某污水處理廠改造工程初設(shè)說明

目錄

前言.....................................................1

工程概要.................................................2

第1章設(shè)計依據(jù)、原則和范圍..............................1

1.1項目名稱和項目參與單位........................................1

1.2設(shè)計依據(jù)和基礎(chǔ)資料............................................1

1.3設(shè)計原則......................................................2

1.3.1污水處理設(shè)計原則...........................................2

132污泥處理設(shè)計原則............................................2

1.4設(shè)計范圍......................................................2

1.5采用的主要規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)..........................................3

第2章項目背景..........................................5

第3章項目的必要性......................................7

第4章處理程度與工程改造規(guī)模的確定......................9

4.1進出水水質(zhì)及處理程度的確定....................................9

4.2改造工程處理規(guī)模的確定........................................9

4.2.1原要求處理規(guī)模.............................................9

4.2.2污水處理規(guī)模的調(diào)整........................................10

第5章工藝改造設(shè)計.....................................12

5.1老廠改造設(shè)計................................................12

5.1.1工藝流程確定..............................................12

5.1.2工藝流程框圖..............................................13

5.1.3處理負(fù)荷..................................................14

5.1.4工藝單元設(shè)計..............................................14

5.2一期擴建工程改造............................................21

5.2.1曝氣設(shè)備的改造............................................21

5.2.2低速推流器................................................22

5.3.3二沉池負(fù)荷校核............................................22

第6章電氣改造設(shè)計.....................................24

6.1設(shè)計依據(jù).....................................................24

6.2設(shè)計范圍.....................................................24

6.3設(shè)計內(nèi)容....................................................25

第7章自控儀表設(shè)計.....................................27

7.1概述........................................................27

7.2控制系統(tǒng)組成.................................................27

7.3PLC控制器輸入、輸出.........................................28

7.4可編程序控制器PLC技術(shù)參數(shù)...................................30

7.5主要設(shè)備閉環(huán)控制設(shè)計.........................................31

7.6PLC控制軟件開和監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā).............................32

7.7現(xiàn)場檢測儀表.................................................32

7.8電視監(jiān)視系統(tǒng).................................................33

7.9控制系統(tǒng).....................................................33

第8章結(jié)構(gòu)設(shè)計.........................................34

第9章給排水改造設(shè)計....................................35

第10章總圖設(shè)計........................................36

10.1平面布局....................................................36

10.2綠化布局....................................................36

10.3豎向設(shè)計...................................................36

第11章環(huán)境保護、安全與工業(yè)衛(wèi)生及消防..................37

11.1環(huán)境保護...................................................37

11.2安全與工業(yè)衛(wèi)生..............................................37

11.3消防.......................................................39

第12章節(jié)能..........................................40

12.1能源利用原則...............................................40

12.2合理用能技術(shù)措施............................................40

第13章組織機構(gòu)、人員編制及建設(shè)進度....................41

13.1管理機構(gòu)...................................................41

13.2人員編制....................................................41

13.3建設(shè)進度....................................................41

第14章工程經(jīng)濟........................................43

第15章工程效益........................................44

2

第16章結(jié)論與建議......................................45

16.1結(jié)論........................................................45

16.2建議........................................................45

3

_

刖百

長沙市是湖南省省會，是省域中心大城市，全省政治、經(jīng)濟、文化、科技

中心。約在公元前5000年，長沙市就有先民定居。公元前221年，秦代設(shè)置長

沙郡，漢時設(shè)置長沙國，此后為歷代州、郡、府、藩治所在地。1933年設(shè)長沙

市。2000年全市總面積11819.5平方公里，總?cè)丝?83.19萬人，其中市區(qū)面積

556.33平方公里，人口175.5萬人。長沙歷史悠久，人文薈萃，是全國首批24

個歷史文化名城之一，有“屈賈之鄉(xiāng)”美稱。

隨著改革開放的深入和城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，人口不

斷增加，工業(yè)不斷發(fā)展，城市污水量也不斷增加，所造成的湘江水體污染也逐

年嚴(yán)重，并嚴(yán)重制約著長沙的進一步可持續(xù)發(fā)展。為此長沙市政府制定了跨世

紀(jì)“藍天碧水”工程計劃，要求2010年廢水治理率達70%,處理合格率85%

以上，污染物去除率60%以上。

長沙市某污水處理廠一期工程總處理目標(biāo)為18X104m-7d,其中一期擴建工

程15X104m7d采用曝氣轉(zhuǎn)碟曝氣的氧化溝工藝；老廠處理規(guī)模為3X1073”，

采用傳統(tǒng)活性污泥法，現(xiàn)已停止運行。為達到長沙市某污水處理廠一期工程處

理規(guī)模18X104m7d的總體目標(biāo)，對老廠進行工藝改造建設(shè)是非常必要十分迫切

的！

2004年12月，受長沙市公共事業(yè)管理局和長沙某成污水凈化公司的邀請,

我公司對一期老廠改造工程做了可研方案比選，并獲采納。

2005年3月，在長沙市公共事業(yè)管理的主持下，進行了長沙市某污水處理

廠一期老廠改造方案的專家評審會，方案順利通過并上報。根據(jù)長沙市公共事

業(yè)管理局文件及專家評審意見，我公司組織了有關(guān)專業(yè)技術(shù)骨干，成立專門設(shè)

