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文档简介
郑州市五龙口污水处理厂(一期)升级改造工程可行性研究报告1编制依据、原则和范围1.2 编制主要基础资料1.郑州市污水治理工程五龙口污水处理厂可行性研究报告中国市政工程华北设计研究院、郑州市市政工程勘测设计研究院 (2002年2月)2.郑州市五龙口污水处理厂工程初步设计中国市政工程华北设计研究院(2003年3月)3. 五龙口污水处理厂实测水质资料郑州市五龙口污水处理厂4. 五龙口污水处理厂一期工程施工图5.郑州市五龙口污水处理厂场地岩土工程勘察报告(详勘)河南省工程水文地质勘察院(2003年5月)1.3 编制原则1. 贯彻国家关于环境保护的政策,执行国家的有关法规、规范及标准。2. 在城市总体规划指导下,实行城市污水综合治理,贯彻近远期结合,分步实施的方针,减轻城市污水排放对郑州市地表水、地下水造成的污染,改善城市水体及下游河流的水体质量,力求获得最大的环境效益、社会效益和经济效益。3. 将污水处理现状和新建、改造工程作为一个系统工程统筹考虑,确保污水处理工程总体的合理性、先进性和经济性,充分考虑现有工程设施同改造工程的合理衔接。4. 污水处理工艺在满足出水水质的前提下,因地制宜力求技术先进可靠、经济合理、管理简单、高效节能、操作方便、成本低、占地少。为便于运行管理,同污水处理厂一期工程现有处理构筑物有机的结合起来。5. 积极稳妥地采用新技术、新工艺、新设备和新材料。6. 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。87 设备选择国内先进、可靠、高效,运行管理方便、维修、维护简便的污水处理专用设备,同时积极稳妥地引进先进设备,提高工程设施运行的可靠性。8. 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,污水厂运行设备有足够备用率。9. 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。10. 突出以人为本的原则,将工程的功能性、实用性、美观与自然环境有机结合,创造卫生、舒适、幽静、典雅的环境,充分发挥污水处理工程的社会效益、经济效益和环境效益。11. 构筑物设计及设备选型充分考虑在生产运行中具有较大的灵活性、适应性和耐冲击负荷能力。1.4 编制范围本工程可行性研究报告的编制范围为郑州市五龙口污水处理厂一期工程厂内建构筑物改造及新建处理构筑物。1.5 采用的主要规范及标准1.5.1 设计规范(1)室外排水设计规范(GB50014-2006)(2)混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) (3)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) (4)建筑结构荷载规范(2006年局部修订条文) (GB50009-2001)(5)建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(6)建筑物防雷设计规范 (GB50057-94)(2000年版)(7)给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)(8)建筑设计防火规范(GB50016-2006)(9)采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)(10)工业企业噪声控制设计规范(GBJ 87-85)(11)自动化仪表工程施工及验收规范(GB50093-2002)(12)分散型控制系统工程设计规定(HG/T20573-95)(13)控制室设计规定 (HG/T 20508-2000)(14)仪表系统接地设计规定 (HG/T 20513-2000)(15)仪表供电设计规定 (HG/T 20509-2000)1.5.2 设计标准(1)地表水环境质量标准(GB3838-2002)(2)城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)(3)农用污泥中污染物控制标准(GB4284-84)(4)环境空气质量标准+修改单(GB3095-1996)(5)污水综合排放标准(GB8978-1996)(6)污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999) (7)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-89)(8)城市污水处理工程项目建设标准(修订) (建设部主编2001.6.1施行)(9)城市污水生物脱氮除磷处理设计规程(CECS149:2003) 2项目概况2.1 城市概况郑州市位于伏牛山脉向黄淮平原过渡的交接地带,东接南京、济南,西邻西安,北靠石家庄,南毗武汉,是一座承东启西、连接南北的重要交通枢纽城市。