亚行贷款保定白洋淀综合治理项目定州市污水处理厂可行性研究报告.doc

河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 1 第一章第一章 总论总论 1 1 项目背景项目背景 1 1 1 项目名称项目名称 项目名称 河北省定州市铁西污水处理厂工程项目可行性研究报告 1 1 2 主管单位主管单位 项目主管单位 定州市发展改革局 1 1 3 建设单位建设单位 项目建设单位 定州市污水处理有限公司 1 1 4 项目地点项目地点 项目工程地点 河北省定州市大寺头村南 1 2 编制目的 依据 原则及范围编制目的 依据 原则及范围 1 2 1 编制目的编制目的 在充分调查研究 评价预测和必要的勘测资料的基础上 达到如下目 的 1 论述建设河北省定州市铁西污水处理工程的必要性 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 2 2 对项目有关的主要因素 如水质 水量进行论证 对污水收集输送 污水厂厂址 污水处理工艺及投资估算等进行技术可靠性 经济合理性及 实施可行性等多方面综合方案研究 进行方案比较和论证 3 在论证基础上 提出推荐建设方案 为项目决策提供科学依据 1 2 2 编制依据和主要参考资料编制依据和主要参考资料 1 定州市铁西污水处理厂工程项目可行性研究报告 委托书 2 定州市城市总体规划 1998 2015 河北省城乡规划设计研究院 1998 年 5 月 3 定州市重点工业污染源排污状况报告 定州市环保局 2006 年 度 4 定州市环境监测年鉴 定州市环境监测站 2006 年度 5 定州市水利志 定州市水利局 1998 年 6 定州市给水工程项目建议书 河北省城市设计研究院 2003 年 7 月 7 定州市污水处理厂地质概况 定州市勘测绘院 1998 年 8 定州市城区排水管道现状图 9 污水处理厂范围和出水排放口附近 1 500 地形图 1 2 3 编制原则编制原则 1 认真贯彻执行国家有关环境保护的政策 法规 符合国家有关规 范及标准 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 3 2 坚持污水处理和处理后污水回用相结合的原则 充分发挥项目的 社会效益 环境效益及经济效益 3 污水处理工艺 因地制宜并力求技术先进可靠 经济合理 高效 节能 操作方便 4 在净化污水的同时 对污泥进行妥善的处置 为污泥利用创造条 件 5 充分利用现有排水设施 同步完善城市污水管网 与污水处理厂 共同形成完善的污水排放系统 6 按照 从近期出发 照顾远期 远期指导近期 近期修改远期 的指导思想 根据资金情况 确定工程方案 确定建设分期 1 2 4 编制范围编制范围 定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告编制范围包括 1 铁西区污水处理厂和配套污水管网建设两部分 2 污水处理厂内的工艺方案论证及推荐选择合适的工艺方案 3 污水处理厂内的工艺 建筑 结构 电气 自控 暖通等配套工 程的方案设计 4 污水处理厂内的工程投资估算及经济评价 1 2 5 主要技术规范和标准主要技术规范和标准 1 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 2 地面水环境质量标准 GB3838 2002 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 4 3 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 4 城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ3025 93 5 城市污水处理厂工程项目建设标准 修订 2001 年 6 室外排水设计规范 GB50014 2006 年版 7 室外给水设计规划 GB50013 2006 年版 8 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 98 9 污水再生利用工程设计规范 GB50335 2002 10 城市污水再生利用城市杂用水水质 GB T18920 2002 11 城市污水再生利用景观环境用水水质 GB T18921 2002 12 再生水作为循环冷却补充水水质标准 GB50335 2002 13 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 14 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 15 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 16 建筑抗震设计规范 GB50010 2001 17 构筑物抗震设计规范 GB50191 93 18 建筑设计防火规范 2006 年版 19 电气设计采用中华人民共和国国家标准 20 其他相关的国家标准和设计规范 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 5 第二章第二章 城市概况城市概况 2 1 地理位置地理位置 定州市地处华北平原中部 河北省中部 保定市最南端 南距省会石 家庄 74km 北距保定 68km 首都北京 208km 地理座标为 东经 114km 东 西横卧 40km 全市总面积 1274km2 东邻安国 西接曲阳 北与望都 唐 都毗邻 南与新乐 无极 深泽接壤 京广铁路 京深高速公路 107 国 道北纵穿市域 朔黄铁路 