計小組赴現(xiàn)場踏勘，收集有關(guān)基礎(chǔ)資料，并多次召開技術(shù)討論會，對老廠改造

工程設(shè)計方案進行反復(fù)研究，在次基礎(chǔ)上，完成了本設(shè)計文件。

在設(shè)計過程中，得到了長沙市公共事業(yè)管理局、長沙市排水公司及長沙市

某成污水凈化公司等有關(guān)部門的大力支持和幫助，在次表示感謝!

工程概要

1工程名稱及地址

工程名稱：長沙市某污水處理廠老廠改造工程

工程地址：長沙市某污水處理廠原址

2項目業(yè)主

長沙某成污水處理凈化有限公司

3工程范圍

老廠工藝、電氣自控及與次響應(yīng)的一期擴建工程配套改造

4工程內(nèi)容

4.1工程規(guī)模

一期工程：18X104m7d,

4

其中：老廠改造工程:2.5X104nl36；一一期擴建工程：15.5X10m7d

4.2設(shè)計進出水水質(zhì)

設(shè)計進水水質(zhì)：

BOD5=100mg/1

CODcr=230mg/1

SS=200mg/1

NH3-N=25mg/1

TN=40mg/1

TP=3mg/

設(shè)計出水水質(zhì)：

污水處理廠執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級

標(biāo)準(zhǔn)中B標(biāo)準(zhǔn)，即

BOD5W200mg/1

CODcrW60mg/1

SSW20mg/1

NH3-NW8mg/1

TNW20mg/1

2

TPW1.5mg/1

4.3出水受納水體：

出水與一期擴建工程一并經(jīng)后續(xù)處理后排入瀏陽河及湘江。

4.4污水、污泥處理工藝

污水處理工藝：采用脫氮為主同時兼顧除磷的A（缺氧）/0生物處理工藝。

污泥處理：一期擴建工程的污泥處理部分已經(jīng)按每天處理18萬噸的總體規(guī)

模設(shè)計并實施，因而本次老廠改造工程的污泥處理部分將充分利用一期擴建工

程的污泥處理設(shè)施一并完成無害化處理。

5工程經(jīng)濟（老廠部分）

本改造工程總投資：510.9萬元

改造工程單位投資：204.4元/n?

單位水處理成本：0.21元/n?

單位水量電耗：0.34kw.h/n?

