某工业园区污水处理厂可行性研究报告

某工业园区3万M3/D污水处理厂建设工程可行性研究报告目录第一章总论一、项目名称及主管单位二、项目编制依据及原则第二章污水水量、水质预测第一节污水量预测一、污水量第二节污水水质预测一、污水性质二、污水水质三、污水处理厂尾水排放水体选择四、尾水水质一、污水处理厂厂址论证二、厂址选择三、厂址比较第四章污水、污泥处理方案论证第一节污水处理方案论证一、污水处理方案选择二、污水处理工艺选择第二节污泥处理方案论证一、污泥处理工艺选择二、污泥处理方案比较第六章工程设计方案第一节总体布置一、污水处理厂总平面布置二、污水处理厂高程布置三、道路设计四、绿化第二节建筑设计一、设计依据二、总体布置三、建筑标准及装修第三节主要建构筑物选型一、粗格栅间及进水泵房二、细格栅及涡流沉砂池三、水质调整池四、CAST反应池五、消毒池六、取样池测流槽七、污泥池八、风机房九、污泥浓缩及脱水车间十、配药间十一、加氯间十二、辅助建筑物设计第四节厂区给排水、消防设计一、厂区给排水管网布置二、消防设施设计第五节电力设计及自动化控制系统设计一、供配电工程二、接地与防雷三、仪表、自动控制和通讯（一）仪表设计（四）自控系统设计（五）网络及电话设计（六）防雷、过电压保护及接地第六节通风设计一、通风设计二、除臭措施第七章安全生产、环境保护、消防和节能第一节安全生产及劳动保护第二节环境保护第三节节能第八章工程项目实施进度一、实施原则与步骤二、组织机构与分工三、项目实施计划表四、人员配备第九章工程投资估算及资金筹措一、编制说明二、工程投资估算三、资金筹措第十章工程效益及经济评价第一节工程效益一、环境效益二、社会经济效益第二节财务评价一、评价依据二、财务评价的基础数据三、财务评价第十一章项目招标方案一、招标范围二、招标方式一、可行性研究结论二、问题及建议第一章总论一、项目名称及主管单位1、项目名称本项目为X市工业园污水治理工程项目，目前为工程可行性研究阶段，项目名称为X市工业园区污水处理厂工程可行性研究。2、项目主管单位本工程项目主管单位X市工业园区管理委员会。3、项目建设地点本工程项目建设地点X市工业园区Y。二、项目编制依据及原则（一）编制依据1、X市城市总体规划20012020；2、X市工业园区总体规划；3、城市污水处理厂污水、污泥排放标准GJ302593；4、城镇污水处理厂污染物排放标准GBL89182002；5、项目建设单位提供的其他资料。（二）编制范围X市工业园区污水处理厂污水处理工艺比选、厂区内处理构（建）筑物布置及管线设计。（三）编制目的在工业园区总体规划指导下，通过充分的调查研究，在收集、分析资料的基础上，达到如下目的1、论述建设工业园区污水处理厂的必要性。2、对污水厂厂址进行论证。3、对污水处理、污泥处置工艺及工程投资进行技术可靠性、经济合理性、实施可能性、环境影响等多方案综合比较、论证。4、在以上论证的基础上提出推荐方案，并进行工程方案设计。5、根据投资估算提出资金筹措方式及项目实施进度。（四）编制原则根据我国有关环境保护法规及工程其它要求，本项目可行性研究报告的编制遵循以下原则1、认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法规、规范及标准。2、在总体规划的指导下，采取全面规划，分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远期发展，使工程建设与城镇发展相协调，既保护环境，又最大限度地发挥工程效益。3、根据设计进水水质和出水水质要求，所选污水处理工艺技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、便于管理及维护、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。4、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。5、妥善处理、处置污水处理过程中所产生的栅渣、污泥，避免2次污染。6、积极创造一个良好的生产和生活环境，把X市工业园区污水处理厂设计成为现代化的污水处理厂。（五）采用的规范标准和主要资料1、室外排水设计规范GBJL4871997年版2、建筑给水排水设计规范GB5001520033、地表水环境质量标准GB383820024、城镇污水处理厂污染物排放标准GBL891820025、城市污水处理厂污水、污泥排放标准GJ3025936、污水排入城市下水道水质标准CJ308219997、城市防洪工程设计规范CJJ50928、给水排水工程构筑物设计规范GB5006920029、混凝土结构设计规范GB50010200210、建筑地基基础设计规范GB50007200211、建筑抗震设计规范GB5001卜200112、建筑结构荷载设计规范GB50009200113、建筑结构可靠度设计统一标准GB50068200114、工业企业设计卫生标准YJ367915、采暖通风和空气调节设计规范GBJL98716、建筑设计防火规范GBJL6872001年版17、供配电系统设计规范GB500529518、10KV及以下变电所设计规范GB500539419、低压配电设计规范GB500549520、建筑防雷设计规范GB500579421、工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ658322、泵站设计规范CBT502659723、城镇污水厂附属建筑和附属设备设计标准GJJ3189第二章污水水量、水质预测第一节污水量预测一、污水量X市工业园区污水处理厂规划规模3万M3D。