一体化接触氧化工艺

48吨/日生活污水处理工程

(一体化生物接触氧化设备)

设 计 方 案

内蒙环科苑环境工程有限公司

2006年12月

目 录

1 总论 ............................................................................................................................................................. 1 2 设计依据和指导思想 ................................................................................................................................. 1

2.1设计依据 ............................................................................................................................................ 1 2.2设计指导思想 .................................................................................................................................... 1 2.3主要设计原则 .................................................................................................................................... 1 2.4设计范围 ............................................................................................................................................ 2 3 工艺流程的选择与确定 ............................................................................................................................. 2

3.1污水处理建设规模与处理标准 ......................................................................................................... 2

3.1.1建设规模 .................................................................................................................................. 2 3.1.2原水及出水水质 ....................................................................................................................... 2 3.2工艺选择与确定 ................................................................................................................................ 2 4 处理工艺说明，设备构成单元及技术参数 ............................................................................................. 3

4.1 调节池 ............................................................................................................................................... 3 4.2接触氧化池 ........................................................................................................................................ 3 4.3 沉淀池 ............................................................................................................................................... 4 4.4污泥消化池 ........................................................................................................................................ 5 4.5消毒池 ................................................................................................................................................ 5 4.6风机房 ................................................................................................................................................ 6 4.7主要建、构筑物一览表..................................................................................................................... 6 4.8污水处理站主要动力计算负荷 ......................................................................................................... 6 5 投资和运行费用 ......................................................................................................................................... 6

5.1 工程投资估算 ................................................................................................................................. 6

5.1.1编制说明 .................................................................................................................................. 6 5.1.2工程总投资估价 ....................................................................................................................... 6 5.1.3 土建部分投资估算 .................................................................................................................. 6 5.1.4 设备投资估算.......................................................................................................................... 7 5.2 运行费用与技术经济分析 .............................................................................................................. 7

5.2.1 成本计费标准.......................................................................................................................... 7 5.2.2污水处理设备维护定员 ........................................................................................................... 8 5.2.3药剂消耗 .................................................................................................................................. 8 5.2.4电力消耗 .................................................................................................................................. 8 5.2.5 污水处理系统运行直接成本估算 .......................................................................................... 8 5.2.6污水处理系统运行间接成本估算 ........................................................................................... 8

6 总平面布置 ................................................................................................................................................. 8

6.1 总平面布置概述.............................................................................................................................. 8 6.2 管线设计 ......................................................................................................................................... 9

6.2.1管线布置与选材 ..................................................................................................................... 9 6.2.2管线防腐 ................................................................................................................................ 9 6.2.3管线色标 ................................................................................................................................ 9

7 自动控制测量仪表 ..................................................................................................................................... 9

7.1设计依据 ............................................................................................................................................ 9 7.2设计范围 ............................................................................................................................................ 9 7.3控制水平 ............................................................................................................................................ 9 7.4仪表供电 .......................................................................................................................................... 10 7.5接地 ................................................................................................................................................... 10 7.6仪表的布线 ....................................................................................................................................... 10 8 污水处理设施特点 ........................................................................................................................... 10 9 保养维护 .............................................................................................................................................. 10 10 技术服务和设计联络 ............................................................................................................................. 11

1 总论

依照国家环保法及业主和当地环保部门的要求，将该项目产生的生活污水处理后达标国家二级排放标准后排放，以减少对周围环境及水体污染。新建一座污水处理处理装置，利用技术先进、操作维护管理简单、运行稳定的处理系统消除污染，使废水能够全部达标排放。

2 设计依据和指导思想

2.1设计依据

2.1.1《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978-1999）； 2.1.2（86）国环字第003号“建设项目环境保护管理办法”； 2.1.3（87）国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”； 2.1.4《室内排水设计规范》(GBJ14-87) 2.1.5《污水综合排放标准》(GB8978-1996) 2.1.6《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)

2.1.7 《给水排水工程结构设计规范》(GB50069-2002) 2.1.8《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) 2.1.9《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)

2.1.10《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2001) 2.1.11《建筑设计防火规范》(GBJ16-87) 2.1.12《供配电系统设计规范》(GB50052-95) 2.1.13《低压配电设计规范》(B50054-95)

2.1.14《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-92) 2.1.15《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93) 2.2设计指导思想

2.2.1严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后废水的排放水质达到国家及当地有关排

放标准；

2.2.2本着技术先进，运行可靠，操作管理简单的原则选择废水处理工艺，使灵活性、先进

性和可靠性有机地结合起来；

2.2.3主要设备尽量采用目前国内成熟先进的技术装备，降低工程投资和运行费用； 2.2.4平面布置和工程设计时，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、