定曲公路横贯市域东西 优越的地理位置 辽 阔的土地 方便的交通 使定州市自古以来就是南北 东西往来之要津 农业发达之区域 定州市是县级市 隶属保定市 辖 14 镇 8 个乡 3 个城区办事处 506 个行政村 2001 年末全市人口 111 89 万人 平均人口密度 878 26 人 km2 远高于全省 全平均值 是河北省人口最多的县级市 2 2 自然条件自然条件 2 2 1 地形地貌地形地貌 定州市位于太行山东麓的冲 洪积扇平原 境内河流属海河流域 大 清河系 定州虽古称中山 其实并无巍峨的山峦 亦无险阻的关隘 绿野 平畴 康庄大道 实是一个天然的农业区 全境地势 自西北向东南倾斜 坡度为 1 800 1 1500 地面高程为 79 35m 之间 2 2 2 气象条件气象条件 定州属于暖温带大陆性季风气候区 四季分明 具有春季干旱多风 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 6 夏季炎热多雨 秋季天高气爽 冬季寒冷少雪的特点 多年平均气温 12 4 最热七月份 月平均气温 26 5 最冷一月份 月平均气温 3 9 最差达 30 最大冻土深度为 0 7m 多年平均无霜期为 190 天 多年平均水量为 507 7mm 年降水集中在 6 8 月份 占年总降水量的 72 多年平均蒸发量为 1930mm 蒸发量为降水量的 3 8 倍 常年主导风 向为东北风和南风 2 2 3 水文水文 定州境内主要河流有唐河 沙河 孟良河 唐河 发源于山西浑源县仓凤岭北麓 全长 273km 是大清河支流 经唐县西大洋水库流经市域 位于市域北部 自唐县钩鱼台村南进入市境 东至甄庄村南流入望县境 市境内流程 42 9km 最在流量 2170m3 s 历年 平均流量为 28 5 m3 s 沙河 又名 派河 是潴龙河的上游 属大清河水系 从山西省繁 峙县孤山发源 经曲阳王快水库流经市域 位于市域南部 自定州市大吴 村南入境 东流至大定村出境入安国市 至军洗村以下称潴龙河 下至博 野 县 高阳流入白洋淀 市境内流程 26 4km 行洪流量达 3000m3 s 行 洪河宽 1000m 可通过 10 年一遇 1500m3 s 的洪水 孟良河是沙河的一条支流 发源于曲阳县西北孔山的曲道溪 自市内 大寺头村南入境 东至西柴里村南入安国县境 斜贯市域中部 中间有小 清河等七条支流汇入 市境内流程 38 2km 境内集水面积 463km2 设计流 量从上游至下游分别为 65 115m2 s 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 7 2 2 4 地质地质 1 水文地质 据 1984 年水利调查 定州西北部靠近山区 表土层 薄 下有 20 30 厚的卵砾石层 便于地下水的蓄集与流动 水埋深 6 9m 地下水流向自西向东 补给来源主要为大气降水 水位每年 3 6 月为下降 期 7 12 月为回升期 干旱年通常年升幅 0 2m 降幅 0 3m 监测表明 地 下水无色无味无嗅 均匀淡水 属重碳酸钙型 年平均水温 13 水质良好 食用 灌溉 洗涤及工业用水等均无不良影响 2 工程地质 据 定州市污水处理厂地质概况 所提供的资料表明 场地内 11 5 米以上的地层为四系冲洪积相的粘性土及砂土 按其成因 岩性及其物理 力学性质共划分为三层 a 粉土 黄褐色 湿一饱和状态 夹有砂层及粉质粘土层 厚度 5 80 9 00m b 细砂 灰白色 以长石石英为主 含有少量的暗色矿物 稍密 中密状态 底部为中 粗砂 顶板埋深 5 80 9 00m 厚度大于 3 70m c 粉质粘土 黄褐色 硬可塑 含有姜结石 湿一饱和状态 顶 板埋深 9 50m 3 地震 定州市地处华北平原沉降带与太行山隆起的交界地带 在定州附近的太行山断裂带规模巨大 石家庄以北 断裂走向北东 倾向 南东 市区的地震设防裂度为七度 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 8 2 3 历史沿革历史沿革 定州市历史悠久 曾为历代战略重镇 据具志记载 汉景帝前元三年 公元前 154 年 设立中山国时即定都定州城 历史上曾称燕都 安州 定州 博陵郡 中山府等 1914 年设定县制 1949 年至 1954 年设县行政 公署 辖 13 个县 1954 年 6 月撤定县行署 恢复定县 直至 1986 年 3 月 5 日 撤定县建定州市 2 4 社会经济现状社会经济现状 到 2005 年底 市区建成区人口为 21 3 万人 其中非农业人口 14 6 万人 农业人口 4 03 万人 流动人口 2 67 万人 城市建设用地 1648 35 公顷 人均建设用地 123 94 平方米 近期修建了定洲电厂至市区的道路 及跨京广铁路 107 国道的立交桥与中兴中兴路相连 拓宽了兴定路 另 外 建成了一座 1 万吨的给水厂 开然气已开通入户 2005 年末 全市国内生产总值 116 67 亿元 人均国内生产总值是 10147 元 社会固定资产投资额 60 亿元 财政收入 8 26 亿元 农业作物以粮 棉 油为主 全市总人口 115 万人 其中农业人口 93 1 万人 占总人口数的 80 9 年末耕地 82774 公顷 合 1241610 亩 农村 人均耕地 1 27 亩 是河北省第一大县级市 农业产值列保定市第一位 农业和农村经济全面发展 建成了小麦 花生 棉花 蔬菜 草莓 瘦肉型猪和速生丰产林第七个商品生产基地 1995 年被国务院授于 全国 粮食生产先进县 以菜 梨 油 羊 牛 为主的高效种植业快速发展 棚菜生产 肉类总产居全省先进水平 是国家秸杆养牛示范县 依托农产 品资源 建成一批农产品专业市场 