某市污水处理厂建设项目初步设计说明书

XX省XX市郢中护城河综合整治工程（子项污水处理厂工程）初步设计说明书1概述11设计依据及基础资料111设计依据XX市郢中城区护城河开发有限公司下达的设计委托书XX省计划委员会鄂计投资200118号文件关于XX市郢中城区护城河综合整治工程可行性研究报告的批复112基础资料XX省XX市郢中护城河综合整治改造工程可行性研究报告XX省工程咨询公司2000年11月XX省XX市郢中护城河综合整治改造工程可行性研究报告咨询意见XX省工程咨询公司2000年11月XX市郢中城区总体规划局部调整XX市城乡规划设计院2002年10月XX市污水处理厂工程用地座标图XX市城乡规划设计院2002年4月XX市污水处理厂1500地形图XX市城乡规划设计院2000年5月XX市污水处理厂地质勘察报告XX省水利水电勘察设计研究院2002年5月郢中城区排水管网分布现状图12设计范围XX省XX市郢中护城河综合整治改造工程包括筑坝建闸引水工程；护城河河道整治工程；污水截流工程；污水处理厂工程；本设计为污水处理厂工程初步设计，另三项工程由XX省水力水电勘察设计院承担设计。13城市概况及自然条件131城市概况XX市位于XX省中部，汉水中游，汉江自北向南穿境而过，东与京山交界，西与荆门接壤，南与天门为邻，北与随洲、宜城毗连。全市国土面积4488平方公里，辖20个镇、2个乡、3个国营农场。1999年全市总人口1061万人，其中非农业人口2285万人，占总人口的215。1999年全市国内生产总值7016亿元，工农业生产总值9786亿元，其中农业生产总值3543亿元。农民人均纯收入2956元，城镇职工人均年收入5109元。全市综合经济实力列全省“十强”县市。XX市郢中城区现有人口15万人，建城区面积15平方公里，规划至2005年城区人口20万人，建城区面积20平方公里。2010年城区人口25万人，建城区面积25平方公里。2015年城区人口30万人，建城区面积30平方公里。XX市农业基础雄厚，是全国的商品粮棉油生产基地，全国高效农业示范基地，其农业综合指数在全国百强之列。工业已形成了以轻纺、食品、机械、化工、矿石采选、建材及汽车零部件生产为主的工业体系。第三产业有长足的进步，其产值占国内生产总值的40以上。XX市有着悠久的历史和灿烂的文化，有文字记载的历史就有2700多年，古称郊郢，为楚国的陪都，三国时属吴，称石城。明世宗嘉靖皇帝以自已生养发迹于此，取风水宝地，祥瑞所钟”之意，故取名为XX县，在明代为承天府，与顺天府、应天府成三大府，齐名于天下，为当时政治、经济、文化、教育中心，盛极一时。XX是国家历史文化名城，联合国世界遗产委员会通过考察，确定XX显陵为世界文化遗产，国务院确定XX市为全国生态示范县市。XX市还是国家级大洪山风景名胜区的重要组成部分及全国旅游线上的重要旅游点。境内文化古迹、文化遗产非常丰富，自然景观颇为壮观。XX市属国务院第一批列入对外开放县市之一，市内交通发达，铁路、公路、水运齐全。另外，长荆铁路的兴建，碾盘山枢纽工程的上马，将给全市经济及对外开放带来新的活力。132自然条件1321地质、地形XX市属汉江河谷地带，东北为大洪山，西部为鄂西的荆山支脉，中部沿汉江为汉江河谷平原的一部分，境内东部和西部是山丘地区，中部沿汉江两岸自北向南缓缓降低，是典型的河谷平原。最高海拔为XX市客店镇的斋公岩，高程1050米。XX市地域地处大洪山南麓，地质特征为褶皱断块山地，由古生界、中生界碳酸盐岩、碎屑岩以及元古界变质岩构成，形成低山或丘陵。从地形特点看，上端汉江故道与敖河连接处地面高度469M，城区中心地面高度4504M，护城河与南湖汇合口地面高度3911M，地势东北高，西南低。1322气象项目区地处中纬度地区，地理座标跨东经112711300，北纬30423136，属亚热带季风气候，具有四季分明，日照时间长，热量丰富，无霜期长，雨量充沛，雨热同期的气候特征。年平均气温16左右；历年极端最高气温397（7、8月郢中）；历年极端最低气温15（1月易家岭）；全年无霜期平均在25027O天；大于10年积温在51125204之间；年平均降雨量在948厘米；最大暴雨强量1560厘米（54年XX站）；风向XX主导风向为西北风；平均风速34MS；最大风速26MS。1323水文在汉江纵贯全市134公里的河段上，呈叶状分布着蛮河、利河、扭头港、竹皮河、丰乐河、直河、南北湖河、长滩河等8条水系。这些河流，每年都有大量客水过境。据皇庄水文站多年观测资料计算，汉江年均过境客水量为48225亿立方米，8条支流年过境客水量为449亿立方米，客水的分布具有面广线长的特点。流经XX城区的有两个水系一是直河水系。直河有两个水源，敖水发源于大洪山南麓，京山县杨集东南乔高冲，流经客店、温峡口，另一支流为枝水（长寿河），发源于大洪山西麓，流经张集、长寿、于洋梓西南注入敖水，敖、枝两水汇合后，于直河汇入汉江。全流域面积15367平方公里，其中敖水9678平方公里，枝水5689平方公里。敖水上游建有温峡水库，总库容549亿立方米，控制面积595平方公里，枝水上游建有黄坡水库，总库容118亿立方米，控制面积281平方公里。