（环境工程专业论文）兖州污水处理厂改扩建工程技术方案研究.pdfVIP

国内图书分类号：基z q 墨： 国际图书分类号： 硕士学位论文 兖州污水处理厂改扩建工程技术方案研究 硕士研究生： 导师姓名： 申请学位级别： 学科、专业： 所在单位： 答辩日期： 学位授予单位： 韭鹏 笸堡疆熬撞 王狸亟 巫境工程 渣主直建委 2 q q z 生昼目 青岛理王太堂 青岛理工大学工学硕士学位论文 摘要 兖州污水处理厂处在南水北调东线水污染控制规划中的光府河、蓼沟河控制 子单元，是南水北调东线水污染控制规划和济宁控制单元的重要组成部分。但由 于兖州污水处理厂建设时间较早，其原设计出水水质中对氮、磷指标没有要求， 处理厂现有工艺不具备脱氮、除磷的功能，实际运行的出水水质远达不到目标出 水 ( g b l 8 9 1 8 - - 2 0 0 2 ) - - 级b 标准1 的要求，因此对现有污水处理厂的改建、扩建势 在必行。在通过对污水处理厂进行详细调查的基础上，本研究选择三种方案对兖 州污水处理厂的改造进行详细分析，结果表明： 1 、根据城市规划、水量预测以及资金来源情况，确定本期污水处理厂工程改 建、扩建总规模为6 0 0 0 0 m 3 d 。 2 、根据原兖州污水处理厂的实际情况，通过对污水处理工艺方案的综合分析 和比较，方案1 ( 不设初次沉淀池的a 2 o 工艺) 总投资最高，不需外加碳源，污 泥回流2 0 0 ；方案2 ( 设初次沉淀池的a 2 o 工艺) 在总投资方面具有优势，为 3 3 3 5 6 9 万元，但由于需外加碳源，且污泥回流2 0 0 ，所以其运行成本最高，方 案3 ( h y b a s ( 活性污泥流动床集成) 工艺) 总投资较高，但是由于不需外加碳源， 且污泥l o o 回流，所以运行成本最低。另外，方案3 在占地、运行管理等方面也 有较大优势，因此本工程选用此工艺作为兖州污水处理厂改建及扩建工艺，污泥 经浓缩、脱水后外运作农肥或填埋。 3 、确定污水处理厂厂址位于原兖州污水处理厂内，向北征地8 亩左右。 4 、确定污水处理厂进出水主要指标为： 进水：c o d5 0 0 m g l ，b o d 52 0 0 m g l ，s s2 8 0 m g l ，n h 3 - n3 0 m g l ，t p 5 0 m g l ，t n4 0 r a g l ： 出水：c o d _ 6 0 m g l ，b o d s 雯0 m g l ，s s 雯0 m g i l ，n h 3 - n - s m g l ，t p i 0 m g l ， t n l 2 0 m g l ； 5 、消毒方式在经过液氯、二氧化氯、臭氧、u v 进行比较后，得出u v 消毒 在经济性、对环境不利影响方面具有显著的优势，因此，本研究选用u v 消毒。 关键词：深度处理；脱氮除磷；活性污泥；膜生物反应器 青岛理工大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t s e w a g ed i s p o s a lp l a n to fy a n z h o ui so n eo f t h ec o n t r o l l i n gs u b - u n i ti nt h eg u a n g f u r i v e ra n dl i a o g o ur i v e rw h i c ha r ee a s tp a r t so ft h es o u t ht on o r t hw a t e rp r o j e c t ，a n d a l s ot h ei m p o r t a n tp a r to fw a s t e w a t e rc o n t r o l l i n go ft h es o u t ht on o r t hw a t e rp r o j e e t a n dc o n t r o lc e l lo fj i n i n g b e c a u s ei th a sb e e nal o n gt i m es i n c ei tw a se s t a b l i s h e d ，t h e o r i g i n a ld e s i g nh a sn oe x p e c tt on i t r o g e na n dp h o s p h o r u si n d e xi ne f f l u e n ta n dt h e p r e s e n tt e c h n o l o g yh a sn of u n c t i o nf o rt h er e d