六枝污水处理工程设计施工组织设计.doc

六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 1 六枝六枝污水处理工程设计施工组织设计污水处理工程设计施工组织设计 第一章第一章 总总 述述 1 11 1 项目项目概况概况 1 1 11 1 1 项目名称项目名称 贵州省六枝特区污水处理工程 1 1 21 1 2 项目业主项目业主 六枝特区自来水公司 1 1 31 1 3 项目建设地点项目建设地点 城区东南面克妈洞田坝 老豹窝山脚处 1 1 41 1 4 项目规模项目规模 污水处理厂一座 前处理构筑物 脱水机房 附属建筑物按远期设计 主 体处理构筑物按近期设计 和配套污水收集 输送系统 按远期 2020 年设计 1 21 2 编制依据及资料编制依据及资料 1 六枝特区污水处理工程设计合同 2 六枝特区中心城区总体规划 修编 1999 2020 3 关于六枝特区污水处理工程可行性研究报告的批复 4 贵州省地面水域水环境功能划类规定 5 市政公用工程设计文件编制深度规定 6 六枝特区污水处理工程环境影响评价报告 7 有关地形图 六枝特区城 1 2000 地形图 污水处理厂厂址 1 500 地形图 8 主要设计规范 规程及标准 工艺专业 室外排水设计规范 GB50014 2006 泵站设计规范 GB T50265 97 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 2 城市工程管线综合规划规范 GD50289 98 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 97 现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236 98 城市污水处理工程项目建设标准 地表水环境质量标准 GB3838 2002 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ41 91 防洪标准 GB50201 94 工业企业设计卫生标准 GBZ1 2002 工业企业厂界噪声标准 GB12348 1990 电气专业 供配电系统设计规范 GB50052 95 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 建筑物防雷设计规范 GB50057 1994 10KV 及以下变电所设计规范 GB50053 94 低压配电设计规范 GB50054 95 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 工业企业照明设计标准 GB50034 92 建筑专业 民用建筑设计通则 GB50352 2005 民用建筑隔声设计规范 GBJ118 88 屋面工程施工质量验收规范 GB50207 2002 工业企业总平面设计规范 GB50187 93 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 建筑设计防火规范 GB50016 2006 建筑内部装修设计防火规范 GB50222 95 2001 年版 建筑灭火器配置设计规范 GB50140 2005 房屋建筑制图统一标准 GB T 50001 2001 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 3 结构专业 给水排水工程管道结构设计规范 GB50332 2002 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069 2002 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范 GB50032 2003 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 建筑桩基技术规范 JGJ94 94 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 砌体结构设计规范 GB50003 2001 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2001 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS138 2002 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程 CECS141 2002 1 31 3 编制原则编制原则 1 贯彻国家关于环境保护的基本国策 执行国家规定的相关法规 规范和 标准 2 在对六枝特区排水现状充分调查研究的基础上 对服务区内的污水进行 综合治理 解决污水排放对六枝特区地表水及地下水造成的污染 改善区域内 六枝河及其支流的水体质量 充分发挥项目的社会效益 经济效益和环境效益 3 根据进厂污水的特点和现状 选择行之有效省能 简便 适合性强的工 艺处理流程 4 通过技术经济论证优化设计方案 选用技术可靠 投资少 效率高 成 本低 见效快的处理工艺 5 根据城市基础设施建设统一规划 分期建设的指导方针 本着需要与 可能相结合的原则 在设计污水处理工程的同时 考虑远期工程扩建的要求 做到统一规划 分期实施 6 管理控制采用集中检测管理 分散控制和集散方式 建立完善的检测 系统和 PLC 控制站 对整个污水处理过程进行检测和控制 实现全厂自动化控 