污水处理站设计方案080827

潮汕民用机场污水处理站工程
设计方案
建设单位：潮汕民用机场建设指挥部
设计单位：广东省建筑设计研究院
资质证书：甲级190107－sj
2008年8月
1、工程概况
潮汕民用机场位于汕头、潮州和揭阳三市之间，揭阳市揭东县炮台镇以东登岗镇以北,枫江以南,虎岗山以北山脚。

根据总体规划，潮汕民用机场共分为跑道区、航站区及工作区三大区域，污水处理站厂址位于北灯光塔旁边，场地已三通一平，场地地质条件类似机场其他区域，在下一阶段设计开展前,尚需增加钻探点以探明污水站的地质条件。

机场设计目标年本期为2020年,年旅客吞吐量为450万人次，中期2030年为890万,远期2040年增长到1600万人次。

本次方案设计内容为潮汕民用机场污水处理站工程设计，主要包括处理规模、进出水水质论证、工艺路线确定、总平面布置以及配套的建筑、结构、电气等专业设计,以及工程的投资与运行成本估算。

2、设计依据
2.1 设计文件依据
➢《国家发展改革委关于新建广东潮汕民用机场项目可行性研究报告的批复》（发改交运【2007】2506号)
➢《潮汕民用机场初步设计评审意见》
➢《潮汕民用机场可行性研究报告》
➢《广东潮汕民用机场岩土工程勘察报告》
➢潮汕民用机场总体规划及相关专业设计图纸
➢潮汕民用机场场地土方平整设计图纸
➢设计范围内的修测地形图
➢道路、给排水、绿化专业设计文件
➢建筑给排水专业设计文件
2.2 设计规范
➢《城市污水处理工程项目建设标准（修订）2001》
➢《室外排水设计规范》（GB50014—2006）
➢《民用机场飞行区排水工程施工技术规范》（MH5005—2002)
➢《室外给水设计规范》(GB50013—2006）
➢《鼓风曝气系统设计规范》 CECS97:97
➢《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》 CJJ31－89
➢《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规范》 CJJ60－94
➢《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002 ➢《污水综合排放标准》 GB8978-1996
➢《广东省水污染物排放限值》 DB 44/26—2001 ➢《环境空气质量标准》 GB3095－96
➢《恶臭污染物排放标准》 GB14554－93
➢《污水排入城市下水道水质标准》 CJ3082－1999 ➢《城市污水处理厂污水污泥排放标准》 CJ3025-93
➢<〈给水排水管道工程施工及验收规范>>（GB50258—97）
➢<<建筑结构荷载规范>>（GB50009-2001）（2006版）
➢其它相关的设计规范、规程。

3、总体设计
3.1 工程范围
污水处理站工程包括污水、污泥处理系统的建、构筑物、设施设备以及给排水、供配电、绿化、道路等附属设施。

3.2污水量的预测
污水量预测分别按照供水规模与综合用水量指标法进行计算，从而得出本项目的设计规模。

⑴按照供水规模计算
潮汕民用机场用水单位主要包括：航站楼旅客用水、旅客就餐用水、职工就餐用水、职工日饮用水、职工浴室用水、车辆洗涤用水、航站区绿化用水、飞行区绿化用水等。

根据预测，潮汕民用机场目标年2020年旅客吞吐量为450万人，潮汕民用机场近期最大日总用水量为4000 m3/d，远期规划给水量6000m3/d。

近期机场高峰日用供水量为4000 m3/d，日变化系数采用1。

25,则日平均供水量为3200 m3/d，近期的生活污水日平均排放量以总用水量的90％计算，约为2880m3/d,考虑到污水管道埋深较小，管材选型可有效防止地下水的入渗，因此地下水渗入量按5%计算，污水总变化系数按规范取为1.81，则近期污水平均处理量为2880x（1+5%）＝3024 (m3/d),近期污水最大处理量为3024x1。

81＝5473。

44(m3/d）。

同样计算出远期污水日平均排放量约4320 m3/d，地下水渗入量按5%计算，污水总变化系数按规范取为 1.8，则远期污水平均处理量为4320x(1+5％)＝4536 （m3/d），远期污水最大处理量为4752x1。

