【案例】生活污水处理工程方案赏析

1工程概况

小区内所排放污水主要为日常生活污水，根据国家环境保护的有关条款，小区内所排污水必须经处理达标后方可排入市政污水管道或纳入附近水域。

为严格遵守有关环境法规，保护环境，本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。我单位受投资者邀请，在进行初步调研，并经多项生活污水处理成功的实践经验的基础上，编制该院污水设计方案，以供有关部门决策、实施。

针对该小区具体污水水质的特点，本方案拟采用“CASS间隙式法性污泥法处理”新工艺，该处理工艺较为简单，操作运行方便，日常费用低廉，出水稳定，主体设备为钢砼结构，考虑到小区内周边环境和卫生问题，故该污水处理工程决定采用地埋地式结构，污水处理设施上部可以覆土，种植花木、草坪，进一步美化环境。

2设计原则

1、贯彻执行国家和地方环保部门相关环保的政策，符合国家有关法规、规范及标准。

2、以保护城市水源，改善城市环境，促进开发、共同发展为目的，对学府印象住宅小区的生活污水进行治理，充分发挥建设该项目的社会效益和环境效益。

3、选择稳妥可靠、技术先进、投资省、运行费用低、管理简单、维修量少、运行灵活的污水处理工艺和设备,确保污水处理站长期稳定运行达标排放。

4、通过设计中的总体优化，采用先进的节能技术，节约能源，最大限度地降低运行费用。

5、妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣和污泥，选用噪声小的设备，避免对环境造成二次污染。

6、结合学府印象住宅小区污水处理站面积小的实际情况，在方便施工安装的前提下，力求各构筑物尽量集中，布置紧凑，节省占地。

3设计及施工范围

1、从污水处理集水池开始到处理设备的排放口为止。

2、污水工程的工艺流程，工艺设备造型，工艺设备的结构布置，电器控制等设计工作。

3、污水工程的钢砼结构由业主方负责施工，污水处理设备将由我方负责全面施工。

4、污水工程的动力配线，由业主将主电引止污水工程的配电控制箱，配电分配箱至各电器使用点将由我方负责。

4主要设计依据

设计采用的主要规范和标准

1、《室外排水设计规范》(GBJ14-87，1997年版)

2、《给水排放制图标准》(GBJ106-87)

3、《民用建筑生活污水处理工程设计规定》(DBJ08-71-98)

4、《总图制图标准》(GBJ103-87)

5、《给水排水设计基本术语标准》(GBJ125-89)

6、《防洪标准》(GB50201-94)

7、《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)

8、《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)

9、《厂矿道路设计规范》(GBJ22-87)

10、《泵站设计规范》(GB/T50265-97)

11、《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)

12、《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)

13、《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)

14、《砌体结构设计规范》(GBJ3-88)

15、《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)

16、《建筑设计防火规范(修订书)》(GBJ16-87)

17、《构筑物抗震设计规范》(GBJ50191-92)

18、《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》(GB50032-91)

19、《污水泵站设计规程》(GBJ08-23-91)

20、《建筑地面设计规范》(GBJ50037-96)

21、《汽车库防火设计规范》(GBJ.67-84)

22、《工业企业噪音控制设计规范》(GBJ.87-85)

23、《地下工程防水技术规程》(GBJ108-87)

24、《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90)

25、《屋面工程技术规程》(GB50207-94)

26、《住宅建筑设计规范》(GBJ96-86)

27、《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93)

28、《民用建筑设计通则》(JGJ37-87)

29、《宿舍建筑设计通则》(JGJ36-87)

30、《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-92)

31、《供电系统设计规范》(GB50052-95)

32、《低压配电设计规范》(GB50054-95)

33、《3～110kV高压配电装置设计规范》(GB50060-92)

34、《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)

35、《电动装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50060-92)

36、《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95)

37、《地面水环境质量标准》(GB3838-88)

38、《污水综合排放标准》(GB8978-1996)

39、《污水排入城市下水道水质标准》(CJ18-86)

40、《城镇污水处理站附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)

41、《城市污水水质检验方法标准》(CJ26.1-29-91)

42、《水污染物排放标准》(DB4426-89)

43、《城市污水处理站污水污泥排放标准》(CJ3025-93)

44、《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》(CJJ17-88)

45、《城市排水流量堰槽测量标准》(CJ/T3008.1～5-93)

46、《房屋建筑制图统一标准》(GBJ1-86)