3

第1章設(shè)計依據(jù)、原則和范圍

1.1項目名稱和項目參與單位

項目名稱：長沙市某污水處理廠老廠改造工程

主管單位：長沙市公用事業(yè)管理局

承辦單位：長沙某成污水凈化有限公司

設(shè)計單位：四川某成環(huán)保股份有限公司

1.2設(shè)計依據(jù)和基礎(chǔ)資料

1.2.1政府文件

1.長沙市發(fā)展計劃委員會文件：長計投[2003]749號

2.《長沙市城市總體規(guī)劃》（2001~2020）文本（長沙市人民政府，二零零

一年七月）

3.《長沙市城市總體規(guī)劃》（2001~2020）附件（長沙市人民政府，二零零

一年七月）

4.《湘江長沙段飲用水水源保護條例》

1.2.2其它文件資料

1.《湘江污染綜合防治研究報告》

（湖南省環(huán)境保護辦公室、中國科學(xué)院環(huán)境科學(xué)委員會）

2.長沙市某污水處理廠施工圖

（湖北給水排水設(shè)計院）

3.《長沙市公共事業(yè)管理局與四川某成環(huán)保股份有限公司關(guān)于經(jīng)營污水處

理業(yè)務(wù)的特許經(jīng)營合同》

4.《長沙市排水有限責(zé)任公司與四川某成環(huán)保股份有限公司關(guān)于資產(chǎn)轉(zhuǎn)讓

的合同》T0T合同

5.《長沙市某污水處理廠一期擴建工程可行性報告》

6.《長沙市某污水處理廠一期擴建工程初步設(shè)計》2000年7月，包括文本

和設(shè)計圖紙。

7.《長沙市某污水處理廠老廠改造方案（代可研報告）2005年3月（四

川某成環(huán)保股份有限公司）

8.長沙市某污水處理廠2004年生產(chǎn)月報

1.3設(shè)計原則

1.3.1污水處理設(shè)計原則

1.根據(jù)進廠污水水質(zhì)及出廠水質(zhì)要求，選用適合本改造項目實際的、先進

的、成熟的污水處理工藝，達到低能耗、低運行費、低基建費，少占地、管理方

便、運行穩(wěn)定、工期短的目的；

2.在滿足出水水質(zhì)的條件下，最大限度利用現(xiàn)有工藝設(shè)施，節(jié)約費用；

3.在設(shè)計參數(shù)的選取上，即考慮到當(dāng)前實際，同時又對將來發(fā)展留有余地,

即當(dāng)前與將來兼顧的原則；

4.改造采用先進、可靠的自動化控制技術(shù)，并與一期擴建工程充分兼容，

提高污水廠的運行管理水平，保證污水廠運行在最佳狀態(tài)；選用的監(jiān)控儀表運行

穩(wěn)定，維修方便，操作簡便；

5.對需更新或升級的污水處理專用設(shè)備，選用質(zhì)量好、價格低、效率高的

通用設(shè)備，減少維修工作量，增強運行的穩(wěn)定性；

6.改造中采用先進的節(jié)能技術(shù)，降低污水處理廠的能耗及運行成本；

7.貫徹經(jīng)濟性與可靠性并重的設(shè)計原則，在合理降低工程造價和運行費用

的前提條件下，最大限度地提高工藝系統(tǒng)的可靠性，并兼顧運行操作與管理維護

的便利。

1.3.2污泥處理設(shè)計原則

充分利用一期擴建工程的污泥處理系統(tǒng)完成污泥的無害化處理。

1.4設(shè)計范圍

（1）工藝系統(tǒng)改造工程初步設(shè)計范圍如下：

老廠：缺氧池、1#曝氣池、2#曝氣池、綜合泵房和配水井、回流管等。

一?期擴建工程：曝氣設(shè)備改造和氧化溝增加推流設(shè)施。

2

（2）整個老廠電氣及自動控制設(shè)備的改造及與一期擴建工程的連接兼容。

1.5采用的主要規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

（1）工藝專業(yè)

1）《室外排水設(shè)計規(guī)范》（1997年版）(GBJ14-87)；

2）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（2002年版）(GB3838-2002)；

3）《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)；

4）《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3802-99)；

5）《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3025-93)；

6）《城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（2001年版）;

7）《泵站設(shè)計規(guī)范》(GB/T50265-97)；

（2）建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)

1）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(1997年版)GBJ15-88)；

2）《泵站設(shè)計規(guī)范》(GB/T50265-97)；

3）《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB50046-95)；

4）《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》

5）《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50069-2002)；

6）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)；

7）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GBJ108-2001)；

8）《給排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001)；

9）《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（CECS138：2002）；

10）《給水排水工程混凝土構(gòu)筑物變形縫設(shè)計規(guī)范》（CECS117：2000）；

11）《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50191-93）；

12）《水工碎結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（SDJ20-78）；

13）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2001版）（GBJ16-87）；

（3）通風(fēng)專業(yè)

1）《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GBJ19-87）；

2）《工業(yè)企業(yè)采暖、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（2001年版）（GBJ16-8）；

3）《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-90）；

3

4）《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》（GBJ87-85）；

5）《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-93)；

（4）電氣自控專業(yè)

1）《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50052-95)；

2）《10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》(GB50053-94)；

3）《低壓配電設(shè)計規(guī)范》(GB50054-95)；

4）《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》(GB50055-93)；

5）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94)；

6）《3、110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50060-92)；

7）《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范》(GBJ65-83)；

8）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50062-92）；

9）《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》(GBJ63-90)；

10）《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》(GB50217-94)

11）《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T16-92)；

12）《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-92)；

13）《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》(GB50174-93)；

14）《計算機軟件開發(fā)規(guī)范》GB8566；

15）《計算機軟件質(zhì)量保證計劃規(guī)范》GB/T12504；

16）《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》GB50093-2002；

17）《可編程儀器的數(shù)字接口》ANSI488；

18）《民用閉路監(jiān)視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198-94o

4

第2章項目背景

長沙市某污水處理廠一期老廠污水處理系統(tǒng)(一污老廠)于二十世紀(jì)八十

年代中期建成并投入運行，大部分設(shè)備由于使用年限過長，加上運行環(huán)境惡劣,

已不能使用，需要更換。同時長沙老廠設(shè)計時采用的是國家八十年代初執(zhí)行的

出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不要求對氮和磷的去除，無法滿足國家關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理廠的

現(xiàn)行出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為恢復(fù)長沙老廠的二級處理能力并達到現(xiàn)行城鎮(zhèn)污水處理

廠執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，保證充分利用老廠處理設(shè)施，徹底消除安全隱患并達到與新擴建