另一水系为南北湖水系。南湖（镜月湖）位于市区东南边缘，现有水面1325平方公里，湖底高程3843米，死水位3993米，正常水位4O93米，常年蓄水量2650万立方米。北湖（莫愁湖）位于市区东北边缘，现有水面235平方公里，湖底高程3953米，死水位4O53米，正常水位4113米，正常蓄水量376万立方米。1324地震XX市地震属浅震，震源深度一般在8千米左右，震级亦不大，地震烈度为6度。据中国地震目录记载，XX于14O7年、1469年和1603年共发生过三次较大地震，其烈度为67度，震级555级。地震发生的时间，主要集中在三个时段，即1月L日至2月10日，3月10日至6月28日，9月20日至11月20日，上述三次大震即发生在此时期内。14城市排水现状XX市作为一座新兴工业城市，近年来城市建设发展迅速，但城市市政基础设施比较落后，未形成完整的城市排水系统。现有城市排水体制采用合流制，已建成排水管渠356KM。排水管道基本上顺地形坡度就近排放，最终归入护城河。据环保部门近年来的统计，城区每年生活污水量约1400万吨左右，工业废水超过70万吨。城区几乎所有工业企业均未对生产废水进行处理即与生活污水一并排入护城河，严重污染了水体，并已危及城区人民的生产和生活。护城河是XX市城区唯一的一条人工河流，全长9417处约30米，最窄处约10米，其上端与敖河之间为772公里的汉江故道。护城河是目前XX市主要的排水通道，接纳城区90以上的生活污水和工业废水，两岸聚集的主要排污工业企业有XX文峰酒厂、XX市第五棉织厂、XX市棉纺总厂、XX市精制棉厂、XX市童装厂、XX市第七棉织厂、XX市针织厂、XX永祥塑料有限公司、XX市皇庄油厂、XX市麻纺厂、XX市小磨油厂、XX市卫生材料厂等，其产值占城区工业产值的60以上；排水占城区工业生产废水排放总量的90。由于护城河的补给水源只有部分城区汇水面积的天然降雨，没有其它流域径流，一般情况新鲜补给水量很小，自净能力差。随着城市人口急剧上升，城市生活用水量和污水排放量也不断增加，水质污染十分严重。据环保部门提供的资料，主要污染物为氨氮、总磷、硫化物及高锰酸盐等。近几年来，有机物、硫类化合物浓度呈上升趋势。护城河实际上变成城内的一条纳污河，河水水质严重超过地面水V类标准。护城河近年来接纳生活、工业污水的数量和水质等有关情况见下面各表。生活污水每年排放情况表表1年份199519961997199819992000排放量万吨92712051285136013601400年递增306658029工业污水每年递增情况表表2年份19961997199819992000排放量万吨802857836771734年递增686245778480主要工业企业污水排放量及水质检测情况表3序号XX市企业名称污水排放量（万吨）水质检测情况1棉纺织股份有限公司286达到GB897896污水综合排放标准中二级标准2第一油脂化工厂5超标3精制棉厂22超标4第五棉纺厂8超标现有主要排污口数量、水量、水质、管径情况表4序号排污口位置排放量（万吨）水质情况管径1建行大桥办转盘处228超二级标准15M2建设桥东面273超二级标准15M3交警大队河对面319超二级标准2M2M4建设桥西面91超二级标准10M污染物类型、数量表表5污染物名称总磷硫化物氨氮高锰酸盐指数年排放量（吨）284229681862159081995年至2000年XX省XX市环保局对郢中城区护城河水质进行了例行监测，共获有效监测数据105个，详见表6。监测结果表明，护城河水质已呈逐年下降趋势。XX市环保局依据地表水环境质量标准（GHZB11999）对护城河1995年至1999年水质情况作简要评价从监测的15个项目来看，PH值、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、酚、氰、砷、六价铬、氟化物等项目监测结果均在国家二级水质标准以内，高锰酸盐指数在11项监测中有8项超五类水质标准，最大超标倍数为1L倍，总磷在11项监测中有9项超国标五类水质标准，最大超标倍数为973倍。200O年度对护城河水质的监测结果表明，该水体中硫化物浓度超（GHZB11999）V类标准值05倍，总磷浓度超GHZB11999V类标准值92倍，护城河现状水质超过GHZB11999V类标准达不到其农业用水及一般景观要求的水域功能。综上所述，郢中城区护城河19952000年水质均超地表（面）水五类水质，主要污染物是有机物和总磷、氨氮、硫化物，近年来污染浓度有上升趋势。XX市郢中城区护城河水质监测结果表（毫克/升）表6采样时水文参数时间水期月日水温PH悬浮物溶触氧高锰酸盐指数氨氮亚硝盐酸氮硝酸盐氮挥发酚氰化物砷六价铬总磷硫化物氟化物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水质检测几个主要指标具体数据（19992000年平均值）表7BOD5五日生化需氧量150MG/LTP总磷2MG/LCOD化学需氧量350MG/LTN总氮30MG/LSS悬浮物200MG/L15项目建设的必要性和治理目标随着社会经济、城市建设的发展及城市人口增加，护城河成为市区主要排水、排污河道。