南天湖污水厂方案设计.doc

南天湖污水厂方案设计91 主 要 结 论1. 项目名称南天湖旅游度假区及厢坝旅游集镇污水处理厂2. 项目业主丰都县旅游发展有限公司3. 必要性与可行性为实现污水减排目标，建设南天湖旅游度假区及厢坝旅游集镇污水处理厂是十分必要和迫切的，同时该项目在经济上合理、技术上可行，具有较高的实施可能性。4. 工程规模经过水量预测，本工程污水量为：2015年，0.25万m3/d，变化系数1.89；2020年0.5万m3/d，变化系数1.74。5. 进出水水质：污水厂进水水质：BOD 5 150 mg/LCOD 300mg/LSS 200mg/LTN 40mg/LNH3-N 30mg/LTP 3mg/L污水厂出水水质：污水厂出水水质执行国标GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级B级标准，各污染物指标如下：BOD 5 20 mg/LCOD 60mg/LSS 20mg/LTN 20mg/LNH3-N 15（8）mg/LTP 1.0mg/L粪大肠菌群数 10000个/LPH： 696. 污水处理工艺根据污水水质情况及污水排放标准，通过对污水处理工艺方案的综合分析和比较，推荐采用CAST工艺。该工艺具有投资省、占地少、出水水质稳定的优点，具有很强的适用性。污泥采用污泥浓缩脱水一体机，脱水污泥运至垃圾填埋场填埋；出水采用二氧化氯消毒。7. 投资及成本工程总投资： 2273.78万元第一部分工程费用（污水处理厂建安费）：1712.51万元 第二部分工程费用（其它费用）：289.56万元预备费用：160.17万元单位处理成本： 2.28元/吨单位处理经营成本： 1.20元/吨工程占地面积：10290m2。投资回收期（含建设期）：12.51年8. 污水处理厂厂址重庆市丰都县三坝乡金竹林村柏林湾9. 受纳水体：污水厂附近河沟第一章 工程概述1.1 研究依据、原则及范围1.1.1 研究依据（1） 丰都县三坝乡总体规划（2010-2020）（2） 重庆丰都-澜天湖国际旅游度假区总体规划（2011.09）（3） 重庆市丰都县三坝乡厢坝老场镇组团（厢坝旅游集镇）控制性详细规划（4） 市政公用工程设计文件编制深度规定 1.1.2 主要参考规范及资料（1） 室外排水设计规范(GB 50014-2006)（2011版）（2） 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）（3） 供电系统设计规范（GB 50050-95）（4） 低压配电装置及线路设计规范 (GB 50054-95)（5） 地表水环境质量标准（GB 3838-2002）（6） 污水综合排放标准（GB 18918-2002）（7） 水污染物排放限值（GB 4126-2001）（8） 城市环境卫生设施设置标准（CJJ27-2005）（9） 城市污水处理工程项目建设标准(修订)（10） 重庆丰都三坝乡地形图1.1.3 研究原则（1） 认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的相关法律、规范、标准。（2） 在符合重庆丰都县发展思路的前提下，以丰都县三坝乡总体规划（2010-2020）、重庆丰都-澜天湖国际旅游度假区总体规划和重庆市丰都县三坝乡厢坝老场镇组团（厢坝旅游集镇）控制性详细规划为基础，从环境保护要求的实际出发，合理确定污水处理厂规模、解决污水处理厂的处理、排放以及污泥处置问题。（3） 污水处理厂设备均可选用成熟的国产设备，管材优先选用地材，适当提高污水处理厂的自动化管理水平。达到工艺合理、技术经济适用、管理简便。（4） 污水厂处理后水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。1.1.4 研究范围（1） 根据丰都县三坝乡总体规划（2010-2020）、重庆丰都-澜天湖国际旅游度假区总体规划和重庆市丰都县三坝乡厢坝老场镇组团（厢坝旅游集镇）控制性详细规划，提出污水厂厂址方案。（2） 确定污水处理厂规模、污水处理工艺、污泥处置方案。（3） 对推荐方案从工艺、结构、建筑、电气、仪表、自控、通风、环保、节能、管理等方面进行工程可行性研究。（4） 估算工程投资（5） 进行项目成本核算和工程经济评价分析。1.2 城镇概况及业主单位简介1.2.1 现状概况南天湖旅游度假区位于重庆市丰都县三坝乡西南部，三坝乡位于丰都的最南部，东邻南天湖镇、三抚林场，西连涪陵区大木乡，南接武隆县双河镇，北距丰都县城约43km，南距武隆县城约47km。南天湖旅游度假区东起南天门一带，西北以厢坝为界，南至鸬鹚池。三坝乡是丰都县东南部较偏远的乡镇，人口较少，经济基础薄弱，但它有着优美的自然环境，丰富的林业资源使她成为丰都县最大的天然氧吧。