡太湖发生大规模蓝藻爆发事件，对太湖流域的正常生产、生活造成巨大影响。根据国务院及江苏省委、省政府的要求，为进一步加大太湖流域水环境保护力度，太湖流域范围内的污水处理厂必须提高出水水质标准，这不仅是太湖流域水环境保护的要求，同时，也是昆山市自身开展和改善环境的需要。1.3.2削减污染物排放的需要到2021年，全国主要污染物排放总量要求减少10%。这是“十一五〞规划纲要确定的约束性指标。根据这个总目标，每年削减2%的污染物排放总量是我们的年度目标，提高污水处理厂尾水排放标准就是实现这一目标的途径。1.3.3污水回用的需要随着昆山市XX镇人口不断增长和经济飞速开展，用水量及排水量正逐年增加，而有限的水资源又被不断污染，导致水资源日益短缺，水资源的供需矛盾愈加锋利。在这种情况下人们不得不通过多途径开发新水源，城市污水处理回用作为一种投资少、工期短、见效快的途径愈加被人们所重视，升级改造工程使施行城市污水处理回用变为可能。1.3.4促进昆山市XX经济、社会效益同步开展的迫切需求兴建污水处理工程，是污水系统环境治理的重要组成局部，是说明根底设施的完善程度，也是衡量城镇现代化的标志之一，这些不仅反映城镇的经济实力、社会地位和人口素质，也增加了吸引内资和外资的动力。污水处理系统的完善与否是与本地区的经济开展和繁荣息息相关的。因此，完善污水处理工程是十分必要的，它将产生巨大的社会效益、环境效益和经济效益，是造福子孙后代的大好事。从昆山市XX污水处理厂实际进、出水水质情况看，进、出水水质根本到达设计值。随着进水水质指标的不断提高，要使出水水质严格到达江苏省环保厅最新公布的排放标准，仅仅利用现有生物处理设施不能满足要求，必须实施污水深度处理工程。XX镇的开发建设开展势头强劲，工业污染物的排放总量势必有较大增长。随着经济的开展，城镇化程度越来越高，人口也将随之猛增。人口的大量增加也将导致生活污水的大量增加，生活污染也将随之加剧。由此可见，随着经济的开展，工业及生活污染将日趋加剧，如果不及时采取有效的对策，城区水环境将出现恶化的趋势。总之，XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程不仅是改善当地水环境的主要措施和环节，也是区域性水污染防治的重要组成局部，工程的建设势在必行。1.4设计依据1、?昆山XX污水处理厂二期扩建及深度处理工程可研性研究报告?中国市政工程中南设计研究院2021年8月2、?XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程岩土工程勘察报告?苏州立诚建筑设计院2021年6月1.5设计资料1、业主提供的一期工程设计资料及竣工资料；2、一期工程运行的水质水量资料；1.6主要技术标准和设计标准1、?市政公用工程设计文件编制深度规定?2、?室外排水设计标准?〔GB50014-2006〕3、?室外给水设计标准?〔GB50013-2006〕4、?泵站设计标准?〔GB/T50265-97〕5、?城市居民生活用水量标准?GB/T50331-20026、?城镇污水处理厂污染物排放标准?〔GB18918-2002〕7、?城市污水处理工程工程建设标准?〔修订〕2001年8、?污水排入城市下水道水质标准?〔CJ3082-1999〕9、?城市给水工程规划标准?〔GB50282-98〕10、?民用建筑设计通那么?〔GB50352-2005〕11、?建筑设计防火标准?〔GB50016-2006〕12、?工业企业总平面设计标准?〔GB50187-93〕13、?工业建筑防腐蚀设计标准?〔GB50046-95〕14、?屋面工程技术标准?〔GB50345-2004〕15、?建筑结构可靠度设计统一标准?〔GB50068-2001〕16、?建筑地基处理技术标准?〔JGJ79-2002〕17、?建筑地基根底设计标准?〔GB50007-2002〕18、?建筑抗震设计标准?〔GB50011-2001〕〔2021版〕19、?建筑桩基技术标准?〔JGJ94-2021〕20、?建筑结构荷载标准?〔GB50009-2001〕〔2006版〕21、?混凝土结构设计标准?〔GB50010-2002〕22、?砌体结构设计标准?〔GB50003-2001〕23、?钢结构设计标准?〔GB50017-2003〕24、?给水排水工程构筑物结构设计标准?〔GB50069-2002〕25、?混凝土外加剂应用技术标准?〔GB50119-2003〕26、?给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程?(CECS138：2002)27、?给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程?(CECS137：2002)28、?给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程?(CECS117：2000)29、?10kV及以下变电所设计标准?〔GB50053-94〕30、?低压配电设计标准?〔GB50054-95〕31、?供配电系统设计标准?