某钢铁公司综合节水项目——生活污水处理工程可行性研究报告.doc

i 目目 录录 第一章 概述 1 1.1 项目概况 .1 1.2 编制依据及主要规范、标准 .1 1.3 编制范围 .2 1.4 编制原则 .3 1.5 自然及社会环境现状 .3 1.5.1 自然环境现状.3 1.5.2 供排水现状及存在问题.5 1.5.3 雨水系统现状及规划.5 1.6 项目实施的必要性和迫切性 .6 第二章 总体设计论证 7 2.1 排水水量论证 .7 2.2 污水处理厂设计进出水水质 .7 2.3 生活污水处理后的回用用途 10 2.4 环境污染治理论证 11 2.5 厂址选择 11 2.5.1 厂址选择的依据.11 2.5.2 厂址选择的原则.11 2.5.3 厂址确定.12 第三章 污水处理工艺论证 .13 3.1 污水处理工艺选择原则 13 3.2 污水处理工艺方案论证 13 3.2.1 污水处理工艺.13 3.2.2 微孔曝气氧化沟工艺.15 3.2.3 cass 工艺16 3.2.4 曝气生物滤池工艺.17 3.2.5 工艺比较与选择.18 3.3 出水消毒工艺选择 19 3.3.1 液氯.19 3.3.2 臭氧.20 3.3.3 紫外线消毒.20 3.3.4 二氧化氯.20 3.3.5 几种消毒剂的比较表.21 ii 3.3.6 出水消毒推荐工艺.21 3.4 污泥处理工艺方案论证 22 第四章 优选工艺方案设计 .23 4.1 进出水水质控制目标 23 4.2 总图设计与高程设计 23 4.2.1 污水处理厂总图设计23 4.2.2 污水处理厂高程布置24 4.3 工艺设计 25 4.3.1 污水处理厂工艺流程.25 4.3.2 单体设计.26 第五章 专业设计 .40 5.1 公用工程 40 5.1.1 厂区供水.40 5.1.2 厂区雨水.40 5.1.3 厂区排水.40 5.2 建筑 40 5.2.1 建筑总平面布置.40 5.2.2 绿化及卫生防护.40 5.2.3 建筑单体.42 5.2.4 建筑装修.42 5.2.5 建筑噪声控制、通风、防腐蚀.42 5.3 消防 43 5.4 结构设计 43 5.4.1 结构形式.43 5.4.2 材料.43 5.4.3 抗震设计.43 5.4.4 防火设计.43 5.4.5 基础设计.44 5.5 电气设计 44 5.5.1 有关标准.44 5.5.2 设计范围.44 5.5.3 供电电源及电压.44 5.5.4 负荷计算.44 5.5.5 供电系统.46 iii 5.5.6 主要设备选型.47 5.5.7 保护和控制.47 5.5.8 计量.47 5.5.9 接地及其它.48 5.5.10 照明.48 5.6 自动化控制 48 5.6.1 设计原则、标准与测定内容.48 5.6.2 自动控制系统设计：.48 5.6.3 自控系统的可靠性: .52 5.6.4 自控系统运行特点：.53 5.6.5 防雷与防干扰.53 5.6.6 仪表设计.54 5.7 通风、采暖与空调设计 54 5.8 污水处理厂处理效果的监测手段 54 第六章 环保、职业安全及节能专篇 .55 6.1 环境保护 55 6.1.1 设计依据.55 6.1.2 项目实施过程中的环境影响及对策.55 6.1.3 污水处理厂建成后对环境的影响及治理措施.56 6.2 职业安全卫生 58 6.2.1 设计依据.58 6.2.2 劳动保护、安全防护.58 6.2.3 环境卫生.58 6.3 节能专篇 59 6.3.1 设计依据.59 6.3.2 节能措施.59 第七章 项目管理及实施计划 .60 7.1 项目实施原则与步骤 60 7.2 建设管理机构 60 7.3 参与项目建设的管理 61 7.4 污水厂组织管理、人员编制与培训 62 7.5 工程进度计划 64 第八章 投资估算及投资分析 .65 8.1 工程内容及估算范围 65 iv 8.2 编制依据 65 8.3 直接工程总投资 66 8.4 直接处理成本 67 8.4 财务分析 68 8.5 分析结果及建议 71 第九章 项目招投标 .73 9.1 编制依据 73 9.2 实行招标投标制的优点 73 9.3 本工程招标的范围 73 9.4 招标程序 74 9.5 招标组织形式 75 9.6 招标方式 76 第十章 结论与建议 .76 10.1 结论 .76 10.2 建议 .77 附表 1：cass 工艺构筑物、设备一览表 .78 附表 2：cass 工艺厂区直接工程总投资估算表 .82 附图： 附图一 总平面布置图（cass 工艺） 附图二 总平面布置图（氧化沟工艺） 附图三 工艺流程图（cass 工艺） 附图四 工艺流程图（氧化沟工艺） 1 第一章 概述 1.11.1 项目项目概况概况 项目名称： xx 钢铁(集团)有限公司综合节水项目生活污水处理工程 项目主管部门：xx 钢铁(集团)有限公司 建设规模：12000m3/d。 1.21.2 编制依据编制依据及主要规范、标准及主要规范、标准 1.中华人民共和国环境保护法(1989 年 12 月)； 2.中华人民共和国水污染防治法(1996 年 5 月修正)； 3.中华人民共和国大气污染防治法(2000 年 4 月修正)； 4.中华人民共和国水污染防治法实施细则中华人民共和国国务院令第 284 号； 5.中华人民共和国环境噪声污染防治法 （1996 年 10 月） ； 6.