1、污水處理廠工程設計4.1設計污水水質設計進水污水水質根據第三章的水質預測，設計污水處理廠混合污水的水質為：COD=320mg/L BOD5=180mg/L SS=260mg/LTN=40mg/L NH3-N=25mg/L TP=4mg/L設計出水污水水質設計污水處理廠排放標準執行城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB 18918-2002）中的一級A標準。具體排放指標為：COD=50mg/L BOD5=10mg/L SS=10mg/LNH3-N=5（8）mg/L TN=15mg/L TP=0.5mg/L4.2工藝設計設計流量污水處理廠污水采用三級處理工藝，污泥采用污泥濃縮脫水工藝。2010年旱季平

2、均時流量Q=542m3/h，KZ=1.55，Q最大時=840 m3/h。2010年雨季合流水量2.6萬m3/d，Q=1083.33 m3/h。2020年旱季平均時流量Q平均=834 m3/h，KZ=1.5，Q最大時=1251m3/h。2020年合流水量4萬m3/d，Q=1667m3/h。污水處理工藝流程框圖為：各處理單元設計流量統計見表6：各處理單元設計流量 表6 設計流量處理單元總變化系數（KZ）近期旱季流量（m3/h）近期雨季流量（m3/h）粗格柵1.558401083提升泵房1.558401083細格柵1.558401083旋流沉砂池1.558401083CASS池1.2650-混凝沉淀

3、1.2650-普通快濾池1.2650-消毒池1.2650-各級處理效率預測見表7：各級處理效率預測表 表7 處理單元項 目一級處理（預處理）二級處理（CASS池）三級處理（沉淀過濾）進水出水效率%進水出水效率%進水出水效率%SS（mg/L）260130501302680261065COD（mg/L）320256202567770775035BOD5（mg/L）180150151501590151035TN（mg/L）4040040146514140TP（mg/L）44041.2701.20.560預處理間粗格柵間、提升泵房與細格柵、旋流沉砂池合建，土建工程按遠期（2020年）2萬m3/d設計，

4、平面尺寸45m×14m，設備按2010年需要安裝。1污水提升泵房前設粗格柵間，設柵槽3格，單槽寬700mm，格柵柵條寬度10mm，柵隙25mm，過柵流速0.8m/s，格柵傾角70°。采用B=1000mm回轉式格柵機械除污機，近期安裝2臺，滿足2010年合流水量的要求，遠期增加1臺。粗格柵間還設螺旋式柵渣壓榨機、螺旋輸送機、電動單梁懸掛式起重機及軸流風機。污水提升泵房近期設潛水排污泵3臺，2用1備。遠期增設1臺，共計設潛水排污泵4臺，3用1備，型號250WQ600-15-45，性能參數Q=600m3/h、H=15m、N=45kW。污水提升泵房還設電動單梁懸掛起重機及軸流風機。

5、2細格柵間與旋流沉砂池設在室內。設柵槽3格，單槽寬700mm，格柵柵條寬度10mm，柵隙5mm，過柵流速0.8m/s，柵前水深0.6m，格柵傾角70°。近期采用回轉式格柵機械除污機2臺，型號LGH，有效寬度B=1400mm。遠期增加1臺。旋流沉砂池，效率高，占地少，運行操作方便，設計最大停留時間20-30s。設2座，直徑=3.05m、高H=3.13m。在一層設有排砂泵、砂水分離器等。CASS反應池（按近期水量設計）采用CASS反應池池型，CASS反應池由預反應區和主曝氣區三部分組成，運行分四個階段。CASS反應池設計工作周期8h，包括3個階段，其中曝氣時間6h，沉淀時間1.0h，潷水

