污水处理项目可行性研究报告

第一章 总 论 1.1 项目概况 项目名称： 县污水处理项目可行性研究报告 主管单位： 县建设局 建设地点： 县 建设规模： 4.5 万 m3/d，分两期。 建设期限： 1年 工程总投资：本项目总投资为 4983.80 万元，其中：工程费用 3849.91 万元，其他费用 756.48 万元，预备费用 368.51 万元，铺底流动资金 8.89 万元。 资金来源：一是拟申请国家专项资金；二是由地方财政配套 1.2 项目背景 长 期以来， 县城区现状排水主要采用雨污合流制。随着人民群众生活水平的日益提高和工业的发展，大量生活污水和工业废水未经标准化处理就排入熬溪河。造成水体污染，每到枯水季节，藻类和红丝虫迅速发展，水质恶化、发臭，直接影响到工农业生产和居民生活用水水质。随着城市建设和社会经济的快速发展，城区面积进一步扩大，城市污水量不断增加，对水体的污染程度将日趋严重。 建设城市完善的污水管网、污水收集系统及污水处理厂是保护环境、恢复生态平衡的必要措施，也是保障社会和经济可持续发展的必要前提，有利于区域环境污染的改善，保护和改善 生态 环境。 为保护熬溪河水体水质，改善城区环境质量状况，控制城市水体污染，提高工农业生产和居民生活用水质量，保护和改善水系下游河流域生态环境，恢复生态平衡，保障社会经济可持续发展，建设 县污水处理工程已迫在眉睫。 依据 县城城市总体规划（ 2005-2020），以及有关部门领导、专家论证， 县城区规划集中建设污水处理厂，规模为：生活污水 4.5 万 m3/d。根据社会经济发展进程和规划要求， 县城区生活污水 4.5 万 m3/日污水处理厂分二期建设。力争 2020年城市污水处理率达 85%以上。 县 污水处理工程主要包括污水管网、污水收集系统、提升泵站、污水处理系统等工程。 鉴于上述情况， 2008 年 5 月受 县建设局委托，本公司承担 县污水处理项目可行性研究报告编制。 1.3 编制依据与标准 一、编制依据 县污水处理项目可行性研究报告编制委托书 县城城市总体规划（ 2005-2020） 江西省城乡规划设计研究院 县建设局和环保局提供的有关基础资料 县水资源开发现状分析报告 县城市给水、排水管网现状资料 采用的规范及标准 二、编制标准 污水综合排放标准（ GB8978-1996） 地面水环境质量标准（ GB3838-2002） 污水排入城市下水道质标准（ GJ3082-1999） 生活饮用水卫生标准（ BG5749-85） 城市污水处理厂污水污泥排放标准（ CJ3025-93） 泵站设计规范（ GB/T50265-97） 城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918-2002） 污水处理厂工艺设计手册 农用污泥中污染物控制标准（ GB4284-84） 城市污水处理及污染防治技术政策（建城 2000124 号） 城市污水处理工程项目建设 标准（修订）（建标 200177号） 室外排水设计规范（ GBJ13-87） 建筑结构设计统一标准（ GBJ68-84） 建设结构荷载设计规范（ GB50009-2001） 建筑设计防火规范（ GBJ16-87） 给水排水工程构筑物设计规范（ GB50069-2002） 建筑电气设计技术规范（ GBJ69-84） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（ CJJ31-89） 建筑给水排水设计规范（ GBJ15-88） 混凝土结构设计规范（ GB50010-2002） 建筑地基基础设 计规范（ GB50007-2002） 建筑抗震设计规范（ GB50011-2001） 混凝土外加剂应用技术规范（ GBJ119-88） 工业企业噪声控制设计规范（ GBJ87-85） 通用用电设备配电设计规范（ GB50055-93） 民用建筑电气设计规范（ GB50057-94） 给水排水工程 混凝土构筑 物变形缝设 计规程（ CECS117-2000） 工业企业设计卫生标准（ TJ36-79） 房屋建筑制图统一标准（ GB/T50001-2001） 钢结构设计规范（ GBJ17-88） 岩土工程勘察规范（ GB50021-2001） 砌体结构设计规范（ GB50003-2001） 构筑物抗震设计规范（ GB50191-93） 采暖通风及空气调节设计规范（ GBJ19-87） 水工混凝土结构设计规范（ DL/T5057-1996） 地下工程防水技术规范（ GB50108-2001） 供配电系统设计规范（ BG50052-95） 10KV 及以下变电所设计规范（ GB50053-94） 低压配电装置及线路设计规范（ GB50054-95） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （ GB50062-92） 建筑防雷设计规范（ GB50057-94） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（ GB50058-92） 1.4 编制原则、范围及目的 一、编制原则 根据我国有关环境保护法规及对工程项目建设的有关要求，本工程可行性研究报告的编制将遵循以下原则： 认真彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、规范、标准。 