污水處理廠設(shè)計(jì)技術(shù)方案范例一、項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)目標(biāo)本污水處理廠服務(wù)于某城鎮(zhèn)及周邊區(qū)域，規(guī)劃處理規(guī)模為5.0萬(wàn)m3/d，主要接納城鎮(zhèn)生活污水及少量經(jīng)預(yù)處理的工業(yè)廢水。結(jié)合現(xiàn)狀水質(zhì)監(jiān)測(cè)與區(qū)域發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)水水質(zhì)特征為：COD?cr?400mg/L、BOD?180mg/L、SS200mg/L、NH?-N35mg/L、TP4.0mg/L；出水需滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（COD?cr?≤50mg/L、BOD?≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH?-N≤5（8）mg/L、TP≤0.5mg/L）。設(shè)計(jì)目標(biāo)聚焦于水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、工藝節(jié)能高效、運(yùn)行安全可靠，同步兼顧污泥資源化利用與廠區(qū)環(huán)境友好性，助力區(qū)域水生態(tài)修復(fù)與綠色發(fā)展。二、設(shè)計(jì)依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）法規(guī)與規(guī)范依據(jù)《中華人民共和國(guó)水污染防治法》（2017年修訂）；《城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB____）；《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）；地方生態(tài)環(huán)境部門關(guān)于污染物排放的專項(xiàng)要求。（二）水質(zhì)分析與設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及區(qū)域發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì)參數(shù)如下（表1）：指標(biāo)COD?cr?(mg/L)BOD?(mg/L)SS(mg/L)NH?-N(mg/L)TP(mg/L)-------------------------------------------------------------------------進(jìn)水400180200354.0出水≤50≤10≤10≤5（8）≤0.5三、污水處理工藝方案選擇（一）工藝比選分析針對(duì)本項(xiàng)目水質(zhì)、規(guī)模及出水要求，對(duì)比改良AAO+深度處理、MBR膜生物反應(yīng)器、SBR序批式活性污泥法三種工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性：改良AAO工藝：技術(shù)成熟，脫氮除磷效果穩(wěn)定，投資及運(yùn)行成本適中，占地稍大，適合大規(guī)模污水處理廠；MBR工藝：出水水質(zhì)優(yōu)異（可接近地表水Ⅳ類），占地緊湊，但膜組件投資高、更換成本大，運(yùn)行管理要求嚴(yán)格；SBR工藝：流程簡(jiǎn)潔、占地省，適合中小規(guī)模，但自動(dòng)化控制要求高，連續(xù)進(jìn)水時(shí)需設(shè)調(diào)節(jié)池。結(jié)合項(xiàng)目規(guī)模（5萬(wàn)m3/d）、出水要求（一級(jí)A）及投資經(jīng)濟(jì)性，推薦采用“改良AAO+混凝沉淀+過濾+消毒”工藝：通過厭氧-缺氧-好氧段強(qiáng)化脫氮除磷，深度處理保障SS、TP達(dá)標(biāo)，工藝成熟度與處理效果平衡最優(yōu)。（二）推薦工藝原理與流程1.預(yù)處理段：粗格柵（間隙20mm）、細(xì)格柵（間隙5mm）攔截大顆粒雜物，旋流沉砂池去除砂粒（避免磨損設(shè)備、減少污泥無(wú)機(jī)成分）；2.生化處理段：改良AAO池分為厭氧區(qū)（釋磷）、缺氧區(qū)（反硝化脫氮）、好氧區(qū)（硝化、吸磷、有機(jī)物降解），活性污泥在三區(qū)循環(huán)，同步實(shí)現(xiàn)脫氮除磷與有機(jī)物去除；3.深度處理段：二沉池分離污泥與混合液，混凝沉淀池（投加PAC、PAM）進(jìn)一步去除膠體態(tài)磷與懸浮物，V型濾池過濾保障SS≤10mg/L，次氯酸鈉消毒殺滅病原菌；4.污泥處理段：剩余污泥經(jīng)濃縮（機(jī)械濃縮池）、脫水（板框壓濾機(jī)）后，含水率降至80%以下，外運(yùn)填埋或資源化利用（如制磚）。四、主要處理單元設(shè)計(jì)（一）預(yù)處理單元1.