〔GB50052-95〕32、?电力工程电缆设计标准?〔GB50217-2007〕33、?电力装置的继电保护和自动装置设计标准?〔GB50062-92〕34、?爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准?〔GB50058-92〕35、?建筑物防雷设计标准?〔GB50057-94(2000版)〕36、?交流电气装置的接地设计标准?〔GB50065-95〕37、?建筑照明设计标准?〔GB50034-2004〕38、?自动化仪表选型规定?〔HG20507-2000〕39、?仪表供电设计规定?〔HG20509-2000〕40、?仪表系统接地设计规定?〔HG20513-2000〕41、?计算机机房设计标准?〔GB50174-93〕42、?分散型控制系统工程设计标准?〔HG20573-95〕43、?电气装置的电测量仪表装置设计标准?〔GBJ63-90〕44、?分散型控制系统工程设计规定?〔HG/T20573-95〕45、?控制室设计规定?〔HG20508-2000〕46、?信号报警、联锁系统设计规定?〔HG20511-2000〕47、?城市道路设计标准?〔CJJ37-90〕48、?建筑给水排水设计标准?〔GB50015-2003〕49、?埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程?CECS17:200050、?埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程?CECS122:200151、?建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程?〔CJJ/98-2003〕52、?建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程?〔CJJ/T29-98〕53、?建筑灭火器配置设计标准?〔GB50140-2005〕54、?采暖通风与空气调节设计标准?〔GB50019-2003〕55、?工业企业照明设计标准?〔GB50034-92〕区域概况2.1区域历史、地理与社会经济概况XX镇地处江苏省东南端的太湖下游，位于昆山市东南部，东经121度，北纬31度。东隔花桥镇与上海市接邻，西与张浦镇、玉山镇〔昆山市区所在地〕交界，北隔沪宁铁路与兵希镇、蓬朗镇毗邻，南与千灯镇接壤。XX镇地处夏驾河与吴淞江交汇处，其航运为“苏申内港线〞的重要一段；沪宁铁路、沪宁高速公路、312国道穿境而过，水陆交通便捷，具有良好的交通条件。全镇有8个行政村，5个社区居委会，2006年总户数10989户，总人口27168人，其中农业人口22994人。近年来，XX镇工业开展势头迅猛，经济综合实力明显增强，经济总量在昆山市各镇中名列前茅，利用外资卓有成效，被评为“外向明星镇〞。2.2区域自然条件概况2地形地貌XX-4m之间。全镇镇域东西横贯11km，南北纵深9km，总面积km2气象昆山属亚热带湿润性季风气候，具有四季清楚、温暖湿润、降水丰沛、日照充足和无霜期长，春夏盛行东南风，秋冬季节多偏北风，雨季为6～7月份等气候特点。其气象特征如下：·气温平均气温℃(1959-1987年)极端最高气温℃(1978年极端最低气温－℃(1977年·降雨年平均降雨量(1959-1987年)年最大降雨量1576mm(1960年)日最大降雨量223mm(1960年小时最大降雨量(1991年8·风向、风速平均风速/s(1959-1987年)最大风速19m/s(1972年常年主导风向东南风·蒸发量年平均蒸发量(1959-1987年)年最大蒸发量(1966年)年最小蒸发量(1980年)·年平均日照时数2087.7hr(1959-1987年)·年平均无霜期229天(1959-1987年)2水文条件昆山市XX镇属太湖流域平原河网地区。XX镇镇域内主要河流为吴淞江、夏驾河、青阳港。吴淞江穿越XX镇镇区，是太湖与黄浦江的主要联系水道之一，源于吴江市，汇入上海市黄浦江。全长125公里，其中江苏境内长度为72公里。河口多年平均泄流量为：10m3/s。吴淞江河面宽阔，一般在100～200米左右，最宽处可达500m以上，吴淞江下游受黄浦江江潮汐影响，水文条件复杂，河口处潮差约2m。吴淞江水流速度很小，仅为/s，或更小。夏驾河是吴淞江的一条支流，与吴淞江集合于XX镇镇区，与吴淞江一起，将XX镇一分为三。夏驾河自南向北穿越XX镇镇区流动。水流速度很小，为/s，或更小。青阳巷是连接太仓塘──浏河塘与吴淞江的主要河流，全长公里，河宽100m左右。流量较大，是吴淞江的主要支流。一般湖区水位高于长江水位，在汛期长江水位受潮位顶托影响，江水倒灌流入河道。为防洪排涝，城区内河设有排涝闸站，水位受人为控制。水系常规水位资料如下：城区外河历史最高洪水位：〔吴淞〕，常水位〔吴淞〕，最低水位〔吴淞〕，内河常水位〔吴淞〕，汛期控制水位〔吴淞〕。2工程地质情况本地区地质构造比拟简单且目前无活动迹象，基底石灰岩较深，外表粘土较浅。根据?地震烈度区划图?本区根本地震烈度为7度。2.3给排水工程现状给水工程现状昆山市已实施区域供水。