睢县第一污水处理厂提标改造工程施工方案.doc

睢县污水处理一厂提标改造工程可行性研究报告睢县第一污水处理厂提标改造工程施工方案第一章 总论1.1 工程概况睢县位于河南省东部，是豫东地区最为古老的县市之一。全县南北长41公里，东西宽33公里，总面积924平方公里。地处北纬341230至343420，东经11451至1151220。与杞县、太康、柘城、宁陵、民权接壤为邻。属淮河水系较大支流的惠济河贯穿全境。睢县交通便利，地理位置优越。睢县的第一污水处理厂是河南省的重点建设项目和工程之一，于2006年5月开工建设，2007年建成并通水试运行。该工程总投资4969万元，污水处理工艺采用奥贝尔氧化沟技术，对城市污水进行二级生物净化处理。工程建设规模为日处理污水2万吨，可服务县城10万人口，服务面积8平方公里。该工程自建成投入运行后，已对改善地方上的环境状况发挥出了积极的作用。设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准。随着城区的发展和城区人口的增长，城区的用水量不断增加，污水排放量也不断增加，直接表现为城区内河道污染严重。睢县内的河流：护城河、通惠渠、利民河均不同程度的污染，浅层地下水也受到明显污染，严重威胁着城区内及下游的水环境。 睢县城区排放的尾水是淮河流域上游分支的一个重要污染源，其污水处理厂的提标改造建设对保护淮河水系改善淮河水质有着重要的意义。减轻向自然水体的污染物排放量已经迫在眉睫，其中降低集中式污水处理处理厂排放尾水的污染物浓度是关键。睢县第一污水处理厂目前执行的城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准，不能适应水环境保护的要求。开展提标改造工程符合国家水污染防治政策要求，同时为解决关系民生的地表水污染和地下水污染具有重要意义。根据业主委托，为做好该提标改造可行性研究报告的编制工作，我公司立即组织有关设计人员前往睢县现场搜集资料。经过深入的调查研究，从睢县本地及睢县污水处理厂的实际情况出发，完成了该提标改造可行性研究报告的编制工作。本可行性研究报告按照国家建设部的市政公用工程设计文件编制深度规定的具体要求进行编制。在报告编制的过程中，得到了睢县有关部门的大力支持和帮助，谨此表示感谢。1.2 编制依据、原则、范围1.2.1编制依据1.中华人民共和国水污染防治法（2008；2.中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年(20112015年)规划纲要；3.睢县污水处理处理工程可行性研究报告（郑州市市政工程勘测设计研究院）；4. 睢县县城总体规划修编(2012)河南省城乡规划设计研究院；5.睢县城市规划建设示意图（2000-2020）；6.睢县城市道路及高程图睢县市政工程公司；7. 睢县第一污水处理厂设计资料；8. 睢县第一污水处理厂运行资料；1.2.2编制原则1.睢县第一污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准二级标准，根据中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年（20112015年）规划纲要要求“大力推进节能降耗，加强水资源节约，节约集约利用土地，推行循环性生产方式，健全资源循环利用回收体系，推广绿色消费模式，强化污染物减排和治理，防范环境风险，加强环境监管等”，对睢县污水处理厂进行深度处理提标改造，并结合当地实际，实施中水回用，以响应中央“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”的号召；2. 根据睢县县城总体规划修编(2012)以及睢县城区排水现状，对睢县城区进行污水综合治理，改善城市河道及下游河道水体环境质量，并力求发挥基础建设设施的社会效益、环境效益、经济效益；3.积极稳妥地采用先进处理技术和采用适合的自动化仪表检测技术，努力提高运行管理水平；4.在提标设计参数的选择和设计上要考虑到污水处理厂有挖潜的可能，以应付进水水量及进水水质发生变化时，污水处理厂有接受能力和处理达标排放能力；5.根据县城城区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，在设计近期工程的同时考虑远期，做到统一规划，分期实施。1.2.3 编制范围根据睢县城市建设情况、污水厂建设运行情况，建设资金筹措情况，本可研报告以睢县城市污水处理提标改造工程为研究对象，主要内容包括：睢县第一污水处理厂提标改造工程一项，日处理能力2.0万m；主要内容是根据睢县总体规划，结合城区的排水现状，睢县污水厂建设运行情况对本工程的规模、处理程度精心论证，在经济技术比较的基础上提出最佳的方案，并对最佳方案进行概念设计并做出投资估算、成本分析和经济评价。