郑州市是一座具有3500多年历史的文化名城,也是一座以纺织、铝业、煤炭、机械、冶金、食品、化工、建材、轻工为主的综合性工业基地和现代化商贸城市。郑州市是河南省的省会,辖六区(金水区、管城区、中原区、二七区、上街区、邙山区)、五市(巩义市、荥阳市、新密市、新郑市、登封市)、一县(中牟县)。辖区面积为7446.2km2,其中市区面积为1010.3km2。至2005年底辖区总人口760万人,中心城区人口348万人。建成区面积262km2。2.2 自然概况2.2.1 地形地貌郑州市位于伏牛山脉向黄淮平原过渡的交接带,地理坐标为:东经1132611352,北纬43363457。海拔高度为86-136m。地貌特征西南高、东北低,地势由西南向东北逐渐倾斜,坡度一般为千分之三点四。2.2.2 工程地质郑州市区属于新生纪第三、第四纪沉积层。地层总趋势自西向东北由薄变厚,从50m1000m以上,在60m以内多为粉质壤土和粉质粘土,东部地区夹杂有淤泥土和淤泥。境内有冲积、洪积形成的黄土丘陵、相对升降、切割造成的沉积阶地,黄河冲积形成的平原和风积作用造成的沙丘区,工程地质条件多样,承载力在70130kPa之间。地震基本烈度为七度。2.2.3 气象郑州市地处北温带,属大陆性季风气候,四季分明,干湿明显,春季干旱多风沙,夏季炎热多雨,秋季凉爽,冬季干冷多风,雨雪稀少。1) 气温年平均气温:14.30极端最高气温:43极端最低温度:-17.9年最高气温多出现在7月和8月2) 降雨年平均降雨量:640mm24小时降雨量多年平均值:90mm百年一遇24小时降雨量:245mm每年7、8、9三个月的降雨量是全年降雨量的55%3) 冻土深度年平均地面结冰达100多天最大冻土深度: 180mm地面以下100mm冻结平均为55天4) 风向冬季盛行:西偏北夏季盛行:南偏东春、秋季则交替出现风 速:多年最大风速:18m/s年平均风速:3.2m/s2.2.4 水系郑州市区西部和南部高,地下水在10m以下;北部和东北部较低,地下水位较浅,约在地面下1.52.5m;中部地区地下水位在7m以下,属浅层水。由于大气降水入渗补给,地下水位受季节影响较大。郑州市市内的地表水属淮河流域、沙颖河水系,流经该市的天然河流主要有贾鲁河和贾鲁河的支流、金水河、熊耳河、七里河。金水河:金水河发源于郑州市西南老胡沟,流经13.4km到金海水库入市区,横穿城区12.9km至107国道出城,折向北于八里庙入东风渠,全长28.2km,流域面积80.1km2(其中市区段8km2)。市区段在改造前为市区主要的排洪及排污河道,目前已改造为市区的景观河。熊耳河:熊耳河源于市南郊与新郑县交界处的铁三官庙村南。流经市区东南部,经航海路至107国道出城,在市东郊祭城乡陈岗村汇入东风渠,流域面积75.7km2,全长26.15km(其中市区段长10.37km)。该河主要负责市区东南部地区的泄洪、排涝任务及接纳沿河两岸的生活和工业废水。七里河:七里河源于新郑小桥乡楚家脑村东。流域面积741km2,全长47.23km。在市区以东由东南向东北穿过107国道及陇海铁路于王新庄污水处理厂东约1km处汇入东风渠。郑州市王新庄污水处理厂处理后的污水排入七里河。东风渠:东风渠原为1958年人工修建的一条引黄灌溉渠道,渠首在市北岗李村东北。向南至市区白庙折向东南,在中牟白沙后潘庄入贾鲁河,全长29.4km,流域面积36.1km2。沿途接纳金水河和熊耳河及两侧的工业废水和生活污水。该渠已成为沿途的排洪、排污渠道。贾鲁河:贾鲁河发源于新密市山区圣水峪一带,由南向北流经市郊西南部后,汇入尖岗水库。尖岗水库距市区4km,库容6780万m3,为郑州市备用水源。1972年在水库下游河道上修建一座人工坝,引入黄河水,形成郑州市西郊水源地西流湖,库容量125万m3。贾鲁河全长230km(市区段40km)。受气候及人为因素影响,贾鲁河上游自然水量已很小,成为季节性河流。贾鲁河进入郑州市区后,主要的任务是负担农田退水和接纳市区各河道汇入的生活、生产废水及雨水排泄,五龙口排水系统的污水排入贾鲁河。贾鲁支河:发源于市区北部南阳寨铁路编组站。