城鎮城鎮生活污水處理站初步設計方案設計初步方案版本：AXXXX環保科技有限責任公司二0一三年二月第一章概述 3工程名稱 3方案選擇及編制原則 3方案設計范圍 3設計依據 31.5主要采用的規范及標準 4第二章處理規模及設計水質 42.1處理水量 42.2設計進水水質 5設計出水水質 5本項目污水的特點 6第三章方案的選擇 63.1工藝設計原則 6污水處理方案的選擇 7擬建的污水處理流程 14工藝流程 14處理流程簡述 14處理效率的預測 15第四章工程設計 15污水處理站總平面設計 15處理構筑物工藝設計 15第五章基建投資估算 19土建部分估價 19設備部分估價 19附屬工程估價 21其他費用 21基建投資總費用估算 21第六章運行費用經濟分析 226.1.占地面積 226.2.運行成本分析 22第七章工程進度計劃 23第八章結論 23城鎮污水處理站(500m3/d)設計方案概要序號項目及指標名稱單位數量備注一設計規模處理能力:500m3/d二排放標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B級標準三推薦處理工藝：CASS+人工濕地CASS池人工濕地消毒池集水池CASS池人工濕地消毒池集水池格柵池污水泵達標排放污泥池污泥池柵渣四處理工藝簡介城鎮污水由污水總管收集進入污水處理站。污水自流進入污水站的格柵池，格柵截除污水中較大的懸浮物和漂浮物，流入集水池，泵提升進入CASS池。利用CASS池較大池容可以不需設調節池，能對污水的水量、水質進行均化。污水在CASS池的周期工藝實現生物的好氧、缺氧、厭氧的交替處理，對污水中的CODcr、BOD5、SS和氨氮等進行大幅度的去除，CASS池出水入人工濕地，人工濕地對廢水的處理綜合了物理、化學和生物的三種作用。濕地系統成熟后，填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留，有機污染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去。濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，保證了廢水中的氮磷不僅能通過植物和微生物作為營養吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去，人工濕地池出水入消毒池殺滅病菌后達標排放或回用。CASS池剩余污泥排入污泥濃縮池，上清液回至集水池重新進行處理。考慮當地的經濟水平，暫不進行污泥脫水工藝，濃縮污泥定期抽吸外運作農肥。五能源消耗總裝機容量kW含備用機功率常用運行負荷kW六管理定員人1七占地面積m21035處理站圍墻內八總投資費用萬元污水站投資組成表單位：萬元序號項目或費用名稱投資一第一部份主體工程直接費用二第二部份附屬工程費用(圍墻\綠化、管網等)三第三部份其他費用(含征地等費用)四工程項目總投資 九處理成本元／m3污水0.41十建設進度天110十一處理工藝特點a.投資、運行費用較低。b.占地較省；d.污泥量少，間接運行費用低；e.確保出水達一級B標高標準排放。城鎮污水處理站設計初步方案第一章概述1.1工程名稱XX縣XX鎮生活污水處理站1.2方案選擇及編制原則（1）貫徹執行國家關于環境保護的政策，符合國家有關法規、規范及標準。（2）根據設計進水水質和出水水質要求，所選污水處理工藝力求技術先進，處理效果好，運行穩定可靠，高效節能，經濟合理。確保污水處理效果，減少工程投資及日常運行費用。（3）妥善處理污水處理過程產生的柵渣、污泥，避免產生二次污染。（4）結合城鎮的環境要求，選用低噪聲設備。（5）操作、維護管理方便、安全。1.3方案設計范圍設計范圍包括污水處理站區內工藝，構筑物結構、電氣及給排水工程等設計。1.4設計依據（1）該鎮生態環境規劃書。（2）當地環保部門對該鎮污水排放標準要求。（3）國家的有關設計規范。