构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地； 2.3主要设计原则

2.3.1根据我们的研究和实际工程经验，污水处理主要工艺采用生物接触氧化法，确保了处

理工艺运行的高效、稳定、低能耗及可靠性。

2.3.2平面布局力求节省工程占地；为节约投资、节省能耗、方便操作，设计采用成熟的新

技术、新工艺。

2.3.3严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。 2.4设计范围

本污水治理设施为新建工程，废水由甲方输送至集水井。本技术方案不考虑收集和输送系统的费用。废水从废水处理集水井边线开始计算，动力线从废水处理变配电柜进线开始计算，排水至废水处理出水口界区边线止。

3 工艺流程的选择与确定

3.1污水处理建设规模与处理标准 3.1.1建设规模

总建设规模为48吨/日，采用处理能力为2吨/小时的一体化设备。 3.1.2原水及出水水质

根据生活污水的水质特点及出水要求，出水达到国家二级排放标准，原水水质即出水水质参数分析见表3-1。

表3-1

3.2工艺选择与确定

我公司拟采用生物与物化结合的处理方法。生物处理采用去除效率高的生物接触氧化法A／O系统处理技术，二沉池用斜管沉淀，，然后经消毒处理后水质达到排放标准。主要采用先进可靠的地埋式一体化污水处理设备。

生物接触氧化水处理工程工艺流程（虚线内为一体化设备） 4 处理工艺说明，设备构成单元及技术参数

4.1 调节池

调节池的设置主要是调节废水的水质水量，使间断排出的不同水质、不同浓度、不同温度和不同流量的废水得到均一，使废水生化处理系统的细菌经常在稳定的水质、温度和流量环境中生活，不受冲击，以保证整个废水处理系统的平稳安全运行。结构为钢筋混凝土，内置2台潜污泵（一用一备）。

主要设计参数：

1) 调节池 1座 砼结构 尺寸 3.0m×3.0m×2.5m 有效水深 2m 有效容积 16m3 水停留时间 HRT=8hr 配预曝气管 1套

配固定格栅 1道 304不锈钢间隙为15mm倾角为60度，人工定期清除

杂物

2) 提升泵 2台(一用一备)

型号 KWQ5-7-0.37潜水式污水泵 流量 Q=7m3/h 扬程 H=8m 电机功率 N=0.37kW

4.2接触氧化池

接触氧化池主要为分解缺氧池出水中的有机物，把有机物分解为二氧化碳和水。接触氧化池为推流式，挂膜载体为弹性填料，全部采用耐腐蚀型聚丙烯经拉丝加弹制成，比表

面积为200m2/m3;这种填料不易堵塞，容易挂膜，不易老化。填料框架为螺纹钢焊制防腐，填料及填料框架都有30年以上的使用寿命。

接触氧化池的供氧系统为风机送风，利用空气中的氧供给生物细菌吸收，其工作原理是在水底释放出来的微小汽泡在缓慢上升时全部吸附在填料的微小纤维丝上。由于汽泡很小，上升速度很慢，在穿过填料层时，汽泡中的氧份基本能被填料表面的生物细菌所吸收，为了保证达到生物菌有较强的新陈代谢，接触氧化池的气水比控制在16:1，这样才能达到预定的处理效果。布气系统的曝气装置为球冠型刚玉微孔曝气器，能使空气中的氧由鼓风机压缩经球冠型刚玉微孔曝气器均匀地扩散到水中，由于气泡细小（气泡直径约1mm ，气液相接触面大氧利用率高达25%，与传统曝气设备相比，效率提高5倍，运行能耗降低3倍。）因此球冠型刚玉微孔曝气器，不仅具有高效低耗的技术性能，更具有防腐蚀、耐老化、寿命长，运行可靠不堵塞、阻力小、充气量大、搅动性强的独特优点。实践证明，在鼓风系统无须配备空气中除尘装置，在地埋式污水中处理设备中得到普遍应用，效果很好。其配套管材选用ABS工程塑料管及其配件。