经老鸦陈、祭城在中牟县汇入贾鲁河。流域面积105km2,全长26.69km。该河主要接纳的是市区北部的城市污水及雨水的排泄。索须河:由索河和须水两条河汇流而成。索河发源于荥阳石岭寨,北经荥阳城关,过陇海铁路入市区。须河发源于荥阳贾峪北、岵山东麓,经须水、沟赵至古荥乡岔河村与索河汇流,东流至祥云寺入贾鲁河,全长94.5km,流域面积557.9km2,市区段河长18km,河道坡降上陡下缓,上游已建有中型水库3座,控制流域面积247km2。2.2.5 水文地质郑州地处华北地台南缘、秦岭东延部分的嵩箕山前,地表出露地层主要为第四系,地下水类型以松散岩类孔隙水为主。依含水层的埋藏深度、岩性特征和开采条件可分为浅层地下水、中深层地下水、深层地下水和超深层地下水四种类型。1) 浅层地下水含水层底板埋深小于60m,与大气降水联系密切,补给条件好、易开采,单井出水量30100m3/h,水质较好,是郊区农业用水的主要水源。2) 中深层地下水含水层顶、底板埋深在60350m之间,含水层主要为中、上更新统和下更新统及上第三系,平均厚度54m,主要有浅层水越流补给和侧向迳流补给,具承压性。该层水是市区工业及生活用水的主要开采含水层,单井出水量6080m3/h。3) 深层地下水含水层埋藏深度为350800m,厚70-155m,含水层岩组为上第三系上部的中、粗砂,单井出水量1321m3/h,此层含水层的水质较好,锶和偏硅酸含量较高,可以作为饮用和天然矿泉水来开发。4) 超深层地下水含水层埋藏深度大于800m,含水层岩性主要为上第三系下部的砂砾石层,多为半胶结,厚50-100m,单井出水量0.2-4.5m3/h.m,水温40-52,锶和偏硅酸含量亦较高,为珍贵的地热矿泉水资源。2.3 给水现状及规划2.3.1 城市供水现状1. 供水概况郑州市目前供水系统主要有两部分组成:一部分是由郑州市自来水公司供给。水源有地下水和地面水,主要是供市区居民的生活用水和部分工业用水。另一部分是企业自备水源,水源全部为地下水,主要是工业用水和企业内的生活用水。郑州市现状地下水开采深度100m以下,处于超采状态。目前,郑州市自来水公司有地表水厂2座,其中柿园水厂位于市区的西部,日供水能力37104m3/d;白庙水厂位于市区的北部,日供水能力36104m3/d 。地下水水厂三座,其中石佛水厂位于市区西北部,日供水能力10104m3/d;东周水厂位于市区东部,日供水能力20104m3/d;市区井水厂日供水能力5104m3/d。据相关资料,企事业自备井水源供水能力16104m3/d。郑州市供水厂现状供水能力见表2-1。2004年郑州市现状供水能力表表2-1水厂水源名称供水能力(104m3/d)水厂水源位置柿园水厂37市区西部(黄河水)白庙水厂36市区北部(黄河水)石佛水厂10市区西北部95滩(地下水)东周水厂20市区东部(东郊水源地下水)市区井水厂5地下水自备水源16企业内(地下水)合计1242. 现状供水量根据自来水公司、节水办现状统计资料,郑州市19982005年现状供水量见表2-2。19982005年郑州市现状供水量表(平均日)表2-2年限项目供水量19981999200020012002200320042005自来水公司供水量(104m3/d)74.4067.7764.07595658.359.2958.93自备水源供水量(104m3/d)12.4212.0011.169.648.226.85.735.13总供水量(104m3/d)86.8279.7775.2368.6464.2265.165.0264.06用水增长率(%)-8.12-5.69-8.76-6.441.37-0.12-1.48由表2-2可以看出,19982005年总供水量稳中有降,自来水公司供水和自备水源供水量逐年下降。据分析,近年来工业发展速度减缓、原有企业部分设备更新、改造、产业结构调整、加之节约用水宣传力度的加大、企业和居民节水意识不断增强是用水量减少的主要原因。2.3.2 供水规划根据规划,2010年郑州市区规划总供水能力为170104m3/d,具体见表2-3。2010年郑州市规划供水能力表表2-3 水源水量(104m3/d)备注地表水柿园水厂40黄河水白庙水厂40黄河水贾砦水厂25南水北调小计105地下水石佛水厂1595滩地下水东周水厂20北郊水源地市区井水厂10市区地下水企事业单位自备水源16市区地下水外围组团井水4市区地下水小计65合计1702.3.3 水厂建设与节约用水2010年前建成石佛、东周水厂,新建贾寨等水厂,城市供水总量为170104m3/d,其中,地下水源65104m3/d,南水北调水源25104m3/d,黄河水源80104m3/d。