并培植形成一批农产品加工龙头企业 加快了农业产业化步伐 促进了农业经济的发展 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 9 定州市 1989 年被批准为省级历史文化名城 古城人文荟萃 古迹众 多 现在市级以上重点文物保护单位 75 处 其中国家级 3 处 省级 17 处 市极 55 处 开元寺塔为我国现在存最高的砖塔 历史上苏东坡 程颐等 人曾在此为官 为定州留下了宝贵的文化遗产 近现代 贫民教育家宴阳 初 人民音乐家张寒晖都在这里留下了足迹 定州至今仍保留着他们的纪 念馆 以表达人民对他们的敬仰和怀念 2 6 排水现状排水现状及规划及规划 目前 工业区内无排水管道 污水未经集中处理直接排入孟良河 无 雨水排水设施 雨水自流灌溉农田或流入孟良河 存在的主要问题 污水 未按标准处理便排放 对周边水环境污染严重 因无雨水排水系统 雨天 道路泥泞 使生产 生活受到一定影响 规划排水体制为雨 污分流制 污水管道布置原则 充分利用自然地形 尽量使主干管以最短的距离 接入污水处理厂 工业废水处理达标后方可排入城市污水管网 根据以上 原则进行污水管网的布置 管径 DN300 1400mm 管道总长约 96 088Km 此次可研中进行了新建区污水管网的设计 其雨水管网以后将由市政 分期建设 污水处理厂规划 污水处理厂布置应充分考虑其对环境的影响 尽量 靠近污水排放量大的片区 污水处理厂拟建于工业区南端洨河西部 本期 工程处理规模 4 万 m3 d 占规划用地 规划远期污水处理厂处理规模 6 万 m3 d 预留远期用地 污水处理后达到综排一级 A 标准 可以进行综合利 用 缓解地下水不足的矛盾 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 10 2 7项目建设必要性项目建设必要性 我国是世界上 13 个贫水国家之一 人均水资源拥有量 2300 m3 为全 球人均拥水量的四分之一 我国城镇的贫水状况更为严峻 而在 21 世纪 初暴发的水荒 更需提早应付 据水利部统计 2010 年后 我国将进入严 重缺水期 我国将缺水 400 500 亿 m3 水环境污染和水资源短缺已成为 目前城市水资源可持续利用和城市经济可持续发展的两大障碍 环境保护是保护生态平衡 保护社会经济发展 保护人民身体健康的 一项基本国策 对污水的净化治理是防治环境污染的有效措施 水的综合 利用是可持续发展的重要手段 定州市铁西区污水处理厂项目建设的必要性主要表现在以下几方面 1 铁西工业区污水处理厂建成后 将会大大减少排入地表水体的污 染物数量 提高地表水的环境质量标准 改善当地周边自然环境 对促进 当地的经济发展 提高工业区的综合功能将会发挥积极作用 不仅仅是周边地区 铁西区主要纳污河流 孟良河 经博野 高阳流 入白洋淀 因此 铁西区污水的排放 直接关系到 华北明珠 白洋淀的 水环境质量 白洋淀流域生态系统综合管理与环境保护项目 是我省 市 十一五 前期利用国际金融组织 亚洲开发银行贷款的重要项目 总 投资 15 6 亿元 拟利用亚洲开发银行贷款 1 亿美元 拟申请 GEF 赠款 350 万美元 是保定市总投资 80 亿元的 白洋淀及上游地区生态建设与环境 综合治理总体规划 中的一部分 已被国家发改委列入 2004 2006 年备 选项目规划 污水的达标排放对于防治白洋淀污染 保护区域生态系统 建立区域内环境保护长效机制有重要意义 2 污水经过处理后 可以进行综合利用 最大限度地节约地下水资 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 11 源 对于工业园区 定州市的可持续发展有重要意义 综上所述 定州市铁西污水处理厂工程的建设 不但切断了白洋淀的 重要污染源 而且也改善了市区的城市卫生面貌 污水回用不但能缓解水 资源不足 支持城市建设 而且可以改善城市生态环境 保障人民的身心 健康 为此建设定州市铁西污水处理厂工程不仅是必要的 而且迫在眉睫 污水处理厂投产运行后 将会产生显著的环境效益 经济效益和社会效益 2 8 工程概况工程概况 1 设计年限 近期 2010 年 远期 2015 年 2 建设规模与目标 污水处理厂近期处理规模 4 万 m3 d 包括工业区污水管网建设 远期 处理规模 6 万 m3 d 本工程按近期规模设计 在总图布置上预留远期发展 用地 厂外污水管网按远期规模设计 按近期实施 污水厂供定洲电厂的中 水供水管按 2 5 万 m3 d 设计和实施 新建配套污水管网总管长约 90688 米 管径 DN300 DN1400 建设目标 从可持续发展战略出发 环境建设与经济建设同步发展 污水处理厂的建设应与当地的经济 社会发展同步 根据工业区现状和预 测的污水量及污水水质 确定污水处理厂合理的处理工艺 尽量采用先进 的技术和优质的设备 方便管理的设施 解决城市污水的污染问题 节约 宝贵的水资源 促进经济发展 从根本上削减污染物的排放量 达到治理 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 12 污染 保护环境 维护生态平衡的目的 3 设计进水水质 未提供水质监测资料 需进一步监测系统水质指标 为工程设计提供 更准确的依据 本项目实施前 当地市政及环保部门应对进入污水厂的污 水水质进行监测 监督和控制工业废水中污染物的任意排放 严格执行 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 和 污水综合排放标准 GB8978 1996 以保障污水处理厂的进水水质要求 本项目进水水质参 考北方同等城市同等规模污水处理厂进水水质参数 