8＝8164.8 m3/d。

根据近、远期污水量预测，设计近期平均规模取为3000 m3/d,远期平均规模取为5000 m3/d较为合适。

⑵采用单位人口综合用水量指标法计算
根据总体规划，潮汕民用机场设计目标年本期为2020年，年旅客吞吐量为450万人次，中期2030年为890万，远期2040年增长到1600万人次.其用水量除特殊情况下如转机、延误、取消航班或其他不可预见因素导致的大量旅客短时期内滞留机场外，90％以上的旅客在机场的停留时间会小于2小时，而且其用水量较小，机场工作人员及临时住宿的旅客量占吞吐量的比例很小,根据规范机场用水采用人均综合用水量指标为：300L/人。

d.
则总用水量分别是：2020年：3698。

6m3/d；2030年:7315.07m3/d；2040年：13150.68 m3/d。

城市污水产生量为供水量的90％,则污水量分别是：2020年：3328.74m3/d；2030年:6583。

56m3/d；2040年:11835.6 m3/d。

根据以上分析，考虑5％的地下水渗入量及总变化系数，可计算得本处理站服务范围排污量（平均日）为：
●2020年：3495.18m3/d；
●2030年：6912.74m3/d;
●2040年:12427.38 m3/d。

排污量最大日规模为：
●2020年:6291。

32m3/d；
●2030年：12373。

80m3/d；
●2040年：21126.55 m3/d。

根据近、中、远期污水量预测,设计近期规模取为3500 m3/d，中期规模取为7000 m3/d，远期规模取为12000 m3/d较为合适。

3。

3工程规模的确定
根据以上污水量的计算,可以看出利用两种方法测算出的近期、中期
污水处理量基本相符,近期(2010年）污水平均处理量约为3000～3500 m3/d，中期（2020年）污水平均处理量约为5000～7000 m3/d,远期（2040年）污水平均处理量约为12000 m3/d.为便于构筑物及设备预留衔接顺利，分期建设工程的规模最好与近期一致。

纵上所述，本工程的设计规模确定为：
●一期（2010年）污水平均处理量：3000 m3/d；
●二期（2020年）污水平均处理量：3000 m3/d；
●三期(2040年）污水平均处理量:6000 m3/d;
●一、二、三期合计污水处理量:12000 m3/d.
本次设计的设想为在现有场地布置一、二期处理规模的污水处理站，土建在近期一次建成，设备分两期安装。

远期2040年再根据技术的发展在现有场地预留区域进行扩容改造.
3。

4 进水水质的确定
由于目前尚缺乏机场污水实测的水质数据，故污水水质只能参照城市污水水质来确定,同时需考虑到机场污水收集系统为分流制，部分污染物浓度较采用合流制排水的城市污水水质为高，因此本次设计暂定的进水水质为：
BOD5： 120～150mg/L
CODcr： 250～300mg/L
SS： 120～150mg/L
NH3—N: 25mg/L
TN: 30mg/L
TP： 3。

5mg/L
水温： 12~25℃
3.5 污水处理排放标准
根据《总体规划》，本工程污水经处理后要求达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的一级标准，即：
BOD5≤20mg/L
CODcr≤60 mg/L
SS≤20 mg/L
NH3-N≤15 mg/L
PO43—（以P计）≤0。

5 mg/L
根据设计的污水厂进出水水质，各污染物的处理程度见表1。

表1 污水处理程度表
水质指标
BOD5CODcr SS NH3—N PO43—
类别
设计进水水质（mg/L) 150 300 150 25 3.5
设计出水水质（mg/L）20 60 20 15 0。

5
处理程度（％) 87 80 87 40 86
3。

6 污水处理站厂址
按照机场的总体规划，污水处理站拟建于北灯光站旁边的空地，地形基本平整，整体呈L形,占地面积约14379。

53 m2.
4、处理方案选择和确定
4.1 污水处理方案
4。

1。

1 污水可生化性分析
本工程进水水质BOD5/COD=0.50，属于易生物降解范畴；
BOD5/TN=3.43～5，属于碳源较充足污水； BOD5/TP=30，可以采用生物除磷工艺。