加强城市计划用水和节约用水,把郑州建成节水型城市,严格限制高耗水工业的发展,提高工业用水重复利用率,2000年重复利用率达到69%以上,2010年达到73%以上,城市民用建筑要使用节水型设备,加强对自备井的管理,杜绝浪费用水现象。2.4 城市排水现状及存在的问题2.4.1 排水系统现状1) 排水管网现状郑州市污水管网除老市区部分为雨、污合流制外,其它均为雨、污分流制。2005年郑州市共有排水管道总长1121.79km,其中污水管道563.34km。郑州市总体规划城市建设为“多中心、组团式”布局,市区由中心组团及外围组团、郑东新区、西部(须水)组团、北部(花园口)组团、南部(小李庄)组团组成,各组团均形成独立的污水排放系统。郑州市中心组团规划排水系统由王新庄排水系统、五龙口排水系统和马头岗排水系统三大排水系统组成,现已基本形成规模。2) 污水处理设施现状郑州市目前建成和在建的共有3座城市污水处理厂,分别是王新庄污水处理厂(2000年建成,40104m3/d),五龙口污水处理厂(2009年建成,20104m3/d),马头岗污水处理厂(2007年建成,30104m3/d)。2.4.2 排水系统存在问题及水域污染概况1. 污水支管不配套污水配套管网与城市建设不同步,建成区内部分管网尚未形成。规划区域污水管网尚未建设,污水直接排入河道,对河流及沿河环境造成严重影响。2. 水污染概况由于每日大量未经处理的工业废水和生活污水直接排入水体。日积月累导致了市区内河渠的严重污染,河水黑臭、感观恶劣。根据环保部门的监测结果,郑州市多条河流CODcr、BOD5、石油类、非离子氨均为超V类水体。2.4.3 污水处理设施存在的问题近年来,郑州市的经济发展迅速,目前已形成了门类较齐全的综合性工业体系。其主要工业为纺织、冶金、化工、铝业、食品、轻工、电力等。工业企业排放的废水量大,浓度较高,水质复杂,对环境的污染更为严重。目前全市企业内虽有污水处理设施,但由于种种原因,仍有部分未经处理或处理不达标的废水排入水体,加剧了市区内地面水体的污染程度。2.5 一期工程服务范围五龙口污水处理厂一期工程的服务范围是郑州市市区京广铁路西南、嵩山路以西、西三环以东、淮河路以北的区域,服务面积约27 km2,详见附图1。此区域为郑州市西部的工业聚集区。随着郑州纺织产业园区的规划建设,现有区域内的纺织、印染及部分相关企业将逐步外迁。2.6 五龙口污水处理厂一期工程概况2.6.1 污水处理厂概况郑州市五龙口污水处理厂位于郑州市西北部,东临规划的蓝天路,北为环保北路,西侧毗临冉屯东路,南侧为五龙口南路,总占地13.06 ha。污水处理厂设计规模为10104m3/d,污水经处理后其中5104m3/d进行再生水处理,其余排入五龙口明沟经贾鲁河后入沙颖河最终入淮河。再生水处理后输送至金水河和熊耳河,补充河流水量,形成景观效果。五龙口污水处理厂现有人员总数为73人,包括生产人员(直接生产人员和辅助生产人员)、管理技术人员和勤杂服务人员。2.6.2 处理工艺目前污水处理厂一期工程污水二级处理采用改良氧化沟二级生物处理工艺,再生水处理采用混凝、沉淀、过滤、消毒工艺,污泥处理采用污泥浓缩脱水工艺。污水处理厂工艺流程见图2-1、2-2。117 中国市政工程华北设计研究院加氯间ClO2出水进水泵房旋流沉砂池粗格栅间细格栅间进水鼓风机房厌氧池氧化沟回流污泥反硝化段90%10%二沉池回流及剩余污泥泵房泥饼外运污泥回流污泥浓缩脱水机房房图2-1 一期工程五龙口污水处理工艺流程框图图2-2 一期工程再生水处理工艺流程框图ClO2至用户管式静态混合器平流沉淀池小网格反应池进水加氯间加药间鼓风机房废 水 池清水池送水泵房V型滤池ClO2提升泵房回流及剩余污泥泵房2.6.3 污水处理厂设计进水水质一期工程设计进水水质为:pH69CODcr 500mg/lBOD5220mg/lSS250mg/lNH3-N55mg/lTP4mg/2.6.4 二级生物处理设计出水水质pH69CODcr120mg/lBOD530mg/lSS30mg/l氨氮(以N计)25mg/l 总磷((以P计)1mg/l2.6.5 再生水设计出水水质pH6.59CODcr50mg/lBOD510mg/lSS10mg/lTKN10mg/l 总磷(以P计)1mg/l粪大肠菌群数500个/L2.6.6 一期工程主要构筑物及设备1. 细格栅(1) 构筑物功 能:进一步去除污水中粗大的漂浮物,保证后续处理系统的正常运行。