贵州某县6000吨污水处理工程初步设计.doc

污水处理工程初步设计 1 xx 州 6000 吨/天污水处理工程 上海 xx 环境工程有限公司 编制时间：2010 年 12 月 污水处理工程初步设计 2 目目 录录 目 录.2 第一章 总 述.6 1.1 项目概况.6 1.2 编制依据及资料.6 1.3 编制原则.8 1.4 编制范围.9 1.5 城市概况及自然条件.9 1.6 社会经济状况.11 1.7 城市排水工程现状及存在问题.12 第二章 设计规模.14 2.1 服务区人口.14 2.2 污水量预测.14 2.3 污水处理厂建设规模.15 第三章 进水水质及排放标准.16 3.1 污水进厂水质的确定.16 3.2 污水出厂水质标准.16 3.3 处理程度.17 3.4 主要污染物质削减量.17 第四章 厂址比选.18 4.1 污水处理厂厂址确定的原则.18 4.2 厂址论证.18 污水处理工程初步设计 3 第五章 污水管网方案.20 5.1 排水规划.20 5.2 管网布置.20 第六章 污水处理厂工艺方案.22 6.1 工艺方案选择原则.22 6.2 预处理方案选择.22 6.3 污水生物处理工艺比较.26 6.4 出水消毒方案.37 6.5 污泥处理工艺.38 6.6 污泥最终处置工艺.39 第七章 污水管网设计.41 7.1 设计参数.41 7.2 管材选择.43 7.3 管顶最小覆土深度.44 7.4 管道基础及接口.44 7.5 管道试压.44 7.6 沟槽回填.44 7.7 主要工程内容.45 第八章 污水处理厂工艺设计.46 8.1 主要设备选型.46 8.2 处理工艺流程.51 8.3 污水处理工艺设计.51 污水处理工程初步设计 4 8.4 污泥处理工艺设计.56 第九章 污水处理厂工程设计.59 9.1 污水处理厂平面设计.59 9.2 污水处理厂竖向设计.59 9.3 污水处理厂建筑设计.59 9.4 污水处理厂结构设计.60 9.5 污水处理厂电气设计.61 9.6 污水处理厂仪表及分析系统.63 9.7 污水处理厂公用工程设计.64 9.8 附属建筑和附属设备设计.65 第十章 技术装备水平及节能设计.68 10.1 技术装备水平.68 10.2 节能措施.68 第十一章 防火设计.69 11.1 防火设计依据及原则.69 11.2 总体布置.69 11.3 厂前区防火.69 11.4 生产区防火.70 11.5 室内装修.71 11.6 其它.71 第十二章 环境保护.72 12.1 相关环境保护标准.72 污水处理工程初步设计 5 12.2 主要生态影响.72 12.3 施工期环境影响.73 12.4 施工期环境影响的应对措施.74 12.5 营运期环境影响分析.75 12.6 营运期环境影响应对措施.76 12.7 风险事故.77 第十三章 劳动保护.78 第十四章 企业机构、劳动定员及工程实施进度设想.79 14.1 企业机构.79 14.2 劳动定员、人员培训 79 14.3 工程实施进度设想.80 第十五章 招投标.81 第十六章 工程效益.83 16.1 环境效益.83 16.2 经济效益.83 16.3 社会效益.83 第十七章 问题与建议.84 171 问题 .84 172 建议 .84 污水处理工程初步设计 6 第一章第一章 总总 述述 1.11.1 项目项目概况概况 1.1.11.1.1 项目名称项目名称 贵州省 xx 州污水处理工程 1.1.21.1.2 项目业主项目业主 xx 州自来水公司 1.1.31.1.3 项目建设地点项目建设地点 1.1.41.1.4 项目规模项目规模 污水处理厂一座（前处理构筑物、脱水机房、附属建筑物按远期设计，主 体处理构筑物按近期设计）和配套污水收集、输送系统（按远期 2020 年设计） 1.21.2 编制依据及资料编制依据及资料 1、 xx 州污水处理工程设计合同 2、 xx 州中心城区总体规划（修编）19992020 3、 关于 xx 州污水处理工程可行性研究报告的批复 4、 贵州省地面水域水环境功能划类规定 5、 市政公用工程设计文件编制深度规定 6、 xx 州污水处理工程环境影响评价报告 7、有关地形图 xx 州城 1：2000 地形图 污水处理厂厂址 1：500 地形图 8、主要设计规范、规程及标准 工艺专业： 室外排水设计规范 （gb50014-2006） 泵站设计规范 （gb/t50265-97） 城市工程管线综合规划规范 （gd50289-98） 给水排水管道工程施工及验收规范 （gb50268-97） 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 （gb50236-98） 污水处理工程初步设计 7 城市污水处理工程项目建设标准 地表水环境质量标准 （gb3838-2002） 污水排入城市下水道水质标准 （cj3082-1999） 城镇污水处理厂污染物排放标准(gb18918-2002) 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （cjj41-91） 防洪标准 （gb50201-94） 工业企业设计卫生标准 （gbz1-2002） 工业企业厂界噪声标准 （gb12348-1990） 电气专业： 供配电系统设计规范 （gb50052-95） 通用用电设备配电设计规范 （gb50055-93） 建筑物防雷设计规范 （gb50057-1994） 10kv 及以下变电所设计规范 （gb5005394） 低压配电设计规范 （gb5005495） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （gb5006292） 工业企业照明设计标准 （gb50034-92） 建筑专业： 民用建筑设计通则 （gb50352 -2005） 民用建筑隔声设计规范 （gbj118-88） 屋面工程施工质量验收规范 （gb50207-2002） 工业企业总平面设计规范 （gb50187-93） 工业建筑防腐蚀设计规范 （gb50046-95） 建筑设计防火规范 （gb50016-2006） 建筑内部装修设计防火规范 （gb50222-95） （2001 年版） 建筑灭火器配置设计规范 （gb50140-2005） 房屋建筑制图统一标准 （gb/t 50001-2001） 结构专业： 给水排水工程管道结构设计规范 （gb50332-2002） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （gb50069-2002） 污水处理工程初步设计 8 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范 （gb50032-2003） 建筑结构荷载规范 （gb50009-2001） 建筑地基基础设计规范 （gb50007-2002） 建筑桩基技术规范 （jgj94-94） 建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） 混凝土结构设计规范 （gb50010-2002） 砌体结构设计规范 （gb50003-2001） 锚杆喷射混凝土支护技术规范 （gb50086-2001） 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 （cecs138：2002） 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程 （cecs141：2002） 1.31.3 编制原则编制原则 (1)贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范和 标准。 (2)在对 xx 州排水现状充分调查研究的基础上，对服务区内的污水进行综 合治理，解决污水排放对 xx 州地表水及地下水造成的污染，改善区域内六枝河 及其支流的水体质量，充分发挥项目的社会效益、经济效益和环境效益； (3)根据进厂污水的特点和现状，选择行之有效省能、简便、适合性强的工 艺处理流程。 (4)通过技术经济论证优化设计方案，选用技术可靠、投资少、效率高、成 本低、见效快的处理工艺。 (5) 根据城市基础设施建设统一规划，分期建设的指导方针，本着需要与 可能相结合的原则，在设计污水处理工程的同时，考虑远期工程扩建的要求， 做到统一规划，分期实施。 (6) 管理控制采用集中检测管理，分散控制和集散方式，建立完善的检测 系统和 plc 控制站，对整个污水处理过程进行检测和控制，实现全厂自动化控 制，并最终实现无人操作的目的。 (7) 改变人们对污水处理厂的偏见，加强绿化，提高污水处理厂的环境质 量，改善工作人员工作条件，把污水处理厂建成环保型工厂。 (8) 妥善处置系统中产生的栅渣、垃圾、沉砂、污泥，避免二次污染； 污水处理工程初步设计 9 (9) 为避免重复建设，厂外截污总管按远期规模设计。 1.41.4 编制范围编制范围 二级污水处理厂 1 座，近、远期结合，部分单体按近期 2010 年设计，其它 单体按远期 2020 年设计。 按远期 2020 年配套建设厂外截流干管，城区污水收集管网。 1.51.5 城市概况及自然条件城市概况及自然条件 1.地理位置 xx 州位于贵州省西部，六盘水市东部，地处东经 105008、105043、 ，北 纬 2559、2633、之间。南北长 61 公里，东西宽 60 公里。市域范围占地 1792.1 平方公里。城区为全市的中心区辖 4 个办事处和 5 个建制镇，城区国土 面积为 23 平方公里，城市人口 12 万，到 2010 年将达到 20 万。 2.地形地貌 xx 州地处北盘江、三岔河分水岭土，位于云贵高原东斜坡乌蒙山脉与苗岭 山脉的衔接地带。本区地势总的特点是西北高、东南低，地形起伏高差较大。 主要地貌类型有构造剥蚀山地、构造侵蚀谷地、侵蚀堆积河谷、岩溶地貌四大 类。土壤类型主要有山地黄棕壤、黄壤、石灰土、潮土、紫色土、水稻土等六 类。 本区在漫长的地质历史时期中，由于受内力地质及外力地质作用的综合影 响，形成了较为复杂多样的地形地貌，其中有山地、丘陵、坝子。 山地：全区共有山地面积 970.6 平方公里，占全区面积的 54.16丘陵： 全区共有丘陵面积 648.3 平方公里，占全区面积的 36.18坝子：全区共有坝 子面积 173.2 平方公里，占全区面积的 9.66%。 3. 气候 xx 州属中亚热带季风气候，降雨主要受西太平洋孟加拉湾一带的水汽和其 副热带高压背脊活动的影响，具有气候比较温和，雨量充沛的特点，是全省暴 雨中心之一。 