江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计.doc

广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计 1投标方案概况一、工程规模江门市丰乐污水处理厂建设规模4.0万m3/d。二、设计依据1、广东省江门市丰乐污水处理方案设计招标文件（招标编号：FL-SJZB-02）；2、江门市丰乐污水处理厂建设项目环境影响评价报告3、岩土工程勘察报告4、关于同意丰乐污水处理厂用地规划的批复”（江规发2002148号）。三、处理后水质标准本方案处理后的尾水达到国家一级排放标准：单位：mg/l项目内容CODcrBOD5SSTPNH3-NPH进水指标25015020045306.57.9出水指标6020200.51569四、处理工艺本投标方案污水处理工艺采用 斜板水解池+上向流二级曝气生物滤池（BAF）。模块化设计，单格设计规模1.0万m3/d。污泥采用浓缩脱水一体化处理工艺。噪音防止采用选取低噪音设备、加设隔音、吸音材料等工程措施。臭气处理工艺采用生物滤池除臭系统。本方案厂区绿化率： 60.35 %五、工程投资本方案总投资： 4293.11万元其中第一部分费用合计：3821.39万元设备费用合计： 1302.80万元吨水造价： 955.35元/吨六、运营成本本方案污水运营成本为： 0.293元/吨第一章 总论本工程是根据“广东省江门市丰乐污水处理方案设计招标文件”（招标编号：FL-SJZB-02）和“关于同意丰乐污水处理厂用地规划的批复”（江规发2002148号）的内容开展设计的。1.1 投标工艺简介本投标污水处理工艺采用“水解+曝气生物滤池”。曝气生物滤池是20世纪7080年代在国外首创并广为流行的污水处理新工艺，集生物氧化与截留、吸附为一体，节省了二次沉淀池，具有工艺先进、简洁、处理效率高、抗冲击负荷能力强、运行稳定可靠、能耗低、占地面积小、出水水质好等特点，在我国工业废水处理中早已得到广泛应用，在城市生活污水处理中也开始推广。大连市马栏河污水处理厂，采用曝气生物滤池技术，设计规模Q=12万m3/d，就是我院设计现已成功运行的典范。主要生产构筑物包括：粗格栅及污水提升泵房、细格栅和旋流沉砂池、斜板水解池、C/N曝气生物滤池、N曝气生物滤池、接触池，反冲洗泵房及集水池、反冲洗回收水池及回流泵房。鼓风机房，加氯加药间，污泥脱水间及生物除臭系统。1.2 项目背景1.2.1 城市、社会及自然概况一、社会概况江门市区是江门市中心城市，位于广东省中南部，西江下游、珠江三角洲西侧，在东经11247至11315、北纬2205至2248之间，东隔西江与顺德市、中山市相望，西与开平市、西北与鹤山市为邻，南临南海，西南与台山市、东南与珠海市相连。江门市下辖台山、恩平、开平、鹤山四市和蓬江、江海、新会三个区，是广东省著名的侨乡。改革开放以来，江门市区已逐步发展成为一座环境优美整洁、配套设施齐全、服务功能完善的现代化滨江园林城市。全市城市建成区面积140平方公里，城市化水平达到40%。市区建成区面积近35平方公里，生态环境良好，现有公园18座，人均公共绿地8.27平方米，绿化覆盖率33.8%。江门市区2001年国内生产总值（未含原新会市、下同）为156.1亿元，工农业总产值为269.20亿元，其中工业总产值263.95亿元、农业总产值5.25亿元。江门市区已形成以交通运输设备制造业、电子及通讯设备制造业、电气机械及器材制造业、化学原料及化学制品制造业、食品加工业、金属制品业为主的门类较齐全的工业体系。沿江门河北岸建设的老城区为城市的商业中心。工业主要向城市的东南部外海高新技术产业开发区发展。蓬江区北部（北新区）正规划建设为江门市未来的行政、商业、文化中心，规划用地约5平方公里。该区就具体项目的服务区。二、自然状况江门市蓬江、江海两区境内地势由西北向东南呈波浪起伏，逐渐倾斜。西北为低山丘陵和宽谷；中部为狭长的河流冲积平原、残丘、台地零星分布其间；东南为西江堆积三角洲平原。全境河道纵横交错，间有低山小丘错落。境内出露的地层较简单，大部分丘陵由寒武纪八村下亚群地层组成，北部婆山髻为白垩系下统百足山下亚群。在河流及平原区为第四纪全新统，属三角洲海陆混合相沉积。主要过境河流有西江、江门河和天沙河。本污水处理厂工程排水的受纳水体是天沙河。天沙河是江门河的支流，发源于鹤山雅瑶镇观音障山，流域面积290.6平方公里，干流长度49公里，河床比降1.32。在东炮台及江咀两处汇入江门河。其中下游为感潮河段，具有防洪、排涝、灌溉、航运等功能。天沙河90%保证率最枯月平均流量耙冲闸断面为2.17m3/s、农药厂旧桥墩断面为0.63m3/s。江门市区地处北回归线以南，濒临南海，属南亚热带海洋性季风气候，常年气候温和湿润，雨量充沛。夏秋盛吹偏南风，常有台风侵袭，并夹带暴雨，风力最大达12级。冬、春多吹偏北风，常受寒潮影响而出现霜冻或低温阴雨天气。