建设项目环境保护管理条例 （1998 年 12 月 29 日）中华人民共和国国务 院令第 253 号； 7.国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知国发200036 号； 8.国家计委、建设部、国家环保总局关于加大污水处理费的征收力度建立城 市污水排入和集中处理良性运行机制的通知计价格19991192 号； 9.室外排水设计规范 （gb50014-2006） （06 年版） ； 10. 城市给水工程规划规范 （gb50282-98） ； 11. 城镇污水处理厂污染物排放标准 （gb18918-2002） ； 12. 地表水环境质量标准 （gb3838-2002） ； 13. 工业企业厂界噪声标准 （gb12348-96） ； 14. 工业企业设计卫生标准 （gbz 1-2002） ； 15. 建筑施工厂界噪声限值 （gb12523-96） ； 16. 大气污染物综合排放标准 （gb16297-1996） ； 17. 恶臭污染物排放标准(gb14554-93)； 18. 建筑给排水设计规范 （gb50015-2003） ； 2 19. 建筑设计防火规范 （97 年局部修订） （gbj16-87） ； 20. 泵站设计规范 （gb/t50265-97） ； 21. 给水排水工程构筑物结构设计规范 （gb50069-2002） ； 22. 建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） ； 23. 混凝土结构设计规范 （gb50010-2002） ； 24. 建筑桩基技术规范 （jgj94-94） ； 25. 构筑物抗震设计规范 （gb50191-93） ； 26. 砌体结构设计规范 （gb50003-2001） ； 27. 建筑桩基技术规范 （jgj79-2002） ； 28. 建筑结构荷载规范 （gb50009-2001） ； 29. 地下工程防水技术规范 （gbj108-87） ； 30. 带式压滤机污水污泥脱水设计规范 （cecs75：95） ； 31. 建筑电气设计技术规范 （gbj10-89） ； 32. 工业与民用供配电系统设计规范 （gb50052-92） ； 33. 10kv 及以下变电所设计规范 （gb50053-94） ； 34. 低压配电设计规范 （gb50054-95） ； 35. 工业企业照明设计标准 （gb50034-92） ； 36. 通用用电设备配电设计规范 （gb50055-93） ； 37. 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （gb50062-92） ； 38. 电力工程电缆设计规范 （gb50217-94） ； 39. 并联电容器装置设计规范 （gb50227-95） ； 40. xx 钢铁(集团)有限公司总体规划 ； 41. xx 钢铁（集团）有限公司工业节水项目环境影响报告表 ； 42. xx 钢铁(集团)有限公司工业节水项目建议书 ； 43. xx 钢铁（集团）有限公司提供的其他基础资料。 1.31.3 编制范围编制范围 污水处理厂范围内的全部工程，即包括污水处理工艺、电气、自控、通风、建筑 （及总图） 、道路、结构、给排水等专业及配套工程,不包括厂外收集管网工程。 3 1.41.4 编制原则编制原则 根据国家有关技术、经济等方面的政策和xx钢铁(集团)有限公司对污水处理工程 的要求，确定以下编制原则： 1、严格按照开发区规划要求。 2、设计中选用的方案必须成熟可靠，工艺先进，对水质水量变化适应性强，有 一定的抗冲击负荷能力，保证出水水质；同时尽量减少运行费用，减少外排污泥。 3、尽量节省占地，根据拟建污水处理厂附近的地质及水文气象资料，因地制宜 地选择构（建）筑物的结构形式及工程材料，达到节省工程投资的目的。 4、控制系统自动化，以方便操作管理。 5、精心设计，合理布局，建设一座符合开发区总体布局要求、与周围环境相协 调、并具特色的污水处理厂。 6、妥善处置污水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声，避免二次污染。 1.51.5 自然及社会环境现状自然及社会环境现状 1.5.11.5.1 自然环境现状自然环境现状 1.5.1.11.5.1.1 地理位置地理位置 xx 市位于 xx 省东南部，地处太行、太岳两山之间，北接晋中地区，东边与河北 省、河南省交界，南与晋城市毗邻，西边与临汾地区接壤，地理坐标为东经 112 0011345，北纬 35503710。xx 钢铁(集团)有限公司位于晋东南上 党盆地南端的黄碾镇境内，公司具体位置为东经 11303，北纬 36225。厂部 距西北面的太原市 222km，距 xx 市区约 27km。 1.5.1.21.5.1.2 地质地貌地质地貌 xx 境内地形复杂，山地居多，太行山耸立于东部，境内长约 110km，最高峰桦 树凹，海拔 2012 米。西部太岳山在境内长约 100km，最高处海拔 2454m。此外，南 部还有方山、老雄山、五龙山等，海拔均在 1300m 以上。中部山地盆地相间，以 xx、潞城盆地较大。 xx 厂区区域属黄土丘陵地带，地形起伏不大，均为第四系黄土覆盖，地形开阔 平坦，标高为+930m 左右。 