u c t i o no f n i t r o g e na n dp h o s p h o r u s s o ，t h e m o d i f i c a t i o na n de x t e n s i o no fs e w a g ed i s p o s a lp l a n ti sn e c e s s a r ys i n c et h ee f f l u e n t q u a l i t yi sf a rf r o mt h er e q u i r e m e n t ( g b l 8 9 1 8 - - 2 0 0 2 ) c l a s so n ebs t a n d a r d t h a t e x p e c t e d ，a c c o r d i n gt od e t a i l e ds u r v e yt os e w a g ed i s p o s a lp l a n t , t h r e es c h e m e sa r e c h o s ei nt h i ss t u d yt oa n a l y z et h em o d i f i c a t i o no f p l a n t ，a n dt h er e s u l ts h o w sa sf o l l o w s ： 1 、 a c c o r d i n gt ot h ec o n d i t i o no fu r b a np l a n n i n g ，w a t e rp r e d i c t i o na n ds o u r c eo f f u n d ，t h es c a l ew h i c hi s6 0 0 0 0 m 3 df o rs e w a g ed i s p o s a lp l a n t sm o d i f i c a t i o na n d e x t e n s i o ni sd e t e r m i n e d 2 、 a c c o r d i n gt oo r i g i n a lc o n d i t i o n so fs e w a g ed i s p o s a lp l a n ti ny a n z h o ua n d t h r o u g ha g g r e g a t ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o n ：t h ef i r s ts c h e m e ( a 2 ot e c h n o l o g y w i t h o u tp r i m a r ys e d i m e n t a t i o np o n d ) h a st h eh i g h e s ti n v e s t m e n t ，d o e s n tn e e d a d d i t i o n a lc a r b o ns o u r c e ，a n dt h es l u d g er e f l u xr a t i oi s2 0 0 ；t h es e c o n ds c h e m e ( a z ot e c h n o l o g yw i t hp r i m a r ys e d i m e n t a t i o np o n d ) h a sl e s si n v e s t m e n t , w h i c h i s ￥3 3 3 5 6 9 1 0 4 b u tw i t hr e q u i r e m e n to f a d d i t i o n a lc a r b o ns o u r c ea n d2 0 0 o f s l u d g er e f l u xr a t i o ，i th a st h eh i g h e s to p e r a t i o nc o s t ；t h et l l i r ds c h e m e ( h y b a s ( t h ea c t i v es l u d g e - f l u i db e di n t e g r a t i o n ) t e c h n o l o g y ) h a sh i d e ri n v e s t m e n tb u t l o w e s to p e r a t i o nc o s ts i n c ei td o e s n tn e e da d d i t i o n a lc a r b o ns o u r c ea n