某污水处理厂可行性研究报告

1 *市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 工程编号 证书等级：甲级 编号： 编制单位： *工程设计研究总院 2004 年 12 月北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 I 目 录 1 简 介 . 1 2 项目概 述 . 3 目名称 . 3 制单位 . 3 计依据、原则和范围 . 3 3 工程背景情况 . 7 域情况 . 7 然条件 . 7 程建设的必要性 . 9 4 工程规模及处理程度 . 10 水处理厂服务范围 . 10 水量预测 . 10 理程度 . 11 理程度 . 12 5 污水处理厂工艺方案选定 . 13 理厂厂址 . 13 艺方案选择原则 . 13 物处理的可行性分析 . 13 水处理工艺方案比选 . 17 学除磷工艺确定 . 25 泥处理与处置 . 25 臭方案选择 . 27 6 工艺设计 . 29 艺流程 . 29 元设计简介 . 30 要建（构）筑物及设备的工艺设计 . 33 7 总图设计 . 51 区概况 . 51 区平面布置 . 51 区竖向布置 . 52 区道路布置 . 52 区绿化 . 52 内给水 . 52 内排水 . 53 输车辆 . 53 图经济技术指标表 . 53 8 建筑设计 . 54 述 . 54 筑总平面 . 54 筑群体 . 55 筑装修 . 55 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 、构筑物面积一览表 . 55 9 结构设计 . 57 计依据 . 57 形、地貌 . 57 文地质与场地抗震性 . 57 基与地基处理 . 58 术要求及主要建、构筑物结构形式 . 58 10 电气设计 . 61 述 . 61 电负荷 . 62 配电系统 . 65 气保护 . 66 气控制及操作 . 66 气传动 . 66 作电源 . 66 明、防雷与接地 . 66 缆敷设 . 67 防 . 67 能计量 . 67 配电设备选型 . 67 讯设计 . 68 11 自控设计 . 72 表设计 . 72 动化控制系统 . 73 12 采暖、通风设计 . 78 暖设计 . 78 风设计 . 78 13 机械设计 . 80 14 环境保护、职业卫生、安全及节能 . 83 境保护 . 83 全生产、劳动保护 . 86 业卫生 . 87 区消防 . 87 能 . 87 15 组织机构、劳动定员、运行管理和工程进度 . 89 织机构 . 89 员配置 . 89 行管理 . 89 目建设进度 . 90 16 投资估算 . 91 制依据 . 91 程投资估算 . 91 他说明 . 91 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 金筹措 . 92 算汇总表 . 92 17 财务评价和工程效益分析 . 101 制说明 . 101 务评价 . 101 附表： 表 17 投资计划及资金筹措表 表 17 年成本及流动资金估算表 表 17 现金流量表（全部投资） 表 17 现金流量表（自有资金） 表 17 损益表 表 17 资金来源与运用表 表 17 资产负债表 表 17 借款还本付息计算表 附图： 附图 1 厂址位置图（方案三） 附图 2 平面布置图（方案一） 附图 3 平面布置图（方案二） 附图 4 平面布置图（方案三） 附图 5 水力流程图（方案三） 附图 6 低配室配电系统图（方案三） 附图 7 高压配电系统图（方案三） 附图 8 自控原理图（方案三） 附图 9 计算机系统配置图（方案三） 附件： 附件 1 关于 *污水处理厂项目环境影响报告表的批复， *市环境保护局 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 1 1 简 介 *污水处理厂（一期） 工程 位于 某 区 高井电厂西南 ， 规划占地面积约 流域范围内规划建设用地 790公顷。 本期（一期）工程处理规模 20000 m3/d，远期工程总处理规模达 45000 m3/d。 处理厂出水 排入高井沟，作为高井沟及永定河河道的补充水源，下游近进永定河。 设计进、出水水质见下表，其中出水水质执行 建设部颁发的城镇污水处理厂污染物排放标准 的一级 表 1 处理厂进、出水水质一览表 编号 项 目 单 位 进水水质 出水水质 1 生化需氧量 mg/l 200 10 2 化学需氧量 mg/l 350 50 3 悬浮物 SS mg/l 250 10 4 N mg/l - 5 5 TN mg/l 40 15 6 总磷 TP mg/l 5 9 8 粪大肠菌群数 103个 /L 结合本工程的实际 情况，通过对多种工艺的技术及经济综合比较，推荐采用循环式 压力过滤工艺处理污水，污泥处理采用污泥浓缩脱水一体化设备。