气温：全特区多年平均气温 14.5c，变化范围在 13.515.2c 之间。 年之内，7 月气温最高，平均气温 21.9c，1 月气温最低，平均气温 4.8 c。极端最高气温为 34.1c，极端最低气温为5.6c。 污水处理工程初步设计 10 降雨量：多年平均降雨量 14158 毫米，多年平均降水总量为 253 亿立 方米，历年最大降水量为 2341.7 毫米，历年最小降水量为 1071.6 毫米。全区 年平均径流深为 8116 毫米，年径流变差系数为 029。降水量具有年际变化 大，各季分配不均匀，月间差异悬殊的特点。 日照：多年日照时数平均为 l264 小时。 无霜期和霜冻：多年平均无霜期 294 天。 风象：xx 州城区为河谷型城市，风向受山谷小气候影响，主导风向为东南， 其次为西北。 4.河流水系 xx 州境内河流除北盘江，三岔河为过境河外，河流长在 5 公里以上的有 40 条，全区河流总长为 55045 公里（包括 5 公里以上长度的河流在内） ，其中河 长大于 10 公里或流域面积在 20 平方公里以上的有 25 条，北部属长江水系的有 岩脚河、木贡河、雨亥河、岱翁河、黑塘河、懒龙桥河、保木河、沙子河、岔 河共 9 条，汇入三岔河。南部属珠江水系的有六枝河、纳骂河、月亮河、木则 河、中坝河、大田河、和平河、郎岱河、磨盘河、茅口小河、木城河、落别河、 超子河、龙潭河、通仲河、田坝河共 16 条，流入北盘江。 全区 40 条河流，平均每百平方公里有河道 308 公里，属雨源性河流，一 般年份除三岔河和北盘江以外，河道基流都较小，造成春旱，汛期山洪爆发则 常常给两岸农田造成洪涝灾害。 5.水文地质 xx 州水文资料分析计算结果表明，全特区地表水资源多年平均总径流量为 13.33 亿立方米，多年平均径流深为 746 毫米。其中，三岔河流域的 9 条河流 多年平均径流量为 5.18 亿立方米，占全特区多年平均径流量的 39。北盘江 流域的 l6 条河流，多年平均径流量为 8.15 亿立方米，占全特区多年平均径流 量的 61。xx 州地表水丰富，但由于岩溶面积分布广，水土流失严重，地形地 貌十分复杂，降雨的时空分布很不均匀，各地水资源相差大，水资源开发利用 比较困难。 xx 州的地下水资源大多储存于岩蚀裂缝、孔穴、溶潭之中，以井泉、暗河 的形式溢出地面。采用水文图集中 270 天保证流量模数图结合特区情况，算出 污水处理工程初步设计 11 特区地下水平均径流模数为 4.2，计算出径流量为 2.37 亿立方米。由于地形地 貌和水文地质结构不同，以及地下水蕴藏量的差异，地下水开发的条件随之不 同。如分水岭斜坡地带，地下水埋藏深，开发困难；河流下游，特区东南部、 南部熔丘盆谷地带，是地下水排泄区，水量丰富，并有天然露头，易被开发利 用；深谷和边远山区，虽地下水丰富，但开发困难，利用率低。 6、地震 按国家建设部颁布的中国地震裂隙区划图显示，xx 州基本地震烈度为 6 度。 7、洪水 xx 州城区属于一般城镇，城镇等级为等，根据国标 gb5020194 防洪 标准 ，确定相应的防洪标准为 20 年一遇洪水设防。 xx 州城区内主要河流为六枝河。六枝河是北盘江一级支流打邦河的主源河， 发源于六枝西部的凉水井矿区，流经城区长度 8.2 公里，由北向南穿城而过。 雨季水土流失严重，河水合泥量有逐年增多趋势。 xx 州城区内有东风水库和雾步冲水库及鲜鱼塘小山塘。两水库及山塘对城 区防洪作用甚微。由于城市的发展没有防洪规划的限制及历史原因，河道防洪 能力极低，防洪标准偏低。干流多数河段防洪能力仅达到 510 年一遇，局部 河段为3 年一遇。六枝河城区段是洪涝灾害较为严重的地段，1983 年、 1988 年、1992 年、l996 年、2000 年沿河两岸大片房屋及农田均受到较为严重 损失，也对城区的建设发展造成直接的威胁。在规划污水处理厂地段的洪水淹 没线的标高为 1319.5 米。因此，对于建在六枝河沿岸的污水处理厂来说，防洪 措施的制定显得尤为重要。 1.61.6 社会经济状况社会经济状况 随着国家开发中西部经济战略的实施，依托株六铁路复线和水黄高等级公 路，综合六盘水市市域的生产力布局，立足本地资源，面向两湖两广，xx 州将 充分发挥能源原材料生产基地优势，加强区际合作，实施东进发展战略。近期， xx 州经济和社会发展的总体构想是：抓住发展机遇，以提高经济效益为中心， 夯实两个基础（农业、基础设施） ，打响三张品牌（黑色、绿色、旅游） ，实施 五大战略（经济结构调整、科教兴区、开放带动、可持续发展、城镇化发展） ， 污水处理工程初步设计 12 构建四大经济支柱（电力、生物制药、特色食品、旅游） ，促进两个文明协调发 展，加快富民兴区步伐。 2003 年，全区生产总值 14.62 亿元，比上年增长 14.4%，其中第一、第二、 第三产业增加值分别为 3.21 亿元、6.27 亿元、5.14 亿元。工业总产值 12.01 亿元，增长 23.6%，主要工业产品产量：原煤 278.29 万吨，焦炭 30.76 万吨， 水泥 46.2 万吨，发电量 1.2 亿千瓦时。财政总收入 1.33 亿元，增长 27.33%， 其中地方财政收入 8237 万元，增长 28.44%；财政支出 2.68 亿元，增长 16.52%。 