第二节污水水质预测一、污水性质本工程污水处理厂主要接纳ZZ公路沿线的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X市工业园区内的一般工业废水。该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。二、污水水质1、工业废水水量、水质污水处理厂服务区范围内的工业以医药、食品饲料、建材、机械、纺织等为主。排入污水处理厂的工业废水总量约有20055M3D，预计进入污水处理厂的工业废水的水质参数CODCR5419MGLBOD52636MGL2、生活污水水量、水质根据室外排水设计规范推荐值及结合X市的经济发展水平参照国内其他同类城镇污水处理厂运行水质参数，预测其生活污水的CODCR为250MGL，BOD5为120MGL。3、污水处理厂设计进水水质的确定预计排入污水处理厂的污水的水质参数CODCR4451MGLBOD5216MGL。根据X市工业园区污水水质实际情况及以上分析，参照国内其他同类污水处理厂运行水质参数，确定本工程进厂污水水质为CODCR450MGLBOD5220MGLSS200MGLTN50MGLNH4,N40MGLTP4MGLPH6585三、污水处理厂尾水排放水体选择根据项目确定的位置及河道所处的位置，主出水口为赣江二桥下游胜利电排站，然后排入赣江。四、尾水水质X市工业园区污水处理厂尾水水质标准必须执行国家颁布的有关标准和规定，同时应考虑受纳水体的环境容量。表21污水处理厂进出水水质汇总表序基本控制项目进水出水去除率号MGLMGL1化学需氧量CODCR4501007782生化需氧量BOD，220308643悬浮物SS20030854氨氮以N计4O25303755总磷以P计43256PH658569第三章污水处理厂厂址选择一、污水处理厂厂址论证厂址的选择应能满足如下原则应符合城镇总体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，尽量使规划区域内的污水均能自流流入污水处理厂或减少污水提升扬程2、位于城市水流的下游或城市下风向3、不受洪水的威胁，有良好的排水条件4、有方便的交通、运输和水电条件5、处理后的水有较好的出路6、不占或少占农田，同时有远期扩建余地7、有良好的工程地质条件8、少拆迁，有一定的卫生防护距离9、便于污水、污泥的排放和利用综合考虑以上因素，并根据X市城市总体规划和X市工业园区总体规划，污水处理厂厂址初选的Y厂址，符合总体规划要求。该处基本无拆迁，地处常年主导风向的下风向，其西面紧靠ZZ，交通十分便利，地势平坦开阔，工程地质较好。二、厂址选择污水处理厂厂址选择应符合城市总体规划和城市的发展，处理厂有充分绿化带，处理水的排放水体有足够的环境容量，厂区用地有发展余地。1、Y厂址该厂址位于工业园区规划区内Y村，靠近ZZ公路。目前为农田、鱼塘和农村民宅，厂址地形平坦。该址外部交通、供电、通信、供水均十分便利，厂址紧靠ZZ道，污水厂尾水通过埋设尾水管至赣江二桥下游香角村排入赣江。2、香角村厂址该厂址位于赣江二桥下游，靠近胜利电排站。目前为农田和农村民宅，厂址平坦。该址外部交通、供电、通信、供水均较为便利，污水厂尾水就近排入胜利电排站。三、厂址比较通过方案比选，认为Y厂址，尽管尾水管工程量较大，但进出水条件好，拆迁量小，并能有效利用土地，具有可实施性，因此本方案推荐Y厂址为工业园区污水处理厂厂址。项目总占地58亩。厂址比较表表31优点缺点Y厂址1紧靠ZZ公路，交通方便。2地势平坦，工程地质条件较好。3进水条件好、进水管工程量小4距供电电源近1拆迁量较大（1200M2）2厂址临近村庄，对附近居民有影响。3污水厂尾水管较长。4距供电电源较远。香角村厂址1地势平坦，工程地质条件较好。2进出水条件好。3尾水管工程量小，可就近排入胜利电排站1拆迁量大（2400M2）。2厂址临近村庄，对附近居民影响较大。3进水管工程量很大。4距供电电源远。5交通不够便利第四章污水、污泥处理方案论证第一节污水处理方案论证X市工业园区污水处理厂设计规模3万M3/D，是一座中小型污水处理厂，为实现污水处理厂的高效稳定运行和节约费用的目的，设计依据以下原则进行工艺方案比较和选择。根据原水水质、水量，以及受纳水体赣江的环境容量，综合考虑当地的实际情况，通过多方案技术经济比较，优先采用低能耗、低运行费、投资省、占地少、操作方便、成熟的污水处理工艺。污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。污水处理过程的自动控制，力求安全可靠，经济实用，提高管理水平，降低劳动强度。一、污水处理方案选择1、污水处理工艺方案选择的原则作为城市基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，城市污水处理厂工程的建设和运行意义重大。由于城市污水处理厂的建设和运行不但耗资较大，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一般原则，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方案，经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在本污水处理厂工艺方案确定中，将遵循以下原则1认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规范。