1.2.4 依据的主要规范和标准本可行性研究报告的编制，主要依据以下的规范及标准：城市排水工程规划规范（GB50318-2000）室外排水设计规范（GB50014-2006）环境空气质量标准（GB3095-2002）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（GJJ31-89）城市污水处理工程项目建设标准（建标200177号）城市污水处理厂污水污泥排放标准（GJ3025-93）地表水环境质量标准（GB3838-2002）城市区域环境噪声标准（GB3096-93）污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）农田灌溉水质标准（GB5084-2005）农用污泥中污染物控制标准（GB4284-84）城市工程管线综合规划规范（GB50289-98）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50085-92）低压配电设计规范（GB50054-2001）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-2008）3110KV高压配电装置设计规范（GB50060-2008）10KV及以下变电所设计规范（GB50053-94）建筑设计防火规范（GB50016-2006）民用建筑设计通则（GB50352-2005）工业企业设计卫生标准（GBZI-2002）建筑结构荷载规范（GB50009-2002）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）给排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）给排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138:2008）采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）恶臭污染物排放标准（GB14554-93）鼓风曝气系统设计规范（CECS97：97）建筑照明设计标准（GB50034-2004）电力工程电缆设计规范（GB50217-2007）仪表供电设计规定（HG/T20509-2000）仪表配套配线设计规定（HG/T20512-2000）仪表系统接地设计规定（HG/T20513-2000）建筑防雷设计规范（GB50057-2010）房屋建筑制图统一标准（GB50001-2001）1.3 城市概况1.3.1 地理位置睢县位于河南省东部，是豫东地区最为古老的县市之一。全县南北长41公里，东西宽33公里，总面积924平方公里。地处北纬341230至343420，东经11451至1151220。与杞县、太康、柘城、宁陵、民权接壤为邻。属淮河水系较大支流的惠济河贯穿全境。睢县交通便利，地理位置优越。西距省会郑州市145公里，东距京九、陇海两大铁路交汇处商丘市60公里，北靠连（云港）霍（尔果斯）高速公路、陇海铁路和301国道，距高速公路入口仅10公里，郑（州）-永（城）省级公路贯穿全境，交通运输四通八达。1.3.2 历史概况睢县历史悠久，文化灿烂，是一座中原历史文化名城。古属予州域，夏商以来封国无闻。春秋时代为襄牛地又称巣乡。秦始皇统一中国后，于此地设县，因县城位于春秋“五霸”之一的宋襄公陵墓附近，故名襄邑。宋置拱州，金元以来改称睢州，民国二年至今称为睢县。境内名胜古迹众多，主要有春秋时期的宋襄公墓、唐代的无忧寺塔、宋代的圣寿寺塔和东坡居士的宝墨亭、明代的袁家山和清初的汤斌祠等旅游景点。闻名遐迩的睢县大湖水库原是明代睢州旧城遗址，湖面阔达3300多亩，湖区文化遗迹繁多，著名的有襄陵、宋襄公望母台、甘菊泉、苏轼留墨处、汤斌读书处等，享有“中原明珠”之美誉。1.3.3 人口概况中原水城睢县，位于商丘市西部，辖8镇12乡、545个行政村，总面积926平方公里，人口86万。1.3.4电力及通信状况睢县电力设施齐全，网络覆盖城乡，现有110千伏变电站2座，主变3台，分别坐落在董店乡和城隍乡刘店，供电能力达0.945亿千伏安。睢县全县程控电话总容量为10万门，装机总量达64500门，实现了村村通电话。移动通讯、宽带业务、有线电视、光缆传输等信息服务业发展势头迅猛。1.3.4 交通状况睢县交通条件便利，东距京九、陇海两大铁路交汇处商丘市60公里，北靠连（云港）霍（尔果斯）高速公路、陇海铁路和301国道，距高速公路入口仅10公里。豫04省道贯穿全境。民太、睢柘公路在此交汇，县级公路贯穿全县24个乡镇，乡级公路通达545个行政村，交通运输四通八达。