xx 州的发展潜力巨大，前景广阔，但在发展过程中将受到地方财力薄弱、 城市基础设施不完善、综合服务能力欠佳等因素的制约，需要人力、物力、财 力的支持，进行综合整治。 1.71.7 城市排水工程现状及存在问题城市排水工程现状及存在问题 1.7.11.7.1 城市供水现状城市供水现状 xx 州 1960 年前，中心区居民生活用水主要靠地表层泉水和自然水溪。煤 田开发建设兴起后，人口不断增加，泉水水位下降，水溪逐渐枯竭，河道也受 到污染。60 年代到 80 年代初相继修建深井泵房，自建供水系统。到 1985 年六 枝矿务局供水管管网长 12km，年供水量 180 万吨，到 1990 年后中心区内企事 业单位不断开采地下自备水源，至 1999 年 5 月中心区各单位自备水源总量为 2.2104m3d。但各自备水源水质质量差，达不到国家生活饮用水标准。 xx 州于 1986 年成立自来水公司。相继建成了尖山水厂、杨梅山水厂，供 水能力为 0.9104m3d。目前，正开始实施抵西供水工程，该项目工程规模为 0.3104m3d。项目投产建成后对供水不足的矛盾略有所缓解，但 xx 州中心 城区供水不足的矛盾未得到根本改善。为从根本土解决 xx 州供水问题，xx 州 人民政府开展了城区 17400 万吨供水工程可行性研究工作，正在筹措建设资金 实施该项目。 1.7.21.7.2 城市排水现状及存在问题城市排水现状及存在问题 (1)排水现状 由于历史原因，xx 州城市基础设施建设资金一直匮乏。排水工程也未能纳 入城市统一管理的轨道之中。城区排水管道简陋，不成系统，有粗放的石砌下 污水处理工程初步设计 13 水沟 57 条 366km。有的路段因建路时无规划，至今仍无下水道。而且，城市 防洪措施不力，垃圾淤泥经常壅堵，排水不畅。城区十万余人生活污水和城市 工业废水依地势流向六枝河，使六枝河受到不同程度的污染。而六枝河下游的 落别乡、大用镇有十几个寨子，几千户人家直接饮用六枝河水，它已严重危害 人民群众的身体健康。 (2)存在问题 1、合流制排水，污染严重，不适应城市的发展，不符合城市总体规划要求。 2、城市排水系统布置不合理，系统不完善，没有污水处理厂，雨天排水不 畅，雨后污染严重。 3、采用石砌暗沟或明沟排水，渗漏严重，对地下水影响较大。 4、工业企业污水排放水质超标严重，企业内水的重复利用率低。 5、城市污水最终排入六枝河，造成水资源的严重污染。 污水处理工程初步设计 14 第二章第二章 设计设计规模规模 2.12.1 服务区人口服务区人口 根据xx 州中心城区总体规划（修编）19992020 ，并根据现场实地调 查和人口自然增长率推算 2010 年六枝城区人口规模为 16 万人，远期 2020 年中 心城区人口规模为 24 万人。 2.22.2 污水量预测污水量预测 根据贵州省“十一五”城镇污水处理及再生设施建设规划 ，本污水处 理厂设计规模按照 2010 年设计，污水收集系统，则考虑一定的超前性，按照 2020 年的设计。 xx 州中心城区总体规划（修编）19992015 ，xx 州 2010 年综合生活用 定额为 160 升/人.日，工业用水量为城市综合生活用水量 15%,依据上述参数确 定污水量。具体计算详见下表： 污水量预测及建设规模测算表城市用水量预测如表： 序号项 目单 位 数量 （2010） 数量 （2020）备 注 1 规划人口万人 1624 2 城市综合生活用水定额 l/人.d 160220 3 城市综合生活用水量万 m3/d 2.565.28 4 城市工业用水量万 m3/d 0.380.80315% 5市政、绿化及未预见水量 万 m3/d0.591.21 （3+4）20% 6 最高日总用水量万 m3/d 3.537.293+4+5 7 日变化系数 1.21.2 8 平均日总用水量万 m3/d 2.946.0867 9 污水形成率 85%85% 10 平均日污水量万 m3/d 2.505.17 11 污水处理率 71.93%73.50% 12 平均日污水处理量 万 m3/d 1.803.80 污水处理工程初步设计 15 2.32.3 污水处理厂建设规模污水处理厂建设规模 根据表 4.1 的测算结果， 2010 年 xx 州污水处理工程设计服务范围内平均 日污水总量为 6000m3/d，2020 年污水管网系统处理能力为 17400 m3/d，则污水 处理率为 73.50%,符合相关污水处理政策。因此，xx 州污水处理工程建设规模 近期确定为 6000m3/d，远期确定为 17400m3/d。 污水处理厂设计考虑远、近期结合，进水泵房按远期设计，其它构筑物和 附属建筑物按近期设计。 远期厂区建设，则考虑对本污水处理厂紧邻地块用地进行规划控制。 污水收集管网按远期 2020 年设计，规模为： a、污水管道总计 20170 米，其中： de315： 750 米 de400： 9100 米 dn600： 7520 米 dn800： 2800 米 b、污水检查井总计 414 座，其中： 1000 圆形：187 座 1250 圆形：230 座 溢流井 4 座：每座 lxbxh=4x2.6x3m。 污水处理工程初步设计 16 第三章第三章 进水水质及排放标准进水水质及排放标准 3.13.1 污水进厂水质的确定污水进厂水质的确定 鉴于县城现状为雨、污混流的直泄式合流制排水体制，水质监测数据均为 现状河道、合流沟渠的水质监测，不宜用作污水处理厂的进厂水质指标。