在总体规划的指导下，采用统一规划，分期实施的原则，使工程设计与城市发展相协调，既保护环境，又最大限度的发挥工程效益。 采用适合本地区条件的技术，选用高效节能的污 水处理工艺，并充分利用污水处理厂厂址地形，因地制宜采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费低、技术可靠、运行稳定。使处理后尾水能达到国家污水排放标准。 选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备和控制元件系统。 妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥、避免二次污染。 充分利用现有管道，减少工程投资。 二、编制范围 1、城区内的污收集系统，污水处理厂工艺技术方案论证及其可行性研究。 2、工程的工艺设备、建筑、结构、电气、仪表等工程方案设计及总平面布置。 3、工程投资估算及技 术经济评价。 三、编制目的 在城市总体规划指导下 ,通过调查研究 ,以及收集、分析资料的基础上，达到如下目的： 论述建设 4.5 万 m3/d 污水集中处理厂工程的必要性和可行性。 对服务范围内的污水收集系统总体方案进行论证。 对污水处理厂厂址进行论证。 对污水、污泥处理与处置工艺、工程投资进行技术可靠性、经济合理性、实施可行及环境影响等方面综合比较和论证。 提出推荐方案，并进行工程方案设计。 提出资金筹措方式及项目实施进度，为项目决策提供科学依据。 1.5 城市概况 一、历史沿革 历史悠久，春秋时属吴，战国初属 越，周属楚，秦属于九江郡，西汉属豫章的南城县，东汉属临汝县，三国时属吴国的临川郡，隋属崇仁县。南宁绍兴十九年（公元 1149 年）设立县制，辖天授、 、忠义、云盖四乡，并以一乡名而得县名。建县后属抚州，元代属抚州路，明清属抚州府，民德年间先后属豫章道、第七行政管辖，建国后属抚州地区管辖。县治为鳌溪镇，自设县至今共有 855 年的历史。现有 9 个镇、 6个乡（其中金竹乡为民族乡）、 1个垦殖场。 二、地理位置 县位于江西省中部，地处乌江和抚河上游，抚八线中段。地理坐标界于北纬 26 50至 27 45，东经 115 35至116 50之间，其东临崇仁、宜黄、东南连宁都，西南接永丰，北接丰城，西北靠新干。县政府驻地敖溪镇距南昌市 180 公里，距抚州市 101 公里，距吉安市 124 公里。 三、地形地貌 县地处赣抚中游河段阶地丘陵区，地形呈南北长、东西狭的不规则形状。境内群山环抱，丘陵起伏，大小山岭星罗棋布。整个地势南高北低，由西南向东北倾斜，成坐南朝北的斜坡，地形垂直高差变幅较大。全县主要地貌类型有山地、高丘和地丘岗地，并以低丘岗地为主，约占全县总面积的 51；其次是山地， 约占全县总面积的 38；再次为高丘，约占全 县总面积的 11。局部地势南北有差异，南部为山区，地势由东南向西倾斜；北部为丘陵地带，地势由西南向东北倾斜。 四、气象 地处华南气候区与华中气候区的过渡地带，属亚热带湿润气候区，具有气候温和，日照充足，雨量充沛，无霜期长等特点，农业气候条件十分优越。 县多年平均气温为 17.4左右，最冷为 1 月份，月平均气温为 4.8；最热是 7月份，月平均气温在 28.4 .全县日平均气温稳定通过 10的活动积温为5113，热量条件较好，对农作物生产有利。 全年日照时数为 4374 小时；无霜期平均为 262 天；冬季风向 以偏北风为主，春夏风向多变，大风多出现在春夏，一般风力2级，最大风力 6 8 级。 年平均降雨天数为 171天，年平均降雨量为 1657.1毫米，年最大降雨量 2426.7 毫米，年最小降雨量 1000 毫米。一年中3-6 月雨量最大，最大月降雨量为 574 毫米； 7-10 月雨量最小，最少只有 9.2 毫米。 五、水文地质 县位于抚河与乌江流域上游，境内溪流网布。县境东、北各水汇集成宝塘、谷岗二水系，分别注入抚河；县南各水汇集成牛田、湖坪二水系，分别注入乌江河。 因受多次地壳运动的影响， 的地层裂隙发育复杂，形成北东 、北西和南北向构造。出露的地层主要有第四系、白垩系、侏罗系、三迭系、泥盆系、震旦系、石灰系等。 岩性分布以花岗岩最广，其次为变质岩（千枚岩、云母片岩、板岩），再次为紫红色砂砾岩，尚有少量混合岩。其他岩类分布零散，出露面积也少。 六、地震 根据江西省地震动参数区划工作用图， 县城城市属 6 度设防区。 七、城市社会经济状况 2006 年末， 县实现生产总值 148000 万元，比上年增长12.6%；农业总产值 47000 万元，增长 6.8%；规模以上工业总产值 46300 万元，增长 17.3%；社会消费品零售总额 75452 万元，增长 15.6%；农民人均纯收入 1665.74 元，增长 15.1%，职工人均年工资 11186 元，增长 8.1%。全县主要支柱产业是烤烟、蚕桑、毛竹、生猪、蘑菇、中药材等。特色产品主要有流坑古村系列旅游产品，如霉豆腐、霉鱼、茶薪菇等。 八、名胜旅游 山水钟灵、风景奇秀，境内奇山异石、名胜古迹众多。有号称 “江南绝顶三峰 ”的道教圣地大华山，有兼庐山瀑布之秀美和黄果树瀑布之雄奇的金竹 26 处飞瀑，有民族英雄文天祥幼时 读书的石桥寺，有绵延乌江两岸 10 余华里、古树参天、江南第一、令中外游客流连忘返、赞叹不已的 “中国第一古香樟林 ”。