高新技术产业开发区污水处理厂工程可行性研究报告

1 前前 言言 某高新技术产业开发区成立于2003年1月，同时也是国家级专利技术园区。 某高新技术产业开发区位于某市城区西北角，紧邻京沈高速公路某出口、秦沈高 速铁路某站及102国道和京哈铁路，距某港15公里，距锦州机场50公里，区位和交 通极为便利，高新区总体规划面积18.62平方公里，由高科技产业园区、创业园区、 精细化工园区、生活园区等九个功能区组成。 随着某高新技术产业开发区招商引资工作的不断推进，大量工业企业将进 驻产业区。按照工业发展规划，工业结构为精细化工、制造业、物流及综合工业 等。在经济高速增长的同时，我们可以预见到工业区将产生大量工业废水及生活 污水。目前高新技术产业开发区尚无污水处理厂，为了保证工业区经济可持续发 展，保护附近海湾乃至渤海水质，保护沿海养殖及其周边的人居环境，某市高新 技术产业开发区污水处理工程的建设已迫在眉睫。 我院受某经济开发区开发建设投资有限公司的委托，进行编制本工程可行 性研究报告工作，我院相关工作人员经过现场实地踏勘并深入研究，对本工程的 建设规模、水质进行了充分论证。在可研报告的编制过程中，我们得到工业区管 委会、建设局、环保局及建设单位等部门的大力支持，在此我们表示深深的感谢。 本工程主要内容包括：处理规模2010年为2104m3/d污水处理厂1座（远期为 4104m3/d）。工程总投资为6366.63万元，其中申请贷款3258.23万元，企业自筹 3108.40万元。 1.总总 论论 1.1项项目名称目名称 某高新技术产业开发区污水处理工程。 1.2建建设单设单位位 2 某高新技术产业开发区管委会。 1.3项项目目规规模模 污水处理厂2010年规模为2104m3/d。 1.4工程内容工程内容 2104m3/d污水处理厂1座。 1.5设计进设计进出水水出水水质质 (单位 mg/L) 项目进水水质(mg/L)出水水质（mg/L）去除率(%) BOD51531093.75 CODcr4395088.64 SS2891096.97 NH3-N40587.50 TN601575.00 TP40.5 87.50 1.6污污水水处处理厂厂址理厂厂址选择选择 拟建厂址位于高新技术产业开发区西南部（见图），汉江路东北侧及淮河路 南侧。周围为回填后的工业用地，地形地貌简单。 1.7污污水水处处理厂工理厂工艺艺确定确定 根据方案对比，本工程确定“水解酸化池+A2/O（底曝式氧化沟）+二沉池+反 应沉淀工艺”作为本工程的实施方案。 1.8工程投工程投资资 本工程总投资为6366.63万元，其中建设投资6132.80万元，建设期贷款利息 93.83万元，流动资金140万元。资金来源为：申请贷款3258.23万元，企业自筹 3108.40万元。 3 2.项项目概述目概述 2.1 编编制制原原则则 根据国家有关技术、经济等方面的政策和省、市政府对污水处理厂的要求， 确定以下编制原则： 1）根据某市环境治理与城市发展总体要求，结合高新技术产业开发区发展 的总体规划和排水系统的现状，在认真进行方案比较的基础上确定污水治理工 程方案，同时要结合某市及高新技术产业开发区总体规划的要求，并能符合渤海 湾污染综合治理及某市排水系统总体发展规划的要求。 2）在工程设计中既要工艺先进、技术可靠、耐冲击负荷能力强、能实现自动 监测、自动控制，又要经济合理、节约能源、减少运行费用。 3）采用高效节能、简便易行的污水处理工艺，确保生活污水、工业废水混合 液的处理效果和运行稳定性。 4）妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。 5）保证污水处理工艺的先进性与合理性，并为城市的可持续发展留有足够 的空间。 6）应注意引进新工艺、新技术、新设备、新材料。在比较和选择工程方案时， 要优先考虑工艺先进、技术可靠、经济合理的方案，以降低工程造价，减少运行 成本。 7）工程规模、投资数额要考虑国家和地方财政的支付能力，做到切合实际， 降低工程费用。 2.2 编编制依据制依据 1）某市高新技术产业开发区控制性详细规划。 2）国家现行的有关政策、法规、标准和技术规范。 3）国家计委办公厅2002年1月下发的城市基础设施项目可行性研究报告编 制指南。 4 2.3 编编制范制范围围 受高新技术产业开发区管委会委托，依据某市高新技术产业开发区规划并 结合开发区建设发展实际情况，确定本次某市高新技术产业开发区污水处理工 程可行性研究报告的编制范围为：污水处理厂一座。具体内容如下： 污水处理厂工程：兴建污水处理厂一座，污水厂处理规模为2104m3/d。 2.4 城市概况城市概况 2.4.1 某市概况某市概况 某市位于渤海之滨，地处辽宁省西南端，东邻锦州市，西接山海关，北靠朝 阳市，素有“关外第一市”的美称。东距省会城市沈阳315公里，西距首都北京市 480公里。 某全市目前拥有5条铁路线，其中高速客运专线1条（秦沈客运专线），铁路支 线1条；拥有1等客货混合站点一处（某站），3等站点6处，4等站点15处，另有2处待 定等级车站为新建秦沈客运专线的站点（某北站及绥中北站）。某全市拥有公路 184条，总里程3141.17公里；其中国道2条（102国道和306国道）-233.325公里，省 道5条-390.949公里，县道24条-651.171公里，乡道152条-1860.794公里，专用道路 1条-4.931公里。京沈高速公路由某城市北侧东西向贯穿市域。公路密度为31.59 公里/百平方公里。 市域总面积为10415平方公里。