在确 定污水进厂水质时，参照省内部分污水处理厂及地级市污水处理厂的进厂水质 指标，结合实测水质资料，并考虑到远期污水水质的变化趋势，确定县城污水 处理工程设计进厂水质如下： 表表 3-13-1 污水处理工程设计进厂水质污水处理工程设计进厂水质 单位：单位： mg/lmg/l 项目进水水质 bod5120 cod200 ss180 nh3-n27 tp3 tn40 最高水温:30，最低水温:15，平均水温: 20。 3.23.2 污水出厂水质标准污水出厂水质标准 污水处理厂的污水排放标准由受纳水体的水域功能确定,县城污水处理工程 出厂水的受纳水体为小河流,根据县城总体规划（修编） （2000-2020 年） ， 城区的水域功能按地表水质量标准 （gb3838-2002）类水体控制,下游河段 依据 xx 府20052 号州人民政府关于 xx 州地表水域水环境功能区划分方案 的批文 。因此，县城污水处理厂的污水排放执行城镇污水处理厂污染物排放 标准 （gb18918-2002）一级 b 类标准,即污水出厂指标为: 表表 3-23-2 城镇污水处理厂污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准 单位：单位： mg/l(phmg/l(ph 除外除外) ) 项目污水排放一级 b 标准 ph 69 bod520 cod60 污水处理工程初步设计 17 ss20 nh3-n8 tp1.5 tn20 粪大肠菌群数104个/l 3.33.3 处理程度处理程度 根据污水处理厂的进水水质及出水水质，贵州省 xx 州污水处理厂污水处 理程度为： 表表 3-33-3 污水主要污染物处理程度污水主要污染物处理程度 项目处理程度 bod5 83.3 cod 70 ss88.9% nh3-n70.4% tp50% tn50% 3.43.4 主要污染物质削减量主要污染物质削减量 bod5： 219 吨/年 codcr：306.6 吨/年 ss： 350.4 吨/年 nh3-n： 41.61 吨/年 tp： 3.285 吨/年 tn：43.8 吨/年 污水处理工程初步设计 18 第四章第四章 厂址厂址比选比选 4.14.1 污水处理厂厂址确定的原则污水处理厂厂址确定的原则 污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求。 并应根据下列因素确定： 1、厂址位置应位于六枝河河段的下游。 2、厂址位置应位于 xx 州夏季主导风向的下风向。 3、厂址位置应具备较好的工程地质条件。 4、厂址位置应尽量不影响景区景观效果。 5、厂址位置应便于城镇污水的收集和输送。 6、厂址位置应便于污水、污泥的排放和回用。 7、厂址位置应满足 xx 州的防洪要求，应具备良好的排水条件。 8、厂址位置应少拆迁、少占或不占农田、有卫生防护距离。 9、厂址位置应有远期扩建的可能。 10、厂址位置应具备方便的交通运输和水电条件。 4.24.2 厂址论证厂址论证 经现场实地踏勘及初步分析比选，xx 州污水处理厂有两处可作为处理厂建 厂厂址： 1、建厂厂址一位于城区东南面的克妈洞田坝鸡冠山山脚处。该厂址位于 城区排水系统下游，距 xx 州主城区约 1.00km（在规划城区的边缘） ，施工条件 好，利于污水的收集；该处地形平坦、土石方量不大；不受洪水威胁；无拆迁、 可用地面积约 40 亩，污水处理厂近期占地 15 亩，远期占地 23 亩。但该处且位 于城区夏季主导风向的上风向，且紧邻规划城区，对城区环境卫生影响较大， 同时该处建设污水处理厂，也将制约该片区的发展。 2、建厂厂址二位于城区东南面的克妈洞田坝老豹窝山脚处，该厂址位于 城区排水系统下游，距 xx 州城区 2.5km，施工条件好，利于污水的收集；同时 远离城区，三面环山，对城区卫生环境影响较小；该处地势较平、地形标高为 1300.1-1303.4m 之间，不受洪水威胁；无拆迁，占地面积约 40 亩，污水处理 厂近期占地 15 亩，远期占地 23 亩。 污水处理工程初步设计 19 从上述分析及经济比较可知，建厂厂址二（克妈洞田坝老豹窝山脚处） 较建厂厂址一（克妈洞田坝鸡冠山山脚处）具有兼顾环境保护及城区规划发 展的优点，故确定 xx 州污水处理厂建厂厂址在克妈洞田坝老豹窝山脚处。 污水处理工程初步设计 20 第五章第五章 污水管网方案污水管网方案 5.15.1 排水规划排水规划 5.1.15.1.1 排水规划原则排水规划原则 满足城市整体方面的原则 符合环境保护的要求贯彻执行“全面规划，布局合理，综合利用，化害为 利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”的环境保护方针。 充分发挥排水系统的功能，满足设计要求。 要考虑现状，充分发挥原有排水设施的作用。 注意工程建设中经济方面的要求。 处理好近远期关系。 5.1.25.1.2 排水规划排水规划 近期采用分流制和合流制并存，新建小区、开发区严格按分流制建设，逐 渐过渡到分流制。远期采用分流制，雨水经道路边沟和雨水管收集后就近排入 六枝河。污水经道路下污水管排入沿河两侧的截污干管，污水干管上设置截流 井。