类 型:钢筋混凝土结构,直壁平行渠道数 量:1座设计流量:1.505 m3/s平面尺寸:LBH14m9.8m2m (2) 主要设备A机械格栅设备类型:螺旋格栅机设备数量:3台设计参数:单台过栅流量:Q=0.5 m3/s格栅直径:B=1800mm栅条间隙:b=8mm2. 旋流沉砂池(1) 构筑物功 能:去除原水中比重大于2.65,粒径大于0.2mm的无机砂粒,以保证后续流程的正常运行。类 型:圆形钢筋砼构筑物数 量:2座设计流量:1.505 m3/s单座尺寸:直径:D=4870mm深度:H=4350mm(2) 主要设备A排砂泵设备数量:2台参 数:Q=15 l/s H=10mB沉砂搅拌机设备数量:2套参数:N=1.5kWC砂水分离机设备数量:2套参 数:Q=15 l/s1) 生物池设计规模10x104m3/d,变化系数1.15,最大设计水量1.33m3/s。A. 前置缺氧段、厌氧段为获得一个较稳定的磷去除率,在系统前端设置厌氧段,为聚磷菌进行充分的磷释放提供一个必要的停留空间和适合的环境条件,从而提高系统除磷效率,同时还可以改善污泥的沉降性能,防止丝状菌的生长,提高系统的稳定性。一期工程设计进水中氮的含量很高,仅氨氮(NH3-N)即高达55mg/l。相对而言,碳源则略显不足。在这种情况下,系统的反硝化过程不可能进行得很完全,回流污泥中硝酸盐氮含量必然较高。如不采取相应措施,回流污泥将把大量的硝酸盐氮带入厌氧段中,抑制聚磷菌对磷的释放过程,影响系统生物除磷效果。针对这种情况,一期工程设计时在厌氧段前加设一个回流污泥反硝化段(即前置缺氧段),使回流污泥进入缺氧段前在这里完成硝酸盐氮的反硝化过程,以便维持厌氧段内硝酸盐氮的浓度在1.5mg/l以下,确保系统生物除磷效果。为提供回流污泥反硝化所需碳源,部分进水直接进入前置缺氧段,其余的进入厌氧段。(1) 构筑物功 能:前置缺氧段:回流污泥完成硝酸盐氮的反硝化过程,以便维持厌氧段内硝酸盐氮的浓度在1.5mg/l以下厌氧段:形成厌氧条件,释磷菌充分释磷、改善污泥的沉降性能,防止丝状菌的生长,提高系统的稳定性类 型:矩形钢筋砼构筑物单池尺寸:L=50.3mB=14.0mH=6.0m其中前置缺氧池:有效容积:1500m3停留时间:0.95h厌 氧 池:容积:2324m3停留时间:1.45h数 量:3座(2) 主要设备:潜水搅拌机数 量:供 货:缺氧池 6台 N=5.0kW厌氧池 6台 N=5.0kW进口3生物池生物池采用氧化沟池型的生物反应池,采用池底微孔曝气的形式供氧,并采用潜水搅拌机辅助推流。内间隔布置曝气系统、潜水搅拌机,这样生物池内水力流态较好,并形成好氧段、缺氧段,溶解氧呈现分区变化。生物池中的溶解氧浓度在远离曝气装置的区域溶解氧较低,使氧化沟中某一段会出现缺氧区,这样在生物池内溶解氧、有机物(BOD)和氨氮浓度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。同时生物池运行灵活。(1) 构筑物功 能:生物池内形成适宜的条件下,利用生物池中大量繁殖的活性污泥中微生物完成降解水中有机污染物质、脱氮除磷作用,以达到净化水质的目的。类 型:钢筋混凝土矩形水池单池尺寸:L=105mB50.3m内分6格单格宽 B8m有效水深 H6.0m数 量:3座参 数:单池有效池容:V=26042 m3泥 龄:SRT=13.1 d污泥负荷: F/M= 0.085kgBOD5/kgMLSS容积负荷:0.30kgBOD5/m3产 泥 率:Y=0.90kgSS/kgBOD5产 泥 量:G=22,770 kg/d设计流量下停留时间: T=17.82h混合液悬浮固体浓度: MLSS=3,500 mg/l最大污泥回流比:100%标准状况需氧量: 3,030 kgO2/h控制方式:空气量可根据生物池内的溶解氧仪读数,通过空气阀门调节风量来完成生物池内溶解氧的调节。(2) 主要设备A. 曝气器设备类型:刚玉曝气器(包括池内全套管路系统及主配气管顶端阀门)曝气器直径 D=350mm曝气器数量 12540个设计参数标准状态需氧SOR3,030kgO2/h水头损失 小于250mm水柱标准情况下氧转移效率 18gO2/m3.m空气管材质 不锈钢供货管道支架材质 不锈钢国内供货B. 调节阀门设备类型:空气调节电动蝶阀设备数量:3套设计参数:最大流量 Qmax=10,400Nm3/h调 节 量:0100直 径:DN800控制方式:供货:根据生物反应池内溶解氧含量由PLC自动调节进气量进口C. 潜水搅拌机设备类型:潜水搅拌机设备数量:54台设计参数:供货:功率 N=5.0kW进口4. 沉淀池(1) 构筑物类 型:钢筋混凝土中心配水、周边出水幅流式沉淀池。