因此可以采用生物法对污水进行脱氮除磷二级处理。

4.1。

2 生物除磷脱氮工艺方案简述
一般情况下,城市污水处理厂的工艺流程包括预处理、二级生物处理和污泥处理。

预处理段通常包括粗、细格栅、提升泵房和沉砂池，二级生物处理的工艺方案的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等多种因素进行综合考虑，目前应用于较小规模污水厂（5万m3/d以下）的悬浮型活性污泥法污水处理工艺主要有三个系列：①氧化沟系列、②A/O系列、③序批式反应器（SBR）系列.各个系列不断地发展、改进，形成了目前比较典型的工艺有： A2/O工艺、改良A2/O工艺、UCT 工艺、改良UCT工艺、VIP工艺、倒置A2/O工艺、ORBAL氧化沟工艺、CARROUSEL-2000氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T型氧化沟工艺、CAST工艺、SBR工艺、改良CASS工艺、MSBR工艺、Unitank工艺等。

应用于城市污水处理厂的固着型生物膜法工艺主要包括①BAF生物滤池；②BIOFOR生物滤池。

4.2 污水处理方案比较及推荐方案的确定
从各工艺的机理看，每个工艺各具特点，基本可实现除磷脱氮，根据本工程的规模、进出水水质要求及实际建筑物面积较紧张等情况,从上述诸多工艺中筛选出较适合的三种工艺：三沟式氧化沟工艺、改良CASS 工艺和A2/O工艺作为本工程的选择方案，进行技术经济比较,从中确定推荐方案。

三种工艺各有特点，根据与氧化沟工艺、A2/O工艺的对比，在同样处理达标排放的前提下，改良CASS的用地较为节省,建构筑物面积只占总用地的37。

5％。

这对于节省潮汕机场有限的土地资源，为以后预留发展用地，极为有利.
根据进出水水质要求，考虑到污水站与周围环境的协调，要求工艺
既能运转简便、成熟，又可节省占地面积，并且尽量增大绿化面积，本次设计推荐采用改良CASS工艺。

与传统的活性污泥法相比，改良CASS工艺具有如下特点：
⑴出水质量高
⑵对冲击负荷的适应性和设计的灵活性
⑶活性污泥性能好及剩余污泥处理简便
⑷投资和占地面积小
⑸能耗低
⑹操作管理及维修简单
4.3 污泥处理工艺方案
4。

3.1污泥量
推荐方案改良CASS工艺产生干污泥量：近期约为600kgDS/d，远期为1200 kgDS/d.
4。

3。

2污泥处理工艺选择
污泥处理是城市二级污水处理中的一个重要组成部分，通常要彻底处理及处置生化过程中产生的污泥，其投资和运行费用约占整个厂总投资和总运行费用的30%～50％,而合理经济地处理污泥，则需结合现有条件综合考虑。

国内普遍采用的污泥稳定工艺是厌氧消化、好氧消化、热处理、加热干化和加碱稳定。

本项目污泥产量较小，暂不考虑在站内稳定化或干化处理，为节约投资及方便管理，可考虑将污泥直接浓缩脱水后外运填埋处置.
本工程采用的改良CASS工艺，泥龄较长，剩余污泥的稳定程度较传统活性污泥法有较大的提高,因此推荐采用污泥机械浓缩脱水的处理方案，脱水机选用浓缩脱水一体式板框压滤机.
4。

4 消毒技术方案论证
为了有效地保护水域，防止传染性病原菌对人们的危害,降低水源的总大肠菌群数,对污水处理厂出水进行消毒十分必要。

常用的消毒方法有氯消毒、ClO2、紫外线、臭氧、热处理、膜过滤等。

以上介绍的多种方法都可以达到消毒的目的,但多数方法的运行成本太高，应用于大型城市污水处理厂不适合。

加氯法在工程投资及运行费方面要优于紫外线消毒法，运行管理经验丰富,但其有二次污染和潜在危险性，占地较大。

紫外线消毒法虽然一次性投资较高，但其应用较成熟可靠，占地面积小且无二次污染及潜在危险.因此本工程二级生化出水推荐采用紫外线作为污水消毒方案。

4.5 除臭方案
城市污水中会有氨气、甲硫醇、硫化氢、甲硫醚、三甲胺等化合物，这些物质在污水输送和处理过程中会散发恶臭，影响人们身心健康。

因此，污水处理设施应设置除恶臭措施。

脱臭方法从最初采用的水洗法，逐步发展到效果较好的微生物脱臭法。

常见的方法有水清洗和药液清洗法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、土壤脱臭法、燃烧法、填充式微生物脱臭法等。