2技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家和地方的有关排放标准和规定，符合环境影响评价的要求。3在X市和工业园区城市总体规划和的指导下进行方案设计。4基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。5积极稳妥地引进、采用先进的污水处理和污泥处理的新工艺、新技术和新材料。6优先采用集成度高的污水处理工艺，以便实现模块化设计，以利于污水处理厂的分期建设和扩展。7近远期结合，统筹兼顾，全面设计，分期建设。8采用先进的节能技术，降低污水处理厂的能耗及运行成本。9运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。10采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水厂的管理水平，保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度。11整体工艺协调优化，而且构筑物的布置结合建筑美学，以适应周围的环境发展。本方案设计的污水处理工艺选择针对X市工业园区的污水量和污水水质以及经济条件、管理水平考虑适应力强、调节灵活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。下面将对各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。2、常规二级处理污水处理方法的选用是与进水水质特点及排放所要求达到的处理程度密切相关的。因此首先需要分析进水水质的技术性能及各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。X市工业园污水处理厂进水水质技术性能指标见表41表41污水厂进水水质技术性能指标表序号项目比值1BOD5COD04892BOD5TN443BOD5TP55我国现行室外排水设计规范GBJ1487，1997版的表612中给出了污水处理厂的处理效率，见表42。表42污水处理厂的处理效率处理效率处理级别处理方法主要工艺SSBOD5一级处理沉淀法沉淀40552030生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60906590二级处理活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70906595在常规二级活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除。1悬浮物SS的去除污水中SS粒径一般大于1UM，在生活污水中的SS来自人类生活活动中的排泄物和洗涤渣，工业污水中的SS来自生产过程中随污水带出的颗粒。污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大尺度的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，无机颗粒包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。为了降低出水中的悬浮物浓度，需要在工程中采用适当的措施，例如选用适当的污泥负荷FM值以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理，工艺参数取值合理，单体设计优化的前提下，完全能够使出水指标在30MGL以下。2生化需氧量BOD5的去除与SS一样生活污水中的BOD5量也是在人类生活活动过程中产生，其与生活水平和生活习惯有关，西方人明显高于东方人，发展中国家低于发达国家。污水中的BOD5由溶解性、胶体及颗粒性组成。对于典型的城市综合污水，其溶解性BOD5约占4050，胶体和颗粒性的占5060，其中颗粒性约占2030。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的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CO2和H2O等稳定物质，这也是污水BOD5的降解过程。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物如低分子有机酸等易降解有机物直接进入细胞内部被利用，而溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物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，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。根据国外有关的设计手册资料和国内污水处理厂的实践经验，在污泥负荷03KGBOD5KGMLSSD时，就很容易做到出水BOD5保持在20MG/L以下。3化学需氧量COD的去除可生化CODB随BOD5的去除而去除，如污水中CODNB过高时为达到排放标准除生化处理外还应辅以化学、物理或其他方法去除。为提高不易生化污水的生化性能，需采取措施予以提高，对于某些污水可以通过厌氧水解把污水中大而长的分子链断裂成较小而短的分子链，供微生物代谢以提高污水的可生化性。