主要气象资料如下：年平均气温 21.8极端最高气温 37.4极端最低气温 0.1年平均降雨量 1900mm（59月为雨季）年平均蒸发量 1472mm主导风向 南南东风（夏季）北北西风（冬季）年平均风速 2.2米/秒年平均相对湿度 77%每年23月有不同程度的低温阴雨天气，59月常有台风和暴雨。每年春季是全年最潮湿的季节，降雨则集中在春、夏49月，前汛期主要是锋面低槽影响而产生的降雨，而后汛期则以热带风暴影响降水为主。夏、秋季节是热带风暴影响的盛期，热带风暴也是江门市地区的主要灾害性天气，热带风暴袭击时常伴有狂风和暴雨。冬季受东北季风影响，夏季受东南季风影响，全年主导风向为北风，夏季主导风向为偏南风，静风频率12.4%，年平均风速2.4米/秒。月平均气温1月最低，8月份最高；月降雨量1月份最少，6月份最多。最大日降雨量为206.4mm，全年降雨日平均为169.5天。三、地质条件土壤岩性分析结果详见地质资料。四、地震本地区地震烈度为七度，建筑设计按七度设防。1.2.2 项目建设必要性及可行性江门市地处珠江三角洲流域，随着改革开放的不断深入，经济稳步高速发展，城区规模不断扩大，人口不断增长，人民生活水平不断提高，城市生活污水量和工业废水量也逐年增加，这些污水未处理就直接排入了城市周围的水体，再加上上游城市排入的大量污水，致使这些水体污染日益严重，水质日益恶化，尤其是天沙河，河水黑臭期长达300天/年，水质降至IV类水体水质标准以下。水污染不仅威胁着居民的身体健康，也恶化了招商引资的外部环境。建设污水排放系统和污水处理厂，是控制水污染的有效手段，也是城市基础建设的重要一环，这一目标的实现与否，不仅直接影响到江门市各项功能的发挥，也标志着城市基础设施的完善程度，成为衡量城市现代化程度的标准之一。污水处理工程的建设不仅反映了城市的经济实力、人口素质和社会文明水准，也可通过污水的集中处理降低企业、社区污水处理费用，减少企业的生产成本，从而增强对内资和外资的吸引力。否则就会形成与城区经济发展不协调的局面，势必影响和制约本地区经济的持续发展。截止2001年末，江门市区已拥有22万吨以上的城市供水能力，自来水普及率已超过95%，下水道总长度已达2000余公里；规划设计总规模为20万吨/日的文昌沙水质净水厂一期工程（污水处理规模为5万吨/日）已建成并投入正常运营。目前市区部分生活污水处理率约为40%。虽然目前江门市已建有文昌沙水质净化厂，但距离广东省对中等城市在2005年生活污水处理率70%以上的要求仍相差甚远，所以建设丰乐污水处理厂刻不容缓。按照市委、市政府近期确定的江门市水环境综合整治要求，市区的江门河与天沙河将是下一阶段整治的重点，江门市结合创建国家环保模范城市的要求，计划在2004年底前建成本项目。目前项目已完成选址，按照江门市规划局江规发2002148号文件的批复，选定的项目厂址位于江门市的北部，白石大道南侧，天沙河以东，靠近天沙河的农副产品批发市场院内。占地面积约4.6公顷，水、电供应已到位，交通条件便捷，已经完成征地拆迁工作，完成项目的“环境影响评价报告”和厂地“岩土工程勘察报告”。项目已基本具备良好的开工条件。1.3 建设规模和治理目标1.3.1 项目建设规模根据江门市城市总体规划，沿江门河北岸建设的老城区为城市的商业中心。其中蓬江区北部（北新区）正规划为江门市未来的行政、商业、文化中心。该区位于北环路以南；迎宾路以北；天沙河以东；丰乐路以西，占地面积约5平方公里。本项目即为该区规划配套新建的污水处理厂，处理该区生活污水达标排入天沙河。工程规模：设计规模为4万m3/d的生活污水处理厂，一次建成。但初期水量仅有2.1万m3/d。1.3.2 治理目标根据“广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计”招标文件给出的指标确定本方案的进水水质指标如下，见表1-1。进水水质 mg/l 表1-1项目内容CODcrBOD5SSTPNH3-NPH项目指标25015020045306.57.8根据招标文件，经处理过的污水就近排入天沙河，出水水质要求达到国家污水综合排放标准（GB8978-2002）一级标准，见表1-2出水水质 mg/l 表1-2项目内容CODcrBOD5SSTPNH3-NPH项目指标6020200.51.569本方案工艺各处理单元进出水水质及去除率的预测值，见表1-3处理单元进出水水质及去除率预测 mg/l 表1-3CODBOD5SSNH3-NTP原 水250150200304-5机械前处理2501501803010斜板水解74.52820701010C/N曝气生物滤池543021.621.62.23.67075602020N曝气生物滤池2713.511.011.00.5155555050721.4 污水处理厂的位置及周边环境丰乐污水处理厂位于北新区中南部，东邻天沙河，北部与西部以低山与周边高层商住建筑群相隔，南部紧靠三岛农副产品综合贸易大厦。位于市中心繁华商贸地段的污水处理厂，在建筑风格，防噪声，防臭味等方面的环境要求较高，所以污水处理厂设计应具以下特点：（1）污水处理工艺力求简单实用，操作可靠，抗冲击负荷能力强，管理方便，维护工作量少等特点。（2）尽可能地采用先进、高效率、节能的处理技术和设备。