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 4 制 并最终实现无人操作的目的 7 改变人们对污水处理厂的偏见 加强绿化 提高污水处理厂的环境质 量 改善工作人员工作条件 把污水处理厂建成环保型工厂 8 妥善处置系统中产生的栅渣 垃圾 沉砂 污泥 避免二次污染 9 为避免重复建设 厂外截污总管按远期规模设计 1 41 4 编制范围编制范围 二级污水处理厂 1 座 近 远期结合 部分单体按近期 2010 年设计 其它 单体按远期 2020 年设计 按远期 2020 年配套建设厂外截流干管 城区污水收集管网 1 51 5 城市概况及自然条件城市概况及自然条件 1 地理位置 六枝特区位于贵州省西部 六盘水市东部 地处东经 105008 105043 北纬 25 59 26o33 之间 南北长 61 公里 东西宽 60 公里 市域范围占 地 1792 1 平方公里 城区为全市的中心区辖 4 个办事处和 5 个建制镇 城区国 土面积为 23 平方公里 城市人口 12 万 到 2010 年将达到 20 万 2 地形地貌 六枝特区地处北盘江 三岔河分水岭土 位于云贵高原东斜坡乌蒙山脉与苗 岭山脉的衔接地带 本区地势总的特点是西北高 东南低 地形起伏高差较大 主要地貌类型有构造剥蚀山地 构造侵蚀谷地 侵蚀堆积河谷 岩溶地貌四大 类 土壤类型主要有山地黄棕壤 黄壤 石灰土 潮土 紫色土 水稻土等六 类 本区在漫长的地质历史时期中 由于受内力地质及外力地质作用的综合影响 形成了较为复杂多样的地形地貌 其中有山地 丘陵 坝子 山地 全区共有山地面积 970 6 平方公里 占全区面积的 54 16 丘陵 全 区共有丘陵面积 648 3 平方公里 占全区面积的 36 18 坝子 全区共有坝子 面积 173 2 平方公里 占全区面积的 9 66 3 气候 六枝特区属中亚热带季风气候 降雨主要受西太平洋孟加拉湾一带的水汽和 其副热带高压背脊活动的影响 具有气候比较温和 雨量充沛的特点 是全省 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 5 暴雨中心之一 气温 全特区多年平均气温 14 5 C 变化范围在 13 5 15 2 C 之间 年之内 7 月气温最高 平均气温 21 9 C 1 月气温最低 平均气温 4 8 C 极端最高气温为 34 1 C 极端最低气温为 5 6 C 降雨量 多年平均降雨量 1415 8 毫米 多年平均降水总量为 25 3 亿立方 米 历年最大降水量为 2341 7 毫米 历年最小降水量为 1071 6 毫米 全区年 平均径流深为 811 6 毫米 年径流变差系数为 0 29 降水量具有年际变化大 各季分配不均匀 月间差异悬殊的特点 日照 多年日照时数平均为 L264 小时 无霜期和霜冻 多年平均无霜期 294 天 风象 六枝特区城区为河谷型城市 风向受山谷小气候影响 主导风向为东 南 其次为西北 4 河流水系 六枝特区境内河流除北盘江 三岔河为过境河外 河流长在 5 公里以上的有 40 条 全区河流总长为 550 45 公里 包括 5 公里以上长度的河流在内 其 中河长大于 10 公里或流域面积在 20 平方公里以上的有 25 条 北部属长江水系 的有岩脚河 木贡河 雨亥河 岱翁河 黑塘河 懒龙桥河 保木河 沙子河 岔河共 9 条 汇入三岔河 南部属珠江水系的有六枝河 纳骂河 月亮河 木 则河 中坝河 大田河 和平河 郎岱河 磨盘河 茅口小河 木城河 落别 河 超子河 龙潭河 通仲河 田坝河共 16 条 流入北盘江 全区 40 条河流 平均每百平方公里有河道 30 8 公里 属雨源性河流 一 般年份除三岔河和北盘江以外 河道基流都较小 造成春旱 汛期山洪爆发则 常常给两岸农田造成洪涝灾害 5 水文地质 六枝特区水文资料分析计算结果表明 全特区地表水资源多年平均总径流量 为 13 33 亿立方米 多年平均径流深为 746 毫米 其中 三岔河流域的 9 条河 流多年平均径流量为 5 18 亿立方米 占全特区多年平均径流量的 39 北盘 江流域的 L6 条河流 多年平均径流量为 8 15 亿立方米 占全特区多年平均径 流量的 61 六枝特区地表水丰富 但由于岩溶面积分布广 水土流失严重 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 6 地形地貌十分复杂 降雨的时空分布很不均匀 各地水资源相差大 水资源开 发利用比较困难 六枝特区的地下水资源大多储存于岩蚀裂缝 孔穴 溶潭之中 以井泉 暗 河的形式溢出地面 采用水文图集中 270 天保证流量模数图结合特区情况 算 出特区地下水平均径流模数为 4 2 计算出径流量为 2 37 亿立方米 由于地形 地貌和水文地质结构不同 以及地下水蕴藏量的差异 地下水开发的条件随之 不同 如分水岭斜坡地带 地下水埋藏深 开发困难 河流下游 特区东南部 南部熔丘盆谷地带 是地下水排泄区 水量丰富 并有天然露头 易被开发利 用 深谷和边远山区 虽地下水丰富 但开发困难 利用率低 6 地震 按国家建设部颁布的 中国地震裂隙区划图 显示 六枝特区基本地震烈度 为 6 度 7 洪水 六枝特区城区属于一般城镇 城镇等级为 等 根据国标 GB50201 94 防洪标准 确定相应的防洪标准为 20 年一遇洪水设防 六枝特区城区内主要河流为六枝河 六枝河是北盘江一级支流打邦河的主源 河 发源于六枝西部的凉水井矿区 流经城区长度 8 2 公里 由北向南穿城而 过 雨季水土流失严重 