确定本工程进水水质 为 CODcr 450mg L BOD5 200mg L SS 200mg L NH4 N 40mg L TP 5 0mg L 4 污水处理后的出水水质 工业区污水排放受纳水体为孟良河 属于白洋淀流域 根据河北省保 定市白洋淀流域生态系统综合管理与环境保护规划 铁西区污水处理厂出 水水质应达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 中的 一级 A 标准 由此确定定州市铁西污水厂设计出水水质指标为 BOD5 10mg 1 CODcr 50mg 1 SS 10mg 1 NH4 N 5mg 1 TP 0 5mg 1 污水经过污水处理厂处理后 部分供给国华定洲电厂作为中水循环利 用 其余部分近期就近排入孟良河 远期拟作为中水全部综合利用 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 13 5 处理工艺 通过多方案的技术 经济比较 确定本污水处理厂的处理工艺为 CAST 工艺 混凝沉淀 过滤 6 主要生产性建 构 筑物 污水处理厂内主要生产性建 构 筑物包括 污水提升泵房 细格栅 旋流沉砂池 CAST 池 絮凝沉淀池 滤池 消毒接触池 污泥泵房 污 泥浓缩脱水机房等 7 处理厂厂址 根据定州市总体规划 会同定州市建设 规划 环保 国土资源等 部门经过对建设厂址进行多方案比选 污水处理厂拟建于大寺头村村南 550 米处 国华定洲电厂以北 2 公里偏东 本期工程处理规模 4 万 m3 d 占地 4 公顷 预留规划用地 规划远期污水处理厂处理规模 6 万 m3 d 占 地约 10 公顷 8 工程总投资及资金筹措方案 本项目推荐工艺方案投资估算总额为 10541 0 万元 含污水管网工程 投资 其中 拟利用亚洲开发银行贷款 5196 8 万元 地方财政筹措 5344 2 万元 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 14 第三章第三章 工程规模及处理程度工程规模及处理程度 3 1 规模确定规模确定 根据定州市铁西区总体规划的人口和工业产值增长率推算近 远期工 业产值 采用定额指标法进行生活用水量预测 利用万元产值耗水量法推 算工业用水量 用水量指标选自 室外给水设计规范 GB50013 2006 1 生活用水量预测 目前定州市铁西区常住人口规模为 6 万人 根据定州市整体规划 随 着工业区经济不断发展 入住企业越来越多 到 2010 年铁西区人口规模 达 10 万人 到 2015 年人口规模可达 13 万人 根据实际调查情况和定州市资料 按照供水现状及规划 并参考其他 一些县城的用水标准 近期 远期综合生活用水量标准取 140 升 人 日 150 升 人 日 用水量指标参考 室外给水设计规范 GB50013 2006 由此计算近期铁西区最终生活用水量为 1 4 万 m3 d 远期生活用水量 1 95 万 m3 d 2 工业用水量预测 根据当地统计部门资料 定州市铁西区工业企业主要以汽车及配件制 造业为主 有煤气化工厂 焦化厂等 定州市铁西区 2006 年工业产值为 13 5 亿元 参考定州市总体规划结合经济发展实际情况 确定定州市铁西 区近期工业产值年增长率为 8 远期工业产值年增长率为 10 由此预 测定州市铁西区 2010 年工业产值为 20 亿元 2015 年工业产值为 32 2 亿 元 考虑定州市节水的措施 确定万元产值用水量指标 近期为 55m3 万 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 15 元 远期为 50m3 万元 由此预测近期工业用水量为 3 万 m3 d 远期工业 用水量为 4 41 万 m3 d 3 浇洒道路和绿地用水量 浇洒绿地和道路按照 2 5L m2 d 根据定州市总体规划 2010 2015 年铁西区人均绿地道路面积分别为 20m2 32m2 则市政用水量分别为 1250m3 d 2400m3 d 4 未预见和管网漏失水量 根据规范规定 取总用水量 15 计 5 污水量预测 污水量由用水总量与折污系数 取 0 8 的乘积而得 综合以上 预 测定州市铁西区近期污水量为 4 16 万 m3 d 远期污水量为 6 07 万 m3 d 污水量预测详细数据见下表 污水量预测明细表 项目名称项目名称近期远期 生活用水量 万m3 d 1 41 95 工业用水量 万m3 d 34 41 浇洒道路和绿地用水量 万m3 d 0 1250 24 未预见和管网漏失水量 万m3 d 0 6780 99 折污系数 8080 污水量 万m3 d 4 166 07 6 处理规模确定 根据 定州市建设局污水处理厂可行性研究报告编制会议纪要 会议 精神 结合定州市整体规划和铁西工业区的发展情况 确定定州市铁西污 水处理厂工程近期处理规模为 4 0 万 m3 d 远期为 6 0 万 m3 d 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 16 3 2 处理程度处理程度 定州市铁西区污水排放主要有工业污水和生活污水两部分 由于铁西 工业区正在建设中缺乏系统的水质监测资料 为保证定州市铁西污水处理厂顺利建设及正常运行 降低运行费用 希望定州市有关部门对全市境内所有超标排放污染物的单位实现达标排放 对具体工厂提出要求 下达限期治理计划 对限期治理项目认真监督 分 阶段检察 认真验收 对逾期未完成治理任务的必须依法采取关闭 停产 或转产措施 对目前采取内部治理工程的企业 给予支持 定州市新建区规划企业以汽车及配件制造业为主 有煤气化工厂 焦 化厂 其中焦化厂内有污水处理设备 