XX镇原有二个自来水厂已停用，现已改为市区统一供水，镇区给水管网以环状网和树枝网相结合布置，确保供水平安。XX加压站已建成，位于312国道以南，黄浦江路以西，供水规模10万m3/d，保证水压、水质到达国家的生活饮用水指标。与区域供水配套的管网建设也在逐步完善中。排水工程现状规划效劳范围内采用雨污分流制排水系统。昆山市XX污水处理厂总规模万m3/d，占地面积为亩。一期已实施万m3/d。厂址位于夏驾河与沪宁高速的夹角处，夏驾河以西，沪宁高速公路以南。污水处理厂一期工程采用A2/O工艺，规模万m3/d，一期工程处理后的尾水通过DN800管道排入夏驾河，脱水后的泥饼送至昆山垃圾填埋厂填埋处理。〔1〕污水处理厂一期设计进出水水质污水厂处理一期出水水质执行?城镇污水处理厂污染物排放标准?(GB18918-2002)一级B标准。出水指标中总氮执行?江苏省太湖流域总氮排放标准?(DB32/191-1998)二级标准污水处理厂设计处理程度见表2.1。表2.1污水处理程度表项目CODBOD5SSNH3-NTNTP设计进水水质(mg/L)35015020030403设计出水水质(mg/L)≤60≤20≤20≤1530去除率(%)≥50≥25一期污水处理厂主要生产构〔建〕筑物包括：粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池、氧化沟二沉池及污泥泵房、接触消毒池、加氯间。第三章设计原那么3.1污水处理厂设计原那么1．贯彻国家关于环境保护的根本国策，执行国家的相关法规、政策、标准和标准。2、工程建设与城市规划的开展相协调，最大程度地发挥工程效益。3、工程建设应符合相应的标准，所采用参数可靠。4、工程建设须考虑近远期的结合，符合经济的要求。5、选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的相关专用设备。6、设计全过程必须考虑节能措施，以降低运行费用。7、采用成熟可靠、行之有效的污水处理工艺，确保污水处理效果，减少工程投资和日常运行费用。8、妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，尽可能防止对环境造成二次污染。9、采用现代化自动化控制技术，实现自动化管理，到达技术可靠，经济合理的目的。10、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。11、积极创造一个良好的生产和生活环境，把XX污水处理厂设计成为现代化的，示范型的水加工厂。3.2污水处理工艺设计原那么1．技术成熟，运行可靠，满足处理出水要求。2、运行管理方便，运转灵活，对进水水量、水质的变化有相应的抗冲击能力及应变能力。3、经济合理，在满足处理要求的前提下，节约基建投资和运行管理费用。4、工艺配套设备技术先进、质量可靠，并有选择和比拟余地。5、工艺过程自动化控制程度高，降低劳动强度，提高运行稳定性。3.3污泥处理系统设计原那么污泥处理系统的设计尽量防止磷释放现象。设计对污泥进行稳定化、无害化和减量化处理。1、根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺。2、根据城市污水厂污泥排出标准，采用适宜的脱水方法、脱水后污泥含固率大于20％。3、妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，防止二次污染。第四章污水处理厂工程设计4.1设计规模根据可研报告，并与近期污水量开展相匹配，本扩建工程新增×104m3/d表4.1设计水量一览表工程设计日流量备注扩建后总处理系统2.75×104Kz新建规模1.5×104Kz原有规模1.25×104Kz4.2设计水质标准设计进水水质昆山市XX污水处理厂一期工程2007年进、出水指标统计表如表4.2所示，表4.2昆山市XX污水处理厂2007年进、出水指标统计表日期水质指标BOD5CODcrSSNH3-NTP进水均出水均进水均出水均进水均出水均进水均出水均进水均出水均2007年1月753247427611172007年2月101424539118112007年3月93324839110132007年4月8032494494122007年5月7932443887122007年6月953313359392007年8月8332723992132007年9月872273212580.612007年10月6542373651112007年11月82520439731420平均84根据?昆山市XX污水处理厂工程可行性研究报告?、?XX总体规划?统计并预计，XX采用雨、污分流的排水体制，随着XX招商引资的力度加大，经济开展迅速，用地规划中除一局部区域作为居住用地外，其余大局部区域将作为工业用地。综合上述，考虑到远期的污水水质还会将进一步提高，XX污水处理厂二期扩建及再生水回用工程的设计进水水质确定如下：表4.3本工程设计进水水质项目pHCODcrBOD5SSTNNH3-NTP单位/mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L指标6~935015020045353.5设计出水水质本工程的出水水质不但要满足国家?