河水合泥量有逐年增多趋势 六枝特区城区内有东风水库和雾步冲水库及鲜鱼塘小山塘 两水库及山塘对 城区防洪作用甚微 由于城市的发展没有防洪规划的限制及历史原因 河道防 洪能力极低 防洪标准偏低 干流多数河段防洪能力仅达到 5 10 年一遇 局 部河段为 3 年一遇 六枝河城区段是洪涝灾害较为严重的地段 1983 年 1988 年 1992 年 L996 年 2000 年沿河两岸大片房屋及农田均受到较为严重 损失 也对城区的建设发展造成直接的威胁 在规划污水处理厂地段的洪水淹 没线的标高为 1319 5 米 因此 对于建在六枝河沿岸的污水处理厂来说 防洪 措施的制定显得尤为重要 1 61 6 社会经济状况社会经济状况 随着国家开发中西部经济战略的实施 依托株六铁路复线和水黄高等级公 路 综合六盘水市市域的生产力布局 立足本地资源 面向两湖两广 六枝特 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 7 区将充分发挥能源原材料生产基地优势 加强区际合作 实施东进发展战略 近期 六枝特区经济和社会发展的总体构想是 抓住发展机遇 以提高经济效 益为中心 夯实两个基础 农业 基础设施 打响三张品牌 黑色 绿色 旅 游 实施五大战略 经济结构调整 科教兴区 开放带动 可持续发展 城镇 化发展 构建四大经济支柱 电力 生物制药 特色食品 旅游 促进两个 文明协调发展 加快富民兴区步伐 2003 年 全区生产总值 14 62 亿元 比上年增长 14 4 其中第一 第二 第三产业增加值分别为 3 21 亿元 6 27 亿元 5 14 亿元 工业总产值 12 01 亿元 增长 23 6 主要工业产品产量 原煤 278 29 万吨 焦炭 30 76 万吨 水泥 46 2 万吨 发电量 1 2 亿千瓦时 财政总收入 1 33 亿元 增长 27 33 其中地方财政收入 8237 万元 增长 28 44 财政支出 2 68 亿元 增长 16 52 六枝特区的发展潜力巨大 前景广阔 但在发展过程中将受到地方财力薄弱 城市基础设施不完善 综合服务能力欠佳等因素的制约 需要人力 物力 财 力的支持 进行综合整治 1 71 7 城市排水工程现状及存在问题城市排水工程现状及存在问题 1 7 11 7 1 城市供水现状城市供水现状 六枝特区 1960 年前 中心区居民生活用水主要靠地表层泉水和自然水溪 煤田开发建设兴起后 人口不断增加 泉水水位下降 水溪逐渐枯竭 河道也 受到污染 60 年代到 80 年代初相继修建深井泵房 自建供水系统 到 1985 年 六枝矿务局供水管管网长 12km 年供水量 180 万吨 到 1990 年后中心区内企 事业单位不断开采地下自备水源 至 1999 年 5 月中心区各单位自备水源总量为 2 2 104m3 d 但各自备水源水质质量差 达不到国家生活饮用水标准 六枝特区于 1986 年成立自来水公司 相继建成了尖山水厂 杨梅山水厂 供水能力为 0 9 104m3 d 目前 正开始实施抵西供水工程 该项目工程规模 为 0 3 104m3 d 项目投产建成后对供水不足的矛盾略有所缓解 但六枝特区 中心城区供水不足的矛盾未得到根本改善 为从根本土解决六枝特区供水问题 六枝特区人民政府开展了城区 5 万吨供水工程可行性研究工作 正在筹措建设 资金实施该项目 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 8 1 7 21 7 2 城市排水现状及存在问题城市排水现状及存在问题 1 1 排水现状排水现状 由于历史原因 六枝特区城市基础设施建设资金一直匮乏 排水工程也未能 纳入城市统一管理的轨道之中 城区排水管道简陋 不成系统 有粗放的石砌 下水沟 57 条 36 6km 有的路段因建路时无规划 至今仍无下水道 而且 城 市防洪措施不力 垃圾淤泥经常壅堵 排水不畅 城区十万余人生活污水和城 市工业废水依地势流向六枝河 使六枝河受到不同程度的污染 而六枝河下游 的落别乡 大用镇有十几个寨子 几千户人家直接饮用六枝河水 它已严重危 害人民群众的身体健康 2 2 存在问题存在问题 1 合流制排水 污染严重 不适应城市的发展 不符合城市总体规划要求 2 城市排水系统布置不合理 系统不完善 没有污水处理厂 雨天排水不 畅 雨后污染严重 3 采用石砌暗沟或明沟排水 渗漏严重 对地下水影响较大 4 工业企业污水排放水质超标严重 企业内水的重复利用率低 5 城市污水最终排入六枝河 造成水资源的严重污染 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 9 第二章第二章 设计设计规模规模 2 12 1 服务区人口服务区人口 根据 六枝特区中心城区总体规划 修编 1999 2020 并根据现场实地 调查和人口自然增长率推算 2010 年六枝城区人口规模为 16 万人 远期 2020 年 中心城区人口规模为 24 万人 2 22 2 污水量预测污水量预测 根据 贵州省 十一 五 城镇污水处理及再生设施建设规划 本污水处 理厂设计规模按照 2010 年设计 污水收集系统 则考虑一定的超前性 按照 2020 年的设计 六枝特区中心城区总体规划 修编 1999 2015 六枝特区 2010 年综合 生活用定额为 160 升 人 日 工业用水量为城市综合生活用水量 15 依据上述 参数确定污水量 具体计算详见下表 污水量预测及建设规模测算表城市用水量预测如表 序号项 目单 位 数量 2010 数量 2020 备 注 1 规划人口万人 1624 2 