2000年污水生产量约4万M3D，预计到2005年达到5万M3D，2010年达到6万M3D。2015年将达到8M3万D。由于多年未进行清淤整治，其排水功能严重削弱，杂草等野生植物长满河床，污水垃圾杂物阻塞河道；现在已成为一条死水河、臭水河，臭气、苍蝇、蚊子等弥漫沿河两岸。护城河的污染与阻塞严重危害着城市环境，影响了人民的健康生活，现状表明整治改造护城河刻不容缓。为加快郢中城区建设，XX市市委、市政府拟整治改造郢中护城河，变死、污、臭河为清、流、美的护城河，创造一个良好的生存空间，实现全市的可持续发展战略。护城河整治后的水质最终要求达到地表水环境质量标准GHZB11999IV类标准。主要项目标准值见表8地表水环境质量标准GBZB11999表8项目PH硝酸盐氮亚硝酸盐氮氰化物标准值MG/L6585201002项目总磷高锰酸盐指数溶解氧六价铬标准值MG/L02103005项目BOD5氟化物氨氮砷标准值MG/L6151001项目硫化物挥发酚化学需氧量标准值MG/L0500130为达到保护护城河的水质，沿护城河两岸埋设截污管，截流郢中城区污水至污水处理厂进行集中处理。2工程总体设计21设计原则贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。从XX市的实际情况出发，在城市总体规划的指导下，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，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、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。妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中某些关键设备拟从国外引进。采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理；做到技术可靠、经济合理。为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备有足够的备用率。在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。厂区竖向设计力求减少厂区土方量和节省污水提升费用。厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。积极创造一个良好的生产和生活环境，把XX市污水处理厂设计成现代化的园林式工厂。22采用的主要规范和标准室外排水设计规范（GBJ1487）地表水环境质量标准（GHZB11999）污水综合排放标准（GB89781996）污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3O2593）城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准（CJJ3189）建筑给水排水设计规范（GBJ1588）城市防洪工程设计规范（CJJ5092）泵站设计规范（GBT5026597）厂矿道路设计规范（GBJ2287）工业建筑防腐蚀设计规范（GB5004695）工业企业设计卫生标准（TJ3679）建筑结构荷载设计规范（GBJ987）给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）混凝土结构设计规范（GBJ1O89）建筑抗震设计规范（GBJLL89）建筑地基基础设计规范（GBJ789）水工砼结构设计规范（SDJ2O78）建筑设计防火规范（GBJI687）工业企业采暖、通风及空气调节设计规范（TJ1975O）21工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）22地下工程防水技术规范（GBJ10887）2310KV及以下变电所设计规范（GB5005394）24工业与民用供配电系统设计规范（GB5005295）25低压配电装置及线路设计规范（GB5O05495）26电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB5O06092）27建筑防雷设计规范（GB5005794）28通用用电设备配电设计规范（GB5005593）23工程服务范围及工程分期污水处理厂工程服务范围主要为XX市郢中城区，东起园艺场，西止冯家岭；北起北新梁，南止南湖。根据XX市市总体规划，及可行性研究报告，污水处理厂工程设计分期，近期为2005年，远期为2015年。本工程按近期规模进行设计。XX市郢中城区现有人口15万人，建城区面积15平方公里；规划至2005年城区人口20万人，建城区面积25平方公里；2015年城区人口30万人，建城区面积30平方公里。