监利汴河镇污水处理厂设计说明书(人工湿地)

监利某1000m3/d市政污水处理工程（强化人工湿地工艺）设计说明书设计单位：江苏XXXX环境保护设计院2010年8月目录TOC\o"1-3"第一章 概述 11.1 项目概况 11.2 编制依据及基础资料 11.3 编制范围及编制原则 11.3.1 编制范围 11.3.2 编制原则 11.4 采用的主要规范和标准 2第二章 污水处理厂工艺设计 52.1 基本设计参数 52.1.1 设计水量 52.1.2 设计水质 52.1.3 其他设计参数 52.2 处理工艺选择 62.2.1 设计原则 62.2.2 项目总体分析 72.3 工艺设计论述 102.3.1 预处理系统 112.3.2 生化处理系统 112.3.3 人工湿地处理系统 132.3.4 污泥处理系统 142.4 设计工艺简介 152.4.1 工艺流程框图（见下页） 152.4.2 预处理系统 152.4.3 生化处理系统 172.4.4 人工湿地处理系统 192.4.5 污泥处理系统 222.4.6 各处里单元各处理单元处理效果一览表 232.5 工艺单体设计 232.5.1 工艺单体描述 232.5.2 配套建筑物描述 302.5.3 其它配套系统描述 312.6 经济技术分析 312.6.1 本污水处理站主要电气负荷一览表 312.6.2 公用工程能力： 312.6.3 系统运行成本分析： 322.7 设计中存在问题 32第三章 公用工程设计 333.1 总图、运输 333.1.1 总平面布置 333.1.2 交通运输 333.1.3 竖向设计 333.2 建筑与结构设计 343.2.1 水池 343.2.2 基础处理 343.2.3 防腐 343.2.4 概算应考虑以下部分费用 343.3 供配电设计 353.3.1 设计依据 353.3.2 设计范围 353.3.3 电气负荷 353.3.4 供电电源 353.3.5 接地方式及防雷 353.3.6 照明 363.3.7 其他 363.4 自动化设计 363.4.1 概述 363.4.2 自控系统及仪表 363.4.3 控制系统配置（见图3-3） 393.4.4 控制系统功能描述 393.5 给水与排水设计 415.5.1 用水量 415.5.2 给水管网 415.5.3 供水压力 415.5.4 排水 423.6 通风与空调设计 423.7 消防工程设计 423.8 环保、劳保与工业卫生 425.8.1 场区环境保护 425.8.2 工业卫生与劳务保护 433.9 生产定员 43第四章 设计施工及调试 444.1. 设计文件 444.1.1 设计文件编制 444.1.2 设计人员组成 444.1.3 设计文件技术交底 444.1.4 设计文件修改，补充和调整 444.2. 污水站工程施工及施工方案 454.2.1 施工方案 454.2.2 设计文件 454.3. 项目实施手册编制 454.3.1 目录 454.3.2 编制说明 454.3.3 项目概况 464.3.4 人员安排 464.3.5 设备材料采购计划 464.3.6 施工情况 464.3.7 施工进度计划 464.3.8 试运转 464.3.9 竣工验收 464.3.10 使用方操作人员培训 474.3.11 质量保证措施 474.3.12 安全保证措施 474.4. 附件 474.4.1 质量管理 474.4.2 安全管理 494.5. 试运转 494.5.1 单机试运转 494.5.2 联合试运转 514.5.3 污水调试 534.5.4 技术服务及培训 54第五章 设备、建构筑物一览表 567.1. 机械、设备一览表 567.2. 电气设备一览表 587.3. 构筑物一览表 597.4. 建筑物一览表 607.5. 其他配套系统一览表 61附表：组织结构附表 62概述项目概况项目名称：监利XXXX污水处理厂建设地点：监利XXXX建设规模：日处理污水1000吨污水处理厂新建工程编制依据及基础资料1）《监利XXXX污水处理厂工程环境影响评价报告书》及批复2）《监利XXXX污水处理厂工程可行性研究报告》及批复3）甲方及主管方提供的用地红线图、排放水体20年洪水水位、及污水处理厂的地面标高等资料4）地质资料欠缺，暂不考虑基础处理编制范围及编制原则编制范围监利XXXX污水处理厂工程规模为1000m3/d，本污水处理工程初步设计编制范围包括设计方案、初步设计图纸等。其中：设计方案包括工艺流程设计、设备设计参数以及工程总平面布置图及高程图设计及运行费用等；初步设计包括管网设计、土建结构设计、工艺安装设计、电气自控设计等。编制原则⑴贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。⑵从监利XXXX污水处理厂周边环境的实际情况出发，采用强化人工湿地处理工艺，符合用地设计要求，尽量减少占地面积。⑶积极响应甲方及主管方的要求，达到规定的设计深度，提供完整规范的设计文件。⑷根据设计规模和设计进、出水水质要求，选定适宜的预处理+生化处理+人工湿地处理相结合的污水处理技术，合理确定构筑物形式和工艺参数，力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、便于管理及维护、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。⑸污水处理厂的规划与周边环境风格一致，使环境协调一致。⑹为确保工程的可靠性及有效性，本工程采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，降低运行费用。采用的主要规范和标准《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）。《中华人民共和国水污染防治法》（2008年2月）。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（1995年10月）。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1996年10月）。