微生物脱臭法已广泛应用于污水处理设施中，其运营成本较低，脱臭效果良好，本次设计推荐采用生物除臭方法.
本工程中产生臭气的主要地方是预处理区、厌氧区和污泥区，包括细格栅渠、沉砂池、生化池厌氧段和污泥处理系统，在工程设计和建设中采用池体加盖隔离的措施。

5、污水处理站工艺设计
5。

1 工程内容
污水站本次一期工程设计规模为3000 m3/d,同时需建设留二期的
土建工程，因此土建工程建设规模为6000 m3/d，设备按一期规模配置.污水站内主要工程内容为：
●预处理系统
●污水二级处理
●出水消毒
●污泥处理
●厂区附属建筑
●供电系统
●自动控制系统
●厂区总平面及配套设施
5.2 设计规模
一期工程设计规模 3000 m3/d
总变化系数 1。

8
平均设计流量 125 m3/h（0.035m3/s）
最大设计流量 225m3/h（0.063m3/s）
最小设计流量 69。

4m3/h（0。

019m3/s)
5.3 工艺流程
污水站工艺流程框图见图5.3－1。

处理系统各阶段的处理效率和出水水质分析见表5.3－1。

表5。

3－1 污水处理系统各阶段的处理效率和出水水质
栅渣、沉砂外运 鼓风曝气
进水 出水
上清液回流
脱水污泥外运
图5.3－1 污水站工艺流程图
5。

4 工艺设计
⑴ 提升泵站
提升泵站用于进厂污水的提升，本工程提升泵站设于污水处理站外,采用压力管直接将污水提升至处理站内，不包含在本工程的设计范围内.
提升泵站规模将满足机场污水的提升转输要求。

⑵ 细格栅与旋流沉砂池
细格栅与旋流沉砂池1座,其中细格栅分为两格，每格处理能力3000 m 3/d.沉砂池1座，处理能力6000 m 3/d ，可满足二期处理规模.
设计流量 平均流量0。

035m 3/s ，高峰流量:0.063m 3/s 转鼓式格栅
台数 2台
沉砂池
/旋流
CASS 池 紫外消毒 计量井
细格栅
/提升污泥暂存
池
污泥脱水机
污水池
转鼓式格栅直径 400mm
栅条间隙 3mm
栅前水深 0。

7m
过栅流速 0.9m/s
安装角度 60º
旋流沉砂池
最大设计流量 0.126m3/s
水力停留时间 35s
有效水深 1.00m
搅拌吸砂机 XLC1700 1台功率1。

1kw
砂水分离器 SF-320 1台， 2 L/s
⑶生物反应池
生物反应池为矩形钢筋混凝土结构，共分2组，可单独运行，池体每组3000 m3/d，可满足二期处理规模要求，土建工程一次做成,近期可运行一组，预留一组作为污水调节池，二期时再配置相关设备。

改良CASS池是污水处理站的核心构筑物，为使出水中磷能达标排放，在改良CASS池前部设置了厌氧段，设计水力停留时间为2h，厌氧段出水进入改良CASS池的预反应区,预反应区控制在缺氧状态。

污水通过预反应区和主反应区间的隔墙下部开孔进入主反应区，污水中的大部分有机物在微生物的作用下得到氧化分解，主反应区的污泥部分回流到厌氧段。

在厌氧段磷从污泥中释放出来，在改良CASS池主反应区被吸收进入污泥中，通过污泥负荷和泥龄的合理设计与控制将含磷污泥排出。

改良CASS池采用滗水器排水,滗水器在运行过程中设有线位开关,保证滗水器在安全行程内工作。

每组改良CASS池主要设计参数：
a。

每组改良CASS有效容积：V=60×12。

7×4.5=3429 m3.
有效水深4.50m,超高0。

5m。

污泥浓度MLSS=3。

0kgMLSS/m3
污泥负荷：Ns=0。

14kgCOD/kgMLSS
b。

厌氧区
配备潜水搅拌器将污水与回流污泥充分混合，在进水阶段进行反硝化反应，潜水搅拌器型号QJB4/6-320—960s ，1台，功率4 kw/台。

c。

预反应区
预反应区控制溶解氧在1.0mg/L,配备水下射流曝气泵,提供反应所需氧气并搅拌混合，配备水下射流曝气泵型号EJ17,1台，功率15 kw/台.
d.主反应区
工作周期（程序控制PLC）
a)正常情况下：曝气2.0h，沉淀1。