南天湖、南天门、双水井天然牧场、鸬鹚池高山湿地、轿子山大草原和厢坝万亩草场等自然环境塑造了三坝乡宜人的高山特色风光，这些自然资源为三坝乡的旅游休闲产业发展创造了难得的机遇。2009年底三坝乡乡域总人口13944人，共3400户。三坝乡现状面积约156.7平方公里，由于地形地势条件的影响，三坝乡的经济较落后，土地利用率非常低下，基本上是以农业种植为主，如玉米、烤烟、土豆等粮食作物的种植。1.2.2 规划概况南天湖自然环境优美，位于大仙女山国际旅游度假区与长江三峡国际黄金旅游带交界处，是发展旅游产业的绝版资源。三坝乡发展规划重点着力于打造厢坝片区，突出乡域特色旅游资源，全力加强乡域生态环境保护建设，在生态环境承受能力范围内，重点投入对旅游资源的开发与保护，大力发展旅游产业。将纯农业的产业结构调整为休闲旅游、观光及农副产品深加工业综合发展的产业结构。以产业升级为基础，以南天湖旅游区市场开拓为突破，逐步把三坝乡建设成为丰都县乃至整个重庆市大体系中经济繁荣、特色显著、环境优良、充满吸引力及富有地方特色的农、商、旅游多业并举的旅游度假名乡和经济强乡。三坝乡行政区域所辖范围，幅员面积156.7平方公里。竹子片区作为三坝乡的行政中心，规划面积0.19平方公里，其中建设用地面积为13.43公顷。厢坝片区作为全乡经济、文化、旅游服务中心，规划面积29.31平方公里，其中建设用地面积为11.76平方公里。南天湖规划总面积约为22.33平方公里。1.2.3 自然状况三坝乡位于北纬293418至294442、东经1075042，地处仙女山山脉地带，属中喀斯特地貌，地势南高北低，从东向西倾斜。最高海拔1945m，最低海拔400m，立体气候明显，属于亚热带气候区，59月气温1520，冬季12月至次年3月积雪，具夏季凉爽，冬季多雪的气候特点，是避暑赏雪的好去处。全乡主要土壤有暗紫色矿子黄泥，山地黄棕壤。年降雨量1320mm，年平均气温8.317.4，年均日照时数1333.3小时。区内地下水源欠缺，水资源基本来源于高山降水。1.2.4 业主单位简介丰都县旅游发展有限公司（以下简称旅发司）于2008年4月9日在丰都县工商局注册成立，是为加快旅游产业发展步伐而创办的法人出资股份制有限责任公司，2012年其注册资本增加为33000万元。公司现有职工35人，其中专业技术人员18人，占公司职工总数的50%。公司职能职责为：负责旅游项目的规划、策划、投资、开发；旅游景区及服务区的开发与经营管理；旅游酒店投资开发与经营管理；旅游基础设施建设及经营管理；从事丰都县政府授权的国有资产经营管理；土地储备及整治开发；旅游地产开发；旅游相关产品研发、生产、销售；经营国家法律法规允许的其他业务。1.3 给水、排水工程现状及规划1.3.1 给水工程现状及规划1、 给水工程现状由于经济发展较为落后，三坝乡目前无自来水厂。三坝乡由于地形原因，水资源分布不均匀，厢坝水资源相对较少。乡域内水资源主要为地下水及山泉水。2、 给水工程规划规划厢坝老场镇和南天湖国际旅游度假区设水厂，总供水规模为15000立方米/日，水源为山泉水和新建水库。乡域其他村根据各村人口规模、主要乡镇企业分布及新工矿企业迁入等情况综合考虑，就近引入达标水源，分期分批建立自来水站，普及农村自来水。各村村民集居点规划供水净化池。全乡居民生活用水必须达到生活饮用水卫生标准（GB 57492006）的有关要求。1.3.2 排水工程现状及规划1、 排水工程现状三坝乡目前无污水处理设施，雨、污水就近排入水体，对周边环境影响较大。镇域内农村居民产生的污水主要是散排，对周边生态环境具有一定影响。2、 排水工程规划规划三坝乡的排水体制采取雨污分流制。集镇竹子片区和厢坝片区分别规划一座污水处理厂。雨水通过雨水管（沟）收集后排入附近水体。全乡污水排放按城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准执行。1.3.3 现状排水系统存在的问题乡域生活污水与废水分散自由排放，污染了自然水体，对居民生活用水形成了安全隐患。1.3.4 城区规划概况（1）厢坝旅游集镇人口和建设用地规划厢坝片区是一个正在规划建设中的新城区，拟打造成为“丰都城市副中心”，分析现状人口并根据一定的增长率来预测将来的人口规模面临很多不确定因素，意义不大。厢坝片区厢坝场镇2009年现有人口400人，厢坝村2009年现有人口1363人。重庆市丰都县三坝乡厢坝老场镇组团（厢坝旅游集镇）控制性详细规划指出，规划范围总用地面积1312.96公顷，规划城镇建设用地面积824.18公顷。规划居住人口7.4 万人。其中，居民1.7万人，服务人口5182人，旅游人口5.18万人。建筑总面积控制在670 万平方米以下。（3）南天旅游度假区人口和建设用地规划南天湖度假区人口3.3万人，其中居民2.88万人，服务人员0.07万人，暂住游客0.35万人，建设用地13.22平方公里。