6、時間1.0h。設計參數：變化系數為1.2、設計流量650m3/h進水水質：COD=320mg/L BOD5=180mg/L SS=260mg/L污泥負荷：0.07kgBOD5/（kgMLSS·d）反應池排水比：0.29污泥回流比：20%、污泥回流量130m3/h混合液懸浮物（MLSS）濃度：3000g/m3反應池分4格，單格尺寸：L×B×H=56m×16m×5.5m，超高0.5m，有效高度5.0m。CASS反應池進水端設有生物選擇區（厭氧區）及缺氧區，缺氧區設有穿孔曝氣管，用小氣泡進行微量曝氣，進行反硝化脫氮，或者不進行曝氣厭氧除磷，運行中可根

7、據進水水質情況靈活調整。主曝氣區是CASS反應池的主要反應區，具有有機物降解、硝化和除磷的功能。主曝氣區底部設有曝氣裝置，由鼓風機房送入的空氣通過可變微孔曝氣器向池內供氧，在主曝氣區設微孔曝氣器7000個，單個曝氣器服務面積為0.50m2/個。主曝氣池中部每格設有污泥回流泵1臺，泵型號為150WQ150-5-4型，性能參數：Q=150m3/h、H=5m、N=4kW，當污水進入時，啟動該回流泵將回流污泥送到反應池進水管出口處（生物選擇區）。主曝氣池中部每格還設有1臺污泥泵，在排水結束后待機時，啟動該污泥泵將反應池的剩余污泥提升后送入污泥儲存池。泵型號為100QW100-7-4型，性能參數：Q=1

8、00m3/h、H=7m、N=4kW。主曝氣區未端設有潷水器，當反應池沉淀時間結束后潷水器開始工作，排出反應池上部上清液，潷水器采用PSX1400型旋轉式潷水器，每池設1臺，共4臺。CASS池的曝氣干管，回流污泥管，剩余污泥排出管等均設在兩格中間管廊內。為減少冬季熱量的散失，設計反應池露出地面部分采用苯板保溫，苯板厚度80mm，池頂加裝塑料陽光板。中間水池綜合凈水間前設中間水池1座，為矩形鋼筋混凝土結構，尺寸L×B×H= 25m×15m×4m。內設提升泵3臺，型號為200WQ300-15-22，2用1備，性能參數為Q=400m3/h，H=13m，N=22k

9、W。綜合凈水間綜合凈水間中包括絮凝池、斜管沉淀池和濾池，L×B×H= 48m×27m ×8m（二層）。混合采用管式靜態混合器，設2組，規格為DN400（L=2140mm），混合時間為2.97s。絮凝池采用2組網格絮凝池，為矩形鋼筋混凝土結構，單組尺寸L×B×H= 10m×4m×5.2m，絮凝時間為20min，采用穿孔管排泥，使用膜片式快開排泥閥。沉淀池為2組斜管沉淀池，表面負荷為2m3/m2·h，為矩形鋼筋混凝土結構，單組尺寸L×B×H= 16.5m×10m ×6.

10、3m，斜管長度1m，傾角60°，采用穿孔管排泥，排泥管上安裝快開排泥閥。濾池采用普通快濾池，設4格，單格尺寸L×B×H= 5m×6m×4.8m，為矩形鋼筋混凝土結構，濾速為5.4m/h，采用天然石英砂做濾料，厚度為1000mm。使用水沖洗，沖洗時間為6min，沖洗強度為15L/s·m2，反沖洗水由反沖洗水泵提供。綜合凈水間設有排泥泵1臺，型號為80WQ50-15-4，性能參數為Q=50m3/h，H=15m，N=4kW。綜合凈水間內設加藥間，尺寸L×B×H= 9m×7m×4m，安裝投藥裝置2套，其

11、中一套型號為WA-0.3/0.72A-1，功率N=1.1kW，用來投加聚丙烯酰胺（PAM）助凝劑，投藥量3mg/L；另一套型號為JY-B-4，功率N=3Kw，用來投加FeCl3混凝劑，投藥量30mg/L。與加藥間相鄰為藥庫，尺寸L×B×H= 9m×5m×4m。反沖洗水池設1座反沖洗水池，為矩形鋼筋混凝土結構，尺寸L×B×H= 15m×6m×4m，內設反沖洗水泵2臺，型號為500WQ2200-12-110，1用1備，性能參數為Q=1800m3/h，H=15m，N=110kW。鼓風機房鼓風機曝氣效率高且減少污水熱量的擴