47、《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)

48、《厂房建筑模数协调标准》(GBJ6-86)

49、《建筑制图标准》(GBJ104-87)

50、《建筑楼梯模数协调标准》(GBJ101-87)

51、《工业企业采光设计标准》(GB50033-91)

5污水水量、水质排放标准及设计规模

5.1设计水量

由于污水水质、水量变化相当大，设计必须考虑水质、水量的均衡措施。

污水处理站24小时自控运行。

5.2设计水质

根据污水的水质情况，设计污水水质见下表：

设计出水水质采用中华人民共和国《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。

6处理工艺的选择和工艺流程

1、工艺流程选择

住宅小区所排放的污水主要为生活污水，主要污染物为CODcr、BOD、油类和氨氮(NH3-N)等，废水水质、水量变化不大，BOD/COD较高，可生化性好。由于国家污水综合排放标准GB8978-96一级排放标准要求NH3-N和TP排量很低，分别为氨氮(NH3-N)≤15mg/L和总磷(TP)≤0.5mg/L，用常规活性污泥和接触氧化法很难达到该要求，为此，本设计方案选用具有脱氨除磷功能的新工艺CASS工艺。废水首先汇集至集水调节池，然后用泵提升至CASS反应池，废水中的污染物在好氧微生物代谢作用下被分解去除，同时，在主反应区的依照“曝气、沉淀、滗水.闲置”程序运行，使污水在反复的“好氧—缺氧—厌氧”的周期中完成去碳、脱氮、除磷。每个阶段的历时和相应设备的运行均按程序进行，由计算机集中控制。

2、工艺特点

1)、工艺简单、稳定可靠，操作维修方便，无需进行大量污泥回流;

2)、运行周期灵活可变，耐冲击负荷性能强;

3)、能实现同时硝化/反硝化以去除污水中总氮，并能实现过度生物除磷，处理效率高，出水水质好;

4)、池中设有吸附选择区，故无污泥膨胀，污泥产生量少;

5)、在同一池内进行生物过程和泥水分离过程，无需设置初沉池和二沉池，故运行费用低，工程投资省，占地省;

6)、整套系统实行全自动控制，节省人员费用;

7)、组合简单，便于分阶段施工，投用。

3、CASS工作原理与基本构造

序批式活性污泥法(简称CASS工艺)是普通活性污泥法的一种改进形式，它的工作过程通常包括五个阶段,依次为：进水阶段---加入基质;反应阶段---降解基质;沉淀阶段---泥水分离;排放阶段---排上清液;闲置阶段。这五个阶段都在同一池内完成，从第一次进水到第二次进水开始为一个周期，典型的运行模式为：

在进水阶段，曝气池在一定程度上起到了均衡废水水质作用，因而，CASS对水质波动有一定的适应性;反应阶段为CASS最主要的阶段，污染物在此阶段通过微生物的降解作用得以去除，根据废水处理的要求的不同，如仅去除有机碳或同时脱氮除磷等，可调整相应的技术参数，并可根据废水水质及排放标准具体情况确定反应阶段的时间;沉淀阶段相当于传统的活性污泥法的二次沉淀池的功能，停止曝气和搅拌，使混合液处于完全静止状态，完成泥水分离;经过沉淀后分离出的上清液即可排放，排放阶段结束，曝气池处于闲置阶段，等待下一个周期的开始。

CASS每一个工作周期中，各个阶段的运行时间，运行状态可以根据污水性质，排放规律与出水要求等进行调整，还可根据实际情况省去某个阶段(如闲置阶段)，或者把反应阶段与进水阶段合并，即进水一开始即进行曝气，可一直持续到反应结束，在反应阶段可以始终曝气，也可曝气与搅拌交替运行，控制十分灵活、方便。这些都通过PLC程序设定来实现。

4、工艺流程图

7污水处理主要工艺简解

一、预处理

1、格栅

由于综合污水中常含有大量的漂浮物，为保证污水提升泵的正常运行，不让其堵塞，并减轻操作工的工作强度，污水在进入后续处理工艺中先设置1台格栅，用以拦截污水中的大块漂浮物，有效减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。栅渣需定期清理，可随垃圾处理。