系統(tǒng)相配套的目的，需對長沙老廠污水處理系統(tǒng)進行全面的升級技術(shù)改造。

老廠污水處理系統(tǒng)建成于1984年，一級處理能力6X104m3心二級處理能

力3Xl()4m3/d,采用普通曝氣活性污泥法工藝。進水通過格柵后，經(jīng)過初沉池

沉淀除去大量的懸浮性污染物和部分有機污染物，然后進入表面曝氣活性污泥

池進行好氧生化處理，在此除去污水中的溶解性污染物及碳源，最后在二沉池

中進行泥水分離，出水達標(biāo)排放入瀏陽河。二沉池分離出的活性污泥除小部分

作為剩余污泥濃縮外運外，大部分回流到曝氣池。

在長沙市某污水處理廠一期擴建工程建設(shè)時，已考慮到18Xl()4m3/d總體

規(guī)模的需要，擴建工程的預(yù)處理部分和出水消毒部分已按18Xl()4m3/d規(guī)模設(shè)

計，其中預(yù)處理段已經(jīng)建設(shè)到位。同時，在此基礎(chǔ)上排水公司已對84年建成的

系統(tǒng)工藝流程進行了部分改造，將原初沉池的一半改造成厭氧池，另一半閑置

未用，拆除原斜管式二沉池，新建周進周出輻流式二沉池，具體流程如下：

一期擴建程________出水至一期擴建

剩余污泥至?期擴建工程貯泥池

5

現(xiàn)狀老廠處理流程中各單體構(gòu)筑物的工藝設(shè)計參數(shù)如下:

序號主要構(gòu)筑物工藝參數(shù)

處理能力：3X104m3/d,

1厭氧池單池有效尺寸：28.3mX9m義3.5m共2池

停留時間：L43h

處理能力：3Xl()4m3/d

單池有效尺寸：12mxi2mx4m共8池

曝氣池

2停留時間:3.6h

(未改造)

容積負(fù)荷：0.271kg/m3d

污泥濃度：1000-2000mg/l

結(jié)構(gòu)型式：周邊進水、周邊出水輻流式

數(shù)量：1座

設(shè)計平均流量：Q=1250m3/hr

3二次沉淀池平均表面負(fù)荷：q=0.90m3/m2.hr

沉淀時間：2.0hr

池直徑：D=42m

池邊水深：H=4.25m

長沙某成污水凈化有限公司接手長沙市某污水處理廠運行管理工作后，原

污水處理系統(tǒng)的改造工程就移交給長沙某成污水凈化有限公司接手實施。一污

老廠改造沒有完成，還不能投入運行。

6

第3章項目的必要性

根據(jù)長沙市的人口增長情況及給排水量增長的趨勢，為達到長沙市某污水

處理廠一期工程18X104m3/d的總體處理規(guī)模，改善城市水環(huán)境質(zhì)量和長江流

域水體水質(zhì)，本改造項目的實施顯得更加迫在眉睫。

長沙作為湖南省省會城市，是全省的政治、經(jīng)濟和文化中心，是全國環(huán)境

保護重點城市之一。隨著改革開放的深入和城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市規(guī)模不

斷擴大，人口不斷增加，工業(yè)不斷發(fā)展，城市污水量也不斷增加，湘江水體污

染也逐年嚴(yán)重，并嚴(yán)重制約著長沙的可持續(xù)發(fā)展。為此長沙市政府制定了跨世

紀(jì)“藍天碧水”工程計劃，要求2010年廢水治理率達70%,處理合格率在85%

以上，污染物去除率在60%以上。

根據(jù)國家發(fā)展計劃委員會計投資(1998)2618號文件、計投資(1999)884

號文件；國家環(huán)境保護總局司環(huán)監(jiān)發(fā)(1999)87號文件、環(huán)函(1999)441號

文件;長沙市建設(shè)委員會和長沙市規(guī)劃管理局聯(lián)合發(fā)文長建發(fā)(1999)104號

等文件精神，由長沙市公用事業(yè)局牽頭，長沙市排水有限公司于1999年動工對

長沙市某污水處理廠進行擴建，按可研報告要求工程分兩期進行建設(shè)，一期工

程建設(shè)總規(guī)模為18Xl()4m3/d,其中：

(1)原有長沙某污水處理廠于80年代中期建成并投入運行，處理規(guī)模為

3X104m3/d,處理工藝為不具有脫磷除氮功能的傳統(tǒng)活性污泥工藝，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

采用當(dāng)時國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。該廠經(jīng)過20多年的運行后設(shè)備老化，出水已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能

滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。因此必須將原有某污水處理廠3Xl()4m3/d的二級處理部分改造

