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三、设计方案
3.1设计水量
根据业主提供的基本资料计算及要求，设计计算：1、生活污水处理量500m³/d，设计污水处理量25m³/h。
3.2 设计进水水质
根据设计运行经验, 结合相关资料，确定设计进水水质如下：1、生活污水进水水质
pH值 | COD（mg/L） | BOD5 （mg/L） | SS （mg/L） | NH3-N（mg/L） | 粪大肠杆菌 （个/L） | 动植物油 （mg/L） |
7-9 | 500 | 200 | 300 | 30 |
1000000
|
25 |
表1 设计污水进水水质
3.3 设计污水出水水质
根据业主提供的出水要求，即湖南湘东泉生活污水经过处理后，达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准,符合该项目环评报告及环评报告批文污水处理标准规定中的标准：
pH值 | COD（mg/L） | BOD5 （mg/L） | SS （mg/L） | NH3-N（mg/L） | 粪大肠杆菌 （个/L） | 动植物油（mg/L） |
6-9 | 100 | 30 | 70 | 15 | 10000 | 10 |
表2设计出水水质
3.4 各污染物的设计去除率
根据设计进水水质和出水要求，各污染物的设计去除效率如表3。
pH值 | COD | BOD5 | SS | NH3-N |
— | 80% | 85% | 75% | 50% |
表3 各污染物的设计去除效率
3.5工艺设计
3.5.1废水特点
（1）不均匀排放，生活废水有排放高峰期及平稳期。
（2）排放废水中含大量悬浮物、COD、BOD等。
3.5.2 工艺流程的选定
根据上面所述排放废水的水量、水质特点，结合以往经验，选择工艺如下：
3.5.3 工艺流程说明
格栅
主要功能：通过人工格栅过滤拦截水中大颗粒悬浮物，如塑料袋、废旧垃圾等。
初沉调节池
主要功能：均衡水量、水质，解决进水不均匀与处理构筑物规模恒定之间的矛盾，使各处理单元构筑物在最佳工况下运行，减少后续处理设施的冲击负荷；起到初沉池的作用，去除易沉降污染物质。
提升泵
主要功能：将污水提升到一定的高度，能够自流到后续处理工艺，减少土建挖方体积。
缺氧池
由于污水中的有机成分较高，BOD5/CODcr=0.5可生化性好，因此设计采用生物膜法。
因为生活污水中有机氮含量高，在进行生物降解时会以氨氮的形式出现，所以排入水中的氨氮的指标会升高，而氨氮也是一个污染控制指标，因此在接触氧化池前加缺氧池，缺氧池可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中NO2-、NO3-还原成N2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解氨氮值。
接触氧化池
污水经缺氧池处理后，自流进入接触氧化池，从而进入接触氧化阶段，即进入好氧处理。
接触氧化池是一种生物膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置，通过提供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。
在设计过程中考虑接触氧化时间较长为宜，即6小时，内部设高比表面积弹性填料，填充率为70%，比表面积近600m2/m3，在设计面积负荷时也应充分考虑周围环境，能确保较好的处理效率。因此设计负荷应选择比较低的值：0.83kg/m3·日。填料使用寿命在8年。池内氧气由罗茨风机提供。气水比也同时考虑较高的值：15:1，曝气形式：微气孔曝气，曝气头考虑采用目前国际水处理较先进的胶膜曝气头。该装置在运行过程中永远不会出现堵塞现象，具有曝气气孔小，氧的利用率高等优点，与传统曝气形式相比，具有无可比拟的优点。
接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料，生满生物膜的填料表面经过与充氧的污水充分接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使污水得到进化。
本设计采用国际上先进的立体弹性填料，不仅比表面积大，且水流特性优越。
由于大量微生物被固定在填料层表面，形成高浓度的污泥床，俗称生物膜，它具有较强的耐负荷冲击。
此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥，因而不会产生污泥膨胀，这也是此法的一大特点。
此阶段产关键在于填料层的生物培养与落床，只要运行初期将此项工作做好，运行期间基本不用过问其它问题。
MBR膜池
MBR膜生物反应系统为一体化地埋污水处理设备中的一部分，主要结构为304不锈钢膜架为支撑的中空帘式纤维膜，其主要作用为通过膜丝上面含有的0.04um的过滤孔将污水中含有的大颗粒悬浮物进行拦截，深度净化原水，进一步降低原水中含有的COD/BOD/SS悬浮物等杂质，其出水稳定，受温度影响小，且自动化程度高，是保证出水达标的最佳的选择。