池 数:3座设计参数:单池设计流量 Qmax=1,806m3/h Qave=1,389m3/h设计表面负荷:Qmax=0.758m3/m2.h(最大流量)Qave=0.58m3/m2.h(平均流量)沉淀时间 HRT=3.1h池 直 径 D=55m有效水深 H4.1m(2) 主要设备A. 刮吸泥机设备类型:周边传动刮吸泥机(包括浮渣刮板和排浮渣斗)设备数量:3套设计参数桥长 L55m刮板周边速度 V2cm/s 或n=0.01rpm5. 滤站(1) 构筑物:类 型:半地下式钢筋混凝土池池 数:1组4格平面尺寸:33.9 m20.85m设计参数:设计流量:Q=637 l/s滤速:V=6.4 m/h强制滤速:V=8.53 m/h反冲洗强度:空气55 m3/m2h水洗15 m3/m2h表面扫洗7 m3/m2h冲洗周期:24h单格滤池过滤面积:713m2滤池总高度:4.52m(其中支撑梁高1.0m,滤板厚0.10m,承托层厚0.10m,砂滤料厚1.30m,清水高1.30m,超高0.72m)(2) 主要设备A滤料:类型:石英砂均质滤料公称直径:1.2mm每个滤池内的量:118.3m3B滤头类 型:长柄滤头材 质:PE数 量:19696个6. 加氯间一期工程设计规模10x104m3/d,变化系数1.30,回用水深度处理规模为5x104m3/d,最大直接排放污水量为0.93m3/s。为保证公共卫生安全,防治传染性疾病传播,一期工程污水加氯消毒设备设在回用水处理的加药加氯间内。(1) 建筑物功 能: 为污水消毒提供足够的加氯量结 构:地上式砖混结构数 量:1座尺 寸:LB=22.5m10.5m加 氯 量:8mg/l(2) 主要设备A. 二氧化氯发生器类 型:二氧化氯发生器数 量:2台性 能:供 货:Q=10kg/h国内供货7. 回用水加药间一期工程回用水深度处理规模为5x104m3/d。(1) 构筑物:类 型:地上框架结构数 量:1座平面尺寸:23.4m12.0m设计参数:投加聚合铝: 20mg/L (2) 主要设备A药液制备系统功 能:调制所需的聚合铝药液浓度类 型:PVC成套设备设备数量:1套设计参数:投药量1100kg/d药液投加浓度8%供 货:国产B计量泵类 型:柱塞式计量泵设备数量:3台(2用1备)设计参数:加药量Q=320L/h扬程H=70m供 货:国产8. 剩余污泥泵房一期工程设计规模10x104m3/d。与回流污泥泵房合建。(1) 构筑物功 能:将剩余活性污泥排出系统外类 型:半地下式泵站地下钢筋混凝土矩形水池池 数:1座直 径:LBH=10.05m5.05m能 力:2846 m3/d(2) 主要设备剩余污泥泵类 型:偏心螺杆泵能 力:剩余污泥量: 22,770kg/d污泥含水率: 99.5%数 量:3台(2用1备)参 数:Q=120m3/hH=15 m9. 污泥浓缩脱水机房剩余污泥体积较大,为便于污泥的运输和最终处置,需进一步减少污泥体积,使污泥含水率降到7580。离心脱水机脱水效果好,运行管理简单,操作间占地小等优点,推荐采用离心浓缩脱水机。(1) 构筑物功 能:污泥在此脱水,降低污泥含水率,以减少污泥体积,便于污泥贮存、外运及污泥的再利用。类 型:砖混结构数 量:1座尺 寸:LB=30m10.8m设计参数:污泥干固体量:22770 kg/d进泥含水率:99.5%进 泥 量:4554 m3/d出泥含水率:7580%出 泥 量:91114 m3/d加 药 量:5 g/kg污泥浓缩脱水方式:离心浓缩脱水机运行方式:整套系统由PLC控制,联锁运行。(2) 主要设备A. 污泥离心脱水机类 型:离心浓缩脱水机数 量:3台参 数:工作时间:24h/dQ=80-100m3/h供 货:进口B. 絮凝剂制备系统类 型:全自动制药装置数 量:1套参 数:药剂种类:干粉配药能力:8-12kgPAM/h供 货:药液浓度:与污泥浓缩脱水0.1%0.5%机配套D. 污泥输送装置类 型:螺旋输送器数 量:3套(水平式二套、倾斜式一套)参 数:直 径:D=350mm长 度:水平式 L=10m,L=4m倾斜式L=15m供 货:与污泥浓缩脱水机配套2.6.7 污水处理厂实际运行进水量郑州市五龙口污水处理厂2005年12月污水处理工段通水,2006年6月回用水工段通水,2007年7月通过河南省及郑州市有关部门的竣工验收,并投入正常运行。自竣工后五龙口污水厂进水量持续稳步增长,并在2008年8月后稳定达到设计水量,目前处于满负荷运行。2.6.8 实际运行进出水水质郑州市五龙口污水处理厂2005年12月污水处理工段通水,2006年6月回用水工段通水,2007年7月通过河南省及郑州市有关部门的竣工验收,并投入正常运行。