成帶厭氧段的處理工藝，以期達到脫磷除氮的效果。

(2)在原有3Xl()4m3/d處理的基礎(chǔ)上，另擴建15Xl()4m3/d的污水二級處

理能力，使某污水處理廠一期工程處理規(guī)模達到18Xl()4m3/d,全部采用二級處

理。

長沙市排水有限責(zé)任公司已完成一期擴建工程15X10'm7d處理設(shè)施的建

設(shè)工作，并將污水處理業(yè)務(wù)的特許經(jīng)營權(quán)移交給長沙某成污水凈化有限公司。

現(xiàn)在仍需要對某污水處理廠原3X104m3/d污水處理系統(tǒng)進行更新改造才能達到

18X10M/d處理能力的要求。因此，對長沙市某污水處理廠原污水處理系統(tǒng)進

7

行改造，改善出水水質(zhì)，對保護湘江水體乃至整個長江中上游流域的水質(zhì)是非

常必要的。

8

第4章處理程度與工程改造規(guī)模的確定

4.1進出水水質(zhì)及處理程度的確定

根據(jù)《長沙市某污水處理廠老廠改造方案》（2005年3月）及其批復(fù)文件,

確定本次老廠污水處理系統(tǒng)改造方案的進出水水質(zhì)及處理程度如下表：

序號指標(biāo)單位日平均濃排放標(biāo)準(zhǔn)去除率

度限值（mg/L）（E%）

1生物需氧量（BOD5）mg/1<100W2080

2化學(xué)需氧量（CODcr）mg/1W230W6074

3懸浮物SSmg/1<200W2090

4氨氮（以NHLN計）mg/1W25W868

5總氮mg/1W20

6總磷（以P計）mg/1W3Wl.550

處理后出水的受納水體為湘江。按有關(guān)部門確定的原則，對湘江采取分區(qū)

段按不同標(biāo)準(zhǔn)進行綜合防治，湘江長沙段水質(zhì)要求達到《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

中III類水體標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，向m類水體排放的

污水應(yīng)執(zhí)行-一級排放標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)。因而本次老廠改造工程設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行

《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中的--級B標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)

如上表所示。

4.2改造工程處理規(guī)模的確定

4.2.1原要求處理規(guī)模

根據(jù)《長沙市排水有限責(zé)任公司與四川某成環(huán)保股份有限公司關(guān)于資產(chǎn)轉(zhuǎn)

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讓的合同》（TOT合同），某污水處理廠應(yīng)達到18Xl（）4m3/d的污水處理能力。

某污水處理廠一期擴建工程設(shè)計處理規(guī)模為15X104m3/d,故老廠改造項目的原

要求處理能力為3Xl（）4m3/d。

但根據(jù)《長沙市某污水處理廠老廠改造方案》，如老廠原處理工藝改造為同

步脫氮除磷但以脫氮為主的A（缺氧）/0處理工藝后，現(xiàn)狀構(gòu)筑物無法滿足處理

3X104m3/d的需要，需在達到長沙市某污水處理廠一期工程18X104m3/d的總體

目標(biāo)的情況下，根據(jù)一期擴建工程的運行實際，充分挖掘一期擴建工程的處理能

力，對一期擴建工程處理規(guī)模和老廠改造后處理規(guī)模進行適當(dāng)調(diào)整。

4.2.2污水處理規(guī)模的調(diào)整

為了保證總污水處理量18Xl（）4m3/d的總體目標(biāo)，同時考慮到老廠原系統(tǒng)構(gòu)

筑物現(xiàn)狀實際條件：為保證A（缺氧）/0（好氧）處理工藝對脫氮的去除率，要

求對好氧段后混合液進行回流，而綜合泵站位于1#曝氣池和2#曝氣池中間

（5.1.2老廠改造工程工藝流程框圖），這必將增加污水的再次提升量，從而使

運行費用大幅度增加。為盡可能降低污水的再次提升量，節(jié)約運行費用，需盡可

能挖掘一期擴建工程的處理能力，盡可能減少老廠改造工程的處理規(guī)模。

按照以上分析，根據(jù)方案設(shè)計批復(fù)，污水處理規(guī)模調(diào)整如下：

一期擴建工程：15.5X104m3/d

老廠改造工程：2.5X104m3/d

改造后一期擴建工程的處理能力需要相應(yīng)提高，設(shè)備也要調(diào)整。下表給出了

相應(yīng)的核算比較。從表中可以看出，調(diào)整后的一期擴建工程在不改變實際生化

總有效池容和其他工藝參數(shù)的情況下，氧化溝內(nèi)污泥濃度只從4.0kgMLSS/m3調(diào)

整到4.13kgMLSS/n?,可通過增加污泥回流比實現(xiàn)。對于供氧量需求的增加，則

可通過增加曝氣量來滿足工藝運行的要求，且調(diào)整后的污泥濃度完全滿足《室

外排水設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。同時，為保證氧化溝工藝運行時，其渠道流速

應(yīng)大于0.3m/s,需在氧化溝內(nèi)增設(shè)推流設(shè)施。

老長原系統(tǒng)實際有效池容8174m3,完全能滿足此規(guī)模的處理需要，故此調(diào)

整是完全可行。

調(diào)整后的一期擴建工程和改造工程工藝參數(shù)核算數(shù)據(jù)如下表：

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一期擴建工程和老廠改造工程工藝參數(shù)核算數(shù)據(jù)表

原一期擴建工程調(diào)整后一期擴調(diào)整前改造調(diào)整后的

建工程工程改造工程

平均日流量

1515.532.5

(X10'm7d)