（3）减少污水处理对周边环境的负面影响，选择能减少污泥产量的处理工艺和自动化水平高的泥渣处理设备，防止污泥二次污染。尽量减少处理工艺中产生的异味。控制噪声强度，减少噪声干扰。（4）工艺建（构）筑物布置紧凑，生产运输便捷，合理。（5）厂区绿化和景观设计要与周围大环境协调，力求美观。66第二章 污水处理厂工艺方案论证2.1 工艺处理方案确立的原则1、根据“广东省江门市丰乐污水处理厂厂区方案设计招标文件”对于污水处理厂出水水质指标要求，从江门市城市污水水质、水量现状以及污水处理厂场地现状条件，结合招标文件要求，提出合适的工艺处理方案。2、确保设计方案工艺先进、成熟可靠、有成功的实例、抗冲击负荷能力强、适应污水的现状水质，并保证出水水质全面达标、能够实现生产管理的自动化，同时又要做到经济合理、节约能源、降低运行管理费用。3、根据国家和地方财力，在优先选用国家环保局推荐的国内先进而且质量过关的设备同时，还要引进一定数量必要的国外高质量先进设备，以确保污水厂长久正常运转。4、在方案设计中充分考虑污水厂的建筑布局、与周围环境协调性、绿化覆盖率及噪音、臭气的防治等问题，力争将本污水厂建成一个花园式的园林景观，并最大限度地消除噪音、臭气带来的环境污染。2.2 污水处理工艺方案论证污水处理工艺一般包括预处理、一级处理和二级处理三个密切关联的阶段，根据项目对出水水质的要求，本工程污水经二级处理并需除磷脱氮后方能达到排放标准，因此处理工艺一般应包括以上三个阶段。所以有必要对各阶段的一些工艺进行比较。2.2.1 预处理工艺污水处理厂的预处理包括的构筑物主要有粗格栅、细格栅、沉砂池等。粗、细格栅及沉砂池的作用就是去除污水中大的漂浮物和砂砾等，以避免损害后续工艺的机械设备，堵塞管道。粗、细格栅属于比较简单的机械设备，对其形式这里不作深入讨论。沉砂池主要去除污水中粒径较粗的无机颗粒。沉砂池常用的形式有普通平流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池（比式和钟式）等。曝气沉砂池的除砂效果好，池体平面呈矩形布置，曝气沉砂池要鼓入空气，出水中含有的少许溶解氧对后续生化池的除磷脱氮会产生不利影响。旋流沉砂池具有结构简单，占地少，沉砂效果好等优点，同时不需鼓入空气。综上所述，本工程采用旋流沉砂池（钟式）。2.2.2 一级处理工艺一级处理主要目的是为二级处理减轻负担，包括的主要构筑物就是沉淀池。初次沉淀池可以去除原水中25%以上的BOD含量，能大大降低二级处理工程造价和运行费用。沉淀包括使用化学药剂和不使用化学药剂两种沉淀方式。化学沉淀提高了原水中BOD和悬浮固体的去除率，但不经二级处理，出水仍达不到要求的标准，同时产生大量化学污泥。国内外经验表明，如果生物处理能达到出水标准，城市污水处理一般不采用化学沉淀法。对于中、大型污水处理厂而言，初沉池应用得比较广泛。随着近些年来城市生物污水处理工艺的发展，以及对除磷脱氮要求的提高，沉淀池的形式也相应的多样化。本工程采用斜板水解池作为一级处理工艺。水解，是废水厌氧生物处理过程的第一阶段，它的作用是将废水中悬浮物和胶体形态存在的高分子有机物分解、转化为可溶解的小分子的过程。本工程的水解池属于上流式厌氧污泥床的技术范畴，将水解池及高效斜板沉淀池的优点集于一体。池内分悬浮污泥区、斜板区和清水区三部分。进厂原水和生物滤池反冲洗排水经池底进水，上向流经过悬浮污泥层，水中悬浮物，胶体和反冲洗脱落的微生物被截流，吸附。在池内缺氧条件下，被截留的大量有机物在水解产酸菌作用下，被水解和降解成易溶解的低分子；反冲洗脱落微生物液化为活性污泥，在这里可以起到生物絮凝剂的作用，促进处理水的固液分离。穿过悬浮污泥层的清水以较低的上升流速通过斜板，悬浮物被进一步截留沉淀。水解池中组装斜板后，在运行中可以保证水解池得到稳定、可靠的出水水质，提高水解池抗冲击负荷能力，进一步延长后续处理构筑物曝气生物滤池的工作周期。本工程以斜板水解池代替功能专一的沉淀池，使各类有机物和悬浮物的去除率大大提高，SS去除率可达75%以上，这是普通沉淀池所无法达到的。在相同设计参数的条件下，水解池的基建投资和沉淀池相近，由于省去了沉淀池的污除机械，运行、管理更加方便，投资有所降低。2.2.3 二级处理工艺城市污水处理厂广泛采用的主要是活性污泥法，其中包括传统活性污泥法和其改良法。国内具有成熟的设计和运转经验。传统活性污泥法污水在曝气池中的停留时间一般都较短，主要用于BOD去除，NH3N硝化程度较低，只能去除污水中很少一部分氮，不能直接用于本工程二级处理。根据本项目对出水水质的要求，本工程污水需经二级处理并需除磷脱氮，因此应采用具有除磷脱氮能力的流程做为污水处理的二级处理工艺。纵观国内外在城市污水处理领域的发展现状，目前污水生物同步除磷脱氮工艺主要包括以下几大类：A2/O工艺及其变法，氧化沟工艺、SBR工艺以及生物滤池工艺等。