1.3.5 城区概况新型工业化快速推进。睢县产业集聚区规划面积19.69平方公里，建成区面积5平方公里，入驻企业90多家，富士康集团、安踏集团、广硕集团、浩然集团、六合集团、安琪酵母等6家上市企业云集睢县，初步形成了制鞋制衣、电子信息、现代纸业、食品加工四大优势产业。新型城镇化大步跨越。城区人口15.2万人，建成区面积22平方公里。规划了72个新型农村社区，其中北苑、南苑、龙王店、东苑、龙行里、祥和等13个社区雏形凸现。1.4 自然概况1.4.1 地形地貌睢县地处黄河冲积扇上，是黄淮平原的组成部分，全境地势平坦，由西北向东南稍微倾斜，海拔高程在5160m之间，相对高差9m，地面坡降五千分之一。1.4.2 地质睢县处于华北中新生代盆地的南部边缘，属华北台地。为巨厚的新生界松散沉积物地层所覆盖，地层从古生界到新生界均有分布。新构造运动在老构造运动上发育逐渐形成了睢县周堂至宁陵东西向的古隆起。经测定其地耐力为1220t/m2。地震基本烈度值为6度，历史上没发生过强烈地震，解放前夕到现在，虽有几次有感地震，但震级均在4级以下，没有大的损失。本区属豫东冲积平原的一部分，地势低平，地下水径流较缓慢。受古地质环境条件控制，大部分地区水位埋深46m及68m。1.4.3 气象睢县属暖温带半湿润大陆性季风气候。一年之中，冷暖交替，四季分明。主要特点是春季温暖大风多夏季炎热雨集中，秋季凉爽日照长，冬季寒冷少雨雪。年平均气温为14.0，年变幅28左右；1月份最冷，月平均气温-0.7，7月份最热，月平均气温27.0；历年平均降水量720.7mm；年日照2253.0小时；全年无霜期207214天；最大冻土深度32cm。1.4.4 水系睢县境内河流均属淮河水系的分支涡河水系，主要有惠济河、通惠渠、利民河及大湖水库。惠济河距县城最近处4.4km，常年接纳上游开封市及杞县的污水，水质污染严重，每年9月至10月份均有20-30天的断流。通惠渠境内流域面积164.88km2，长19.5km，流量极不稳定。严重污染的惠济河河水，由于河集乡夏楼闸阻水，造成污水回水至通惠渠上游。利民河平常干枯无水，主要接纳造纸厂污水和县城生活污水。大湖水库为旧城城址积水，库容250万m，主要靠大气降水补给，无可稳定的补充水源，水质已受到污染。1.5 城市排水现状1.5.1排水现状县城在未建设污水处理工程之前排水体制主要为雨、污合流制，没有统一的排水系统，城区内几条主要道路已修有合流的排水管或者暗渠，大部分靠道路的自然地形和明沟排入河道。合流管、渠主要敷设在凤城大道、解放路、中心大街、湖西路、水口路等道路下，城区内次干道及街坊无排水管道。随着县城污水处理厂配套管网的建设，已经将湖西路、湖东路、睢州大道、文化路西段、复兴路、民主路、中心大道、凤城大道中段的雨污水进行分流，修建了污水管道，并铺设了进厂污水管道，已建成的污水管道长约18.06公里，已在睢县县城形成一个初步的污水收集与排放体系。现有污水处理厂以及配套排水管网服务范围为东到东环路、西到通枣渠、南至南环路、北至凤城大道的区域，服务区面积约为15平方公里。1.5.2 现有污水处理设施目前睢县城区第一污水处理厂及其配套设施于2006年5月开工建设，2006年12月竣工，2007年5月投入运营，占地47亩，建奥贝尔氧化沟两座，铺设污水管网26公里，建设规模为2万吨/日，设计出水指标为城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准，收集城区90%左右的生活污水，日处理生活污水1.8万吨左右。第一污水处理厂设计主要进水指标如下：BOD5：120mg/LCODcr：300mg/LSS： 200mg/LNH3-N： 35mg/LTP： 3.0mg/LTN： 45mg/L污水厂工艺流程下下图1-1：进水粗格栅 提升泵房细格栅 旋流沉砂池 奥贝尔氧化沟 二沉池 消毒接触池 出水外排至通惠渠 图1-1第一污水处理厂工艺流程第一污水处理厂设计排放标准执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准，主要出水水质指标为：BOD5 30mg/LCODcr 100mg/LSS 30mg/LNH3-N 25mg/LTP 3mg/LTN 25mg/L1.5.3纳污水体水环境质量现状随着工业生产的发展，县城人口的增长以及人民生活水平的提高，县城发展很快，新的总体规划实施后，向北发展已经成为睢县的一个主要发展方向。目前，睢县县城已在凤城大道以北的规划区发展了大规模的建成区，由于地形、河湖等因素，睢县第一污水处理厂污水系统的服务范围为凤城大道以南的规划城区。根据睢县县城总体规划，凤城大道以北的城区和城区北部的工业园区为另外一个污水系统。