平均時流量

62506458.312501041.7

(m7h)

生化池總有效池容

346508174

(m3)

生化池污泥濃度

400040003000

(MLSS,mg/L)

污泥負(fù)荷

0.1080.1110.102

(kgBODs/kgMLSS.d)

停留時間(h)5.545.377.85

設(shè)計泥齡(d)8.888.598.17

二沉池平均負(fù)荷

0.940.970.900.75

(m3/m2.hr)

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第5章工藝改造設(shè)計

5.1老廠改造設(shè)計

5.1.1工藝流程確定

5.1.1.1污水處理工藝流程

根據(jù)污水處理廠進水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求，污水處理廠必須采用具有生物

除磷、硝化和反硝化功能的（深度）二級生物處理才能達到設(shè)計要求。因此，

污水處理廠的總體工藝流程包括預(yù)處理段、二級生物處理段和污泥處理段。

根據(jù)《長沙市某污水處理廠老廠改造方案》（2005.3）,老廠原處理工藝改

造為具有同步脫氮除磷作用但以脫氮為主功能的A（缺氧）/O處理工藝。

1.預(yù)處理段

在所有污水處理廠中，污水在進入沉淀處理與生物處理之前都必須進行預(yù)

處理，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的穩(wěn)定運行。預(yù)處理段采用機械處理方法，包括

粗格柵、進水提升泵、細(xì)格柵、曝氣沉砂池等。

長沙市某污水處理廠一期擴建工程的預(yù)處理部分已經(jīng)按每天處理18萬噸

的總體規(guī)模設(shè)計并實施，因而本次老廠改造工程的二級生物處理段的進水直接

來至一期擴建工程的預(yù)處理部分。

2.生物處理段

常規(guī)生化處理工藝的去除目標(biāo)是有機污染物，對污水中氮的去除率只有20%

左右，磷的去除也只有15%?20%,因此常規(guī)的生化處理工藝不能滿足污水處理

廠對氮磷的處理要求。

近年來，具有除磷脫氮功能的生物處理技術(shù)在理論和實踐上得到了飛速的

發(fā)展。生物除磷脫氮工藝能將總氮去除率提高到70%?95%,總磷去除率提高到

70~90%,-一般情況下可以穩(wěn)定可靠地滿足處理需求。因此，長沙市某污水處理

廠老廠改造工程的生物處理段將采用生物除磷脫氮工藝。

根據(jù)《長沙市某污水處理廠老廠改造方案》，老廠原處理工藝改造為具有同

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步脫氮除磷作用但以脫氮為主功能的A（缺氧）/0處理工藝。

5.1.1.2污泥處理流程

長沙市某污水處理廠一期擴建工程的污泥處理部分已經(jīng)按每天處理18萬

噸的總體規(guī)模設(shè)計并實施，因而本次老廠改造工程的污泥處理部分將充分利用

一期擴建工程的污泥處理系統(tǒng)完成污泥的無害化處理。

5.1.2工藝流程框圖

根據(jù)A（缺氧）/0生物處理工藝的要求和現(xiàn)狀構(gòu)筑物布置情況，本次老

廠改造工程工藝流程框圖如下：

混合液回流

缺

配

綜二

擴建工程出水消毒同擴建工程

氧

水

合沉

沉砂池出水出水一并考慮

池

井

V池

-------*—泵

房

沉淀污泥

回流污泥

污泥井

剩余污泥至擴建工程貯泥池

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5.1.3處理負(fù)荷

5.1.3.1水力負(fù)荷

老廠改造工程進水由一期擴建工程預(yù)處理部分出水分配而來，可不考慮污

水處理量的總變化系數(shù)。

設(shè)計平均日流量=25,000m7d

=1041.7m7hr

5.1.3.2污染負(fù)荷

進水負(fù)荷C0D=5750kg/d

BOD52500kg/d

SS5000kg/d

NH；-N=625kg/d

TP=75kg/d

去除量COD4250kg/d

BOD5=2000kg/d

SS=4500kg/d

NH3-N=425kg/d

TP37.5kg/d

5.1.4工藝單元設(shè)計

5.1.4.1進水混合井

為使污水、回流混合液及回流污泥充分混合，在缺氧池前端設(shè)混合井一座。

平面尺寸:2.6mX1.6m

主要設(shè)備：6600管道閘門3個

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5.1.4.2缺氧池

在缺氧池中主要進行反硝化過程。自2#曝氣池的含硝酸鹽的混合液通過自

流回流至缺氧區(qū)進行反硝化。為保證處理液處于懸浮狀，要求池內(nèi)污水流速在

0.3m/s以上，缺氧池內(nèi)設(shè)混合攪拌推流裝置。

缺氧池現(xiàn)狀即為閑置的原初沉池的兩組單池，單池用3隔墻分為四格，每格

有效尺寸28.3mX4.5mX3.5m。

缺氧池工藝改造內(nèi)容包括

(1)將2個鄰池的中間隔墻兩端打通，使其類似氧化溝的池體形式；

(2)將現(xiàn)狀厭氧池中已安裝的推流器轉(zhuǎn)移至本處理池。

(3)安裝溶解氧在線監(jiān)測儀，控制缺氧池溶解氧在0.5mg/l以下。

缺氧池改造后的工藝參數(shù)如下：

(1)工藝設(shè)計參數(shù)

缺氧池一座，為廊道型半地下式，采用循環(huán)溝式池型，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。每

組池平面尺寸LXB=28.3mX9m,有效水深：3.5m.