12、散，適合東北地區冬季低溫特點。鼓風機房與變配電所合建，鼓風機房平面尺寸18m×9m。鼓風機房主要為CASS反應池提供氣源，每小時需氣量6500m3/h，近期設BK8024型鼓風機3臺，2用1備，性能參數Q=55m3/min、N=75kW。遠期增加同型號鼓風機1臺，3用1備。鼓風機進出管安裝消聲器和過濾器。風量設風量計計量。鼓風機房設電動單梁懸掛式起重機及軸流風機。鼓風機房土建工程按遠期2020年設計。設備按近期需要安裝。污泥儲池CASS反應池剩余污泥由污泥提升泵排入污泥儲池，含水率99.2%。污泥儲池1座，分為2格，為矩形鋼筋混凝土結構，L×B×H=4m×

13、;8m ×4.5m，池內污泥用水泵送至脫水間脫水機。選用單螺桿泵2臺，1用1備，型號為G85-1，水泵參數為：Q=36.1 m3/h、N=11kW。單螺桿泵設在污泥脫水間內。為保證污泥在儲池內不產生沉淀而形成厭氧狀態釋放磷，設計采用空氣攪拌。由鼓風機房供氣。污泥脫水間近期進入污泥脫水間的污泥量為515.3m3/d，含水率為99.2%。遠期進入污泥脫水間的污泥量為773.25m3/d，含水率為99.2%。采用2套DNDY-2000型帶式濃縮脫水一體機，1用1備。性能參數為：Q=2040 m3/h、N總=2.25 kW。近期排泥量為20噸/天，含水率為80%；遠期排泥量30噸/天，含水率

14、80%。泥餅運出廠外做肥料或運往垃圾場填埋。為提高污泥脫水率，壓濾前投加聚丙烯酰胺，投量為干污泥的4。廢氣處理按房間每小時更換空氣五次計算，最大通風量11500m3/h，主要房間每小時更換空氣不低于八次。選SHX-10型雙層活性炭廢氣凈化裝置1套，Y5-48-6.3C型鼓風機2臺，1用1備，性能參數為：Q=1000m3/h、P=3700Pa、N=22kW。房間內設電動單梁懸掛式吊車1臺，型號為LXT2.0-9。污泥脫水間包括壓濾間、加藥間、裝卸間、配電控制室，平面尺寸為L×B =36m×10.5m，凈高8.4m。配備2臺封閉式自卸車，專門用于污泥餅外運。消毒間紫外線消毒間位

15、于廠區北側中部，采用雙混凝土渠道，單個尺寸L×B×H= 8m×1m×2m，超高0.7m。內設UV3000PLUSTM型紫外線消毒設備1座，參數為：紫外劑量為Dose=20mJ/cm2、功率27.5kVA、燈管110根，另一條渠道為超越渠。消毒后的污水排入附近排水溝渠。消毒間平面尺寸：L×B =15m×10m，高4m。污水超越管道為了保證事故或檢修時污水處理廠能按一級處理運行，在CASS反應池前設一條D1500mm的超越管道。廠區給水排水污水處理廠的生產用水、鍋爐用水和生活用水每日約150m3，水源引自城市給水管網，在污水處理廠內設一座

