500吨生活污水MBR方案
投标文件 2014年03月 目 录 1 工程概况 1 1.1 工程名称 1 1.2 工程地点 1 1.3 工程简介 1 1.4 工程范围 1 1.5 主要技术经济指标 1 2 工程设计 3 2.1 废水处理工程设计的依据 3 2.2 设计依据 4 3 设计参数 5 3.1 污水处理量 5 3.2 设计进水水质 5 3.3 设计出水水质 5 3.4 处理水质特点…………………………………………………………………………..5 4 处理工艺选择 6 4.1 工艺选择原则 6 4.2 工艺选择 6 4.3 SBR工艺介绍 7 5 工艺设计 9 5.1 工艺流程 9 5.2 工艺说明 9 6 主要构筑物及设备参数 12 6.1 主要构筑物一览表 12 6.2 主要设备参数一览表 12 7 工程设计说明 14 7.1 总图设计 14 7.2 建筑设计 14 7.3 结构设计 14 7.4 电气设计 15 7.5 自控设计 16 7.6 采暖、通风设计 17 8 工程投资估算 18 8.1 工程投资 18 8.2 工程投资估算表 18 9 运行费用分析 20 9.1 工资费用 20 9.2 药剂费用 20 9.3 耗电费用 20 9.4 直接运行费用 21 10 效益分析 22 10.1 环境效益分析 22 10.2 经济效益分析 22 11 附件 23 11.1 工艺流程图 23 11.2 平面布置图 23 1 工程概况 1.1 工程名称 1.2 工程地点、 1.3 工程简介 1.4 工程范围 680m3/d的生活污水处理工程所需的设备、建（构）筑物（1000m3/d）及配套辅助设施的工艺、土建、电气、仪表、给排水等相关专业设计内容。
污水处理站进出水管道、道路、绿化、供电、通讯线路设计不在本方案设计范围内。
1.5 主要技术经济指标 序号 项目 指标 1 处理规模 实际容量680m3/d，扩建后1000 m3/d 2 进水水质 见表格 3 出水水质 GB21908-2008混装制剂类制药工业污染物水排放标准 罗氏排放标准 4 采用工艺 膜生物反应器工艺（MBR）和SBR工艺 5 占地面积 882m2 6 工程总投资 320.00万元 7 直接运行费用 0.62元/m3水 2 工程设计 2.1 废水处理工程设计的依据 2.2 设计依据 （1）、《建设项目环境保护管理条例》，国务院第253号令；
（2）、《混装制剂类制药工业水污染物排放标准》（GB21908-2008）；
（3）、《给水排水工程构筑物结构设计规程》（GB50069-2002）；
（4）、《室外排水工程设计规范》（2003修订版）；
（5）、《混凝土结构设计范围》（GB50010-2002)；
（6）、《建筑结构荷载规范》(GBJ50009-2001)；
（7）、《建筑给排水规范》（GB50015-2006)；
（8）、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
（9）、《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-95）；
（10）、《低压配电设计规范》（GB50054-95）；
（11）、《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）；
（12）、《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；
（13）、《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；
（14）、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
。
3 设计参数 3.1 污水处理量 根据资料，本工程区内污水产量约为680m3/d。考虑远增产扩大规模，污水量将增加到1000m3/d。故本次设计时设备按污水量1000m3/d设计，扩产后不需对整个工程进行改扩建，可节省投资。
3.2 设计进水水质 废水水质见下表：
表1 平均进水水质浓度（单位：mg/L）
项目 COD Cr BOD5 SS TN NH3-N TP TOC 水质 400 180 40-60 50 40 6 -- 表2 最高进水水质浓度（单位：mg/L）
项目 COD Cr BOD5 SS TN NH3-N TP TOC 水质 480 216 60 60 60 9 -- 3.3 设计出水水质 3.3.1国家验收标准 表3 GB21908-2008出水水质标准（单位：mg/L）
项目 COD Cr BOD5 SS TN NH3-N TP TOC 水质 ≤60 ≤15 ≤30 ≤20 ≤10 ≤0.5 ≤20 3.3.2验收标准 表4 出水水质标准（单位：mg/L）