缺氧池設(shè)計參數(shù)如下：

平均日流量：25,000m7d

平均時流量：1041.7m7hr

缺氧區(qū)容積/生化池容積VD/V：0.22

污泥濃度：3.0kgMLSS/m3

溶解氧濃度：＜0.5mg/l

有效容積：1782.9m3

停留時間：1.7hr

(2)主要工藝設(shè)備及數(shù)量

每組缺氧池廊道，安裝1臺5.Okw的潛水推進器，參數(shù)如下：

電機功率：5.OKW

電源：380V/50HZ/三相

轉(zhuǎn)速：50rpm

葉輪直徑:2.50m

安裝方式：可移動懸臂安裝

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5.1.4.3好氧池

在好氧池中主要完成去除有機物和硝化過程。好氧區(qū)內(nèi)溶解氧水平應(yīng)保持

在2mg/L以上。由于現(xiàn)場構(gòu)筑物實際情況，現(xiàn)狀綜合泵站將曝氣池分隔為兩部

分，即：1#曝氣池和2#曝氣池。1#曝氣池池型為推流式廊道型混凝土結(jié)構(gòu)，供

氧采用潛水曝氣機,采用潛水推流器保持池內(nèi)泥水混合物處于懸浮狀態(tài)。2#曝氣

池池型為推流式矩形混凝土結(jié)構(gòu)，供氧采用表面曝氣機。

1）好氧池工藝設(shè)計

1.好氧池工藝設(shè)計參數(shù)：

平均日流量：25,OOOmVd

平均時流量：1041.7m7hr

設(shè)計污泥負(fù)荷：0.108kgBODs/kgMLSS.d

污泥濃度：3.0kgMLSS/m3

生化池需要容積：7716m3

停留時間：6.4hr

2.系統(tǒng)供氧設(shè)計：

去除BODs需氧量1200kg02/d

內(nèi)源呼吸需氧量2942.6kgO2/d

硝化所需氧量2625kg02/d

反硝化回收氧量1400kg02/d

實際需氧量（AOR）5367.6kgO2/d

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量（SOTR）7514.6kg02/d

3.內(nèi)回流系統(tǒng)設(shè)計

進水總氮40mg/1

出水總氮20mg/1

總氮去除率50%

設(shè)計內(nèi)回流比50~100%

最大回流量1041.7m,Vhr

4.污泥回流系統(tǒng)設(shè)計

回流污泥濃度8.0kgMLSS/m3

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混合液濃度3000mg/L

設(shè)計污泥回流比60%

5.1#曝氣池設(shè)計

1#曝氣池現(xiàn)狀即為改造完成的厭氧池，為推流式廊道型混凝土結(jié)構(gòu),共2

池。改造時每池加裝4臺潛水曝氣機使其起到曝氣的效果。同時安裝溶解氧在

線檢測儀，來調(diào)節(jié)控制曝氣機的運行，同時增加推流器來保持混合液處于懸浮狀

態(tài)。

1#曝氣池改造后的工藝參數(shù)：

平均日流量：25,000m7d

平均時流量：1041.7m7hr

每組池平面尺寸LXB=28.3mX9m,2組

有效水深:3.5m

有效池容：1782.9n?