1.4 项目建设的必要性及可行性1、南天湖、南天门、双水井天然牧场、鸬鹚池高山湿地、轿子山大草原和厢坝万亩草场等自然环境塑造了三坝乡宜人的高山特色风光，这里有丰富的物种资源和得天独厚的自然景观，已成为重庆市重要的旅游渡假胜地。在南天湖旅游度假区项目的开发中，对水体的保护与利用是维持区域生态的重点。污水处理工程显得尤为重要。2、污水处理工程建设是城市赖以生存和发展的重要基本条件，它的建设与城市土地开发、经济发展、环境治理和保护密切相关。既为之服务，提供保障；又制约其发展。城市排水设施不仅是维护城市生态环境及物质代谢功能的重要前提，也是改善城市居民生活环境和社会环境质量的组成部分。它的建设和完善，将对改善城市投资环境、吸引投资、发展地方经济具有十分重要的社会意义。3、污水处理工程是城市基础设施不可缺少的部分，是城市生产和人民生活身心健康必不可少的公共设施，是改善城市环境质量、维持生态良性循环、保证城市经济建设可持续发展的重要举措。污水处理工程的建设将对于日渐被污染的水体得到完全的改善，将为厢坝人民带来一个优质、健康的生活环境。4、西部大开发战略决策的实施，生态环境建设必须与其同步。厢坝作为作为全乡经济、文化、旅游服务中心，更应该在生态环境建设上的加大力度，必须配合国家提出的实施西部大开发战略决策，积极建设污水处理工程。5、城市建设必须服从国家技术政策和法规。我国历来对城市建设在环境保护、防止污染方面都有着明确的技术政策和法规，建设部、国家环境保护总局关于印发“城市污水处理及污染防治技术政策”的通知（建城2000124号）文件中明确指出：“设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇必须建设二级污水处理设施”；“国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知” （国发200036号）文件中明确要求“到2010年所有设市城市的污水处理率应不低于60%，直辖市、省会城市、计划单列市以及重点风景旅游城市的污水处理率不低于70%，”；在“城市排水当前产业政策实施办法”中也充分体现了对风景旅游地区和开放城市的排水对环境质量影响严重城市应建设污水处理工程设施的要求。6、根据重庆市“一带五点”统筹城乡旅游专项改革试验，丰都县位于大仙女山国际旅游度假区与长江三峡国际黄金旅游带交界处，且丰都县是长江三峡国际黄金旅游带真正意义上的起点。重庆市总体规划从三坝乡穿越，这就使得三坝乡成为由大仙女山国际旅游度假区进入长江三峡国际黄金旅游带必经之路上的重要节点。完善南天湖旅游度假休闲区的排水系统，对保护丰都的环境生态以及促进重庆旅游资源的开发都具有长远意义。南天湖旅游度假区及厢坝旅游集镇污水处理厂方案设计 研究规模、水质及厂址选择第二章 研究规模、水质及厂址选择2.1 研究年限参考丰都县三坝乡总体规划（2010-2020）、重庆丰都-澜天湖国际旅游度假区总体规划（2011.09）及重庆市丰都县三坝乡厢坝老场镇组团（厢坝旅游集镇）控制性详细规划并结合实际情况，确定本工程的近期研究年限为2015年，远期研究年限为2020年。2.2 研究范围本工程研究范围包括南天湖旅游度假区及厢坝旅游集镇所涵盖范围。2.3 研究人口依据丰都县三坝乡总体规划（2010-2020）、重庆丰都-澜天湖国际旅游度假区总体规划（2011.09）及重庆市丰都县三坝乡厢坝老场镇组团（厢坝旅游集镇）控制性详细规划以及现状人口实际情况，确定研究人口：2015年 3万人 (其中居民：1万人，服务人口：0.2万人，旅游人口：1.8万人)2020年 6万人 (其中居民：2万人，服务人口：0.4万人，旅游人口：3.6万人)远 景 10.7万人 (其中居民：4.58万人，服务人口：0.59万人，旅游人口：5.53万人)2.4 污水处理厂处理规模的确定2.4.1 生活污水量预测根据室外给水设计规范(GB50013-2006)、室外排水设计规范2011版(GB50014-2006)，重庆市丰都县属一区中小城市,平均日综合生活用水定额在170280L/dcap之间。厢坝片区属于较偏远乡镇，排水设施并不完善，通过参重庆市及周边等地区资料并综合考虑南天湖以后的规划、现状城市人均综合用水量及城市居民生活用水量的发展，本可方案设计中，居民综合生活用水量值取下限：170L/ cap d，服务人员用水量取100L/ cap d，旅游人口用水量50L/ cap d。 