特别是 “千古第一村 ”流坑村以其历史上昌盛的科举文化、保存完整的古建筑群，融于自然的山村环境、别具一格的村落布局、精美绝伦的建筑装饰、积厚流广的宗族遗存、古朴纯美的民俗风情、绚丽多彩的乡土文化而闻名于世。流坑村明清古建筑群还被列入全国重点文物保护单位和全国首批历史文化名村（目前是江西省唯一的一个历史文化名村）。此外还有红四军第四次反围剿主战场地址 登仙桥。毛泽东、朱德、周恩来、邓小平等老一辈无产阶级革命家在 留下了许多光辉战斗的足迹。与红色革命根据地 “井岗山 ”竞相呼应，构成了我县集 “红色、绿色、古色 ”为一体的特色旅游资源。可依托井冈山、龙虎山、庐山三大国内知名景区品牌优势，将该景区尽快纳入我省黄金旅游线路和华东常规旅游网，努力把这一旅游资源建设成集观景、休闲、度假、科研为一体的 4A 级旅游景区。 九、资源条件 县以农业为主，耕地面积 38.9 万亩（水田 36.18 万亩，旱地 2.724 万亩），占土地总面积的 10.7，农业人口平均占地1.6 亩。 是江西省重点林业县之一，又是林业部定点的速生丰产用材林基地县。本县林业用地有 281.7 万亩，占全县土地总面积 77.8。现有林地面积 165 万亩。活立木薯积量为 396.6 万立方米，森林覆盖率达 68。此外，本县有草地 30 万余亩，其中可利用的宜牧草草坡 25 万亩，畜牧业的发展潜力很大。 县矿产资源丰富，已探明 20 多种，主要有钨、铁、银、铀、砂金、瓷土、煤、萤石、花岗岩、稀土等，其中稀有金属储藏丰富，质量好，属全国重点矿区之一。 1.6 主要技术经济指标 主要技术经济指标表 表 1-1 序号 指标名称 单位 数据 备注 1 污水处理厂规模 万 m3/d 3 分两期（ 1.5+1.5） 2 占地面积 亩 50.037 3 全年生产天数 日 365 新增 4 总定员 人 30 5 总投资 万元 4983.80 5.1 其中：固定资产投资 万元 4974.90 5.2 铺底流动资金 万元 8.89 6 资金筹措 万元 4983.80 国家专项补助资金 万元 财政专项配套资金 万元 自筹资金 万元 4983.80 7 平均经营收入 万元 774.57 8 税金及附加 万元 0.00 正常年 9 总成本费用 万元 425.31 年平均 10 净利润 万元 261.94 年平均 11 总投资利润率 7.01 12 资本金净利润率 5.3 13 投资财务内部收益率 5.96 Ic=4 14 投资回收期 年 13.03 15 投资财务净现值（万元） 万元 1028.22 16 盈亏平衡点（ BET） 55.9 第二章 项目建设必要性 城市排水设施是指接纳、输送和处理城市污水的管网、泵站及污水处理厂，他是城市基础设施建设和经济发展的主要基础设施，也是城市排涝、环境保护的重要设 施，是保证人体健康、防治水污染的重 要保障体系，是维护和促进国民经济发展的重要手段，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。 随着改革开放的进一步深入， 县工业生产和城市建设事业得到了蓬勃发展，居民生活水平日益提高。随着城市经济建设的快速发展，城市建成区范围不断扩大，城市的排水工程等基础设施没有得到相应的系统化、规模化的建设。长期以来，由于城区污水未能得到及时有效的治理，大部分污水未经过处理后不完全达标就直接排入赣江，使得水体污染日趋严重。水体污染影响了工农业生产、城市的环境卫生面貌和人民群众的身体健康 。 一、保护环境是我国的一项基本国策 我国把环境保护作为一项基本国策，把实现可持续发展作为一个重要大战略，按照国家“十一五”规划的目标，所有城市都要建设生活污水处理设施，到 2010 年城市污水处理率不低于70%。同时，保护环境也是地方政府的一项重要职责。目前， 县污水处理设施已远远滞后于城市建设和发展的需要，为尽快改善水体环境质量状况，保证国民经济可持续发展，必须尽快建设城市污水处理设施。 二、是改善区域环境质量，提高周边人民生活质量需要。 由于 县城区发展带来生活污水排放迅速增加，导致敖溪河水质自净 能力下降，河水水质恶化，已成为生活污水的纳污沟，直接危害着集镇居民身心健康。开展综合政治工程，能彻底解决当前城区污水四处排放的混乱局面，改善城区内与居民息息相关的水体环境。 三、污水治理资源化是实现水资源良性循环的重要途径 我国属贫水国家，人均水资源量 2220 立方米，仅为世界人均水资源量的 3/10。城市污水经过处理后可以作为“中水”回用，在满足市政上浇洒道路、绿地用水外，同时部分可满足河流的水源补给，从而实现水资源的良性循环，达到节约水资源的目的。 四、完善基础设施，改善投资环境 兴建污水处理厂将有助于完善 城市基础设施工程，促进污水治理力度，将明显改善城市生态环境，有利于城市整体形象的提高，改善投资环境，对实现社会、经济环境和谐健康发展有着极为重要的作用。 五、环境恶化 随着人类生存环境的不断恶化和自然资源的日益减少，人类社会的可持续发展面临这严峻的挑战，这迫使人类必须重视自然环境的保护与利用。现在，人类已经认识到，水不是取之不尽用之不竭的，水是有限的，而这有限水资源，正遭到严重污染。城 市污水是城市发展中的产物，随着城市社会经济发展，排放的污水越来越多，水质越来越复杂，特别是敖溪河现有水体有限的自然净化能力已 经不堪水质污染的重负了。