《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年4月）。中华人民共和国《建设项目环境保护设计规定》（1987年3月）。国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。土建工程采用的中国国家设计规范与标准GB50009-2001《建筑结构荷载规范》。GB50003-2001《砌体结构设计规范》。GB50010-2002《混凝土结构设计规范》。GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》。JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》。GB500011-2001《建筑抗震设计规范》。GB500223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》。GB500069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》。GB50016-2006《建筑设计防火规范》。电气工程采用的中国国家级设计规范与标本GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》。GBJ50034-92《工业企业照明设计标准》。GBJ50055-93《通用用电设备配电规范》。其他设计规范GB50013-2006《室外给水设计规范》。GB50014-2006《室外排水设计规范》。污水处理厂工艺设计基本设计参数设计水量设计水量：1000m3/d设计时平均水量：42m3/hr（每天处理24h计）设计时变化系数：2.0设计水质根据提供的资料，并参考同类性质工程经验水质资料及相关文献资料、水质参数，确定原水水质指标见表1-1，排水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，水质指标见表1-1。表1-1原水水质排放标准指标参数分类内容原水水质排放标准COD250mg/L≤60mg/LBOD120mg/L≤20mg/LPH6～96～9SS160mg/L≤20mg/LNH4-N30mg/L≤5（8）mg/LTP5mg/L≤1.0mg/L其他设计参数其他设计参数见表1-2表1-2其他设计参数序号项目内容1进水高程-2.5(估计值，以地面土0.000为参考)2排水高程-0.50(估计值，以地面土0.000为参考)3电费0.5元/kw.h4自来水费1.1元/吨5人工费1000元/约.人（折算成平均值）处理工艺选择设计原则本工程采用统一规划、设计，统一建设原则。因地制宜合理发展简易、低能耗、高效益污水处理系统。本初步设计采用技术成熟、可靠的预处理+生化处理+人工湿地处理工艺，在降解有机污染物浓度同时，考虑脱氮除磷的效果。处理站规划合理美观、流程顺畅、平面紧促，注意厂区绿化和尽可能不产生二次污染，基本上不影响周边环境。本方案设计构、建筑物可采用半地下式建设。选择品质优良、价格公正、售后服务周到设备、仪器，关键性仪器仪表选用进口产品。设备材料的选择可根据相应的规范为参照，关键性仪器、设备选取进口的。自控系统可选择国际上知度高的电气公司产品。设计应考虑到安全溢流，对一些重要地区应考虑双路供电，为阻止某些突发事故而造成处理厂停运。其进厂污水应有安全溢流和超越。设计应考虑到美观、绿化，并配备相应的安全措施。设计应考虑到北方地区冬季气温低，污水池需要加热及建筑物供暖等问题。设计采用规范与标准，应采用买方认可国家规范标准或共同的规范与标准，如设计中遇到需用企业标准时，则报请买方认可。所有图纸、文件，仪表测量仪器及设备铭牌应采用UKS（米、千克、秒）制单位，但管道尺寸及标准应符合ANSI标准。项目总体分析污水处理的目的是去除污水中的污染物，使污水得到净化。污水中的主要污染物有BOD5、CODCr、SS、N和P等。根据进出水水质，本污水处理厂要求的污染物去除率如表2.2所示。各种污染物去除率由大到小的排列次序是：CODCr>BOD5>SS>TP>NH3N。污水处理工艺的选择应根据进出水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等多因素综合考虑，适宜的污水处理工艺不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的经常性费用，保证出厂水水质。根据国内外相类似污水处理厂运转经验，常规污水处理工艺仅能有效地去除BOD5、COD、SS，而对氮、磷的去除是有一定的限度的，仅从剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率约为10～20%，磷的去除率约为12～19%，因此，本工程污水处理工艺的选择必须考虑脱氮除磷。项目特点分析规模特点：总规模为1000m3/d，属于小规模污水处理厂。站址特点：可用于本工程的地面积为：L×B=65×32=2080m2，占地面积小，用地规整。进水水质特点：进水为生活污水，水质浓度不高，BOD5/COD、BOD5/TN、BOD5/TP指标较好，适宜进行生化处理（详见下文说明）。出水水质特点：本工程出水水质标准比较严格，达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准的严格要求。处理重点及难点分析污水处理厂的工艺选择与设计思想主要围绕重点处理项目进行。1）BOD5本污水处理厂进水指标：BOD5≤120mg/L，要求的出水指标：BOD5≤20mg/L，相应的去除率为83.3%。污水中的BOD5去除主要靠微生物的吸附与分解代谢作用，然后通过泥水分离来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物合成新细胞，将另一部分有机物进行分解代谢，以便获取细胞合成所需的能量，其最终产物为CO2和H2O等稳定物质。本项目要求BOD5去除率为83.3%，因此，BOD5将作为本项目的重点处理项目。