城市综合生活用水定额L 人 d 160220 3 城市综合生活用水量 万 m3 d2 565 28 4 城市工业用水量 万 m3 d0 380 803 15 5 市政 绿化及未预见水量 万 m3 d0 591 21 3 4 20 6 最高日总用水量 万 m3 d3 537 293 4 5 7 日变化系数 1 21 2 8 平均日总用水量 万 m3 d2 946 086 7 9 污水形成率 85 85 10 平均日污水量 万 m3 d2 505 17 11 污水处理率 71 93 73 50 12 平均日污水处理量 万 m3 d1 803 80 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 10 2 32 3 污水处理厂建设规模污水处理厂建设规模 根据表 4 1 的测算结果 2010 年六枝特区污水处理工程设计服务范围内 平均日污水总量为 2 5 万 m3 d 日污水处理量为 1 80 万 m3 d 则污水处理率为 71 93 符合相关污水处理政策 2020 年六枝特区污水处理工程设计服务范围 内平均日污水总量为 5 17 万 m3 d 日污水处理量为 3 80 万 m3 d 则污水处理 率为 73 50 符合相关污水处理政策 因此 六枝特区污水处理工程建设规模 近期确定为 1 8 万 m3 d 远期确定为 3 8 万 m3 d 污水处理厂设计考虑远 近期结合 进水泵房按远期设计 其它构筑物和 附属建筑物按近期设计 远期厂区建设 则考虑对本污水处理厂紧邻地块用地进行规划控制 污水收集管网按远期 2020 年设计 规模为 a 污水管道总计 20170 米 其中 De315 750 米 De400 9100 米 DN600 7520 米 DN800 2800 米 b 污水检查井总计 414 座 其中 1000 圆形 187 座 1250 圆形 230 座 溢流井 4 座 每座 LxBxH 4x2 6x3m 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 11 第三章第三章 进水水质及排放标准进水水质及排放标准 3 13 1 污水进厂水质的确定污水进厂水质的确定 鉴于六枝特区城区现状为雨 污混流的合流制排水体制 在确定污水进厂 水质时 参照国内部分污水处理厂及省内相似城市的污水水质 确定六枝特区 污水处理工程设计进厂水质如下 BOD5 120mg L COD 250mg L SS 200mg L NH3 N 30mg L TP 4mg L PH 6 9 最高水温 30 最低水温 15 3 23 2 污水出厂水质标准污水出厂水质标准 污水处理厂的污水排放标准由受纳水体的水域功能确定 六枝特区污水处 理厂的出水直接排入六枝河 根据 六枝特区城市总体规划 1996 2010 年 六枝河的水域功能按 地表水环境质量标准 GB3838 2002 类水体功能控 制 依据 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 六枝特区污水 处理厂的污水排放执行该标准的一级 B 类标准 即污水出厂水质指标为 BOD5 20mg L COD 60mg L SS 20mg L NH3 N 8mg L TP 1 5mg L PH 6 9 3 33 3 处理程度处理程度 根据污水处理厂的进水水质及出水水质 贵州省六枝特区污水处理厂污水 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 12 处理程度为 BOD5 83 33 CODcr 76 SS 90 NH3 N 73 33 TP 75 3 43 4 主要污染物质削减量主要污染物质削减量 BOD5 6570 吨 年 CODcr 12483 0 吨 年 SS 11826 0 吨 年 NH3 N 1204 5 吨 年 TP 197 1 吨 年 第四章第四章 厂址厂址比选比选 4 14 1 污水处理厂厂址确定的原则污水处理厂厂址确定的原则 污水处理厂位置的选择 应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求 并应根据下列因素确定 1 厂址位置应位于六枝河河段的下游 2 厂址位置应位于六枝特区夏季主导风向的下风向 3 厂址位置应具备较好的工程地质条件 4 厂址位置应尽量不影响景区景观效果 5 厂址位置应便于城镇污水的收集和输送 6 厂址位置应便于污水 污泥的排放和回用 7 厂址位置应满足六枝特区的防洪要求 应具备良好的排水条件 8 厂址位置应少拆迁 少占或不占农田 有卫生防护距离 9 厂址位置应有远期扩建的可能 10 厂址位置应具备方便的交通运输和水电条件 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 13 4 24 2 厂址论证厂址论证 经现场实地踏勘及初步分析比选 六枝特区污水处理厂有两处可作为处理 厂建厂厂址 1 建厂厂址一位于城区东南面的克妈洞田坝 鸡冠山山脚处 该厂址位于 城区排水系统下游 距六枝特区主城区约 1 00KM 在规划城区的边缘 施工 条件好 利于污水的收集 该处地形平坦 土石方量不大 不受洪水威胁 无 拆迁 可用地面积约 40 亩 污水处理厂近期占地 15 亩 远期占地 23 亩 但该 处且位于城区夏季主导风向的上风向 且紧邻规划城区 对城区环境卫生影响 较大 同时该处建设污水处理厂 也将制约该片区的发展 2 建厂厂址二位于城区东南面的克妈洞田坝 老豹窝山脚处 该厂址位于 城区排水系统下游 