根据定州市政府要求新建区所有排 污企业均要求达标排放 3 2 1 进水水质预测进水水质预测 一 生活污水水质 根据 室外排水设计规范 GB50014 2006 按人均污染物指标推算 生活污水水质 考虑当地居民的生活水平 通过仔细分析现有居民的生活 习惯和生活质量 生活污水的人均污染物指标采用下表中数据 按照规划 资料与环保局所提供的资料 人均生活用水量指标为120L 人 d 平均日 产污率为80 同时参照 典型生活污水水质表 则生活污水水质见下 表 生活污水水质表 BOD5SSCOD 人均污染物指标25g 人 d40g 人 d50g 人 d 污染物浓度260mg L417mg L520mg L 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 17 典型生活污水水质表 浓 度 mg L 序号指标 高中常低 1 悬浮物 SS 350220100 2 生化需氧量 BOD5 400200100 3CODCr1000400250 4 氨氮 N 854020 5 总磷 P 1584 二 工业废水水质 由于调查当地企业及数据有限 以及铁西工业区的一些企业目前尚没 有建设无法真正了定州市铁西工业区的工业企业所有的排放水质指标 因 此 根据环保部门的监测和临近县市同类企业的资料来进行估算 铁西工 业区内工业废水某些污染物较高 需自行采取治理措施 降低废水中的污 染负荷 使之在进入污水处理厂之前符合 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 和 污水综合排放标准 GB8978 1996 以保障污水处 理厂的进水水质要求 参考 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 中规定的工业废水排入城市下水道的水质指标 三 进水水质确定 本项目进水水质参考我国北方同等规模城市污水处理厂的进水水质参 数 并结合生活和工业的发展规划及环保部门对全市工业主要污染物的控 制要求 确定铁西污水处理厂进水水质为 COD 450mg l BOD5 200mg l SS 200mg l 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 18 NH4 N 40mg l TP 5mg l 3 2 2 出水水质要求出水水质要求 根据相关水域 流域的水质要求 小清河水质需满足 地面水环境质 量标准 GB3838 2002 V 类地面水水域的水质要求 但白洋淀流域要求 出水水质达到污水处理厂的污水排放一级 A 标准的水质要求 即 BOD 10mg 1 CODcr 50mg 1 SS50 SS40 6040 6060 70 50 BOD30 5025 5040 60 50 COD25 3515 2540 60 50 氨氮5 205 1530 40 50 总磷40 6030 4080 90 50 由上可以看出3 4 5 6的组合处理工艺均能满足本工程的治理目标 但4 5工艺的活性炭吸附 6工艺的微孔过滤和单纯过滤相比基建投资大 运行费用高 操作 管理 维护麻烦 且微滤工艺国内成熟经验较少 而 3工艺组合投资费用相对较少 操作管理方便 且国内成功经验较多 因 此本工程的深度处理部分采用 3 工艺组合即 二级出水 混凝 沉淀 过滤 消毒 4 2 4 污泥处理工艺方案污泥处理工艺方案 污泥是污水处理过程的产物 污泥的处理是整个污水处理厂的重要组 成部分 处理目的在于降低污泥含水率 减少污泥体积 达到性质稳定 并为进一步处置创造条件 其一般处理流程为浓缩 消化 脱水 干化 处置 考虑到污水厂产生的污泥量相对较少且基本稳定 如果采用消化处理 需增加消化池 加热 搅拌 沼气处理等一系列构筑物及设备 投资增加 管理复杂 经济效益差 故本工程采用将污泥暂时贮存 然后进行机械浓 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 36 缩 压滤工艺 污泥脱水成含水率为 80 的泥饼后采用土工管袋工艺处理 或外运垃圾填埋场处置 污泥处理工艺流程如图 4 7 所示 另外 为保证出水磷达标 防止在重力浓缩过程中富含磷污泥中的磷 再度释放到液相中去 采用快速机械浓缩脱水一体机 4 2 5污水处理总体工艺方案污水处理总体工艺方案 铁西区地势东南低 西北高 污水靠重力自流经污水管网收集后 汇 集于东南部地势较低处 在此设中间提升泵站 与粗格栅间合建 污水 经提升到达污水处理厂后直接进入高位细格栅 此后 污水靠重力依次进 入各处理单元 最后经接触池消毒后部分泵送回用 部分就近排入孟良河 据水利部门提供资料 孟良河二十年一遇洪水位 48 00m 以此为依据 确定接触池出水设计标高 使出水能自流排放至孟良河 处理工艺采用 CAST 工艺 混凝 沉淀 过滤 消毒工艺 整个工艺的 流程图见附图 污水处理工艺流程图 加药 PAM 脱水机房泥饼外运贮泥池 剩余污泥 堆肥或填埋 压滤机排水经厂区排水管进集水井 污泥处理工艺流程图污泥处理工艺流程图 图 5 4 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 37 第五章第五章 污水处理厂设计污水处理厂设计 5 1 工艺设计工艺设计 5 1 1 污水提升泵站污水提升泵站 由于铁西区地势西北高 东南低 东南区域污水由管网收集后 不能 靠重力自流至污水处理厂 因此需要设置由泵站 压力排水管 附属构筑 物组成的提升泵站 1 提升泵站选址 铁西区东南最低高程约为 58 0 米 拟建污水处理厂处高程为 62 0 米 东南区域污水由管网收集后 不能靠重力自流至污水处理厂 因此 根据 铁西区地势情况 