24排水体制及管网布局郢中城区现有老城区排水体制及部分小区排水系统均采用合流制，现有部分新建小区采用分流制。今后新建城区，根据总体规划应采用分流制。从环境保护方面来看，如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部截流送住污水厂进行处理，然后再排江，从控制和防止水体污染来看，是较好的，但此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。根据XX市社会经济情况，护城河排水体制采用截流式合流制；根据XX市城区东北高，西南低的特点，截污干管沿护城河布置，起点从王府大道东开始，终点为污水处理厂。支干管基本按垂直于截污干管方向接入。排水管道布置可充分利用地形、自然坡降埋设。雨天部分混合污水通过溢流井直接排入水体（南湖），截流混合污水经处理厂进行处理后再排放。25污水处理厂工程规模对于污水处理厂工程规模，可行性研究报告中对水量有详细论证。XX省计委鄂计投资200118号文同意“建设规模旱季为日处理城市污水5万吨”。现将污水量预测及工程分期情况简述如下251污水量预测根据XX市城市总体规划及环境部门提供的城市排水现状资料，对截流区域内污水量进行预测，以此为依据确定污水处理厂的设计规模。城市污水包括生活污水和工业废水。生活污水量根据XX市建委及规划部门提供的数据，XX市20O0年城区现状人口状况是常住人口13万人，全部生活在污水截流区内。流动人口（暂住一年以上）在2万人左右，按2万人计算，全部生活在截流区内。因此现状总人口为15万人，截流区内人口15万人。按规划，20O5年城区人口控制在20万人，2015年将控制为30万人，全部生活在截流区内。根据XX市自来水公司供水资料及环保部门提供的数据，2000年市自来水公司年供生活用水量为1200万M3。由于近期XX市自来水公司及主要工业企业近期都没有增加新的供水量。考虑到工业用水、市政用水及管网漏损，排水量约占用水量的80，则200O年城市生活污水量为12008096O万M3那么，截流区内生活污水量为96O万M3平均每天生活污水量为263万M3。按照城市供水普及率8590估算，相当于排水定额201LCAPD左右。按规划，XX市2005年用水定额2801CAPD，用水普及率100；2015年用水定额320LCAPD，用水普及率100，则排水定额为20O0年2011CAPD2005年280802241CAPD2015年320802561CAPD生活污水量为2000年263万M32005年20L000224448万M32015年301000256768万M3工业废水量XX市工业企业一般都没有自备水源，靠自来水公司供水。据环保部门统计，19962000年污水年排放量为80万M3左右。随着经济的发展工业用水量将不断增加。根据规划资料，至2015年工业用水将以5速率逐年增加。同时，随着工业化程度的提高，工业废水的重复利用率亦有所增加。根据XX市具体条件，参照同类城市情况，2005年前工业废水量年增长按35计算，2005年工业废水量为80（L35）595万M3Y026万M3D2015年前工业废水量年增长按3计算。2015年工业废水量为95（L3）10128万M3Y035万M3D市政公共设施、地下水渗入及其它未预见水量按以上生活、工业污水量总和的10计，分别为029万M3D，047万M3D和080万M3D。域内污水总量综合生活污水量和工业废水量，城区污水排放量为2000年263022029314万M3D20O5年448026047521万M3D2015年768035O8O883万M3D252污水处理厂规模根据上述预测，护城河截流区域内污水排放量如表8域内污水量预测表万M3D表92000年2005年2015年生活污水量263448768工业废水量022026035公共设施污水量029047080合计314521883考虑到XX市工业废水水量不是很大，且没有一个厂将工业废水处理后才排放，因而将工业废水纳入城市污水量一并处理，其中城区污染较大的工业废水及医院污水需预处理达标后进入市政污水管。由以上预测可知，现状排放污水总量为314万M3D，到2005年污水总量为521万M3D，2015年污水总量为883万M3D。雨季，部中城区采用截流制，合流制区域内污水按N02截流进入截流干管。按规划部门提供的数据，推算雨季合流污水流量如下2005年合流制区域人口约为16万人，则早流生活污水量为QS0224163,584万M3D企业排水量为QG026万M3D因此，雨季合流污水量为Q3（QSQG）11532万M3D2015年合流制区域人口约为24万人，则旱流生活污水量为QS0256246144万M3D企业排水量为QG035万M3D因此，雨季合流污水量为Q3（QSQG）19482万M3D确定污水处理厂规模为近期旱季日均处理污水5万M3，一级处理工艺，今后根据资金及城市发展情况续建为二级处理，并适当扩大处理污水规模。26污水处理厂厂址选择污水处理厂是郢中城区护城河综合整治改造项目中的重要内容，厂址选择受自然、环境、城市发展等多种因素的影响。