dt h e s l u d g er e f l u xr a t i oi so n l y1 0 0 m o r e o v e r , t h et h i r ds c h e m eh a sm o r ea d v a n t a g e i nf l o o ra r e aa n do p e r a t i o n s o t h et h i r ds c h e m ei sc h o s ea st h em o d i f i c a t i o na n d e x t e n s i o nt e c h n o l o g yf o rs e w a g ed i s p o s a lp l a n to fy a n z h o u t h es l u d g ei su s e d 鹊f e r t i l i z e ro rb u r i e da f t e rc o n c e n t r a t i o na n dd e h y d r a t i o n 3 、t h el o c a t i o no f s e w a g ed i s p o s a lp l a n ti ss e ti n s i d eo r i g i n a lp l a n tw h i c he x p a n d s8 l l 童墅矍三奎耋三耋堡圭耋堡堡塞 m uy i e l dt ot h en o a h 4 、t h em a i ni n d e xo f i n f l u e n ta n de f f l u e n ti s ： i n f l u e n t ：c o d5 0 0 m g ，l tb o d 52 0 0 m g ( l ，s s2 $ 0 m g l ，n h 3 - n3 0 m g l ，t p 5 0 m e 皿，t n4 0 m g l l ； e f f l u e n t ：c o d 6 0 m g l ，b o d s q 0 m g l ，s s 受0 m g l ，n h 3 - n 8 m g l ， t p 9 0 9 0 除 b o d 9 0 9 0 9 0 效 总磷 9 0 9 0 9 5 窒 总氮 2 5 - - 2 5 - - - 2 5 2 、化学除磷优点 ( 1 ) 除磷效率可靠，具有完整的技术文献和资料。 ( 2 ) 药剂投量取决于迸水磷浓度和出水要求，除磷过程的控制简单。 ( 3 ) 可以采用钢铁厂酸洗废液作为铁盐的来源，此时药剂费用可大幅度降低。 ( 4 ) 当采用石灰作混凝剂时，石灰投量取决于进水的碱度，通过p h 值控制， 与进水的磷浓度无关，还可以同时去除多种重金属。 ( 5 ) 投药点在初沉池时，可以降低二级处理工艺的有机物负荷。 ( 6 ) 处理厂改造简单、投资不高。 3 、化学除磷缺点 ( 1 ) 与几乎不投加化学药剂的生物除磷相比，药剂费用高。 ( 2 ) 污泥产量明显大于其它除磷工艺，污泥处置费用高。 ( 3 ) 产生污泥脱水性能差。 ( 4 ) 当采用石灰作混凝剂时，石灰贮存、运输、投加费用高，工作条件较差。 2 4 污水生物活性污泥脱氮除磷工艺 2 4 1a 2 o 系列工艺 a 2 o 工艺是a n a e r o b i e a n o x i e o x i e 的简称，是一种同步脱氮除磷工艺牡6 1 ，工 1 r 青岛理工大学工学硕士学位论文 艺流程图如图2 - 1 所示。 来自预处理后的污水q - - - - + 混台液内回流 图2 - 1 a 2 o 工艺流程图 由图可知，污水首先进入厌氧区，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的 有机物转化为v f a ( 挥发性脂肪酸类) 这类低分子发酵中间产物。而聚磷菌可将 其体内存储的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持 生存，另一部分能量还可供聚磷菌主动吸收环境中的v f a 类低分子有机物，并以 p h b ( 聚1 3 羟丁酸) 的形式在其体内储存起来。随后污水进入缺氧区，反硝化菌 就利用好氧区回流混合液带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解有机物作碳源进 行反硝化，达到同时降低b o d 5 与脱氮的目的。接着污水进入曝气的好氧区，聚磷 菌在吸收、利用污水中残剩的可生物降解有机物的同时，主要是通过分解体内储 存的p h b 释放能量来维持其生长繁殖。