该系统目前尚未进行建设，导致区域内的生活污水、生产废水只能排入天然沟渠中，污染城市环境。工业区内目前已形成了主要以造纸、皮毛皮革、生物工程、食品加工等支柱产业。工业企业排放的废水量大，浓度较高，水质复杂，对环境的污染严重，而政治文化旅游区及商贸居住区内排放的污水主要是生活污水。商丘市环境监测站对睢县地表水体监测结果见下表：表1-1睢县地表水体监测结果地表水体COD（mg/L）BOD5（mg/L）氨氮（mg/L）高锰酸钾指数（mg/L）利民河6210.42.216.5通惠渠5110.62.116.8惠济河6811.22.418.3由上述监测统计结果可知，利民河、通惠渠和惠济河水质均超过GB3838-2002V类水质标准，地表水体主要以有机物和氨氮污染为主。第二章 工程建设的必要性2.1 睢县第一污水处理厂现状目前睢县城区第一污水处理厂及其配套设施于2006年5月开工建设，2006年12月竣工，2007年5月投入运营，占地47亩，建奥贝尔氧化沟两座，铺设污水管网26公里，建设规模为2万吨/日，设计出水指标为二级指标，收集城区90%左右的生活污水，日处理生活污水1.8万吨左右。2.1.1设计规模及处理要求睢县城区第一污水处理厂建设规模为2万吨/日，设计出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准，现日处理生活污水1.8万吨左右。第一污水处理厂设计主要进水指标如下：BOD5：120mg/LCODcr：300mg/LSS：200mg/LNH3-N：35mg/LTP：3.0mg/LTN：45mg/L第一污水处理厂设计出水水质为：BOD5 30mg/LCODcr 100mg/LSS 30mg/LNH3-N 25mg/LTP 3mg/LTN 25mg/L2.1.2现有污水处理工艺介绍现有第一污水处理厂工艺为奥贝尔氧化沟工艺，属于活性污泥法的一种类型。奥贝尔氧化沟工艺是由荷兰科学家在五十年代发明并逐步推广应用的一种污水处理工艺。属于活性污泥法的一种类型，其主要特征是有很多的环形沟渠构成。污水在沟渠中不断地循环曝气从而达到去除水中污染因子的目标。奥贝尔氧化沟处理技术流程简单，构筑物少，一般可不设初沉池和污泥消化池，建设费用较省，处理效果好且稳定。其最常见的工艺形式是奥贝尔氧化沟。奥贝尔氧化沟是由多个同心的椭圆或者圆形沟渠组成，污水与回流污泥均进入最外一条沟渠，在不断循环的同时，依次进入下一个沟渠；它相当于一系列完全混合反应池串联而成，最后混合液从沟内渠排出。采用该工艺可以不设初沉池。由于奥贝尔氧化沟的泥龄通常较长，剩余污泥量少于一般的活性污泥法，并且得到了一定程度的好氧稳定，污泥不再需要进行厌氧消化处理，从而简化了污泥处理的流程。从奥贝尔氧化沟的水流特性看，既具备完全混合式反应器的特点，也具有推流式反应器的特点。污水通常在封闭的沟渠中循环流动多次，并且曝气装置在沟中布置的特点使氧化沟中溶解氧呈现分区变化。奥贝尔氧化沟中的溶解氧浓度在远离曝气装置的某一点会接近于零，使氧化沟中某一段会出现缺氧区，这样在氧化沟内溶解氧、有机物（BOD）和氨氮浓度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。奥贝尔氧化沟曝气采用倒伞型表曝机、转碟、转刷等机械曝气机。转碟曝气机充氧能力较高，运行灵活，可根据池中溶解氧的多少调节转碟的浸没深度或更换碟片来实现经济运行，减少能耗，池深相对较深。工艺流程见下图：图2-1 氧化沟工艺流程图2.1.3 主要构筑物及设备现有第一污水处理厂主要构筑物及设备见下表3-1。表2-1第一污水处理厂主要构筑物及设备序号名 称主要尺寸（m）单位数量主 要 设 备结构形式1进水控制井，粗格栅间103.5座1格栅：2台，B=0.7m，P=1.1kw；带式输送机：1台，L=6m，P=1.2kw；铸铁闸门及电动启闭机：共5套；超声波液位差计：2个钢筋混凝土2提升泵房108.0座1潜污泵：四台，三用一备；型号：200QW350-20-37，Q=350m3/h，H=20m，P=37kw；超声波液位差计：1个；单梁吊车：一台，起重量2T，P=3.0kw下部钢筋混凝土，上部砖混3细格栅间5.08.0座1细格栅2台B=1.2m，P=0.75kw；螺旋输送机，L=6m，P=1.5kw；铸铁闸门及电动启闭机：共4套；BH=1.31.0m；超声波液位差计：2套。钢筋混凝土4沉砂池2.43座2叶片搅拌器：2套1220r/min，P=0.9KW砂水分离器：1套12l/s，P=0.25KW 钢筋混凝土5巴氏计量槽喉口宽度0.40m座1明渠超声波流量计一台钢筋混凝土6奥贝尔氧化沟46403.5座2转碟曝气机：型号ORBAL，每座14套，总装机功率266kw；潜水推流器：4套，单台功率4kw电动可调节出水堰门：2套，L=5m，P=0.55kw/套；溶解氧测定仪：3套；MLSS测定仪：1套；氧化还原电位计：1套。