2）CODCr本污水处理厂进水指标：CODCr≤250mg/L，要求的出水指标：BOD5≤60mg/L，相应的去除率为76%。CODcr的去除原理与BOD5基本相同，其去除取决于原污水的可生化性，它与污水的组成有关。根据本项目进水水质，CODcr和BOD5平均浓度分别为10000mg/l和3600mg/l,进水BOD5/CODcr=0.36，可生化性一般。本项目要求COD去除率为76%，因此，COD也将作为本项目的重点处理项目。3）SS本污水处理厂进水指标：SS≤160mg/L，要求的出水指标：SS≤20mg/L，相应的去除率为87.5%。SS的去除主要靠重力沉淀作用，由于出水中SS的排放浓度与出水CODcr、BOD5、总磷等污染指标的排放浓度关系较大，因此，较高的出水SS浓度不仅会导致出水CODcr、BOD5浓度增加，也会使出水总磷酸盐浓度增加，可见，控制污水处理厂出水的SS浓度建议控制在70mg/l以内，根据国内外相类似污水站的运行经验，SS实现小于SSmg/l的控制目标的容易做到的。本项目要求SS去除率为87.5%，因此，SS也将作为本项目的重点处理项目。4）NH3N本污水处理厂进水指标：NH3N≤30mg/L，要求的出水指标：NH3N≤5mg/L，相应的去除率为83.3%。在原污水中，氮的存在形式以有机氮和氨氮（NH3-N）为主，污水中有机氮和氨氮的总量称为凯氏氮（TKN）。污水生物处理过程中氮的转化包括氨化、同化、硝化和反硝化作用。污水中有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在，通过水解或氨化作用转化为氨氮，生物脱氮的基本原理就在于，在有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化作用将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到脱氮的目的。硝化作用是在有氧存在的情况下，氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐并进一步被氧化为硝酸盐的过程。反硝化作用是在缺氧的条件下，通过反硝化菌的作用下将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮的过程。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效果的因素主要是温度、溶解氧、pH值以及C/N比。对于活性污泥系统，由于硝化菌比增长速率低，世代期长，因此要取得较好的硝化效果，就必须有足够长的泥龄。此外，由于异氧菌的竞争作用，使硝化菌的生长受到抑制，要保证处理系统的硝化反应正常进行，一般认为处理系统的BOD负荷要低于0.15kgBOD5/kgMLSS·d。由于溶解氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性，因此，生物反硝化需要保持严格的缺氧条件，一般认为，活性污泥系统中，溶解氧应保持在0.5mg/l以下。本工程要求出水氨氮浓度低于5mg/l，去除率要求大于83.3%。因此，氨氮将作为本项目的重点处理项目。5）TP本污水处理厂进水指标：TP≤5mg/L，要求的出水指标：TP≤1mg/L，相应的去除率为80%。污水中所存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐，污水除磷工艺主要有化学法和生物法。化学除磷的原理是向污水中投加三价金属铁盐或铝盐，使之与污水中的磷酸根离子形成难溶于水的磷酸盐，经过沉淀从水中去除。国外从七十年代开始曾对化学除磷工艺进行了系统的研究，结果认为化学法除磷虽然具有工艺简单、处理设施少、投资省等优点，但有药剂耗量大、污泥产量大、处理成本高等不足。从七十年代以来，国外开始进行生物除磷脱氮技术的研究，我国从八十年代初开始进行生物除磷脱氮技术的研究，在八十年代后期逐步在生产中应用。目前，常用的生物除磷工艺主要有A/O除磷活性污泥法、氧化沟除磷工艺和SBR法等。生物除磷的原理是利用聚磷菌在厌氧条件下受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收可快速降解污水中的有机物，并转化为PHB（聚β羟丁酸）储存起来。当聚磷菌在好氧条件下，就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成（干重的1.5～2.3%）和吸收过量的磷，形成含磷量高的污泥（干重的3～7%），磷随着剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷具有产泥量少、处理成本低等优点，缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释出，对污泥浓缩处理工艺有一定的限制。本项目要求出水磷酸盐浓度低于1.0mg/l，去除率在80%以上，因此，必须采用具有较强生物除磷功能的污水处理工艺或者进行化学除磷。原污水中的磷将是本项目的重点处理项目之一。工艺设计论述生活污水处理工艺发展已非常成熟,即预处理+生化处理+三级处理。预处理系统预处理是为了给后继生化处理良好运行创造稳定、有利的条件，提高污水站运行的稳定性，使处理效果有一定的保障。本工程设计预处理采用格栅＋初沉池+调节池处理工艺。生活污水中含有一定量的大的漂浮物和悬浮物，若不去除，必然使水泵等动力设备被缠死，使污水站不能正常运行，因此在污水站进水口设置格栅，通过格栅拦截作用去除大的漂浮物。生活污水中含有一定量的悬浮物，所以需设置初沉池，生化处理剩余活性污泥排至初沉池贮存起来，定期由抽粪车清理，作为农肥使用。生活污水因水质、水量具有一定的波动性，在进入后续处理前需设置一调节池，进行水质、水量均衡,调节池内设置罗茨鼓风机预嚗气，以防止调节池内污泥沉淀下来，淤塞调节池。生化处理系统生活污水经预处理后，再进行二级生化处理，其原理是微生物在有氧条件下，利用污水中有机物为营养物质，进行新陈代谢，同时，本身不断繁殖增生。