上述每种工艺又派生出多种不同的工艺形式，比如以A2/O工艺为基础，又产生了Phoredox工艺、UCT工艺、改良UCT工艺等等； 氧化沟工艺有多种形式，常用的主要有Carrousel式、三沟式、Orbal等；SBR工艺也有多种形式，除常规SBR外，近年来出现了许多SBR改良工艺，如CASS、UNITANK、ICEAS、DAT-IAT等；曝气生物滤池根据流态不同分为上向流或下向流生物滤池；根据曝气量及机理的不同分为一级或二级生物滤池。结合本工程的实际情况，本方案拟选择具有代表性的A2/O工艺、三沟式氧化沟工艺、UNITANK及曝气生物滤池工艺等四种工艺进行比较。方案一A2/O工艺方案二改良三沟式氧化沟工艺方案三UNITANK工艺方案四上向流二级曝气生物滤池（BAF）一、方案一 A2/O工艺A2/O工艺生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成，专性厌氧和一般专性好氧菌等菌群均基本被工艺过程所淘汰。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷去除。A2/O生物脱氮除磷工艺，可以通过运行控制，实现以除磷为重点。此时除磷效率可超过90%，但脱氮效率会非常低。如果运行控制以脱氮为重点，则可获得80%以上的脱氮效率，而除磷往往在50%以下。在运行良好时，可以实现脱氮与除磷同时超过60%，但要维持高效脱氮的同时，高效除磷是不可能的。运行中只能选择以二者之一为主；若二者兼顾，则效率都不高。二、方案二 改良三沟式氧化沟工艺该工艺在荷兰、丹麦等国家经过深入研究和开发利用，世界上许多国家（包括中国）的城市污水处理厂建设也都对氧化沟发生兴趣。三沟式氧化沟属交替工作式氧化沟，由三条同容积的沟槽串联而成，两侧的A、C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直为曝气池。原污水交替地进入A池或C池，处理出水则相应地从作为沉淀池的C池或A池流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），同时有利于生物脱氮。为提高除磷效果，通常在三沟式氧化沟前增设了厌氧池。三沟式氧化沟基本运行方式大体分为6个阶段，工作周期为8h，如图2-3所示。它由自动控制系统根据其运行程序自动控制进、出水的方向、溢流堰的升降以及曝气转刷的开动和停止。DN=反硝化 缺氧 N = 硝化 好氧图2 三沟式氧化沟的基本运行方式阶段A：2.5h，污水经配水井进入第一沟，沟内转刷低速运转，仅维持沟内活性污泥处于悬浮状态下环流，沟内处于缺氧反硝化状态，反硝化菌将上阶段产生的NOX-N还原为N2逸出。在此过程中，原污水作为碳源。而不必外加碳源。同时沟内出水堰能自动调节，混合液进入第二沟。第二沟内转刷在阶段A均处于高速运行使其沟内的混合液保持恒定环流，其DO为2mg/L，在此进行有机物的降解和氨氮的硝化。处理后的混合液再进入第三沟，此时第三沟内的转刷处于闲置状态，所以在该阶段，第三沟仅用沉淀池，使泥水分离，澄清水通过已降低的出水堰从第三沟流出。阶段B：1.5h，污水入流从第一沟调到第二沟，此时第一沟内的转刷高速运转，第一沟由缺氧状态逐步转为富氧状态。第二沟内转刷仍高速运转。所以阶段B时的第一、二沟内均处于好氧状态，都进行有机物的降解和氨氮的硝化。经第二沟处理过的混合液再进入第三沟，第三沟仍为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：1.0h，第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段约1h，至该阶段末分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：2.5h，污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰降低，第三沟出水堰升高，第三沟内转刷低速运转，使混合液悬浮环流，处于缺氧状态，进行反硝化脱氮。然后混合液流入第二沟，第二沟内转刷高速运转，使之处于好氧状态，进行有机物降解和氨氮硝化。经处理后再流入第一沟，此时第一沟作为沉淀池，澄清水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段D与阶段A相类似，所不同的是硝化发生在第三沟，而沉淀发生在第一沟。阶段E：0.5h，污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟内转刷高速运转，以保证在该阶段末内有剩余氧。第一沟仍作沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。第二沟转刷高速运转，仍处于有机物降解和氨氮硝化过程。阶段E和阶段B相对应，所不同的是两个外沟的功能相反。阶段F：1.0h，该阶段基本与C阶段相同，第三沟内转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。三沟式氧化沟除了上述最基本的运行方式外，还可以根据不同的入流水质及出流要求而改变。所以该系统运行灵活，操作较简便，但要求自动控制程度高。