表2-1人口规划数量 单位：人编号名 称居民服务人口旅游人口汇总12015年(万人)10.21.8.3.022020年(万人)20.43.66.03远 景(万人)4.580.595.5310.7 表2-2生活用水量预测编号名 称居民用水量服务人口用水量旅游人口用水量合计1用水量指标170 L/ cap d100L/ cap d50L/cap.d12015年(m3)1700200900280022020年(m3)3400400180056003远 景(m3)7786590276511141 表2-3 生活污水量预测 编号名 称2015（近期）2020（远期）远景2用水量（m3/d）28005600111413污水排放系数85%90%90%4污水收集率90%90%95%5生活污水量（m3/d）2142453695262.4.2 工业污水量预测南天湖旅游渡假区及配套集镇规划以生态旅游和居住为主，因此不考虑工业污水。2.4.3 污水处理工程规模根据以上生活污水量及工业污水量预测表，则城市污水总量预测见下表：表2-4 城市污水总量预测表编号名 称2015（近期）2020（远期）远景1规划人口（万人）3610.72城市总污水量（m3/d）2142453695263地下水渗入量（按10%计）2144539524设计城市污水总量（m3/d）2500500010000根据以上分析计算，确定南天湖污水处理厂近期设计规模为2500m3/d，远期为5000m3/d，远景10000 m3/d，远景及深度处理用地预留。2.5 进出厂水质2.5.1 进厂水质分析南天湖旅游度假及配套集镇定位为生态旅游和居民区，城市污水以生活污水为主，无工业废水,参考相近地区、相近情况、相近规模城市来确定该地区水质。以下列举近期重庆地区类似同等城市污水处理厂进水水质资料，以供参考。详见表2-3。表2-5 重庆市部分污水处理厂进水水质 进水水质厂 名CODcrBOD5SSNH3-NTP重庆江津区几江污水厂260130563322重庆江津区德感污水厂264125582291.9重庆沙坪坝回龙坝镇污水厂358175240303.5重庆沙坪坝曾家镇污水厂325145210303.5根据国内以生活污水为主的城镇污水资料显示，一般CODcr=2BOD5，TN / BOD5=0.20.3，TP/ BOD5=0.020.03。2.5.2 进厂水质确定综合南天湖实际情况，并参考相近地区、类似城市污水处理厂进水水质资料，确定南天湖污水处理厂进厂水水质如下：表2-6 南天湖污水处理厂进水水质 项 目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH4+-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质300150200303532.5.3 出厂水质确定根据丰都县三坝乡总体规划（2010-2020）三坝乡境内内河水域功能区类别为III类水域。依据污水综合排放标准（GB8978-96）规定，对排入III类水域的污水执行一级B排放标准。因此南天湖污水处理厂污水排放标准应按照城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级B标准执行，其污水排放控制标准指标见下表： 表2-7 污水排放控制标准 项 目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH4+-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)出水水质6020208（15）201.0注：氨氮项括号内数字为水温12是的水质指标，括号外数字为水温12时的水质指标。2.5.4 污泥处置根据室外排水设计规范（GB50014-2006）规定，城镇污水处理厂污泥处理流程应根据污泥的最终处置方法选定，处置方式包括作肥料、建材、燃料和卫生填埋等。结合规划，确定污水水处理厂工程的污泥处理目标为：污泥处理以减量化为主；污泥经浓缩脱水处理后（污泥含水率80%），泥饼外运至南天湖垃圾填埋场。2.6 污水处理厂厂址选择经过我院和有关部门多次现场踏勘、调研最终确定两处地址可以建造污水厂。下面就这两处厂址进行比选。比选厂址一：丰都县三坝乡金竹林村柏林湾。 比选厂址二：丰都县三坝乡厢坝村七组。表2-8 厂址特点比较 项目 厂址厂址一厂址二位置丰都县三坝乡金竹林村柏林湾丰都县三坝乡厢坝村七组收集范围较大较大厂区地貌坡地，相对来说较平坦坡地，坡度较大地质情况良好良好交通情况机耕路机耕路供电规划范围外无变电站规划范围外无变电站用水由厢坝场镇自来水厂供水由厢坝场镇自来水厂供水与规划的关系规划区内规划区外对饮用水源地影响无影响无影响综上所述，通过对厂区地貌、收集范围、厂外供电、交通运输等因素的综合分析，本次可研报告推荐厂址一作为污水处理厂厂址，在丰都县三坝乡金竹林村柏林湾设置污水处理厂一座，占地10290m2，控制卫生防护距离100米。