同时过量的摄取周围环境中的溶解磷，并 以聚磷的形式在体内储积起来，使出水中溶解磷浓度达到最低。而有机物经厌氧 区、缺氧区分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后，到达好氧区时浓度己相当低，这 有利于自养型硝化菌的生产繁殖，并通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐。非除磷 的好氧性异氧菌虽然也能存在，但它在厌氧区中受到严重的压抑，在好氧区又得 不到充足的营养，因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于相对劣势。排放的 剩余污泥中，由于含有大量能超量储积聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可以达到6 ( 干 重) 以上。 a 2 o 工艺的优点f 5 刀是可以达到同时去除有机物、脱氮、除磷的目的，而且丝 状菌不宜生产繁殖，基本不存在污泥膨胀问题。a 2 o 工艺流程简单，总水力停留 时间少于其他同类工艺，并且不需外加碳源，缺氧、缺氧段只进行缓速搅拌，运 行费用低。 a 2 o 工艺缺点是除磷效果因受到污泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和n 0 3 - n 1 9 青岛理工大学工学硕士学位论文 的限制，不可能十分理想；同时，由于脱氮效果取决于混合液回流比，而a 2 o 工 艺的混合液回流比不宜太高，脱氮效果不能满足较高要求。由于脱氮和除磷的泥 龄矛盾以及争夺碳源等问题，a 2 o 工艺一般侧重于脱氮或除磷的一个方面，不能 同时达到较高的脱氮和除磷效果。 当废水仅需要脱氮时，可取消厌氧区，称为a o ( 缺氧好氧a n o x i c o x i c ) 脱 氮工艺，是一种有回流的前置反硝化生物脱氮工艺。 a o 脱氮工艺流程如图2 - 2 所示： 混台液回流 来自子五处理后的污水5 l 图2 - 2a o 脱氮工艺流程图 在a t o 脱氮工艺中，原污水先进入缺氧池，再进入好氧池，并将好氧池混合 液与沉淀池污泥同时回流到缺氧池。污泥和好氧池混合液回流保证了缺氧池和好 氧池有足够数量的微生物并使缺氧池得到好氧池中硝化产生的硝酸盐。而原污水 和混合液的直接进入，又为缺氧池反硝化提供了充足的碳源有机物，使反硝化反 应能再缺氧池中进行。反硝化反应后的出水又可在好氧池中进行有机物的迸一步 降解和硝化作用。 当废水仅需要除磷时，可取消缺氧区和混合液内回流，称为a o ( 厌氧好氧 a n a e r o b i c o x i c ) 除磷工艺。 a o 除磷工艺流程如图2 - 3 所示： 来自预盘理后的污水 图2 - 3a o 除磷工艺流程图 在此工艺中，回流污泥和进水首先通过厌氧区，在这个区域中出现磷的释放。 青岛理工大学工学硕士学位论文 然后混合液通过好氧区，在其中发生磷的吸收。最后混合液进入二沉池进行液固 分离，富磷污泥沉淀，部分排出系统，实现除磷；部分回流到厌氧区。 该工艺仅能够除磷，是除磷工艺中最简单的，因为厌氧区设置于该工艺的液 体主流之上，所以a o 除磷工艺是主流除磷工艺。a o 除磷工艺最显著的特征是 高负荷，采用相对短的泥龄。因此污泥产量高，更多的磷被去除。与其它生物除 磷工艺相比，a o 除磷工艺中单位重量b o d 5 去除的磷量最多。 为解决回流污泥中挟带的溶解氧和n 0 3 - n 影响厌氧段磷释放的问题，改良 ：, 2 0 工艺在厌氧段前增加预缺氧池，回流污泥先利用少量进水中的碳源在预缺氧 池中进行反硝化反应，再和大部分进水进入厌氧段，以保证厌氧段的严格厌氧环 境。工艺流程如图2 - 4 所示： 来自预处理后的污水 图2 4 改良a 2 ，o 工艺流程图 倒a 2 o 工艺【5 8 - 6 2 1 是同济大学张波等人提出的。倒置a 2 o 理论认为传统a 2 o 工艺有以下缺点：脱氮处于碳源不利地位，脱氮能力较低，微生物经由缺氧环境 进入好氧环境，生物除磷动力未得到有效利用，只有一部分微生物经过了完整的 厌氧、缺氧、好氧过程，系统效率降低，回流系统多，工艺流程复杂，能耗较高。 而根据张波等人的研究，聚磷微生物厌氧有效释磷水平的充分与否，并不是决定 系统除磷能力的充分必要条件，推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧区厌氧历 时和厌氧环境的程度有关。在一定范围内，厌氧历时越长，厌氧的程度越充分， 该动力越大。在其它条件一定时，聚磷菌以 0 】作为电子受体的聚磷生成效率明显 高于以i n 0 3 1 作为电子受体的生成效率。