1#曝氣池改造后主要工藝設(shè)備

潛水曝氣機

數(shù)量：4臺

功率：11.5kw

單臺S0TR=20.7kgO2/hr；

總S0R=82.8kg02/hr

采用固定式安裝，在池體與隔墻上安裝不銹鋼（鋼結(jié)構(gòu)）支架，

設(shè)備懸掛在橋架下方。

溶解氧在線監(jiān)測儀

數(shù)量：1臺

監(jiān)測范圍：0?10mg/L

潛水推流器

數(shù)量：1臺

電機功率:5.OKW

電源：380V/50HZ/三相

轉(zhuǎn)速：50rpm

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葉輪直徑：2.50m

安裝方式：可移動懸臂安裝

62#曝氣池改造設(shè)計

原有2#曝氣池1座，半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分為8個單元，每個單元

尺寸T2mxi2mX4m,均用隔墻隔開。隔墻上設(shè)有閘門，必要時可打開，使整個曝

氣池成為推流式運行。采用表面曝氣機進行表面曝氣。原有曝氣機參數(shù)如下：

電動機功率P=22kW（380V、50Hz）

葉輪直徑直1500mm

浸沒水深±140mm

轉(zhuǎn)速55rpm

充氧能力54.5kgO2/hr

原有表面曝氣機銹蝕嚴(yán)重，已不能使用，需更換新的表曝機。

2#曝氣池工藝改造內(nèi)容包括（1）將原有8臺曝氣機全部進行更換；（2）將

報廢的閥門閘門更新；（3）在池體隔墻上新開流孔，使曝氣池以推流方式運行。

2#曝氣池改造后的工藝參數(shù)：

平均日流量：25,000m7d

平均時流量：1041.7.3m7hr

每組池平面尺寸：12mX12mX4m,共8池

總有效池容：4608m：,

設(shè)計混合液回流比：100%

設(shè)計污泥回流比：60%

水力停留時間：4.42hr

改造后主要工藝設(shè)備

考慮到2#曝氣池運行狀態(tài)為推流式，如供氧平均布置，會造成曝氣池前端

虧氧而后端曝氣量過大的狀態(tài)，同時可能造成混合液回流液中溶解氧含量過高，

18

不利于缺氧池中的脫氮反應(yīng)，從而影響處理工藝的脫氮效果。因此，曝氣池各

段表面曝氣機的配置采用分級梯度配置。

表面曝氣機：

數(shù)量：4臺

電動機功率P=15kW(380V、50Hz)

葉輪直徑760mm

浸沒水深土140mm

最大轉(zhuǎn)速67~197rpm

充氧能力14~39kgO2/hr

數(shù)量：4臺

電動機功率P=22kW(380V、50Hz)

葉輪直徑1240mm

浸沒水深±140mm

最大轉(zhuǎn)速54~79.5rpm

充氧能力21~62.5kgO2/hr

5.1.4.4綜合泵房

綜合泵房的作用是將1#曝氣池出水提升至2#曝氣池。

綜合泵房平面尺寸BXL=7.57X23.03m,提升泵房總高7.85m,地下部分

2.15m,地上部分5.70m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。原有3臺污水提升泵，將初沉池的

污水提升至曝氣池繼續(xù)處理，另有3臺污泥提升泵，用于將初沉池污泥提送到

污泥處理間，目前均被拆除。所有泵均為干式泵。設(shè)備老化，已不能使用，需

全部更換。

綜合泵房工藝改造內(nèi)容包括

?全面檢查泵站管路，閥門、止回閥等，更換損壞的配件；

?包括混合液回流和污泥回流，綜合泵房的提升總量為2708.3n?/hr;

?安裝超聲波液位計和浮球液位開關(guān)對提升泵的運行進行控制。

綜合泵房改造后的工藝參數(shù)如下：

19

平面尺寸LXB=23.03mX7.57m,總高7.85m,地下部分深2.15m,地上

部分高5.70m,鋼筋性結(jié)構(gòu)。

設(shè)計流量：65,000m7d=2708.3m7hr

設(shè)計揚程：H=6.0m,以中水位為效率最高點選泵。

泵臺數(shù)：4臺，3用1備

水泵型式：干式排污泵

Q=903m7hr,H=6.0m,P=30kW；

超聲波液位計1套，量程0-5mo

浮球液位開關(guān)1套。

水泵根據(jù)泵站內(nèi)液位信號，綜合控制水泵啟停，并采用先開先停、先停先

開的方式輪換運行。

5.1.4.5配水井

為實現(xiàn)混合液回流，在2#曝氣池和二沉池間設(shè)配水井一座，為半地下式鋼

筋混凝土結(jié)構(gòu)。配水井堰門采用可調(diào)式堰門。一部分出水經(jīng)配水井分配后回流到

缺氧池滿足脫氮的需要，一部分進入二沉池。

由于配水井水面高程比缺氧池（原初沉池）水面高程高1.6m,混合液可自

流到缺氧池，故無需加設(shè)回流泵。

構(gòu)筑物：

配水井平面尺寸：2.6mX3.0m

進水管直徑：DN1000

回流管直徑：DN600

出水管直徑：DN800

主要設(shè)備：

設(shè)備類型：可調(diào)式出水堰閘

電磁流量計

設(shè)備數(shù)量：可調(diào)式出水堰閘2臺

電磁流量計1套

設(shè)計參數(shù)：1600X17001臺

1000X17001臺

20

材質(zhì)：不銹鋼或鋁合金

控制方式；根據(jù)電磁流量計調(diào)節(jié)可調(diào)堰閘，從而控制混合液回流量。

5.1.4.6污泥處理

污泥井已在一期擴建工程設(shè)計時予以設(shè)計并施工完畢，并且工藝設(shè)備已安

裝到位。

老廠改造工程的剩余污泥由污泥泵從污泥井泵送至一?期擴建工程污泥處

理部分一并處理。

污泥泵及相應(yīng)管道已安裝到位。

5.2一期擴建工程改造

由于老廠改造后仍無法滿足日處理3.0X10