城镇污水处理厂污染物排放标准?中水污染物排放一级A标准，在主要污染指标如COD等出水标准要求更高，以为XX镇经济开展预留环境容量，具体指标见表4.4。表4.4设计出水水质序号指标设计出水水质1化学需氧量CODcr(mg/L)≤3025日生化需氧量BOD5(mg/L)≤23悬浮物SS〔mg/L〕≤24氨氮NH4+-N〔mg/L〕≤25总氮TN(mg/L)≤10(15)6总磷TP(mg/L)7pH值6～98总大肠杆菌〔个/L〕≤1000厂址选择厂址位于夏驾河与沪宁高速的夹角处，夏驾河以西，沪宁高速公路以南。厂区已为二期工程预留了用地，位于一期工程生产构筑物西侧。根据污水处理厂内及周边用地现状，拟选择污水处理厂一期工程预留空地作为二期工程的用地。尾水排放口位置和出水回用去向XX污水处理厂一期工程尾水排入夏驾河。所以二期扩建及再生水回用工程亦将夏驾河作为污水处理厂尾水排放的受纳水体。同时考虑二期工程出水水质较好，建设单位考虑将出水作为XX镇再生水源加以利用。4.5工艺流程.1工艺方案选择原那么在污水处理工艺选择时需要考虑以下几方面内容：工艺能否到达各项出水指标的要求；工艺是否可靠；工艺方案造价的上下；运行管理是否方便；运行本钱的上下；现场条件是否允许等。根据出水水质要求，本工程出水到达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，局部变型工艺对TN、TP的去除效果很高，但要到达高标准的污水深度处理仍有一定困难。.2生物处理的可行性分析.2.1悬浮物的去除及别离一般采用物理方法——主要通过格栅拦截、设置沉砂池等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒〔包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒〕那么要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水处理厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水SS指标，且出水的BOD5、CODcr等指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主要活性污泥絮体，其本身的有机成份就很高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODcr均增加。因此，控制污水厂出水的SS指标是最根本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池外表负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理工艺方案选用合理、工艺参数取值适当和单体设计优化的条件下，完全能够使出水SS指标到达20mg/L以下。本工程进水SS为200mg/L，出水SS要求小于2mg/L，该SS进水指标与目前国内大多数城市污水处理厂接近，但出水指标要求很高，因此，在污水处理厂工艺设计时，需要采取工程技术措施处理，以确保出水SS≤2mg/L。.2.2有机污染物的可生化性分析进厂污水中有机污染物主要以BOD5、CODcr表示，它们的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过对污泥与水进行别离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一局部有机物用于合成新的细胞，将另一局部有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物〔如低分子有机酸等易降解有机物〕直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物那么首先被吸附在微生物外表，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，可以使处理后污水中的剩余BOD5浓度很低。原污水的可生化性，它与城市污水的成分有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，这种城市污水的BOD5/CODcr比值往往接近0.5甚至大于0.5，其污水的可生化性较好，无需进行特殊处理、设置单独处理构筑物，其出水CODcr值即可控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，或BOD5/CODcr比值较小的城市污水，其污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的CODcr会较高，要满足出水CODcr≤30mg/L有一定的难度。