大量的污水倾泻入水体和土壤，破坏了水体和土壤的自然生态平衡，制约了城市社会经济的可持续性发展。 县现状排水体制为合流制排水，雨水及未经处理的污水直接排入敖溪河，如果城市污水不经处理排入敖溪河，将大大增加该河的污染负荷。 因此，为了防止污染，建设一个符合国家环保标准的完善的污水处理厂，使污水处理达标后排放，对保护敖溪河水质和人民的身体健康，改善 县城区的环境现状具有积极意义，符合 县可持续发展需要，因此项目建设是非常必要的。 第三章 污水量预测和建设 规模 3.1 规划年限与服务范围 一、规划年限 根据 县县城城市总体规划（ 2005-2020），并结合环境保护的要求，确定本工程的规划年限至 2020 年。 二、服务范围 县城区位于 县中部，本工程服务面积：根据 县县城城市总体规划（ 2002-2020） 县远期规划用地为 15 平方公里，规划人口为 15 万人。 3.2 污水量预测与规模的确定 3.2.1 污水量预测 一、污水指标确定 根据室外给水设计规范（ GB50013-2006） ,县属于一区小城市，人均综合生活用水量指标：平 均日为 170-280L/d cap,最高日为 220-370 L/d cap。随着经济的发展，居民生活水平的提高，居民生活用水量也会相应提高，但考虑到未来节水的力度越来越大，设计 2020 年人均综合生活用水量指标（平均日）取 250 L/d cap。由于服务区区域内现状工业主要为五金加工出口、农副产品加工、粮食加工、工艺品生产、木竹制品加工、汽车修理等企业。工业较少。参考国内同类城市用水特点，确定 生活用水量与工业用水量之比为 7:3，设计给水普及率为 100，污水排放率按 85计。 二、污水量预测 根据污水量指标及 服务人口，计算确定 县城区污水处理厂处理量为： 污水量预测表 表 3-1 2020 年（远期） 规划人口数（万人） 15.00 综合生活用水量标准（ L/人 d） 250.00 综合生活用水量（万吨 /日） 3.75 工业用水与生活用水量比值 3： 7 工业用水量（万吨 /日） 1.61 总用水量（万吨 /日） 5.36 污水排放率 85% 污水量（万吨 /日）（平均日） 4.55 3.2.2 污水处理厂规模确定 根据以上污水量预测，确定规划期限内 县污水处理厂的工程规模为 4.5 万吨 /日 。分两期建设。 3.3 污水水质预测 3.3.1 污水处理厂进水水质 一、污水性质 本工程污水处理厂主要接纳城市居民生活污水（包括居民排 水、商业设施排水、公共设施排水）和工业废水，污水水质主要以有机物为主，同时含有一定的氮、磷物质和石油类物质。 根据 县城区污水排放去向废水水质数据 废水水质数据表 表 3-2 采样地点 CODcr (mg/l) PH SS (mg/l) 宜惠渠（酒厂旁）城市下水道 95 7.23 45 城市地下水道跳石桥采水口 32 5.76 63 区物质局城市下水道 250 7.44 82 采样日期： 2008 年 4 月 10 日 二、类似城市污水水质调查 根据已建成污水处理厂实测数据，我国南方城市污水水质的特点是：污水浓度较低，但有可能在短时间内出现浓度较高值。国内已运转的部分污水厂实际进水水质见表 3-3。 国内部分污水厂进水水质表 表 3-3 城 市 CODcr (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) TN (mg/l) NH3-N (mg/l) TP (mg/l) 广州大坦沙污水厂 105 45 102 20.16 2.15 广州开发区污水厂 235 113 158 12.1 1.1 珠海香洲污水厂 158.9 75.5 222.5 12.4 3.2 珠海吉大污水厂 217.8 86.4 193.6 深圳罗芳污水厂 180-260 120-170 220-280 21-25 2.8-3.5 桂林第一污水厂 110 60 100 桂林第四污水厂 144.8 91 98 昆明污水厂 138.76 64.91 55.12 23.01 2.66 昆明第一污水厂 212.5 78 102.3 23 19.5 3.24 太原 北郊污水厂 198.2 90.1 89.4 37.4 1.04 泰安污水厂 212.5 78.4 212 30 17.5 3.36 武汉沙湖污水厂 75-160 50-80 60-120 西安北石桥污水厂 180-350 140-200 180-370 17-30 2.3-3.2 邯郸东郊污水厂 198 106 104 29.5 1.9 天津纪庄子污水厂 278.4 128.8 61.0 36.3 32.2 3.54 北京高碑店污水厂 160-350 90-180 170-400 表 3-3数据表明，我国南方城市污水厂进水浓度普遍较低。 江西省部分城市污水处理厂设计进水水质 江西省部分城市污水处理厂设计进水水质表 表 3-4 城 市 CODcr (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) TN (mg/l) NH3-N (mg/l) 南昌市朝阳州污水厂 200 125 200 30 鹰潭市污水厂 200 120 200 25 南昌市青山湖污水厂 250 130 200 20 新余市城东污水厂 250 120 160 35 25 三、本污水处理厂 设计进水水质的确定 根据 县城区实际情况和 县环保局提供的污水排放去向废水水质数据，以及参照国内同类城市的污水处理厂运行水质参数，确定 县污水处理厂的设计进水水质。 