16、給水泵房進行二次加壓。在鍋爐房北側設一座200m3鋼筋混凝土清水池，內設2臺潛水給水泵，考慮消防要求，水泵型號為100GQ50-35-11型水泵，1用1備，性能參數：Q=50m3/h、H=35m、N=11kW。4.3附屬設施設計綜合樓建筑面積900m2，包括行政管理、中心控制室、資料室、會議室、化驗室、值班宿舍、食堂等。綜合樓為二層磚混結構建筑。維修間、車庫倉庫建筑面積270 m2，包括機修間、電修間、車庫、倉庫。維修間為單層磚混結構建筑。傳達室建筑面積20 m2，為單層磚混結構建筑。本工程主要建（構）筑物見4.9。4.4廠區總平面設計污水處理廠總平面布置應該做到分區合理、處理流程順暢、構筑物

17、布置緊湊、便于近遠期結合、方便生產及生活。同時根據地形及環境條件考慮進出水方向、風向和建筑物的朝向等因素。本工程污水處理廠建在城區西南部排水溝渠附近，按功能分為預處理區、二級處理區、三級處理區、污泥處理區、及生產管理區和生活服務區等五個相互聯系又相對獨立的區域，提出兩個方案進行比較。1方案一廠區基本呈方形，東西長200m，南北寬160m。近遠期反應池成一排，預處理、污泥處理及鍋爐房設在東部，生產管理用房在西北部。廠區總占地32000m2。詳見污水處理廠廠區平面圖（方案一）2方案二廠區呈長方形，東西長255m，南北寬150m，西北部為管理區，中北部為二級處理區和三級處理區，近遠期反應池南北相對布

18、置，東北部為預處理區。廠區總占地33750m2。詳見污水處理廠廠區平面圖（方案二）3方案選擇比較兩個方案，工藝流程均順暢，但方案一節省占地。本工程污水處理廠平面布置采用第一方案。4.5供電與儀表自控設計1電源、電壓污水處理廠按二級供電負荷設計，采用10kV雙電源供電。在污水廠附近有電源，供電距離300m。2變配電系統污水處理廠設10kV變配電所一座，高低壓配電系統均采用分段單母線結線方式，高壓配電裝置選用KYN-28金屬封閉移開式開關柜。低壓配電裝置選用GGD低壓抽出式開關柜，至各工藝單元采用放射式配線。變電所與鼓風機房合建。3負荷計算及無功補償污水處理廠總計算負荷為452kVA，變電所設SG

19、10-630/10型變壓器2臺，互為備用。無功功率補償采用低壓集中補償方式，于變配電所低壓母線側設補償電容器柜（屏）進行補償，低壓側功率因數為0.90以上。4保護與控制10kV電源進線設定時限及速斷保護、過電流保護，變壓器設瓦斯及溫度保護，低壓用電設備設過載及短路保護。為保證供電質量，除廠區給水泵電機采用變頻調速裝置控制外，其余11kW以上低壓電機均采用軟起動器起動。電氣設備均采用現場就地操作與集中控制相結合的控制方式。5計算機控制系統為了實現污水處理廠的安全運行、提高處理效率、保證處理質量、節能降耗，本工程采用國內外較為流行的DCS集散型計算機控制系統對全廠各工藝環節運行分散控制、集中管理。

20、該系統設一個中央控制管理主機及五個控制端站（預處理、反應池及鼓風機、污泥脫水間、廠區給水），控制端站獨立完成本工藝環節的監測控制，并將運行工況參數實時上報控制管理主機，同時接受中央控制管理主機下達的控制、管理指令。控制管理主機對全廠各工藝單元實時地進行監控、管理和調度，使其達到合理優化的運行工況。6儀表污水處理廠各工藝單元儀表設置如下：（1）污水提升泵站：水位（2）反應池：泥位、濁度 （3）鼓風機房：瞬時風量、風壓（4）曝氣池：溫度、溶解氧（5）儲泥池：液位（6）廠區給水站：壓力、水位（7）變配電所：電壓、電流、有功功率、無功功率所以戶外儀表均采用電保溫箱。7通訊污水處理廠設24門程控電話交換