某市辖3个市辖区（连山区、龙港区、南票区）、 2个县（绥中县、建昌县）、1个县级市（兴城市）、35个街道办事处、34个镇、59个乡 （含22个民族乡）、207个社区居委会、1066个村民居委会。 某市辖区（连山区、龙港区、南票区）县（绥中县、建昌县）市（兴城市）， 1995年底全市总人口261.1万人。某市中心城区（龙港区、连山区）建成区常住人口 约30万人，暂住人口约2.3万人。 某地区具有悠久的历史，上个世纪30年代，海域潜在的生产力优势更加促 进了某市的人口增长和生产力的发展，使之成为辽宁西部的工业重镇之一。1989 年，某升格为地级市，成为地区的政治、经济中心。 2.4.2 高新技高新技术产业术产业开开发发区概况区概况 5 某高新技术产业开发区成立于2003年1月，同时也是国家级专利技术园区。 某高新技术产业开发区位于某市城区西北角，紧邻京沈高速公路某出口、 秦沈高速铁路某站及102国道和京哈铁路，距某港15公里，距锦州机场50公里，区 位和交通极为便利，高新区总体规划面积18.62平方公里，分为九个功能区：综合 工业区、精细化工产业区、先进制造产业区、高新技术产业开发区、TDI项目及其 产业配套区、物流集散区、科研文化区、生活服务区及绿化休闲区。 2.4.3 气候特征气候特征 某市地处中纬度地带，属温带季风型大陆性气候。四季分明，春季风沙较大， 回暖迅速，气候干燥，夏季炎热多雨，秋季凉爽；冬季干旱、寒冷，温差较大，年平 均气温9.8，最高气温32.9，最低气温-22.8。冬季最冷时海岸边有结冰现象， 并平均厚度为3050mm，冰期23个月。冬季标准冻土层平均厚度1.10米。 主导风向为西南，冬季为西北风，夏季为西南风，年平均风速为3.3米秒， 最大风速为17.7米秒。每年月下旬至月中旬为台风季节。风力一般为69级， 最大可达1012级。 2.4.4 水文水文 年平均降水量560630毫米，由于本地区属于季风性大陆性气候，四季降 水量差异很大，全年降水量主要集中在78月份，冬季降水量仅占全年降水量的 34%。 日照时数为26922842小时，年日照最多达3282.9小时（1963年）。年蒸发量 881.41193.4毫米。 某最高潮位+4.58米，平均潮位+3.03米，平均低潮位+0.53米，平均海平面 +1.72米，最低潮位-1.11米。 地下水与海水连通，水位变辐受海水潮汐的影响，地下水埋深为2.02.8米， 地下水位高程为0.81.5米。 2.4.5 地震烈度地震烈度 根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工作区抗震设防烈度度， 设计基本地震加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s，设计地震分组为 第一组。 6 2.5 高新技高新技术产业术产业开开发发区区总总体体规规划概况划概况 2.5.1 规规划背景划背景 2003年，党中央、国务院做出振兴东北老工业基地的战略决策，面对如此难 得的历史时机，某抓住机遇加速发展高新技术产业，对产业区做出了总体部署。 2.5.2 规规划建划建设设目目标标 某高新技术产业开发区为辽宁省实施沿海“五点一线”开发开放战略的重要 组成区域之一，是某市“十一五”期间重要工程，某高新区总体思路是：充分发挥 区位、资源两大优势，紧紧抓住沿海开放和老工业基地振兴的双重机遇，着力抓 好高新技术、专利技术产业化和特色园区建设，推动高新区各项事业的全面进步。 使高新区成为某市对外开放的窗口；体制机制创新的试验区；承接产业转移、资 源有效配置、转变经济增长方式、形成产业集群的平台；招商引资的载体；实现自 主创新的典范；社会经济发展的重要增长极；发展园区经济的龙头；高新技术和专 利技术成果转化的产业基地；具备现代化工业城市形象的新城区。 2.5.3 排水排水规规划划 根据高新技术产业开发区的排水规划，区内排水系统采用雨、污分流制。污 水处理厂规划日处理污水能力为6.4万m3/d（本次建设一期2万m3/d）。该污水处理 厂对工业园内生产、生活污水进行统一集中处理，达标排放。 2.6 高新技高新技术产业术产业开开发发区区给给水排水水排水现现状状 2.6.1 给给水水现现状状 高新技术产业开发区总规划供水能力可达8万m3/d。区内已建成净水厂(供 水能力2万m3/d,)供水，不足部分通过扩建市政老合台水厂提供，老合台水厂规划 扩建6万m3/d规模。水资源由平山水源提供。 目前已建成的2万m3/d水厂实际供水量为2000 m3/d。辽宁北方锦化聚氨酯有 限公司（TDI项目）项目投产后，供水能力将达到6000 m3/d。 2.6.2 排水排水现现状状 7 开发区经过几年的建设，部分区域污水管网已经形成。污水来源主要包括部 分已经建设投产的企业、公共建筑排放的污水，由于处于开发区建设发展阶段， 污水量较小，约为1600m3/d，马上投产的TDI项目污水量为3200m3/d。 2.7 工程建工程建设设的必要性的必要性 2.7.1 现现有工程存在有工程存在问题问题 目前高新技术产业开发区没有污水处理厂，而现在工业区内企业已达到二 十余家，马上将会产生大量工业废水，若这些工业废水未经处理直接就近排入水 体，将会使连山湾已经改善的水质重新恶化，其后果非常严重。所以为适应高新 技术产业开发区发展，改善环境污染，尽快解决污水处理厂问题已迫在眉睫。 污水处理工程属城市公益事业，以往排水设施都被无偿使用，导致污水处 理设施迟迟得不到建设。因此，必须采取相应措施，解决城市公用设施的无偿使 用问题。 