河南省某污水处理厂改造设计方案

污水处理厂改造工程1总论1.1项目背景AAXX污水处理厂于2004年10月15日建成通水，设计规模5万m3/d，污水采用奥贝尔氧化沟处理工艺，污泥浓缩脱水后外运卫生填埋。根据国家环保总局及河南省环保局最近的有关文件精神，AAXX污水处理厂出水水质必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准的要求。因此AAXX污水处理厂委托我院进行一级A改造工程的方案设计。1.2项目范围本工程的主要设计范围为AAXX污水处理厂的改造，内容包括污水的强化脱氮除磷改造、污水的深度处理及污水的再生利用，并结合改造方案，对现有机电设备、自控系统等进行扩容改造，保证全厂能在安全、高效、可靠的状态下运行。1.3编制依据编制的主要依据：1.河南省城乡规划设计研究院编制的《AAXX污水处理工程可行性研究报告》2.河南省城乡规划设计研究院编制的《AAXX污水处理工程初步设计》3.河南省发展计划委员会《关于《AA市XX污水处理厂工程初步污水处理厂改造工程设计方案2设计》的批复》（豫计设计（2003）1893号）4.AA市XX污水处理厂提供的2008年各月进、出水水质化验数据。5.AAXX污水处理厂工程施工图。1.4工程设计标准1.《室外排水设计规范》GB50014-20062.《泵站设计规范》GB/T50265-973.《地表水环境质量标准》GB3838-20024.《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20025.《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-19996.《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-20027.《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921-20028.《污水再生利用工程设计规范》GB/T50335-20029.《城市区域环境噪声标准》GB3096-9310.《建筑结构荷载规范》GB50009-200111.《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-200212.《混凝土结构设计规范》GBJ50010-200213.《钢结构设计规范》GB50017-200314.《建筑抗震设计规范》GB50011-200115.《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-200416.《建筑设计防火规范》（2001年版）GBJ16-8717.《建筑地基基础设计规范》GB50007-200218.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-200219.《砌体结构设计规范》GB50003-2001污水处理厂改造工程320.《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-200221.《建筑桩基技术规范》JGJ94-9422.《民用建筑设计通则》CJJ37-8723.《供配电系统设计规范》GB50052-9524.《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-9425.《低压配电设计规范》GB50054-9526.《建筑物防雷设计规范》（2000年版）GB50057-9427.《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-9228.《3kV~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-9229.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-9230.《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-9331.《工业企业照明设计标准》GB50034-9232.《电力工程电缆设计规范》GB50217-9433.《35～110kV变电所设计规范》GB50059-199234.《工业企业程控用户交换机设计规范》CECS09-9135.《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》CECS81-9636.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-200437.《远动终端通用技术条例(IEC870)》GB/T13929-9238.《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GBJ63-9039.《建筑电气设计技术规程》JGJ/T16-9240.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-200341.《锅炉房设计规范》GB50041-9242.《城镇燃气设计规范》GB50028-93污水处理厂改造工程设计方案42工艺方案选择2.1设计规模和进出水水质的确定AAXX污水处理厂工程初步设计对污水处理厂的设计规模及进水水质进行了充分的论证，确定AAXX污水处理厂的处理规模为5万m3/h,初步设计进出水水质如表2-1。初步设计进出水水质主要指标一览表表2-1项目名称CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH4-N(mg/l)TP(mg/l)进水330145220261.8出水≤60≤20≤20≤15≤1.0根据国家环保总局及河南省环保局的文件精神，AAXX污水处理厂的出水须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级A标准的要求。依据污水处理厂实测数据设计进水水质见下表。本次方案设计的进出水水质见表2-2。方案设计进出水水质主要指标一览表表2-2项目名称CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH4-N(mg/l)TN（mg/l）TP(mg/l)进水33014522040574出水≤50≤10≤10≤5（8）15≤0.52.2方案选择AAXX污水处理厂目前生化处理系统采用奥贝尔氧化沟工艺，为加强氧化沟的脱氮能力以达到一级A要求，确定采用在氧化沟内增设污水处理厂改造工程5内回流的改进工艺。