县污水处理厂设计进水水质表 表 3-5 项目 CODcr (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) TN (mg/l) NH3-N (mg/l) TP (mg/l) 数值 250 120 160 32 25 2 服务区内的工业废水均需经处理达标污水排放下水道水质标准（ GJ18-86），才能排入污水管网系统 ，进入污水处理厂。 3.3.2 污水处理厂尾水水质 一、尾水排放水体的选择 结合 县污水处理厂的位置，确定尾水排入敖溪河。 二、污水处理厂尾水水质确定 尾水排入敖溪河为类水体，因此根据城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB1819-2002），确定处理程度为一级标准中的B标准，出水水质指标见表 3-6。 污水处理厂出水水质表 表 3-6 项目 CODcr (mg/l) BOD5 (mg/l) SS PH NH3-N (mg/l) TN (mg/l) TP (mg/l) (mg/l) 数值 60 20 20 6-9 8 20 1.0 污水处理后主要污染物去除率表 表 3-7 CODcr (mg/l) BOD5 (mg/l) SS(mg/l) NH3-N (mg/l) TN (mg/l) TP (mg/l) 进水 250 125 160 25 32 2 出水 60 20 20 8 20 1.0 去除率 76% 84% 87.5% 37.5% 68% 50% 第四章 污水处理厂厂址选择 4.1 厂址选择原则 污水处理厂厂址的选择在新建污水处理厂工程中 是一个重要的环节，与总体规划、排水系统走向、布置、处理后污水的出路都有着密切的关系。因此在厂址选择时满足如下原则：应符合县城区规划和排水工程总体规划的要求，并应根据下列因素综合确定： 1、符合总体规划并综合考虑 县城区建设现状，在满足基本功能需要的同时，适当考虑未来发展； 2、尽量使规划区域内的污水均能自流流入污水处理厂； 3、选择在城镇水体的下游、在城镇主导风向的下风侧； 4、有良好的工程地质条件； 5、拆迁征地少、尽量少占用农田，并且有一定的卫生防护距离； 6、排放水体有足够的环境容量，便于 污水、污泥的排放和利用； 7、厂区地形标高满足防洪排涝的要求，有良好的排水条件； 8、交通便利、有良好的运输和供水、供电、通讯条件。 4.2 厂址确定 综合考虑以上因素，经实地勘测，厂址选在近邻西邓村，在城市主导风向的下游；址处标高 36.1 米左右，地势较低；现有的三个排水渠（六支渠、跳石渠和喻方渠）都基本上汇集于该厂址区，于是可节约污水收集管网投资成本；城市污水可靠重力排入污水厂；地处抚河旁边，尾水排放便利，对城市影响小。 第五章 污水管网系统规划 5.1 排水体制分析 一、排水体制 在城市和工业企业中通常有生活污水，工业废水和雨水。这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除，污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制（简称排水体制）。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。合流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水在同一个管渠内排除的系统；分流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排水的系统。合理地选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅 从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时影响排水系统的总投资和初期投资费用以维护管理费用。 通常，排水体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定。而环境保护应是选择排水体制所考 虑的主要问题。从环境方面来看，如果采用合流制将城市生活污水，工业废水和雨水全面截往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体污染来看，是较好的，但这时截流干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应地增高。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢 流井直接排入水体。实践证明，采用截流式合流制的城市，随着城市发展，河流的污染越来越严重，为了改善截流式合流制的这缺点，应将雨天时溢出的混合污水予以贮存，待无雨天时再将贮存的混合污水全部送至污水厂进行处理，或者改为分流制排水系统等。贮存池可设在溢流出水中附近，或者设在污水厂附近，但会增加基建和管理费用，场地的选择有时也会有一定的困难。分流制是将城市污水全部送至污水厂进行处理，但初降雨水径流未加处理直接排入水体，这是它的缺点。