2.7.2 某市高新技某市高新技术产业术产业开开发发区区污污水水处处理工程理工程实实施的目的和意施的目的和意义义 新建某市高新技术产业开发区污水处理工程具有如下重要意义： 1）是保护环境、减轻污染的直接需要。 建设污水处理工程能从根本上对污染进行有效的控制，彻底解决水体的水 质污染，保护水体质量，减少乃至杜绝连山湾附近海域发生的“赤潮”现象，项目 的建设具有保护环境、造福人民的重要现实意义。 2）是城市可持续性发展的战略需要。 随着城市的发展和人民生活水平的提高，城市用水量不断增加，对水质的 要求也在逐步提高。建设污水处理厂能够有效地保护有限的水资源，保障居民及 企业用水安全。 3）是城市文明和人民生活品质提高的需要。 由于生活水平和城市文明建设的提高，人民对周围的环境质量也有了越来 越高的要求。建设污水、污泥处理装置及其配套设施，将极大改善市区及周围的 环境质量，提高城市品位，改善人民的生活质量，使高新技术产业开发区建成具 有地方特色的“高效、经济、现代化、舒适优美”的工业园。 8 3.法法规规、条令、条令专专篇篇 本项目的运作、设计、建设所选用的规范和标准应包括但不限于下列的规 范和标准。 1)中华人民共和国环境保护法 2)中华人民共和国环境污染防治法 9 3)中华人民共和国水污染防治实施细则 4)建设项目环境保护管理办法 5)建设项目环境保护设计规范 6)污染排放许可证管理暂行办法 7)污水处理设施环境保护、监督管理办法 8)市政公用工程设计文件编制深度规定（2004年） 3.1 工工艺专业艺专业 1)地表水环境质量标准GB38382002 2)污水综合排放标准GB89781996 3)污水排入下水道水质标准CT308299 4)城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002 5)室外排水设计规范GB500142006 6)给水排水制图标准CB/T50016-2001 7)给水排水设计基本术语标准CBJ12589 8)泵站设计规范GB/T5026597 9)给水排水管道工程施工及验收规范 CB5028697 10) 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准SYJ2887 11) 长输管道线路工程施工及验收规范 SYJ400190 12) 城市排水工程规划规范GB503182000 3.2 结结构构专业专业 1)给水排水工程构筑物结构设计规范 GBJ500692002 2)给水排水构筑物施工及验收规范GBJ14190 3)建筑抗震设计规范GB500112001 4)室外给水排水工程设施抗震鉴定标准 GBJ43-82 5)构筑物抗震设计规范GB5019193 6)混凝土结构设计规范GB500102002 7)混凝土结构工程施工及验收规范GB502042002 10 8)砌体结构设计规范 GBJ500032001 9)砌体工程施工及验收规范GB502032002 10) 钢结构设计规范 GBJ500172003 11) 建筑地基基础设计规范GBJ50072002 12) 建筑桩基技术规范JGJ9494 13) 建筑地基处理技术规范JGJ792002 14) 给水排水工程管道结构设计规范GB503322002 15) 建筑结构荷载设计规范(2006年版) GBJ500092001 16) 工业建筑防腐蚀设计规范GB5004695 17) 混凝土外加剂应用技术规范GB501192003 18) 建筑软弱地基基础设计规范DBJ10190 19) 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS138：2002 20) 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程 CECS141：2002 3.3 建筑建筑专业专业 1)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ3189 2)建筑设计防火规范 GB50016-2006 3)总图制图标准 GBJ103-87 4)建筑地面工程施工及验收视范 GB5020995 5)工业企业噪声控制设计规范GBJ8785 6)建筑采光设计标准 GB/T500332001 7)工业建筑防腐蚀设计规范GB5004695 8)屋面工程技术规范GB503452004 9)建筑内部装修设计防火规范GB5022295 10) 办公建筑设计规范JGJ6789 11) 工业企业总平面设计规范GB5018793 12) 公共建筑节能设计标准 GB501892005 13) 建筑设计文件编制深度规定 3.4 电电气及自控气及自控专业专业 11 1)10kV及以下变电所设计规范GB5005394 2)供配电系统设计规范GB5005295 3)低压配电设计规范GB5005495 4)建筑照明设计标准GB500342004 5)通用用电设备配电设计规范GB5005593 6)35110kV变电所设计规范GB5005992 7)3110kV高压配电装置设计规范GB5006092 8)建筑物防雷设计规范GB5005794 9)电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB5006292 10) 电力装置的电测量仪表装置设计规范 GBJ6394 11) 电力工程电缆设计规范GB5021794 12) 建筑电气工程施工质量验收规范GB503032002 13) 低压母线槽选用、安装及验收规程 CECS1702004 14) 自动化仪表工程施工及验收规范GB500932002 3.5 热热力暖通力暖通专业专业 1)城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T8198 2)工业企业设计卫生标准TJ3679 3)采暖通风与空气调节设计规范 GB500192003 4)采暖通风与空气调节术语标准 GB5015592 5)采暖通风与空气调节制图标准 GB501142001 6)建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB502422002 12 4.