因此提出厌氧缺氧环境倒置的缺氧厌氧 好氧工艺，即倒置：, 2 0 工艺，其工艺流程如图2 5 所示： 2 1 青岛理工大学工学硕士学位论文 q 来自预处理后的污水+ 图2 - 5 倒置a 伯工艺流程图 倒置a 2 船工艺具有如下特点：将缺氧区，厌氧区倒置，反硝化优先获得碳源， 系统脱氮能力显著增强。聚磷菌经厌氧区直接进入好氧环境，过度吸磷效率得到 提高。所有微生物均经历了完整的缺氧、厌氧、好氧环境，系统整体效率得到改 善。将污泥回流与内循环合并，流程简捷，管理方便。延长厌氧历时，减少回流 系统，使工艺运行更加节能。该工艺的问题是，污泥外回流的加大增加了二沉池的 固体负荷，而且厌氧区能获得的优质碳源不多，影响除磷效率。 2 4 2u c t 和改良u c t 工艺 u c t ( u n i v e r s i t yo fc a p e t o w n ) 工艺是开普敦大学开发的一种类似于a 2 o 工 艺的一种脱氮除磷工艺，工艺流程如图2 - 6 所示。 回流( 1 2 ) q q 来自j 面处理后的污水一 图2 - 6 u t c 工艺流程图 u c tt 艺与a 2 0 工艺的不同之处在于沉淀池污泥是回流到缺氧池而不是回 流到厌氧池，这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而 影响系统的除磷效率。增加了从缺氧池到厌氧池的缺氧池混合液回流，由缺氧池 向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性b o d 5 ，而硝酸盐很少，为厌氧段内所 进行的发酵等提高了最优的条件。在实际运行过程中，当进水中总凯氏氮t k n 与 c o d 的比值较高时，需要降低混合液的回流比以防止n 0 3 进入厌氧池。但是如果 回流比太小，会增加缺氧反应池的实际停留时间，而实验观测证明，如果缺氧反 青岛理工大学工学硕士学位论文 应池的实际停留时间超过1 h ，在某些单元中污泥的沉降性能会恶化。 为了使进入厌氧池的硝态氮量尽可能少，保证污泥具有良好的沉淀性能( 回 流比不能太小) ，c a p e t o w n 大学又开发了改良型的u c t 工艺。如图2 7 所示，在 改良型u c t 工艺中，缺氧反应池被分为两部分，第一缺氧反应池接纳回流污泥， 然后由该反应池将污泥回流至厌氧反应池。硝化混合液回流到第二缺氧反应池， 大部分反硝化反应在此区进行。改良型u c t 工艺基本解决了u c t 工艺所存在的 问题，最大限度地消除了向厌氧段回流液中的硝酸盐量对摄取磷产生的不利影响， 但由于增加了缺氧段向厌氧段的回流，其运行费用较高。 混合液回；i 【1混合液回流2 来自预处理后的污水l 图2 7 改良u t c 工艺流程图 2 4 3v i p 工艺 v i i 工艺是美国v i r g i n i a 州h a m p t o nr o a d s 公共卫生区与c h 2 m h i l l 公司为 该区l a m b e r l sp o i n t 污水处理厂的改扩建而设计的，该改扩建工程被称为v i r g i n i a i n i t i a t i v ep l a n t ( v i p ) ，并获得了专利。如图2 8 所示，v 婵工艺与u c t 工艺非常 类似，两者的差别在于池型构造和运行参数方面。 v i pi 艺反应池采用分格方式，将一系列体积较小的完全混合式反应格串联在 一起，这种形式形成了有机物的梯度分步，充分发挥了聚磷菌的作用，提高了厌 氧池磷的释放和好氧池磷的吸收速度，因而比单个大体积的完全混合式反应池具 有更高的除磷效果。缺氧反应池的分格使大部分反硝化反应都发生在前几格，有 助于缺氧池的完全反硝化，这样在缺氧池的最后一格硝酸盐的量极少，基本上没 有硝酸盐通过缺氧池的回流液进入厌氧池，保证了厌氧池严格的厌氧环境。 青岛理工大学工学硕士学位论文 来自预处理后的污水 图2 8 v i p 工艺流程图 与u c t 工艺相比v i p 工艺采用高负荷运行，混合液中活性微生物所占的比例 较高，且污泥龄短，因而运行速率高，除磷效果好，相应反应的容积也较小。 2 4 4 氧化沟系列工艺 包括c a r r o u s e l 氧化沟、交替式氧化沟、o r b a l 氧化沟、一体化氧化沟等。传统 典型的氧化沟工艺脱氮功能很强，但是除磷功能相对较弱，经改进后的如d e n i t i r a 2 c c a r r o u s e l 2 0 0 0 氧化沟、c a r r o u s e l 3 0 0 0 氧化沟、曝气氧化沟等工艺具有很强的 脱氮除磷功能，将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一个池内完成，各部分用隔墙分 开自成体系，但彼此又有联系。