近年来，国外对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重。 分流制虽然有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般以能符合城市卫生的要求，所以在国内外广泛采用，而且也是城市排水系统体制发展的方向。 排水系统的选择是一项很复杂很重要的工作。应根据城镇及工业企业的规划，环境保护的要求，污水利用情况，原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。 由于截流式合流制对水体还一定程度的污染，所以，新建的排水系统应采用分流制。对于老的合流制排水系统，在有条件时，也应将其改造为分流制。 二、 排 水体制的利弊 城市排水体制是整个水污染治理中的重要环节。 合流制旱季污水得到完全处理，雨季时超过管道输送能力的部分合流污水直接排入水体中。优点在于旱季时所有污水可以充分收集，对人们的陋习、对城市管理水平的改善要求不高；雨季时初期污染雨水在一定范围内可收集，只有在合流管的输送能力不够，雨、污水不能全部收集时。缺点在于雨季降雨强度大或历时过长时，雨水和污水混合后溢进被保护水体，在某种情况下会造成河流环境灾害。可以说，建成了合流系统，就解决了旱季污染入河问题，也减少了雨季污染入河次数；但解决不了溢流部分合流水的 污染问题。 分流制无论旱季、雨季污水都能经污水管网收集输送至污水处理厂处理后排放至水体中。雨水经雨水管网收集后，直接或者通过雨水泵站提升排入水体中。优点在于旱季、雨季进入污水厂的都是纯污水，污水厂运行稳定、高效。缺点在于在已建成区改建分流制污水管网建设难度大；对管理和人们的习惯要求高；雨季时无法收集初期雨水，初期雨水未加处理直接排入水体，调查发现，初降雨水对水体的污染相当严重；相对合流制，一般投 资较高。 以上分析，无论采用哪种排水体制均各有利弊。孰优孰劣目前国内似尚无定论。 三、 目前国内排水体制的现状及 问题 目前国内大部分城市排水系制存在的问题是老城区一般均为合流制排水系统，新区、开发区等规划设计为分流制，但雨、污水管网系统混接现象严重，实际上也成为合流制。造成雨、污水混接的原因主要有以下几个方面： 局部地区建设之初的系统设计规模偏小、标准偏低，因此污水量增加后原污水系统难于满足需要，客观上造成了污水与雨水的混接条件。有时甚至排水管理部门为了解决污水的出路也不得不将雨，污水系统局部连通。 随着城市发展，部分区域改变了原规划，如将多层建筑区改建为高层建筑物，致使污水管道难以承受增加的污水量而将污水接 入雨水管道系统中。 一些单位在原建设之初内部排水管网即为合流制，虽外部市政管网为分流制，但合流污水只能接入雨水管。 由于部分片区属于城乡结合部，在土地开发的同时没有严格而有效地进行监管，造成了周边市政排水系统虽已完善，但小区内部依旧雨 ,污混接的现象。 由于城市建设高速发展，而建设单位及施工企业的管理 又不能及时跟上，致使对许多预留管井缺乏相关资料，加之部分用户环保意识不强，而将污水出户管、小区污水管就近接入市政雨水系统或将雨水管接入市政污水系统。 由于污水收集系统建设周期较长，在下游污水管道未 建成的情况下，为了解决已建污水管道的排水出路问题，将污水接入雨水管道。 由于排水体制存在上述问题，造成水体污染现象依然十分严重。 四、 县排水体制分析 县地势西南高、东北低，目前城市下水管网基本形成，但没有采取雨污分流方式。城区所有生活污水汇集到城区北部三个排污口排入抚河，平时自流排放，雨季盱江河水上涨时，由电排站提升排放。 从建设可持续性、生态型的城市发展目标来看，必须充分前瞻性地、因地制宜地选择排水体制。混合制是一种必须考虑的方案，即合流制、分流制两套系统并存，即优先建设中下游合流制管道系统， 再逐步完善上游分流制管道系统。 根据 县的现状，目前的排水体制应该是分流与截流式合流制并存的排水方式。在既有排水渠末端设置截流井截流旱流污水及初期雨水；在规划道路上设置雨污水分流管道，随着城市的建设推进，逐步过渡到完全的分流制。 根据 县发展规划，本项目主要负责污水管网中的干管部分。仅负责将现有的三个排水渠（六支渠、跳石渠和喻方渠）的污水及初期雨水截留后，分别输送至污水处理厂处理。另外，沿市区至污水处理厂的规划道路，新建污水干管输送建材市场附近城区的污水至污水处理厂。 5.2 污水输送干管设计 一、 污水干管管道设计 县城区的地势为西南高东北低，城区污水的三个主要排污口处的标高为 38.80 米左右，污水处理厂厂址处标高 36.1 米左右。三条污水干渠长均约 3km 左右，可以利用这个自然地势坡降自流入污水处理厂。 建材市场附近城区排水口标高为 39 米，铺设长 2.14km 的污水干管将此区污水输送至污水处理厂处理。 污水干渠断面及管道的管径按远期设计流量进行计算。 污水干管、干渠统计表 表 5-1 序号 名称 管径 断面 管长 (米 ) 1 六支渠 1000 1500 1800mm 3000 2 跳石渠 1000 1500 1800mm 2900 3 喻坊渠 1000 1500 1800mm 2670 4 规划污水干管 DN800 2140 合计 10710 二、管线实施措施 既有排水渠靠近沿江路设置截流井，截流污水分别经六支渠、跳石渠和喻坊渠输送至污水处理厂。 