3、污水脱氮除磷工艺1氮的去除污水脱氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，目前生物脱氮是主体，也是城市污水处理中经济和常用的方法，生物脱氮工艺较多，原理一样的；物理化学脱氮主要有折点氯法去除氨氮、选择性离子交换法去除氮氮、空气吹脱法去除氨氮。物理化学脱氮折点氯化法去除氨氮折点氯化法去除氨氮是将氯气或次氯酸钠投入污水中，将污水中NH4N氧化成N2的化学脱氮工艺。选择性离子交换法去除氨氮离子交换树脂对各种离子所表现的不同新和力或选择性是离子交换的基本条件。目前在污水处理中主要采用沸石天然离子交换物质作为离子交换物质，但该法在国内尚无应用。空气吹脱法去除氨氮氨吹脱包括三个工艺过程一是提高污水PH值，将污水中NH4转变为NH3；二是在吹脱塔中反复形成水滴；三是通过吹脱塔大量循环空气，增另气水接触，搅动水滴。该工艺方案主要存在的问题是需对污水调节PH值，投加大量石灰，药剂投加量大，另外还产生大量的污泥，增加处理难度和污泥处理量；由于需要大量循环空气，故动力费用较高；该方法在城市污水处理中尚无使用先例，也缺少运行管理经验，因此不推荐采用。综上所述，物理化学法脱氮从经济、管理等方面均不适宜在污水处理中使用。生物脱氮要达到生物脱氮的目的，完全硝化是先决条件。因为硝化菌属于自养菌，其比生长率明显小于异氧菌的生物率，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷在O18KGBOD5KGMLSSD及以下时，就可以达到硝化及反硝化的目的。2磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于城市污水一般采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水的磷浓度在标准以内。化学除磷化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，磷酸盐沉淀工艺可分为前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点是原污水进水处，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除；协同沉淀的药剂投加点包括初沉出水、曝气池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除；后置沉淀的药剂投加点是二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离，包括澄清池或滤池。化学除磷的药剂主要包括石灰、铁盐和铝盐。化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特别适用于旧厂增加除磷设备，缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，浓度降低，体积增大，使污泥处理的难度增加，同时还要消耗水中碱度，影响氨氮硝化。因此，在二级生物处理工艺中，仅当出水含磷要求较高时，才考虑化学法辅助除磷。生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。4、本工程除磷脱氮工艺选择根据X市工业园污水处理厂的进水水质和要求达到的出水指标，我们认为，最佳的处理工艺是生物除磷脱氮工艺，即深度二级生物处理工艺。二、污水处理工艺选择1、工艺流程的组成根据污水处理厂进水水质和出水水质的要求，X市工业园污水处理厂须采用具有二级生物处理才能达到预期的目的。一般情况下，城市污水处理厂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、细格栅、提升泵房和沉砂池，这是污水处理厂必备的工段。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。污水进行初沉后，SS降低50左右。BOD5相应降2030，但对于NH4N和TP的去除很少。初沉后的污水CN及CP的比值都降低许多。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，但由于本工程进水浓度较低，为此，工艺方案的选择中，均按无初沉池的工艺流程进行设计。由于工艺流程中不设初沉池，本工程将生物处理段的污泥龄适当延长至16天，一方面完全满足生物除磷脱氮对泥龄的要求，另一方面使污泥得到好氧处理，起到污泥部分稳定的作用。采用这种设计，在目前国情的条件下，可以省去污泥消化系统，这对简化污水厂工艺流程，降低工程投资及运转费是比较现实可行的。因此，工艺流程中将不设置污泥消化处理构筑物。生物处理段产生的剩余污泥将直接浓缩脱水。综上所述，X市工业园污水处理厂总体工艺流程包括预处理工段、二级生物处理工段和污泥处理工段。本工程方案的选择论证将重点在二级生物处理的工艺方案上。2、主要深度二级生物处理工艺综述所有二级生物处理工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同时交替循环。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。