根据现场踏勘并结合XX市总体规划，污水处理厂厂址可供选择之地有两处。方案一位于寺沙路以东靠南湖处，方案二位于寺沙路以西废弃砖厂处。方案一建在护城河下游入南湖（郢中城西环路东南45公里）处。从地形特点看，截污干管上端河底高程4188米，城区中心（郢中农行大楼）高程4317米，南湖汇合口河底高程3911米，地势东北高，西南低，形成自然落差277米。沿护城河设截污干管，城区污水基本上可以自流汇集到一个系统，且不需设中途提升泵站。从地理位置上看，污水处理厂位于城市主导风向下游远离城区，夏天即中以西南风为主，处理厂的空气背离部中直接进入九里乡的西端，冬天以西北风为主，处理厂的空气进入南湖，不会影响市容环境。污水处理厂位于城市排水方向下游，紧靠南湖，便以污水汇入，处理后的尾水便于排放。污水处理厂与市区有省道相接，交通便利。从地理环境看，该厂址地势平坦，多为湖塘，地势较低，面积较大，有利于污水厂的兴建和扩建；该处无集中居民区，不会影响居民生活环境，现有建筑阻碍少，可以减少污水处理厂建设的拆迁和土地平整费用；该处是南湖老场部，可改造有关设施，减少投资。方案二离中心城区45KM处，靠近寺沙路旁。该处有一废弃砖瓦厂，有少量可供利用的厂房，并且地势平坦，视野开阔，交通便利，便于污泥运输。另外，厂址处于城市下风方向，对城区环境影响不大。但该处地势较低容易积水，而且周围有部分村民住户，又离公路太近，对周围环境影响较大，而且该处离护城河较远，将增加截污干管的长度。厂址距南湖较远，污水处理厂处理排放管长度也相应增长。通过方案比较，从长远和有利于环保的角度出发，厂址选择方案一比较合适。27处理后污水、污泥处置271处理后污水的处置根据XX市城市总体规划，污水处理厂污水处理达标后，就近排入南湖，南湖规划控制水位4200米，污水处理厂流程以此高程进行控制，保证自排出水。272处理后污泥的处置本污水厂设计为一级处理厂，污泥为初沉污泥。根据室外排水设计规范（GBJ1487）规定“城市污水厂污泥的最终处置方法选定，首先应考虑用作农田肥料”。我国城市污水处理厂污泥含有的氮、磷、钾等非常丰富，可用作农业肥料，污泥中含有的有机物又可作为土壤改良剂。故本污水处理厂处理后的泥饼可考虑用汽车运往厂外堆肥，以作农田肥料，但同时污泥中有关污染物浓度应满足农用污泥中污染物控制标准（GB42841984）。3污水处理厂设计31污水处理厂设计进、出水水质及处理程度311污水处理厂进水水质城市污水处理厂设计进水水质、水量的确定，关系到污水处理厂的建设规模及污水处理工艺的选定，进而影响到工程投资，占地、运行费用等。设计参数和运转参数既是一致的又可有差异，因设计参数只设定一个数值，而运转参数经常变化，设计中除给定设计参数以外，要有设计措施来适应水质变化，关键是设计参数要合理，否则会造成处理后水质达不到设计要求，或标准过高，而造成投资增大。因此，在变化的水质中，选择合理的设计值是非常关键的。城市污水处理厂水质与污水中工业废水所占的比例及浓度有关。目前我国城市污水水质一般为BOD5100250MG/L，SS200300MG/L。根据XX市环保部门提供的资料，造成护城河水质污染的主要污染物为氨氮、磷类等。XX市主要工业以纺织服装、机械、食品、轻工为主。在城市污水总量中，工业废水比重约为5，远小于45。根据以上论述，污水处理厂规模为50万M3D，近期大部分工业废水由各工业企业进行预处理后经城市管道进入城市污水处理厂，因此污水处理厂进水将既有生活污水，也有工业废水。参考国外几个典型城市污水水质统计资料，并结合XX市实际情况，拟定污水处理厂进水水质应为BOD5150MGLCODCR350MGLSS200MG/LTN30MGLTP二20MGL312出水水质污水处理厂的受纳水体是南湖，按照南湖水环境能区划，南湖水体水质应达到地面水环境质量标准类。根据污水处理厂受纳水体的要求，污水处理厂出水水质的最终标准（二级处理后）要求达到GB89781996污水综合排放标准的一级标准，即BOD520MGLCODCR10OMGLSS20MGLTN15MGLTP05MGL313处理程度根据城市污水进水水质情况和出水水质要求，城市污水处理一般分一级处理、二级处理及三级处理。从国外情况看，有12的污水处理厂采用一级处理，7O的污水处理厂采用二级处理或部分生物处理。从我国国内情况看，八十年代以来，随着我国国民经济的高速发展和城市污染的日益严重，我国一些城市相继建成了一批城市污水处理厂。由于我国城市建设资金的限制，国内城市污水处理厂采用一级处理的比例较国外高。从本工程的情况看，污水受纳水体南湖常年进行渔业养殖，自净能力差，规划远期考虑建成风景区。采用较高处理程度的二级处理工艺无疑将更有效地控制南湖水质污染，改善南湖水质。但是，采用二级处理一次性工程投资较大，资金筹措困难；建设周期长，发挥工程效益慢，短期内难以实施。根据XX省鄂计200118号文中批复，本工程污水处理厂拟采用一级处理工艺。