距六枝特区城区 2 5KM 施工条件好 利于污水的收集 同时远离城区 三面环山 对城区卫生环境影响较小 该处地势较平 地形标 高为 1300 1 1303 4m 之间 不受洪水威胁 无拆迁 占地面积约 40 亩 污水 处理厂近期占地 15 亩 远期占地 23 亩 从上述分析及经济比较可知 建厂厂址二 克妈洞田坝 老豹窝山脚处 较建厂厂址一 克妈洞田坝 鸡冠山山脚处 具有兼顾环境保护及城区规划发 展的优点 故确定六枝特区污水处理厂建厂厂址在克妈洞田坝 老豹窝山脚处 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 14 第五章第五章 污水管网方案污水管网方案 5 15 1 排水规划排水规划 5 1 15 1 1 排水规划原则排水规划原则 满足城市整体方面的原则 符合环境保护的要求贯彻执行 全面规划 布局合理 综合利用 化害为 利 依靠群众 大家动手 保护环境 造福人民 的环境保护方针 充分发挥排水系统的功能 满足设计要求 要考虑现状 充分发挥原有排水设施的作用 注意工程建设中经济方面的要求 处理好近远期关系 5 1 25 1 2 排水规划排水规划 近期采用分流制和合流制并存 新建小区 开发区严格按分流制建设 逐 渐过渡到分流制 远期采用分流制 雨水经道路边沟和雨水管收集后就近排入 六枝河 污水经道路下污水管排入沿河两侧的截污干管 污水干管上设置截流 井 截流井主要截流初期雨水和污水 初期雨水和污水经截流干管最终输送至 下游污水处理厂 处理达标后排放 5 25 2 管网布置管网布置 5 2 15 2 1 管网布置原则管网布置原则 根据城市整体规划 结合当地实际情况布置排水管网 与城市市政设施建 设同步 并进行多方案技术经济比较 先确定排水区域和排水体制 然后布置排水管网 按照从干管到支管的顺 序经行布置 充分利用地形 采用重力流排除污水和雨水 并使管线最短和埋深最小 协调好与其他管道 电缆和道路等工程的关系 考虑好与企业内部管网的 衔接 规划设计要考虑到管道施工 运行和维护的方便 规划设计要考虑近远期结合 考虑发展 尽可能安排分期实施 5 2 25 2 2 污水管网布置方案污水管网布置方案 根据 六枝特区中心城总体规划 修编 1999 2020 年 排水工程规划 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 15 遵循上述管网布置原则 对设计服务范围的城区道路下 污水管道沿道路中线 两侧敷设 新建城区污水管网系统 沿六枝河敷设截流干管 城区污水收集后由该截 污主管输送至污水处理厂 同时将现有排水沟渠逐步改造成雨水沟渠 污水管 道接入截流干管处设置溢流井 近期雨季时 城区没有完全实现雨 污分流 多余的雨 污混合水将通过截流干管上溢流井溢流至城市水体 远期完全实现 雨 污分流的排水体制后 截流干管将作为污水主干管使用 不会再有溢流情 况发生 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 16 第六章第六章 污水处理厂工艺方案污水处理厂工艺方案 根据出水水质要求 六枝特区污水处理工程的处理流程为具有除磷脱氮功 能的城市污水二级处理工艺 工艺流程包括预处理段 生物处理段 后处理段 及污泥处理处置段 其中预处理段由粗格栅 进水泵站 细格栅 沉砂池等组 成 生物处理段由曝气 沉淀 污泥回流系统等组成 后处理主要是消毒 污 泥处理处置段由污泥贮存 浓缩和脱水等组成 到目前为止 城市污水处理技术多种多样 各地在决策确定工艺时十分棘 手 城市污水处理工艺的选择 一般应按当地污水水质水量 下水道的完善程 度 接纳水体情况 污水资源化利用程度 剩余污泥的出路及技术管理水平等 综合考虑 通过技术经济比较确定 首先要考虑工艺的可靠性及对污染物有较高的去除率 然后 应考虑系统 具有较大的耐冲击负荷能力 所选工艺还应当使剩余污泥量少 性质稳当 没 有繁重的污泥处理问题 还有 根据近年来污水处理技术发展趋势 处理系统 的改进都倾向于做到缩短工艺流程 使维护管理方便 以体现工艺水平的先进 性 此外 还应具有先进的技术经济指标 如处理单方污水的投资 占地 耗 能及运行费均应较低和合理 6 16 1 工艺方案选择原则工艺方案选择原则 在进行污水处理方案选择的时候 应着重考虑以下几个方面 1 工艺应该先进可靠 处理效果良好 保证达到排放标准 2 基建投资省 能耗和运行费用低 3 尽量减少占地面积 4 污泥产量少且性质稳定 5 操作运行管理简单 6 26 2 预处理方案选择预处理方案选择 6 2 16 2 1 格栅格栅 格栅是污水处理厂第一道预处理设施 其功能是拦截污水中的漂浮和悬浮 固形物 以保证后续处理设施顺利运行 按清渣方式 格栅可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种 为改善管理 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 17 人员的劳动条件 减轻劳动强度 本工程预处理阶段宜采用机械清渣格栅 选 用时根据格栅的池深 池宽 污物量 污物性质 安装角度及安装位置等因素 综合确定 1 1 粗格栅 粗格栅 目前 污水处理中常用的机械清渣粗格栅主要有 回转式 反捞式 高链 式 钢丝绳牵引式等 a a 回转式 反捞式 格栅 回转式 反捞式 格栅 回转式格栅的工作原理为齿耙固定于链条上 链条沿导轨运行 齿耙从栅条的后部下行 从底部运行至栅条前部 从下向上 的将被栅条拦截的漂浮物顺着挡板捞至泄渣口处 泄入渣斗 