提升泵站建在东南地势最低处 位于电厂路 定曲路与 连接线 工业园区 5 号路 交叉口西侧 500 米 具体位置见附图 定州市 铁西区污水管网规划图 2 泵站 采用格栅 集水池 机器间合建 半地下的形式 自灌式启动 格栅设 在室内 对环境影响小 泵房尺寸 10m 4 5m 4 5m 3 泵的选择 由于污水量随着时间在不断的变化 所以水泵的运行工况也要尽量适 应水量的变化 多来多排 少来少排 没水不排 因此 水泵的起闭 增 减频繁 出水管道内经常是有压的恒定流和非恒定流的交替 所以要求提 升泵站既要为系统运行提供足够的压力 又要能控制住超常的压力水头 为安全运行提供可靠保证 根据测算的污水量 按照近期 4 万 m3 d 设计 预留远期增加的泵基础 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 38 位置 采用变频电机 调速运行方式 水泵扬程以最不利情况设计 铁西区东南最低高程为 57 8 米 拟建 污水处理厂处高程为 62 0 米 通过高程差 水头损失等最终确定提升泵 的扬程 23 米 设备 1 WL 型立式无堵塞污水泵 4 台 3 用 1 备 Q 850 m3 h H 23m 附属设备 变频电机 P 40 Kw 单梁吊车 1 台 设备 2 粗格栅 B 1600mm b 25mm 栅细 25mm 2 台 附属设备 螺旋输送机 1 台 栅渣压实机 1 台 2 压力管道及附属构筑物 根据排水管道水量不断变化和污水中气体较多的条件 埋设管道在高 点设放气井 低点设泄水井 全线设压力检查井 随流速的降低减少井距 5 1 2 细格栅细格栅 设计水量 Q近 0 65m3 s Q远 0 97m3 s 设备类型 细格栅 数量 2 台 性能 B 2000mm b 5mm 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 39 附属设备 螺旋输送机 1 台 栅渣压实机 1 台 5 1 3 旋流沉砂池旋流沉砂池 土建按远期 6 万吨 日规模设计 设备按近期 4 万吨 日规模安装 并 按远期规模校核 设计水量 Q近 0 65m3 s Q远 0 97m3 s 池型 旋流沉砂池 数量 2 池 尺寸 3 65m 5 1 4 配水井配水井 设计水量 Q近 0 65m3 s Q远 0 97m3 s 池型 矩形配水井 钢筋混凝土结构 数量 1 池 尺寸 L B H 7 2 4 5 5m 5 1 5 鼓风机房鼓风机房 主要设备 离心风机 数量 6 台 4 用 2 备 性能 Q 70m3 min H 49Kpa 尺寸 L B h 10 m 6 m 3m 5 1 6 CAST 反应池反应池 设计流量 Q 0 46 m3 s 池型 CAST 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 40 单池尺寸 L B h 86 m 43 95 m 6m 数量 1 池 设计参数 泥龄 20d 悬浮固体浓度 MLSS 4000mg L 5 1 7 絮凝沉淀池絮凝沉淀池 絮凝沉淀池由絮凝池和沉淀池合建 絮凝池采用穿孔旋流式絮凝池 沉淀池采用斜板沉淀池 类 型 半地下式钢筋混凝土矩形水池 数 量 2 座共 4 格 尺 寸 26 6 14 7 5m 设计参数 设计流量 Q 0 46 m3 s 絮凝池设计参数 停留时间 20min 斜板沉淀池设计参数 表面负荷 3 5m3 m2 h 主要设备 立式污泥泵 4 台 Q 40m3 h H 15m N 3 5kw 管道混合器 2 台 DN500 斜板 960m2 H 1m 自动加药装置 1 套 5 1 9 滤池滤池 V 型滤池唯钢筋混凝土结构 设 2 座 每座分 4 格 单格尺寸 L B 8 6 3 5m 滤池高 5 3m 滤池一侧设置操作廊道 在滤池的一端 设一座滤站控制房 其内部设置鼓风机 冲洗水泵 控制室和值班室 设计参数 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 41 设计流量 Q 0 46m3 s 滤速 v 7 07m h 反冲滤速 v 9 05m h 气冲洗强度 54 m3 h 水冲洗强度 15 m3 h 表面扫洗强度 7 5 m3 h 砂面以上水深 H 1 2m 工作周期 t 24h 可调 滤料粒径 0 9 1 2mm 石英砂均质滤料 滤料层厚度 1 3m 主要设备 冲洗水泵 5 台 4 用 1 备 Q 360 m3 h H 8m N 22KW 鼓风机 5 台 4 用 1 备 Q 25m3 min H 49Kpa N 37KW 5 1 10 加氯接触池加氯接触池 池型 接触反应池 数量 1 池 尺寸 L B h 13 6 18 5 4 0m 设计参数 接触时间 30min 5 1 11 中水池中水池 设中水池用于调节中水需水量和供水量 中水池内设潜污泵 5 台 4 用 1 备 将处理后中水提升 输送至电厂回用 数量 1 池 尺寸 L B h 20 21 5m 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 42 设计参数 停留时间 2h 主要设备 无堵塞潜污泵 5 台 4 用 1 备 Q 300m3 h H 15m N 30KW 5 1 12 加氯间加氯间 投加量 8mg L 平均小时加氯量 13 3kg h 最高时 18 7kg h 主要设备 二氧化氯发生器 2 台 每台有效氯产量 10kg h 氯酸钠溶液罐 H 1500 1700 盐酸溶液罐 H 1500 1700 尺寸 L B h 10 8 m 8 4 m 3m 5 1 13 储泥池储泥池 池型 矩形贮泥池 数量 1 座 