一级处理出水水质见表10污水处理厂进出水水质及去除率表10污染物指标进水水质MG/L出水水质MG/L去除率BOD5150112525CODCR35023034SS2001005032污水、污染处理工艺选择污水、污泥处理工艺的选择，取决于处理厂进出水水质指标、受纳水体、污水处理厂规模、污泥处置方法、用地面积及当地温度、工程地质、环境等条件。本污水处理厂工程设计所追求的目标是技术成熟、处理效果稳定可靠、工程投资省、运行费用低，运行管理方便，环境效果理想的工艺流程。321污水处理工艺选择本工程目前采用一级处理，一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物，主要技术为重力沉淀，能去除悬浮固体（SS）60左右，BOD5只能去除2030，达不到排放标准，故属于二级处理的前处置。为彻底解决护城河水质污染，污水厂在远期还需增加二、三级处理，方能达到排放标准，各级处理方法与处理效果如表11表11级别去除的主要污染物处理方法处理效果一级悬浮固体沉砂沉淀SS50,BOD530二级胶体和溶解性有机物、悬浮物好氧生化处理SS80,BOD585TN30,TP10三级悬浮物、溶解性有机物和无机盐氨和磷混凝、过滤、吸附，电诊析，生物接触氧化，AOORA2O,SBRSS40,BOD560TN80,TP65二、三级污水处理工艺各有其运用条件，尚需根据远期水质情况进行论证选择，但无论选择何种形式，目前一级处理应考虑与远期二、三级处理的合理衔接问题。近期污水处理工艺流程如下城市污水粗格栅进水泵房细格栅沉砂池初沉池排入南湖进汉江322污泥处理工艺选择3221污泥处理要求污水处理厂近期污泥为初沉池污泥。远期污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高，且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不善处理和处置将造成二次污染，远期污泥处置需进一步论证。污泥处理要求如下A减少有机物，使污泥稳定化B减少污泥体积，降低污泥后续处理费用C减少污泥中有毒物质D利用污泥中可用物质，化害为利E远期采用生物脱氮除磷工艺，应尽量避免磷的二次污染3222污泥处理工艺本工程污泥处理工艺为初沉污泥污泥泵房污泥调节池污泥脱水车间泥饼外运由于初沉污泥含水率较低（设计采用97），不单独设置浓缩池。污泥浓缩、脱水机采用相关机械设备，有两种类型可以选择一种是带式压榨过滤机；另一种是离心脱水机。两种类型相比，带式机在国内应用较早，技术成熟；离心机在国内外使用较多，技术先进，近十几年来开始在国内使用。但离心机能耗较带式机要大得多。综合考虑，本工程近期一级处理采用带式压榨过滤机。远期二、三级处理产生污泥可根据情况采用相应的浓缩脱水设备。3223污泥最终处置污泥的最终处置，目前我国城市污水处理厂大都未经无害化处理随意堆放或用作农肥，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法如焚烧、填埋、堆肥和填海等。焚烧技术虽然具有处理迅速、减害多（7090）、无害化程度高等优点，但污泥焚烧不但费用高，其废气中产生一种二口恶英，通过呼吸系统系统和食物链进入人体后不易分解和排泄出体外，二口恶英在人体内累积达到一定数量时，就会导致其沉淀的组织发生癌变。二口恶英不仅具有致癌性，据美国公布的结果显示，二口恶英还有生殖毒性，免疫毒性和内分泌毒性，因此，许多国家已对垃圾、污泥焚烧采取了管制措施，就我国目前国情，不宜采取焚烧方式。污泥卫生填埋，终结覆盖，是处理城市污水处理厂脱水污泥较为有效的方法之一，在我国运用非常广泛，一般可以与城市垃圾联合建填埋厂。污泥堆肥是应积极开发的主攻方向，其过程是将消化污泥再动态发酵制成颗粒状有机复混肥，把污泥作为农业肥料的资源，但此方式的前提是上游生产废水必须达标排放，以保证污泥的重金属含量不超标。XX市政府规划要求所有工矿企业废水达标后方能排入城市大小道，目前企业污水简单处理后排入护城河，但根据19951999年护城河水质情况监测的数据来看，PH值、亚硝酸氮、酚、氰、砷、六价铬、氧化物等项目均在国家二级水质标准以内，高锰酸钾、总磷等超标，由于本工程近期为初沉污泥，因此，污泥中磷的含量较少。因此初沉污泥可与城市生活垃圾混合高温堆肥，这样污泥熟化度高，病原体和寄生卵去除较彻底，有利于污泥农用，是适合我国国情的污泥稳定处理工艺，本工程既可采用此种方式处置污泥。43主要生产构筑物选型431沉砂池选型沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于02MM的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况，足以说明除砂对污水处理厂的重要性。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和有机物分开，以达到除砂目的。四种形式沉砂池有各自不同的适用条件，其选型应视具体情况而定。