钢筋混凝土7二沉池303.5座2周边驱动刮吸泥机：2台，直径30m，P=1.5kw；真空系统：2台，真空泵P=3kw；泥位计：2套钢筋混凝土8加氯间16.59.0座1全真空加氯机2台，1用1备加氯能力 20kg/h数字显示电子台秤 2台砖混9接触池11.6124.5座1铸铁闸门及电动启闭机：二套。钢筋混凝土10回流及剩余污泥泵房7.56.6座1回流污泥泵：三台，二用一备，型号：250QW520-8-22；Q=520m3/h，H=8m，P=22kw；剩余污泥泵：三台，二用一备，型号：50DAS-7-12-0.75，Q=7m3/h，H=12m，P=0.75kw；单梁吊车一台：起重量2t；超声波液位计：1套；电磁流量计：3台。钢筋混凝土11脱水机房1122座1污泥浓缩脱水一体化设备：两套，包括：带式压滤机：2台，SNT1500，处理能力14-20m3/h，P=2.2kw；螺旋输送机：2台，水平及倾斜放置，L=8m，P=1kw；进泥泵：二套，Q=20m3/h，H=20m，P=3.0kw；干式全自动加药装置：一套；空压机：2台，0.2Nm3/h，P=10Bar；起重机：1台，起重量3t，跨度15m， P=3kw；电磁流量计：1台。排架12综合楼600 m2座1两层，包括中心控制室、办公、值班、化验室等，建筑面积600m2砖混13食堂及宿舍158座1两层，一层为食堂，二层为宿舍，建筑面积240m2。砖混14变配电室169座1砖混15车库165座1砖混16传达室20m2座1砖混17仓库109座1砖混18维修间158砖混19自行车棚40m2砖混20泥棚80m2砖混2.1.4第一污水处理厂运行状况现有第一污水处理厂设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准。目前第一污水处理厂运行良好，实际出水主要水质指标（标除总磷外）基本达到该标准一级B标准，但离一级A标准尚有一定的距离，近期第一污水处理厂出水水质情况如下表：表2-2 第一污水处理厂出水水质COD(mg/L)BOD5（mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)执行（二级标准）100303025(30)253一级B标准6020208(15)201一级A标准5010105(8)150.52012年1月平均55.919.118.17.7518.582.542012年3月平均48.219.218.57.7517.692.532012年6月平均50.718.7187.7716.842.51注：括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。根据2012年污水处理厂运行平均数据，现状运行出水能满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准，除TP外，主要污染物控制平均出水已符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准，故本项目深度处理提标改造工程主要污染控制指标为一级B标准提高至一级A标准。2.2 尾水排放的影响目前，睢县城区的污水排放量较大，睢县第一污水处理厂已建成投产，建设规模为2万m3/d。随着城市建设步伐的加快，排水量将会随之加大，增加的水量不仅对污水处理厂造成极大地压力，并且尾水的排出将会影响到本市及周边地区的环境和下游沿线流域的生态环境。其影响主要表现在以下几方面：1、对城市供水的影响目前，地下水是睢县城区内部生产和生活用水的重要来源。睢县的地下水源主要靠大气降水和河渠渗漏补给。由于污染性地表水长期渗漏造成地下水的污染，排放河流的污水对城市地下水已构成严重威胁。现在睢县城区的部分浅层地下水和中深层地下水已受到污染，且已十分明显。目前虽未涉及到深层地下水，但是一旦出现深层地下水污染，将不可逆转，难以消除。2、对环境的影响睢县城区内现有河流有护城河、利民河、通惠渠。由于城区内生活污水的长期大量排入和污水处理厂尾水的排入，导致流域性水质恶化，影响了城市景观河环境，给人民的生活及农业生产带来不利的影响，甚至会阻碍第三产业及旅游业的发展。2.3工程建设的必要性和迫切性解决我国城市大面积缺水的对策主要集中在两个方面，一是“开源”，即通过修建引水工程、开采地下水、海水淡化乃至从国外进口淡水等方法增加水资源的供应量。二是“节流”，即通过各种方法提高水资源的利用效率，减少水资源的浪费。各种“开源”措施在满足城市供水需求的同时也造成了很大的副作用，修建引水工程不仅耗资巨大，耗日持久，同时对生态环境造成了巨大的影响和破坏；而大规模开采地下水更是导致地下水位降低，形成地质漏斗、地面沉降、地裂缝等严重的地质灾难；海水淡化不仅成本较高，同时适用范围也仅限于沿海城市；从国外进口淡水更是远水难解近渴。