规划污水干管埋设深度一般为 3.0 米，坡度为 0.1%-0.3%. 三、管材选用 规划污水干管采用承插式钢筋混凝土排水管。接口为橡胶圈接口。管道基础视土质情况采用素土基础或砂基础。 检查井采用圆形砖砌检查井，间距为 35-50m。 污水干渠采用砖砌渠道 ，下底宽 1000mm，上底宽 1500mm，高 1800mm。 第六章 污水、污泥处理方案论证 6.1 污水处理工艺选择及方案比较 一、污水中污染物的去除机理 由于城市污水处理厂的建设和运行不但耗资巨大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺。 城市污水主要的污染物有三类，第一类为悬浮物 SS，第二类为有机污染物 CODcr 及 BOD5，第三类为无机营养盐 N 和 P。 在常规的二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除的。去除机理及办法主要为： 1、 SS 的去除 污水中 SS 粒径一般大于 1 m，在生活中的 SS 来自人类生活活动中的排泄物和洗涤渣，工业废水中的 SS 来自生产过程中 随污水带出的颗粒。污水中悬浮物的浓度不仅影响出水的 SS 能否达标，而且涉及 BOD、 COD 等，这是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理厂出水的 SS 指标是最基本的，也是很重要的环节。 污水中的 SS 主要靠沉淀作用，小直径 的有机颗粒靠生物降解作用去除。为了尽量去除水中的悬浮物，在工程中，常用的措施有：选用适当的污泥负荷，以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀表面负荷、采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附作用等。 2、 BOD5 的去除 污水中 BOD5 的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行分离来完成。在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的 BOD5的去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所至。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用。对溶解性有机物需靠微生 物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是 CO2和 H2O 等稳定物质，这也是污水中 BOD5的降解过程。由于微生物好氧代谢作用对污水中溶解性和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质。因此，处理后污水的残余 BOD5浓度很低。 3、 COD 的去除 污水中 COD 去除原理与 BOD5的基本相同，但 COD 去除率取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。 4、 N 的去除 氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因 此广泛存在于城市污水中，氮主要以 NH3-N 及有机氮形态存在，硝酸盐氮 NOx-N(包括NO3-N和 NO2-N)几乎为零。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮在好氧的条件下转成氨氮，而后在硝化菌作用下变成硝酸盐氮，随后在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，整个生物脱氮过程就是氮的氧化还原反应。 二、工艺流程的组成 根据 县污水处理厂的进水水质和要求达到的出水指标，选择二级生物处理工艺是最佳的处理工艺。根据污水处理厂进水水质和出水 水质的要求， 临川区 县污水 处理厂采用二级生物处理才能达到预期目的。工艺流程包括预处理段、一级处理段、二级生物处理段和污泥处理段。 预处理段通常包括粗、细隔栅，提升泵房和沉砂池，这是污水处理厂的必备工段。通常，同样的预处理构筑物和设备选择可以满足不同类型的生物处理工艺的预处理要求，在本工程方案选择中，选用同样的预处理段单元构筑物及设备，不再进行论证。 一级处理段通常指初次沉淀池，也是机械处理方法，虽然初沉池可有效的去 SS、 BOD5，降低二级生物处理的工程费和运行费。但考虑本工程的实际水质情况，在工艺方案的 选择中考虑不设置初沉池。 由于工艺流程中不设置初沉池，将生物处理阶段的污泥龄适当延长，一方面完全满足生物脱氮除磷的要求，另一方面使污泥得到好氧处理，起到污泥部分稳定的作用。 本工程方案的选择论证重点在二级生物处理工艺的选择上。 三、污水二级生物处理方案比较 城市污水的二级处理通常可选用活性污泥法、生物膜法、化学法及物理化学法，活性污泥法和生物膜法在处理有机废水方面与其他方法相比具有处理效率高，效果好、运行稳定、运行经验丰富及投资省等优点，因此本项目二级处理工艺选择活性污泥法。 所有活性污泥处理工艺都包含厌氧 、缺氧、好氧三个阶段交替循环。