从处理效果看，曝气式和涡流式要优于平流式和竖流式，而涡流式沉砂池占地面积小，沉砂分离好，不需曝气设备，同时考虑到，远期污水处理要达一级排放标准，对脱氮除磷有较高要求，可能采用A2/O或其它脱氮除磷工艺，为避免厌氧处理阶段进水带气，因此本工程采用涡流沉砂池。432初沉池选型初沉池为一级处理的主要构筑物。初沉池池型有平流式、辐流式、竖流式多种，主要设备为不同池型的刮泥机。平流式初沉池为矩形，其优点是占地面积较小，去除效果较好，抗冲击负荷能力强。辐流式初沉池为圆形，适用于规模较大的污水处理厂，它又分为中心进水、周边出水和周边进水、周边出水型两种，虽然辐流式沉淀池占地面积、去除效果及抗冲击负荷能力均不如平流式沉淀池，但由于相配套刮泥机故障率较小，在我国广为采用，特别是大型污水厂采用更多。竖流式沉淀池池径在10米以内，它仅适用于小型污水厂。本污水处理厂为合流污水厂，旱季、雨季污水流量变化很大，因此要求沉淀池有较强的抗冲击负荷能力，再加上受规划所给厂区形状限制，要求初沉池占地面积小，经过比较，本工程采用平流式沉淀池是合适的。433污泥浓缩脱水选型目前国内污泥浓缩脱水主要采用带式污泥脱水机和离心脱水机两种设备。带式压滤机是一种新型、有效的污泥脱水设备，国外从20世纪60年代初开始对其进行开发，其构造和性能几经改造和提高，到目前已成为一种高效率的污泥脱水设备，国内从20世纪70年代末开始使用带式压滤机，用户普遍反映良好。与其他机械脱水设备相比，带式压滤机产生泥饼的固体含量较其它的脱水机高，电耗小，操作简单，灵活可靠。缺点是对进入的污泥特性非常敏感，滤布的寿命短，设备不密封，有气味，一般不宜连续运行。离心脱水机是在离心力的作用下，使污泥中的固体得到分离的一种设备。离心脱水机的特点是污泥泵可连续给料，固体泥饼可连续的排出，运转正常后无需人管理；没有滤布和冲洗及再生装置，使维护操作方便；整个设备密封，无味，作业环境整齐，设备的使用寿命长。离心脱水机的缺点是电耗比较大，噪音高，且设备较贵。由于受资金等因素限制，本工程采用一级处理工艺，因此设计考虑在满足功能的要求下设备造价和运行费用的因素，采用带式压滤机，目前国内生产带式压滤机的能力完全能满足设计要求。44主要生产构筑物工艺设计本工程设计规模如下近期（2005年）旱季平均流量Q5万M3/D雨季最大流量Q115万M3/D远期（2015年）旱季平均流量Q10万M3/D雨季最大流量Q195万M3/D根据室外排水设计规范要求，粗格栅间、进水泵房和脱水机房按远期设计，土建一次建成，设备分期安装。其它构筑物按近期规模设计，远期再增加规模，包括涡流沉砂池、平流沉淀池、污泥泵房、污泥调节池。441粗格栅、进水泵房粗格栅A功能拦截污水中粗粒状颗粒及垃圾物（直径25MM），以保护水泵不致堵塞与磨损。B设计参数土建按远期10万M3/D，晴天最大时流量设计，雨天最大时流量校核。设计流量晴天QMAX5417M3/H雨天QMAX8125M3/H栅条间隙B25MMC主要工程内容采用钢丝绳牵引格栅除污机两道，每道宽15M，每道格栅前后设置手电两用启闭铸铁圆闸口供检修和切换用，平面尺寸11649M，格栅FP深度H658M。D运行方式近期工作一组，根据过栅前后水位差或按时间周期自动控制清渣，也可机旁手动控制清渣。进水泵房A功能提升厂外污水以满足后续污水处理流程要求B设计参数土建按远期10万M3/D，晴天最大时流量设计，雨天最大时流量校核。设计流量晴天QMAX5417M3/H雨天QMAX8125M3/H扬程H12MC主要工程内容近期选用三台同型号潜水排污泵，晴天二用一备，雨天全开，其单台流量Q1600M3/H，扬程H12米，N90KW。远期再增此型号潜水排污泵三台。进水泵房平面尺寸18672M，泵房下部深度H873米442细格栅、涡流沉砂池近期细格栅、涡流沉砂池，按近期雨季最大时流量设计，近期晴天最大时流量校核。细格栅A功能截除污水中较小漂浮物。B设计参数设计流量QMAX2875M3/H4792M3/H栅条间隙B10MMC主要工程内容采用回转式机械格栅二道，每道宽13M，栅条宽10MM，栅渣经无轴螺旋输送压榨机压榨脱水后打包外运。每道细格栅前后均没有手电两用插板闸备作检修和切换用。D运行方式根据格栅前后水位差，时间周期自动控制清渣，也可机旁手动控制清渣。涡流沉砂池A功能去除污水中粒径02MM的砂粒，使无机砂粒与有机物分离，便于后续生化处理。B设计参数设计流量雨季QMAX4792M3/H旱季QMAX2875M3/H水力表面负荷141M3/M2H236M3/M2H水力停留时间26S43SC主要工程内容设沉砂池一组，一组分为两个。单池直径36M，有效水深17M，砂斗直径152M，砂斗深度203M。每座池中间设有一台可调速的浆叶分离机和一台提砂泵，砂水混合物由提砂泵输送至砂水分离器，分离后干砂外运。D运行方式浆叶分离机连续运转，提砂泵按程序控制定时运转，砂水分离器与提砂泵同步运转。443平流沉淀池A功能进行混合汇固汇几分离，确保污水厂出水达到设计目标。B设计参数设计流量旱季QMAX2785M3/H雨季QMAX4792M3/H沉淀停留时间T120MIN校核雨季停留时间T72MIN30MIN水力负荷Q19M3/M2H初次污泥设计含水率97初次污泥总量167M3初次污泥固体总量5010KG/DC主要工程内容近期设1座沉淀池，每座两组，每组两格，共4格，每格沉淀区宽10M，长3770M，沉淀区有效水深38M。