该工艺充分利用污水在氧化沟内循环流动的特性， 把好氧区和缺氧区有机结合起来，实现无动力回流，节省了去除硝酸盐氮所需混 合液回流的能量消耗。 2 5 活性污泥与生物膜法结合脱氮除磷工艺 上述污水处理工艺都属于活性污泥法的范畴，在污水处理中，还有生物膜法 污水处理工艺。 污水生物膜处理是使细菌和菌类一类微生物和原生动物、后生动物一类的微 型动物附着在滤料上或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥生 物膜。污水与载体上的生物膜接触，污水中有机污染物作为微生物的营养物质， 被生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身己得到繁衍增值。由于 营养物质的不同以及反应器内微生物附着生长载体状态的不同，生物膜反应器可 以分为固定床和硫化床。生物膜工艺主要有生物滤池、生物接触氧化、生物硫化 床和生物转盘等。 生物膜广泛存在于自然界和人类活动中。例如，自然界中，土壤中的微生物 青岛理工大学工学硕士学位论文 吸附在土壤颗粒表面，形成生物膜，当从土壤的空隙流过的水中污染物( 或基质) 与土壤表面的生物膜接触，污染物被生物降解，因而污水被净化。生物膜一般具 有很长的固体停留时间( s r t ) 。这有利于在不断的液流流过和基质利用过程中形成 较为致密又布满孔隙的生物膜的微型空间结构。尽管生物膜的致密程度由于各方 面因素( 液流流速，基质浓度，供氧状态等) 不同而异，其共同的非整形( f r a c t a l ) 结构特征已被广泛认同。非整形的空隙孔径分布使得不同颗粒粒径的污染物( 基质) 都能够被生物膜通过不同的途经被捕获和生物降解。生物分解的产物也通过空隙 传输到生物膜以外，进入水流中。当生物膜厚度达到基质难以进入最内层时，营 养不足将导致生物膜本身被内源分解。这样，生物膜的厚度将随其生长的外部条 件的变化而变化，并处于动态平衡。由于单位体积的生物膜量很大，生物反应器 容积则可以很小，达到商效紧凑的工艺流程目标。 由于一般活性污泥法存在脱氮和除磷的泥龄矛盾问题，使得脱氮和除磷很难 同时达到高效率，而将活性污泥法与生物膜法结合，利用生物膜富集长泥龄的硝 化菌等特定菌群、微生物，可以分解脱氮除磷的泥龄矛盾问题，提高脱氮除磷效 率。目前，活性污泥法与生物膜法结合脱氮除磷工艺主要有下面两种形式： 1 、悬浮填料生物反应器( 也称移动床生物膜反应器1 这是一种较新颖、高效的污水处理工艺。其通过细菌、微生物等附着在载体 上，在反应器中随混合液回旋翻转1 6 3 j ，从而达到处理污水的目的。此工艺可以提 高曝气池中的生物量，降低污泥负荷，对n 、p 有良好的去除能力。 2 、曝气生物滤池 曝气生物滤池是2 0 世纪8 0 年代后期开发的一种污水处理新工艺，1 9 9 0 年法 国o t v 公司建造了世界第一座曝气生物滤池，称之为“淹没式固定生物膜曝气滤 池”。由于它克服了活性污泥法占地面积大、易散发臭气及运行不稳定等缺点而备 受关注。目前全世界建成运行的曝气生物滤池已达几百座。它属于生物膜法的范 畴，又兼具有活性污泥法某些特点。滤池内放置直径只有几个毫米的多孔滤料作 为生物群落的附着繁殖介质，通过设在滤层下面的配气系统( 也有置于滤层中间 者) 向生物群落供气( 气源为鼓风机) 。对污水的净化除主要依靠滤料上的生物膜 外，滤层内还截留了大量类似活性污泥的悬浮生物，对污染物质也具有吸附、降 解作用 6 4 1 。 青岛理工大学工学硕士学位论文 第3 章污水处理厂现状调查及水质水量确定 3 1 城市概况 兖州市地处鲁西南平原，地理纬度北纬3 5 。2 37 - - 3 5 。4 3 ，东经1 1 6 。3 5 7 1 1 6 。3 57 ，市域面积6 4 8 2 k m 2 。它北依泰山，与泰安市宁阳县接界；南临微 山湖，与济宁市任城区毗邻：东连孔孟之乡，与曲阜、邹城隔水相望；西仰水泊 梁山。它北距省城济南、南到苏淮重镇徐州各1 8 0 k m ，为历代兵家必争之地。兖 州境内煤炭资源极为丰富，是我国重要的能源基地；兖州市地处交通要冲，是重 要的交通枢纽，有5 条国道、省道通往四邻省市，目前已成为鲁西南地区最大的 物资集散地和客运中转站；兖州市地处平原，土地肥沃，是我国商品粮基地之一。 兖州在山东省“二带五群”城镇体系规划中兖州地区被定为“区域性一级综合性 中心城市”，属于全省四大都市区之一，兖州也是济宁、邹城、曲阜构成的“金三 角”地区的交通中心和物资集散地。 