南天湖旅游度假区及厢坝旅游集镇污水处理厂方案设计 污水处理厂工艺方案选择第三章 污水处理厂工艺方案确定3.1工艺方案确定原则污水处理工艺方案的优化选择是确保污水处理厂运行性能、确保出水水质、降低费用的关键，需要根据确定的污水处理水质标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行的处理工艺方案。所要遵循的一般原则包括：处理效果稳定可靠、工艺控制调节灵活、工程实施切实可行、运行维护管理方便、投资运行费用节省及整体工艺协调优化。污水处理工艺流程选择是根据原水水质、出水水质要求，污水处理厂规模、污泥处置方法及当地温度、工程地质等具体条件作慎重分析后决定。各种工艺有其适用条件，应该具体分析以上各要素，确定适用的工艺流程。根据借鉴一些工程的成功经验，在确定处理工艺的过程中应遵照以下原则：1、采用的工艺运行可靠、技术成熟、处理效果良好，能保证出水水质达到排放标准，从而解决污水对河流、地下水及城市环境的影响。2、采用的工艺投资省、污水处理厂占地面积小，能耗少，运行费用低。3、安全稳妥的处理处置污泥，既节省投资，又避免二次污染。4、所采用的工艺应运转灵活，能适应一定的水质、水量的变化。5、操作管理简便有效。6、提高项目社会效益、环境效益及综合经济效益。3.2污水处理工艺方案比选与确定3.2.1污水处理标准根据前面的论述及水质分析，现将污水处理标准列入下表：表3-1 污水处理标准 项 目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)进水水质300150200303出水水质60202081.0处理率%8087907466.66注：出水水质以城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级B为标准。3.2.2污水水质特性分析能否采用生物除磷脱氮工艺，主要取决于生物处理过程中自身营养能否平衡，相关的指标能否达到要求。污水处理厂原水的有关指标详见下表：表3-2 污水处理厂进厂水有关指标项 目BOD5/CODcrBOD5/TNBOD5/TPCODcr/TP数 值0.504.2950100指 标0.332030（1） BOD5/CODcr：该指标是鉴定污水可生化性的最简单易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr0.3时可生化性较好。本项目该项指标值为0.50，具有较好的可生化性，适合采用生物处理方法。（2） BOD5/TN：该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于生物脱氮系统主要利用原污水中的基质作为反硝化的氢供体，该比值越大，反硝化进行越快。理论上BOD5/TN2.86时反硝化才能进行，实际运行资料表明BOD5/TN3才能使反硝化过程正常进行，BOD5/TN=45时，氮的去除率60%，本项目BOD5/NH3-N为4.29，故采用生物脱氮工艺可满足脱氮要求。（3） BOD5/TP：该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为该值应大于20。比值越大，除磷效果越明显，本项目 BOD5/TP为50，可以采用生物除磷工艺。根据以上分析，本工程采用生物法除磷脱氮工艺可行。3.2.3污水处理工艺方案比较目前国内外污水厂大多采用具有较高除磷脱氮效率的生物处理工艺，主要有：缺氧好氧生物脱氮工艺（A/O工艺）、厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺（A2/O工艺）、氧化沟工艺、吸附生物降解法（AB工艺）、序批式活性污泥法（SBR法）以及序批式活性污泥法的改进型工艺等。A2/O法是采用较早且最成熟的污水生物除磷脱氮工艺，但系统复杂、投资较高，现已有逐步被氧化沟、SBR法等取代的趋势。但无论氧化沟还是序批式活性污泥法（SBR），其实现生物除磷脱氮的基本过程还是厌氧、缺氧、好氧过程，即A/A/O过程。其间的区别，只在于这些基本过程间的过渡方式为顺序或是交替，污泥负荷的高或低。氧化沟法污水处理技术，是传统活性污泥法的一种改型，又称循环曝气池。在构造特征上，氧化沟一般呈环形沟渠状，污水和活性污泥的混合液在其中连续循环流动;在水力流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。氧化沟工艺方法很多，主要有奥贝尔(Orbal)氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟、交替工作型氧化沟、曝气-沉淀一体化氧化沟、还有为了适应除磷脱氮的要求而在传统氧化沟工艺上发展而来的除磷脱氮氧化沟。SBR是序批式反应器的简写，本意是进出水和曝气间歇运行的污水处理系统。