工程方案工程方案论证论证 4.1 工程工程规规模模论证论证 4.1.1 污污水水处处理厂理厂规规划划规规模模 依据某高新技术产业区控制性详细规划污水厂设计规模为 6.4 万 m3/天， 考虑开发区目前正在发展过程中，目前污水量较小，所以考虑分期建设。 4.1.2给给水量水量预测预测 1）居民综合生活用水量 根据室外给水设计规范（GB50013-2006）的规定，考虑目前当地经济发展 状况，居民最高日综合生活用水量标准，2010 年采用 200Lcapd。 综合生活用水定额包括居民日常生活用水和公建用水之和，但不包括浇洒 绿地、道路用水和消防、市政用水。 居民居民综综合生活用水量合生活用水量预测预测 年限 项目 2010 居民综合生活用水量标准（L/人*d）200 总人口（万人）1.3 用水普及率（）100 供水量（m3/d）2600 2）工业企业用水量 根据高新技术产业开发区规划，工业区工业产值 2010 年 50 亿元。 万元产值消耗水量的大小，影响因素较多，根据工厂的性质，生产的工艺流 程，生产规模的大小，生产设备的先进程度，生产人员的熟练程度，管理人员的 技术水平，工业用水的重复利用率及废水回收程度等因素有关。由于某高新技术 产业区主要企业均为节水型企业，无农业园区、林牧业园区，并根据目前企业用 水现状推算，万元产值耗水量 2010 年为 15 m3/万元。最高日工业用水量预测表 见下表： 13 工工业业用水量用水量预测预测 年限 项目 2010 工业总产值（亿元/年）50 万元产值综合耗水量（m3/万元）15 需水量（m3/d）20547 3）总用水量 综合以上各项，城市总用水量见下表： 总总用水量用水量预测预测 年限 项目 2010 居民综合生活需水量（m3/d）2600 工业供水水量（m3/d）20547 最高日供水量（m3/d）23147 平均日供水量（m3/d）21052 注：浇洒绿地及消防水量未计入 4）总污水量 城市污水量的发生与城市的供水量密切相关，我国各大中城市的排水系数 一般在 K=0.75-0.90 之间。考虑开发区市政设施均为新建，排水系统渗漏较少，排 水系数取 K=0.85。即污水排水量按城市总用水量的 85%计算，总污水量预测见 下表： 总污总污水量水量预测预测 年限 项目 2010 总需水量（m3/d）21042 排水率（）85 总排水量（m3/d） 17885 4.1.3 工程工程规规模确定模确定 根据以上水量预测，污水处理厂近期规模确定为 2010 年：2.0104m3/d。二期 计划建设规模 2.0104m3/d，达到 4.0104m3/d。远期计划建设规模 2.4104m3/d， 达到 6.4104m3/d。 14 4.2 水水质论证质论证 城镇污水水质如何，直接影响到污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以 及污水处理厂处理成本。因此需要调查了解现状城镇排水的污水水质，并结合城 镇居民生活水平状况，参考类似城镇污水处理厂原污水水质的取值，合理确定污 水处理厂原污水水质，根据受纳水体的功能划分和容量，选择污水处理厂处理标 准，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。 由于没有实测的基础资料，进水水质通过以下方法预测。 1）计算生活污水水质 根据室外排水设计规范（GBJ50014-2006），我国生活污水污染物排放指标： BOD5为 2550g/cap.d，SS 为 4065 g/cap.d，类似城市的水质资料，我们确定某 市的居民污染物排放指标为：BOD5为 35g/cap.d，SS 为 40g/cap.d。由前面论述可 知：2010 年污水厂服务区人口为 1.3 万人，水量为 0.26104m3/d。因此某城市居民 生活污水水质为：COD 为 350mg/l ，BOD5为 175mg/l，SS 为 200mg/l。 2）计算工业污水水质 根据环保及规划要求，服务区内的工业企业污水排放时，其水质必须达到 污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）。根据高新技术产业开发区工业 的特点，同时工业区工业还在迅速发展过程当中，因此有很强的不可预测性，所 以我们参照污水排入城市下水道水质标准及同时借鉴同类开发区工业废水的 性质，将工业水质预测如下：即 项 目CODBOD5SS 指标（mg/L）450150300 3）计算综合污水水质 根据前面的水量预测和水质分析，采取实测和加权平均法，计算出市政污水 进水水质主要参数为：此计算出的水质作为污水处理厂的进水水质指标。 项目CODBOD5SSNH3-NTNTP 指标（mg/L）43915328940604 15 4.3 厂址厂址选择论证选择论证 本项目污水处理厂位置在规划中已经确定，位于开发区东部。