BOD5/CODcr值是鉴定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法，一般认为BOD50可生化性较好，BOD5/CODcr<0.30较难生化，BOD5/CODcr<0.25不易生化。本工程进水BOD5/CODcr＝150/350=0.43，可生化性较好，可以采用生化处理方法去除有机物。.2.3生物脱氮除磷污水脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法两大类。国外从六十年代开始曾系统地进行了脱氮除磷的物化处理方法研究，结果认为物化法的特点是耗药量大、污泥产量多、运行费用高等，因此，城市污水处理厂一般不推荐采用。从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代初开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步实现工业化流程，目前，国内新建及改扩建的污水处理工程大多数都采用活性污泥法生物脱氮除磷工艺。生物脱氮根本原理污水中的有机氮、蛋白氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨氮，而后在硝化菌的作用下变成硝酸盐氮，此阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量。使硝酸态氮复原成氮气从污水中逸出，此阶段称为缺氧反硝化。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用的顺利进行。按照上述原理，要进行污水的生物脱氮，必须具有缺氧/好氧过程，可组成缺氧池和好氧池；也可在一座生物池的不同阶段制造缺氧、好氧环境；即都需要有所谓缺氧/好氧〔A/O〕系统。〔A/O〕系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够长的污泥龄和进水的碳氮比。生物除磷根本原理生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB〔聚B羟丁酸〕储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，形成含磷量高的污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而到达除磷的目的。影响生物除磷的因素是要有厌氧条件〔混合液中既无溶解氧DO=0，也无结合氧－如硝酸盐〕，同时要有可快速降解的有机物，即BOD5/P比值恰当。同时，希望含磷污泥尽快排出系统，以免污泥回流至厌氧阶段，污泥中的磷又重新释放至水中。按照上述原理，要进行生物除磷必须具备厌氧过程，如在生物脱氮系统前设置一个厌氧池，这样就形成A2/O系统，即厌氧-缺氧-好氧系统。本工程生物脱氮除磷的可行性根据进水水质及出水水质要求可知，本工程有较高的除磷脱氮要求，因此，分析进厂污水生物脱氮除磷的可行性是十分必要的。BOD5：N：P的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素，氮和磷和去除率随着BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。BOD5/TN值是鉴别能否采用生物硝化工艺的主要指标。因为，只有经过生物硝化以后，将污水中的有机氮通过生物硝化反响转化为无机氮〔硝酸盐〕，才能进行后续的生物反硝化〔脱氮〕反响。对于活性污泥系统，由于硝化菌的比增长速率低，世代期长，如果泥龄较短，将使硝化菌来不及大量增殖，就从系统中排出。为使活性污泥系统得到良好的硝化效果，就必须有较长的泥龄。活性污泥中硝化菌的比例与污水的BOD5/TN值有关，就是因为产率不同，以及在活性污泥系统中异养菌与硝化菌竞争底物和溶解氧，使硝化菌的生长受到抑制。理论上BOD5/TN值在0.5～9时硝化反响均可进行，实际运行资料说明BOD5/TN>2时硝化过程能够正常进行。从理论上讲，BOD5/TN＞2.86才能有效地进行生物脱氮，实际运行资料说明，只有当BOD5/TN＞3时才能使反硝化正常运行。当BOD5/TN=4～5时，氮的去除率大于60%，磷的去除率也可达60%左右。对于生物除磷工艺，要求BOD5/P＝33～100，同时要求BOD5/TN≥4。本工程进厂污水BOD5/TN＝3.3，BOD5/P＝，根本能满足生物硝化反响、生物脱氮除磷工艺对碳源的要求。因此，本工程采用生物脱氮除磷活性污泥处理工艺是可行的。经过认真研究，充分考虑XX污水处理厂的远期规划，运行情况以及现场用地的情况。确定“A/A/O〔厌氧-缺氧-好氧〕＋MBR〞工艺作为工程实施工艺。.3MBRBNR工艺简介膜处理技术，是基于膜别离材料的水处理新技术。膜别离技术的工程应用开始于20世纪60年代的海水淡化。以后，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并增加污泥浓度〔MLSS〕，取得了极好的效果。