目前用于城市污水处理采用的工艺大致分为两大类第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。1按空间进行分割的连续流活性污泥法按空间进行分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能如进水、曝气、沉淀、出水在不同的空间不同的池子内完成。目前较成熟的工艺有AO厌氧好氧法，A2O法，UCT包括MUCT法和氧化沟法等。如前所述，此类工艺的关键是在污水处理系统中形成厌氧、缺氧的环境。如果不外加碳源进行脱氮，还需要混合液的回流。主要工艺简述如下AO法AO法即厌氧好氧活性污泥法。污水在流经二个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物和磷得到去除。进水外排回流污泥图41A/O法工艺流程简图回流活性污泥被回流至厌氧区中，污泥中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB聚P羟丁基酸储存起来。然后混合液进入好氧区，聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到生物除磷的目的。在具有足够的泥龄的条件下，BOD5在好氧池内被降解的同时，也完成硝化反应。因为回流活性污泥被回流至厌氧区，在好氧区按硝化设计时，该厌氧区好氧区二沉池系统也同时具有脱氮功能，其脱氮效率取决于活性污泥回流比。一般认为AO工艺有硝化时存在以下缺点为了避免回流活性污泥所含硝酸盐氮破坏厌氧系统影响除磷效果，污泥回流量需要控制，因此其脱氮效率有限。也就是说该工艺的主要功能在于除磷。因为要进行硝化反应，系统的泥龄比无硝化A0工艺的要长，从而使除磷效率有所降低。改良型A0法针对AO法及A2O法的缺点进行改进，即消除回流活性污泥进行的反硝化，因此需要的反硝化停留时间短、容积小。取消了混合液回流，避免了内回流带来的稀释作用，提高了硝化过程的反应速率，增加了系统效率，减少了反应池容积。因为取消了混合液回流，与A2O法相比，使系统得到了简化，降低了基建费用，同时也降低了能耗。改良型AO法可以很好地将生物除磷要求高负荷、生物脱氮要求低负荷有机地结合在一起。改良A2O工艺改良A2O工艺系在常规A2O法基础上改进而成。即在常规A2O法的厌氧区前增加一个选择区预缺氧区，回流污泥先进入选择区，其目的是消除回流活性污泥对厌氧区的不利影响，提高除磷效率，这一点与改良AO的优点相同；同时，改良A2O工艺保留了常规A2O法的混合液内回流，从而保证脱氮效果。因此可以认为，改良A2O工艺同时具有较好的脱氮和除磷效果。进水出水污泥回流图42改良型A2/O法工艺流程简图倒置A2O工艺倒置A2O工艺的池型布置与常规A2O相同，其区别只是在于取消了混合液的回流，但是为了达到反硝化除氮的目的，必须加大活性污泥的回流量，以满足脱氮要求。进水出水污泥回流150250图43倒置A2/O法工艺流程简图倒置A2O工艺与常规A2O工艺相比，其优点在于将常规A2O工艺的污泥回流系统与混合液回流系统合二为一，组成了唯一的污泥回流系统，使得工艺流程得到简化，也减少了管理点。倒置A2O工艺的缺点是缺氧区、厌氧区的进水分配比例较大一般为31左右，碳源种类的分配不尽合理。污泥回流比较大，一般为1525Q，对系统反应物的稀释作用依然存在。与混合液回流相比，污泥回流所需水泵扬程更大，因此其能耗相厌氧池缺氧池好氧池二沉池2575混合液内回流选择区厌氧池缺氧池好氧池二沉池70901030混合液内回流对于常规A20更大，运行费用也更高。由于污泥回流比很大，通过二沉池底流排出的固体量大大增加，因此倒置A20工艺的二沉池面积将会有较大的增加。MUCT工艺UCTUNIVERSITYOFCAPETOWNPROCESS活性污泥法是一种强化生物工艺，是对A2O工艺的改进。针对A2O工艺直接将活性污泥回流至厌氧池会降低厌氧池的效率，使得所需的厌氧池容积较大的问题，UCT工艺活性污泥回流至缺氧池的前端，以便在缺氧条件下充分去除回流活性污泥中的硝酸盐后，再将活性污泥回流至厌氧池，完全可以做到硝酸盐的零回流，从而使厌氧池释放磷的效率大大提高，强化了处理系统的除磷效果。MUCT活性污泥法，是对UCT工艺的进一步改进。其改进的要点是进一步对厌氧段、缺氧段的设置方式、污泥回流方式进行了优化，增强了EBPR的可靠性，同时提高了运转的灵活性，可以使生物工艺满足不同水质、不同季节的需要。进水出水污泥回流图44倒置MUCT工艺流程简图与A2O法相比，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，而不是厌氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响。MUCT工艺的缺点在于增加了一级污泥回流，使系统更为复杂能厌氧池缺氧池好氧池二沉池0305Q耗更高。同时该工艺也未能很好解决系统反应物的稀释问题。二按时间分割的间歇式活性污泥法传统的SBR是一个间歇式的活性污泥系统，曝气池与沉淀池合二为一。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下五个阶段进水期或充水期反应期沉淀期排水排泥期闲置期。SBR工艺的特点如下生物反应和沉淀均在一个构筑物内完成，工艺流程简单，节省占地，造价低；良好的处理效果；具有较高的脱氮除磷效果；对进水水质的波动具有较好的适应性；污泥沉降性能好，极不易发生污泥膨胀；SBR还派生出一系列SBR的改型如UNITANK、MSBR、ICEAS等。