2、集水调节池

由于污水各时的水质、水量均不一样，一般高峰流量为平均处理量的2-5倍，因此为使污水处理系统连续稳定地运行，并且均匀水质，所以设计1座污水集水调节池。该集水调节池的设计有效容积为平均处理量的1-2倍即可，内置潜污提升泵及超水位警戒排放口，以保证最大流量的污水提升至污水处理系统，污水调节池内设置液位控制器1套。

二、生物处理

CASS法是SBR法的一种优化变型，所以亦是一种“充水和排水”活性污泥法，污水按一定周期和阶段得到处理，每一循环有下列各个阶段组成：

(1)充水/曝气

(2)无进水/沉淀

(3)撇水

(4)闲置

上述各个阶段组成一个循环，并不断重复，循环开始时，由于充水，池子中水位由某一最低水位开始上升，在经过一定时间的曝气和混和后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至设定水位，然后再重复上述过程。为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需要根据产生的污泥量排出剩余污泥;排出剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行，排出污泥浓度可达10mg/l，因此与其它活性污泥法相比CASS系统排出的剩余污泥量最少。

CASS反应池由三个区域组成，即生物选择区，预反应区和主反应区;在生物选择区中，污水中溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除，回流污泥中的硝酸盐可在此选择区中得以反硝化，选择区的设置最基本的功能是防止污泥膨胀;预反应区微量曝气，基本处于缺氧状态，有机物在此反应区内得到初步降解，同时也可去除部分硝态氮;主反应区为好氧曝气区，主要进行硝化和降解有机物，同时也存在反硝化过程。

反应区末端设置污泥回流系统及剩余污泥排出系统，反应区上端设置安装撇水系统及液位传感系统，池底安装适应间隙曝气的水下射流式曝气器，该曝气器是通过潜水泵产生的水流经过喷嘴形成高速水流，在喷嘴周围形成负压吸入空气，经混合室和水流混合，在喇叭形的扩散管里产生水气混合流，高速喷射而出，夹带许多气泡的水流在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成曝气。

CASS整个运作系统由于中央控制系统进行全自动控制。

三、污泥处理系统

为保持CASS池系统中适量的污泥浓度，在每个运行循环中，在撇水阶段之后均需排出剩余污泥;剩余污泥由设置在反应池末端的剩余污泥排出泵抽吸至污泥浓缩池进行污泥浓缩，污泥排出泵型号为AS10-2CB，池内设置一台污泥排出泵，浓缩后的污泥由环卫部门定期抽吸外运处理，上清液回流至处理系统进行再处理。

8中央自动控制系统说明

CASS法系统处理主要靠中央自动控制系统来完成，本系统备有自动与手动两种操作状态，在调试检修时段可用手动来控制，正常运行时可转换至自动系统来操作控制。该系统综合污水处理全过程进行程序控制，主要由以下几部分;

1、污水进水时间、水量、水位控制;

2、进水水量控制及两池交换运行控制系统;

3、出水撇水系统控制及撇水速度、时间控制;

4、潜水曝气机运行轮换控制;

5、污泥回流量控制;

9主要处理单元技术说明

一、一组处理单元技术说明

1、格栅井

生活污水进入集水调节池前，首先通过格栅井，通过人工格栅拦截去除进水中较大的悬浮及漂浮物，防止水泵与后续管路系统被堵塞，栅渣定期清理，做为生活垃圾一起处理。

2、集水调节池

由于来自各时的废水水质不均匀，且废水排放时变化系数较大，故需设一座集水调节池，用于收集污水、调节水量、均衡水质，使废水能比较均匀地进入后续处理单元，以提高整个系统的抗冲击性能并减少后续处理单元的设计规模。

3、CASS反应池

CASS池是一种间歇运行的废水处理工艺，CASS兼均化、初沉、生物降解等功能与一池，采用污泥回流系统。运行时，废水分批进入池中，在活性污泥的作用下，得到降解净化，沉降后，净化水排出池外。对于单一CASS来说，不存在空间上控制的障碍，只要在时间上进行有效地控制与变换，即能达到多种功能的要求，非常灵活。本工程设计每池每天运行2个周期，每个周期为6h，其中进水1h，反应3h，沉淀1h，排水0.5h，闲置0.5h。

4、污泥浓缩池

用于接纳CASS反应池的间歇排泥，污泥在此进行沉淀、浓缩，降低污泥含水率，以减少污泥体积。

5、清水消毒排放池

用于接纳CASS池的间歇排水，同时兼作消毒、排放监测。

10土建建筑结构设计

遵循的主要设计规范、设计依据：

(1)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)