0h，滗水0。

5h-1.0h，时延
0。

5h
b)进水浓度低时:适当减少曝气时间，缩短工作周期，增大处理量。

c)进水浓度高时:适当增加曝气时间，延长工作周期.
d)冬季运行：适当增加曝气时间，延长沉淀时间.
e)夏季运行:适当减少沉淀时间.
f)滗水器：YALU-420,Qmax=420m3/h,P=2.2KW 共2台.
e。

设备配置（一期)
改良CASS池需氧量54 kgO2/h，选用鼓风机与水力循环射流曝气器相结合的曝气方式。

鼓风机设置在CASS池末端室外鼓风机通廊内，采用罗茨风机，空气管采用S304不锈钢材质,管径DN300。

罗茨风机：
●型号：TB-40
●性能:Q=20 m3/min,P=20KW
●数量： 2台（一用一备)
射流曝气器：
●型号：EC-120 De120，L=1.0m
●数量：20个
循环水泵:
●型号:FLYl3410
●性能：Q=25 m3/min，H=6m， P=20KW
●数量： 1台
f。

除磷系统控制
污泥回流比1：0.5,污泥回流量100m3/h.
污泥回流泵:NP3102,Q=103m3/h，H=6m，P=5KW 1台
g.污泥系统
每天产生干污泥600kg/d，污泥通过自流方式重力排至暂存池。

排出污泥含水率99。

2%,排出污泥体积75m3/d。

⑷紫外线消毒
紫外线消毒1座,为矩形钢筋混凝土槽式结构,上部设紫外线发生器及装置1套。

消毒后尾水排放管上设置电磁流量计对出厂尾水进行准确计量。

设计流量： 0。

058m3/s
接触时间：30min
有效容积：1080m3
装机容量：25kw
⑸污泥暂存池
用于污泥的暂时存放，正常情况下,为避免聚磷菌在此释磷，污泥随时被抽送至污泥脱水机房。

储泥池为全封闭形式，避免臭气外溢，池内设潜水搅拌器,避免污泥板结。

主要设计参数：
污泥体积 36m3
储泥时间 6。

0h
水下搅拌器 1台
型号 SR4650
功率 4。

5kw
⑹浓缩脱水机房
浓缩脱水机房由絮凝剂制备投加区、污泥脱水区及装车区组成，设1台浓缩板框压滤机，出泥由螺旋输送机带送至运泥车外运处置。

机房内设有絮凝剂投加装置两套，采用干粉聚丙烯酰胺高分子絮凝剂配制成药液。

再将药液稀释至1‰浓缩后投加至进泥泵出泥管，与污泥混合后进入污泥浓缩压滤机。

主要设计参数:
污泥干固量 600kg/d
浓缩脱水前污泥体积 75m3/d
能力(按流量） 9.5m3/h
台数 1台
工作时间 8h
设备参数:
螺杆泵 1台
NM076单螺杆泵，Q=8～60m /h，压力：0.2MPa，功率：7。

5KW
浓缩板框压滤机 1台
DNYC1000， Q=9。

5m3/h，浓缩段传动电机功率 :1。

1KW,
压滤段传动电机功率：1.5KW
药液制备及稀释装置 2台
SJY1800，加药搅拌电机功率：0.75KW＊2,
干粉投加电机功率：0。

18KW
药剂投加泵 2台
流量：1000L /h，压力：0.3MPa, 功率:1。

5KW 冲洗水泵 2台
流量：21.7m /h，扬程：60m, 功率:11KW, 转速：2900r/min 空压机 2台
排气量：0。

19m /min，排气压力:0.8Mpa，电机功率N=1。

5KW
螺旋输送器 1台
流量:5.5m3/h,长度：10m ，角度：25°，电机功率:4kW ⑺除臭设备
采用集装箱式外置生物除臭装置，内设有喷淋装置，位于滤料上部，喷淋水循环使用，主要功能为保持生物滤料的湿度及对臭气进行水溶，使臭气由气相传输变为液相传输。