但当时膜技术处于开展初期，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，以ZENON/GE膜技术为领导的带动下，极大的推动了膜技术的开展和完善，膜生物反响器〔MBR〕开始引入城市污水及工业废水处理领域。这种集成式组合新工艺把生物反响器的生物降解作用和膜的高效别离技术溶于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特点。膜技术在90年代后期开展迅速，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群众化，膜技术的开展已经从实验室潜在技术迅速开展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用，并且可以与传统技术相竞争。膜-生物反响器〔Membrane-Bioreactor，简称MBR〕是一种将膜别离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注。在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。一体式膜-生物反响器〔其工艺原理及流程请参见图4.1〕，出水水质好、占地面积省的特点。该技术通过膜组件的高效别离作用，大大提高了泥水别离效率，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，提高了生化反响速率。同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而根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、运行效率低等突出问题。膜生物反响器根据生物处理的工艺要求，建有四个生物反响区〔池〕，分为缺氧区〔脱氧-反硝化池〕、厌氧区〔除磷〕、多功能区〔SWING〕、好氧区〔硝化池〕，膜组件浸没于好氧区内，各区之间通过潜水推进器来循环混合液。污水先进入厌氧区与缺氧区回流的污泥混合，在厌氧条件下聚磷菌对磷的释放，使污水中磷的浓度升高；厌氧区出水与膜区回流污水相混合进入缺氧区，在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，然后污水进入好氧区进行有机物生物降解，同时进行生物硝化反响，并通过回流到缺氧区进行反硝化，完成脱氮功能，缺氧区中置有潜水搅拌器，到达混合的作用。图一体式膜-生物反响器工艺简图在膜生物反响器中，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存在曝气池中，只将过滤过的水汇入集水管中排出，从而到达泥水别离，无需设置二沉池，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到达10g/L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。通过和传统的活性污泥法及生物膜法比拟。MBR工艺有以下特点：膜生物反响器采用PVDF膜，其外表孔径只有～微米，能够高效地进行固液别离，出水水质标准高，品质稳定，悬浮物和浊度接近于零，可直接回用；膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反响器内，实现了反响器水力停留时间〔HRT〕和污泥龄〔SRT〕的完全别离，使运行控制更加灵活稳定；解决了传统活性污泥法造成的沉淀局部对最大生物浓度的限制，反响器内的微生物浓度高，是传统方法的2～3倍，达8~10g/L，对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强；有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率、COD去除率等各项指标得以提高，反响时间也大大缩短；同时大的有机物被截留在池内，保证其被继续降解；膜别离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反响器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率，COD去除率高；模块化设计易于扩容；系统采用PLC控制，可实现全程自动化控制，运行管理方便；膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强，易清洗，适于污水处理。化学性能稳定，抗氧化性强，可采用常用氧化性药剂清洗；污泥龄长，膜别离使污水中的大分子难降解成分在生物反响器内有足够的停留时间。反响器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行，剩余污泥排放量不到传统方法的50％；容积负荷高，占地少。启动快，不受污泥膨胀的影响。〔1〕城市污水典型工艺流程进水进水粗格栅进水泵房厌氧池缺氧池好氧池膜池出水细格栅沉砂池膜细格栅回流回流储泥池污泥脱水机房污泥外运剩余污泥滤液排至进水泵房鼓风机房脱氧池图4.2MBRBNRA/A/S/O工艺典型流程图〔2〕MBR工艺描述膜细格栅作用：来水经超细滤除1mm以上的颗粒物质，以保护超滤膜，减少反洗次数延长其使用周期和使用寿命。