该厂址具有如 下特点： 1）在城镇水体的下游； 2）位于开发区污水系统末端，便于污水排放，与开发区排水系统协调一致， 3）污水厂进水管线无穿越公路、铁路等情况。 。 4）厂址距离居民区较远，有一定的卫生防护距离；对周围生态环境影响较小 5）有扩建的可能； 6）有方便的交通、运输和水电条件。 由以上特点可知，该厂址符合污水厂选址要求。该厂址在规划过程中已经进 行过比较论证，本可研不再进行详细论述。 16 5.工程方案工程方案选择选择及比及比较较 5.1 污污水水处处理方案理方案论证论证 5.1.1 污污水控制目水控制目标标 根据前述污水处理厂进水水质和处理标准及水质数据，污水处理厂要采用 三级处理，在去除 COD、BOD、SS 的同时考虑除磷脱氮工艺并达到一级 A 排放 标准，最后确定污水处理厂排放污水按下表控制处理水质： 水水质质指指标标控制表控制表 项目进水水质(mg/l)出水水质（mg/l）去除率(%) BOD51531093 CODcr4395089 SS2891096 NH3-N40587 TN601575 P40.587 5.1.2 污污水水处处理工理工艺艺方案的方案的选择选择 污水处理工艺方案的选择依据： 污水处理工艺的选择应根据进厂污水水质、出水要求、处理厂规模、污泥处 置方案以及当地气温、工程地质、排放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，工程设计时应因地制宣，适度引进一些新技术和新设备，把 污水处理厂建设成为一个现代化的水厂。 目前，国内外城镇污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级 处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和 砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化 方法，主要通过微生物的生命活动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物 以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工 艺主要有传统活性污泥法、氧化沟、A2O 工艺、间歇式活性污泥法及悬挂曝气 链工艺等。这些技术各有长短，很难说其中一种工艺有绝对的优势。城镇污水处 理厂的工艺选择主要考虑以下因素： 17 1）进水水质和处理要求 当进水组成杂，工业废水所占比例较大时，氧化沟、悬挂曝气链工艺及间歇 式活性污泥工艺的优越性大，因为工业废水的排放波动大，因而要求工艺要有较 强的耐冲击负荷能力。 污水的有机物浓度对工艺选择有很大影响。当有机物浓度高时，AB 法、 A2O 工艺。AB 法的 A 段只需较小的池容和电耗就可去除较多的有机物，节省 了基建费和电耗，污水的有机物浓度越高，节省的费用就越多。而厌氧处理多用 于大辐削减特高浓度有机污染物。 选择工艺同时必须考虑处理要求。如果进水水质与生活污水接近，则一般生 物处理法均能达到二级排放标准。但如果进水有机物浓度高，或者出水指标要求 高，则需选用处理效率高的工艺。如果有脱氮除磷要求则需选择具有脱氮除磷能 力的工艺如 A2O、SBR 及其改良型 ICEAS 工艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR 工艺、前置厌氧池的氧化沟法、悬挂曝气链工艺及前置厌氧池的 UNITANK 工艺等。 三级深度根据水质要求不同，分别为反应气浮（+过滤），反应沉淀（+过滤）等， 由于其在给水处理中早已得到充分应用，工艺非常成熟，这里不再赘述。 处理要求同样决定了污泥浓缩的方式。由于生物除磷需要一个好氧厌氧 的环境，当出水要求除磷脱氮时，为了防止重力浓缩池中（厌氧环境）磷的释放， 必须采用机械浓缩法,减少污泥停留时间。 2）处理规模和当地条件 污水处理厂规模大小对处理工艺选择影响较大。一般大型污水处理厂多用 常规活性污泥法，中、小型污水处理厂则多用氧化沟法和 SBR 法及其改进法。污 水处理厂的环境条件也是确定处理工艺的重要因素，在大城市、人口稠密等环境 质量要求高的地区或占地受限的地区，直接采用占地少、卫生条件好的工艺，如 SBR 工艺、间歇式活性污泥法工艺、MSBR 工艺等。 3）处理工艺成熟度和可靠度 城镇污水处理的各种技术中，活性污泥法及其变型工艺是使用历史最长、运 行管理经验最为丰富的处理工艺。但自七十年代以来，随着人们对 NH3-N 和 P 危害认识的提高，脱氮和除磷成为城镇污水处理的一大主要目标。随之也发展了 18 很多脱氮除磷工艺，如前置厌氧池的氧化沟工艺、A2O 工艺、ICEAS 工艺、间 歇式活性污泥法工艺、MSBR 工艺、悬挂曝气链工艺、前置厌氧池的 UNITANK 工艺等，目前悬挂曝气链工艺、氧化沟工艺、SBR 工艺、间歇式活性污泥法工艺 在国内均有大型成功运转实例，运行管理经验相对丰富；MSBR 工艺在国内城镇 污水处理厂中已有应用。 5.1.3 预处预处理方案理方案 预处理就是在一级处理前去除水中比较大的漂浮物和砂砾，以避免损害后 序工艺的机械设备，确保安全运行。预处理包括粗细格栅及沉砂池。目前国内常 用的沉砂池有曝气沉砂池和旋流沉砂池，旋流沉砂池是利用水力旋流使砂水分 离较曝气沉砂池节能，同时避免了对随后酸化水解要求的厌氧环境的影响，因此 本工程采用旋流沉砂池。 