1.5.1.31.5.1.3 水文水质水文水质 xx 地区河流以浊漳河为主，均属海河水系，分南、北、西三大源流。南源发源 4 于长子县发鸠山，先后流经漳泽水库、潞城市西部、襄垣县、黎城县和潞城市东部后， 至平顺县入河北省，最终注入卫河，经运河入海河，南漳河日均流量 5.79m3/s。西源 发源于沁县漳源镇，经沁县后湾水库，于襄垣县王桥镇与浊漳南源会合。北源则发源 于晋中地区榆社县，经武乡县关河水库，于襄垣县合河口汇入浊漳南源，形成浊漳河。 该河在境内流长 180 公里。 漳泽水库实际库容为 1.74 亿 m3，是 xx 市生活饮用水、工农业用水的主要水源。 xx 的生产、生活用水均由漳泽水库供给。 xx 南面的南小河是南漳河的一条小支流，河道狭窄，其流量甚小，上游受纳王 庄煤矿废水，经过 xx 又接纳 xx 排放的生产和生活污水，实际形成一条排污沟，该 河向东和南北走向的七一区(xx 郊区水利局于 84 年修建)汇合，流经 1km 分为东、北 两支，用于农灌，最终汇入南漳河。 xx 地区地下水储量比较丰富，浅、中层第四系地下水分布较均匀，流向东南， 水质较差，硬度较高，不作为城市供水水源，多用于农业开采利用。深层地下水的奥 陶系岩溶水，水质较好，适用于饮用，目前开采的深层水，井深一般在 400500m。 xx 地区最大的水源地为辛安泉群，泉口标高 590640m(黄海高程)，泉域控制面 积 13800 平方千米。根据安乐断面多年观测资料表明：安乐断面泉水多年平均流量为 9.6m3/s，最大流量为 11.9m3/s，为 xx 省第二大岩溶泉。该泉动态稳态，水质良好， 是晋东南地区供水的一个大型水源。 1.5.1.41.5.1.4 气候气候 本区属大陆性季风气候，四季分明。冬季寒冷干燥，雨雪稀少；春季回暖迅速， 时有寒潮，干燥多风；夏季炎热，雨季集中；秋季凉爽。 据 xx 市气象资料统计，年平均气压 910.8hpa，年平均气温为 9.1，一月份最冷， 平均气温为-6.9；七月份最热，平均气温为 22.8。历史极端最高气温为 37.2， 极端最低气温：-29.3。 年平均降水量为 618.9mm，每年降雨多集中在 6、7、8、9 四个月，其降水量占 年总降雨量的 73.94。雨量最多月份是 7 月，平均降雨量为 167.36mm。冬季 (12、1、2 月)降水较少，仅占全年降水量的 2.75，本区最大日降水量 145.8mm，年 平均降水日数为 92.8 天。 年平均蒸发量为 1555.1mm，是年平均降水量的 2.51 倍。 本区最多风为静风，频率为 30.41，春季最低为 22.01%，冬季最高为 37.50%，全 5 年及各季的次多风向为 se 风，依次是 sse、s 和 ssw 风；本区年平均风速为 2.74m/s，夏季为 2.67m/s，冬季为 2.43m/s，秋季为 2.64m/s，冬季为 2.43m/s，各风向 上的平均风速一般以春季最大，冬季最小。 1.5.1.51.5.1.5 地震烈度地震烈度 根据国家地震局、建设部震发办1992160 号关于发布中国地震烈度区划图 (1990)和中国地震烈度区划图(1990)使用规定的通知，该区地震烈度为 6 级。 1.5.21.5.2 供排水现状供排水现状及存在问题及存在问题 1、供排水现状概况、供排水现状概况 公司生活用水供应分厂区及生活区两部分，厂区生活用水由动力厂供应，水源为 xx 市供水公司的辛安泉水，用水量为 4000t/d(12 万吨/月)左右，供水公司供应的辛安 泉水引入动力厂 1000m3和 500m3清水池中储存，每日实行定时供水。辛安泉水主要 供应厂区食堂、茶炉房以及公司招待所和少部分生活区生活用水。生活区生活用水供 应由物业公司负责，水源为自备深井，公司现有自备井六眼，一般采用三开三备运行 方式，深井水引入物业公司 2000m3清水池中储存，每日早、中、晚定时供应，供水 量为 4300t/d(13 万吨/月)左右。由于大量开采地下水，在公司及周边范围已形成地下 水漏斗，地下水位明显下降，深井出水量显著减少。生活用水供排水系统如下图所示： xx 生活用水供排水系统示意图 2、存在问题、存在问题 (1)生活用水未经处理全部外排，公司生活区生活用水量约 8000 吨/日，现全部外 排，外排污水每年需交纳 50 余万元的排水、排污费。 (2)钢城小区、西沟小区排水管道需要改造；部分排水管网尚不完善，仍靠路边排 水沟排水，雨浊不分，环境卫生条件较差，已经成为一条小污水河，且给后期污水处 理加大了不必要的困难。 6 1.5.31.5.3 雨水系统现状及规划雨水系统现状及规划 1 1、现状、现状 为雨污合流制，目前尚无集中污水处理厂，生活污水未经处理和雨水合流直接排 入浊漳河。 2 2、规划、规划 在雨污分流的管路改造方面，应充分利用厂区已有的地沟，并增设一定数量东西、 南北方向的地沟，使雨水汇入地沟后，自流入厂区集中处理站，由于雨水冲刷厂区地 面，因此 ss 相当高，需进行简单沉降后方可外排或回用。 厂区生活污水由于分散且水量较小，应采用独立的管道进行收集，根据各部分水 量，设计适当管径的管道，进行收集后排入生活污水处理站与小区生活污水一起进行 处理，实现厂区生产废水与生活污水的分流。 1.61.6 项目实施的必要性和迫切性项目实施的必要性和迫切性 xx 钢铁(集团)有限公司年生产用水量 10000 万 t，生活用水量 256 万 t，但 xx 在 生产和生活用水的循环利用方面还不够完善，每年的生产废水外排量相当大，生活污 水全部外排，外排水水质不符合国家要求的排放标准，又要补给大量的新水，造成了 严重的环境污染，浪费大量的淡水资源，且提高了产品成本。