三、方案三 UNITANK工艺UNITANK工艺的运行方式与交替式三沟氧化沟相似，但布水更为均匀和合理，中区池一般作为好氧。两边区除交替作为好氧、缺氧和厌氧外，还交替作沉淀。该工艺采用鼓风曝气，池体较深，加之采用了微孔曝气装置，可提高氧气的利用率，减少了动力消耗。池体呈矩形，易于平面布置；池体占地少，可降低集气设施的工程费用。1) 运行周期UNITANK由两条廊道和一个储排水池组成。每条廊道包括了3个区，三个区水力相连通，每个区中均设有供氧设备和搅拌设备，采用鼓风曝气。两边区设有固定出水堰及剩余污泥排除泵，该区按时序既可作“三氧”（厌氧、缺氧和好氧）功能，又可作沉淀功能，中间区一般只作好氧区。污水通过进水闸门控制，按时序分别进入三区中的任意一个区。当左区进水，此时左区与中间区依次进行“三氧”过程，右边区为沉淀区，水从左向右流过，并在池上部的固定出水堰溢出。经过一定时间后，中间区开始进水，右区依然出水，左区停止曝气并开始沉淀，此阶段为过渡段，大约需持续30分钟。然后关闭中区进水阀，改由右区进水并依次进行“三氧”过程，由左区出水，再过一段时间后重新由中区进水，左区依然出水，进入过渡段，经过过渡段，又重新回到左区进水，右区出水。这样就形成了一个运行周期。参见图3。图3 UNITANK“三氧”过程的厌氧、缺氧和好氧，各段时间的长短根据进水水质和活性污泥浓度等因素设定，并由在线仪表测定DO、ORP等参数实现自动控制。2)主要特点1、考虑本工程污水水质的不确定性。UNITANK可以通过时间、空间和曝气设备与搅拌机的开停等多因素的组合变化，2、本工程的ZT廓道交替池主要由4个方形区和两个矩形区结合而成。平面呈大矩形池，其中有8道公用池壁。一个廓道的三区之间水力相通，中间区壁不受单向水压，所以土建省，占地少。3、各区之间采用渠道配水，并在恒水位下交替运行，不仅减少管道数量，而且水头损失小，从而降低能耗和运行成本。4、进水点和出水点的交替改变，相应改善了各区的污泥负荷和污泥沉降性能，它跟曝气量改变和时间变化等因素一起为除磷脱氮提供了良好的条件。5、边区为4点配水，在生化反应时，使转输混合液跟区内混合液能更快更充分混合，反应更完善。在沉淀时，使区内的流态干扰更少，更利于沉淀，出水水质更好更稳定。四、方案四 上向流二级曝气生物滤池工艺（BAF）BAF曝气生物滤池实际上是将好氧生物膜与厌氧流化床技术二种污水生物处理单元组合在一起的技术。与活性污泥法比较，具有水力停留时间短、污泥产量少，点地省，耗能低，处理效果好，出水水质稳定，试运行调试时间短等优点。其中水解池具有改善污水可生化性和使污泥减容的特点；曝气生物滤池具有处理负荷高，抗风险能力强，运行调试时间短，出水水质好，可以省去二次沉淀等优点。两者组合，优势互补，使该工艺在技术上更具有竞争性。曝气生物滤池是上世纪末首先在欧美地区发展起来的污水处理新技术，曝气生物滤池的出现是受给水快滤池的启示而发展起来的淹没式生物固定床，仍属于生物膜范畴，它综合了过滤，吸附和生物作用等各种净化过程，所以它具备了体积小，占地少，处理效率高，出水水质稳定，省去二沉池，简化工艺流程和操作，工程投资较少等优点。众所周知，延长曝气生物滤池的运行周期和避免与减少滤料阻塞是曝气生物滤池工艺设计应特殊重视和重点改善的问题，我们在本项目中采取四项技术措施解决这一问题：（1）采用上向流曝气生物滤池工艺。由于气、水同时从池底进入滤料层，在气、水上向流顶托作用下滤料呈松动状态并且成下粗上细的分级，这样就大大提高了滤料层的有效纳污厚度和截流总量。气、水同时上向流，使进水有机物得到更好的好气条件，促进有机物的好气降解、也有利硝化除氮的进行。（2）滤池进水系统，采用污水处理专用的横向大缝隙长柄滤头，减少了上向流曝气生物滤池进水阻塞的机率。（3）在本项目采用的二级曝气生物滤池中使用轻质陶粒滤料，这种滤料容易卦膜，比表面积大，除污效率优于焦碳和沙等，同时一级曝气生物滤池采用大粒径粗滤料，以增加滤层纳污有效厚度，又减少进水阻塞；二级采用中、小粒径滤料，保证出水水质。（4）在曝气生物滤池之前的预处理中采用斜板水解池。水解池的主要作用是通过接触絮凝和吸附的物理作用，高效率的截留污水中的悬浮物质延长后续曝气生物滤池的运行周期。同时通过生物降解和水解作用提高污水的可生物降解性。使污泥稳定和减少污泥量。综上，本标推荐的“斜板水解池+上向流二级曝气生物滤池”工艺是工艺先进，技术成熟；运行平稳，可靠，出水水质好；可操作性强，占地面积最小，运行费用较低的工艺方案。2.3 污水处理工艺方案的确立2.3.1 方案技术比较上述四个方案均是较成熟的污水处理工艺，现将其技术特点归纳如下： 污水处理方案技术比较表 表2-1 方案 项目优 点缺 点方案一A2/O具有成熟的工程经验；不易产生污泥膨胀；单独除磷或脱氮效果较好；1、需外回流和高比例内回流，运行费用较高；2、需单独设置二沉池，占地面积较大；3、同步除磷脱氮效率都不高。