二氧化氯消毒器
运行方式：半自动/自动
系统组成：供料系统、反应系统、控制系统、防爆系统、混合吸收系统。
型 号：200g/h
数 量：1台
3.5.4 工艺单元设计
人工格栅
栅井尺寸：长×宽×高=1.0×1.0×1.5m
数量：1座
材质：不锈钢
技术要求：预埋件
一体化地埋污水处理设备
尺寸：长×宽×高=16×2×3.5m
数量：2台
材质：Q235碳钢+3层环氧沥青防腐
技术要求：含水解酸化池、兼氧池、好氧池、二沉池及清水池，停留时间为15h。
MBR膜生物反应系统
尺寸：长×宽×高=16×2×3.5m
数量：1台
材质：Q235碳钢+3层环氧沥青防腐
技术要求：含304不锈钢膜支架及PVDF中空帘式纤维膜，及配套MBR膜抽吸泵、反冲洗泵。
3.5.5各单元去除率
序号 | 工艺单元 | 状态 | COD（mg/L） | BOD（mg/L） | SS（mg/L） | NH3-N（mg/L） | PH | TP |
1 | 调节池 | 进水 | 500 | 200 | 200 | 30 | 6-9 | 3 |
出水 | 420 | 168 | 160 | 30 | -- | 3 | ||
去除率（%） | 16 | 16 | 20 | -- | -- | -- | ||
2 | 厌氧池 | 进水 | 420 | 168 | 160 | 30 | -- | 3 |
出水 | 294 | 117 | 160 | 30 | -- | 3 | ||
去除率（%） | 30 | 30 | -- | -- | -- | -- | ||
3 | 兼氧池 | 进水 | 294 | 117 | 160 | 30 | -- | 3 |
出水 | 147 | 58 | 160 | 10 | -- | 3 | ||
去除率（%） | 50 | 50 | -- | 66 | -- | -- | ||
4 | 好氧池 | 进水 | 147 | 58 | 160 | 10 | -- | 3 |
出水 | 73 | 29 | 160 | 10 | -- | 3 | ||
去除率（%） | 50 | 50 | -- | -- | -- | 3 | ||
5 | 二沉池 | 进水 | 73 | 29 | 160 | 10 | -- | 3 |
出水 | 73 | 29 | 100 | 10 | -- | 3 | ||
去除率（%） | -- | -- | 40 | -- | -- | 3 | ||
6 | MBR膜池 | 进水 | 73 | 29 | 40 | 10 | -- | 3 |
出水 | 50 | 10 | 20 | 10 | -- | 0.5 | ||
去除率（%） | 30 | 60 | 50 | -- | -- | 80 |
备注：因生活污水处理系统，菌种受温度影响较大，水温低于20℃菌种将会失去活性，对污水的处理效果减弱，造成出水不稳定，有机污染物超标的情况，为保证其出水效果的稳定，我方设计MBR膜生物反应系统一组，通过膜渗透保证处理效果的达标。
3.6 结构设计
3.6.1 自然条件
①地耐力≥10T/m2
②地下水位≤-6m
③基本地震裂度：7
④最大冻土深度：-0.50m
⑤土质：粉状质粘土和风化辉长岩
3.6.2 结构设计
①水池均采用砖混结构；
②设备基础采用C15素砼；
3.7 电气、自控和仪表设计
3.7.1 电气设计
用电负荷表(不含照明)
用电负荷表
序号 | 名 称 | 单机功率(KW) | 总功率(KW) | 实际运行功率(KW) |
1 | 污水提升泵 | 2.2 | 4.4 | 6.2 |
2 | 污泥回流泵 | 1.1 | 1.1 | 2.2 |
3 | 罗茨风机 | 5.5 | 11 | 55 |
4 | 污泥提升泵 | 1.1 | 1.1 | 2.2 |
合 计 | 17.6 | 103.4 | ||
②电源：要求电源可靠，独立电源供电，电压等级380/220VAC。
③配电及计量：配电方式采用放射式，电能计量采用高压侧计量。
④防雷及接地：建构筑物按三类防雷设防。低压配电系统的接地保护形式为TN-ST系统。
⑤电机启动：由于最大电机功率为5.5KW，所以所有电机功率采用直接启动。
⑥照明：按企业室内外照明设计规范设置。
3.7.2 自控设计
由于本项目工艺简捷，可供采集的信号点少，且需进行自控的均为电机切换、自动关停机等简单操作，本工程不采用自动控制系统，而采用简单、实用的继电器、定时器逻辑控制系统。
3.7.3 仪表
本工程所用仪表包括电控柜电流、电压表流量计等。
3.8 劳动保护和环境保护
3.8.1 劳动保护
①生产性设备和构筑物设安全护栏和扶手。
②电气及设备布置注意留有足够的安全操作距离。
3.8.2 环境保护
提升泵设在水中无噪音。
污泥干化后定期外运集中处理，避免了污泥的二次污染。
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