二级生化处理对降解小分子有机物的效果非常好。生活污水中有机物浓度低，在降解过程中，浓度梯度小，易于引起污泥膨胀，影响污水厂正常运行和处理效果，针对这种情况，人们引入SBR法，即序批式间歇活性污泥法，其运行模式是进水→曝气→沉淀→排水→闲置五阶段在一个池子中完成，省却二沉池。同时由于微生物处于充氧→不充氧交替状态，有效抑制专性好氧丝状菌的大量繁殖而控制住污泥膨胀。微生物降解有机物分两步完成，第一步，先利用其细胞外壁多糖类粘质层将有机物快速吸附其细胞表面，第二步，将吸附的有机物摄入体内进行新陈代谢，降解有机物，实现自身增殖。第一步吸附有机物在很短时间内完成，根据微生物降解有机物原理，人们进一步改进SBR工艺，在SBR池前增加一个容积很小的生物选择器和兼氧区，在生物选择器完成微生物对有机物的吸附，选择优势生物相，即：当污水进入生物选择器，由于污水有机物浓度较高，选择期中F/M值较大，不适宜丝状菌生长，有利于菌胶团微生物快速吸附有机物，其而丝状菌得不到有机营养。在后面的曝气池中，菌胶团微生物有足够停留时间和溶解氧，将在选择器中吸附有机物摄到体内进行新陈代谢而不断增殖，但丝状菌因缺乏足够的有机营养而受到抑制，不能大量增殖，从而有效克服由丝状菌引起的污泥膨胀，在兼氧区，新鲜污水能够提供充足碳源，新鲜污水中胺氮和回流污泥中的硝酸盐在反硝化菌作用下进行反硝化反应，实现脱氮，在好氧区，主要是微生物在有氧条件下进行新陈代谢，降解有机物，实现水体净化。从理论上讲，通过生化处理工艺除氮，要求泥龄长，一般在15~30天，除磷主要是先在兼氧区通过聚磷菌释放磷，累积能量，然后在好氧区聚磷菌利用累积能量，更多的吸附磷，通过排放剩余污泥去除磷，要求泥龄越短越好，同时，硝化菌的大量存在会在一定程度上抑制聚磷菌的活性，因此，很难同时达到很好的除氮、除磷效果，考虑到生活污水有机物浓度低，产生剩余污泥量少，泥龄短，利于除氮，不利于除磷，而氮一般只能用生化方法去除，不能用物化方法去除，磷可以用物化方法去除，如加钙盐、硫酸铁、硫酸铝与磷酸盐反应去除。所以，生化处理法具有很好的除氮效果，一部分氮通过硝化、反硝化脱去，剩余氮基本上以硝酸盐的形式存在，磷以磷酸根的形式存在，再向SBR池投加硫酸铝或硫酸铁可以去除磷，同时，少量投加硫酸铝或硫酸铁对增加活性污泥的絮凝性有利。综合生化池是本院研发的污水处理工艺，其运行模式是：进水→综合生化池→排水，具有占地面积小，投资成本低、操作管理简单、维修成本低等优点。综合生化池与A/O工艺、活性污泥法相比，流化床法具有以下优点：（1）采用密度略小于水的细小惰性颗粒作为流化床填料，填料为微生物固着生长提供很大的表面积，使流化床内具有很高的生物浓度，因此有机物容积负荷较大，是A/O工艺、活性污泥法工艺的10倍以上。（2）综合生化池内状态均匀，混合强烈，接触充分，有利于反应与传质，填料处于流化或膨胀状态，污泥不会膨胀，床层不会堵塞。（3）综合生化池内水力停留时间短，污泥龄较长，剩余污泥量较少。（4）综合生化池既可以用于高浓度难降解污水处理，也可以用于低浓度污水处理；即适用于好氧处理，也适用于厌氧处理。本方案生化处理采用综合生化池工艺。人工湿地处理系统生活污水经二级生化后，再进行人工湿地处理，其原理是微生物在有氧条件下，利用污水中有机物为营养物质，进行新陈代谢，同时，本身不断繁殖增生。二级生化处理对降解小分子有机物的效果非常好。生化处理系统出水中的主要污染物有三类。第一类为悬浮物；第二类为有机污染物：COD、BOD；第三类为无机营养盐：氮、磷。人工湿地（ConstructedWetland,CW）是模拟自然湿地的人工生态系统，它是一种由人工建造和监督控制的、类似沼泽地的地面，是由在一定长宽比及地面坡度的洼地上由土壤、沙、石等混合成的填料床和在床体上种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观且具有经济价值的植物（芦苇和美人蕉等）及在水中、填料中生存的动物、微生物所组成的独特生态系统。它对污水的处理是通过利用它的独特生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用，具有投资省、运行费用低和效果良好等优点。作为一个综合的生态系统，它具有投资省、耗电低、运行费用低、运行简便、处理效果稳定、出水水质好等诸多优点，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进污水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。强化人工湿地是本院自主开发的新型人工湿地，与普通湿地相比，可以有效去除水中的有机物和N、P。能够适应季节的变化而不会出现去除率降低的现象；水力负荷提高4倍以上，大幅度降低湿地的占地面积，使其具有更高的适应性；防堵塞技术可以有效防止湿地堵塞，提高湿地使用寿命而无堵塞之忧。经过长期试验，氨氮去除率达到96%以上，TP出水小于1mg/L，COD出水小于30mg/L。本方案人工湿地采用强化人工湿地工艺。污泥处理系统格栅清除的渣滓，直接外运。初沉池沉积下来的悬浮物，由抽粪车定期清理，作为农肥使用。生化处理系统剩余污泥没有可回收价值，排至初沉池。设计工艺简介根据功能不同，本方案处理工艺由四部分组成：预处理工艺、生化处理处理工艺、人工湿地处理工艺、污泥处理工艺。工艺流程框图（见下页）预处理系统生活污水由市政污水管网收集后流经栅间距为10mm的格栅，通过格栅拦截作用去除污水中大的漂浮物后,自流初沉池。初沉池采用平流式沉淀池形式，生活污水中比重较大悬浮物沉淀下来，然后自流入调节池。初沉池底部沉积下来的污泥定期由抽粪车清理，作为农肥使用。调节池内设置曝气搅拌管网，定时对调节池进行曝气搅拌，以加强混合效果及防止污水中悬浮物沉淀下来、淤塞调节池。生化处理系统调节池内污水由提升泵送入综合生化池。本设计综合生化池是集厌氧区（UASB反应器）、好氧区（好氧流化床）、泥水分离区（沉淀区）、污泥回流区功能于一体的复合式生化池，综合生化池底部为厌氧区（UASB反应器），中上部内筒为好氧区（好氧流化床），中上部外筒为污泥回流区，上部倒伞形外围部分为泥水分离区（沉淀区）。