其主要特点是 动作可靠 故障率低 反捞的操作方式保证了不会将栅渣 带入水下 捞渣彻底 当污水中泥砂等沉积物较多时 不会造成栅条的堵塞 但不适用于进水渠道较深时 b b 高链式格栅 高链式格栅 高链式格栅的工作原理为除污耙上的三角形杆架结点与链 条铰结 另一结点上的滚轮位于平行于栅条的槽钢导轨中 齿耙则固定于三角 形杆架的底边上 当链条由顶部的驱动装置带动后 链轮顺时针转动 齿耙架 受链条和导轨的约束作平面运动 在链条运行一周内完成齿耙闭合水下取渣 上行输渣泄渣等循环动作 其主要特点是 动作可靠 构造简单 故障率低 水下无运转部件 使用 寿命长 维护保养方便 但适用水深一般不大于 2 0m c c 钢绳牵引式格栅 钢绳牵引式格栅 钢绳牵引式格栅的工作原理为耙斗处于张开位置沿轨 道下降至底部 在控制部件的作用下 完成合耙 耙齿插入栅隙上行将栅条拦 截的栅渣 杂物等捞入耙中 至出渣口处借助除污耙推杆将栅渣卸出 耙斗停 止上行并张开 完成一个除污动作循环 其主要特点是 适用范围广 渠道宽度可达 4 0m 深度可达 30m 自我保 护措施齐全 运行安全可靠 故障率低 易损件少 水下无运转部件 使用寿 命长 维护保养方便 但格栅机高度较大 吊装较困难 综上所述 结合上述三种格栅在国内及省内其他工程上的运用情况 本工 程进厂管道埋置深度为 5 8 米 粗格栅选型推荐采用回转式粗格栅 2 2 细格栅 细格栅 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 18 细格栅的作用是在粗格栅的基础上进一步去除污水中较小的漂浮物及直径 大于 5mm 的固体物质 以保证生物处理系统及污泥处理系统的正常运行 污水处理中常用的机械清渣细格栅主要有 循环式齿耙清污机 转鼓式格 栅清污机 阶梯式格栅清污机等 a a 循环式齿耙清污机 循环式齿耙清污机 循环式齿耙清污机 又称 固液分离机 是由尼 龙或不锈钢制成的特殊形耙齿 按一定的排列次序装配在耙齿轴上形成封闭式 耙齿链 其下部安装在进水渠水面下 当传动系统带动链轮作匀速定向选转时 整个耙齿链便自下而上运动 并携带固体杂物从水体中分离出来 水流则通过 耙齿间隙流过去 整个工作过程是连续进行的 其主要特点是 没有固定栅条 除污动作连续 排渣干净 分离效率高 耐腐蚀性好 能耗省 噪音小 最小间隙为 1 0mm 是典型的细格栅 但耙齿 之间易卡阻栅渣而导致耙齿发生变形 进而造成栅条间隙不一致 b b 转鼓式格栅清污机 转鼓式格栅清污机 转鼓式格栅是由相互平行可转动的圆形环片组成 呈转鼓状 在转鼓转动中 拦截在格栅上的栅渣随转鼓转动送至顶部后 落入 设在转鼓中的收集斗内 通过螺旋输送器逐渐挤压输送到收集容器内 该机集 截渣 除渣 螺旋提升 压榨脱水四种功能于一体 是一种新型高效的格栅除 污机 其主要特点是 清渣彻底 分离效率高 拦截面积大 水头损失小 全不 锈钢结构 维护工作量小 集多种功能于一体 结构紧凑 但设备费用较其他 细格栅高 而且建设 运行 管理经验较少 c c 阶梯式格栅清污机 阶梯式格栅清污机 阶梯式格栅清污机主要由动栅片 静栅片 偏心旋 转机构组成 偏心旋转机构在减速机的驱动下 使动栅片相对于静栅片作自动 交替运动 从而使被拦截的漂浮物交替由动 静栅片承接 犹如电动扶梯一般 逐步上移至卸料口 其主要特点是 采用独特的阶梯式清污原理 可避免杂物卡阻及缠绕 无 水下运转部件 检修方便 寿命长 全不锈钢结构 维护工作量小 渠道上的 设备高度较小 便于设备安装及维修 但设备安装时需要严格控制栅片的角度 同时需要注意栅片与渠底处的衔接 目前 上述三种细格栅在国内及省内其他工程上均得到了很好的运用 结 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 19 合省内已建污水处理厂的建设 调试 运行及管理经验 细格栅选型推荐采用 省内已广泛运用的阶梯式格栅清污机 6 2 26 2 2 沉砂池沉砂池 沉砂池的功能是去除污水中比重较大的无机颗粒 我国城市污水处理中 常用的沉砂池类型主要有曝气沉砂池 旋流沉砂池 两种 曝气沉砂池应用比较广泛 通过池中一侧的空气管控制曝气 使污水形 成具有一定速度的螺旋形滚动 垂直于水流方向 具有稳定的除砂效果 旋流 沉砂池则是利用水力涡流除砂 污水从沉砂池切向流入 回旋 270 或 360 出 流 粒径在 0 20 毫米以上的颗粒沉砂去除率达 85 砂粒含水率低于 60 为保证除磷效果 按生物除磷设计的污水处理厂 一般不采用曝气沉砂池 根据 建设部推广应用和限制禁止使用技术 旋流沉砂池已作为城镇污水处理 推广应用的技术 结合六枝特区污水处理工程的出水水质要求 本工程确定采 用旋流沉砂池除砂 目前 国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏 Jones Attwood Jeta 和 比氏 Pista 两大类 从国内应用情况看 比氏池进入国内较早 过去采用较多 但因砂泵磨损厉害 更换频繁 所以目前已普遍采用钟氏池 这两种沉砂池在 池型 除砂机理以及提砂方式上均有很大区别 究竟孰优孰劣 仍无第一手的 对比测试资料 因此 参照国内及省内已建污水厂的应用情况 确定旋流沉砂 采用钟氏沉砂池 钟氏沉砂池采用 270 的进出水方式 池体主要由分选区 集砂区两部分 构成 其构造特点是在两个分区之间采用斜坡连接 钟氏池的斜坡式设计 使 砂粒主要依靠重力沉降 砂粒通过斜坡自然滑入集砂坑 在滑入集砂坑之前 在旋转桨片产生的斜向水流作用下将附在砂粒上的有机物剥离开 其排砂方式 