1.5主要采用的規范及標準（1）《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）；（2）《室外排水設計規范》（GB50014-2006）；（3）《給水排水工程構筑物結構設計規范》（GB50069-2002）；（4）《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）；（5）《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）；（6）《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）；（7）《地下工程防水技術規范》（GB50108-2001）；（8）《砌體結構設計規范》（GB50003-2001）；第二章處理規模及設計水質2.1處理水量污水的來源污水主要來源于城鎮居民、機關和學校及餐飲企業的生活污水和廁所污水混排的污水。2.1.2設計污水處理量污水處理站設計污水處理能力500m3/d。2.2設計進水水質該鎮污水為典型的城鎮生活污水，根據國內外小城鎮污水水質統計資料，并結合我公司處理城鎮污水的經驗，設計進水水質常年一般狀態下排水平均數據為：pH:6.5~7.5，CODCr：320mg/L，BOD5：160mg/L，SS：200mg/L，以上水質數據可作為設計參數。污水進水水質表1指標名稱CODCrBOD5NH3-NSSPH指標數據320mg/L160mg/L40mg/l200mg/L城鎮污水經污水處理站處理后直接排入河中。根據國家有關規定，城鎮污水排放應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B級標準。即排水水質應達到下表標準：本項目執行的排放標準表2指標pHBOD5（mg/l）CODcr（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）總P（mg/l）糞大腸菌群數（個）排放標準6～9≤20≤60≤70≤8（15）104（1）污水中的污染物以有機物為主，屬中低等濃度；是該污水的主要污染源；要求的出水水質高，不僅須脫氮除磷，還需消毒處理；（2）BOD5/CODcr0，生化性能很好；（3）污染物以溶解性的膠體狀態存在，自然沉淀性較差，須生化吸附處理。（4）污水pH中性，不需調整；（5）水量較小，小時變化較大；（6）污水的懸浮物較多，容易堵塞管道。第三章方案的選擇3.1工藝設計原則（1）污水處理效果穩定可靠，安全和先進，適應水質、水量波動，運行維護管理方便，投資和運行費用節省，整體工藝協調優化；（2）最大地發揮各處理單元的長處，并預備與二期工程的銜接和預留二期用地；（3）工藝流程先進，簡潔、可靠，便于操作管理；（4）采用節能、低噪聲設備；（5）采用可靠的自動化和半自動化控制，便于維護及管理。3.2.1工藝選擇本項目污水CODcr約320mg/L、BOD5約160mg/L、SS約200mg/L，NH3-N約40mg/L，處理后分別達到CODcr60mg/L、BOD520mg/L、NH3-N15mg/L、SS70mg/L，處理程度較高。根據項目污水的特點，BOD5/CODcr0，生化性能很好，最適宜采用生物氧化處理。生物氧化是利用微生物的代謝作用，將污水中的有機物轉化為簡單無機物的過程，通過接種在生物池中的微生物菌種來完成污染物的降解。生物池出水能達到比較理想的水質質量。其主要特點如下：優點：eq\o\ac(○,1)出水質量好，能保證可靠的處理效果，實現達標排放；eq\o\ac(○,2)污泥減容比達95%，剩余污泥量少；eq\o\ac(○,3)沉淀池無需投加混凝藥劑，運行費用低；eq\o\ac(○,4)便于實現自動化運行，管理較為方便。缺點：eq\o\ac(○,1)一次投資較其他方法處理高；eq\o\ac(○,2)使用機械曝氣，存在一定的維護保養工作量。經過綜合分析比較，考慮到污水成分復雜，水質、水量波動較大，可生化性較好（BOD/COD≈0）等特點，同時從長遠角度出發，減少今后工作中的管理上的麻煩，本方案推薦采用生物處理工藝。3.2.23.2.2生物處理是利用微生物的代謝作用將污水中的有機物轉化為簡單無機物的過程，按其供氧情況可分為好氧生物處理、厭氧生物處理及兼氧生物處理三種方法。污水處理中所利用的微生物主要有細菌、真菌、原生動物和藻類4類，其中細菌是最重要的微生物，在有氧和缺氧時均能繁殖，而真菌一般為好氧菌。