兖州市辖1 0 个镇，两个办事处，人口5 8 4 万人，城区面积1 6 0 9 k r n 2 ，城区人 口1 5 9 万。改革开放以来，兖州市国民经济和各项社会事业得到了很大发展。人 民生活水平有了较大提高，经济运营机制发生了重大变化，城市综合经济实力明 显增强，农业发展，工业崛起，商贸繁荣，投资环境改善，奠定了经济持续、快 速、健康发展的基础。 随着社会经济的发展，兖州市中心城区建设也得到快速发展，目前，城市主 要建设在兖州煤田的压煤区上，并为铁路与河流束缚。根据1 9 9 6 年编制的城市总 体规划，将城市分为东城区，西城区和北部产业三个片区。西城区以生活居住为 主，并集中设文化、科研教育用地，形成全市的文化科研教育基地。 兖州市区主要河流有府河、泗河、蓼沟河和护城河，这些河流均汇入南四湖。 兖州市污水处理厂位于城区西南、蓼沟河东岸，处理能力4 x l o m 3 a ，于2 0 0 2 年 建成，现正常运行，出水水质良好。 3 1 1 东城区 主要指开发区和西城区以东，泗河以西，包括北部工业区的老城区。兖州市 青岛理工大学工学硕士学位论文 现状工业企业和市政府等职能部门均在东城区，城区内道路、管线等市政设施相 对比较完善。东城区铁路以南以商业、文化、居住功能为主，是现状兖州市的中 心，面积约1 0 6 1 k i n 2 ；铁路以北以工业为主，面积约7 8 k m 2 。 北护城河、西护城河、南护城河和府河均位于东城区。 3 1 2 西城区 规划用地西以府西三路( 暂名) 为界，东至扬州路，南到环城南路，北至文 化大道( 规划道路) 以北3 5 0 m ，总用地面积7 0 6 k m 2 。 规划确定西城区的功能定位为：“以现代化的行政中心区为核心，以高标准的 示范居住区为依托，综合商贸、金融、文化、体育功能的复合型城市新区”。 西城区现已建成或定位的城市道路主要有：建设大道、九州大道、扬州路、 青州路和文化大道。 3 1 3 开发区 兖州经济开发区坐落在兖州市主城区西北角，南与新建西城区相连，东与老 城区北部相连。总面积约2 3 5 7 k i n 2 ，启动区7 8 3 k m 2 。区内现状基本为村庄和农田， 在启动区附近散布了一些工业企业。 开发区成立于1 9 9 2 年，2 0 0 2 年开发区更名为“兖州经济开发区”，2 0 0 3 年至 今，开发区进一步加快发展，各项建设全面铺开。构建了三纵两横主干道路框架。 兖州经济开发区的规划发展目标是以产业发展为主导，同时发挥已有产业的 优势，形成自身有特色的产业体系，达到自身和兖州市的共同发展。 3 2 自然条件 3 2 1 地形 兖州市地处鲁中山地泰沂山区西南部的山前倾斜平原。西部由于汶水南泛， 洪水冲积地貌明显；东部泗水西南向南渲泄。地势自东北向西南微倾，中部光河、 杨家河二水并行，地势低洼。地面高程6 0 3 8 m ，高差2 2 m ，平均海拔4 9 m ，平 均坡降1 1 5 0 0 。东北部受构造影响，为第三系浅埋区，地面坡降较大。全市平原 面积9 7 0 0 5 0 亩，占总面积的9 9 7 ，分为微斜平地、洼地、缓岗三个类型。境内 有唯一一座山丘嵫山，为奥陶系灰岩残丘裸露，属低山丘陵类型，东峰海拔 7 5 m ，西峰海拔7 2 5 m 。境内山丘居泰山山脉，隐伏于第四系覆盖层下的基岩，西 2 7 青岛理工大学工学硕士学位论文 部有陶系灰岩残丘裸露，属低山丘陵类型。 3 2 2 工程地质 兖州境内大地构造属鲁西断块隆起兖州断凸单元，其边界东部为峄山断裂， 西部为孙氏店断裂，北部为汶泗断裂，南部为袅山断裂。兖州是其中一部分。基 地为泰山群变质岩系。基地之上发育古生代、中生代及新生代地层。其中晚生代 地层中赋存丰富的工业煤层，是国家煤炭资源的重要基地。境内断裂构造发育， 主要有北北西( n n w ) 和东西( e w ) 向两组断裂。 在早古生代境域处于缓慢下降状态，又大规模的海侵，沉积了巨厚的浅海砂 页岩、碳酸盐类岩层。晚古生代从石炭纪的海陆交互沉积过渡到二迭纪以陆相为 主的沉积，主要岩性为砂页岩和煤。中生界晚侏罗系地层，在境内零星分布。新 生界地层分布广泛。 抗震设防烈度为7 度。 地耐力在1 0 0 k p a 以上。 3 2 3 水文条件 兖州市境内属山前冲积平原，为泗河、大汶河冲洪积扇，境内有泅河、府河、 白马河、南泉河四大水系十八条河道，地下水由东北向西南。水资源丰富，浅层 地下水储量为1 9 x 1 0 8 m 3 ，人均3 5 1 2 m a j k ，深层水日开采量达6 x 1 0 5 m 3 以上，是 山东省较富水地区。兖州市区主要河流包括府河、泗河、蓼沟河和护城河，这些 河流汇入南四湖。 