有两种形式 一种是靠砂泵排砂 其优势在于设备少 操作简便 但砂泵的磨 损问题越来越受到用户的关注 另一种是气提排砂 其优势在于系统可靠 耐 用 气提之前可先进行气洗 将砂粒上的有机物分离出来 但设备相对较多 综上所述 结合省内其他工程的运行经验 本工程预处理阶段采用钟氏沉 砂池除砂 气提排砂 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 20 6 36 3 污水生物处理工艺比较污水生物处理工艺比较 当前国内外大部分城市二级污水处理厂所采用的处理工艺均为活性污泥法 这种处理方法能有效去除城市污水中的各种有机污染物质 并积累了一定的设 计 施工和运行管理经验 六枝特区城城区污水由生活污水及工业废水组成 其中工业企业排放的废水中重污染污水均需经另行处理达到 污水排入城市下 水道水质标准 CJ3082 1999 排放标准后 方可进入城市下水道 企业排放轻 污染水则可直接接入城市下水道 因本工程污水水质可生化指标 BOD5 COD 约为 0 50 故采用活性污泥法 活性污泥法已经历了约 80 年的发展和改造 出现了各种活性污泥法变型 目前较先进 应用较广泛的处理工艺有 SBR 改良 SBR 曝气生物滤池 新 型一体化氧化沟等 现分别分析比较如下 6 3 16 3 1 改良改良 SBRSBR 工艺工艺 SBR 工艺是序批式活性污泥法的简称 它是传统活性污泥法的一种变型 其反应机制以及污染物质的去除原理均与传统活性污泥法基本相同 但其运行 模式与传统活性污泥法有很大差别 SBR 工艺的运行由进水 反应 沉淀 排 水和闲置五个阶段组成 五个阶段是在单一的 SBR 反应池内在时间上依次完成 的 而传统活性污泥法是在空间上设置不同的处理构筑物来完成上述五个阶段 的 改良 SBR 工艺是 SBR 工艺的一种派生形式 改良 SBR 工艺与常规 SBR 的区 别在于 改良 SBR 反应池在主反应区前增加了预反应区 污水与回流污泥连续 不断的进入主反应区前部的预反应区 在预反应区内较高的污泥负荷将有利于絮 凝性细菌的生长 并可提高污泥活性 快速去除污水中的溶解性易降解有机物 对难降解有机物起到良好的水解作用 有效抑制丝状细菌的生长和繁殖 克服 污泥膨胀 提高系统的稳定性 同时预反应区内还有较显著的反硝化作用 该 区内去除的氮约占总去除率的 20 左右 并使污泥中的磷在厌氧条件下得到 有效的释放 在主反应区内混合液在 厌氧 缺氧 好氧 的反复交替过程中 完成脱碳 脱氮和除磷 改良 SBR 工艺近年来在国内外得到了深入研究和广泛的应用 具有以下几 个主要优点 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 21 1 省去了初沉池 二沉池且无回流污泥泵站 工艺流程简洁 占地面积 小 2 系可变容积运行 提高了系统对冲击负荷的适应性及运行操作的灵活 性 3 沉淀阶段不进水 为静止沉淀 泥水分离效果较好 沉淀污泥浓度较 高 出水中 SS 浓度低 有利于降低出水中磷的浓度 4 池底微孔曝气头曝气 氧转移效率高 同时较大的池深延长了气泡在 水中的停留时间 优化了输氧效果 降低了能耗 5 自动化程度高 运转灵活 生产管理方便 但改良 SBR 工艺存在以下缺点 1 SBR 工艺运行工序变化频繁 必须配套自动化控制系统及相应仪表设 备 因此投资较大 2 管理人员需有较高技术水平 3 主要设备目前尚需进口 而且设备利用率较低 设备常有闲置 导 致投资及成本增加 SBR 工艺经济指标 城市污水处理吨水造价 1200 1500 元 城市污水处理吨水费用 0 25 0 30 元 改良 SBR 工艺流程图 砂水分离器 钟 式 沉 砂 池 泥饼外运至泥 棚 粗 格 栅 井 城市污水 上 清 液 进 水 泵 站 细 格 栅 井 剩 余 污 泥 改良SBR工艺流程图 絮凝剂 污 泥 调 节 池 出水 改良SBR 沉砂外运 上清液 反 应 池 紫 外 线 消 毒 渠 鼓风机房 回流污泥 附图6 1 污 泥 脱 水 间 污 泥 泵 房 垃圾填埋场 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 22 6 3 26 3 2 曝气生物滤池曝气生物滤池 曝气生物滤池是 90 年代初兴起的污水处理新工艺 已在欧美和日本等发 达国家广为流行 该工艺具有去除 SS COD BOD 硝化 脱氮 除磷 去除 AOX 有害物质 的作用 其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体 可节省 后续沉淀池 二沉池 其容积负荷 水力负荷大 水力停留时间短 所需基建 投资少 出水水质好 运行能耗低 运行费用省 BAF 工艺流程图说明 污水经格栅去除粗大漂浮 悬浮物后 进入初沉池或水解酸化池 强化预 处理池 进行沉砂 除油和沉淀同时去除部分 SS COD BOD 等物质经预处理的 污水进入第一级 BAF C N 滤池 或 DN 沉淀池 绝大部分 COD BOD 在此进 行降解 部分氨氮进行硝化 或反硝化 接着污水进入第二级 BAF N 滤池 或 C N 滤池 进行氨氮的彻底硝化及 COD BOD 地进一步降解 同时进行化学除 磷 以保证出水总磷 0 5mg l NH3 N 5 mg l TN 10mg l 运行过程中 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 23 在一二级 BAF 底部进行供氧滤池运行一段时间后需对滤池进行反冲洗 反冲洗 采用气水联合反冲洗 