截流井主要截流初期雨水和污水，初期雨水和污水经截流干管最终输送至 下游污水处理厂，处理达标后排放。 5.25.2 管网布置管网布置 5.2.15.2.1 管网布置原则管网布置原则 根据城市整体规划，结合当地实际情况布置排水管网，与城市市政设施建 设同步，并进行多方案技术经济比较。 先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，按照从干管到支管的顺 序经行布置。 充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小。 协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的 衔接。 规划设计要考虑到管道施工、运行和维护的方便。 规划设计要考虑近远期结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。 污水处理工程初步设计 21 5.2.25.2.2 污水管网布置方案污水管网布置方案 根据xx 州中心城总体规划（修编） （1999-2020 年） 排水工程规划，遵 循上述管网布置原则，对设计服务范围的城区道路下，污水管道沿道路中线两 侧敷设。 新建城区污水管网系统，沿六枝河敷设截流干管，城区污水收集后由该截 污主管输送至污水处理厂，同时将现有排水沟渠逐步改造成雨水沟渠。污水管 道接入截流干管处设置溢流井。近期雨季时，城区没有完全实现雨、污分流， 多余的雨、污混合水将通过截流干管上溢流井溢流至城市水体；远期完全实现 雨、污分流的排水体制后，截流干管将作为污水主干管使用，不会再有溢流情 况发生。 污水处理工程初步设计 22 第六章第六章 污水处理厂工艺方案污水处理厂工艺方案 根据出水水质要求，xx 州污水处理工程的处理流程为具有脱氮除磷功能的 城市污水二级处理工艺，工艺流程包括预处理段、生物处理段、后处理段及污 泥处理处置段。其中预处理段由粗格栅、进水泵站、细格栅、沉砂池等组成； 生物处理段由 amon 一体化反应器组成；后处理主要是消毒；污泥处理系统由污 泥贮存、浓缩和脱水等组成。 到目前为止，城市污水处理技术多种多样，各地在决策确定工艺时十分棘 手。城市污水处理工艺的选择，一般应按当地污水水质水量、下水道的完善程 度、接纳水体情况、污水资源化利用程度、剩余污泥的出路及技术管理水平等 综合考虑，通过技术经济比较确定。 首先要考虑工艺的可靠性及对污染物有较高的去除率。然后，应考虑系统 具有较大的耐冲击负荷能力。所选工艺还应当使剩余污泥量少、性质稳当、没 有繁重的污泥处理问题。还有，根据近年来污水处理技术发展趋势，处理系统 的改进都倾向于做到缩短工艺流程，使维护管理方便，以体现工艺水平的先进 性。此外，还应具有先进的技术经济指标，如处理单方污水的投资、占地、耗 能及运行费均应较低和合理。 6.16.1 工艺方案选择原则工艺方案选择原则 在进行污水处理方案选择的时候，应着重考虑以下几个方面： (1) 工艺应该先进可靠，处理效果良好，保证达到排放标准。 (2) 基建投资省，能耗和运行费用低。 (3) 尽量减少占地面积。 (4) 污泥产量少且性质稳定。 (5) 操作运行管理简单。 6.26.2 预处理方案选择预处理方案选择 6.2.16.2.1 格栅格栅 格栅是污水处理厂第一道预处理设施，其功能是拦截污水中的漂浮和悬浮 固形物，以保证后续处理设施顺利运行。 按清渣方式，格栅可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种。为改善管理 污水处理工程初步设计 23 人员的劳动条件，减轻劳动强度，本工程预处理阶段宜采用机械清渣格栅，选 用时根据格栅的池深、池宽、污物量、污物性质、安装角度及安装位置等因素 综合确定。 （1 1）粗格栅）粗格栅 目前，污水处理中常用的机械清渣粗格栅主要有：回转式（反捞式） 、高链 式、钢丝绳牵引式等。 a、回转式（反捞式）格栅：回转式格栅的工作原理为齿耙固定于链条上， 链条沿导轨运行，齿耙从栅条的后部下行，从底部运行至栅条前部，从下向上 的将被栅条拦截的漂浮物顺着挡板捞至泄渣口处，泄入渣斗。 其主要特点是：动作可靠，故障率低；反捞的操作方式保证了不会将栅渣 带入水下，捞渣彻底；当污水中泥砂等沉积物较多时，不会造成栅条的堵塞； 但不适用于进水渠道较深时。 b、高链式格栅：高链式格栅的工作原理为除污耙上的三角形杆架结点与链 条铰结，另一结点上的滚轮位于平行于栅条的槽钢导轨中，齿耙则固定于三角 形杆架的底边上，当链条由顶部的驱动装置带动后（链轮顺时针转动） ，齿耙架 受链条和导轨的约束作平面运动，在链条运行一周内完成齿耙闭合水下取渣、 上行输渣泄渣等循环动作。 其主要特点是：动作可靠，构造简单，故障率低；水下无运转部件，使用 寿命长，维护保养方便；但适用水深一般不大于 2.0m。 c、钢绳牵引式格栅：钢绳牵引式格栅的工作原理为耙斗处于张开位置沿轨 道下降至底部，在控制部件的作用下，完成合耙，耙齿插入栅隙上行将栅条拦 截的栅渣、杂物等捞入耙中，至出渣口处借助除污耙推杆将栅渣卸出，耙斗停 止上行并张开，完成一个除污动作循环。 其主要特点是：适用范围广，渠道宽度可达 4.0m，深度可达 30m；自我保 护措施齐全，运行安全可靠，故障率低；易损件少，水下无运转部件，使用寿 命长，维护保养方便；但格栅机高度较大，吊装较困难。 