经过滤的水，还存有绝大局部的细菌、病毒、藻类、胶体物质、有机物及微小的颗粒物质等有害物质。脱氧/缺氧反响池脱氧/缺氧反响池的作用是利用废水/活性污泥中的剩余溶解氧〔DO〕来强化微生物的生物水解作用，从而将废水中的各种复杂有机物分解。其处理过程是一个复杂的酶生物化学过程，有机物在缺氧菌的作用下逐步分解为有效的脱氮除磷的物质〔VFA〕。在分解过程中，含氮有机物分解产生的NH3又可以提供微生物的养料，同时又有效的去除剩余溶解氧〔DO〕，从而又保护了后续的生物除磷工艺。潜水搅拌器的作用是提高缺氧反响池的效率。没有搅拌的缺氧池池内料液经常有分层现象。通过搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，防止分层，促进溶气别离；同时还使进料迅速与池中原有料液相混匀。厌氧反响池厌氧池主要作用是生物除磷。生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，提高活性、产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB〔聚B羟丁酸〕储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，形成含磷量高的污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而到达除磷的目的。缺氧/SWING反响池缺氧/SWING反响池的作用是强化硝化/反硝化和系统运行多功能调节。将废水中的各种复杂有机物及含氮物质分解并转化为N2+CO2，并实现整体处理过程的节能。其处理过程是一个复杂的酶生物化学过程。潜水搅拌器的作用是提高缺氧/SWING反响池的效率。没有搅拌的缺氧池池内料液经常有分层现象。通过搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，防止分层，促进溶气别离；同时还使进料迅速与池中原有料液相混匀。好氧反响池每座好氧反响池分为好氧曝气区和膜别离区。每座好氧反响池配备一套曝气系统及MBR膜组件。MBR膜片采用的聚偏氟乙烯〔PVDF〕中空纤维膜。膜组件有以下特点：膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强，易清洗，适于污水处理；化学性能稳定，抗氧化性强，可采用常用氧化性药剂清洗；膜的透水量远高于其它材质〔比方PP或PE〕的同类产品。好氧反响池的作用是通过池底铺设的曝气装置不间断进行曝气，污水在此池内进行有机物生化降解，去除水中的BOD，COD和NH3-N。膜区布置超滤膜系统,膜区内的曝气装置完成两种功能,既进行膜的气水振荡清洗,保持膜外表清洁,又继续在该段进行生物降解,生物降解后的水在虹吸和滤液自吸泵的抽提作用下通过超滤膜，透过液经由MBR透过液集水管聚集到清水池/反洗水池排出。通过膜的高效截留作用，全部污泥及悬浮物均被截流在曝气池中，有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率、COD去除率等各项指标得以提高，反响时间也大大缩短；同时大的有机物被截留在池内，使之得到最大限度的降解。透过液抽吸水泵及真空系统真空系统的作用是制造虹吸为透过液抽吸水泵〔清吸水泵〕的有效工作创造条件；清水泵的作用是将经生物处理后的水抽提作用下通过超滤膜，滤过液经由MBR集水管聚集到清水池/反洗水池排出。膜擦洗及化学清洗系统MBR系统设置一套擦洗及化学清洗系统，此系统是由擦洗空气、反洗水泵、次氯酸钠及柠檬酸加药装置构成。为了保证MBR膜组件具有良好水通量，能持续、稳定地出水，需定期对MBR膜组件进行清洗。当MBR运行一定的周期〔可根据运行情况调整〕后，以组件为单位依次自动进行反洗，以恢复膜的水通量。在反洗过程中，由反洗泵从清水池/反洗水池内将滤过水由MBR膜组件的清水出口反向泵入中空纤维膜内进行清洗。化学反洗的过程与清水反洗时相同，只是分别由柠檬酸加药泵、次氯酸钠加药泵将清洗药品参加反洗水管内。柠檬酸有助于去除附在膜上的无机结垢物、次氯酸钠有助于去除有机附着物。每次化学反洗时并非都要参加上述两种药液，而是根据MBR的运行情况而定。化学清洗系统MBR系统设置一套化学清洗系统，此系统是由清洗循环水泵、次氯酸钠及柠檬酸加药装置构成。化学清洗是在MBR运行约半年至一年间〔具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定〕对膜组件进行的彻底清洗。与化学反洗相似，每次化学清洗并非都需要上述两种药液浸泡，而是根据MBR的运行情况而定。化学清洗槽内的药液可定时定量计量，通过柠檬酸加药泵和次氯酸钠加药泵以及槽内的液位控制装置可自动控制槽内的药液浓度。化学清洗槽配有一台循环泵和一台与真空泵共用的双向泵，循环泵的作用是充分混合化学清洗液，以便于彻底清洗。