近年来变型较多，进出水系统有间歇运行的也有连续运行的，但其核心是供氧系统间歇运行，以营造活性污泥厌氧、缺氧、好氧的阶段性环境，达到除磷脱氮的目标。近年来采用较多的是间歇进水周期循环活性污泥法，称作CAST工艺。在上述各种除磷脱氮工艺中，对中小污水厂来讲，比较有发展前途的工艺是CAST、氧化沟工艺。因为这两种工艺水处理流程大为简化，可以达到占地少、能耗低、投资省、运行管理方便的目的，符合当前污水处理工艺合建、简化发展的总趋势。采用CAST工艺和氧化沟工艺产生的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，剩余污泥经过浓缩脱水后就可以直接应用于农田、填埋或者焚烧，不需要搞污泥消化，因此建设、运转的费用大为减少，这一点对中小污水厂来说，是非常有吸引力的。针对南天湖旅游度假区及厢坝旅游集镇污水处理厂的污水水质及出水质的要求，结合处理厂的规模，参照国内同等污水处理厂运行经验，在进行多方案比较的基础上，针对南天湖污旅游度假区及配套集镇污水处理厂工程我们选择CAST、卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟氧化沟这两种方案进行技术论证。3.2.3.1 CAST工艺（方案一）CAST工艺主要由生物选择池和反应池组成。在生物选择池内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；在反应池内，污水经历一个较低负荷的基质降解过程，完成有机污染物的生物降解和泥水分离的处理。CAST工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，因此，CAST工艺具有较好的除磷脱氮功能。其操作周期可分为以下四个步骤：（1）进水阶段污水进入生物选择区的同时开始污泥回流，使污水与污泥充分混合，对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀。（2）曝气阶段由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时通过硝化作用将污水中的氨氮转化为硝态氮；设计采用微孔曝气器充氧，使溶解氧保持在2.0mg/l左右，由溶解氧监控系统控制空气量保证溶解氧的最佳值，为微生物生长创造一个适宜的环境，达到节约能耗的目的。（3）沉淀阶段此时停止曝气，微生物利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解，CAST池由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化，活性污泥逐渐沉到池底。（4）排水阶段沉淀结束后，滗水器开始工作，排出上清液并继续反硝化，排水结束后滗水器返回原始位置。CAST工艺的特点1）工艺流程简单，处理构筑物少，土建和设备投资较低，省去了初沉池和二沉池。2）能很好的缓冲进水水质、水量的波动，运行灵活、安全、可靠。3）在进行生物除磷脱氮操作时，整个工艺得到良好的控制，抑制了丝状菌大量繁殖，避免了污泥膨胀，除磷脱氮的效果明显优于传统的活性污泥法。4）通过PLC控制，使得整个系统的运行变得简单、可靠。5）构筑物少、占地面积小，对于污水处理厂拟选厂址来说工艺布置简单。6）污水进入生物选择区，与高负荷的快速积累的微生物基质充分混合，使有机物发生水解，提高难溶有机物的可降解性，对CODCr的处理效率得到提高。7）泥龄在1525天，经好氧稳定的污泥不需要厌氧消化处理。 图3.1 CAST工艺流程图3.2.3.2卡鲁塞尔氧化沟（方案二）卡鲁塞尔氧化沟源于荷兰，是世界上二级污水处理技术中最先进的生物处理系统之一。其外形是类似田径跑道的氧化沟，它有一道或多道的纵向分隔墙，并装有表曝机，该表曝机可以确保在整个环形沟道中混合液以瑞流形式流动，充分地掺氧并完全混合。卡鲁塞尔氧化沟在世界各地被普遍采用，目前全世界已投入运行的有三百多座，其中最大规模达15104m3/d。适用于中小规模的污水处理厂。与CAST池相比卡鲁塞尔氧化沟占地较大。图3.2 卡鲁塞尔氧化沟工艺流程图3.2.4污水处理工艺方案确定CAST工艺与卡鲁塞尔塞尔氧化沟工艺相比又具有以下优点：（1）CAST工艺省去二沉池和回流污泥泵房，工艺流程简单，土建和设备投资低。（2）在进行生物除磷脱氮操作时，整个工艺的运行得到良好的控制。（3）由于CAST池是间歇运行，较强的调节能力，对于水质水量变化较大的情况，也不需要调节池（实际上，CAST池本身就有调节池的作用）。（4）相对于CAST来说，氧化沟占地面积较大。对于能满足出水控制标准，可供选择的生化处理方案很多。要确定出符合当地实际条件，技术上先进可行，经济合理的设计方案是非常重要的。