综合生化池厌氧区（UASB反应器）进水方式采用中阻力脉冲进水方式，厌氧区底部设置脉冲进水沟，废水由提升泵送入复合式综合生化池顶部脉冲罐中，通过脉冲罐作用，产生脉冲出水，设计脉冲比为5～10：1，即5～10分钟脉冲1次，每次脉冲1分钟。脉冲罐出水通过主脉冲管道流入厌氧区底部支脉冲管中，然后通过支脉冲管上小孔由下而上进入复合式综合生化池厌氧区。采用脉冲方式进水有以下几个优点：可以有效保证池底污泥保持悬浮状态，达到进水同池底污泥混合均匀效果。因脉冲出水剪切力不大，可以在不打碎池底颗粒污泥的基础上，将污泥产生的沼气同污泥有效分离，而不引起污泥上浮。因采用上向流式进水方式，废水在向上流的过程中，池底悬浮污泥可以有效过滤废水中悬浮物，减轻后续生化处理负荷。厌氧区（UASB反应器）下部为污泥床区，主要为厌氧颗粒污泥，污泥床厚度通常控制在2-3m之间，厌氧区中部为悬浮污泥层，悬浮污泥层厚度通常控制在2-3m之间，厌氧区中上部悬挂弹性填料，弹性填料具有巨大的比表面积，上面可以固着生长大量的厌氧微生物。废水通过脉冲罐脉冲作用，同厌氧池底部颗粒污泥均匀混合，在向上流的过程中，穿过池中由微生物所形成的污泥床，废水中污染物（有机物）被污泥床所截留，经吸附、分解，将高分子、复杂的有机物分解成低分子、简单的有机物，如有机酸等，另外由泥水分离区回流至此污泥大部分被分解。厌氧区底部剩余污泥定期排至污泥浓缩池，由压滤机压干后外运，因为此处理系统排出污泥为厌氧污泥，污泥量较好氧污泥减少很多。经厌氧区处理后的废水上升进入好氧区，好氧区内填充好氧流化床填料，在适宜的生存环境中，填料上生存着大量的微生物，形成良好的生物群落，在有氧条件下微生物经吸附、粘连、碰撞、网捕而接触废水中的有机物质，进行同化和异化作用，氧化分解和同化废水中的有机物(污染物)，形成二氧化碳、水和细胞物质，完成自身的新陈代谢和增殖（微生物的出生、生长、繁殖、衰老和死亡），死亡和过剩的生物细胞及残体排出复合式综合生化池，从而达到对废水的净化作用。好氧区采用鼓风机曝气充氧，废水、活性污泥、流化床填料在嚗气条件下急速上升，形成气、液、固三相复合综合生化池。废水由好氧区处理后大部分由回流区回流入好氧区底部，从新进入好氧区循环，少部分经过回流区外壁格网过滤后进入泥水分离区（沉淀区），泥水分离区采用辅流式沉淀池形式，出水采用溢流堰排水，下沉污泥沿泥水分离区外壁下沉入好氧区，大部分污泥流入好氧复合式综合生化池进行循环，少部分污泥回落入底部厌氧区进行消化处理。因污泥回流区为不嚗气，处于兼氧状态，废水在循环回流过程中处于好氧、兼氧交替循环状态，可以达到脱氮除磷效果。人工湿地处理系统生活污水由综合生化池出来后自流入强化人工湿地；强化人工湿地是由本院自主开发的新型人工湿地，与普通湿地相比，可以有效去除水中的有机物和N、P。能够适应季节的变化而不会出现去除率降低的现象；水力负荷提高4倍以上，大幅度降低湿地的占地面积，使其具有更高的适应性；防堵塞技术可以有效防止湿地堵塞，提高湿地使用寿命而无堵塞之忧。经过长期试验，氨氮去除率达到96%以上，TP出水小于1mg/L，COD出水小于30mg/L。强化人工湿地主要污染物去除机理：①SS的去除污水中SS去除主要靠物理沉淀、过滤作用，悬浮物的浓度不仅涉及出水的SS指标，而且与出水的COD、BOD、PO4-P等指标也有关，这是因为污水中的悬浮物中有活性污泥絮体，其本身有机成分也很高，较高的悬浮物含量会使得出水中COD、BOD等均增加，所以控制水中的SS指标是重要的。BOD的去除污水中BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。COD的去除污水中COD去除的原理与BOD基本相同，取决于污水的可生化性，这与污水的组成有关。通过采取一定的工程措施，提高污水的可生化性，处理后的出水COD可以达标。N、P的去除本方案中主要利用生物脱氮及植物吸收方法，污水中氮以氨氮及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合称凯氏氮（TKN），生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。生物脱氮包括好氧硝化和缺氧反硝化两个过程。污水中的有机氮，在好氧条件下转化为氨氮，而后在硝化菌作用下变成硝酸盐氮；在缺氧的条件下，由反硝化菌作用。并由外加碳源提供能量的条件下，是硝酸盐转变成氮气逸出，达到脱氮效果。另有部分硝酸盐氮、亚硝酸盐随剩余污泥一起排除系统。影响脱氮效率的因素主要有温度、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，要有足够的停留时间。也就是要求系统必须维持在较低的负荷条件下进行，可使硝化与反硝化顺利进行。因此要进行生物脱氮，必须要具有缺氧—好氧过程。N、P是植物生长所必需元素，所以植物吸收对于N、P去除也有很好效果。污泥处理系统格栅清除的渣滓，直接外运。初沉池沉积下来的悬浮物，由抽粪车定期清理，作为农肥使用。生化处理系统剩余污泥没有可回收价值，排至初沉池。各处里单元各处理单元处理效果一览表浓度单位:mg/l项目处理单元化学需氧量CODcr生化需氧量BOD5悬浮物SS氨氮总磷原水250120160`305初沉池去除率10%10%20%0%0%出水浓度225108128305综合生化池去除率60%70%70%60%60%出水浓度903340122强化人工湿地去除率60%60%80%70%70%出水浓度3613840.6排放标准60206051.0工艺单体设计工艺单体描述格栅池单元（T-01）设计规模：1000m3/d变化系数：2.0功能：设置细机械格栅、人工格栅，拦截污水中大的漂浮物，在格栅池设置排洪闸板阀进行泻洪。型式：地下池规格：L×B×H=10.0×2.0×3.0m结构：钢筋混凝土数量：1座按总水量乘以系数（1000×2.0=2000m3/d）进行设计、建设考虑总变化系数，设计规模为总设计水量与总变化系数乘积。配置设备及仪表机械格栅（E-01-01）设计规模：1000m3/d