双向泵是在化学清洗的过程中从膜组件集水管内抽出滤出液到中间水箱，再将滤出液从中间水箱经由膜组件滤出液收集管打到膜组件内，这种反复滤过、反洗的过程可充分去除附在膜组件上的污染物。每次化学清洗结束后，化学清洗槽内的废液排至生化系统进行中和。.4工艺流程根据进水水质指标和出水处理要求，推荐工艺的方案流程见以下图。图4.3工艺流程图4.6污泥处理与处置通常，城市污水处理厂完善的污泥处理工艺为：剩余污泥→污泥浓缩→污泥消化→污泥脱水→泥饼处置。国内外污泥消化使用较多的方法如好氧消化法、厌氧消化法、热枯燥法等。目前国内大型污水处理厂有采用厌氧中温消化工艺，这种在无氧条件下，利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌降解有机物，将其分解成甲烷、氨基酸和脂肪酸，使污泥的体积大大减少，而且通过中温消化杀死病原体，使污泥的使用更卫生，但是设备复杂，运行和维护费用高，消化后的污泥含水率仍较高，需进一步脱水。本工程采用MBR工艺，产生的剩余污泥量不大。污泥产量为480m3一期工程已有2台带式污泥浓缩一体机，每台处理能力为20m3污泥的集中处置处理往往与地区性的污泥处置规划相结合。根据昆山市环境保护局的要求，在现有石牌、张浦两座城市垃圾填埋厂的附近建设垃圾燃烧站，所有污水处理厂的污泥运至垃圾燃烧站进行燃烧处理，本工程脱水污泥拟运至垃圾燃烧站进行燃烧处理。4.7工程内容昆山XX污水处理厂一期规模×104m3/d，二期工程规模×104m3/d，二期工程污水处理采用MBR工艺污水提升泵房的设备添置曝气沉砂池膜格栅池MBR池及设备间污泥处理设备的添置变配电系统的添置自动控制系统的添置和扩容扩建厂区总平面及配套设施4.8总图设计4.8.1总整个污水处理厂升级改造工程按×104m3/d统一规划考虑，并充分考虑场地地形条件和4.8.2高程布置污水厂高程布置原那么·简洁、流畅，使各构筑物之间联系管道最短·根据受纳水体水位确定各构筑物水位标高由于厂址自然地面较平坦，一期平均地面标高为m。二期工程中，考虑到厂区填土土方量、排水方便及周围道路相街接等诸多因素，厂区设计地面标高拟定为。污水处理厂尾水排放水体夏驾河在厂址附近的最高洪水位为，按污水处理厂出水能自流排入夏驾河考虑确定最后处理构筑物的水面标高，并依次确定各构筑物的水位和高程布置。4.9工艺设计4.9.1A、总体设计进水泵房土建在一期工程已经按照×104m3/d设计，已经预留扩建考虑到续建工程的设计水量为×104m3/d，只需新增运行水泵就可满足扩建新增流量×104m3/d和原先预想的×104m3B、主要设备及参数1〕潜污泵Q=500m3/h，H=12m，N=数量：2台，1用1备;4.9.2由于扩建工程采用MBR工艺，对污水预处理要求较高，原旋流沉砂池没有足够的运行水头来满足污水预处理的要求。故需新建沉砂池。沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池处理效果较好，可是占地比拟大，适合于大中型污水处理厂。曝气沉砂池处理效果好，并可去除污水中的油脂，占地较省。旋流沉砂池占地省，如选用进口除砂机，处理效果好，可价格昂贵，如采用国产除砂机除砂效果不佳。综合以上考虑，本工程拟采用曝气沉砂池。细格栅井与曝气沉砂池合建，×104m3/d，×104曝气沉砂池平面尺寸2×m，池高4.3m。细格栅井单格进水渠宽为1.3m。沉砂池停留时间约为5.0minB、主要设备及参数〔1〕细格栅设置回转格栅除污机2台〔B＝1200mm，b＝5mm，H＝12〔2〕无轴螺旋输送机细格栅后设无轴螺旋输送机1套〔D260，L＝4.2m，N=1.5kW〕。输送细格栅栅渣至平台落料口后，至平台下垃圾小车后外运处置。输送机的运行与格栅联动，较格栅开启前早开启，并晚于格栅停止。〔3〕桥式吸砂机沉砂池上设桥式吸砂机1套〔包括桥架和吸砂泵等装置〕，L＝m，∑N＝kW，配套砂水别离器1套〔Q＝15L/s，N=0.37kW〕，经过砂水别离后的砂粒落入垃圾小车后，定期外运。桥式吸砂机运行采用时序控制。砂水别离器的运行与吸砂机联动，较吸砂机开启前早开启，并晚于吸砂机停止。4.9.3膜A、总体设计设置膜格栅的目的是进一步去除污水中粒径大于1mm的悬浮物，截留栅渣经压榨处理后，外运与城市垃圾一起填埋处置。设计处理流量×104m3结构形式：地上式钢筋混凝土结构数量：1座2格，构筑物平面尺寸：L×B＝13mB、主要设备及参数1〕膜格栅设备数量：2套〔其中一台进口〕规格：D1800mm；N＝kw；B＝过栅流速：/s2〕栅渣输送机〔与转鼓格栅配套〕设备类型：螺旋输送机设计数量：1套设计参数：直径D=260mm，长L=m，功率：kw。控制方式：与格栅除污机和螺旋输送机联锁，由PLC自动按顺序控制开停，亦可现场操作。3〕插板闸门B×L＝1800×1500设计数量：4套.4MBR反响池MBR反响池是本工程的核心工艺，生物脱氮工艺采用倒置A2O工艺。传统的生物脱氮除磷工艺存在诸多问题，如脱氮与除磷之间存在碳源竞争，而城市污水的碳源浓度普遍较低，难以满足同时高效脱氮除磷的要求，南方城市污水低碳高氮磷的特点使这个矛盾更加突出；其次，A