对于上述两种方案，在小型污水处理厂中，经过对国内相似水量及水质的污水厂调查，CAST工艺比氧化沟工艺更广泛的被应用，最终确定采用CAST工艺。3.3污泥处理与处置方案比选与确定3.3.1污泥处理方案比选在污水处理过程中会产生大量含水率很高的污泥，这些污泥具有体积大、易腐败的特点，如不加以妥善处理，将引起严重的二次污染。因此，污泥的处理和处置十分必要。污泥处理工艺一般包括减容、稳定、无害化三个方面。1)污泥减容：主要是降低污泥的含水率。常用方法有污泥浓缩、机械脱水、干化等，以便于污泥输送及后续的处理和处置。2)污泥稳定化处理：进一步降解污泥中的有机物，使污泥稳定。常用的污泥稳定处理有化学稳定、好氧生物稳定处理和厌氧生物稳定。化学稳定： 一般向污泥中加入石灰，将污泥的pH值调节至11以上,杀灭污泥中的微生物，达到对污泥的稳定处理；好氧生物稳定：通过对污泥进行长时间曝气，分解其中有机物，从而达到污泥稳定；厌氧生物稳定：在厌氧条件下，通过厌氧微生物的分解作用，将污泥中的有机物转化为甲烷和二氧化碳，降低有机物的含量，从而达到对污泥的稳定处理。3)污泥无害化：去除和控制污泥中的有害物质，如各种病菌等。目前国内外污泥的处理一般采用以下两种方式：(1)污泥直接脱水方案该方案就是将含水率为99.3左右的污泥，先进行浓缩处理，浓缩后污泥的含水率约为97左右，然后投加混凝剂进行脱水处理或采用浓缩脱水一体化设备，经投加混凝剂后直接浓缩脱水，经脱水后的污泥饼含水率可降至80左右。(2)污泥消化方案该方案是在污泥经浓缩后，进入消化池，进行中温厌氧消化，消化后的污泥经投加混凝剂后进行脱水，从而达到污泥稳定。3.3.2污泥处理方案确定从上述的叙述可以看出，污泥消化方案与直接脱水方案相比增加了两座消化池及消化池中相应的集气加热、搅拌设备，还增加了消化池控制室、湿式储气柜等。因此增加了大量的基建投资，而且管理水平要求较高，比较适合于大型的污水处理厂。从本工程所采用的工艺和工程规模来看，采用污泥直接脱水后泥饼外运方案，基本可满足本工程的污泥出路，也比较符合实际。3.3.3污泥处置方案污水处理过程中产生的污泥将在污水处理厂进行脱水处理，经脱水处理后的污泥含水率一般在80以下，成泥饼状，可外运至城市垃圾处理厂与城市垃圾共同处理。另外，如果经检验符合GB4284农用污泥中污染物控制标准的有关规定，可用于林带、绿化及非农作物的施肥。剩余污泥则也可用于农业堆肥，作为污水厂周围农田、水景公园绿化以及公路两旁林带的肥料使用。第四章 污水处理厂工程设计4.1设计原则（1） 污水处理构筑物设计尽量利用厂区自然坡降；（2） 厂区布置紧凑合理，节约用地；（3） 处理构筑物设计满足出水达标要求。（4） 除生产构筑物外，还应考虑生产辅助及生活设施。4.2设计规模重庆南天湖污水处理厂近期设计规模2500m3/d，远期5000m3/d；近期总变化系数K总1.89，远期总变化系数K总=1.74；近期最大日最大时流量：54.68L/s；远期最大日最大时流量:100.69L/s。4.3进出水水质表 4.1 污水处理厂进出水水质污水厂进水水质污水厂出水水质COD 300 mg/LCOD 60mg/LBOD5 150mg/LBOD5 20 mg/LSS 200mg/LSS 20 mg/LNH3N 30mg/LNH3N 8 mg/LTP 3 mg/LTP 1.0 mg/L4.4工艺设计4.4.1污水处理工艺设计(1) 粗格栅间粗格栅的设置，可去除市政污水管网中的较大漂浮物，确保后续处理工段的正常运行。格栅渠为双条地下钢筋混凝土直壁平行渠道。粗格栅间内安装有机械粗格栅和螺旋输送机等设备。根据时间间隔，自动启闭机械栅耙，并联动螺旋输送机，完成栅渣的收集、输送、脱水和装箱。 构筑物:功 能:设置格栅去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于20mm的杂物，以保证提升系统正常运行。类 型:地下式钢筋砼平行渠道数 量:2座，渠道数2条能 力:100.69L/s(按远期设计)尺 寸:LBH=6.02.56m 主要设备: 设备类型:回转式机械格栅除污机数 量:2台参 数:单台过栅流量:Q=100.69L/s格栅宽度:B=500mm栅条间隙:b=20mm栅前水深:h=550mm倾 角:=75过栅流速:v=0.90m/s过栅水头损失:hmax=120mm电机功率:N=1.35kw控制方式:根据格栅前后液位差，由PLC自动控制，同时设有定时排渣和手动控制排渣装置。(2) 细格栅间污水中含有较多细小漂浮物及杂物，不去除会影响后续生化处理效果，污水流经细格栅，通过细格栅拦截作用去除水中漂浮物，保证后续处理流程的通畅。细格栅工作状态是通过时间间隔来实现的。为了便于细格栅维修，在每台细格栅前后设置渠道闸。栅渣由输送机输送至集渣装置。 