变化系数：2.0型式：回转式机械格栅处理量：100m3/hr栅间距：10mm安装角度：700装机功率：0.55kw数量：1台产品：进口设计按总水量乘以系数（15000×2.0=30000m3/d）考虑人工格栅（E-01-02）设计规模：1000m3/d

变化系数：2.0型式：非标设备尺寸：B×H=700×3500mm处理量：100m3/hr栅间距：10mm安装角度：700数量：1台设计按总水量乘以系数（1000×2.0=2000m3/d）考虑考虑总变化系数，设备选型为总设计水量与总变化系数乘积闸板阀（E-01-03）设计规模：1000m3/d

变化系数：2.0用途：人工格栅前拦截污水尺寸：H×B=1.0×0.7m数量：2个设备选型按总水量（1000m3/d）进行设计、采购初沉池单元（T-02）设计规模：1000m3/d变化系数：2.0功能：沉积污水中比重较大悬浮物，贮存污泥型式：平流式沉淀池、地下池规格：L×B×H=10.0×1.5×5.5m（1座）表面负荷：0.85m3/m2.h结构：钢筋混凝土数量：1座按总水量乘以系数（1000×2.0=2000m3/d）进行设计、建设考虑总变化系数，设计规模为总设计水量与总变化系数乘积。调节池单元（T-03）设计规模：1000m3/d变化系数：2.0功能：收集污水，调节水量、水质，采用罗茨鼓风机曝气型式：地下池规格：L×B×H=10.0×8.4×5.5m停留时间：6.0hr搅拌强度：2～3m3空气/m2.h结构：钢筋混凝土数量：1座配置设备及仪表提升泵（E-03-01）设计规模：1000m3/d型式：自吸泵型号：80ZW50-20参数：Q=50m3/hr，H=12.5mH2O功率：5.5kw数量：2台（1用1备）浮球液位计（E-03-02）型号：KEY-1数量：2个综合生化池工艺单元（T-04）设计规模：1000m3/d安全系数：1.2功能：利用微生物、降解污水中污染物，实现水体净化型式：半地上池规格：L×B×H＝10.0×10.0×5.0m气水比：3：1水力停留时间：8.4hr结构：钢筋混凝土数量：1座配置设备及仪表罗茨鼓风机（E-04-01）设计规模：1000m3/d用途：好氧区供氧，溶解氧浓度控制在2~3mg/L型号：3L21WD参数：Q=2.11m3/min，H=4mH2O功率：P=3.0KW数量：2台（一用一备）曝气器（E-04-02）型式：微孔膜片式型号：φ215通气量：2m3/hr数量：60个脉冲罐（E-04-03）型式：虹吸式脉冲罐型号：φ1.5×1.5m数量：1套溢流堰（E-04-04）型式：PVC溢流堰数量：1套组合填料（E-04-05）型式：PP材质型号：φ150×80数量：80m3强化人工湿地工艺单元（T-05）设计规模：1000m3/d功能：利用植物的吸收、微生物的降解作用净化污水型式：地下池规格：L×B×H=30.0×6.6×1.0m（4座）表面负荷：0.8m2/m3.d结构：砖混数量：4座配置设备及仪表防堵塞进水装置（E-05-01）材质：PVC材质数量：4套碎石填料（E-05-02）型号：粒径20～40mm数量：120m3碎石填料（E-05-03）型号：粒径8～10mm数量：120m3除磷填料（E-05-04）型号：粒径8～10mm数量：200m3酶促填料（E-05-05）型号：粒径10～20mm数量：280m3水生植物（E-05-06）名称：芦苇、美人蕉数量：800m2景观水池单元（T-06）设计规模：1000m3/d型式：地下池规格：L×B×H=4.0×2.0×1.0m结构：砖混结构数量：1座配套建筑物描述设备间（R-01）设计规模：1000m3/d用途：放置水泵、风机等机械设备规格：L×B×H=5.0×4.0×3.0m结构：砖混结构数量：1间操作间（R-02）设计规模：1000m3/d用途：放置控制系统、办公规格：L×B×H=5.0×4.0×3.0m结构：砖混结构数量：1间其它配套系统描述道路（T-01）设计规模：1000m3/d规格：L×B=16.0×3.0m+10×6.0m数量：108m2围墙（T-02）设计规模：1000m3/d规格：L×B×H=65.0×32.0×2.0m结构：透视景观围墙，不锈钢栏杆数量：194m经济技术分析本污水处理站主要电气负荷一览表序号名称单机功率数量单位小计（kw)1提升泵P=5.5kw2台112鼓风机P=3.0kw2台6.03机械格栅P=0.55kw1台0.554照明24合计19.55公用工程能力：电力380V50Hz装机容量:约20Kw运作容量:约11Kw实际耗电量:约8kw每天总用电量:约Qv=8kwx24h=192KWH自来水1kgf/cm2DN25镀锌管设备清理、配药用使用量:约2.0m3/d(清洗、配药)系统运行成本分析：序号费用名称日消耗量单价合价(元/日)1电耗192KWH0.5962人工费2人专职1000元/人.月668合计日运行费用172元/天9吨水处理费用0.172元/吨水注：本表所列费作不包括:设备折旧费、污泥清理费，冬季保温费。设计中存在问题设计参数有待于业主认可，若有变动，其相关设计可作适当调节；地质资料缺，本方案不考虑地基处理问题；针对长期发展规划需要以及保护环境角度，建议采用预处理+生化处理+人工湿地处理为主体工艺方案；本设计为初步考虑，可根据业主具体要求做调整，一切为业主服务。公用工程设计总图、运输总平面布置总平面布置按不同的工艺功能和工艺流程顺畅的原则进行布置，区内设置预处理区、生化处理工艺区、人工湿地处理区及办公区。污水站构建筑物布置紧促、美观总体能够协调，污水站总面积为2000平方米，污水构建筑物由道路相连；次干道与主干道相连；主干道与外界道路相通。交通运输日运输量：运进量：吨/天,日最大运出量：10吨/天。污水站主干道设置路宽3m，硬化路面。竖向设计设计以地面为参照面，取±0.000m，考虑到监利XXXX地下水位较高、地质条件较差，构建筑物尽可能不向地面以下纵深方面深度建设。整个污水站构建筑物最高高程为+3.00m，为设备间，最低高程为-5.500m，为调节池。调节池为地下式，其他水池为半地下式，配套建筑物为地上式。建筑与结构设计水池调节池、综合生化池采用C20砼。