南村污水方案.docx
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南村污水方案
海陵岛经济开发试验区
海陵镇南村水环境整治工程设计方案
(Q=100m3/d)
设
计
方
案
阳江市一达环保工程有限公司
二0一一年六月
目 录
第一章 概况1
1.1项目概况1
第二章 设计依据、原则及范围1
2.1设计依据1
2.2设计原则2
2.3设计范围2
第三章 设计水质与水量3
3.1设计水量3
3.2设计进水水质3
3.3设计出水水质3
第四章 处理工艺设计及说明4
4.1人工湿处理污水概述4
4.2利用人工湿地治理农村生活污水5
4.3人工湿地处理农村生活污水的可行性6
4.4人工湿地的建设策略7
4.5结语8
第五章 处理单元工艺参数设计9
5.1格渣池9
5.2水解酸化池9
5.3人工湿地净化系统9
第六章废水处理工程投资估算11
6.1设备材料费11
8.3废水处理工程总投资11
海陵岛经济开发试验区
海陵镇南村水环境整治工程设计方案
第一章 概况
1.1项目概况
海陵镇南村是著名旅游景点,近年来,随着旅游人口增多,各农村经济发展快,农村水污染和水资源紧张问题越来越严重,已经引起了农村各级领导和农民群众的广泛关注。
农村每年有超过数千吨生活污水直接排入海,造成水污染,影响村民居住环境,威胁村民身体健康和生态安全。
。
解决农村水污染问题,是农村环境治理的重要方面,也是建设社会主义新农村、实现村容整洁目标的必然要求。
兴建人工湿地,是治理、解决农村水污染问题的好办法。
受海陵岛环保局委托,阳江市一达环保工程有限公司就该建设项目的污水处理工程,提交如下污水处理工程设计方案,供领导参考。
第二章 设计依据、原则及范围
2.1设计依据
1、业主提供的水量、水质,厂区场地情况等有关设计原始资料及要求;
2、广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二时段三级标准;
3、《室外排水设计规范》(GBJ14-87);
4、《泵站设计规范》(GB/T50265-97);
5、《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84);
6、《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89);
7、《供电系统设计规范》(BG50052-95);
8、《低压配电设计规范》(GB50054-95);
2.2设计原则
2.2.1严格执行国家及地方环境保护的有关规定与环保局的要求,污水处理工艺首先保证出水水质达到排放标准。
2.2.2采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺,具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
2.2.3工艺设计与设备选型能够在生产进行过程中具有较大的灵活性和调节余地,能适应水质、水量的变化,确保出水水质稳定。
2.2.4在运行过程中,便于操作管理,节省动力消耗和运行费用。
2.2.5采用占地面积少的工艺和设备,平面布置紧凑、合理。
2.2.6全过程尽量实现自动化。
2.3设计范围
本工程设计范围:
废水处理站内土建工程、设备及安装工程、管道工程、电气工程、给排水工程等。
业主与承包商分工如下:
业主
承包商
技术方案设计(含施工图)
X
施工用水电
X
配套土建工程
X
X
设备供应
X
设备安装及调试
X
设备支架、配管及阀组等辅助材料
X
一次供电(送入废水处理站电控箱)
X
二次供电(废水处理站内电控箱至各动力设备配电)
X
一次供水(送入废水处理站某合理位置)
X
二次供水(废水处理站内用水)
X
废水引入废水处理站
X
药品储放场所
X
启动试运转
X
操作手册编制
X
操作人员培训
X
废水处理工程环保验收
X
第三章 设计水质与水量
3.1设计水量
根据业主提供的资料,村庄实际废水排放量为80m3/d,考虑长远发展,本处理工程按100m3/d进行设计。
废水按每日运行20小时计算,设计处理水量Q=5.0m3/h。
3.2设计进水水质
参考同类型的废水水质情况,确定本工程日均进水水质如下:
水质指标
浓度值
水质指标
浓度值
CODCr
300~350mg/l
BOD5
100~150mg/l
SS
300~350mg/l
动植物油
10~50mg/l
3.3设计出水水质
本项目污水排放执行广东省地方标准《水污染排放限值》DB44/26-2001中二时段三级排放标准,废水处理后主要水质指标排放限值如下表:
水质指标
浓度值
水质指标
浓度值
CODCr
≤120mg/l
BOD5
≤60mg/l
SS
≤90mg/l
动植物油
≤16mg/l
第四章 处理工艺设计及说明
4.1人工湿处理污水概述
人工湿地是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床,使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植如芦苇、蒲草等性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观、实用的水生植物,形成一个独特的动植物生态体系。
利用人工湿地处理农村污水,具有许多优越性:
一是建设投资少。
建设人工湿地需要的构筑物和设备很少,工程造价也低,一般为150-800元/吨污水,而"活性污泥法"为1500元/吨。
二是运行费用低。
人工湿地不需要曝气充氧和投加化学药剂,能源消耗和管理费用低,处理成本非常低廉,一般为0.1-0.2元/吨污水,而"活性污泥法"为0.5-1元/吨污水。
处理效果好。
用人工湿地来处理生活污水和工业有机废水,污废水中大部分有机物作为植物、微生物的有机养分,最终被转化为植物体、微生物体及二氧化碳、水,效果很好。
尤其是湿地植物能够大量吸收污水的含氮含磷化合物,能够解决水体富营养化的问题。
实践表明,生活污水经过湿地处理后,总氮和总磷的去除率分别可达到70%和90%以上,而"活性污泥法"只能达到30%。
一般出水的COD能达到30毫克/升以下,BOD能达到10毫克/升以下,远远优于国家排放标准,可以达到地面水三级标准。
不产生污泥。
人工湿地污水处理系统除需清除少量不溶于水的固体沉淀物、漂浮物外,不产生污泥。
而"活性污泥法"在处理污水的过程中要产生大量的污泥,一般处理1000吨污水要产生1吨污泥。
污泥的处理对污水处理厂来说是个棘手的问题,通常采用脱水、干化、填埋来处理,费用比较高。
操作技术含量低。
人工湿地污水处理系统运用操作简便,日常管理维护简单,适合农村实际。
绿化美化环境。
人工湿地可以把低洼地改造成绿洲,把污水处理地建设成生态景观,既美化了环境,又为野生动物提供了栖息地,改善和恢复区域生态环境,形成优美的水生态系统,实现良性生态循环。
经济效益好。
人工湿地生长的芦苇等植物可以作为工业原料,具有一定的经济价值。
4.2利用人工湿地治理农村生活污水
4.2.1人工湿地污水处理工艺简介
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。
其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
人工湿地对废水的处理有十分复杂的净化机理,人工湿地运行稳定后,填料表面吸附了许多微生物形成的大量生物膜,植物根系分布于湿地表面,人工湿地依靠物理、化学、生物的协同作用完成污水的净化过程,强化了自然湿地生态系统的去污能力。
4.2.2人工湿地对SS的去除
污水中可沉降的SS主要依靠湿地系统中物理沉降作用去除。
由于湿地水流极其缓慢,水浅,加上植物茎杆的阻挡作用,SS在进水口几米内能有效地去除。
实验表明,所有的固体物在系统最初的20%面积处得到去除。
胶体状的SS主要依靠微生物的作用、填料渗滤作用去除。
4.2.3人工湿地对有机物的去除
人工湿地对有机物有着较强的降解能力,污水中不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地被截留而被微生物利用,而污水中的可溶有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除,因此湿地床对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。