接触氧化池设计BOD容积负荷0.5Kg/m3.d，总停留时间8小时，有效容积16m3 。供氧系统风机为罗茨鼓风机二台，切换使用。

设计参数：

1）接触氧化池 1座 A3钢防腐

有效水深 2.35m 有效容积 16m3 气水比 16:1 水力停留时间 HRT=8hr 2）风机 二台

风机型号：RB50 风量：0.57m3/min 风压：0.04Mpa 电机功率：2.2Kw 3）污泥泵 1台

型号 KWQ5-7-0.37潜水式污水泵 流量 Q=7m3/h 扬程 H=8m 电机功率 N=0.37kW

4.3 沉淀池

经生化处理后的出水自流进入沉淀池，由于出水中夹带一定数量的脱落生物膜悬浮物，

因此设置利用浅层沉淀原理制造的斜管沉淀池进行泥水分离，减少了沉淀深度，提高沉淀效率。

沉淀池采用竖流式结构。沉淀污泥部分回流处理，剩余部分用空气提升至污泥池进行处理。

主要设计参数：

1）沉淀池 A3钢防腐 有效水深 2.3m 有效容积 4m3

表面负荷 1.87m3/m2·h 水力停留时间 HRT=2hr 2）污泥泵 1台

型号 KWQ5-7-0.37潜水式污水泵 流量 Q=7m3/h 扬程 H=8m 电机功率 N=0.37kW

4.4污泥消化池

污泥消化池采用完全厌氧分解法，上清液回流至调节池。由于在AO生物处理工艺中采用了生物接触氧化池，其填料的体积负荷比较低，微生物处于自身氧化阶段，因此产泥量少。此外，生物接触氧化池所产生污泥的含水率远远低于活性污泥池所产生污泥的含水率。因此，污水经污水处理设备后所产生的污泥量较少。污泥池能储存180天污泥，然后可用吸粪车从污泥池的入孔伸入污泥池底部进行抽吸后外运即可。

1） 污泥浓缩池 1座 A3钢防腐

有效容积 2m3

4.5消毒池

经沉淀处理后的清夜自流进入中间水池，供泵吸水用同时内设一消毒装置，消毒按国家标准TJ14-74设计，消毒方式采用次氯酸钠消毒。

主要设计参数：

1）消毒池 A3钢防腐

有效容积 1m3

水力停留时间 HRT=0.5hr 2）次氯酸钠发生器 1台

型号 SMC-16K

电耗 0.08kw

4.6风机房

由于本污水处理工程规模较小，故不再设置综合操作间，而在一体化设备中设置风机房，A3钢防腐结构；风机和电控系统。 4.7主要建、构筑物一览表

主要建、构筑物一览表详见表4-1。

4.8污水处理站主要动力计算负荷

污水处理工程采用单电源供电。污水处理站无一级负荷，二级负荷有废水提升泵、鼓风机等。由于二级负荷所占比重大，因此污水处理站为二级供电负荷。

装机容量约为5.92kW，工作容量约为2.98kW，

5 投资和运行费用

5.1 工程投资估算 5.1.1编制说明

✓ 本投资估算包括建筑项目的土建、设备、安装、电器、仪表工程的直接投资费用（一类

费用），其他工程费用（二类费用）。 ✓ 设备、材料价格按现行市场价格计取。

✓ 土建报价中厂区道路、地表水排放系统、地基处理、厂区平整、围墙、绿化不计在内。 5.1.2工程总投资估价

表5-1

5.1.3 土建部分投资估算

表5-2

(土建部分不包括地基处理费用、监理费用。由用户自建) 5.1.4 设备投资估算

5.2 运行费用与技术经济分析 5.2.1 成本计费标准

物耗计费标准 电

0.53元/kW·H 4500元/月

人工工资

折旧计算标准 设备、电气、仪表 土建

按15年

按30年

5.2.2污水处理设备维护定员

污水处理设备定员3人。 5.2.3药剂消耗

消耗为消毒药剂次氯酸钠，约0.20元/吨,按此计算，药剂费为0.69元/日； 5.2.4电力消耗

合计用电量为kWH/d，每度电按0.53元/度计，则

71.28×0.53=37.78元/天;约0.79元/吨 5.2.6污水处理系统运行间接成本估算 设备折旧费22.74万/365*15=41.5元/日 土建折旧费2.2万/365*30=4.01元/日

6 总平面布置

6.1 总平面布置概述

平面布置和工程设计时，结合厂区规划，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地。既最大限度地满足生产、管理包括设备维修的要求，又使厂区总体环境美观、协调、运输联系方便。

6.2 管线设计 6.2.1管线布置与选材

污水处理设备内主要有水处理工艺管线、空气管、供电与自控电缆等。其中无压管线（包括部分水处理工艺管线、生产生活污水管线、放空管、超越管、排泥管）采用LA级灰口铸铁管或钢筋混凝土管，石棉水泥接口；带压管线（包括部分水处理工艺管线、给水管线、冲洗水管线和空气管线）采用普通碳钢焊接钢管，焊接连接；