一些循环水的水质又不 能满足生产工艺过程的水质要求，严重损坏了生产设备，影响产品质量。针对 xx 的 这种情况， xx 钢铁(集团)有限公司生产废水净化回用系统改造工程这一设计就被 提上了日程，并显示出了其必要性和迫切性。 广州市环境保护工程设计院有限公司7 第二章 总体设计论证 2.12.1 排水水量论证排水水量论证 xx 生活区生活污水外排分两部分：一部分沿长太路北侧排水沟排入浊漳河，污 水来源主要是钢城小区、西沟楼(家属楼)及耐火厂等。公司生活区大部份生活污水由 故漳公路东侧排水沟进入七一灌区排入浊漳河。具体外排水量见表 2-1： 来源水质类型水量 生活区主排水沟生活区外排水、机关用水等生活污水7000 吨/日 小区外排水小区、西沟楼生活污水及耐火生活用水生活及生产污水1200 吨/日 表 2-1xx 生活用水外排量表 具体用水情况如下： (1) 长期住户：xx 的住户约 8000 户，其中包括钢城小区 1600 户，西沟小区 600 户，四工地 464 户；(2) 日供水量：深井水、直供水、新安泉水总计 7000m3/d；(3) 冬季取暖锅炉：80m3/d；(4) 生产区生活废水约 2000m3/d。 一般的，外排生活污水在中午 12 点至下午 1 点，下午 5 点至晚 9 点处于水量高 峰期，且水质复杂。以上数据均为日平均数据，由公司动力科、物业公司等单位提供。 通过服务人口核算生活污水量、公司供水单位每日所供自来水量估算生活污水排 水量、实际测量三种方法确定 xx 生活污水量为 1.0 万 m3/d，考虑到今后发展的需要， 确定生活污水处理站设计水量为 1.2 万 m3/d。 2.22.2 污水处理厂设计进出水水质污水处理厂设计进出水水质 我国是一个水资源严重匮乏的国家，人均水资源量仅为世界人均水平的 1/4。而 钢铁企业又是耗水和排水大户，据统计，每生产加工 1t 钢铁，目前我国的平均大约需 耗新水 12m3。xx 处在缺水地区，供水不足的矛盾日益突出。随着水价的逐步提高， 企业的生产成本也随之提高。因此，水资源已成为制约企业生存和发展的重要因素。 为了减少对水资源的需求，可以通过提高工业水的循环利用率和废水资源化来实 现。根据不同系统用水的质量，可以采用多系统的循环、串级补充以及排污水的综合 广州市环境保护工程设计院有限公司8 处理和再资源化等多种措施，节约工业新水用量。同时，生活污水处理后回用作为工 业用水也是节约水资源的有效途径。因此，xx 生活污水应经过处理后回用于工业用 水。 xx 环境保护处所提供数据如表 2-2 和表 2-3： 表 2-2 xx 环境保护处所监测数据 监测结果(mg/l，ph 值除外) 监测 日期 排放 水量 (t/d) phsscods2-石油类挥发酚氰化物氨氮bod5 7.17 7.752353690.365.20.0150.00615.065.8 9.1621848.135486.30.722.50.0140.1792.966.39 10.1611628.032599.60.2213.90.0310.00421.716.4 11.1411667.96992280.436.90.0460.04123.534.2 12.2510598.18461090.141.20.0230.01824.245.1 表 2-3 xx 环境保护处监测 2002 年 7 月2003 年 6 月数据 监测结果(mg/l，ph 值除外) 监测 日期 排放 水量 (t/d) phcodbod5s2-ss石油类挥发酚氰化物氨氮 2002/0787628.1018.4100 2002/0897687.7536965.80.362355.20.0150.00615.0 2002/0921848.1386.36.390.72542.50.0140.1792.96 2002/1071628.0399.616.40.222513.90.0310.00421.7 2002/1171667.9622834.20.43996.90.0460.04123.5 2002/1260598.1810945.10.14461.20.0230.01824.2 2003/0152697.8679.728.440 2003/02104898.3118529.90.22612.40.0140.00617.1 2003/0392678.3113430.40.22993.70.0180.00417.7 2003/04102498.1110357.8662.40.0270.03115.7 2003/058.4113035.80.142631.30.0160.0055.24 2003/068.59940.14842.20.0120.00415.9 广州市环境保护工程设计院有限公司9 年均值年均值7637.58.1513533.50.28897.74.170.0220.03015.9 广州市环境保护工程设计院有限公司10 地表水水质分析结果如表 2-4： 表 2-4 地表水检测结果平均值(mg/l，ph 值除外) 检测断面 检测项目 漳泽水库 xx 废水汇入南漳 河上游 500m xx 废水汇入南漳 河下游 500m 黄碾 ph8.327.958.537.92 