反应过程中主要氧源来自水面复氧和植物向根区的过量氧传导。
湿地系统对BOD5的去除可达80%以上。
有研究表明,污水在湿地床内流动时,污水COD的降解速率会随着迁移距离的延长,呈现逐渐减慢的趋势,关于这一现象还有待研究。
4.2.4人工湿地对氮的去除
氮是植物生长不可缺少的一种元素,污水中的无机氮通常包括NH3-N和NO3-N,它们均可以被湿地中植物吸收。
合成植物蛋白质,最终通过植物的收割从湿地中得到去除。
另外,人工湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮。
但是,湿地系统中氮的去除是主要的还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。
人工湿地中种植的水生物植物的重要功能之一就是将氧气从上部输送至植物根部,从而在植物根区附近形成一个好氧环境,而随着离根系距离的逐渐增大,湿地中依次出现缺氧、厌氧状态。
这样的条件有利于硝化菌和反硝化菌的生长。
为硝化反应和反硝化反应的进行提供了条件。
4.2.5人工湿地对磷的去除
污水中磷的存在形态取决于污水中磷的类型。
最常见的有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐等。
人工湿地对磷的却除是通过植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收过滤等几方面的作用共同完成的。
4.3人工湿地处理农村生活污水的可行性
4.3.1经济可行性
我国广大农村居住比较分散,农村生活污水具有水量小,不利于生活污水的集中收集和处理,且有机物浓度偏高、日变化系数大等特别。
大多数农村地广人稀,经济发展一般,还没有能力在环境治理方面投入较大的资金,需要一种投资相对小,运行稳定,运行费用低的污水处理工艺。
目前我国普遍采用二级生化工艺来集中大规模处理居民的生活污水,与之配套的是庞大的管网投资,而建造中小型人工湿地污水处理设施,从一定程度上可以缓解水污染目益增多与资金短缺的矛盾。
故人工湿地这种古老的污水处理工艺,将在新时代重新发挥更大的作用[4]。
4.3.2技术可行性
从1974年德国的第一个人工湿地试验开始,美国、英国、澳大利亚、捷克共和国等国家相继在此领域进行了大量的研究,均得到了较为满意的效果,出水水质可以达到二级污水排放标准的水质要求。
通常情况下,对COD,BOD5,SS的处理效率均可达到70%~90%;对细菌性污染物的处理效果可以达到99%;对N的净化效果一般也可达到50%;P的净化效果比N稍差一些。
有废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
与国外相比,我国人工湿地处理废水的研究较晚,最早是在1987年天津市环保所建成了我国第一个占地6hm2、处理规模为1400m3/d的芦苇床湿地工程,标志着我国人工湿地废水处理系统的应用研究正式开始[5];1990年7月又在深圳建设了白泥坑人工湿地污水处理系统。
随后在北京、沈阳、山东潍坊、新疆阿图什等地也相继建造了一批人工湿地废水处理系统,取得了许多重要的试验数据和系统运行参数,为我国人工湿地系统的研究奠定了良好的基础。
大量的小试和中试研究结果表明,在我国大部分地区应用人工湿地污水处理技术是可行的[6]。
4.3.3环境可行性
人工湿地系统能较充分地利用湿地植物以及基质的自然净化能力,并在污水净化过程中促进生物的生长,增加绿化面积,利用人工湿地处理系统处理生活污水的同时,也可以做到美化环境,为市民、游人创造了良好的生态人居环境,取得了显著的社会效益、环境效益和经济效益。
4.4人工湿地的建设策略
一要注意采取综合措施,实施综合治理。
由于农村水环境问题情况十分复杂,污染源分散、种类繁多,即有点源污染又有面源污染,既有农村内部的问题也有来自工业和城市的问题,而且涉及多个部门和领域,因此农村水环境改善工作必须采取综合措施,综合治理,包括法律制度措施、工程技术措施和个人行动规范措施。
在工程技术措施上,要综合采取减少污染源措施(如清洁生产、节约用水)、提高农田及水环境自净能力措施以及人工污水处理措施,仅仅采取人工处理措施是十分有限的,而且在经济上难以承受[8]。
二要充分利用和提高农村地域的自然净化能力。