五龙口污水厂作为郑州市西部的唯一一座污水处理厂,自投产后运行稳定,为改善郑州市城区的水环境做出了巨大的贡献。为切实做好郑州市五龙口污水处理厂(一期)改造工程,我院积极与建设单位联系,了解污水处理厂运行后的进出水水质。我们了解到五龙口污水处理厂收水范围内近年来工业企业迁出较多,特别是水晶股份(化肥生产企业)于2009年3月停产并迁出。水晶股份搬迁前后,五龙口污水处理厂的进水水质比较于变化较大,氨氮总氮等进水指标明显降低。据此情况我院重点收集了自2009年4月至2009年9月期间的实测进出水水质进行分析、研究。(1)生物处理实际运行进出水水质自2009年4月至2009年9月期间五龙口污水处理厂(一期)的进水中COD、BOD等污染物浓度基本与一期设计进水水质相符;氨氮的进水浓度低于原设计进水水质;SS和总磷的进水浓度远超设计进水水质,五龙口污水处理厂(一期)处于超负荷运行的情况。但五龙口污水处理厂(一期)的进水具有较高可生化性的特点,通过五龙口污水处理厂运行管理人员的精心管理、认真负责的操作运行,五龙口污水处理厂(一期)污水处理的出水中BOD、COD、SS、氨氮等污染物达到设计出水水质的保证率基本为100%,只有总磷的出水浓度尚无法稳定达到设计出水水质要求。相关出水指标的水质分析图如下:二级生物处理BOD进出水水质二级生物处理COD进出水水质二级生物处理SS进出水水质二级生物处理氨氮进出水水质二级生物处理总磷进出水水质二级生物处理总氮进出水水质(2)回用水处理实际运行出水水质根据五龙口污水处理厂(一期)自2008年4月至2009年9月期间的实测出水水质,回用水处理后出水BOD(为厂内抽测)、COD、SS、氨氮等指标均为全部达到原设计出水水质并优于城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准。回用水处理后出水中的总磷浓度低于设计出水水质的保证率只有50%左右,是本次改造工程需要提升的主要出水指标之一;回用水处理后出水TN在一期工程设计中没有作为考核指标,但目前回用水出水中的TN指标低于城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准中总氮出水水质要求20mg/l的保证率只有50%。相关水质分析详见下列图表:一期回用水出水BOD一期回用水出水COD一期回用水出水SS一期回用水出水氨氮一期回用水出水总磷一期回用水出水总氮3工程建设的必要性3.1 工程是淮河流域污染治理的需要水体严重污染是城市水资源可持续利用和城市经济可持续发展的重大障碍,因此污水治理对防治水体环境污染,缓解水的供需矛盾可起到积极的作用。国家对环境保护、污水治理工作十分重视,全国人大早在1996年通过了水污染防治法修正案,1996年全国第四次环保大会要求到2000年底,全国重点水系淮河、辽河、海河基本变清。国家已在淮河流域水污染治理中投入大量资金及人力物力,作出最大的努力,以保证流域的污染物排放减量及水质的好转,保护流域内人民身体健康及生活幸福,创造和谐社会的环境。经过多年的努力,淮河水系污染状况得到一定的改善,但是并没有得到彻底纽转,因此污水治理工作任重而道远。郑州市为省会城市,又位于淮河流域上游,是淮河流域上游的一个重要污染源,郑州市污水治理工程的建设对保护淮河水系改善淮河水质有着重要的意义,因此为保证国家在淮河流域污染治理目标的实现、下游人民安居乐业,工程服务范围内污水不能未经处理而直接进入淮河流域,因此本工程的建设是必要的。3.2 工程将改善城市地下水及地表水环境工程建成后,将有效地改善城市的环境质量,体现在两个方面:一方面保护城市地下水源,另一方面,为城市的景观水体提供水源,为城市提供良好的生活环境。目前,地下水是郑州市生产和生活用水的水源之一,约占总供水量的1/3,市域内河流水体为地下水源的主要补给水源。遭受了污染的地面水导致地下水的污染。现在郑州市市区的部分浅层地下水和中深层地下水已受到明显的污染。虽然目前污染尚未波及到深层地下水,但是一旦出现深层地下水污染,将不可逆转,难以消除,将会使郑州市失去保贵的地下水资源。郑州市区内现有河流有贾鲁河、贾鲁支河、金水河、熊耳河、七里河、东风渠,这些河道大多属天然河道。金水河、熊耳河等河流部分或全部改造为景观河,为城市居民的生活、休闲提供良好的地表水环境。由于气候影响,河流水量较小,无法满足需求。本工程建成后可加大市区内河流流量,改善城市环境。