项目 COD Cr BOD5 SS TN NH3-N TP TOC 水质 ≤50 ≤12.5 ≤25.5 ≤17 ≤8.5 ≤0.4 ≤17 设计出水标准达到验收标准。
3.4处理水质特点 根据提供的污水检测报告可知，处理水质主要有以下特点：
（1）污水水质总体类似生活污水特征；
（2）因生活污水占主导，所以水量昼夜变化大；
（3）污水中含有一定循环冷却水，不可忽视水质稳定剂的污染，污水中总磷偏高。
4 处理工艺选择 4.1 工艺选择原则 选择合理的污水处理工艺技术是十分重要的。只有选择得当，才能使污水处理工程的处理效果好，运行管理方便，节省投资成本和运行费用。污水处理工艺的选择，首先需要适应污水进水水质、出水水质要求以及当地温度、工程地质、环境等条件，然后综合考虑工艺的可靠性、成熟性、适用性、去除污染物的效率、投资省、操作管理简单、运行费用低等多因素，选择最优的工艺方案。
（1）符合国家和地方环境保护政策和相关法律法规、标准及规范；
（2）工艺技术先进、高效节能，处理效率高，出水稳定达标；
（3）处理设施安全、成熟，并尽量减少工程投资成本，降低运行费用；
（4）最大限度地降低操作管理和维修技术难度；
（5）
污水处理设施具有较强的抗水量、水质冲击负荷能力；
（6）污水处理设施运行时不产生臭气及噪声等二次污染；
（7）优先选择国内先进、可靠、高效、成熟的污水处理专用设备。
4.2 工艺选择 SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：
1）
中小城镇生活污水和厂矿化工企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2) 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3) 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
4) 用地紧张的地方。
5）
对已建连续流污水处理厂的改造等。
4.3 SBR工艺介绍 性污泥法，现广泛应用到生活污水、有机废水的治理。SBR法的反应机理与传统的活性污泥法基本相同，仅运行条件不同，其操作由进水、曝气、沉淀、排水、闲置五个过程组成，运行工序在时间上是按序排列的。SBR 工艺的核心是SBR 反应池, 它是按一定时间顺序间歇操作运行的生物反应器。所谓“序批间歇式”有两种含义: 一是运行操作在空间上是按序列的方式进行的, 为匹配多数情况下废水的连续排放规律, 必须2个或多个SBR 池并联, 按次序间歇运行;二是每个SBR 的操作在时间上也是按次序排列的。反应池兼有调节池和沉淀池的功能。
4.3.2工艺优点：
（1）SBR法集调节池、曝气池、沉淀池于一体，不需建二沉池和配置污泥回流装置，因此结构简单，投资省，运行费用低；
（2）SBR反应池中DO和BOD浓度梯度变化大，有利控制污泥膨胀，运行稳定，处理效果好；
（3）沉淀工序是污泥在静止状态下沉降，因此沉淀时间短，效果好；
（4）操作简便灵活，在SBR运行的一个周期各个阶段的运行时间、总停留时间、供气与否和供气量都是根据进水与出水的水质灵活控制。
4.3.3工艺缺点：
1、自动化控制要求高。
2、排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。
4.3.4工艺评估 （1）SBR法集调节池、曝气池、沉淀池于一体，不需建二沉池和配置污泥回流装置，因此结构简单，投资省，运行费用低；
（2）SBR反应池中DO和BOD浓度梯度变化大，有利控制污泥膨胀，运行稳定，处理效果好；
（3）沉淀工序是污泥在静止状态下沉降，因此沉淀时间短，效果好；
（4）操作简便灵活，在SBR运行的一个周期各个阶段的运行时间、总停留时间、供气与否和供气量都是根据进水与出水的水质灵活控制。
5 工艺设计 5.1 工艺流程图 5.2 工艺计算 （1）集水井 ① 停留时间：h=20min ② 容积：V=Q×HRT=12m3 ③ 规格：
4m×2m×1.5m（有效水深1.5m）
④ 结构：钢砼结构 ⑤ 性能：捞取固体废物，去除部分磷和悬浮物 ⑥ 配套设备：a、转盘过滤器一套 b、提升泵两台 c、1T手拉葫芦一套 （2）调节池 ① 停留时间：h=4h ② 容积：V=Q×HRT=160m3 ③ 规格：4m×6m×6.7m ④ 结构：钢砼结构 ⑤ 性能：对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用 ⑥ 配套设备：a、提升泵两台 b、1T手拉葫芦 （3）
厌氧池 ① 停留时间：h=3h ② 容积：V=Q×HRT=125m3 分两格 ③ 规格：5m×6m×4.5m ④ 结构：钢砼结构 ⑤ 性能：污水经过填料过滤，去除部分COD、BOD5，释放磷 ⑥ 配套设备：a、填料 b、厌氧池自身回流泵。