方案二改良三沟式氧化沟1、流程简单：不设初沉池、二沉池、回流污泥泵房，剩余污泥稳定性好，没有必要进行单独的污泥消化；2、除有机物效率高，具有脱氮除磷功能，缓冲能力强，抗污泥膨胀性能较好；3、成本较低；处理设施少，管理方便；5、氧化沟水位恒定，提升水泵扬程较低；1、全自动运行，对自控系统质量及操作人员水平要求较高；2、间歇周期运行，设备利用率不高，设备装机容量较大；3、池深较浅，占地较大；4、三沟污泥浓度相差大，影响池容利用。方案三UNITANK1、流程简单：不设初沉池、二沉池、回流污泥泵房，剩余污泥稳定性好，没有必要进行单独的污泥消化；2、占地少，基建投资低；3、去除有机物效率高，脱氮除磷效果好，缓冲能力强，抗污泥膨胀性能好；4、 处理成本低；处理设施少，管理方便；1、全自动运行，对自控系统质量及操作人员水平要求较高；2、中池与边池沟污泥浓度相差大，影响池容利用。方案四上向流二级曝气生物滤池1、流程简单：不设二沉池、出水水质好；2、占地少，基建投资低；3、去除有机物效率高，同步脱氮除磷效果优于目前的其他工艺；4、抗冲击能力强，能够适应各种水量水质的变化；运行方式极其灵活；抗污泥膨胀性能好；管理方便；1、全自动运行，对自控系统质量及操作人员水平要求较高；2、一级处理效果不理想时，滤料易堵塞。2.3.2 方案的确定从以上的比较可看出上向流二级曝气生物滤池工艺具有出水水质稳定可靠，运转方式灵活，还具有如下优点：（1）能够充分适应污水厂目前总进水量不足4万吨/日的现状。（2）根据地勘报告，污水厂拟建厂址处部分地基为软基，且厂区东南角为山地，上向流二级曝气生物滤池工艺构筑物少、占地小，减少了地基处理费用及厂区的平整费用。（3）自控水平高，减少管理人员的工资成本。（4）抗冲击负荷能力强、运转控制灵活，事故应急处理能力强。（5）脱磷除氮能力强。因此我们推荐污水处理流程采用上向流二级曝气生物滤池工艺。2.4 污泥处理污水厂产生的废渣包括泥饼、沉砂和栅渣。泥饼由沉淀区的剩余污泥经浓缩脱水而成，污泥主要由污水中的有机物转化而成。栅渣由粗格栅和细格栅排出，沉砂由沉砂池排出，主要为无机物。如果废渣处理不当，会造成二次污染，形成新的公害。形成泥饼的污泥是废渣的主要部分，约占废渣总量的90%左右（按泥饼的体积计）。污泥中的有机物含量仍较高，易腐化，并含有寄生虫卵，故必须妥善处理和处置。对污泥的处理要求：减少有机物，使之稳定化；减少污泥体积，方便输送和处置，降低其费用；减少污泥中的有害物质，例如采用脱氮除磷工艺，应尽量避免磷的二次污染；利用污泥中的有用物质，化害为利。污泥处理一般有如下两个方案：第一方案：剩余污泥 浓缩脱水 消化 机械脱水 泥饼外运第二方案：剩余污泥 机械浓缩、脱水 泥饼外运上述两个方案的工艺区别主要在于污泥是否要进行消化处理。对此，现作如下分析：本工程污水处理采用的脱氮除磷工艺，污泥性质已接近稳定，根据广东省各地已建的二级处理工艺的污水处理厂的经验，其污泥可直接进行浓缩脱水，不需设置消化池。从国内少数已建消化池的运行情况看来，消化池所产生的沼气量远低于设计值。致使沼气发电设备连续运行所提供的能量根本无法维持消化池的正常运行。主要原因是：我国的城市污水无机物多（因雨水进入量大），有机物比例小（因中国人的生活习惯，食物中肉类比例少），所以沼气产量比例偏少。综上所述，本工程采用第二方案的污泥处理工艺。此方案采用浓缩脱水一体机，这主要考虑本工程采用的生物脱氮除磷工艺产生的污泥含磷高，采用机械浓缩可缩短浓缩时间，以避免在浓缩过程中磷释放到上清液以后，又返回至进厂污水中。第三章 污水处理厂工程设计3.1 设计外部条件根据招标文件，本投标方案设计外部条件如下：（1）城市污水进水渠底标高，由南向北走向的渠底标高为-1.433m（黄海高程）；由北向南走向的渠底标高黄海高程为0.511m（黄海高程）。（2）出厂水排入天沙河（距厂区50m）（3）天沙河最高水位（50年一遇）3.04m（黄海高程）（4）设计正常水位：1.34m（黄海高程）（5）厂区地面标高：6.50m（黄海高程）3.2 设计要点：（1）进水渠底埋深7.933m，天沙河最高水位时比厂区设计地面低3.46m。工艺竖向设计按污水一次提升入厂，处理后出厂水自流排入河道，不再提升。（2）进厂生活污水中不可避免的存在大量生活垃圾和悬浮物，在污水进入水解池之前，要设置粗格栅，细格栅和沉砂池，栅渣要就地打包外运，减少臭味散发。选用旋流沉砂池减少进水溶解氧，以利水解池的厌氧反应。（3）采用滤池反冲洗水回流工艺，减少出厂污泥量，保证水解池内活性污泥的高浓度和悬浮污泥层的稳定。（4）污泥均质池和反冲洗水回收水池内要设潜水搅拌机防止污泥沉淀及厌氧硝化。（5）根据国内其它污水厂的运行经验，仅依靠生物处理，很难达到对TP的处理要求，所以本投标方案考虑在N生物滤池进水处投加絮凝药剂（三氯化铁），保证出水磷达标，同时能够最大限度地去除污水中的SS。丰乐污水处理厂斜板水解+上向流二级流曝气生物滤池污水处理工艺流程框图为：说明：（1）投药品种为FeCL3，正常运行时作为絮凝剂投入N生物滤池之前，用以除磷，系统试运行时可投入斜板沉淀池之前。丰乐污水处理厂污水及污泥处理工艺流程图详见投标文件的图纸部分。