每两格设行车式刮泥撇渣机一台，将沉积在池底的泥刮至排泥斗再经静水压力排出池外至污泥泵房。沉淀池进水端设配水总渠，配水总渠与分格配水渠相连。每格配水渠设置手电两用插板闸，以控制进水，方便分格运行和分格设备检修。沉淀池出水端设置撇渣槽、收水槽及总干渠。每格池子设置两个污泥斗，用污泥快开阀控制排放。每次同时开启一格的两个污泥快开阀排泥，间隔6HR再开启相邻一格的快开阀，每天每格排泥一次。444污泥泵房A功能将初沉池污泥抽升至污泥调节池。B设计参数每日污泥量167M3污泥含水率97扬程15MC主要工程内容近期设泵房1座，选用两台潜水排污泵，一用一备，单台水泵流量Q50L/S，扬程H15M，电动机功率11KW，泵房平面尺寸5050M，深335M，潜水泵启动与初沉池排泥配套，每次抽排沉淀池一格污泥量，每次间隔6HR，每日4次。445污泥调节池A功能由于带式压滤机每日工作12小时，与初沉池排泥时间不一致，污泥调节池起量流量调节作用。B设计参数设计调节容积84M3污泥含水率97C主要工程内容调节池设计为地面式矩形池，平面尺寸5050M，设计有效水深37M，有效调节容积92M3。为防止污泥沉淀和保证均匀，设计采用搅拌机一台，转速N56转/分钟。446污泥浓缩脱水车间A功能对污泥进行浓缩脱水，降低含水率，便于污泥运输和最终处置。B设计参数需脱水污泥量167M3/D脱水前污泥含水率97脱水后污泥量20M3/D脱水后污泥含水率75絮凝剂投加量4KG/T干泥C主要工程内容污泥脱水机房按远期规模进行土建设计，建筑面积525M2。近期安装两台带式压榨过滤机，一用一备，每台处理量1216M3/H，每天工作12小时，远期增加一台带式压榨过滤机。45辅助建筑物设计污水处理厂生产、生活辅助建筑按照建设部颁发的城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ3189）和城市污水处理工程项目建设标准（2001年）的要求，考虑到XX市的实际情况进行设计，所有辅助建筑按10万M3/D规模设计。综合楼包括行政办公、大会议室（兼作活动中心）、化验室、中心控制室、值班宿舍等，总建筑面积1950M2。食堂建筑面积152M2。维修间主要负责厂内零配件修理，并有电修间、泥木工间、仪表维修间等，建筑面积221M2。车库负责厂内主要大型车辆的存放（车库），总建筑面积109M2。仓库用于存放小口径管件、水泵电机、电气设备、劳保用品及其他杂品等，总建筑面积221M2。传达室建筑面积387M2，包括工作、休息室和大门。46厂区平面布置461平面布置拟建的污水处理厂位于寺沙公路以东，紧邻南湖。厂区总平面布置遵循如下原则功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。建筑物尽可能布置为南北朝向。厂区绿化面积不小于3O，总平面布置满足消防要求。交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。本次设计厂区平面布置考虑以下两种方案方案一污水处理厂现场址基本全为湖塘，现状地面高程在405420M之间，污水处理厂呈大拇指形状，场地北侧最宽处138米，南侧最宽处266米，极不规则，污水处理厂的平面布置按照不同的功能分区将整个厂分为生活及辅助生产区（即厂前区），污水处理区和污泥处理区。将厂前区布置在处理厂的南侧，管理楼位于城市主导方向的上风向，即污水厂的西北侧。厂前区与生产区之间用绿化隔离带分开，保证厂前区优美的环境。厂前区布置有综合楼，食堂、机修间、车库、仓库等，厂前区的大门设在厂区西侧靠南，进门左侧厂前区布置宽敞，右侧映入眼帘的为绿化隔离带，给人一种开阔的感觉。污水处理厂位于近期用地北侧，进水泵房与涡流沉砂池及平流沉淀池布置紧密，工艺流程顺畅。污泥区位于厂区近期用地西南侧，布置有污泥调节池和污泥浓缩脱水车间，并在厂区西南侧设侧门，便于污泥外运。污水厂二级控制用地均在场地南侧，便于近远期结合。方案二XX市夏季主导风向为西南风，因此，方案一布置中处理构筑物生产产生的臭气对车、仓库、篮球场有一定影响，本方案考虑将厂前区布置在厂区西南侧，处于夏季主导风向上风侧，污水处理区移至厂区北侧，污泥区设为近期用地东南角。方案比较方案二虽然近期解决了夏季风向问题，但存在以下弊病远期二级一旦实施，厂前区办公楼、食堂等建筑物正面对二级处理构筑物，办公、生活环境变得恶劣。整个厂区南北跨度太大，不利于近期工程的独立性，二级控制用地相较方案一不便使用。厂前区管理楼为东西向布置，不利于采光、通风。综上所述，方案一布置紧凑，功能分工明确，流程清晰，近期独立性强，虽然少数建筑物受夏季风向影响，但布置中考虑合理设置绿化带，可将此影响降低，综合比较，厂区平面布置采用方案一形式。462厂区竖向设计竖向设计原则A充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构