目前我国城市污水处理新兴工艺虽然层出不穷，但就当前国际上污水处理科技发展现状看，真正革命性的发明尚未出现，并不存在所谓的最先进技术。因此在方案的选择时，应遵循以下原则： （ 1）保证处理效果，工艺先进可靠，运行稳定，具有较强的耐冲击负荷能力。 （ 2）基建投资少，能耗和运行费用低。 （ 3）占地面积少。 （ 4）操作简单，经济实用，力求安全可靠。 （ 5）污泥量少。 （ 6）所选工艺应适应当地的水质和环境条件。 根据本工程的进水水质、水量及排放要求，污水二级处理工艺拟按以下三个方案进行比选 ，方案一：氧化沟工艺；方案二：CASS 工艺；方案三：带厌氧段鼓风曝气工艺。 方案一：氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法之一，其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因而氧化沟又名“连续循环曝气池”。氧化沟构造简单，运行管理方便且处理效果稳定。随着对氧化沟污水处理技术的不断改进，氧化沟的脱氮功能得到增强，在一定条件下，也可获得较好的生物除磷效果。氧化沟的型式很多，有一体式氧化沟，卡鲁塞尔氧化沟，三沟式氧化沟等等。 方案一工艺流程为 回流 城市 污水 粗格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 氧化沟 栅渣外运处理 二沉池 加氯 接触池 尾水 排放 砂渣外运处理 加氯设施 剩余污泥 回流污泥泵房 方案二： CASS 工艺 CASS 工艺是近来年国际公认的生活污水及工业废水处理的先进工艺。其主要原理是：把序批式活性污泥法 (SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。 CODcr去除率 90， BOD5去除率 95，并达到良好的脱氮除磷效果。目前，该方法在美国、加拿大、澳大利亚已有 270 家污水处理厂得到应用，其中城镇污水处理厂200 家，工业废水处理厂 70 家。我国上海、昆明、 北京等地也相继应用该工艺处理生活污水及工业废水。 CASS 工艺原理 在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、 pH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。 CASS 工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于好氧缺氧厌氧周期性变化之中， 因 此， CASS 工艺具有较好的脱氮、除磷功能。 完整的 CASS 操作周期一般可分为四个步骤： (1)曝气阶段 由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的 NH3-N通过微生物的硝化作用转化为 N03-N。 (2)沉淀阶段 此时停止曝气，微生物利用水中剩余的 D0 进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。 (3)滗水阶段 沉淀结束后，置于反应池末段的滗水器开始工作，自下而上逐渐排出上清液。此时，反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。 (4)闲置阶段 闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。 方案二的工艺流程为： 城市 污水 粗格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 CAS S 栅渣外运处理 消毒 尾水 排放 砂渣外运处理 空气 剩余污泥 剩余污泥泵房 方案三：带厌氧段鼓风曝气工艺 (A 0) 在自然界，存在着大量依靠有机物生活的微生物，它们有氧化分解有机物并将其转化为无机物的巨大功能，并同时自身大量繁殖。污水的好氧生物处理就是利用这一功能并采取一定的工程措施，创造有利于微生物生长繁殖的环境，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物的能力，从而达到处理有机污水的目的。活性污泥法是以活性污泥为主体的生物处理方法其最基本流利是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时 间后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于深沉分离，并使污水得到澄清。活性污泥法的主要构筑物是曝气池和二沉池。为更有效地脱氮除磷，在曝气池前增设厌氧段。 方案三工艺流程为： 四、污水处理方案比较 城市 污水 粗格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 带厌氧段鼓风曝气池 栅渣外运处理 二沉池 加氯 接触池 尾水 排放 回流 剩余污泥 回流污泥泵房 砂渣外运处置 加氮设施 空气 污水处理方案比较表 表 6-1 比较内容 方案一 （氧化沟工艺） 方案二 （ CASS 工艺） 方案三 （带厌氧段鼓风曝气 工艺） 工艺特点 1 工艺先进，成熟。运行稳定，耐冲击负荷。 2 池深浅，便于施工 。 3 不需鼓风机房，无空气管线，管理方