生物氧化法處理實質是以污水中有機物為基質，在有氧的條件下混合連續培養各種微生物以形成活性污泥，利用活性污泥的凝聚、吸附、氧化、分解等作用去除污水中的有機物。3.2.2適用于生活污水處理的生物處理主要有：活性污泥法，氧化溝，接觸氧化法和CASS工藝等方法。（1）活性污泥法是一種傳統的生物處理方法，具有處理效率高，設備簡單，造價較省等優點，很早已應用于生活污水的處理，但其存在易發生污泥膨脹，影響沉淀性能，占地面積較大等缺點，現較少用于生活污水處理；（2）氧化溝技術是一種延時活性污泥法，處理效率很高，出水水質較好，管理簡單等優點，但其存在著占地面積大等缺點；（3）接觸氧化法具有活性污泥和生物膜特性，處理效率較高，能承受沖擊負荷，管理方便，占地較少等優點，最廣泛用于中小型生活污水的處理；（4）CASS工藝是SBR生物法通過技術革新、優化設計而成，CASS使其容積變小，在SBR基礎上增加預反應器，處理效果更好。主反應區又分為缺氧和好氧兩部分，周期進行曝氣、沉淀和潷水的功能，不另建沉淀池，其具有占地較小，處理效率高，最大的特點是氨氮去除率較高。對成分十分復雜，含有害物質，水質水量變化大的污水污水有較強的適應性和較好的處理效率，已逐漸應用于大中型污水的生物處理中。目前，以上技術適用城市的大中型污水處理。鄉鎮污水處理和城市污水處理沒有本質上的差別。但，鄉鎮污水的排放有著如下特點，(1).人口少、負擔的排水面積小，處理規模小，一天內水量、水質時變化系數較大。（2）.產業結構及氣象條件的區域特征差異較大、水質、水量選擇的通用性較差。（3）.經濟發展水平偏低，經濟承受能力弱，可供選擇的使用技術少。（4）.由于處理規模小而造成工程建設費及運營費用相對較高。（5）.希望自動化程度較高，但同時技術人員缺乏，難以保證較高自動化要求。（6）.一般在城鎮小區或企業內修建，其占地往往受到限制。（7）.由于規模較小，從工藝合理性考慮一般不設污泥消化，盡量減少污泥量同時使污泥部分耗氧穩定。從國內和省內的鄉鎮污水處理廠（站）成功的實例，適用工藝還有如下幾種：（1）人工快滲污水處理技術A.工藝原理人工快速滲濾系統(CRI)是在快速滲濾系統的基礎上發展起來的,采用滲透性能良好的天然材料,并摻入一定量的活性礦物質填料,采用干濕交替的運轉方式。濾料表面生長著生物膜,污水在通過快滲池時產生綜合的物理、化學和生物反應使污染物得以去除,其過程主要有過濾與吸附、化學轉化、生物氧化與生化還原作用。CRI系統采用干濕交替的運轉方式,即在各滲池里淹水和落干相互交替,一次淹水加一次落干為一個水力負荷周期,落干期快滲池多為好氧環境,淹水期為厭氧環境,所以滲池內經常是好氧和厭氧相互交替,通過硝化/反硝化反應實現氮的去除。B.工藝流程PAC/PAM排放絮凝反應池格柵渠快滲池配水池沉淀池調節池隔油池CRI系統工藝流程見圖1。 排放絮凝反應池格柵渠快滲池配水池沉淀池調節池隔油池污水提升C.工藝適用范圍及特點CRI工藝主要適用于城市污水處理、微污染原水的深度處理,并對受污染的河流水處理具有很好的效果。在適用區域方面,主要適用于冰凍期較短的地區。與常規的活性污泥法相比,CRI系統具有非常明顯的經濟優勢:a.投資、運行費用低,其投資費用比一般活性污泥法低10%~20%,運行費僅為一般活性污泥法的50%左右。b.便于操作,易于管理和維護。c.抗沖擊負荷能力強,在污水系統停止運行后,CRI系統在3~5d即可恢復正常運行,其對污染物的平均去除率為:CODCr>90%,BOD5>95%,SS>90%,NH3-N>90%,TP>70%。(2)流化床生物膜工藝A.工藝原理流動床生物膜工藝屬于三相生物流化床處理方法,其技術核心為具有獨特結構的生物反應池,有利于載體和污泥中微生物循環。載體的循環有效防止了氣泡在反應池內的合并,提高了氧利用率,反應池的獨特構造能有效防止載體流失。該工藝生物反應池容積的10%~20%被d5~10的載體顆粒所填充,載體的有效比表面積超過4500m2/m3,并具有很好的彈性、耐磨損和化學穩定性,由于其密度較小,所以流化床能耗較小。B.工藝流程流動床生物膜處理工藝流程如圖2所示。出水池沉淀池生物池沉淀池出水池沉淀池生物池沉淀池進水出水污泥脫水污泥脫水污泥濃縮污泥處理污泥濃縮上清液 C.工藝特點流動床生物膜處理工藝主要具有以下特點:(1)獨特的生物載體。