相比较而言，解决城市缺水问题“开源”只是治标，治本还得通过“节流”来解决。在各种“节流”措施中，在城市中推行中水利用是一个极其重要的方面，是解决水资源短缺的最有效途径，是缺水城市势在必行的重大决策。2000年国务院召开的全国城市供水节水与水污染防治工作提出：大力提倡城市污水回用等非传统水资源的开发利用，并纳入水资源的统一管理和调配。由此可见，城市污水处理率的提高，大量城市污水处理厂的建设，回用政策的逐步完善，为城市污水回用创造了前所未有的机遇。 中水利用的确是大有市场和大有可为，潜力很大，前景广阔。我国近十几年来有关院校和科研部门组织科技攻关，在城镇和住宅小区的中水回用，城市污水净化后回用与园林绿化、市政景观、道路喷洒等，大型宾馆及娱乐场所的中水回用系统，城市中水回用与工业冷却水系统及工艺用水等方面的研究中都取得了丰硕的成果，而且也兴建了若干示范工程。随着科技的进步，任何污水都可以通过不同的工艺技术加以处理，满足各种需要。一般来说，二级出水经消毒处理后，用做市政杂用水、生活杂用水、农业用水和景观用水等；在这基础上，经混凝过滤处理，可作为工业循环冷却水等；再经进一步处理，如用膜技术处理或用活性炭吸附后，就可作为工业上工艺用水或地面水、地下水回灌补充水等。国家对环境保护，污水治理工作十分重视，全国人大1996年通过了水污染防治法修正案，根据城市污水处理及污染防治技术政策的有关规定，2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，睢县因此到2010年其污水处理率应高于50%。睢县城区排放的污废水是淮河流域上游分支的一个重要污染源，其污水处理厂的提标改造建设对保护淮河水系改善淮河水质有着重要的意义。为减轻对下游淮河流域的污染，使睢县的地下水、地面水及其下游的水域水质有明显的改善，不再受污水尤其是工业污废水的困扰，使被破坏了的生态环境得到恢复。总之，睢县污水处理厂提标改造的建设，有着极其深远的意义。其意义表现为：（1）污染物减排。提标改造提高出水水质，中水回用将降低排水量，都极大地提升污染物减排量。（2）河道水体水质改善。污水治理后地面水环境将得到改善，沿线整体环境得到改观，人民生活环境质量将有所提高。（3）睢县污水处理厂提标改造建设可进一步增加对城区生活污水尤其是工业污、废水的污染的处理量，减轻地下水及下游淮河流域的污染，为缓解水资源短缺创造必要的条件。（4）有利于改善城区的投资环境，对外招商引资，吸引国内外游人前来观光旅游，对睢县地区旅游事业的发展，起到积极作用。（5）污水治理能力的提高使沿线的农业用水水质及农产品质量得到提高，有利于保护人民群众的身体健康和维持社会安定。由于睢县第一污水处理厂执行城镇污水处理厂污染物排放标准二级标准，虽然目前运行出水能够满足设计标准排放，但是排放尾水仍具有较高的有机、氨氮以及磷等污染物浓度，不符合淮河流域污染物控制要求，同时更不能满足中水回用的水质要求。从节能减排、水资源循环利用等多角度考虑，对现有睢县第一污水处理厂提标改造是十分必要的。2.4 实施中水回用的意义中水主要指城市污水或生活污水处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于上水与下水之间，中水回用则是将城市污水进行处理后作为再生资源回用。城镇污水处理厂排放尾水由于水质、水量稳定，基建投资经济，因此，针对污水厂提标改造、深度处理进一步降低尾水污染物浓度，使其满足生活杂用水及工业企业用水水质要求进行中水回用，一方面节能减排，另一方面通过水资源循环利用解决工业企业水资源短缺的问题。2.4.1 水资源紧缺，形势严峻我国目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水，其中136座城市严重缺水，日缺水量达1600万立方米，年缺水量60亿立方米，由于缺水每年影响工业产值2000多亿元人民币。尤其是北方城市普遍缺水，水资源已成为这些城市可持续发展的限制性因素之一。根据我国城市化的进程预计，到21世纪中叶，我国城市人口将由目前不足4亿增加到9亿左右，城市数量将增加到1000个以上，城市水资源的供需问题将会在目前的尖锐态势下变得更加尖锐。2.4.2 水污染严重我国的水源污染长久以来得不到有效控制，据全国7大水系和内陆河流110多个重点河段统计，符合地面水环境质量标准I、类的占32，类的占29，属于、V类的占39。主要污染指标为氨氮、COD、挥发酚和BOD等。黄河、松花江、辽河属、V类水质的河段已超过60；淮河枯水期的水质已达到类，其大部分支流的水质，常年在V类以上。长江和珠江的水质、V的河段已超过20。