ss312622556 cod18.637.710830.9 bod52.7 3.4 氨氮0.2870.5212.606.09 s2- 0.080.06 挥发酚0.0020.0130.020.034 氰化物 0.0030.004 石油类0.051.21.30.24 no3-n0.602.412.531.21 no2-n0.0780.0660.0340.288 处理后的出水再经深度处理和消毒后作为工业回用水，原水水质指标及处理出水 预期指标如表 2-5： 表 2-5 生活污水进出水水质指标 指标codcrbod5ss氨氮ph 原水(mg/l，ph 值除外)300150180257.58.5 出水(mg/l，ph 值除外) 3010103 69 去除率(%) 90%80%88.9%88% 生活污水处理站的出水水质应达到如表 2-5 所示。该污水深度处理站出水水质指 标确定的主要依据为污水再生利用工程设计规范 （gb50335-2002）中“再生水用作 冷却用水的水质控制指标”。根据采用的污水处理工艺污水站的出水质指标均能到达 gb50335-2002 再生水用作冷却用水的水质控制指标，其中主要的水质指标 codcr、bod5、ph、氨氮、粪大肠细菌群、总碱度、总硬度等的水平均高于 gb50335-2002 再生水用作冷却用水的水质控制指标。 广州市环境保护工程设计院有限公司11 表 2-6 生活污水处理站出水水质指标 序 号 项目单位出水水质 循环冷却系统补充水 水质控制指标 （gb50335-2002） 1ph7.08.56.5-9.0 2codcrmg/l4060 3bod5mg/l5.010 4ssmg/l 5氨氮mg/l2.010 *1 6总磷（以 p 计）mg/l0.51 7浊度ntu5.05 8粪大肠细菌群个10002000 9溶解性固体mg/l不高于进水1000 10ca2+mg/l3090 11mg2+mg/l30 12 总硬度（以 caco3计） mg/l 450 13cl-mg/l*2250 14so42-mg/l 15hco3-mg/l 16 总碱度（以 caco3计） mg/l60150350 17游离余氯mg/l末端 0.10.2末端 0.10.2 18铁mg/l0.300.30 19锰mg/l0.200.20 20水温 *1：铜材换热器循环水氨氮为 1mg/l； *2：浓度略高于进水，但相应离子浓度上升的数值不得高于理论加药量所引起的该离 子上升的浓度值。 广州市环境保护工程设计院有限公司12 2.32.3 生活污水处理后的回用用途生活污水处理后的回用用途 本项目中的生活污水经过深度处理后出水水质满足一般工业用水的水质要求，因 此可以应用于以下两种工业用水途径：一是进入原厂区净水泵站（六泵站） ，供炼铁 厂 3#、6#、7#高炉炉体、热风炉、风机等冷却用水、烧结厂球团车间、二轧厂、机修 等单位生产用水；二是进入公司新厂区净水泵站，供新建 1080m3高炉、200m2烧结机、 焦化厂等单位生产用水，其中 1080m3高炉区生产新水用水量 323.7m3/h，主要供高炉 区各循环水系统补充水和其它生产零星用水，200m2烧结机生产新水用水量 158.4m3/h，其余水量大约 142.9m3/h 供给新建焦化厂生产用水。1.5 万 m3/d 的水量尚 不能满足新厂区的全部用水量，不足部分可取漳泽水库水补充，各单位对水质有特殊 要求，可就地建设处理设施，处理达到使用要求后供生产所用。 如果处理后的生活污水回用于原厂区，需要新建回用泵站和回用管网，设计、施 工难度较大，势必影响该厂区的正常生产，而回用于新厂区，可在新厂区的建设过程 中充分考虑回用泵站和管网的位置、设计等问题，所以建议将深度处理后的生活污水 回用于公司新厂区。 2.42.4 环境污染治理论证环境污染治理论证 自然界水体虽有一定的自净能力，但其能力是有限的，因此解决独水河及北江水 质恶化问题的唯一途径就是在排入水体之前先对污水进行处理，从源头上削减污染物 的排放。污水处理厂的建成运行将大量削减排入水体的污染物质，对保护当地的水环 境将起着重要的作用。在本污水厂的处理规模达到 12000m3/d 后，每年可削减排入水 体的主要污染物量见表 2-7： 表 2-7 主要污染物去除量和去除百分数表 4.0104m3/d 污染物去除量(104吨)去除百分数() codcr0.1188.0 bod50.0588.0 ss0.0790.0 nh3-n0.00768.0 广州市环境保护工程设计院有限公司13 2.52.5 厂址选择厂址选择 2.5.12.5.1 厂址选择的依据厂址选择的依据 依据规划部门总体规划的要求。 2.5.22.5.2 厂址选择的原则厂址选择的原则 选择污水处理厂厂址时，在考虑总体规划要求的基础上，同时考虑如下原则： （1）厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇工厂区域及居住区的下游。 为保证卫生要求，厂址应与城镇工业区、居住区保持300米以上的距离。但也不宜太 远，以免增加管道长度，提高造价。 （2）厂址宜设在城镇主导风向的下风向。 （3）结合污水管道系统布置及出水口位置，污水处理厂的位置选择应与污水管 道系统布局统一考虑。从污水自流排放出发，厂址宜选在城市低处，沿途尽量不设或 少设提升泵站；此外，厂址宜结合出水口位置考虑，污水处理厂设在接纳污水的水体 附近，便于处理后的出水就近排入水体，减少排放渠道的长度。 （4）污水处理厂的具体位置的确定还应考虑污水处理厂本身对用地各方面的要 求，以利于污水处理厂建设在技术上的合理性与投资上的经济性。 （5）污水厂的选址要考虑城市发展和厂址位置远近期结合问题。 （6）应考虑交通、供水和供电等方面的条件。 2.5.32.5.3 厂址确定厂址确定 根据以上原则，生活污水集中处理站站址，拟选厂址位于xx老厂区东南侧，距离 最近的居民点为部队水泥厂家属区，位于拟选厂址东南侧 0.3km，周围村庄故漳、 辛庄等均在1.0km之外。 广州市环境保护工程设计院有限公司14 第三章 污水处理工艺论证 3.13.1 污水处理工艺选择原则污水处理工艺选择原则 选择适宜的污水处理工艺应当根据处理规模、原污水水质、出水要求、用地条件、 工程地质、环境等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践 上总结优化，提出适合于具体项目的工艺。一般污水处理工艺选择原则为： 技术成熟，对水质变化适应性强，出水稳定，污泥易于处理。 经济节约，电耗少，造价低、占地少。 易于管理，操作方便，设备性能稳定。 重视环境，臭气防护，噪声控制，环境协调，清洁生产。 3.23.2 污水处理工艺方案论证污水处理工艺方案论证 3.2.13.2.1 污水处理工艺污水处理工艺 根据排放标准要求，本污水处理厂处理工艺必须有脱氮和除磷功能。目前常用的 工艺有：a2/o 同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、sbr 工艺、cass 工艺、生物膜工艺 等等。 a2/o 脱氮除磷工艺，是为防止封闭或缓流水体的富营养化而采用的生物脱氮、除 磷工艺。a2/o 脱氮除磷工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时 间少于其他同类工艺；在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增值， 无污泥膨胀之虑。但是由于污泥增长有一定的限度，除磷效果难于再行提高，脱氮效 果也难于进一步提高，另外对周边生态环境影响较大。 氧化沟工艺，是在一条闭合的生化反应沟渠中以转刷或转碟或其它方式充氧的一 种处理工艺，流程简单，延时曝气时污泥产量少，污泥易于脱水，此外，具有脱氮、 除磷功能。经过多年演变，目前有多种新型氧化沟，例如：orbal 氧化沟、 carrousel2000 氧化沟、三沟式氧化沟、de 氧化沟等等。 sbr 工艺，是周期性间歇操作的处理工艺。sbr 有以下特点：结构简单，运转灵 活，操作管理方便；可抑制丝状菌生长，不易发生污泥膨胀，污泥指数低，剩余污泥 性质稳定，利于浓缩和脱水；系统通过好氧/厌氧的交替运行，脱氮效果较好；系统 处理构筑物少，布置紧凑、节省占地。但是 sbr 工艺属于间歇性处理工艺，每个 广州市环境保护工程设计院有限公司15 sbr 池的进水都是通过阀门控制，因此要求阀门质量较高，而且要求 sbr 自控程度 较高。 cass 工艺是 sbr 工艺的改进，因此它继承了 sbr 工艺的特点，并且还具有自 己独特的特点：在设计 cass 池时对其几何尺寸及内墙的位置和隔墙底部的开孔的数 量、面积和布置方式均进行了精心设计，因此当系统停止曝气后整个反应池成为一个 近乎理想的推流式反应器，污水经预反应区后以极小的流速运动，在沉淀阶段和滗水 阶段进入主反应区的污水不会影响排水水质，使 cass 池实现连续进水，因此管道上 没有电磁阀等控制元件，单个池子可以独立运行。较 sbr 及其他变种工艺，cass 的 连续进水减小了整个控制系统的复杂程度。 生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。借助于固着在载体上的微生 物的代谢来分解水中有机物。诸如生物滤池、生物转盘以及接触氧化法等等都是生物 膜法。其中新型的上流式曝气生物滤池是近几年在欧洲发展起来的新型工艺，能够有 效地去除 ss、codcr、bod5、氨氮等，但是，该工艺预处理较为复杂，对操作人员 要求较高，而且如果管理不善，容易孳生蚊虫，造成二次污染。 三种典型的、具有脱氮除磷功能的生物处理工艺优缺点比较见表 3.1。 表 3.1 生物处理工艺优缺点比较 工艺 特点 氧化沟工艺cass 工艺a2/o 工艺 优点 1、出水水质好，污泥 不膨胀，具有良好的 脱氮功能 2、管理简单、方便 3、耐冲击负荷。 4、主体设备可靠程度 较高 1、流程简捷，取消初沉池、 二沉池，污泥回流系统简单， 回流量少，只有 20 2、出水水质好，污泥不膨胀 3、污泥含水率低。 4、耐冲击负荷，可根据进水 水质的变化及出水水质的要求 调整运行方式和周期，方便灵 活。 1、该工艺在系统上为最简单 的脱氮除磷工艺，总水力停留 时间少于其他工艺 2、丝状菌不会大量产生，无 污泥膨胀之虞 缺点 1、流程复杂、占地面 积大 2、土建投资较大 1、要求较高的自动化控制水 平 1、需要混合液内回流，增加 运行费用 2、需要设置单独的二次沉淀 池，总占地面积较大 广州市环境保护工程设计院有限公司16 3、在生产运行实践中，很难 协调脱氮和除磷两者关系。 污水处理工艺的选择是污水处理厂建设的关键，处理工艺选择是否得当，不仅影 响处理厂的处理效果，而且还影响整个工程的投资多少、处理工艺运行的可靠程度、 运行费用高低、管理操作的复杂程度等。