21、機一臺，外線電話4部。4.6采暖設計1采暖系統本設計室外采暖設計計算溫度為27，污水處理廠采暖建筑物室內設計計算溫度在1427之間，采暖建筑物室內采暖系統均為上供下回單管順流同程式系統，室外熱力網采用地溝敷設。2鍋爐房設計污水處理廠內各采暖建筑物總耗熱量為Q=592kW，選用1臺DHGN 0.7/95-A型熱水鍋爐。主要附屬設備有：循環水泵：IR80-50-200型2臺，1用1備，N=4.0kW。穩壓器：ZQD-1型1套補水泵：32R×L-32型2臺，1用1備，N=1.1kW。引風機：Y5-475C型1臺，N=7.5kW。軟水器：DYB-230m磚砌煙囪1座：上口徑=650mm該鍋爐

22、排煙含塵量均達到國家環保要求的允許排放標準。鍋爐房及浴池建筑面積180m2。浴室配80L電熱器4臺。4.7建筑設計1技術指標本工程主要建（構）筑物有粗格柵間及提升泵房、細格柵間及旋流沉砂池、CASS反應池、消毒間、鼓風機房及變配電所、污泥儲池、污泥濃縮脫水間、綜合凈水間、維修間、車庫倉庫、綜合辦公樓、傳達室等。廠區內建筑以12層為主，力求呈現工業建筑特色簡潔明快。總建筑面積為5570m2，詳見“主要建筑物一覽表”。主要建筑物一覽表 表8序號項目名稱建筑層數層高（m）建筑面積（m2）占地面積（m2）結構形式1預處理間16630630混合2鼓風機房及變配電所16450450磚混3污泥脫水間1937

23、8378混合4綜合凈水間2425921296混合5消毒間14150150混合6綜合樓23900450混合7維修間與車庫倉庫14.2270270磚混8鍋爐房及浴池14.6180180磚混9傳達室132020磚混10合計557038242建筑裝修（1）外墻面：各建筑主體外墻均為乳白色外墻面磚，局部裝飾線腳為灰色外墻面磚或仿石磚。（2）屋面：本工程均為小跨度建筑，層頂采用紅色彩鋼板坡屋頂。（3）門窗：建筑立面窗均為單框雙破白色塑鋼窗，外門為栗色保溫鋼門，門內均為成品本制門，控制室采用隔音門。（4）內墻面：衛生間、廚房、實驗室墻面貼白色及淡色瓷磚到頂，其余房間均為白色內墻涂料。（5）地面：衛生間、廚房

24、、實驗室、鼓風機房、旋流沉砂池、格柵間及污水泵房、污泥脫水間鋪防滑地磚，藥品庫、化驗室鋪耐腐蝕地磚，控制室、配電間、變壓器間設靜電地板，其它鍋爐房、維修間及車庫倉庫等為水泥砂槳地面。（6）天棚及吊頂：衛生間為輕鋼龍骨吊灰色鈣塑板天棚，其它房間均為鋼筋混凝土板底抹混合砂槳或水泥砂槳，刷白色內墻涂料。4.8結構設計結構設計根據國家頒布的有關結構設計規范、規程及規定進行方案設計，并根據青岡鎮的工程地質、水文地質、氣象、地震、地方建筑材料等實際情況進行設計。本工程結構設計項目為污水處理廠，污水處理廠格柵廊道、旋流沉砂池、CASS反應池、綜合凈水間、儲泥池、污泥脫水間等構筑物結構設計。（1）本工程所在地

25、青岡縣青岡鎮，地震基本烈度為6度。（2）基本風壓為0.55kN/m2，基本雪壓為0.4kN/m2，標準凍深2.0m。（3）結構設計地面建筑物采用磚混結構，砼條形基礎。墻體采用MU10機制實心粘土磚。±0.000以上采用M7.5混合砂槳砌筑，±0.000以下采用M7.5水泥砂槳砌筑。外墻490厚，內墻240厚。屋面結構采用人字形鋼屋架上鋪橘紅色復合壓型鋼板，無組織排水。（4）材料要求：本工程所需材料（鋼材、水泥、磚、砂、石等），進廠必須有化驗單，鋼筋、級，水泥標號不低于425#，紅磚為MU10，砂子平均粒徑不小于0.3mm，含泥量不大于3%，石子最大粒徑不大于40mm。（5）