格柵間：設(shè)粗、細(xì)格柵各2臺(tái)（1用1備），粗格柵間隙20mm，細(xì)格柵間隙5mm，過柵流速0.8m/s，安裝角度75°，配套機(jī)械清污機(jī)與柵渣壓榨機(jī)（柵渣含水率≤60%后外運(yùn)）。2.旋流沉砂池：2座，單池設(shè)計(jì)流量2.6萬(wàn)m3/d，停留時(shí)間30s，水力表面負(fù)荷150m3/(m2·h)，配套提砂設(shè)備（砂粒含水率≤60%后外運(yùn)）。（二）生化處理單元（改良AAO池）設(shè)計(jì)規(guī)模5.0萬(wàn)m3/d，分2組（每組2.5萬(wàn)m3/d），總水力停留時(shí)間（HRT）14h（厭氧2h、缺氧4h、好氧8h）：厭氧區(qū)：容積≈4167m3，DO≤0.2mg/L，攪拌器功率按0.05kW/m3配置（促進(jìn)污泥與污水混合）；缺氧區(qū)：容積≈8333m3，DO=0.2~0.5mg/L，內(nèi)回流比（好氧→缺氧）200%~300%，攪拌器功率0.03kW/m3；好氧區(qū)：容積≈____m3，DO=2~4mg/L，污泥濃度（MLSS）4000mg/L，污泥齡（SRT）15d，采用微孔曝氣器（氧轉(zhuǎn)移效率25%），單組配套羅茨風(fēng)機(jī)（3用1備，風(fēng)壓60kPa，風(fēng)量按單池好氧區(qū)體積×氣水比15:1設(shè)計(jì)）。（三）深度處理單元1.二沉池：2座輻流式沉淀池，表面負(fù)荷0.8m3/(m2·h)，單池直徑58m，有效水深4.5m，周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)（污泥回流比50%~100%，剩余污泥排放量按污泥齡控制）。2.混凝沉淀池：2座斜管沉淀池，表面負(fù)荷5m3/(m2·h)，斜管傾角60°、長(zhǎng)度1m，投加PAC（30mg/L）、PAM（0.5mg/L），配套加藥裝置與攪拌系統(tǒng)。3.V型濾池：4格（3用1備），單格濾速8m/h，濾料為石英砂（粒徑0.8~1.2mm，厚度1.2m），承托層（粒徑2~32mm，厚度0.3m），反沖洗強(qiáng)度15L/(m2·s)，反沖洗周期12h。4.消毒池：折板混合+接觸消毒，接觸時(shí)間30min，次氯酸鈉投加量5mg/L（根據(jù)余氯在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)調(diào)節(jié)）。五、污泥處理工藝設(shè)計(jì)（一）污泥產(chǎn)量計(jì)算生化污泥：按MLSS=4000mg/L、SRT=15d，生化池總?cè)莘e____m3，剩余污泥量≈7.78t/d（干泥）；物化污泥：SS去除量≈8.55t/d（干泥）；總干污泥量≈16.33t/d，含水率99%時(shí)濕污泥量≈1633t/d。（二）污泥處理流程剩余污泥→機(jī)械濃縮池（2座，停留時(shí)間12h，含水率降至97%，濕污泥量≈544t/d）→板框壓濾機(jī)（3臺(tái)，2用1備，過濾壓力0.6MPa，含水率降至80%，濕污泥量≈81.6t/d）→外運(yùn)填埋/資源化利用。六、輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）給排水與消防系統(tǒng)廠區(qū)生活用水：由市政管網(wǎng)供給，設(shè)生活水箱（有效容積50m3）；生產(chǎn)用水：濾池反沖洗水、污泥脫水沖洗水等，優(yōu)先采用二沉池出水（回用率≥80%）；消防系統(tǒng)：設(shè)消防水池（有效容積500m3）、消火栓（間距≤120m）、消防泵（2用1備，流量50L/s，揚(yáng)程100m），滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB____）要求。（二）電氣與自控系統(tǒng)供電：雙回路10kV電源進(jìn)線，設(shè)變配電間（變壓器容量按設(shè)備總功率×同時(shí)系數(shù)設(shè)計(jì)），重要設(shè)備（如風(fēng)機(jī)、水泵）采用UPS應(yīng)急供電；自控：PLC控制系統(tǒng)（冗余配置），監(jiān)測(cè)DO、pH、流量、液位、污泥濃度等，實(shí)現(xiàn)曝氣自動(dòng)調(diào)節(jié)（根據(jù)好氧區(qū)DO）、水泵變頻控制（根據(jù)提升池液位）、加藥自動(dòng)投加（根據(jù)出水TP、余氯），并預(yù)留遠(yuǎn)程監(jiān)控接口。（三）除臭系統(tǒng)采用生物濾池除臭，處理風(fēng)量按構(gòu)筑物（格柵間、生化池、污泥脫水間）換氣次數(shù)10次/h計(jì)算（總風(fēng)量≈5萬(wàn)m3/h）。濾池填料為火山巖（厚度1.5m），停留時(shí)間30s，配套引風(fēng)機(jī)與噴淋系統(tǒng)（除臭效率≥90%，排放廢氣滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB____）。