同时，城市内及附近的湖泊普遍存在严重富营养化。97的大中城市地下水受到严重污染，地下水污染物一般以酚、氰、砷、硝酸盐为主，铬、硫、汞次之。目前，我国80的水域、45的地下水受到污染，90以上的城市水源污染严重。2.4.3 水资源浪费现象严重城市家庭日常生活中的洗涤用水（主要包括洗衣服、洗菜等用水），其排放量占生活污水排放量的 75%-80%。而另一方面，大多数城市在城市绿化、道路路面喷洒用水、汽车冲洗、厕所冲洗用水、消防用水等方面都是用的自来水，仅冲厕一项，我国每年就消耗大约100多亿立方米自来水，这相当于50座中型城市的年自来水用量。事实上，并非所有用水场合都需要优质水，而只须满足一定的水质要求即可。以生活用水为例，有相当一部分不需要与人体直接接触的生活杂用水并不需要太高的水质要求。如果将城市生活污水在原有处理工艺的基础上，进行深度处理，使其符合一定的水质标准，然后回用于对水质要求不高、需求量又很大的行业，如工业冷、园林绿化、汽车冲洗、居民生活杂用等，既可以节省大量的洁净水，缓解了城市用水的供需矛盾，又可以减少排污，实现污水资源化，在经济、社会、环境效益方面都具有现实和长远意义。对缺水城市来说，这种水源是一笔宝贵财富。这种潜力的开发非常值得。第三章 工程建设规模及处理程度3.1工程建设范围及规模睢县第一污水处理厂提标工程可以实现城市水资源的开源节流，提高水资源的利用效率，减少水资源的浪费。本工程内容为第一污水处理厂的提标改造工程，工程设计规模为2万吨/日。污水处理达标后排入污水处理二厂回用水池，作为工业企业回用水的原水。各企业根据实际用水情况使用或经过适当处理后使用。3.2 设计进水水质及处理程度现有第一污水处理厂设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准排放。目前实际运行出水主要水质指标（标除总磷外）基本符合排放标准。随着地区污水排放标准要求的不断提高，提标改造工程将在原有基础上进行深度处理改造，使出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准要求，同时主要污染物如SS、氨氮、COD、TP等指标能满足中水回用城镇污水再生利用 工业用水水质的要求。表3-1城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准指标CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/L粪大肠杆菌 个/LpH水质5010105（8）150.5100069表3-2城镇污水再生利用 工业用水水质相关指标控制项目冷却用水洗涤用水锅炉补给水工艺与产品用水直流冷却水敞开式循环冷却水系统补充水pH值6.59.06.58.56.59.06.58.56.58.5悬浮物（SS）（mg/L） 3030浊度（NTU）555色度（度）3030303030生化需氧量（BOD5）（mg/L）3010301010化学需氧量（CODCr）（mg/L）606060铁（mg/L）0.30.30.30.3锰（mg/L）0.10.10.10.1氯离子（mg/L）250250250250250二氧化硅（SiO2）50503030总硬度（以CaCO3计/mg/L）450450450450450总碱度（以CaCO3计 mg/L）350350350350350硫酸盐（mg/L）600250250250250氨氮（以N计 mg/L）101010总磷（以P计 mg/L）111溶解性总固体（mg/L）10001000100010001000石油类（mg/L）111阴离子表面活性剂（mg/L）0.50.50.5余氯（mg/L）0.050.050.050.050.05粪大肠菌群（个/L）20002000200020002000注：当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于1 mg/L。加氯消毒时管末梢值。综合以上，确定本项目提标改造设计出水水质：表3-3第一污水处理厂提标改造工程设计出水水质指标CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/L粪大肠杆菌 个/LpH水质5010105（8）150.5100069第四章 深度处理工艺比选目前深度处理技术通常采用对二级出水进行深度处理，可供选择的工艺有物化和生化两大类。一般二级出水的总氮多以溶解性硝酸盐氮和氨氮方式存在，混凝、沉淀、过滤对其去除率极为有限，从本工程的实际情况出发，考虑到原水的特点、污染物的类型及含量，兼顾投资、运行费、工艺的可靠性、场地情况等方面的因素，直接采用物化方法不可行。因此必须采用生物处理方法才能有效去除。