26、水工構筑物采用現澆鋼筋砼池，抗滲標號不小于S6。（6）CASS反應池池壁、沉淀池池壁及儲泥池池壁，用80mm厚的苯板做保溫層，其外部設防水層和保護層。4.9主要建（構）筑物和主要設備表污水處理廠主要建（構）筑物一覽表見表9和表10：污水處理廠主要建筑物一覽表 表9序號名 稱規 格單 位數 量備 注1預處理間45m×14m×6m座12鼓風機房18m×9m×6m座13變電所24m×12m×6m座14污泥脫水間36m×10.5m×8.4m座15綜合凈水間48m×27m×4m座1二層6消毒間15m

27、15;10m×4m座17綜合樓30m×15m座1二層8機修間、車庫、倉庫27m×10m座19鍋爐房、浴池15m×12m座110門衛室5m×4m座111堆料場18m×15m座112堆泥場25m×15m座113煤渣堆放場16m×10.6m座114煤堆放場16m×5.6m座115廠區道路377116圍墻m708污水處理廠主要構筑物一覽表 表10序號名 稱規 格單 位數 量備 注1粗格柵槽10m×4.5m×3.5m座12集水池9m×5m×5.4m座13細格柵槽11m

28、5;4.5m×1.0m座14旋流沉砂池3.05m×3.13m座25CASS反應池56m×16m×5.5m座45中間水池25m×15m×4m座17網格絮凝池10m×4m×5.2m座28斜管沉淀池16.5m×10m×6.3m座29快濾池5m×6m×4.8m座410反沖洗水池15m×6m×4m座111消毒接觸池8m×1.0m×2.0m座212污泥存儲池4m×4m×4.5m座213貯水池7m×7m×4.5

29、m座1污水處理廠主要設備表 表11一預處理間1潛水排污泵250WQ600-15-45臺3N=45kW2回轉式格柵除污機LHG1000套2N=1.1kW3回轉式格柵除污機LHG1400臺2N=1.1kW4電動單梁懸掛起重機T=2噸套1N=2kW5電動葫蘆T=1噸套1N=2kW6螺旋式柵渣壓榨機LYZ300臺1N=3kW7螺旋輸送機LS-300臺2N=5.5kW8方閘板B×H=1.0m×1.0m個12配啟閉機N=0.37kW9方閘板B×H=1.6m×1.6m個1配啟閉機N=0.75kW10手動閘閥Z45-10 DN250個311手動閘閥Z45-10 DN60

30、0個412止回閥Z45-10 DN250個313軸流風機T35-11臺4N=0.55kW14排砂泵臺215砂水分離器LSF-320臺1N=0.37kW二CASS反應池1微孔曝氣器SP個70002潷水器PSX1400臺4N=2.2kW3潛水排污泵150WQ150-5-4臺4N=4kW4潛水排污泵100WQ100-5-4臺4N=3kW5穿孔曝氣管米10006電動蝶閥DN600臺8N=1.1kW7電動蝶閥DN400臺8N=0.55kW8電動蝶閥DN350臺4N=0.55kW9電動蝶閥DN200臺16N=0.37kW10電動蝶閥DN150臺35N=0.25kW11電動蝶閥DN100臺16N=0.25kW三中間水池1提升泵200WQ300-15-22臺3N=22kW四綜合凈水間1靜態混合器GJH300臺22加藥裝置JY-B-4臺1N=3kW3加藥裝置WA-0.3/0.72A-1臺1N=1.1kW4手動蝶閥DN400臺25手動蝶閥DN300臺26電動蝶閥DN400臺6N=0.55kW7電動蝶