七、廠區(qū)平面與高程布置（一）平面布置原則按“流程順暢、功能分區(qū)、集約高效”原則，沿進(jìn)水方向依次布置：預(yù)處理區(qū)（格柵、沉砂池）→生化處理區(qū)（AAO池、二沉池）→深度處理區(qū)（混凝沉淀、過濾、消毒）→出水區(qū)；輔助區(qū)（鼓風(fēng)機(jī)房、污泥脫水間、變配電間、化驗(yàn)室）集中布置于廠區(qū)西側(cè)（下風(fēng)向），生活區(qū)（辦公樓、宿舍）獨(dú)立設(shè)置（與生產(chǎn)區(qū)隔離）。（二）高程布置以進(jìn)廠污水提升泵房出水水位為基準(zhǔn)（z=25.00m），各構(gòu)筑物水頭損失依次銜接：格柵、沉砂池：總水頭損失0.8m，出水水位z=24.20m；AAO池：內(nèi)水頭損失0.5m，出水水位z=23.70m；二沉池：池內(nèi)水頭損失0.8m，出水水位z=22.90m；深度處理單元：混凝沉淀（0.5m）+過濾（0.8m）+消毒（0.3m），總水頭損失1.6m，出水水位z=21.30m（重力流入排放管網(wǎng)/回用系統(tǒng)）。八、環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排（一）污染防治措施噪聲控制：鼓風(fēng)機(jī)房采用隔音墻（隔聲量≥35dB），水泵、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)減震墊（廠區(qū)邊界噪聲≤55dB（晝間））；廢氣處理：生物濾池除臭+活性炭吸附（應(yīng)急），硫化氫、氨排放濃度≤0.6mg/m3、1.5mg/m3；固廢處置：柵渣、沉砂、脫水污泥分類收集，委托有資質(zhì)單位處置（含水率≤80%的污泥滿足填埋入場(chǎng)要求）。（二）節(jié)能設(shè)計(jì)曝氣系統(tǒng)：采用變頻羅茨風(fēng)機(jī)（根據(jù)好氧區(qū)DO實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，節(jié)能率≥30%）；水泵系統(tǒng)：提升泵、回流泵采用變頻控制（根據(jù)液位/流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)能率≥25%）；清潔能源：廠區(qū)道路照明采用太陽(yáng)能路燈，辦公區(qū)屋頂設(shè)光伏發(fā)電板（裝機(jī)容量50kWp，年發(fā)電量≈6萬(wàn)kWh）。九、運(yùn)行管理與維護(hù)方案（一）人員配置按“精干高效、專業(yè)互補(bǔ)”原則，配置工藝工程師（2人）、設(shè)備工程師（1人）、化驗(yàn)員（2人）、運(yùn)行操作員（8人，3班制）、維修工（2人），總計(jì)15人（負(fù)責(zé)工藝調(diào)控、設(shè)備運(yùn)維、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等工作）。（二）操作規(guī)程與應(yīng)急預(yù)案操作規(guī)程：編制《格柵運(yùn)行手冊(cè)》《AAO池污泥濃度控制規(guī)程》《消毒藥劑投加指南》等，明確各單元操作參數(shù)（如污泥回流比、曝氣量、加藥量）及巡檢要求；應(yīng)急預(yù)案：針對(duì)停電、設(shè)備故障、水質(zhì)沖擊（如工業(yè)廢水超標(biāo)）等場(chǎng)景，制定“雙電源切換”“備用設(shè)備啟動(dòng)”“應(yīng)急投加藥劑”等處置流程（每半年開展實(shí)戰(zhàn)演練）。（三）維護(hù)計(jì)劃日常巡檢：每日檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（振動(dòng)、溫度、電流）、儀表數(shù)據(jù)（DO、pH、流量）；定期保養(yǎng)：每月清理格柵、檢查曝氣器，每季度更換濾池濾料（按需）、校準(zhǔn)儀表，每年大修風(fēng)機(jī)、水泵（更換軸承、密封件）。十、投資估算與效益分析（一）投資構(gòu)成（總投資≈1.8億元）土建工程：約8000萬(wàn)元（構(gòu)筑物、道路、綠化）；設(shè)備購(gòu)置：約6000萬(wàn)元（格柵、風(fēng)機(jī)、水泵、壓濾機(jī)、自控系統(tǒng)等）；安裝工程：約2000萬(wàn)元（管道、電氣、自控安裝）；其他費(fèi)用：約2000萬(wàn)元（設(shè)計(jì)、監(jiān)理、預(yù)備費(fèi)、土地費(fèi)）。（二）運(yùn)行成本分析（年運(yùn)行成本≈1800萬(wàn)元）電費(fèi)：約800萬(wàn)元（風(fēng)機(jī)、水泵等年耗電量≈800萬(wàn)kWh，電價(jià)0.6元/kWh）；藥劑費(fèi)：約300萬(wàn)元（PAC、PAM、次氯酸鈉年耗量≈500t、50t、300t）；人工費(fèi)：約400萬(wàn)元（15人，人均年薪≈8萬(wàn)元）；污泥處置費(fèi)：約300萬(wàn)元（年處置污泥≈3萬(wàn)t，處置費(fèi)100元/t）。（三）環(huán)境與社會(huì)效益環(huán)境效益：年削減COD≈5475t、BOD≈2920t、NH?-N≈547.5t