載體由廢輪胎粉和粘合劑等加工而成,使用壽命長,只需一次添加,載體表面經過處理,易于掛膜。其有效比表面積大(>4500m2(2)生物反應器內設有導流裝置和防止填料流失的裝置,載體、污泥和污水在池內循環流動,老化的生物膜得以脫落,保持生物膜的高活性。另外流化狀態使氧的利用率得以提高。(3)水力停留時間短,占地面積小。由于混合液中的微生物污泥和載體表面的生物膜MLSS可達20g/L以上,BOD5去除量可達到4~20kg/(m3#d)遠遠大于普通的活性污泥工藝。由于處理效率高,生物反應設備的占地面積僅為傳統活性污泥法的1/4~1/8,從而也節省了基建投資。(4)基本不需要預處理,進水SS可以達到5000mg/L,油濃度可以達到50mg/L。(5)生物反應池內好氧、厭氧和兼氧微生物共同存在分解有機物,提高污染物處理效率,并且耐負荷沖擊的性能特別好。(6)污泥泥齡長,剩余污泥排放量小,減小了污泥處理系統的投資和占地面積。(7)硝化反應能在短時間內完成,NH3)N的去除率>95%。C.CASS工藝CASS是在SBR基礎上發展起來的,由生物選擇器和變容反應器所組成的,采用單一反應池和用單一污泥進行生物處理和固液分離,工藝特別設計了控制絲狀菌,防止污泥膨脹的功能,采用簡單的周期工藝實現好氧、缺氧、厭氧的交替。CASS最大的特點在于其推流式初始反應區和完全混合反應池。每個CASS反應池由隔墻分為三個區(第一區:選擇區,第二區:次曝氣區,第三區:主曝氣區),污泥不斷地從第三區回流到第一區的選擇器,去除極易分解的溶解性基質,并有利于微生物的生長繁殖。通過第一區內的機制和污泥回流,可不必使用進水比選擇法,也無需在反應中加入缺氧周期和厭氧攪拌周期,選擇器可自行控制負荷狀況。在生物除磷時,進一步反硝化和所有基質的酶轉化也是在選擇區進行的。主反應器的完全混合作用,提供了一定的水流和負荷平衡作用,也可以承受沖擊負荷或毒性負荷,同時防止污泥在進水高峰期或大雨時,因激流而流失。人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面,將污水、污泥有控制地投配到人工濕地上,主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用,對污水、污泥進行處理。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。人工濕是一個綜合的生態系統,它應用物種共生、物質循環再生原理,結構與功能協調原則,在促進污水中污染物質良性循環的前提下,充分發揮資源的生產潛力,防止環境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益。人工濕地處理系統具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點,其出水水質可以達到排放標準,非常適合中、小城鎮的污水處理。根據該鄉鎮地實際情況，可適用有：CASS工藝、人工快滲法和人工濕地法。對于污水處理量較大,單純采用人工快滲法和人工濕地法，雖然處理能達標排放，但，其占地面積需很大。根據我們的成功經驗，可以先采用CASS工藝對污水中的CODcr、BOD5、SS和氨氮進行有效去除，然后通過人工濕地對殘余的CODcr、BOD5、SS和氨氮等進行去除，即可減少濕地的占地面積，又能確保達標排放。本方案推薦采用CASS+人工濕地工藝。工藝流程人工濕地消毒池CASS池集水池人工濕地消毒池CASS池集水池格柵池污水泵達標排放污泥池污泥池柵渣3.3.2處理流程簡述鄉鎮污水由污水總管收集進入污水處理站。污水自流進入污水站的格柵池，格柵截除污水中較大的懸浮物和漂浮物，流入集水池，泵提升進入CASS池。利用CASS池較大池容可以不需設調節池，能對污水的水量、水質進行均化。污水在CASS池的周期工藝實現生物的好氧、缺氧、厭氧的交替處理，對污水中的CODcr、BOD5、SS和氨氮等進行大幅度的去除，CASS池出水入人工濕地，人工濕地對廢水的處理綜合了物理、化學和生物的三種作用。濕地系統成熟后，填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留，有機污染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去。濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，保證了廢水中的氮磷不僅能通過植物和微生物作為營養吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去，人工濕地池出水入消毒池殺滅病菌后達標排放或回用。CASS池剩余污泥排入污泥濃縮池，上清液回至集水池重新進行處理。考慮當地的經濟水平，暫不進行污泥脫水工藝，濃縮污泥定期抽吸外運作農肥。3.3.3處理效率的預測處理單元進水出水BOD5（mg/l）COD（mg/l）SS（mg/l）NH3-N(mg/l)BOD5（mg/l）COD（mg/l）SS（mg/l）NH3-N(mg/l)CASS池1603202004016485012人工濕地164850121030356消毒池10303561030356標準值2060208（15）第四章工程設計見總平圖。4.2.1格柵池結構：鋼筋混凝土結構。平面尺寸：3.5m×0.8m配置：池內設置機械格柵機，CF-800,深：,安裝角度：600,柵隙:10mm,塑鋼，N=1.1kw，一臺；4.2.2集水池結構：鋼筋混凝土結構。平面尺寸：5.0m×3m配置：(1)提升潛污泵2臺（一用一備），型號為：WQ80-40-15,Q=40m3/h，H=15m,N=KW，用固定支架安裝，啟4.2.3CASS池結構：鋼筋混凝土結構。平面尺寸：10m×7.3m，深4.5m，f.潷水器BQ-，b=0m，浮筒式，2套；g.出水自控裝置DN2002套；4.2.4人工濕地結構：土工膜堤壩結構，2座。每座平面底部尺寸：15.00×6.0m。深說明：為了減少工程造價，人工濕地為原土層、150粘土層、厚HDPE土工膜和100厚粘土保護層等組成池形。介質為（自上至下）300mm厚熟土、100mm厚?2～5河砂、100mm厚?10～30卵石、150mm厚?50～60帶脫氮功能生物填料、150mm厚?80～100卵石。配置：1.配水裝置2套；2.級配介質：144m3.集水裝置2套；4.2.5消毒池結構：鋼混結構，1座。平面尺寸：×3.5m。深說明：池內設置折板，加強消毒劑與污水的混合，消毒劑采用市售液態次氯酸鈉。4.2.6計量槽結構：磚混結構。平面尺寸：×m。深m，1座。配置：1.超聲波流量計1套（暫不配置）；4.2.7綜合用房結構：磚混結構。平面尺寸：15.0×m，層高說明：包括值班、配電、化驗室、加藥間、藥庫和風機房等。配置：1.消毒劑加藥機JY-1000型，N=0.75kw,1套；2.羅茨風機3L14XD,Q=m3/min，P=49kpa3.生物池程序控制機1臺；4.排氣扇Φ300N=0.1kw4臺；4.2.8污泥濃縮池結構：鋼混結構，1座。平面尺寸：4.00×4m。深m說明：污泥濃縮池水清液回至調節池重新處理，濃縮污泥定期抽吸作農肥。第五章基建投資估算土建部分估價序號名稱規格結構單位數量估價（萬元）單價合價備注1格柵池3.5×0.8×1.鋼混座10.500.502集水池5×3×3鋼混座1 3CASS池10×7.3×4鋼混座1分為2格4人工濕地15×6×m土工膜座21.205消毒池×3.5×2.鋼混座16計量槽3.50××m磚混座17土方工程挖（填）方m370038綜合用房15××3磚混座110.1310.139污泥濃縮池4.0×4.0×3鋼混座110零星土建工程項111小計設備部分估價序號名稱型號及規格材質單位數量估價（萬元）單價合價備注1格柵機CF-800型,深：,安裝角度：600,柵隙:10mm塑鋼臺12潛污泵WQ80-40-15,Q=40m3/h,H=15鋼臺2一用一備3液位控制器浮球式鋼塑臺10.500.504CASS池進水自控裝置DN100套24組合生物填料Φ100x60塑料m3501.505填料支架非標鋼t6微孔曝氣器Φ210塑料套1447氣提回流機QT-150塑料套28潷水器BQ-，b=，浮筒式，鋼塑套25.5011.09出水自控裝置DN200套210人工濕地配水裝置套211級配介質m314412集水裝置套21.2013超聲波流量計臺1--暫不配置14消毒劑加藥機JY-1000型，N=0.75kw套115羅茨風機3L1