5.1.4 一一级处级处理方案理方案 一级处理就是在二级处理前调节进水水质以及降低后续构筑物负荷，同时 提高污水的可生化性。 从本工程上看，污水处理厂进水主要以工业和生活污水为主，水质特点为污 染负荷高且变化幅度较大，BOD5/COD 的比值为 35%，污水可生化性一般。为提 高污水可生化性，因此我们采用“脉冲式”酸化水解池，该形式的酸化水解池能解 决填料形式的堵塞和排泥不畅问题。 这种工艺优势在于酸化水解池为完全混合式，对水质变化幅度较大的工业 水质有很强的适应性，在经过水解酸化后，污水的可生化性也大为提高，对降低 污水厂运行费用、保证污水厂正常生产起到十分重要的作用。 5.1.5 二二级处级处理方案理方案 从前面论述我们可以看出，本污水处理厂进水为常规的城市污水，规模为中 等规模，冬季气温较低。因此在污水处理工艺的选择上必须考虑这些因素，同时 在安全稳妥的前提下选择出经济合理的技术方案。 根据目前污水处理工艺技术发展及应用情况，本设计对A2O法和CAST工 艺进行详细的比选。 19 5.1.5.1 方案一：方案一：A2/O系系统统 A2/O工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的生物环境完成除磷脱氮反应 的。在厌氧条件下，聚磷菌释放出体内的磷，同时使水中的磷酸盐充分溶解；在缺 氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体 “无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；而在好 氧条件下，一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解，释放的能量用于细胞合成、 增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱 磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐；再向缺氧池回流，为脱氮做 好必要的准备。 A2/O工艺的特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起 来，在缺氧段为脱氮提供合适的反应条件，在最后的好氧段为三个指标的处理提 供了共同的反应条件。这就能够利用简单的流程、尽量少的构筑物，完成复杂的 处理过程。 本处理工艺流程是污水经管道收集后，经过细格栅和旋流沉砂池后，进入酸 化水解池、A2/O池、二沉池、反应沉淀、消毒池后出水，其工艺框图如下： A2/O 二二级处级处理流程框理流程框图图 5.1.5.2 方案二：方案二：CAST工工艺艺 CAST工艺是循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge Technology）的简称， 是间歇式活性污泥法的一种变形，由澳大利亚Goronsy教授开发而成。CAST工艺 在实践上已经得到了大量的应用，积累有非常丰富的经验，是一种适用于各种规 模的经济高效的污水处理方法，在一个（或多个平行运行）的反应容积可变的池 20 子中，完成生物降解过程和泥水分离过程，由于CAST工艺按“充水排水”以及 “曝气非曝气”顺序完成污水处理过程并不断重复循环进行，故隶属于序批式活 性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）工艺，是SBR工艺的改进。 5）CAST 工艺流程 CAST 工艺流程见下图： CAST 工工艺艺二二级处级处理流程框理流程框图图 5.1.5.3 二二级处级处理工理工艺艺技技术术比比较较 各方案主要各方案主要优优缺点比缺点比较较表表 方案 主 要 优 点主 要 缺 点 方案一 1、污水厂内水头利用充分； 2、运行管理简单， 3、出水水质稳定。 1、工艺处理构筑物多； 2、占地较大； 方案二 1、占地较小； 2、流程简单。 1、管理复杂，对自控依赖性高； 2、间歇出水，与后续三级处理不匹 配； 3、滗水器工作需 2 米多的水头损失； 4、中间水池的调节水深在浪费水头 的同时，导致提升泵出水不均匀，使 三级处理进水量不稳定。 21 5.1.5.4 结论结论 根据以上技术比较，从便于管理，保证出水安全角度出发，本工程推荐方案 一（A2/O）工艺作为污水处理厂的处理工艺。 5.1.6 三三级处级处理工理工艺艺方案的比方案的比选选 5.1.6.1 方案一：反方案一：反应应气浮工气浮工艺艺 气浮与絮粒进行自然重力自然沉降的沉淀、澄清工艺不同，它是依靠微气泡， 使其粘附于絮粒上，从而实现絮粒强制性上浮，达到固液分离的一种工艺。由于 气泡的重度远小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固液 分离速度。 由于微生物细胞及其残片形成的活性污泥具有易流动、难沉淀的特性，故气 浮恰好适应了上述特点。另外，气浮提高了水中的溶解氧，可避免后续水质恶化、 发臭。 5.1.6.2 方案二：反方案二：反应应沉淀工沉淀工艺艺 沉淀是利用絮粒与水的密度差，使絮粒进行沉降使其达到固液分离的目的。 按水流方向分竖流式、平流式和辐流式；按颗粒沉降距离不同，又可分为一般沉 淀和浅层沉淀。 由于污水已经经过初、二沉池沉淀，加上生物絮体较轻，因此到三级处理阶 段悬浮物沉淀性能较差，故污水三级处理采用沉淀工艺对絮凝效果和絮凝药剂 要求都较为严格。 