此改进工艺和现有的工艺衔接性较好，和其它工艺相比，改造工程量较小，新增构筑物和原有构筑物的匹配性较好，原有主要的构筑物均可充分利用。奥贝尔氧化沟工艺具有脱氮除磷功能，但由于原设计要求的出水水质中NH4-N指标较为宽松，并且没有TN的要求，因此其氧化沟的水利停留时间较短。本设计方案要求的出水水质中，各项污染物指标均严于原设计。为了达到GB18918-2002一级A标准的要求，需要延长生化处理构筑物中的停留时间，并加大污泥龄，这样原污水处理厂将无法达到5万吨/日的处理规模。经计算原生化处理构筑物处理能力核减为2.5万吨/日，为保证5万吨/日的处理规模，需要新建一座处理能力2.5万吨/日的奥贝尔氧化沟。同样为了保持和原有生化处理构筑物的衔接和匹配，生化处理工艺采用在氧化沟内增设内回流，并延长生化处理构筑物中的停留时间以完成脱氮要求的改进工艺，但因本次设计方案的出水水质指标中SS、TP及BOD5等指标较严，二沉池出水水质不能保证出水SS及TP、BOD5等指标稳定达标，必须增加深度处理措施。根据国内外常用的深度处理措施，本次方案设计采用混凝沉淀＋过滤的常规处理工艺。AAXX污水处理厂污泥处理采用带式浓缩脱水一体机＋外运填埋的模式。本次方案设计污泥量和原设计接近，污泥处理维持不变。污水处理厂改造工程设计方案63工程设计3.1工程设计基础数据1.设计水量本工程的设计规模为5万m3/d：平均流量：Q=2083m3/h总变化系数：K总＝1.34设计流量：Qmax=2791m3/h2.设计进出水水质设计进出水水质指标见表3-1。进出水水质主要指标一览表表3-1项目名称CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH4-N(mg/l)TN(mg/l)TP(mg/l)进水33014522040574处理后出水水质≤50≤10≤10≤5（8）15≤0.53.2污水处理工艺设计污水经厂外管道系统收集后进入本工程进水泵房，污水通过泵房前设置的粗格栅去除污水中的较大飘浮物，经污水泵提升进入细格栅和旋流沉砂池，以去除比较小的漂浮物、油脂和砂粒。旋流沉砂池出水进入厌氧池，在厌氧池内，污水中的磷在厌氧状态下，由聚磷菌释放出来，以便在奥贝尔氧化沟内将其更多地吸收，以剩余污泥形式排出系统，从而达到强化生物除磷的目的。奥贝尔氧化沟是整个污水处理工艺的主体构筑物，直接影响出水水质的达标。奥贝尔氧化沟由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，污水处理厂改造工程7污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。三个环形沟道相对独立，溶解氧分别控制在0、1、2mg/l，其中外沟道容积达50%~60%，处于低溶解氧状态，大部分有机物和氨氮在外沟道氧化和去除。内沟道体积约为10%~20%，维持较高的溶解氧（2mg/l），为出水把关。在各沟道横跨安装有不同数量转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。为了进一步加强脱氮的能力以达到一级A标准的要求，在氧化沟中设置内回流，即在奥贝尔氧化沟的内沟道设置潜污回流泵，使含有硝态氮的内沟道污水回流到外沟道的缺氧区，进行充分的反硝化，以强化奥贝尔氧化沟的脱氮能力达到一级A标准的要求。由于原有奥贝尔氧化沟污泥停留时间较短，污泥龄仅为12天，无法满足正常的生物脱氮要求，因此需对现有生物池进行核减，经过计算，核减后现有两座生物池总处理能力为2.5万吨/日。为保证污水厂处理能力达到5.0万吨/日，因此需新建一座处理能力2.5万吨/日的生物池。为保证出水中COD、BOD、SS、TP等指标稳定达到一级A标准，需在二级生物处理基础上增加深度处理工艺。二沉池出水经中间提升泵房提升进入混凝池，在此投加混凝剂混凝，混凝后的污水进入平流式沉淀池进一步去除前面工序未能去除的污染物，平流式沉淀池出水进入D型滤池过滤。为防止滤料板结，采用在反应池前加氯。考虑到本工程改造后出水将达到一级A标准，已经满足污水再生利用的基本要求，为更好的减少污水外排，实现污水的资源化利用，为污水处理企业创造一定的经济效益，因此在厂区设置清水池及送水泵房等构筑物，将处理后的污水送往用水用户。本工程增设了超声波裂解装置，对剩余污泥进行裂解，以提高进污水处理厂改造工程设计方案8水的碳源，确保生物池反硝化去除总氮彻底。3.3主要工艺设计参数3.3.1新老污水处理构筑物流量分配AAXX污水处理厂污水处理构筑物分为两个部分：已建处理构筑物部分，本次新建处理构筑物部分。已建处理构筑物系列和新建处理构筑物系列共用原有进水泵房、原有旋流沉砂池、原有氧化沟、新建氧化沟、原有二沉池、原有污泥泵房、新建中间提升泵房、混凝池、平流沉淀池、均质滤料滤池、加氯加药间及清水池、配水泵房。改造方案利用原有污泥处理构筑物。已建处理构筑物和新建处理构筑物设计处理能力见表3-2。主要污水处理构筑物处理能力一览表表3-2编号构筑物名称备注原有构筑物新建构筑物1进水泵房52旋流沉砂池53厌氧池54氧化沟1.25×2增设内回流系统5氧化沟2.5本次新增6二沉池57回流及剩余污泥泵房58中间提升泵房5本次新增10混凝池反应池5本次新增污水处理厂改造工程9编号构筑物名称备注原有构筑物新建构筑物11平流沉淀池5本次新增12D型滤池5本次新增13加药间5本次新增14清水池5本次新增15配水泵房5本次新增16超声波裂解装置5本次新增3.3.2污水处理构筑物设计参数·氧化沟（已建并增设内回流系统）设计流量：1042m3/h主要设计参数：污泥龄：20天污泥负荷：0.051kgBOD5/kgMLSS·d外污泥回流比：100%内污泥回流比：200%污泥产率：0.98kgMLSS/kgBOD5混合液浓度：3500mg/L池数：2座总需氧量（AOR）：592kgO2/h曝气方式：转碟曝气氧化沟总容积：20108m3停留时间：19.5h主要设备参数：污水处理厂改造工程设计方案10A、潜污回流泵数量：4台流量：520m3/h扬程：1.0m功率：3.0Kw·氧化沟（新建）设计流量：1042m3/h主要设计参数：污泥龄：20天污泥负荷：0.051kgBOD5/kgMLSS·d外污泥回流比：100%内污泥回流比：200%污泥产率：0.98kgMLSS/kgBOD5混合液浓度：3500mg/L池数：1座总需氧量（AOR）：592kgO2/h曝气方式：推流曝气氧化沟总容积：20108m3停留时间：19.5h外沟道溶解氧：0.0-0.5mg/L外沟道容积（单池）：9928m3占总容积比例：49%中间沟道溶解氧：1.0mg/L中间沟道容积（单池）：6136m3污水处理厂改造工程11占总容积比例：31%内沟道溶解氧：2.0mg/h占总容积比例：20%内