尺寸尺寸 L B h 6 m 6 m 5m 停留时间 3 3h 附属设备 搅拌器和螺杆泵各 1 台 5 1 14 污泥脱水机房污泥脱水机房 污泥量 Q 217kg 干污泥 h 结构 砖混结构 主要设备 选用带式浓缩压滤一体机两台 有效带宽 2000mm 装机功率为 1 75KW 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 43 配套设备 单螺杆泵 G50 1 型 两台 冲洗水泵 DA1 80 5 型 两台 空压机 LE40 10SE 一台 自动配药装置一套 计量泵一台 JZ 400 0 8 型 药液搅拌罐一台 BJQ 10 0 37 型 皮带输送机一台 带宽 400mm 输送长度 10m 尺寸 L B h 25 2 m 14 1 m 3 m 5 2 供配电系统设计供配电系统设计 5 2 1 设计依据设计依据 国家现行的有关设计规范及标准 10KV 及以下变电所设计规范 GB50053 94 供配电系统设计规范 GB50052 95 低压配电设计规范 GB50054 95 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 建筑设计防火规范 GB50016 2006 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343 2004 5 2 2 设计范围设计范围 本初步设计范围包括污水处理工程的配电室设计 各单体建筑物的电 力 照明及接地系统的设计 厂区外线 道路照明设计 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 44 5 2 3 用电负荷等级用电负荷等级 本污水处理厂属于二级供电负荷 投产以后 要求长期不间断运行 一旦中断供电 必然会造成污水大量外溢 周围环境被污染 污水处理过 程中的活性污泥和生化菌 是经过很长时期培养起来的 一旦停电时间过 长 生化菌长期缺氧会窒息死亡 即使恢复供电 活性污泥和生化菌要经 过相当长的时期才能培养生成 在这段时间里 未经处理的污水排出 势 必造成二次污染 因此 污水处理厂必须采用双电源供电 根据定州市供电局 关于定州市铁西污水处理厂供电答复 污水处理 厂的供电电源由定州 110KV 变电站引两路 10KV 为本工程供电 污水处理 厂距定州 110KV 变电站 4km 5 2 4 电气主接线及电气设备布置电气主接线及电气设备布置 全厂的电气计算负荷为 有功计算负荷 Pjs 800 05kw 无功计算负荷 Qjs 285 79KVAR 视在计算负荷 Sjs 778 95KVA 年耗电量 W 4905600kWh 本工程装机容量为 1403 1kW 其中动力 1363 1kW 照明 30 0kW 总需要容量 724 63kW 其中动力 694 63kW 照明 30 0kW 需要系数 0 78 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 45 自然平均功率因数 0 81 补偿后功率因数 0 92 补偿容量 365 13kVA 二级负荷需要容量 528 0kW 表 5 1 电气负荷计算表电气负荷计算表 设备容量 KW 计算系数计算负荷 序 号 项目 安装工作KcCOS tg 有功 KW 无功 KVAR 视在 KVA 1660 50 850 6231 86 2 粗格栅及 提升泵房1851840 80 80 75148111 00 3细格栅660 50 850 6231 86 4旋流沉砂池10 660 80 80 754 83 60 5CAST 池88440 80 850 6235 227 28 6鼓风机房7925280 80 850 62422 4327 36 7絮凝沉淀池14140 80 850 6511 98 68 8滤池1781150 80 850 629271 3 9加氯间20100 60 80 7564 50 10储泥池330 80 80 752 42 25 11脱水机房20 52050 70 80 7514 3510 76 12室外照明10100 80 850 6286 20 13综合楼40400 80 80 753224 00 13其它动力20200 50 80 75107 50 14其它照明10100 70 80 7575 25 15合计1403 1966 50 84800 05613 4 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 46 K p 0 9 K p 0 95 720 45574 48 补偿 365 13 补偿后0 95720 45209 35861 16 变压器损耗15 2976 44 总计0 95735 74285 79897 55 两路 10KV 电源进线采用电缆引入 两路电源同时工作 互为备用 由于全厂负荷主要集中于进水泵房及鼓风机房 因此 在鼓风机房附近设 变电所 另外 近期污水厂规模为 4 万 m3 d 远期为 6 万 m3 d 因此远期还需 再建一座变电所 所以高压预留两条高压出线 远期增加设备电量估算 380kW 高压配电室预留两台馈线柜 5 2 5 电机启动及保护电机启动及保护 各构 建筑物电源均由变电所引来 在各构 建筑物的低压配电室电 源进线处设配电室或总电源配电箱 由总电源箱以电缆或塑铜线向各分配 电箱或设备供电 配电箱中选用国内外优质断路器 接触器 热继电器 对于 20kW 以上电机配置软启动器 根据工艺要求对于罗茨风机分别 配置软启动器或变频器 对于距离配电室较远的用电设备配置现场操作箱 便于现场就地手动操作及检修 5 2 6 设备选型设备选型 