（4）SBR反应池 ①操作周期 反应器个数n1=2，周期时间T=12h，每周期分为进水、曝气、搅拌、后好氧曝气、沉淀、排水4个阶段，其中进水时间T1=1h，好氧曝气时间T2=4h，缺氧搅拌时间T3=2.5h，后好氧曝气时间T4=3h，沉淀时间T5=1h，排水时间T6=0.5h。
②曝气池体积 污水进水TN较高，为满足硝化要求，曝气段污泥龄θc取25d-1，污泥产率系数Y取0.6，自身氧化系数Kd取0.06，曝气池体积：
其中，S0和Se为进出水BOD5浓度，e取0.45，X为污泥浓度，取4000mg/L，f为SS中VSS所占比例，取0.7。
V=0.6×1000×25×（216-12.5）/[0.45×4000×0.7（1+0.06×25）]=969m3，故取总容积为1000m3，每个池子容积为500m3。
③设排水高度1.2m，SBR高度大约为排水高度是4倍。
设有效水深4.8m，则 S=500/4.8=104m2 取B=6m，L=17m，超高取0.6m，则池高5.4m。
（4）
复核出水BOD5 式中，K2为动力学参数，取0.018，T2为曝气时间4h，n1为周期数，取2 Lch=24×216/（24+0.018×4000×0.7×4×2）=12.13mg/L 结果表明，出水BOD5可以达到设计要求，且与设定值十分接近。
（8）曝气量计算 溶解氧的需求由三部分组成，氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量和出水带走的氧量。有机物氧化需氧系数a=0.5，污泥需氧系数b=0.12。
① 氧化有机物和污泥需氧量为：
② 进水TN0为60mg/L，出水TNe为17mg/L氨氮硝化需氧量 运行中，安全起见忽略反硝化释放的氧量，生物池最大需氧量为：
O=O1+O2=419.1kg/d=17.5kg/h ③ 一般情况下，标准需氧量与设计需氧量之比为1.6，曝气器采用穿孔曝气设备，氧气转移率EA为7%，氧气密度为1.429kg/m3，按生物反应需要计算的曝气量为：
6 主要构筑物及设备参数 6.1 主要构筑物一览表 构筑物 容积（m3）
规格（m）
结构 集水井 12 4×2×1.5 钢砼结构 蓄水池 160 4×6×6.7 钢砼结构 厌氧池 99 3×6×5.5 钢砼结构 SBR池 560×2座 17×6×5.5 钢砼结构 浓缩池 24×2座 2×3×4 钢砼结构 污泥脱水机房 -- 3×6 砖混结构 泵房、自控、除臭室 -- 4×9×3层 砖混结构 配电室 -- 5×7 砖混结构 6.2 主要设备参数一览表 设备 参数 数量 单位 提升泵（集水池）
Q=45 m3/h，H=12m 2 台 进水泵（调节池）
Q=45 m3/h，H=12m 2 台 回流泵（sbr到厌氧）
Q=125 m3/h，H=12m 2 台 螺杆泵（至离心机）
Q=1 m3/h，H=12m 2 台 厌氧池回流泵 Q=45 m3/h，H=12m 2 台 电动葫芦 起重量1T，起重高度9M 1 台 电动葫芦 起重量3T，起重高度6M 1 台 手拉葫芦 起重量1T，起重高度6M 2 台 搅拌机 1.5/8/400/3/740 8 台 鼓风机 Q=13 m3/min， H=5000mm 1 套 计量泵 7.6/P3.5 6 台 曝气装置 18 m3/min 1 套 除臭装置 Q=8000m3/h 1 套 转盘过滤器 1500t/d 1 套 污泥脱水机 Q=45 m3/h，H=12m 4 套 滗水器 一环 2 套 排泥泵 1500t/d 1 套 7 工程设计说明 7.1 总图设计 根据地形、周围环境以及进、退水水位置进行合理布置，工程总占地面积约882㎡，处理构筑物均采用埋地设置，构筑物上面覆土，植草绿化，适当配以低灌点缀，整个处理站采用竹篱笆或铁艺围栏进行围挡。
7.2 建筑设计 整个站为分为污水处理构筑物和地上设备间，污水处理建构筑物主要满足使用功能要求，力求简捷、大方、实用。设备间设计与周围建筑物在风格上协调一致。
7.3 结构设计 （1）构筑物使用年限：按照《建筑结构可靠度设计统一标准》，本工程各建构筑物主体结构的设计使用年限为50年；
（2）安全等级：按照《混凝土结构设计规范》以及《砌体结构设计规范》，本工程各建构筑物结构的安全等级为二级；
（3）抗震等级：按照《建筑工程抗震设防分类标准》以及《建筑抗震设计规范》，本工程建构筑物均按丙类建筑，建筑按抗震设防烈度8度实施抗震构造措施；
（4）环境类别：按照《混凝土结构设计规范》，本工程混凝土结构的环境类别为二类a。