MSBRMSBR工艺是一种改良型序批式活性污泥法，是八十年代后期发展起来的技术。MSBR工艺的实质是A2O系统后接SBR，是二级厌氧，缺氧和好氧过程，连续进水、连续出水。因此其处理效果较好。据其发明人介绍，在常规的城市污水条件下，其出水TP可低于1OMGL。该工艺的主要缺点是设备众多，空气堰制造技术复杂，投资较大。因此该工艺适合于出水要求尤其对磷非常严格、经济发达的地区使用，如深圳盐田污水厂即是采用该工艺。CASTCAST反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺，尤其适合要求脱氮除磷处理的中小型城市污水处理厂。CAST的整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气一不曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型。CAST反应器由二个区域组成生物选择区、主反应区。生物选择区是设置在CAST前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。主反应区下部为兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化以硝化作用。主反应区则是最终去除在机物的场所。CAST工艺脱氮除磷的原理为除磷是靠厌氧捕捉选择区预反应区和曝气反应区主反应区完成。硝化和反硝化在主反应区完成。从充水曝气开始，溶解氧DO浓度从OMGL逐渐增加到02MGL的过程中，大约有50的时间其DO接近于零，约30时间DO在1MGL左右，约20时间DO在2MGL左右。DO能否进入微生物絮体内，取决于絮体大小和活性污泥的耗氧速率。一般情况下，耗氧速度较快，当DO含量不高时，溶解氧很难进入絮体内部，这样在絮体内形成了微缺氧环境，而硝化产生的较多浓度梯度的NO3N入絮体内部，使絮体内部发生反硝化作用，使硝化反硝化过程同时发生。无需专设缺氧区和内回流系统。CAST工艺与传统SBR工艺的不同之处在于ACAST工艺在进水阶段不设单纯的充水过程或缺氧进水混合过程；B在反应器的进水处设一生物选择器。生物选择器是一容积较小的污水污泥接触区，进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥回流量仅为20在此相互混合接触。生物选择器的设置严格遵循活性污泥种群的反应动力学规律，创造合适微生物生长的条件并选择出絮凝性微生物，因而可更有效地保持污泥的良好沉降性能；C系统是通过滗水器连续出水的，效果稳定；D可通过调节曝气强度而同时实现硝化和反硝化过程。CAST工艺与传统的活性污泥处理工艺及SBR工艺相比，具有以下四个方面的特征A根据生物选择原理，利用与主反应区分建或合建、位于系统前端的生物选择器对磷的释放、反硝化作用及对进水中有机物的快速吸附及吸收作用，增强了系统运行的稳定性；B可变容积的运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性；C根据生物反应动力学原理，采用多池串联运行，使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积的利用率；D通过对生物速率的控制，使反应器以厌氧一缺氧一好氧一缺氧一厌氧的序批方式运行，使其具有优良的脱氮除磷效果，降低了运转费用。3、本工程污水处理工艺根据上面对目前常用的具有除磷脱氮功能的污水处理工艺所作的综述可以看出，各种污水处理工艺都有其适用性及优缺点。根据“城市污水处理及污染防治技术政策建城2000124号，对于二级强化处理，“日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，除采用AO法、A2O法等技术，也可选用具有脱氮除磷功能的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等”。根据X市工业园污水处理厂进出指标的要求及X市实际情况，污水处理工艺宜选择成熟、稳妥、易于维护管理、运行费用低的工艺。根据近年来国内外专家的论证与实际工程的运行情况，CAST工艺是公认的高效、简化的污水处理工艺，是中小型污水处理厂的首选工艺。通过上述章节的工艺论证和针对本工程情况进行分析，认为本工程中采用CAST工艺合理可行。CAST工艺流程简图见下图栅渣外运处理沙渣外运处理加药进水出水图45CAST工艺流程简图污水首先进入粗格栅去除较大渣物后，进入细格栅，以保证后续粗格栅池集水池消毒池CAST反应池取样池测流槽水质调整池沉沙池细格栅池加氯设备处理构筑物的正常运行，再经过沉砂池的处理。以上部分主要去除水中的悬浮物或漂浮物以及砂粒，为污水的预处理阶段。污水经沉砂后配水到CAST反应池进行污水生物处理。后设消毒池和污泥泵房。CAST反应池出水流入消毒池进行消毒，达标后经取样池和测流槽排放。剩余污泥由泵送入污泥池，然后进入脱水机房进行机械浓缩脱水、泥饼外运、卫生填埋。第二节污泥处理方案论证一、污泥处理工艺选择根据污水处理推荐方案，本工程经脱水后产生的污泥量约为200KG/D（含固率20）。污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，若不经妥善处理和处置将造成二次污染，必须进行必要的污泥处理和处置，污泥处理的目的是1、减少部分有机物，使污泥稳定化。