5.1.6.3 三三级处级处理工理工艺艺技技术术比比较较 各方案主要各方案主要优优缺点比缺点比较较表表 方案 主 要 优 点主 要 缺 点 方案一 1、构筑物容积小； 2、对絮凝效果要求不高； 3、出水效果好。 1、设备较多； 2、运行费用稍高； 22 方案二 1、结构简单； 2、运行费用稍低。 1、土建费用稍高； 2、对反应效果要求高； 5.1.6.4 结论结论 根据以上技术比较，反应沉淀工艺管理简单、经验十分成熟，处理效果可以 达到要求。综合考虑本工程推荐方案二（反应沉淀）工艺作为污水处理厂的处理 工艺。 5.2 污污泥泥处处理工理工艺艺方案方案论证论证及最及最终处终处置置 5.2.1 污污泥泥处处理理设计设计原原则则 1）根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合某市的自然环境 及处置条件选用符合实际污泥处理工艺。 2）根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率 大于20。 3）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。 4）尽可能利用污泥中的营养物质，变废为宝。 5.2.2 污污泥泥处处理工理工艺艺方案方案论证论证 污水经二级处理后, 水中大多数有机物和无机物都转化为污泥,如果污泥处 理不当，将造成二次污染，形成新的公害，使污水处理事倍功半。 污泥处理要求如下： a、减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； b、减少污泥中有毒物质； c、利用污泥中可用物质，化害为利； d、因选用生物脱氮降磷工艺，尽量避免磷的二次污染。 污泥处理单元技术及其组合工艺流程虽然多种多样, 但有些处理工艺如：好 氧消化、热处理、焚烧等耗能大、技术复杂、维护困难、运行费用昂贵。厌氧消化 能有效地杀死污泥中的病原菌, 缩小污泥体积，使之易于脱水，欧美一些国家污 水处理厂, 污泥处理大都设厌氧消化池，消化池产生的沼气可用于发电。我国污 23 水处理厂也有采用，已运行的污水处理厂消化池所产沼气量远远低于设计值，沼 气发电设备不能正常运行, 所产生的能量根本无法维持消化池自身的正常运行， 其主要原因是居民饮食以蔬菜为主，食物中肉类比例少，此外还有大部分工业废 水,所以城市污水中有机成份少，污泥沼气产率很低，一般只为4-6m3/m3(湿泥)， 不可能用来发电。 结合某市目前的技术、经济力量，污泥处理与处置宜采用技术成熟、耗能低 的工艺方案。常用工艺有： 方案一、污泥经浓缩后直接进行脱水，即： 方案二、污泥直接浓缩脱水，即： 两方案的区别在于浓缩阶段采用池体还是机械。方案一采用重力浓缩池，造 价低运行费用省，但由于重力浓缩池停留时间较长，厌氧条件小污泥中的磷很容 易释放到上清液中，不利于磷的去除。国内除少数新建大型污水处理厂外，一般 不再采用。所以我们认为方案二更适合本工程的实际情况。 结合某市目前的技术状况和经济实力，污泥处理与最终处置必须选用技术 成熟的技术路线，确保不会造成二次污染。 从本工程的实际出发，由于污泥干化技术投资大，且运行费用相对较高，因 此本次设计采用卫生填埋的方法。 污泥的最终处置是一项耗资高，适应性强的工程。某市污水处理厂产生污泥 的最终处置方法有待于城市的进一步规划，应寻求最为经济合理、最科学、又可 持续发展的可靠技术。 5.2.3 污污泥量泥量 根据污水处理工艺推荐方案，本工程污水（规模2104m3/d）经二级生化处理 后产生污泥量约为5.15T DS/d。 5.3 出水消毒出水消毒论证论证 24 处理后的城市污水，水质已经改善，但水中仍含有大量的致病细菌和寄生虫 卵。根据国家城市污水处理及污染防治技术政策关于“为保证公共卫生安全， 防治传染性疾病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施。”的规定，本污水处理 厂出水应进行消毒处理。 目前国内常用的消毒方法有液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒等。 5.3.1 液液氯氯消毒消毒 液氯溶于水后，产生次氯酸(HClO)，离解出ClO-，利用ClO-极强的消毒能力， 杀灭污水中的细菌和病原体。 液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，但出水中的余氯 及某些氯化合物对水生物有毒害作用，同时可能产生THMS等致癌物质。 液氯消毒系统主要由加氯机，氯瓶及余氯吸收装置组成。 5.3.2 二氧化二氧化氯氯消毒消毒 二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌 芽孢等均有较高的杀死作用。 二氧化氯消毒处理工艺成熟，效果好。二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作 用，不会生成有机氯化物；杀菌能力强，消毒效力持续时间较长，效果可靠，具有 脱色、助凝、除氰、除臭等多种功能，不受污水pH值及氨氮浓度影响，消毒杀菌能 力高于氯，但必须现场制备，设备复杂，原料具有腐蚀性，需化学反应生成，操作 管理要求高。 5.3.3 紫外紫外线线消毒消毒 细菌受紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核酸所吸收，使核酸结构破坏， 从而达到消毒的目的。 