变压器选用 SCB10 系列节能型变压器 SCB10 630 10 0 4 两台 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 47 同时工作 互为备用 两台变压器低压侧母线间设联络开关 以保证重要 负荷的供电的可靠性和运行的灵活性 高压配电装置选用 KYN28A 12 型 开关柜 低压采用配电装置选用 GGD2 型开关柜 电力 照明配电箱分别 选用 XL 21 和 PZ30 型 室内照明导线选用 BV 450 750 型 室外干线电缆 选用 YJV22 0 6 1kV 5 2 7 高压柜操作电源高压柜操作电源 变电所采用高压开关柜操作方式采用直流操作 现场及控制室两地控制 五 继电保护及控制 10kV 配变电所高 低压系统均设置微机保护 微机控制及微机监测 10kV 电源进线设电流速断 过电流保护 10kV 变压器馈电设电流速断 过电 流及温度保护 5 2 8 电能计量电能计量 计量方式采用高供高计 动力及照明分开计量 在低压开关柜上设置专门的照明回路 并单独计量 5 2 9 无功补偿无功补偿 采用电力电容器柜在低压侧做无功补偿 采用自动补偿器进行自动补 偿 补偿后功率因数达到 0 9 以上 5 2 10 电缆敷设电缆敷设 厂区内采用电缆沟 电缆桥架及电缆直敷设方式 车间内采用电缆沟 电缆桥架及电缆穿钢管敷设 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 48 5 2 11 全厂的防雷及接地全厂的防雷及接地 厂区内综合楼依据 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343 2004 有关规定 按三类防雷标准在屋面设置避雷带 经计算室外污水处理池宜按三级设防 池壁钢筋做接闪器 基础钢筋 做接地极 并与配电设备接地相连 接地电阻不大于 10 欧姆 本厂内其 他各建构筑物均无需做防雷设计 本工程低压配电系统采用 TN C S 系统 变电所变压器中性点直接接 地 各建筑物电源进线重复接地 接地电阻不大于 10 欧姆 综合楼有电 子设备的阻值不大于 1 欧姆 为了防止雷电波的入侵对电器设备造成损坏 各建筑物电源进线处加设浪涌保护器 全厂设备采用保护接地系统 电气 设备不带电的金属外壳均须接地 5 2 12 室外供电线路及照明室外供电线路及照明 厂内各建 构筑物的 380 220V 电源线路均由变电所以电缆放射式供 电 电缆直埋敷设 厂区内设道路照明 主要道路路灯高 7 米 钢杆 配置 1x250W 高 压钠灯 在门卫室采用时钟控制 并在每个灯处设短路保护和接地 各建筑物照明电源电压均为 380 220V 电源引自变电所或建筑物内 配电箱 办公室 化验室 会议室照度均为 300LX 泵房 锅炉房为 100LX 由配电箱至灯具的导线穿钢管或 PVC 管暗敷设 综合楼采用荧光 灯 泵房锅炉房采用防水防尘灯具 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 49 5 3 自动控制与通讯设计自动控制与通讯设计 5 3 1 控制方案控制方案 本工程采用分布式计算机集散控制系统 对污水处理厂的工艺过程进 行分散控制 集中管理 计算机集散控制系统由工艺过程集控系统 通讯 系统 可编程序逻辑控制器 PLC 及检测仪表组成 全厂控制中心设在控制室 控制室内设工艺过程临近系统 通过以太 网与上位机 管理级 通讯 通过局域网与 PLC 工作站 基础级 通讯 在配电室设一台可编程序逻辑控制器主站 在 CAST 池 进水泵房及滤池 设远程站 并预留二期发展接口 其各级功能分述如下 1 控制室 控制室内设工艺过程监控系统 该系统包括 2 台监控计算机 一用 一备组态软件 上位通讯系统 2 台打印机 不间断电源 操作面板等 该系统具有以下功能 1 与上位机进行通讯 留有远程监控接口 2 进行人 机对话 3 采集全厂生产过程的工艺参数 电气参数 电气设备运行状态 4 在操作终端显示器上显示工艺流程图 工艺参数 电气参数 设备运行状态 5 2 台计算机分别运行完全版 运行版组态软件 分别适于工程师 和操作员使用 在一台计算机因故停机时 另一台计算机可继续工作 6 通过操作终端设定工艺参数 对电气设备进行控制 7 建立数据库 长时间保存各种工艺参数 运行数据 报警数据 故障数据 并自动生成趋势曲线 通过对数据及参数进行分析 为改进技 术方案 提高生产效率提供可靠依据 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 50 8 打印运行报表 报警 故障报表及图形 彩色硬拷贝 9 通过通讯总线与各控制站 PLC 进行通讯 向 PLC 发布命令 并 接受 PLC 传送的信息 10 设不间断电源 保证在停电故障时系统仍有安全可靠的运行 2 基础级 PLC 系统 根据污水处理厂的工艺流程及平面布置 设一套 PLC 控制系统 配电 室 PLC 主站 负责采集鼓风机 高低压电源等信号 并负责与上位机及各 远程站通讯 在 CAST 池设置 1 台 PLC 分站 负责采集进水阀 滗水器等 设备信号 在进水泵房设置 1 台 PLC 分站 负责采集并控制粗格栅及进水 泵房内设备 包括格栅除污机 液位计 潜污泵 螺旋输送机等 在滤池 设置 1 台 PLC 分站 负责采集并控制滤速及冲洗设备信号 各远程站与主 站采用 L2 DP 局域网联结 可编程逻辑控制器 PLC 通过通讯总线与中央控制室的过程控制系 统进行通讯 向过程控制系统传递信息 并接收过程控制系统发出的命令 其具体控制功能如下 1 格栅自动控制系统 根据时间顺序自动控制 定时启停 启停时间可