主要经济指标见下表。 表 1 处理厂主要经济指标一览表 序号 名 称 单位 数 量 备 注 1 厂区占地面积 公顷 期工程 2 绿化用地面积 公顷 期工程 绿地率 35 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 2 序号 名 称 单位 数 量 备 注 3 总建筑面积 030 全厂生产性建筑面积 86 全厂非生产性建筑面积 044 4 全厂定员 人 18 5 工程 总投资 万元 4047 55%自筹 工程费用 万元 2373 6 单位水量工程费用 元 /立方米 1187 7 总成本 万元 /年 698 单位处理总成本 元 /立方米 8 经营成本 万元 /年 387 单位经营成本 元 /立方米 9 年耗电量 万度 单位水量电耗 度 /立方米 通过财务各项综合分析，本工程税前财务内部收益率 高于行业基准收益率 4，静态税前投资回收期 8年，因此项目在财务上可行。 本次可行性研究工作对项目在技术和经济可行性方面进行了充分的研究和论证，证明此项目的实施是可行的，并且是必要的，项目建成后将产生良好的社会、经济和环境效益。 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 3 2 项目概述 目名称 *市 *污水处理厂（一期）工程 制单位 北 *工程设计研究总院 、 *股份有限公司 |、 *市城市排水管理处联合体。 计依据、原则和范围 计依据 *城市总体规划 专业规划说明， *市城市规划设计研究院， 1992 年修订 *市区污水处理厂合理规模研究， 2002 年编制 *污水处理厂及配套管线规 划， *市城市规划设计研究院， 2003 年编制 *市 *污水处理厂（一期）项目投资人招标文件 ,*市污水处理项目招标委员会， 2003 年 9 月 关于 *污水处理厂项目环境影响报告表的批复京环保评价审字 2004916 号，*市环境保护局， 2004 年 11 月 6 日 计原则 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。 结合 *市已运行污水处理厂情况，对污水、污泥处理关键部分适当考虑留有缓冲调节余地。 根据技术先进可靠、经济合理的原则进行总体设计和单元构筑物的设计。 在满足施工、安装 及维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约占地，扩大绿化面积。 尽量减少污水处理对周围环境的负面影响，选择能减少污泥产量的处理工艺和自动化水平高的泥渣处理设备，防止污泥渣二次污染。尽量减少处理工艺产生的异味。控制噪声强度，减少噪声干扰。 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 4 计范围 本工程的 设计范围包括：厂区内的全部污水及污泥处理构筑物、厂区建筑物及附属构筑物、进水管线、道路、厂区内雨污水管线、厂区供水管线、热力管线、厂区内通讯、电力、自控等。 要规范及标准 室外排水设计规范 1997年版 （ 87） 地表水环境质量标准 （ 2002） 污水排入城市下水道水质标准 （ 1999） 污水综合排放标准 （ 城镇污水处理厂污染物排放标准 （ 2002） 农田灌溉水质标准 （ 92） 农用污泥中污染物控制标准 （ 84） 数据处理与分析质量控制 （ 3 91） 水质检测与分析 （ 4 91） 制定地方水污染物排放标准的技术原则与方法 83） 恶臭污染物排放标准 （ 93） 室外给水设计规范 1997年版 （ 86） 泵站设计规范 （ 50265 97） 城市污水处理工程项目建设标准（修订） （ 2001年版） 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程（ 94） 给水排水管道工程施工及验收规范 （ 97） 工业金属管道工程施工及验收规范 （ 97） 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（ 98） 建筑排水硬聚氯乙烯 管道工程技术规程 （ 29 98） 埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程（ 2001） 埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程（ 2000） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （ 2002） 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（ 