紫外线消毒速度快、接触时间短，反应快速、效率高，无需投加任何化学药 剂，不影响水的物理性质和化学成分，不增加水的臭和味，操作简单，便于管理， 易于实现自动化，但是紫外线消毒无持续消毒作用，水中悬浮物浓度直接影响消 毒效果，当水中悬浮物浓度较高时不宜采用。 5.3.4 三种消毒方式的比三种消毒方式的比较较 25 紫外线消毒利用电能转化为光能来杀灭细菌，操作安全，不占地，维护简单， 但不具备持续杀菌功能。液氯消毒需要贮存液氯，管理较简便，操作不安全，可 能产生THMS等物质。二氧化氯应用范围广，消毒效果好并有除臭、脱色等效果， 同时产生THMS等致癌物质的机会较少，生产安全性高。 三种消毒方式性能比三种消毒方式性能比较较 消毒剂优点缺点 液氯消毒效果好； 设备简单，运行管理方便；在 世界范围内大规模水厂应用广泛， 具有成熟可靠的运行经验；投 资及运行成本低。 产生三卤烷等致物质； 氯气的运输和储存具有一定的危 险性； 接触时间较长，约 30min。 二氯 化氯 消毒效果好，能有效杀灭水中 用氯消毒效果较差的病毒和孢子 等； 能大大降低消毒后水中三氯甲 烷等氯消毒副产物； 药剂用量大，价格较高，消毒成 本较高； 二氯化氯的检测手段还不完备； 对于二氯化氯的消毒副产物亚氯 酸根的毒理学认识尚无定论，目前 仍处于研究阶段。缺乏大规模污水 处理厂的使用和运行经验； 接触时间较长，约 30min。 目前化学法制备二氯化氯的设备， 产生的二氯化氯气体中仍然存在较 多的氯气成分。 化学法制备二氯化氯的原料氯酸 钾属于易爆品，不易运输，不能大量 储存，给运行管理带来麻烦。 紫外线 消毒效果好，对细菌、病毒、原 生动物具有广谱性； 无消毒副产物； 无危险品的运输和储存； 接触时间短，约 24s，占地面 积小，基建费用省； 运行费用低。 设备价格较高； 不具备持续杀菌功能。 经过上述对消毒方法的比较，本工程中采用紫外线消毒方式进行消毒。 26 6.污污水水处处理厂工程方案理厂工程方案设计设计 6.1 污污水厂水厂设计设计外部条件外部条件 根据现场收集的材料，本方案设计外部条件如下： 1）供电电压等级为10KV。 2）污水处理厂的厂址确定在开发区东部，兴园路与高新路交叉路口东侧。 3）厂区供热及供水均来自市政管网。 6.2 污污水厂水厂总总体工体工艺设计艺设计 进入本工程污水处理厂处理的原生污水经污水收集系统收集后进入污水处 理厂厂区内的粗格栅及提升泵房，经提升泵房提升后进入细格栅及旋流沉砂池， 去除废水中的部分漂浮物和短纤维，以确保后续处理正常运行。 沉砂池出水进入水解酸化池。由于本工程以处理工业废水为主，废水的排放 存在着一定的不均匀性，为此酸化水解池采用完全混合式反应池，以调节进水水 质，同时利用此部分容积进行酸化水解，污水经过酸化水解池中兼性菌与厌氧菌 的作用，将大分子物质和难于生物降解的物质转化为容易降解的小分子物质，液 相中的溶解性物质一部分在酸化池内被细菌吸收利用，转化为能量 CO2、CH4、N2、NH3等代谢产物，另一部分将随水流进入生物处理阶段被好氧菌 代谢。 经过一级处理后的污水自流进入环形曝气池进行生物处理，曝气池采用类 似于氧化沟回转型式，采用鼓风机供氧，为保持池内污泥浓度，从二次沉淀池污 泥进行回流。曝气池内设溶解氧测定仪，根据曝气池内DO高低自动调节鼓风机 的风量，以节省能耗。曝气池出水流入二次沉淀池，进行泥水分离，处理出水进 入反应沉淀池，反应沉淀池出水经过消毒后排海。 本工程污泥采用重力浓缩机械脱水方案，来自沉淀池排出的多余的酸解池 污泥及剩余污泥直接通过污泥泵输送至污泥浓缩脱水机进行脱水，经浓缩脱水 后的污泥输送至处理厂内填埋场进行卫生填埋。 经过计算，污水经过各阶段的水质情况详见下表： 27 单位：mg/L 项目进水一级处理二级处理三级处理 CODcr4393506050 BOD51531502010 SS2892702010 NH3-N403585 P43.51.50.5 6.2.1 污污水厂厂址水厂厂址 污水处理厂的厂址确定在高新技术产业开发区东部。工程新征地面积约为 7ha。 6.2.2 污污水厂工水厂工艺总艺总平面布置平面布置 污水厂工艺总平面布置图详见图纸。 污水厂在总平面布置时充分考虑了工艺流程顺，对环境影响小，功能分区明 确，布局合理美观，中央控制室远离臭味污染较严重区域，污水处理池这些污染 较大的构筑物均布置在厂区中部，中央控制室在厂区的东南侧。中央控制室及生 活区布置在厂区主导风向的上风向。污水厂大门开向南侧，使污水厂进出环境更 怡人优美。脱水间与污泥堆棚在厂区的北侧，避免影响厂前区环境。 整个污水厂流程顺畅，管路连接短，水头损失小，节省能量。厂区内及污泥 填埋场内种植绿化花草树木增大宽阔美感，美化了环境增大了绿化面积。 整个污水厂总体上布置为三大区，生活区、污水处理区、污泥处理区。 6.2.3 污污水厂工水厂工艺艺流程流程 污水厂工艺流程详见图纸。出水排入小南河污水管道，最终入海。 6.3 污污水水处处理系理系统单统单元元处处理构筑物理构筑物 根据水量预测，本工程 2010 年处理规模为 2104m3/d 总变化系数为 1.38， 二期规模为 4104m3/d。细格栅、配水井、污泥泵池、反应沉淀池、消毒间、鼓风机 28 房土建按二期设计，沉砂池、加药间、污泥浓缩脱水间按二期一并设计。 6.3.1 预处预处理构筑物理构筑物 1）粗格栅 在污水提升泵房前的进水渠上设置粗格栅，用以保护污水提升泵不受损害， 为了便于冬季运行管理，粗格栅设在格栅间内，格栅间土建按二期总规模考虑， 平面尺寸为 1012m。设置 B=1.2m 机械格栅 4 台，一期两台，一用一备。 每台格栅除污机性能参数为： 流量：Q=1160m3/