（5）地基：按照《建筑地基基础设计规范》，本工程各建构筑物的地基基础设计等级为丙级。一般性建筑物采用浅基础，在土层满足基础承载力的前提下尽量浅埋。其余构筑物根据工艺流程要求，确定基础持力层位置。当基础下局部有软弱土层时，需对局部进行地基处理。
（6）材料：
①混凝土 外露式贮水构筑物均采用C25、S6，混合结构构件及框架结构采用C25；
垫层混凝土采用C10（或C15）。
②钢筋 普通钢筋一般采用热轧钢筋HRB335（20MnSi）级以及HPB235（Q235）级。
③焊条 E43型焊条用于Q235钢的焊接，E50型焊条用于Q345钢的焊接。
④砌体 对于混合结构±0.000米以下的墙体采用M10水泥砂浆砌筑MU10非粘土烧结普通砖，±0.000米以上的墙体采用M7.5（或M10）混合砂浆砌筑MU10非粘土烧结多孔砖（承重型）；
框架围护墙采用M7.5（或M10）混合砂浆砌筑MU10非粘土烧结多孔砖（非承重型）。
7.4 电气设计 （1）380/220V电源由厂区低压配电室引入至污水处理站内配电柜，低压配电线采用真空断路器开关作短路保护装置，馈线采用空气开关短路和热继电器作短路和过载保护，再由配电箱引入不同区域的开关箱。功率超过10kW采用星三角降压启动，低于10kW电机采用全压启动，所有用电设备和金属外壳均采用接零保护重复接地，所有埋地电缆金属外皮和金属官网均与接地焊接链接，接地电阻小于4欧；
（2）界内装机功率为140kW，设计容量取210kW；
（3）需要调节参数的设备、、三叶风机电机以及回流泵电机均采用变频电机。
7.5 自控设计 控制室设于污水站界内，自控系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统由工控机、网络通讯卡、PLC模块、通讯模块、电源模块等组成；
软件系统包括操作系统、网络通讯软件、办公自动化软件、PLC系统控制含监视软件，系统功能按工艺流程全面管理。
1、系统的控制功能包括：
（1）回流控制；
（2）空气量控制；
（3）污泥浓缩池上清液排放自动切换；
2、系统的检测功能包括：
（1）进水流量；
（2）厌氧池氧化还原电位计（目的是监测生物还原状态）；
（3）缺氧池氧化还原电位计（目的是监测生物还原状态）；
（4）曝气池pH（监测硝化反应的pH变化，是否需要补碱）；
曝气池氧化还原电位计（监测生物氧化状态）；
曝气池DO（监测溶氧效果）；
曝气池MLSS（监测污泥浓度）；
（5）排泥根据MLSS值，因池容积大，不易保证MLSS稳定，所以不采用自动排泥。
7.6 采暖、通风设计 构筑物为埋地设置，不需采暖。设备间采暖采用军队内部统一供暖。
设备间通风采用机械通风。
8 工程投资估算 8.1 工程投资 本工程总投资315.53万元。
其中：土建工程104.31万元 设备工程173.19万元 安装工程17.32万元 设计费10.32万元 税费10.39万元 8.2 工程投资估算表 工程投资估算表 序号 项目名称及规格 数量 单位 单价（元）
合价（万元）
一 土建工程 104.31 1 格栅槽9000×700 2 组 21262.50 4.25 2 初沉池9000×1500×4500 1 座 45562.50 4.56 3 调节池9000×10500×4500 1 座 318937.50 31.89 4 缺氧池4095×5300×4000 1 座 65110.50 6.51 5 好氧池11000×4100×4000 1 座 135300.00 13.53 6 膜池6705×5300×4000 1 座 106609.50 10.66 7 消毒/清水池11000×5000×4000 1 座 165000.00 16.50 8 污泥池9000×800×4500 1 座 24300.00 2.43 9 设备间17000×5480 1 座 139740.00 13.97 二 设备购置 173.19 1 机械格栅B=600mm，栅距5mm，N=0.37kw 2 台 60000.00 12.00 2 插板闸门B=700mm 4 台 12000.00 4.80 3 吸砂泵Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kw 1 台 5250.00 0.53 4 混合搅拌器QJB0.85/8，N=0.85kw 2 台 38000.00 7.60 5 潜水提升泵Q=15m3/h，H=7m，N=1.0kw 3 台 5820.00 1.75 6 提篮细格栅500×500×500mm 1 台 2000.00 0.20 7 低速推流器直径1m，N=1.5kw 2 台 46000.00 9.20 8 管式橡胶曝气器PGB-Φ65 60 根 500.00 3.00 9 膜组件25m3/d·组 20 组 40000.00 80.00 10 污泥回流泵Q=20m3/h，H=7m，N=1.0kw 1 台 5930.00 