综上所述，结合上述三种格栅在国内及省内其他工程上的运用情况，本工 程进厂管道埋置深度为 3 米，粗格栅选型推荐采用回转式粗格栅。 （2 2）细格栅）细格栅 污水处理工程初步设计 24 细格栅的作用是在粗格栅的基础上进一步去除污水中较小的漂浮物及直径 大于 5mm 的固体物质，以保证生物处理系统及污泥处理系统的正常运行。 污水处理中常用的机械清渣细格栅主要有：循环式齿耙清污机、转鼓式格 栅清污机、阶梯式格栅清污机等。 a、循环式齿耙清污机：循环式齿耙清污机（又称“固液分离机” ）是由尼 龙或不锈钢制成的特殊形耙齿，按一定的排列次序装配在耙齿轴上形成封闭式 耙齿链，其下部安装在进水渠水面下。当传动系统带动链轮作匀速定向选转时， 整个耙齿链便自下而上运动，并携带固体杂物从水体中分离出来，水流则通过 耙齿间隙流过去，整个工作过程是连续进行的。 其主要特点是：没有固定栅条，除污动作连续，排渣干净，分离效率高； 耐腐蚀性好，能耗省，噪音小；最小间隙为 1.0mm，是典型的细格栅；但耙齿 之间易卡阻栅渣而导致耙齿发生变形，进而造成栅条间隙不一致。 b、转鼓式格栅清污机：转鼓式格栅是由相互平行可转动的圆形环片组成， 呈转鼓状；在转鼓转动中，拦截在格栅上的栅渣随转鼓转动送至顶部后，落入 设在转鼓中的收集斗内，通过螺旋输送器逐渐挤压输送到收集容器内。该机集 截渣、除渣、螺旋提升、压榨脱水四种功能于一体，是一种新型高效的格栅除 污机。 其主要特点是：清渣彻底，分离效率高；拦截面积大，水头损失小；全不 锈钢结构，维护工作量小；集多种功能于一体，结构紧凑。但设备费用较其他 细格栅高，而且建设、运行、管理经验较少。 c、阶梯式格栅清污机：阶梯式格栅清污机主要由动栅片、静栅片、偏心旋 转机构组成，偏心旋转机构在减速机的驱动下，使动栅片相对于静栅片作自动 交替运动，从而使被拦截的漂浮物交替由动、静栅片承接，犹如电动扶梯一般， 逐步上移至卸料口。 其主要特点是：采用独特的阶梯式清污原理，可避免杂物卡阻及缠绕；无 水下运转部件，检修方便，寿命长；全不锈钢结构，维护工作量小；渠道上的 设备高度较小，便于设备安装及维修。但设备安装时需要严格控制栅片的角度， 同时需要注意栅片与渠底处的衔接。 目前，上述三种细格栅在国内及省内其他工程上均得到了很好的运用。结 污水处理工程初步设计 25 合省内已建污水处理厂的建设、调试、运行及管理经验，细格栅选型推荐采用 省内已广泛运用的阶梯式格栅清污机。 6.2.26.2.2 沉砂池沉砂池 沉砂池的功能是去除污水中比重较大的无机颗粒。 我国城市污水处理中，常用的沉砂池类型主要有曝气沉砂池、旋流沉砂池 两种。曝气沉砂池应用比较广泛，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形 成具有一定速度的螺旋形滚动(垂直于水流方向)，具有稳定的除砂效果；旋流 沉砂池则是利用水力涡流除砂，污水从沉砂池切向流入，回旋 270或 360出 流，粒径在 0.20 毫米以上的颗粒沉砂去除率达 85%，砂粒含水率低于 60%。 为保证除磷效果，按生物除磷设计的污水处理厂，一般不采用曝气沉砂池。 根据建设部推广应用和限制禁止使用技术 ，旋流沉砂池已作为城镇污水处理 推广应用的技术。结合 xx 州污水处理工程的出水水质要求，本工程确定采用旋 流沉砂池除砂。 目前，国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏(jones-attwood jeta)和 比氏(pista)两大类。从国内应用情况看，比氏池进入国内较早，过去采用较多， 但因砂泵磨损厉害，更换频繁，所以目前已普遍采用钟氏池。这两种沉砂池在 池型、除砂机理以及提砂方式上均有很大区别，究竟孰优孰劣，仍无第一手的 对比测试资料。因此，参照国内及省内已建污水厂的应用情况，确定旋流沉砂 采用钟氏沉砂池。 钟氏沉砂池采用 270的进出水方式，池体主要由分选区、集砂区两部分 构成，其构造特点是在两个分区之间采用斜坡连接。钟氏池的斜坡式设计，使 砂粒主要依靠重力沉降。砂粒通过斜坡自然滑入集砂坑，在滑入集砂坑之前， 在旋转桨片产生的斜向水流作用下将附在砂粒上的有机物剥离开。其排砂方式 有两种形式：一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但砂泵的磨 损问题越来越受到用户的关注；另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐 用，气提之前可先进行气洗，将砂粒上的有机物分离出来，但设备相对较多。 综上所述，结合省内其他工程的运行经验，本工程预处理阶段采用钟氏沉 砂池除砂，气提排砂。 污水处理工程初步设计 26 6.36.3 污水生物处理工艺比较污水生物处理工艺比较 当前国内外大部分城市二级污水处理厂所采用的处理工艺均为活性污泥法, 这种处理方法能有效去除城市污水中的各种有机污染物质，运行成本低，并积 累了一定的设计、施工和运行管理经验。随着废水处理的实际需要和处理技术 的不断发展，特别是近几十年来，在生物反应、净化机理、活性污泥生物学、 反应动力学、生物反应器等方面的研究，已开发多种好氧反应器，最为常规的 活性污泥法在工业污水处理过程中常为应用。