因此，必须结合当地的水质、水量、气候、 地理、经济等实际情况选择合适的处理工艺，使出水符合排放标准。 根据高新技术产业开发区的实际情况，确定以下两个比选方案： 方案一：微孔曝气氧化沟工艺 方案二：cass 工艺 方案三：曝气生物滤池工艺 通过经济技术比较，选择最优方案。 3.2.23.2.2 微孔曝气氧化沟工艺微孔曝气氧化沟工艺 微孔曝气氧化沟工艺是在传统的氧化沟工艺基础上，通过改变供氧方式和水力推 流方式而产生的。微曝氧化沟将厌氧池、缺氧池和好氧池三个池体合建，对氧化沟池 形、工艺组合等方面进行了优化创新，在外形上是个大的氧化沟，但是厌氧段、缺氧 段、好氧段分别独立，各池具有不同的优势菌种，分别完成不同的功能，又有机结合， 既可降低能耗又可高效去除污染物质。废水在微曝氧化沟的厌氧段、缺氧段发生厌氧 水解，难生物降解的高分子有机物质在厌氧微生物或兼性微生物的作用下转变成易于 好氧分解的小分子中间产物，从而提高废水的可生化性，并且有效去除废水中的色度； 微曝氧化沟的好氧段进行好氧生物处理，大部分的有机物和悬浮物等在好氧微生物的 作用下被去除。 微孔曝气氧化沟工艺的特点： （1）在传统氧化沟的基础上，采用微孔曝气方式与水下推流相结合的方式取代 同时起推流及曝气作用的曝气转刷（碟）而产生的。在曝气头布置方式上做了改进， 从而使氧总转移量增大，有效地解决了提高氧利用率并降低能耗的问题； （2）在氧化沟的推流方式上，采用了潜水推进器，由叶轮产生的水流推动直接 作用到水中，被推动的水流由下层向上层传递，而表曝用转刷或倒伞型曝气机将水流 从上向下层传递，大部分的动能变成热能散失入空中，因而减少了能量消耗，从一般 的表曝形式推流所需的能耗 58w/吨水降至 13w/吨水； （3）微孔曝气氧化沟工艺通过厌氧、缺氧与好氧相结合，可以提高污水的可生 广州市环境保护工程设计院有限公司17 化性，有效去除污染物质； （4）微孔曝气氧化沟抗负荷能力强，适合污水水质的波动、容易调节运行方式。 废水进入氧化沟内与沟内大量的水流混合，被几十倍甚至上百倍的循环流量所稀释， 有效降低工业污水水质的波动对工艺的影响。 具体工艺流程框图见图 3.2： 3.2.33.2.3 casscass 工艺工艺 cass（cyclic actiavated sludge system）工艺是间歇式活性污泥法的一种变革， 它保留了间歇活性污泥法的优点，是一种循环式活性污泥法。其基本操作程序是由以 下四个基本过程组成： 1) 曝气阶段 在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧 的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的混合与接触，从而使有机污染物被微生 物氧化分解。同时，污水中的 nh3-n 也通过微生物的硝化作用转化为 nox-n。 2) 沉淀阶段 停止曝气后，微生物继续利用水中剩余的溶解氧氧化分解。随着反 应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转化，并发生一定的反硝 化作用。 3) 滗水阶段 沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器在程序控制下开始工作， 自上而下逐层排出上清液。与此同时反应池内因为溶解氧很低仍会发生反硝化作用。 4) 闲置阶段 闲置阶段的时间一般很短，有的也可以取消。设闲置阶段主要是保 证滗水器在此阶段内上升到原始位置，防止污泥流失。 这种工艺按操作周期周而复始反复进行而不断处理污水，具有以下特点： 1) 因基质（bod5）和生物体（mlvss）随充水和曝气时间的变化梯度加大而增 加了生化反应的动力，处理效率高。 2) 从污染物的降解过程来看，由于它集曝气、沉淀、排水于一体，省去了初沉池、 二沉池，污泥回流比只有 20%，因此工艺流程简单，占地面积比较小；污泥回流系统 比较简单，并且省去了沉淀池中的刮泥设备，节省了能耗。 3) 生化反应池进水端设置了生物驯化区，有利于絮凝性细菌的生长，抑制了丝状 菌的生长，有效地防止污泥膨胀，从而保证出水水质。 4) cass 系统在设计时已经考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定 的处理时间才能沉淀排放，而且 cass 工艺可以通过调节运行周期及各阶段的时间分 广州市环境保护工程设计院有限公司18 配来适用进水水量和水质的变化，因此对冲击负荷的适应性较强。 5) 由于 cass 工艺的自控程度比较高，因此操作管理较简单，另外，由于 cass 工艺采用了连续进水，在进水管上不需要电磁阀的控制元件，不需要频繁切换阀门， 因此对阀门等元件的维修较少。 