0.59 11 剩余污泥泵Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kw 1 台 5250.00 0.53 12 好氧池鼓风机Q=5.25m3/min，H=3.5m，N=5.5kw 2 台 46000.00 9.20 13 膜吹扫风机Q=5.25m3/min，H=3.5m，N=5.5kw 3 台 46000.00 13.80 14 抽吸泵Q=20m3/h，H=20m，吸程6m，N=2.2kw 3 台 7200.00 2.16 15 反冲洗水泵Q=20m3/h，H=25m，N=3.0kw 2 台 10200.00 2.04 16 空压机Q=0.15m3/min，0.7MPa，N=1.5kw 1 台 2500.00 0.25 17 CIP泵Q=3m3/h，H=12m，N=0.37kw 2 台 2600.00 0.52 18 膜清洗加药装置500L，0.15kw 1 套 15000.00 1.50 19 消毒装置500L，0.15kw 1 套 15000.00 1.50 20 除磷加药装置500L，0.15kw 1 套 15000.00 1.50 21 压力表0.0～0.6MPa 4 个 200.00 0.08 22 电接点真空表-0.1～0.0MPa 6 个 320.00 0.19 23 气体流量计0～200m3/h 2 个 1800.00 0.36 24 气体流量计0～900m3/h 2 个 4500.00 0.90 25 管道、阀门系统 1 套 60000.00 6.00 26 自控系统 1 套 80000.00 8.00 27 配电系统 1 套 50000.00 5.00 三 安装工程 1 项 17.32 以上小计 294.82 四 设计费 1 项 10.32 五 税费 1 项 10.39 六 合计 315.53 9 运行费用分析 污水处理直接运行费用主要包括人员工资费用、耗电费以及药剂费(暂时不考虑水资源费用、污泥抽吸费及折旧费用)。水站水量按500m3/d，年运行按365天计算。
9.1 工资费用 由于本系统构筑物较简单，控制点较少，系统自动化程度较高，因此污水处理站配备1名工人即可。工人平均工资以1200元/人·月计算，则每吨水的人员工资成本为: 1200×12/（500×365）=0.08元/m3水 9.2 药剂费用 除磷加药投加量按20ppm计，PAC价格2000元/吨，折合单方水除磷加药费用为：
20×2000×10－6＝0.04元/m3水 本污水处理系统中消毒剂为次氯酸钠，加药量按20ppm计，次氯酸钠市场价1500元/吨，折合单方水消毒费用为：
20×1500×10-6＝0.03元/m3水 膜清洗药剂为次氯酸钠，清洗每平方米膜用药剂2L，本工程共20组膜，每组膜面积为120m2，折合单方水膜清洗费用为0.019元。
核算吨水消耗药剂成本：0.04+0.03+0.019＝0.089元/m3水 9.3 耗电费用 每天总耗电量为612.55kW.h，按每kW.h 电价0.50元计算，则每吨水耗电成本为：0.50×612.55/500＝0.613元/m3水 9.4 直接运行费用 单方污水处理成本(不含折旧): 0.08＋0.089＋0.613＝0.782元/m3水 年运行费用：0.782×500×365=14.27万元/年 10 效益分析 10.1 环境效益分析 经过本处理系统可有效地改变排放水质，大量削减污染物，减少对环境的危害，并达到回用要求。带来良好的环境效益，其主要污染物每年削减量如下：
CODCr:(400-50)×500×365×10-6 = 63.88 吨/年 BOD5: (200-6)×500×365×10-6 = 35.41 吨/年 SS : (200-10)×500×365×10-6 = 34.68吨/年 TN: (40-15)×500×365×10-6 = 4.56 吨/年 TP: (4-0.5)×500×365×10-6 =0.64吨/年 10.2 经济效益分析 经过本处理系统处理后的水回用于景观水，大大节约了自来水资源。本工程每天处理污水500m3，可产生再生水约450m3，即每天可节约450m3自来水。目前自来水价格为2.8元/m3，即每天可节约1260元；
同时可节省排污费，目前排污费为0.9元/m3，即每天可节约450元。每天节省的自来水费及排污费为1710元，即每年可节约62.415万元。如果周围单位有需要再生水的单位，还可将再生水出售，目前再生水的价格为1.0元/m3，如果全部出售每天可收入450元，即每年可收入16.425万元。
11 附件 11.1 工艺流程图 11.2 平面布置图
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