臭气经进气管进入处理装置内,当臭气经过生物滤料时，滤料上的微生物对臭气内的致臭成份进行生物氧化去除，干净空气排入大气.
处理后排放浓度达到国家恶臭污染物厂界标准值中的一级排放标准。

臭气收集系统由气体管道与抽风机组成，抽取提升泵站、细格栅、
沉砂池、改良CASS池厌氧池和缺氧池水面上臭气，以及封闭式浓泥浓缩脱水机内及储泥池内的臭气至除臭装置处理。

除臭装置型号规格见表5。

4－1.
表5.4－1 污泥处理构筑物
5。

5 污水处理站总体布置
将主要生产设施布置在北灯光站的西南侧，污水站内除必要的生产设施及附属设施外，不再建设办公、宿舍、餐厅等设施。

处理构筑物靠近机场跑道，进出便利。

细格栅槽及旋流沉砂池布置在站内最前端，便于接受污水,其余构筑物按照流程依次布置，工艺流程简捷顺畅，处理设施紧凑、便于管理。

污水站内建筑物总面积约为240m2。

5.6 高程设计
污水处理后达标的尾水通过DN600排水管从机场北部围界排出至洋淇溪后，沿洋淇溪西岸向北至铁造宫水闸后再折向西200米处直接排入枫江,排水管全长1.7公里。

尾水排放管在机场边界处管底标高为2。

20米，洋淇溪最高水位约为3.0m,场地现状标高:约为3.3～3.5m。

本工程采用一次提升，尾水重力排放的原则。

本工程站内场地设计标高:3。

5 m.
沉砂池水位标高6.6m。

CASS池最高水位标高6。

1m。

CASS池最低水位标高4.3m。

紫外线消毒池水位标高3。

5 m。

全厂水力损失3.1 m。

5。

7 附属公用工程设计
5。

7.1 主要建筑物
污水站内的建筑物主要是生产车间及简单的办公、操作的场所，主要建筑物如表5。

7－1所示.
表5.7－1 污水站建筑物一览表
5.7.2站内道路
站内道路按功能区划分和建、构筑物使用要求，联络成环,满足消
防及运输要求，进厂路宽6m,站内干道宽4m，转弯半径6m，道路为混凝土路面。

5.7.3站内给水
站内生活用水及消防用水引自机场给水管网。

给水管在站内成网，按规范设置室外消防栓.
5.7。

4站内排水及防洪
站内排水管采用雨、污水分流制，生活、生产废水及构筑物放空污水由污水管网收集排至站内污水集水池，再通过潜污泵抽送至细格栅槽进入处理系统。

雨水经管网收集后排入机场雨水管道系统.
5.7.5站内绿化
站内预留设计了大面积水面以及能从各个角度欣赏的花坛.混栽花坛是以艳丽的色彩为主，花卉应选株型矮小、花色鲜艳、花期较长的种类；外围以花代草环绕，使花坛花团锦簇，高低有序，并具有很强的观赏性。

在花坛沿周设以花边、花栏杆，其造型要美观大方,与花坛面积相协调，起到维护和装饰作用。

由于污泥处理区域有异味散发,绿化植配上考虑栽种生长快、花气芳香、抗污力强的树种。

5。

8 主要设备表
5.8。

1主要机械设备
表5。

8－1 一期工程主要设备表
5。

8.2运输设备
表5.8-2 运输设备表
6、劳动定员
根据《城市污水处理工程项目建设标准(2001修订本）》的要求，并结合本工程自动化程度高的特点,确定污水厂定员为20人，绿化、警卫等勤杂服务人员考虑社会化提供,劳动定员详见表6－1.
表6－1 污水站劳动定员表
7、工程投资及运营成本估算
本项目工程投资约1400万元，其中土建及附属公用设施投资约1000万元，一期工程设备及电气自动化等设施投资约400万元.
污水处理的单位运行成本(不含折旧及贷款利息等)约0。

38元/吨，一期工程年运行费用约41.61万元.
8、附图
⑴工艺流程图
⑵总平面布置图。