供电与自控电缆采用直埋敷设或埋沙敷设。 6.2.2管线防腐

所有埋地管线均采用环氧煤沥青做外防腐。 6.2.3管线色标

为了易于识别各种工艺管道 ，避免误操作，各种工艺管线规定色标如下： 棕色——污泥管 黑色——污水管 黄色——空气管

7 自动控制测量仪表

7.1设计依据

7.1.1现行国家有关标准规范。

7.1.2本设计主要遵循化学工业部自控设计标准（HG20505-92）进行。 7.1.3工艺专业提供的工艺流程,自控说明及测量显示等要求。 7.2设计范围

本设计为自动控制，本着高效、节约、性能化高的原则进行设计。 7.3控制水平

本设计以常规电动仪表为主，其信号为4～20mA。设就地仪表盘或工段控制室，在中控室内设PLC系统，选用PLC作为主控系统。根据已知的设备工艺流程和控制要求,PLC控制系统将实现以下主要控制功能：

⑴电机、风机、泵、阀等设备工作状态的显示及控制。 ⑵工艺设备运行状态及工艺报警连锁系统。

⑶运行过程中运行电机及备用电机间应8小时自动切换。 7.4仪表供电

仪表供电为220VAC/50HZ，由电气专业提供。 7.5接地

信号回路接地与屏蔽接地可共用一个单独的接地极，以保证控制系统正确可靠的运行。现场仪表，盘，箱，桥架，保护管等的保护接地均就近接电气保护接地系统。 7.6仪表的布线

室外布线：采用穿电缆保护管直埋的敷设方式，与动力电缆或其它工艺管线平行或交叉时，应保持施工规范允许的最小距离。

室内布线：进入仪表操作室的电缆由柜式仪表盘的底部进入接线端子引至仪表的二次表上。综合楼内的电缆采用桥架敷设，进入主控室后，电缆由操作台的底部进入接线端子引至控制系统。

仪表施工按照国标GBJ93－86执行。

8 污水处理设施特点

根据设计要求结合具体工程实际情况，生化处理采用地埋式成套污水处理设备，它具有以下特点：

1、设备可埋入地表以下，故设备不占地面面积，不需盖房，不需采暖保温，具有隐蔽性以及良好的造型。

2、采用钢板结构，内外选用环氧煤沥青树脂防腐，强度好，寿命长、造价低。 3、采用先进的A／O处理工艺去除有机物以及脱氮能力强，处理效果好，且污泥产生量少，处理效果好。

4、设备采用全密封结构且埋入地表以下，故处理时噪音小（运行时的噪音低于50分贝），减轻了对周围环境的影响。

5．设备配套全自动电器控制系统及设备损坏报警系统，设备可靠性好，因此平时一般无需专人管理，只需每月季度的维护和保养。

9 保养维护

1．风机每运行10000小时保养一次，水泵每运行5000～8000小时保养一次，按说明书要求，定期检修。

2.消毒池每隔7天检查孔内药剂量，随时添加。

3.污泥池根据实际产生量每年1～2次，由吸粪车定期抽吸外运。

10 技术服务和设计联络

1.技术服务

1.1我方向贵方提供所购设备、配套设备、所属装置等制造所需有关技术资料； 1.2我方按合同规定的时间向贵方提供用于土建施工、设备安装、调试的有关技术资料。

1.3 我方负责对贵方的操作人员进行技术培训。 2．现场服务内容

2.1现场服务的目的是使所供设备安全、正常投运。我单位将对其提供的设备进行免费的现场服务，届时将派出有经验的工程师和熟练的技术工人作为服务人员到现场进行安装调试。

2.2贵方应在设备具备调试条件前7天通知我厂到现场指导安装调试：现场服务计划见下表。如果此人月数不能满足工程需要，我公司将根据情况追加入月数，并不再发生费用。

2.3现场服务计划表

2.4 我方现场服务人员的职责

2.4.1我方现场服务人员的任务主要包括设备催交，货物的开箱检验、设备质量问

题的处理、指导安装和调试、参加试运和性能验收试验。

2.4.2在安装和调试前，我方技术服务人员向贵方进行技术交底，讲解和示范将要

进行的程序和方法。对重要工序，我方技术人员要对施工情况进行确认和签证，否则不能进行下一道工序，经我方确认和签证的工序如因我方技术服务人员指导错误而发生问题，我方负全部责任。

2.4.3我方现场服务人员有权全权处理现场出现的一切技术和商务问题。如现场发

生质量问题，我方现场人员将在贵方规定的时间内处理解决。如我方委托贵方进行处理，现场服务人员将出委托书并承担相应的经济责任。

3.设计联络：有关设计联络的计划、时间、地点和内容要求由供需双方商定。

设计联络计划表

内蒙环科苑环境工程有限公司 二00六年十二月

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电话: (0471)3360163 传真:(0471)3390163