xx 州污水由生活污水组成，因本 工程污水水质可生化指标 bod5/cod 约为 0.60,污水可生化性好，故采用活性污 泥法。 从活性污泥系统的观点看，好氧过程分为三个过程（三步法）：（好氧） 生物反应、沉淀（泥水分离）和污泥回流，保持三个过程的协调运行是维持好 氧系统的充分必要条件。现有污水好氧活性污泥工艺按三步法的布置形式可分 为空间和时间两大类： （1）三步法空间布置 三个过程以空间形式布置，即在物理空间上将三个过程分开，每一步都有 相对独立的构筑物，保持同步运行，即在时间上保持一致，实现系统的连续运 行。这种布置的主要缺点是占地大，典型工艺有传统活性污泥法、氧化沟等。 （2）三步法时间布置 三步法利用相同空间，通过时间的分布划分三步过程，占地小，相对集中， 但构造复杂，运行可靠性除依赖曝气系统以外，还需要依赖滗水装置、plc 时 间控制等良好的设计和可靠的设备，运行要求高，依赖性强。这种布置的典型 工艺有 sbr、cass、msbr、unitank 等工艺等。 活性污泥法已经历了约 80 年的发展和改造，出现了各种活性污泥法变型， 目前较先进、应用较广泛的处理工艺有：sbr（改良 sbr）、曝气生物滤池、新 型一体化 amon 生物反应器等，现分别分析比较如下： 6.3.16.3.1 改良改良 sbrsbr 工艺工艺 sbr 工艺是序批式活性污泥法的简称，它是传统活性污泥法的一种变型， 其反应机制以及污染物质的去除原理均与传统活性污泥法基本相同。但其运行 模式与传统活性污泥法有很大差别：sbr 工艺的运行由进水、反应、沉淀、排 污水处理工程初步设计 27 水和闲置五个阶段组成，五个阶段是在单一的 sbr 反应池内在时间上依次完成 的。而传统活性污泥法是在空间上设置不同的构筑物来完成上述五个阶段的。 改良 sbr 工艺是 sbr 工艺的一种派生形式。改良 sbr 工艺与常规 sbr 的区 别在于: 改良 sbr 反应池在主反应区前增加了预反应区。污水与回流污泥连续 不断的进入主反应区前部的预反应区,在预反应区内较高的污泥负荷将有利于絮 凝性细菌的生长，并可提高污泥活性，快速去除污水中的溶解性易降解有机物， 对难降解有机物起到良好的水解作用，有效抑制丝状细菌的生长和繁殖，克服 污泥膨胀，提高系统的稳定性；同时预反应区内还有较显著的反硝化作用（该 区内去除的氮约占总去除率的 20%左右），并使污泥中的磷在厌氧条件下得到 有效的释放。在主反应区内混合液在 “厌氧缺氧好氧”的反复交替过程中 完成脱碳、脱氮和除磷(如图 6-1 所示)。 改良 sbr 工艺近年来在国内外得到了深入研究和广泛的应用，具有以下几 个主要优点： （1）省去了初沉池、二沉池，无回流污泥泵站，工艺流程简洁，占地面积 小。 （2）系可变容积运行，提高了系统对冲击负荷的适应性及运行操作的灵活 性。 （3）沉淀阶段不进水，为静止沉淀。泥水分离效果较好，沉淀污泥浓度较 高，出水中 ss 浓度低，有利于降低出水中磷的浓度。 （4）池底微孔曝气头曝气，氧转移效率高；同时较大的池深延长了气泡在 水中的停留时间，优化了输氧效果，降低了能耗。 （5）自动化程度高，运转灵活，生产管理方便。 但改良 sbr 工艺存在以下缺点： （1）sbr 工艺运行工序变化频繁，必须配套自动化控制系统及相应仪表设 备，因此投资较大。 （2）管理人员需有较高技术水平。 （3）主要设备目前尚需进口，而且设备利用率较低（设备常有闲置），导 致投资及成本增加。 sbr 工艺经济指标： 污水处理工程初步设计 28 城市污水处理吨水造价：12001500 元 城市污水处理吨水费用：0.250.30 元 上上上上上 上 上 上 上 上 上上上上上上 上 上 上 上 上 上上上上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上上sbr上上上上上 上上上 上 上 上 上 上 上上 上上sbr 上上上上 上上上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上上上上 上上上上 上上6-1 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上上上上上 图图 6-16-1 改良改良 sbrsbr 工艺流程图工艺流程图 6.3.26.3.2 曝气生物滤池曝气生物滤池 曝气生物滤池是 90 年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发 达国家广为流行(如图 6-2 所示)。该工艺具有去除 ss、cod 、 bod、硝化、脱 氮、除磷、去除 aox（有害物质）的作用,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体 与一体，可节省后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时 间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。 污水处理工程初步设计 29 图图 6-26-2 bafbaf 工艺流程图说明工艺流程图说明 污水经格栅去除粗大漂浮、悬浮物后，进入初沉池或水解酸化池（强化预 处理池）进行沉砂、除油和沉淀同时去除部分 ss、c