3.3 本工程建设完成后,有利于改善城市投资环境,促进城市对外招商引资、促进城市发展,有利于保持经济持续稳定的增长目前我国正在建设和谐社会,核心思想是社会稳定、人民健康生活。大量污水未经处理直接排入水体,对水体的污染短时间内无法恢复到原来的水体状况;水体变差影响社会生活的多个方面,成为潜在影响社会稳定的因素之一,影响社会和谐稳定。当污染发生且造成严重后果后,需要投入更长的时间和更多的投入治理污染;滇池治理工程就是一个明显的例子。同时本工程的建设是贯彻中央“科学发展观”的具体体现,科学发展观就是要强调可持续发展,就是要正确处理人口、资源、环境之间的关系,做到这三者的和谐统一、协调发展,既满足当代人发展的需要,又不危及后代人发展的需要。因此,本工程是关系到子孙后代的生存与发展的战略举措,势在必行,具有显著的环境效益和社会效益,是构建和谐社会的具体体现。因此,为确保淮河水质变清的宏伟目标的实现,为使郑州市及其下游水域和地下水水质免受污染,使其水质逐步获得改善,使被破坏了的生态环境得到恢复,本工程是十分必要和迫切的。4. 污水处理厂工程要素确定4.1 工程建设规模本次升级改造工程主要是对郑州市五龙口污水处理厂一期工程已建的处理构筑进行改造;并增加处理建构筑物,对一期工程直接排入五龙口明渠的污水进行深度处理。五龙口污水处理厂(一期)升级改造工程设计规模为10104m3/d,新增深度处理设计规模为8104m3/d。4.2 污水处理厂进水水质的确定根据五龙口污水处理厂(一期)自2009年4月至2009年9月期间的二级生物处理实测进出水水质,有关出水指标的水质分析图如下:二级生物处理BOD进出水水质二级生物处理COD进出水水质二级生物处理SS进出水水质二级生物处理氨氮进出水水质二级生物处理总磷进出水水质二级生物处理总氮进出水水质通过五龙口污水处理厂(一期)自2009年4月至2009年9月期间的污水处理实测进出水水质分析图表,可以看出五龙口污水处理厂(一期)的进水中COD、BOD等基本与一期设计进水水质相符;氨氮的进水水质低于原设计进水水质;SS和总磷的进水水质远超设计进水水质,低于设计水质的情况仅占运行天数的30%左右。由此可见五龙口污水处理厂(一期)处于超负荷运行的情况。依据五龙口污水处理厂进水水质(即二级生物处理进水水质)分析,当进水中各污染物浓度出现率为90%时,各污染物浓度为:BOD5251mg/lCOD463mg/lSS579 mg/l氨氮41.6mg/l总氮50.7mg/l总磷6.48mg/l其中,SS的进水浓度远超过污水排入城市下水道水质标准 (CJ3082-1999)中SS的最高允许排放浓度400mg/l。其它污染物的进水浓度除氨氮略高于污水排入城市下水道水质标准中的最高允许排放浓度35mg/l外,均属于正常浓度范围。SS的取值直接决定着生物池计算的池容,对于本次工程的改造方案和工程投资有巨大的影响。经过与建设单位和有关部门的协商,达成一致意见,为促使五龙口污水处理厂改造工程这项有益于郑州市环境提升的市政工程能够顺利实施,请环保部门加大监察力度,严格控制污染点源的排放浓度,使排入城市污水管网的SS浓度能够低于400mg/l。据此,确定五龙口污水处理厂(一期)改造工程的进水水质确定为:BOD5255mg/lCOD465mg/lSS400 mg/l氨氮42mg/l总氮51mg/l总磷6.5mg/l4.3 设计出水水质根据河南省住房和城乡建设厅、河南省环境保护厅、河南省发展和改革委员会、河南省财政厅等部门联合下发的关于加快省辖市污水处理厂脱氮升级改造工作的通知(豫建函200963号),五龙口污水处理厂“升级改造标准为执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准”,即:BOD520mg/lCOD60mg/lSS20 mg/l氨氮8(15)mg/l总氮20mg/l总磷1.0mg/lPH69粪大肠杆菌104个/l4.4 污水处理工艺方案4.4.1 污染物去除率根据已确定的工程设计进出水水质,相应的污染物负荷及去除率详见下表。污染物去除率表水质指标CODcrBOD5SSNH4-NTNTP进水水质(mg/l)46525540042516.5出水水质(mg/l)6020208(15)201.0污染物去除效率(%)8692958060844.4.2 处理方案选择的原则污水处理工艺需根据进厂污水水质、出厂水质要求、处理厂规模、污泥处置方案以及当地气温、工程地质、环境等条件来慎重选择。各种处理工艺都有一定的适用条件,工程设计时需因地制宜,合理确
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