002） 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 5 建筑给水排水设计规范 （ 2003） 建筑结构荷载规范 （ 2001） 工业建筑防腐设计规范 （ 95） 混凝土结构设计规范 （ 2002） 钢结构设计规范 （ 2003） 建筑地基基础设计规范 （ 2002） 建筑抗震设计规范 （ 2001） 建筑结构可靠度设计统一标准 （ 2001） 水工混凝土结构设计规范 （ 78） 工业企业设计标准 （ 79） 采暖通风和空气调节设计规范 （ 87） 建筑设计防火规范（ 2001年版）（ 87） 城镇污水处理厂附属建 筑和附属设备标准（ 89） 地下工程防水技术规范 （ 2001） 建筑电气设计技术规范 （ 83） 供配电系统设计规范 （ 95） 10 （ 94） 低压配电设计规范 （ 95） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 （ 92） 35110 （ 92） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范（ 92） 建筑防雷设计规范（ 2000年版）（ 94） 电力装置技术条件 （ 81） 分散型控制系统工程设计规定 (20508 92） 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号 (81） 控制室设计规定 （ 92） 仪表供电设计规定 （ 92） 信号报警、连锁系统设计规定 （ 92） 仪表配管、配线设计规定 （ 92） 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 6 仪表系统接地设计规定 （ 92） 供水排水用铸铁闸门 （ 3006 钢闸门设计规范 （ 81） 城市污水处理工程项目建设标准 （国家建设部 2001） 城市污水处理及污染防治对策 （国家建设部、环保局、科技部 2000） 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 7 3 工程背景情况 域情况 *污水处理厂规划污水流域范围主要为 *边缘集团及 *三家店地区的规划建设用地。其规划流域范围 : 南起永定河引水渠南侧，北至小西山，西起永定河三家店拦河闸，东至模式口隘口 ,总用地面积约 28平方公里，规划总人口约 (不含部队 )。 然条件 候条件 *市平原地区属暖温带、半湿润、半干旱的大陆性季风气候区，年平均气温约为11C 12C， 1月份最低月平均气温为 7月份最高月平均气温为 25C26C。 *地区为季风区，冬季以西北风和北风为主，夏季多偏南风，春秋两季为南北风转换季节，年平均风速为 2 3m/大风速可超过 20m/*地区年平均降水量 550660季降水量约占全年的 70%，雨季施工对本工程基坑开挖、支护和施工降水将产生不利影响。 拟建厂区地基土标准冻结深度 为 形地貌 *污水处理厂位于永定河冲洪积扇的顶部。工程场区自然地形基本平坦，本工程现场勘探期间所量测的钻孔孔口处地面标高为 区现为工厂厂区。 文地质 根据 *污水处理厂岩土工程勘查报告场区 (地下 )潜水的天然动态类型属渗入径流型 ,主要接受大气降水入渗及地下迳流补给，并以蒸发及地下迳流等方式排泄。 厂区地处 *市区西部 ,第四纪地层以渗透性很强的沙土、碎石土为主，故厂区及附近的地下水位多年来动态变化幅度较大，并且其变幅对 *西郊永定河放水、未来北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 8 “ 南水北调 ” 工 程、西郊地下水库的建立以及 *市节水措施引起的地下水开采量减小等非自然因素的影响较敏感。 厂区成层分布的地下水埋深在自然地面以下 15下水埋深较深，对于一般建筑物可不考虑地下水腐蚀性对主要建筑材料的影响。 程地质 根据 *污水处理厂岩土工程勘查报告，工程场地地面以下 沉积年代及工程性质可划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大层，按土层沉积顺序自上而下简述如下： 1)人工堆积层 表层为厚 岩性主要为粘质粉土填土、砂质粉土 填土 层，碎石填土 1层。 该土层土质较差且不均匀，不宜作为一般建筑物的地基持力层。对于一些简易的临时性单层建筑物，在对该土层进行一定的处理后，也可作为其地基持力层。 2) 新近沉积层 人工堆积层之下为厚度约 包括第 2大层粘性土、粉土层及第 3大层砂土、碎石土层。 