构筑物:功 能:去除污水中漂浮物及直径大于8mm的较大固体物质，以保证生物处理及污泥处理系统正常运行。类 型:钢筋砼直壁渠道数 量:2座，渠道数2条总设计流量:Q=100.69L/s尺 寸:LBH=6.03.21.6m 主要设备 A. 细格栅设备类型:旋转式机械格栅除污机数 量:2套设计参数:单机过栅流量:Q=100.69L/s格栅宽度:B=600mm栅条间隙:b=5mm栅前水深:h=650mm过栅流速:v=0.8m/s过栅水头损失:hmax=210mm电机功率:N=1.5kw控制方式:根据格栅前后液位差，由PLC自动控制，同时设有定时排渣和手动控制排渣装置。 B. 栅渣输送机设备类型:螺旋输送机数 量:1套设计参数:能 力:2.1m/h长 度:L=6.0m角 度:=5电 机:N=1.5kw控制方式:与细格栅联锁，由PLC控制自动开停，亦可现场控制。 (3) 旋流沉砂池A.设计参数及描述沉砂池采用旋流沉砂池系统，设置旋流沉砂池可去除原水中粒径较大的无机砂粒，以保证后续流程的正常运行。主要设计参数：单池设计流量： Qmax=100.69L/s池 数： 2池池 径： 1.83 mB. 主要设备及参数a. 沉砂池搅拌设备数量： 1套规格： 直径：0.8m ；转速10-15rpm(可调).单台功率： 0.55KWb. 砂水分离器数量： 1套规格：Q28.8m3/h单台功率：0.75KW空气压缩机与砂水分离器连锁，空气压缩机运行信号控制阀和砂水分离器的开启。由PLC控制自动运行，同时设手动控制。(4)CAST反应池A.设计参数及描述在曝气阶段利用生物池中大量繁殖的活性污泥中微生物以及硝化菌群、磷细菌，降解或吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质，以达到净化水质的目的。在沉淀阶段将曝气后的混合液进行固液分离的同时，由于水中的溶解氧从高至低的变化，形成好氧、缺氧、厌氧的生化过程，使得碳、氮等有机污染物质得到进一步降解，从而使得最后的出水水质更有保证。CAST池为半地下式钢筋混凝土水池。污水及回流污泥混合液在CAST反应池周期性循环运行，采用连续进水，周期性出水模式，每个周期4h，包括：曝气2h、沉淀1h、滗水1h，总水力停留时间20小时。滗水过程中排除剩余污泥。每座CAST池前端设有生物选择池，进水与回流污泥在选择池混合，提高了底物的浓度梯度，可有效防止污泥膨胀。设1座CAST池，每座2格，连续进水，间歇出水。近期出水流量为近期平均流量的2倍。由于清水池按远期5000m3/d设计，可保证近期接触时间。远期新增1座CAST池，可实现连续出水。B.主要设计参数：设计流量Q=104.2m3/h数 量：1座（分2格）有效容积： 2631m3单格平面尺寸： LW=21.3m12.35m有效水深： 5.0m污泥负荷：0.08kgBOD5/kgMLSSd悬浮固体浓度：3500mg/l需氧量： 508KgO2/d水力停留时间： 20h回流比： 20%污泥产率： 1.05kgDS/kgBOD设计水温： 10B.主要设备及参数a.曝气鼓风机数 量： 2套（1用1备）小时供气量： 838m3/h，H=6.5m最大池深： 5m曝气鼓风机功率： 30KW/台b.回流污泥泵回流污泥泵采用不堵塞型潜污泵台数 2台（1用1备）规格 Q=20.83m/h H=3.5m功率 0.32kw/台运行方式 连续运行c.剩余污泥泵剩余污泥泵采用不堵塞型潜污泵剩余污泥产量 297kg/d台数 2台（1用1备）规格 Q=9.9m/h功率 1.5kw/台运行方式 6h/d，间歇运行，与滗水同时进行d.滗水器台数： 两台规格 Q=208m/h 功率 1.5kw/台运行方式 间歇运行（5）鼓风机房功能：鼓风机房为氧化沟池提供足够的供气量。A. 设计参数与描述鼓风机房、配电房和柴油发电机房建筑面积241.65m2。按远期规模5103m3/d设计，设有控制、值班室等附属房间，鼓风机房平面尺寸12.09.0m，配电房及柴油发电机房尺寸8.116.5m。设置1吨手动葫芦一台，罗茨鼓风机2台，远期增加1台。为防止噪音污染，对风机及风机房采取如下措施：对每台风机均采用防护罩，加罩后的风机噪音要低于80分贝；在进出风管上设消音器和柔性接头；在风机房内部、天棚设多孔吸音材料。B.主要设备及参数单级高速离心式鼓风机：2台（1用1备），远期增加一台单台风量： Q=14.0m3/min功 率： 30kw出口压力： 0.065Mpa。 (6)加氯间A.设计参数与描述本工程采用二氧化氯消毒, 加氯间部分用于提供消毒所需的药剂制备及投加，投药点设在接触池前。加氯加药间为砖混结构，平面尺寸：13.2m8.4m6.0m投加有效氯的量为： 8mg/l主要设备及参数二氧化氯发生器：数量：1套(包括所有的附件，安装后即可运行)规格：2kg/h(7) 污泥储池污泥储池的功能是使浓缩池