(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)

(3)《砌体结构设计规范》(GB10-89)

(4)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)

(5)《构筑物抗震设计规范》(GB50191-93)

一、结构设计

因缺乏小区具体地质资料，只能根据一般地质情况，对地基处理做综合的评述。表层耕土及杂填土均不宜做结构基础持力层。当原土地承载力大于或等于120Kpa且无软弱下卧层时，采用天然地基。当实际情况与上述情况不符时，要根据实际地质情况，采用相应的措施来处理。当软弱土较深或为下卧层时，要根据具体情况采用碎石振冲桩、灌柱桩或其他方法进行处理。当厂址内有液化土层时，上部结构及地基要做相应处理。

埋深大的构筑物，要根据地下水的埋藏深度进行抗浮设计。如不能满足抗浮稳定性的要求，须采取抗浮措施，一般情况下采用配重抗浮。

二、结构形式及技术要求

1、建筑物：一般情况下，采用砖混结构。基础采用柱下独立基础和墙下条形基础。有特殊要求的建筑可采用框架或排架结构。

2、构筑物：本工程属小型规模的污水处理站，其主要构筑物均为设备基础。基础采用钢筋混凝土结构。材料要求：混凝土C20或C25，垫层C10。抗冻标号：D50，抗渗标号：S6。

11节能设计

设计中从以下几方面节能：

1、污水处理站消耗的能源主要是电能，其中又以提升泵及曝气设备为重中之重。提升泵的电耗一般占污水站电耗的10～20%，曝气系统电耗占污水站电耗的40～50%，二者都是污水站节能的关键。对于提升泵，设计时尽量使处理构筑物布置紧凑，连接管路短而直，以减少水头损失，从而减少水泵的扬程。同时对提升泵实行合理控制，使水泵在高效率段运转。

2、在电器设计中，站区内配电线路全部采用低阻抗的铜导体以降低线路损耗，提高传输能力。

3、采用自动无功补偿装置，以减少无功损耗，提高功率因数。

4、污水站在全小区水力高程计算中，力求精确，在保证良好运行条件的基础上，减少水泵工作扬程，以节省常年运行电耗。

12运行费用分析

根据CASS法的运行特点，其运行费用主要有三部分组成，即人员管理费用、设备运行电费、药剂费用。(系统运行以365天/年计)

一、1组运行费用

1、人员管理费用

本系统共需2名工作人员,人员工资以6000元/年计，折合每m3污水处理人员工资费用为：(6000×2)/(25×24×365)≈0.05元

2、设备运行电耗费用：

设备正常满负荷运行电耗为10.45KW/H,每KWH以0.5元计，则每m3污水处理电耗费用为：10.45×0.5/25=0.21元

3、每吨污水总运行费用为：0.05+0.21=0.26元

13服务承诺

●设计阶段

为保证优质、高效地完成本工程设计，特组建专项设计组，充分发挥技术和质量优势，严格把关，精心设计。

●质量控制

严格按照ISO质量体系标准的要求，制定和实施质量计划。

●投资控制

精心设计合理编制工程概算，以达到工程造价的设计控制。

严格执行设计变更审批制度，控制工程实施过程中和设计变更，达到工程造价设计控制的目的。

进度控制：把好各阶段的设计进度，以保证工程和顺利实施。

●施工阶段

负责整个工程的安装，严格抓好施工质量。

积极配合建设方进行设备及土建工程的验收。

精心编制施工图预算，做好投资控制。

严格按照设备清单采购和生产，严把采购质量关。

●试运行阶段

提供本工程完善的工程操作维护手册，包括工程和介绍、工艺的运行过程，设备和操作维护、日常管理及运行记录等全套资料。

在试运行开始之前，配合建设方对本工程日后管理人员进行上岗培训。

在建设单位的积极配合下，按时完成本工程的单机试运行工作。

●调试验收阶段

积极组织设备调试,详细填写运行记录。

及时总结调试经验，优化运行参数。

根据水质条件，合理调整电气设备运行时间，节约运行成本。

配合建设单位进行环保验收。

●售后服务

工程保修期为一年，即调试合格后一年内，免费上门维修，协助优化工程运行。

在接到用户保修后24小时内售后服务人员赶到现场，及时解决设备在运行中出现的问题。

一年后，定期对工程进行回访，提供技术咨询服务，工程实行终身维修，保修期后只收取成本费。

提供各类环保咨询服务。