第 2大层粘性土、粉土层 第 2大层主要岩性为褐黄黄褐色的粘质粉土、粉质粘土 层、砂质粉土 1层，其地基承载力标准值 10140 第 3大层砂土、碎石土层 第 3大层主要岩性为稍密中密的杂色卵石 层，褐黄褐黄 (暗 )色的细砂粉砂 1层，其地基承载力标准值 60250 3)第四纪沉积层 标高 包括以碎石土为主的第 4大层及第 5大层 ,主要岩性包括 : 卵石 层，细砂、粉砂 1层；粉质粘土 2层；卵石 层， 细砂、中砂 1层，卵石混粘土 2层，粘质粉土、砂质粉土 3层，粉质粘土 4层。 该大层中的砂、卵石层地基承载力标准值 20350性土、粉土层地基承载力标准值 60240 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 9 震 *地区地震属地震基本烈度 8度地区，本场地地基土不会产生地震液化。 程建设的必要性 *污水处理系统是 *市总体规划中的十五座污水处理系统之一，其规划污水流域范围 主要为 *边缘集团及 *三家店地区的规划建设用地。 *污水处理厂规划流域范围 : 南起永定河引水渠南侧，北至小西山，西起永定河三家店拦河闸，东至模式口隘口 ,总用地面积约 28平方公里，规划总人口约 不含部队 )，高井沟流经该集团用地。 目前，该地区开发工作即将全面展开。但目前配套污水管线系统极为薄弱，大量未经处理的污水通过明沟或雨水管排入河道，造成严重污染。 目前由于 *污水处理系统尚未开始建设，河道污染严重。为提高 *集团的水环境质量，改善 *市区的整体环境，确保 2008年 *奥运会召开之前污 水处理率达到 90的目标，需要积极建设 *污水处理厂（一期）项目。 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 10 4 工程规模及处理程度 水处理厂服务范围 本 污水处理厂规划流域范围 : 南起永定河引水渠南侧，北至小西山，西起永定河三家店拦河闸，东至模式口隘口 ， 总用地面积约 28平方公里，规划总人口约 不含部队 )。 水量预测 水体制选择 目前 *污水处理系统尚未开始建设， 配套污水管线系统极为薄弱 。规划区 内将实行雨污分流系统。 水量预测 期建设规模 根据 2003年对 *污水处理厂流域内的污水入河情况进行的现场踏勘调查及连 续水量监测，现状入河水量为 11220立方米 /日。由于现状该地区地形坡度大、河道沿线有渗漏可能性 ,而监测口位于下游河道 ,经分析污水量应大于实测量 ,并考虑到该地区的发展 ,建议近期污水处理厂规模为 2万立方米 /日。 期建设规模 根据 *建设区控制性详细规划及门城卫星城总体规划， *污水处理厂流域范围内规划建设用地 790公顷 ,规划人口为 建筑面积 368万平方米。 根据流域内用地功能、建筑性质、人口结构及人口规模，并分析研究可采用如下用水指标： 居住生活用水： 140升 /人 公共实施用水 : 6升 /平方米 多数为配套公共设施 ) 工业用水 : 80立方米 /公顷 特殊用地 : 100立方米 /公顷 北京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 11 表 4 规划污水量预测表 项 目 控制数据 用水指标 (l/ 用水量(m3/d) 污水排除率 预测污水量 (万 m3/d) 居住生活用水 140 共设施用水 殊用地 372公顷 100 业用水 43公顷 80 计 计算 *污水处理厂污水量 日 ,详见“规划污水量预测表”。根据 *市区污水处理厂合理规模研究 , *污水处理厂远期规模确定为 日 ,与按控制性详细规划数据所计算污水量基本吻合。 水厂设计规模 本工程远期建设规模为 日，一期建设规模为 2万立方米 /日。 理程度 水处理厂设计进水水质 在实际调查的基础上，并结合设计标准及“ *污水处理厂（一期）项目投资人招标”中的要求，拟定污水处理厂进水水质指标见下表。 表 4 进水水质一览表 编号 项 目 单 位 进水水质 1 生化需氧量 mg/l 200 2 化学需氧量 mg/l 350 3 悬浮物 SS mg/l 250 4 TN mg/l 40 5 总磷 TP mg/l 5 6 京市 *污水处理厂（一期）工程 可行性研究报告 北京市市政工程设计研究总院 12 水处理厂设计出水水质 *污水污水厂出水排入厂区南侧的高井沟，下游进入永定河，可作为高井沟及永定河河道的补充水源。按照规划部分污水要进行深度处理，以负担处理厂流域内的中水回用要求。 根据 城镇污水处理厂污染物排放标准 结合 “ *污水处理厂（一期）项目投资人招标”中的要求， 本处理厂的出水水质应达到一级 水水质指标如下表。 表 4 出水水质指标一览表 编号 项 目 单 位 出水水质 1 生化需氧量 mg/l 10 2 化学需氧量 mg/l 50 3 悬浮物 SS mg/l 10 4 N mg/l 5 5 TN mg/l 15 6 总磷 TP mg/l 6 9 8