3 2 4 气象条件 区域内属暖温大陆季风型气候，年日照时数2 4 0 0 小时以上，兖州市资源丰富 开发潜力大。市域内煤炭总储量1 0 0 多亿吨，且煤质好，便于开采，是国家八大 煤炭生产基地之一。 兖州市属于大陆暖温带季风性气候，年平均降水量7 2 0 n u n ，季节性降水分布 很不均匀。气候特点为春秋短冬夏长，无霜期达2 1 0 天，四季分明，气候宜于生 息耕作，年平均气温1 3 5 c 。全年月照时闯2 4 0 0 小时以上，四季变化明显。 历年最高温度4 0 c ，最低温度零下1 8 6 c ，平均气温1 3 5 c 。历年平均降水 7 1 0 n u n ，最高9 0 6 5 m m ，最低6 0 6 m m 。 青岛理工大学工学硕士学位论文 冻土厚度一般为4 0 6 0 c m 。 春季多南风，夏季多东南风，最大频率为1 1 ，平均风速为2 7 m s 。 3 3 城区给水现状及规划 3 3 1 给水现状 兖州市自来水来源为抽取地下水，地下水类型为第四系孔隙水，含水层主要 发育在埋深l l o m 底层以下，地下水的补给主要来源于大气降水，其次为东北部基 岩山区的地下水侧向径流补给和河流补给。 兖州市现市区人1 3 截止2 0 0 2 年约1 5 9 万人，共有东郊、市中和西郊三座水厂， 东郊水厂日供水能力2 3 1 0 4 1 1 1 3 ，市中水厂日供水能力1 2 1 0 4 m 3 ，西郊水厂日供 水能力2 3 1 0 4 m 3 ，市区水厂总供水量5 8 1 0 4 m 3 。另外，城区单位有自备水源井 1 1 4 眼，日供水量为5 5 x1 0 4 m 3 。 目前东郊水厂和西郊水厂都向开发区供水，供水管均沿3 2 7 国道铺设，供水 量约1x1 0 4 m 3 d 。西城区的供水水源为西郊水厂，供水量约0 6 x1 0 4 m 3 d 。 3 3 2 供水规划 根据兖州市城市总体规划( 1 9 9 7 年) 兖州市远期2 0 1 0 年规划人口2 8 万人， 生活用水标准为1 8 0 l 人d ，供水普及率1 0 0 ；- i - 业用水量按万元产值耗用水量 3 8 5 1 0 4 m 3 计，公建、市政等其它用水量按生活用水量的3 5 计，不可预见水量 按总用水量的1 5 计，2 0 1 0 年城区总用水量为1 8 2 x1 0 4 m 3 d 。各部分用水量见表 3 1 。 表3 - 12 0 1 0 年用水量预测 项目2 0 1 0 正 城市人口( 万人) 2 8 生活用水量标准( 丹从日) 1 8 0 生活用水量( 万m 3 d ) 5 0 4 工业用水量( 万m 3 d ) 8 4 公建、市政； j 水量( 万一d ) 2 不可预见水量( 万m 3 d ) 2 7 总用水量( 万m 3 d ) 1 8 2 青岛理工大学工学硕士学位论文 模5 1 0 4 m 3 d ，规划远期还将建设北水厂，规模3 1 0 4 m 3 d 。 西城区规划日用水量为1 3 5 x 1 0 4 m 3 ，d 。( 2 0 1 0 年) 开发区规划日用水量为1 5 5 3 1 0 4 m 3 d 。( 2 0 2 0 年) 3 4 城区排水现状及规划 3 4 1 排水现状 兖州市现状排水系统大多为合流制，污水雨水经合流制管渠就近排入水体， 生活污水经化粪池处理后排入城市合流制管渠，工业污水部分经内部污水处理设 施处理后直接排入城市合流制管渠。市区的排水河道主要有：府河、蓼沟河、杨 家河和护城河。 兖州市现状污水管道主要有位于府河北侧的截污管道以及该截污管道下游直 至污水处理厂的污水主干管。西城区已建成的道路下也铺设了部分污水管道。开 发区目前没有铺设污水管道，雨水和污水就近排入河道。 3 4 2 排水规划 规划生活污水排放量按生活给水量的8 5 计，工业废水排放量按工业给水量 的7 5 计，则2 0 1 0 年兖州市污水总排放量为1 2 3 1 0 4 m 3 d 。 规划老城区在护城河设置截污干管，将流入河道的污水接入管道送至污水处 理厂。规划远期污水管网改为分流制。 规划西城区在3 2 7 国道设置污水干管，将西城区内的污水接入污水处理厂。 近期规划将开发区的部分企业污水接入本污水处理厂。 总建设管道长度为2 3 5 5 9 k m ，管径d n 3 0 0 d n l 0 0 0 不等。 规划近期将现有的兖州污水处理厂扩建至处理能力6 x1 0 4 m 3 d 。开发区新建 一污水处理厂，位于开发区西南侧，处理能力5x1 0 4 m 3 d 。 3 4 3 污水处理厂现状及工艺运行分析 待改建、扩建兖州市污水处理厂，位于市区西南部3 2 7 国道边，设计处理能 力4 x 1 0