反冲洗污水通过排水缓冲池返回初沉池或水解酸化池 与原污水混和初沉池或水解酸化池的剩余污泥进行脱水处理 泥饼外运处置 若选用 DN 滤池 C N 滤池的脱氮工艺 则需将 C N 滤池的出水回流 BAF 属第三代生物膜反应器 不仅具有生物膜工艺技术的优势 同时也起 着有效的空间过滤作用 通过使用特殊的滤料和正确的配气设计 BAF 具有以 下优点 1 采用气水平行上向流 使得气水进行极好均分 防止了气泡在滤料层 中凝结核气堵现象 氧的利用率高 能耗低 2 与下向流过滤相反 上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件 可以更好的避免形成沟流或短流 从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形 成的气阱 3 上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件 即使采用高过滤速度和负 荷 仍能保证 BAF 工艺的持久稳定性和有效性 4 采用气水平行上向流 使空间过滤能被更好的运用 空气能将固体物 质带入滤床深处 在滤池中能得到高负荷 均匀的固体物质 从而延长了反冲 洗周期 减少清洗时间和清洗时用的气水量 5 滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长 提高了 氧的利用率 同时具有下列缺点 1 与 SBR 工艺类似 BAF 运行工序变化频繁 必须配套自动化控制系统 及相应仪表设备 因此投资较大 2 BAF 工艺对管理人员需有较高技术水平 因此该工艺在技术管理人员 缺乏的中小城镇应用受到限制 3 BAF 属于生物膜法 反冲洗后出水水质会由于生物膜脱落有所下降 需要一段时间的生物膜恢复才能达到原有出水水质 因此 出水水质随运行周 期出现波动 4 BAF 工艺负荷较大 容易产生臭味 滋长蚊蝇 BAF 工艺技术经济指标 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 24 城市污水处理吨水造价 1100 1400 元 城市污水处理吨水电耗 0 20 0 25 元 6 3 36 3 3 新型一体化氧化沟新型一体化氧化沟 氧化沟是一种连续环形曝气池 其曝气池呈封闭的沟渠形 污水和活性污 泥在曝气池中循环流动 流动过程具有推流特性 混合液中溶解氧浓度在沿池 长方向形成浓度梯度 形成好氧 缺氧 厌氧的条件 从而完成脱碳 脱氮和 除磷 一体化氧化沟又称合建式氧化沟 将生物处理净化和固液分离合为一体 无须建造单独的二沉池 而从生物处理工艺来讲 该一体化氧化沟又是一个集 厌氧 缺氧 好氧为一体的 A O 体系的一种变型 一体化氧化沟设置的相对独 立的厌氧区 缺氧区 好氧区 同时又共为一体 在保证有机碳 氮 磷有效 去出的同时 工艺简洁 结构紧凑 经济合理 厌氧区 缺氧区和好氧区等三区的设置 以及氧化沟稳定的水力循环流动 特殊的水力流态 形成了适合微生物生长的功能区 实现了有机碳 氮 磷的 有效去除 在缺氧区和好氧区之间 实现了水力自动内回流 省去了一套机械 回流装置 厌氧区利用来自缺氧区的低硝态氮回流混合液 创造更佳的除磷条 件 有利于厌氧区聚磷菌的释放 但传统一体化氧化沟也存在厌氧状态不稳定 剩余污泥含磷率低 除磷效果一般的缺点 针对传统一体化氧化沟除磷效果一般的缺点新型一体化氧化沟在厌氧区前 面增设了预缺氧区 20 的进水进入预缺氧区 与此同时 从缺氧区回流的经反 硝化脱氮的污泥也进入预缺氧区 预缺氧区中只有混合搅拌没有曝气 设置预 缺氧区的目的是进一步强化脱氮 减少进入厌氧区的硝酸盐 为磷的厌氧释放 创造良好的条件 经预缺氧区强化脱氮后 污泥与 80 的进水进入厌氧区 在 厌氧区中只有混合搅拌 没有曝气 活性污泥中的聚磷菌在厌氧条件下 所谓 厌氧条件是既无分子氧也无化合态氧的条件 利用进水中的有机物作为碳能源 贮存于体内 同时释放磷 磷释放越充分 后续好氧段中聚磷菌超量吸收磷的 效果就越好 出水中磷的浓度就越低 故在良好脱氮效果的基础上强化了除磷 效果 使磷的去除更加彻底 新型一体化氧化沟的关键设备之一为固液分离器 其具有生物处理和固液 六枝特区污水处理工程初步设计 设计说明书 概算 贵阳市建筑设计院有限公司 25 分离的双重功能 固液分离器置于氧化沟的侧沟和中心岛处 对水质起着重要 的保障作用 侧沟与中心岛固液分离器具有与二沉池相同的功能 但沉淀机理与主要是 重力作用的二沉池又有显著的不同 当混合液由主沟进入固液分离组件后 由 于组件的特殊构造 水流方向发生很大的变化 造成较强烈的紊动 这时混合 液中的污泥颗粒正处于前期絮凝阶段 紊动对絮凝的影响不大 随着絮凝不断 进行 污泥颗粒越来越大 污泥的絮凝过程到了后期絮凝阶段 紊动的不利影 响也越来越大 与絮凝过程的要求相适应 这时混合液流过组件弯折 流速大 大降低 且流动开始趋于缓和 因此在固液分离组件下部的很小底层里 絮凝 作用已基本完成 絮凝成形的污泥颗粒在不断上升的过程中 密度越来越大 流速越来越小 慢慢开始发生沉降的污泥颗粒还会被池底不断涌入的混合液的 上升水流所冲击 当重力与向上的冲击力相等时 污泥保持动态的静止 于是 形成了一个活性污泥悬浮层 悬浮层中的颗粒由于拦截进水中的杂质而不断增 大 污泥颗粒沉速不断提高 从而可以提高水流上升流速和产水量 因此不仅 提高了分离器的表面负荷 还取得了较高质量的出水 并实现了污泥的无泵回 流 新型一体化氧化沟的另一个关键设备是曝气装置 传统的氧化沟工艺采 用的曝气方式为传统的曝气转刷或者水下曝