具体工艺流程框图见图 3.2： 排泥 剩余污泥 回流 出水 干泥外运 脱水间 污泥池 接触池二沉池氧化沟细格栅沉砂池粗格栅提升泵池 污水 加药 图 3.1 氧化沟工艺流程框图 鼓风机 污水 粗格栅提升泵池细格栅沉砂池池接触池 污泥池 脱水间 干泥外运 出水 排泥 加药 图 3.2 cass 工艺流程框图 3.2.43.2.4 曝气生物滤池工艺曝气生物滤池工艺 曝气生物滤池是世纪年代末年代初在普通生物滤池的基础上开发的 新工艺，在欧美及日本等发达国家广为流行，曝气生物滤池也可看成是生物接触氧化 法的一种特殊形式，即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜 生长的载体，并根据污水流向不同分为下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流 广州市环境保护工程设计院有限公司19 过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机 物与填料表面生物膜通过生化反应得到稳定，填料同时起到物理过滤作用。本方案选 择上向流生物滤池。 曝气生物滤池具有去除 ss、cod、bod、硝化、脱氮除磷、除去 aox 的作用， 其最大优点是集生物氧化与截留悬浮物于一体，节省了二沉池。 上向流生物滤池的工艺流程框图如下： 经配水 反冲洗水回粗格栅井 反冲洗水池 曝气生物滤池 排泥 出水 干泥外运 脱水间 污泥池 接触池 / 曝气生物滤池初沉池细格栅沉砂池粗格栅提升泵池 污水 图 3.3 曝气生物滤池工艺流程框图 3.2.53.2.5 工艺比较与选择工艺比较与选择 1.1. 方案优缺点比较方案优缺点比较 表表 3-2 各方案优缺点比较表各方案优缺点比较表 方 案 特点 方案一 微孔曝气氧化沟 工艺 方案二 cass 工艺 方案三 曝气生物滤池工艺 优点 1、出水水质好，污 泥不膨胀，具有良好 的脱氮功能。 2、管理简单、方便。 3、耐冲击负荷。 4、主体设备可靠程 度较高。 1、流程简捷，取消初沉池、二沉 池，占地面积少，污泥回流系统 简单（回流比只有 20%）。 2、出水水质好，污泥不膨胀，具 有良好的脱氮除磷功能。 3、污泥含水率低。 4、耐冲击负荷，可根据进水水质 的变化及出水水质的要求调整运 行方式和周期，方便灵活。 1、出水水质较好、稳定。 2、占地面积较小。 3、污泥产量少且含水率低， 同时污泥稳定，有利于污泥 脱水。 广州市环境保护工程设计院有限公司20 缺点 1、流程较长，有回 流系统。 2、占地面积比较大。 1、对自控水平要求较高。1、投资最高。 2、操作管理复杂，维修量 大。 3、运营管理不善容易产生 二次污染。 2.2. 各方案技术经济比较表各方案技术经济比较表 表表 3-3 经济比较表经济比较表 方案 特点 方案一 氧化沟工艺 方案二 cass 工艺 厂内总投资(万元)1749.631811.42 项目总占地（104m2）1.131.32 运转功率(kw)555.0630.0 直接处理费用（元/m3）0.470.56 从上优缺点表和经济技术比较表看，在总投资微孔曝气氧化沟工艺最低；直接处 理费用微孔曝气氧化沟工艺最低；微孔曝气氧化沟工艺每天的运行功率最低；曝气生 物滤池工艺占地最小，微孔曝气氧化沟工艺的占地面积最大，但微孔曝气氧化沟工艺 操作管理容易。综上所述，推荐采用微孔曝气氧化沟工艺为优选方案。 3.33.3 出水消毒工艺选择出水消毒工艺选择 沉淀池上清液除大肠菌群数可能未达标外，其他指标均已达到设计指标，因此须 采取消毒措施，一般消毒方法包括液氯、臭氧法、二氧化氯法、紫外线法、漂粉精法 及氯片法等。其中漂粉精和氯片的购买和储存不易，且处理效果不稳定，在此不作比 较与介绍。 3.3.13.3.1 液氯液氯 目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂，这主要是由于它应用历 史长，积累了丰富的运行管理数据，并且成本低、运输方便、在管网中可保持一定的 持续杀菌效果的原因。但随着全球环境污染的加剧，在对一些遭受污染的水源进行处 理时，氯化处理常需投加过量的氯气，研究证明这往往易生成大量的有机卤化物（如 三氯甲烷）而造成水体的二次污染，对人体的健康产生潜在的危害。另外一些中小型 广州市环境保护工程设计院有限公司21 水厂或污水处理厂采用氯气消毒，不仅占地面积大，而且由于管理不善常产生一些人 身伤害事故。因此，近年来各国都在研究替代氯气进行消毒的新一代消毒剂。 3.3.23.3.2 臭氧臭氧 臭氧是一种优良的消毒剂，其杀菌效果好，且一般无有害副产物生成。但目前臭 氧发生装置的产率通常较低，设备昂贵，安装管理复杂，运行费用高，而且臭氧在水 中溶解度低，衰减速度快，为保证管网内持续的杀菌作用，必需和其它消毒方法协同 进行，应用上有如下优点： 1) 有效杀灭各种病毒，脱色、除臭效果好。 2) 处理后，水中检测不到三卤甲烷等致病物质。 3) 反应时间短，效果好且稳定。 缺点包括： 1) 设备复杂、造价高、一次性投入大。 2) 电耗大、运行成本高。 3) 臭氧无法贮存和运输，须边生产边使用。 4) 剩余臭氧消失快，不能保持杀菌持续时间。 3.3.33.3.3 紫外线消毒紫外线消毒 紫外线消毒是近年来发展的一种新型消毒方法，它是通过对水体进行紫外线辐射， 将水中的有害菌杀死，同时不改变水的物理化学性质，且不产生气味和其它有害的卤 代甲烷等副产物，它是一种高效、安全、环保、经济的技术。因此，在净水、污水、 回用水和工业水处理的消毒中，紫外线消毒逐渐发展成为一种最有效的消毒技术。 紫外线具有广谱杀菌性，紫外线消毒是通过光化学作用破坏病原体的核酸（dna 和 rna）,从而有效阻止它们合成蛋白质和细胞分裂。最终病原体不能够复制、不能传 播而最终死亡。 紫外线消毒技术在城市污水处理中运行费用约为 0.02 元/吨污