人工湿地底板采用C20砼，池壁采用砖墙。池底做C10砼垫层，厚10cm，宽出池外壁周边各10cm。施工缝采用钢板止水带。基础处理由于地质资料缺，地基设计不在本方案考虑范围之内。防腐根据流动介质不同，选取不同材质的设备及管道。没有特殊要求，地上钢管作一般性防腐，埋地钢管作三油布防腐处理，有特殊要求，按相关国家级规范操作。概算应考虑以下部分费用水池每立方米砼应增加30~40元的添加防水剂费用。水池要根据情况增加梯、栏杆、走道板掖角等费用。供配电设计设计依据工艺对设备运行要求。污水处理工程常规处理要求。设计范围本工程电气设计包括污水处理厂内部动力、照明设计，以污水站内总配电柜为界。电气负荷表3-1电气负荷序号名称单机功率数量单位小计（kw)1提升泵P=5.5kw2台112鼓风机P=3.0kw2台6.03机械格栅P=0.55kw1台0.554照明24合计19.55供电电源污水站用电负荷属于二类负荷，主电源引自市政供电管网，三相四线制。接地方式及防雷本工程防雷暂按二类防雷考虑。本工程接地采用人工接地网，室内敷设接地干线，电缆沟内设接地干线，接地电阻小于4Ω。照明室内照明采用莹光灯、防水防潮灯。室外采用6m高钢杆路灯灯杆，照明光源采用250W高压钠灯，照明电源由本污水站控制照明箱引来。在控制室、设备间等应急指示灯。其他设UPS不间断电源给本工程计算机电、配电室停电后可持续不断电30分钟，以便对计算机程序及数据进行安全保护。本工程采用标准电气设备。自动化设计概述本系统主要用于本生活污水处理工程自动化控制。根据生活污水的工艺过程、特点及要求而设计。自控系统设备采用进口（合资）产品，对工艺过程各参数进行检测和自动控制，保证污水处理工程自动连续性运作。自控系统及仪表控制系统简介根据工艺要求，本装置自控主要是以开关量调节为主，辅以液位和流量等模拟量的调节,对工艺参数进行连续性监控和液位高低的声光警报。控制对象主要是对泵电机和阀门等设备的自动控制。因此本系统采用可编程逻辑控制器（PLC）来实现。控制柜设有仪表控制盘，上面安装有常规数字式显示仪表，记载有各种工艺参数，便于操作人员了解系统的生产状况，各参数均能在中心控制室显示。在电气控制屏上有各运转设备的启动/停止、自动/手动按钮，运行、备用指示灯等，为操作工提供最完善的操作手段。主要控制回路调节池液位与提升泵的自动控制（见自控实现图3-1）调节池设置高、低液位检测，由PLC实现液位与提升泵的联锁。低液位所有泵停止工作，高液位泵开始工作；同时，在模拟屏和CRT上动态显示各泵的运行状态和液位高低。集水池工作泵与备用泵由PLC按时间顺序实现自动切换。提升泵的运行与故障时备用自投由PLC实现。每台泵在控制柜均设自动/停/手动三档转关、启动/停止按钮、运行/备用指示灯。（以下同，不再说明）4档液位检测，泵时间顺序切换4档液位检测，泵时间顺序切换超高超低报警，泵与液位计联动高位备用自投，故障时备用自投调节池PLC污水图3-1自控实现图一生化池鼓风机的自动控制。（见自控实现图3-2）罗茨鼓风机的开停受时间顺序的控制,由PLC实现。图3-2图3-2控制原理图二PLC溶解氧模拟显示溶解氧风量自调风机开停时顺控风机与阀门联动运行与备用自投状态电脑有监控生化池PLC控制系统配置（见图3-3）自动控制柜自动控制柜工艺过程现场仪表图3-3系统配置图硬件控制系统硬件组成包括1套可编程控制器（PLC）构成。软件控制软件的组成为：PLC应用软件：运行于PLC，实现各种控制功能；控制系统功能描述数据采集采集整个系统各个装置的重要工艺参数（DO值、PH、ORP、流量、液位、温度等）、设备运行状态等重要数据。对整个工艺生产过程实现实时操作、设置、控制、显示、报警，最大限度的减少值守人员。对非正常的工艺参数和设备的运行状态实施声光报警，出现危险和异常状态时对设备进行联锁保护，如系统中的液位与相应的泵的联锁。本系统对进出水量设有流量的瞬时显示及累积功能，并且对于每个累积流量均设有回零功能。提供装置运行状态的各种统计、积算报表，报表可以按班、日、月等各种需求的时间段输出，同时提供打印输出功能。系统可以实现手动和自动的切换，在非正常运行状态下，对每台泵设备和控制阀门进行手动控制。系统预留通讯接口，可通过此接口与工厂其他控制网络通讯。电气设备和工艺过程的控制由一个控制系统完成，提高系统的完整性和可靠性。对工艺流程画面实现动态模拟显示，动态跟踪工艺参数，直观了解设备的运行状况。仪表现场仪表包括温度、压力、液位、流量、在线DO值分析仪表。现场仪表的选型原则是满足工艺要求、质量可靠的进口产品。仪表规格数量（见设备明细表）给水与排水设计用水量污水处理厂用水：化验室办公综合用水污泥脱水房冲洗用水投配药系统用水清洗用水按分类供水原则，消防、化验室办公用水取自自来水管网。消防供水按照国家消防标准。污泥脱水机用水（用水量非常小），取自综合自来水管网。绿化用水冲洗用水取自处理合格用水。给水管网自来水引入区内，树枝状布置，钢管防腐埋地敷设室外消防、消火栓，按10~120m控制距离位置。供水压力自来水压力为0.25Mpa排水污水站污水处理合格后，根据当地规范，排放接纳水质或再利用。通风与空调设计泵房、风机房、配电室、化验室、脱水机房设置低噪音轴流风机，保证换风次数。新建压滤机棚为钢结构彩瓦棚，三面封闭，南面全开。消防工程设计电气室、化验室、自控室、办公室设以CO2为灭火剂的干粉灭火器。UASB反应器沼气由沼气收集罐收集，由点火器烧掉。室外消防，可采用设置消防火栓来防治。环保、劳保与工业卫生场区环境保护污泥浓缩池上清液、污泥脱水后滤液回流污水处理处理系统进行处理，不设直接排放，对场区内化验室污水及生活污水预以收集，并进入本处理系统处理。为了防止污水渗漏污染地下水，本设计对所有污水池结构防渗均按设计与施工规范作出严格要求，以防止水池出现渗漏。本场区构建筑物及道路两旁，设置花圃及绿化带，以美化场区环境。工业卫生与劳务保护产生主要噪声声源的鼓风机选用低噪声罗茨风机。在装车、御车过程中，操作人员需配备相应的劳动保护用品。生产定员序号名称定员4操作工2名（二班制，每班1名）5总计2人设计施工及调试设计文件设计文件编制设计文件为：初步设计和施工图设计文件，在原目标成立后组织编制初步设计文件，初步设计文件经批准后进行施工图设计。