3.3 污水处理系统单元处理构筑物3.3.1 总进水溢流井本工程的总进水有两处，由南向北走向的渠底标高为-1.433m；由北向南走向的渠底标高黄海高程为0.511m。在两路管汇合处建一座溢流井，用于保证超量来水时，污水厂的安全运转。3.3.2 污水提升泵房和粗格栅间设计参数：最大时设计水量Qmax=2334m3/n总变化系数K总=1.4栅前设计水位：-1.5m设计地面标高：6.5m水泵出水标高：12.50m(细格栅进水渠)进水间最低水位：-3.0m污水提升泵房机泵间平面尺寸1010m2，地下部分深9.83m，地面以上层高5.2m。主要设备有两部回转式粗格栅机，GBHZ1150型，栅宽1.2m，栅前水深1.2m，安装角度75，配用电机功率N3.0kw，栅条间隙b=20mm。配套设置一套WLS-2219型无轴螺旋输送机，负责栅渣的输送，挤压，输送机机总长4.0m。提升泵房机泵间安装5台ITTCP3300型潜水排污泵（4用1备），单泵参数Q600m3/h，H17.5m，N45Kw，另安装一部2T的电动单梁悬挂起重机（LK=6m）以利于设备的检修。格栅前后安装差压液位计，泵房集水池内安装液位计，分别指示格栅前后水位置，集水池最高水位，最低水位和停泵水位，以上仪表均通过PLC按预定程序自控运行时并将有关运行数据状况传送到中控室。3.3.3 细格栅和旋流沉砂池细格栅安装在旋流沉砂池进水渠道前，与粗格栅配套，选用GSJT600型阶梯式格栅除污机2套，安装角度75，配套电机N1.1KW，栅条缝隙b=5mm，栅前水深1.0m，细格栅前后安装差压液位计。栅渣通过水平输送机送到螺旋压榨机压实打包外运。旋流沉砂池设计为两座，每座处理水量1200m3/h，直径D3.2m，池总高H=4.0m，其中进水旋流直壁段高1.4m，每座池内安装一套气提式除砂机。进出水渠道均安装提板闸，手电两用起闭机控制。3.3.4 斜板水解池斜板水解池设计水力停留时间t=3.0小时，水力负荷2.0m3/m2.h，斜板水解池分为4格，每格平面尺寸23.010.0。单池总高度7.7m，其中清水区高1.0m，斜板区0.9m（斜板板距100mm）。悬浮泥渣2.3m，泥斗高3.0m，每两格水解池之间设3.0m管廊，水解池总尺寸为5423。一、进水和排泥系统水解池采用多斗排泥方式，单池8个泥斗，单斗尺寸5.05.75m，双排布置，出口设电动快开排泥阀，进水用电动蝶阀接管廊进水管系统。二、斜板布置斜板为间距100mm的PVC板，板长1.0m。三、悬浮层设计悬浮污泥层上部布置排渣穿孔管以维持悬浮层泥面高度和污泥浓度，安装泥位计和污泥浓度计以进行自动控制。3.3.5 曝气生物滤池一、C/N曝气生物滤池C/N曝气生物滤池的主要功能是去除进水有机物并进行部分脱氮。曝气生物滤池按BOD5有机负荷设计，按水力负荷校核，有机负荷：2.0kgBOD5/m3滤料；水力负荷为2.9m3/m2.h。滤料总体积22440m3。取滤料高3.5m，滤料总截面积为630m3。（1）C/N生物滤池采用4格，单格有效过滤面积14.511.0160m3，中央廊道进水，单侧过滤面积80m3。（2）滤池高度包括滤料层厚3.5m，配水室高1.5m，清水区高1.2m，承托层厚0.3m，超高0.5m，总高为7.0m。（3）滤池配水系统的设计为选用长柄滤头配水方式，并兼气水反冲洗配水布气用。滤头布置按49个/m2设计，采用污水专用大缝隙长柄滤头。（4）滤池曝气布气系统采用曝气管膜片曝气器的布气方式，曝气器供气量为0.25m3/个h。（5）滤料设计选用轻质陶粒滤料，直径36m；承托层厚300，由卵石级配，粒径418mm（6）滤池出水及反冲洗排水系统设计采用中央集水渠配排水槽的布方式。中央渠宽1.2m，排水槽间距2.10m，单侧7个，单宽流量24m3/m2.h。（7）滤池反冲洗：采用气水联合反冲方式，水反冲洗强度15m3/m2h，气冲强度45m3/m2h，一次反冲洗时间10min。二、N曝气生物滤池N曝气生物滤池的主要功能是对污水中的氨氮进行硝化脱氧，本工程中由于在N滤池之前投加絮凝剂（FeCL3），所以也具备除磷功能。N曝气生物滤池的池体设计按硝化负荷法进行计算。取硝化负荷Q0.3kgNH3-N/m3.滤料.d，池体平面尺寸与C/N曝气生物滤池相同，滤料层算厚度2.2m，设计取滤料层厚2.5m，N曝气生物滤池的其它结构，计算与C/N池相同，滤池总高H=6.0m。3.3.6 反冲洗水池及泵房曝气生物滤池反冲洗水为出厂水。反冲洗集水池容积m3（1212m3）满足一座滤池反冲洗用水量的1.5倍，有效水深4.2m。反冲洗集水池内安装ITTCP3600型潜水给水泵3台（2用1备），Q1200m3/h，H9.0m（8.5m11.0m）。集水池内安装超声波YE 8位计，反冲洗水泵的运行按PLC预置程序和液位计的显示状态自控工作，并将结果传送中央控制室。3.3.7 鼓风机房鼓风机房主要用来向曝气生物滤池曝气和反冲洗提供气源。鼓风机房为地面式框架结构单层建筑，建筑面积450m2（3015m），层高5.4m。由于丰乐污水厂建成后的水量只有设计规模的一半左右，为了更灵活的适应水量的变化，节省运营成本，本方案设计采用每单格生物滤池对应一台鼓风机。