2、减少污泥体积，降低污泥后续处置费用。3、尽可能利用污泥中可用物资，回收能源。目前国内外城市污水厂污泥最终处置和利用不外乎农用，卫生填埋、焚烧、抛海以及经必要的处理后作建材利用的几种途径，其中焚烧、抛海的方法受到能源消耗，海洋污染等因素的限制，不予提倡。污泥利用于建材的实验，近年来进行了不少研究，但尚未进入生产应用阶段。因此，目前城市污水厂污泥的出路还是应立足于农业应用以及卫生填埋的方法。城市污水厂污泥由于有机物含量高，有较大的肥用价值，长期以来在污泥农用方面做了大量工作，但是化肥的使用在农业上已相当普及，与化肥相比，污水厂污泥由于含水率偏高，在运输、储存和使用中带来诸多不便，同时农用污泥大多不经必要无害化处理，造成了一些环境污染或疾病传播的问题，影响了农民的积极性。所以，污水厂污泥作为农用必须加强对卫生标准的控制，一般可经过中温消化处理方法。污泥的卫生填埋是解决污水厂污泥的另一途径。由于填埋处置具有适用范围较广，技术、工艺、设备较简单，运行管理较方便等优点，特别是与城市生活垃圾一起处置更是一种比较经济可靠的处理方式，采用该方法在实施中也要采用卫生的填埋技术，堆场技术包括防渗衬层、表层封土及渗出水及气体的收集处理设施，防止并减少了二次污染的产生。城市卫生填埋是另一系统工程不属于本范围。城市污水厂污泥用卫生填埋的方式，则污水厂污泥原则上可不考虑中温消化，但必须进行污泥浓缩及脱水，尽可能减少污泥体积。根据本工程的污泥处理要求，拟采用的污泥处理工艺流程为剩余污泥污泥浓缩池储泥池污泥脱水外运或剩余污泥储泥池污泥浓缩、脱水一体化外运。根据以上污泥处理工艺，因污泥脱水设备的不同而采用如下三个方案进行污泥处理方案比选。方案A带式压滤机带式压滤机是连续运转的固液分离设备，污泥中投加絮凝剂絮凝，经重力脱水，滤布辊轮挤压脱水后，泥饼随滤布运行到卸料辊时落下，见流程。方案B离心脱水机污泥从空心转轴的分配孔进入离心机，依靠转筒高速旋转产生的离心力，利用固液比重不同达到分离固液的目的，见流程。方案C浓缩脱水一体机将浓缩与脱水两种功能组合在一个系统中进行污泥处理，污泥首先进入浓缩机，在浓缩机入口处形成泥卷，污泥中的水通过重力进入滤液池，转鼓内的螺旋输送机将浓缩后的污泥以一斜槽被送至压滤机进行脱水，见流程。二、污泥处理方案比较污泥处理三方案参数见下表。污泥处理工艺参数表表53工艺参数方案A方案B方案C1污泥浓缩池污泥浓缩池数量（座）设计污泥流量（M3/D）污泥量（KG/D）平面尺寸X有效水深（M）污泥固体负荷（KG/M2D）停留时间（H）210006000D12X3530168210006000D12X3530168无2储泥池储泥池数量（座）平面尺寸X有效水深（M）停留时间（H）1D75X35201D75X35201D75X35203污泥脱水机房污泥脱水机房数量（座）128X18128X18128X18平面尺寸（M）污泥脱水机数量（座）222污泥处理方案综合比较表表54比较项目方案A方案B方案C工艺特点脱水效率较好，附属设备少脱水效率好，结构紧凑，在密闭状态下运行，能长期自动连续运转脱水效率较好，可不设浓缩池运行费相对最低相对最高相对居中投资相对较少，7106万元相对居中，7542万元相对较高，7818万元占地稍多稍多稍少噪声较轻较大较轻管理工作条件操作管理方便，工作条件差操作方便，工作条件较好操作方便，工作条件好通过以上比较可以看出，尽管方案C在投资上稍高，但不必设浓缩池，为避免浓缩池臭气对周围环境影响，推荐采用方案C。第六章工程设计方案第一节总体布置一、污水处理厂总平面布置X市工业园污水处理厂东西长220M，南北长176M，污水由西北侧进入污水处理厂，出水向南排入赣江。总图布置中既考虑到城市污水的来向及其处理后的排水方向，同时兼顾风向、地形，以利于创造较好的生活工作环境。X市常年主导风向为东北风，夏季主导风向为偏南风，因此原则上将辅助建筑布置于厂区北部，位于常年风向上风，污水处理建筑物布置在厂区中部，污泥处理区布置在厂区西南侧，位于常年风向下风，这样污水处理中产生之恶臭对厂前区影响较小。同时根据厂址地形条件及气象条件，生产工艺流程，厂区总平面布置力求达到生产安全，工艺流程合理，功能分区明确，尽量做到厂区环境美化和建筑物实用与美观相协调统一。二、污水处理厂高程布置1、污水将一次提升后借重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高度节约能源。2、污水处理厂设计地面标高在满足防洪要求，尽可能减少土方量，并与周围场地道路标高相匹配。三、道路设计厂区内采用汽车运输，厂区主要道路宽度为6M，次要道路为4M，并构成环状，道路转弯半径不小于6M，便于车辆进出，管道养护及满足消防要求。路面采用水泥混凝土路面，道路与建构筑物间操作人员出入处用人行道板相连接。四、绿化厂区内的绿化，是污水处理厂保护环境、美化环境和文明生产的重要标志。拟建工程在厂区绿化方面，将采用以下形式1、绿地在建筑物的前后空地，道路两侧，构筑物的周围布置绿地。绿地是指块状地形的局部绿化面积。可由草坪、绿篱、花坛和树木仅限于低矮灌木配合组成。大面积绿地中间可设建筑小品和人行走道形成小花园。小块绿地可以布置为单独花坛。2、花坛花坛指有规则的局部绿地布置，主要特点是配置色彩鲜艳的花卉，形成图案达到装饰和美化的目的。花坛可以是圆形、矩形、多角形。花卉以多年宿根花卉为主。对于污水处理厂花坛不宜过多，仅在主要部位起到点缀作用，可布置在厂前区、生活区。3、绿带在道路与构筑物之间的带状空地进行绿化布置，成为绿带，是污水处理厂绿化的基本部分。