设计人员组成工程项目设计实行专业负责人制，由工艺、总图、土建、电气、自控、给排水、技术经济、空调等专业组成，编制作业计划在总设计统一协调下进行设计工作。设计文件技术交底每一阶段设计完成后，由总设计师组织技术交底。初步设计向业主交底，使工程设计全面、体现业主意图。施工图设计向现场施工技术人员交底，介绍设计内容，要求的技术关键和采用的技术措施。设计文件修改，补充和调整设计文件局部修改、补充和调整是根据施工现场反映实际问题性质，内容由总设计师统一组织相关专业人员限时准确解决。污水站工程施工及施工方案施工方案工程项目的实施实行项目负责制，为了规范顺利完成工程实施过程中各项工作和总结以往水处理工程实施经验上，编制施工方案及试本方案（详见施工组织设计）。设计文件设计文件（工艺技术方案、施工图，相关设计说明）完成后，由设计部向项目组进行设计交底。项目组接受设计文件后，认真看图，熟悉图纸和设备，了解施工要求。了解施工图后项目进入全面实施阶段，根据合同要求及实际情况，着重进行。各种准备工作：编制施工组织设计、设备及材料采购计划等。项目实施手册编制目录编制说明可视情况需要进行取舍，如果需要、其内容应包括以下事项。《施工组织计划》编制目的，编制依据，使用本方案应注意事项及有关需要说明事项。项目概况本章内容应体现项目名称、地点规模、所采用工艺工期等。人员安排指各项目组人员构成及分工。设备材料采购计划应列出设备材料采购计划表，表中应作现设备名称，规范规格型号、数量、供货厂商、采购日期、价格等。施工情况本章主要明确土建工程（尤其是施工组织设计、地基处理、原材料供给、水电供应、防雨、降低地下水、耐酸耐碱、防腐设备），设备（尤其是非标设备），管道安装方案。另外，施工中如涉及防腐及绝热，应该说明设备、管道防腐及绝热施工方法。施工进度计划根据各施工专业的紧前紧后关系，作出合理施工安排，并利用《项目管理软件》做出工期计划表。试运转单项土建工程试水验收，安装结束后对设备及系统进行试运转，分为单机试运转及联机试运转。竣工验收进行竣工验收，竣工验收包括土建验收、机械竣工验收和质量验收。使用方操作人员培训质量保证措施本章应明确指出安装施工适用的国家或行业或地方标准规范，根据项目实际情况说明，除了执行施工规范外、需特别注意的地方以及特别的质量保证措施。安全保证措施主要说明为了防止出现人员伤亡，设备损坏，避免施工现场火灾等应采取的安全保证措施。附件质量管理工程质量决定项目实施成败关键因素。工程质量管理应主要依靠理解规范，掌握规范并严格按照规范施工。与土建工程有关标准规范GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50203-2002《砌体工程施工及验收规范》GB50204-2002《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50141-2008《给水、排水构筑物施工及验收规范》JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》GB50207-2002《屋面工程质量验收规范》GB50208-2002《地下防水工程技术规范及质量验收规范》GB50209-2002《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50210-2001《建筑装饰装修工程质量验收规范》与暖卫工程有关标准规范GB50203-2002《砌体工程施工及验收规范》GB50204-2002《混凝土结构工程施工及验收规范》与设备、管道安装有关标准规范GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》与电气、自动化仪表施工有关标准规范GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50171-92《电气装置安装工程盘柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》与防腐、绝热施工有关标准规范GBJ126-93《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》安全管理设置专职安全管理人员。项目组人员进入施工现场时，要按规定戴安全帽，着工作手套，不穿拖鞋，并遵守施工现场安全规定，现场施工安全规定，现场施工安全管理要定期进行检查，一般每周召开一次安全例会。注：未尽事宜执行相关规定试运转单机试运转单机试运转是对单套机器设备进行的通电试运转，通常空机或以自来水为介质进行。单机试运转的条件机器设备的安装工作全部结束；二次灌浆达到设计强度、基础抹面工作结束；与试运转有关的工艺管道及设备具备使用的条件；绝热及防腐等工作基本结束；与试运转有关的水、气、汽等公用工程及电气、仪表仪表满足使用要求；电机、电气设备的绝缘电阻经测试符合规范要求。准备工作准备好符合设计要求的机器设备用润滑油；准备好必要的电气试仪表（如万用表、兆欧表等）；准备好必要的安全防护设施及用具（如消防器材等）；准备好足够的单试运转记录（表格）；单机试运转的实施单机试运转由项目经理组织项目组人员、施工单位的代表及安装工人（电工）、甲方代表、施工监理进行，具体工作如下：试车检查：主要检查机器设备在运转过程中的噪声、轴承温升、振动、电机温升、电机工作电流及电压、紧固部位等是否正常如有异常现象应立即停机检查处理。试车时间应符合规范要求或设备说明书的规定。试车过程中必须如实填好单机试运转记录，并请甲方代表及监理签证。试车结束后应及时完成下列工作：断开电源及其它动力来源；卸掉系统中的压力及负荷；检查各紧固件；拆除临时管道、设备或设施。联合试运转联合试运转是检验整个系统在不投料的情况下能否按照设计要求正常运行，通常以清水为介质。联合试运转计划联动试车前，项目经理应编制联动试车计划（最好以表格形式表示），并送甲方代表、监理工程师，联动试车计划至少包括下列内容：甲方及我方应做的准备工作；试车时间安排；试车内容（各单