即充分利用农村周边的河流、渠系、池塘、农田和荒地等,开展土地污水处理、污水灌溉,建设氧化塘或自然湿地,构建水循环系统和水生植物与荒地结合的生态净化系统,以及建设生态农业等措施。
4.5结语
随着国民经济的发展,农村污染问题日益严重,针对农村人口分布分散和资金短缺情况,采用合理的、行之有效的污水处理技术对农村污水进行处理是可行并且非常必要的。
⑴农村污水COD,BOD5,SS等浓度较低,经过人工湿地处理后,完全可以保证出水达到二级污水排放标准的水质要求。
⑵农村经济发展一般,还没有能力在环境治理方面投入较大的资金,人工湿地建成后运行费用基本为零,且使用寿命较长,解决了农村因为资金问题而无法投资建设污水处理设施的问题。
⑶人工湿地系统在污水净化的同时增加绿化面积,达到美化环境的目的,为市民、游人创造了良好的生态人居环境。
第五章 处理单元工艺参数设计
5.1格渣池
(1)功能:
农村排放的污水经管网系统汇集后,需设立粗格栅后进入后续处理系统。
粗格栅主要用来拦截污水中的大块漂浮物,以保证后续处理构筑物的正常运行及有效减轻处理负荷,为系统的长期正常运行提供保证。
(2)设计参数:
Q=10m3/h,
(3)主要构筑物及设备(
格栅井1座,尺寸:
L[长]×B[宽]×H[高](原有)
人工格栅1套,B=0.1m,材质Q235。
提升泵2台(1用1备),Q=7m3/h,H=10m,N=0.75Kw,上海
5.2水解酸化池
(1)功能:
在池内设置填料,用于拦截污水中的细小悬浮物,并去除一部分有机物,将大分子有机物降解为小分子有机物。
该缺氧池经回流后的硝化液在此得到反硝化脱氮,提高了污水中氨氮的去除率。
经缺氧处理后的污水进入好氧生物处理池。
(2)设计参数:
Q=5m3/h,HRT=8.4h。
(3)主要构筑物及设备
水解酸化池1座,尺寸:
D[直径]×L[长]=Φ3.00m×7.00m,
V=50m3,碳钢,全地上式。
组合填料40m3,填料支架1套,
布水系统一套,污泥搅拌系统一套
5.3人工湿地净化系统
(1)功能:
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。
其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
人工湿地对废水的处理有十分复杂的净化机理,人工湿地运行稳定后,填料表面吸附了许多微生物形成的大量生物膜,植物根系分布于湿地表面,人工湿地依靠物理、化学、生物的协同作用完成污水的净化过程,强化了自然湿地生态系统的去污能力。
(2)设计参数:
Q=5m3/h,
(3)主要构筑物及设备
人工湿地1座,尺寸:
L[长]×W[宽]×H[高]=8.00m×5.00m×1.20m,
砖混结构
湿地植物一批,布水系统1套。
第六章废水处理工程投资估算
6.1设备材料费
单位:
万元
编号
名称
参数及规格
单位
数量
单价
合价
备注
1
人工格栅
B=0.1m,Q235
副
1
0.20
0.20
一达
2
人工湿地构筑物
8m*5m*1.2m
项
1
3.38
3.38
一达
3
人工湿地滤料
砂及煤渣
项
1
2.97
2.97
一达
4
人工湿地植物
凤尾草、芦苇等
项
1
5.98
5.98
一达
5
湿地布水系统
UPVC
项
1
0.90
0.90
一达
6
水解酸化池
Φ3.0*7.0m
套
1
6.25
6.25
一达
7
水泵
Q=10m3/h,N=0.75Kw
型号50QW-10-10-0.75
台
2
0.30
0.60
上海
9
管道阀门系统
碳钢+UPVC
套
1
1.60
1.60
10
电控系统
套
1
0.50
0.50
11
其他杂费
项
1
1.30
1.30
12
小计
6.2废水处理工程总投资
序号
项目
费用(万元)
备注
2
设备材料
23.68
3
安装费用
2.37
(2)×10%
4
运输费
0.49
5
技术设计
1.89
6
菌种、培训、调试
1.20
7
小计
8
税收
1.77
(7)×6.0%
9
含税工程投资
31.40
本工程总投资为:
圆人民币整
阳江市一达环保工程有限公司
二○一一年六月
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