绿带是以草皮为主，靠路一侧用矮绿篱拦护，临靠构筑物一侧可以连栽一些灌木、草地中还可间断配植一些有色花卉。绿带要求有一定的宽度。4、行道树污水处理厂厂前区主要道路两侧栽植主干挺直、树大阴郁的树木，行道树带宽度15米，株距46米。5、绿篱在污水处理厂的各个区域周围，拟种植绿篱，主要起隔离、围护和美化作用。高度在15米上下。6、建筑小品在人员或视线开阔地带适当建筑一些建筑小品，如花架、喷水池、假山、亭廊等，与绿化相配合。第二节建筑设计一、设计依据1、民用建筑设计通则JGJ37872、建筑设计防火规范GB5020720013、屋面工程质量验收标准GBJL6874、建筑内部装修设计防火规范GB50222955、工业企业总平面设计规范GB50187936、工业建筑防腐蚀设计规范GB50046957、房屋建筑制图统一标准GBT500120018、总图制图标准GBT500320019、给排水工程钢筋砼水池结构设计规程二、总体布置1、本设计总体布置以充分满足生产功能要求前提，配合工艺对厂内各种建构筑物及相关的设施进行合理组团布置，主要建筑物南北向布置，同时结合道路、环境绿化、构成花园生态型污水处理环境空间。做到了功能分区明确；分为厂前区及生产区。中间以道路绿篱相隔。建筑相对集中、节约用地，便于安全生产管理，节约了投资。2、道路布置根据工艺特点将厂内道路沿各功能分区布置成环状，使厂内各部分相互联系方便；既对交通运输及消防有利，又便于人流、货流的组织，同时也有利于技术管理。3、建筑空间设计，用运建筑造型、体量、材质和细部处理等手法，体现丰富内涵的污水厂市政建筑。刻意创造出一种流动空间与通透空间。通过若干内部空间的序列空间组合以及各不同建筑物，构筑物所具有的一定规范、形状、大小、高低、色彩气氛等特征的具体体现，力求给人们一种高质量的环保意识动态的污水处理厂情趣。建筑造型洁净明朗，既体现污水的自身特点，又创造出富有时代气息的花园生态型现代化建筑风貌。三、建筑标准及装修1、本工程装修等级为二级。建材选用ISO质量体系认证的产品A级、I级。并贯彻国务院建筑工程质量管理条例，设计严格执行工程建设标准强制性条文。2、场区设计地面标高为295M。3、建筑耐火等级二级。4、屋面工程屋面防水等级II级，二道防水设防。5、建构筑物外装修外墙面浅黄色涂料，局部乳白色涂料饰面。露出地面的各水池外壁饰面同上。6、建筑内装修按建筑功能配饰面材料，各建筑物内墙、顶棚均有抹灰及乳胶漆饰面。7、楼、地面地砖、彩色水磨石、细石混凝土、花岗石面层，各水池挑平台、走道板、均为防滑地砖楼地面，按建筑功能要求分别采用，中控室为防静电地板。8、地沟及盖板钢筋混凝土地沟、热浸锌钢格栅及浸锌、钢格栅盖焊3MM花纹钢板盖板。9、门窗白色铝合金门窗，58MM白玻、综合楼及生产区值班室配电室外门窗均带纱门、纱窗。中高级门窗五金。车库机修车间大门为铝合金卷帘门。10、空调在厂长、接待室、职工宿舍、化验室、会议室、中控室、车间控制室餐厅及办公用房等，设置冷、暖型分离式空调器，其它房间在配电设计时将空调的供电负荷包括在内，只放置插座。11、建筑防火除设置消防给水、灭火系统外，并在中控室、综合楼、高低压配电室、车间值班控制室，配备挂墙式手提灭火器。12、防雷建筑物设置安全可靠防雷装置。13、通风各生产车间分别设计为机械通风及机械通风和自然通风相结合的通风设计。有条件时可设屋顶风机。14、防腐蚀消毒间等具有腐蚀性的房间，采用防腐蚀面砖、地砖，地面并设计有坡度，有组织排水。第三节主要建构筑物选型一、粗格栅间及进水泵房1、粗格栅数量2间尺寸68M15M78M功能进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，粗格栅可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。设计流量QMAX1453万M3D435万M3D18125M3H设备格栅除污机2台，格栅宽135M，格栅间距25MM，安装角度75O，配用电机功率11KW。机械粗格栅开、停根据粗格栅间内超声波液位差计自动控制，经细格栅排出的栅渣，由螺旋输送机送至螺旋压榨脱水。2、进水泵房数量2座尺寸65M85M66M构造RC功能将污水提升进入后续处理构筑物设计流量QMAX1453万M3D435万M3D18125M3H设备污水提升泵共选用4台潜污泵，每台流量600M3H，扬程12M，配用电机功率37KW。安装潜水排污泵4台三用一备。水泵的开、停根据泵房内超声波液位计自动控制。二、细格栅及涡流沉砂池涡流沉砂池用于去除污水中粒径02MM的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。1、细格栅数量2座尺寸63MXL2MX20M构造RC功能进一步去除污水中较小颗粒的悬浮、漂浮物质设计流量QMAX1453万M3D435万M3D18125M3H设备机械细格栅2台，格栅宽10M，格栅间距5MM，配用电机功率11KW。细格栅的开停由超声波液位差计自动控制，经细格栅排出的栅渣，由螺旋输送机送至螺旋压榨脱水。2、涡流沉砂池数量2座尺寸中3OM45M座构造RC功能截除污水中较小漂浮物最大水力表面负荷128M2H设备旋流沉砂器2台，Q720M3H，配用电机功率11KW三、水质调整池设计参数及设备选型数量1座尺寸108M60M45M构造RC功能用于调整污水水质设计流量QMAX1453万M30435万M3D18125M3H四、CAST反应池数