共设置13台罗茨鼓风机：BSW150S型5套（4用1备）Q=16.4m3/min（N曝气生物滤池）BSW200S型5套（4用1备）Q=26.0m3/min（C/N曝气生物滤池）BSW250DS型3套（2用1备）Q=61.0m3/min（反冲洗鼓风机）3.3.8 加氯加药间加氯间平面尺寸为21m12m，包括加氯间、氯库、漏氯中和间。按10g/m3液氯投加量进行设计，设V2000型（最大加氯量15Kg/h）加氯机2台（1用1备），2台加氯机可自动切换。液氯投加在接触池内，加氯污水在接触池内停留时间大于30分钟，消毒安全可靠。近期按30天储量计，氯库内设1000Kg工作氯瓶4个，备用氯瓶16个，储氯量气源采用2组，压力切换器自动切换。在工作氯瓶下面设液压秤1台，用于显示剩余液氯的重量。在氯库内还设有轴流风机8台，风量Q=2810m3/h。作为通风换气用。为了预报漏氯事故发生，在加氯间及氯库内还安装了带三个探头的液氯检测仪，当氯库内空气中氯气的含氯量达2PPM时，漏氯检测仪就发出报警，当空气中氯气的含氯量达3PPM时自动开启漏氯中和装置。在氯库内设置1台2吨的电动单梁悬挂起重机，用以氯瓶的搬运及装卸。漏氯中和间内设置一台LX-1000型漏氯中和装置，中和吸收能力为1000kg/h。加氯间、氯库换气次数：12次/小时，排风扇设于低处，进气孔在高处。加氯间与氯库按有关规定采取防爆措施。按现在所提供的进水BOD和进水总磷比值，如果采用上向流二级曝气生物滤池工艺在调试正常情况一般是可以不加化学药剂除磷的，但根据国内目前的经验一般要使出水总磷达0.5mg/l以下，每年都要有一定的时间要投化学药剂除磷。本设计考虑投加三氯化铁除磷，投加点设在N曝气生物滤池进水处。投药及计量采用成套设备，药罐及隔膜计量泵设计为一用一备。3.3.9 接触池N生物滤池出水进入接触池，经加氯消毒后排放。消毒接触时间不小于30分钟，为使厂区美观，营造园林式水厂，尽量使工艺构筑物与景观小品结合，本方案投标接触池建成观赏池。平面尺寸不小于800m2，池深约1m。3.3.10 污泥机械脱水间污泥机械脱水间平面尺寸为2415m，值班、配电室及药库等平面尺寸为1212m。本工程干污泥产量为5吨/日。按全天24小时工作，选用进口离心式浓缩脱水一体机AFLA40-16三台（2用1备）。脱水机处理能力40 m3/h。进口浓缩脱水一体机与国产同类设备相比，具有压滤效果好、运行稳定，机器维修量低，做工精细、外型美观，固体捕获率高。浓缩脱水一体机整套设备包括：管道混合器、预脱水浓缩机部分、离心脱水机部分、进泥泵、加药系统及电控系统等。预脱水浓缩机部分：可连续进行剩余污泥的预脱水，设备附带反应罐，内置缓慢搅动的机械搅拌装置以产生良好絮凝效果；带有张紧细密滤布的絮凝污泥预脱水装置；密封的喷射水管和喷水泵，可利用滤液对滤筒进行全面清洗。离心脱水机部分包括：污泥进料槽，污泥挡板，旋转筛网。为清洗筛网和预脱水转筒，配高速压力喷水泵1台。配置三台（2用1备）偏心螺杆泵将剩余污泥输送到浓缩设备（过滤转筒）。三台脱水机配聚合物配制和投加系统1套：配药浓度0.1%。干物质螺旋式剂量装置，包括药粉仓和药粉储量监测装置；母液配药罐，容量1.40m3，包括电动螺旋桨搅拌装置，进水通过分布器无粘滞地分布药剂，具有药位控制装置、当熟化时间已到，并且储药罐有足够的空间，母液自动释放到下面容量1.55m3的储药罐，储药罐具有药位控制装置；附加液体聚合物剂量泵，带干粉或液体选择开关，安装在控制板上；聚合物剂量泵可安装在墙壁上，带防止干运转保护。带特殊混合管，用于聚合物溶液均化到0.1%的活性物质，具有可调的驱动装置。每台一体机配控制箱1套，接收所有控制运行参数，具有主开关以及所有电机开关。显示运行及故障信息，全自动控制或手动控制(可通过转换开关预选)。具有检修开关，用于保养及维修。可无源提供以下信号：手工操作、自动运行、集合故障信号。污泥脱水后（泥饼）25m3/d (按含水率80%)，用一台水平,一台倾斜无轴螺旋输送机运至脱水间外堆场装车外运。为使污泥易于脱水，在进浓缩机前投加聚丙烯酰胺。药剂投加量为污泥干重的0.3%。投加浓度为配药浓度0.1%。3.3.11 生物除臭滤池为了减少气味对厂区的影响，本投标方案设计生物除臭滤池进行除臭，共设置2座除臭滤池，单池尺寸126m，深4.5m。池内下层装设粗砂，上部铺树叶或木屑等。设在西部的除臭滤池负责收集处理粗格栅及污水提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、斜板水解池等构筑物的臭气；污泥脱水间的臭气送至厂区东北角的除臭滤池进行处理。3.3.12 污水处理厂总平面设计根据招标文件的要求及拟建厂区的周围环境，本方案污水处理厂总平面布置原则如下：（1）丰乐污水处理厂座落在北新区商贸繁华的黄金地带，厂区西边天沙河由北向南流过，仅一路之隔，北部和东部由两座青山于数百米外的商住楼群相望，只有南面与综合贸易大夏相邻，所以厂区布置必须加大绿化面积，并使厂内绿化与厂外山水相融。（2）污水处理厂的进厂水和出厂水均在西