深度处理能否采用生物处理方法，主要取决于污水在生物过程中自身营养能否平衡，相关的指标能否达到要求，还需对进水水质进行分析。通过对设计水质进行分析，主要降解污染物为NH3-N、TN及TP等，故本项目深度处理采用生物处理工艺为主，结合相应物化混凝工艺除磷是可行的。4.1 深度处理工艺选择原则选择适宜的污水深度处理工艺应当根据处理规模、现有处理工艺出水水质、主要去除污染物情况，用地条件、工程衔接等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合于具体项目的工艺。一般污水深度处理工艺选择原则为： 技术成熟，对污染物处理目标性强，出水稳定。 充分与前段工艺相衔接，工艺合理成熟。 经济节约，电耗少、造价低、占地少。 易于管理，操作方便，设备性能稳定。重视环境，臭气防护，噪声控制，环境协调，清洁回用生产。根据出水水质要求进一步深度处理去除NH3-N、TP和TN。针对此类污水深度处理，常规物化处理工艺对TP和SS均可以达到6090%的去除率，而对NH3-N的去除则有一定的限度。针对现状污水深度处理，必须选择具有较好脱氮除磷效果的污水深度处理工艺。4.2 深度处理脱氮工艺比较目前，用于城镇污水深度处理具有一定脱氮效果的污水处理工艺大致分为两大类：第一类为活性污泥法，另一类就是生物膜法。常规生物膜法有以BAF“曝气生物流化池”工艺和ABFT“曝气生物流化床”工艺较多。4.2.1 膜生物反应器（MBR） MBR法是可以用于低浓度污水处理的新型活性污泥法。MBR 是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。除磷脱氮功能是工艺设计的核心部分，膜系统的合理设计是稳定运行的关键。总水力停留时间一般为1.012.0小时，污泥负荷一般为0.060.12kgBOD5/(kgMLSSd)，泥龄2540d。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。超、微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有机物的氧化率。同时，经超、微滤膜处理后，出水质量高，可以直接用于非饮用水回用。系统具有较高的抗冲击能力，实际应用前景广阔。膜的高效截留作用，将全部细菌及悬浮物截流在曝气池中，特别是可以有效截留增殖速度缓慢的硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮；同时也可以截留难以降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。膜组件下部设置有连续式的充气装置，定时吹扫抖动膜片，以缓解膜组件周边的污泥浓度累积。通过膜区回流泵将截留下来的微生物根据需要送至生化区，从而可以根据水质的变化，控制各段的生物负荷与生物活性，以确保生化降解的顺利进行，并可定期排出剩余污泥。经过膜分离后的产水，清澈透明，其中的污染物质含量较低（COD50mg/L，NH3-N1 mg/L），可以直接回用于冷却循环水的补水系统。MBR技术具有许多传统生物处理技术无法比拟的明显优势：（1）高品质的出水采用膜生物反应器技术处理后的污水，其COD可达50mg/L以下，BOD5可达5 mg/L以下，NH3-N接近于0，可以直接回用于冷却循环水、生活杂用水等方面，这是一般传统工艺很难达到的。高品质的出水，可以直接回用，从而有效减少后续处理工艺，降低投资和运行费用。由于采用膜分离（膜孔径在0.10.4m之间）可以将活性污泥全部截流在曝气池内实现生物富集，进而实现生物的共代谢作用，从而大大提高对难降解有机物的去除率，其COD去除率可达98%以上；由于膜分离作用，可以有效控制泥龄。因此可以使世代周期较长的硝化细菌得到有效地繁殖，从而大大提高污水中NH3-N的去除率，可达95%以上；由于采用膜分离，因此可以获得清澈优质的回用水。经膜生物反应器处理后的出水，其浊度可以达到0.1NTU以下，SDI值小于3，可以直接作为纳滤或反渗透的进水，为污水资源化、经济可持续发展，提供了可能。（2）节省占地由于膜生物反应器工艺采用一个处理构筑物替代了传统污水处理工艺的多个构筑物，因此大大减少了对土地的占用；由于膜生物反应器工艺采用膜分离，因此其中的MLSS浓度为传统工艺的35倍，可达600020000mg/L。因此，在处理相同的污水时，较传统工艺效率更高，构筑物尺寸更小，占地更小。（3）抗冲击负荷能力强膜生物反应器具有较强的抗冲击负荷能力。由于膜生物反应器中活性污泥浓度较高，为传统工艺的35倍，微生物种群丰富，生物链完备，因此其抗冲击负荷的能力较强。由于采用膜分离，实现了污泥龄与水力停留时间分离，可根据来水水质水量变化情况，人为控制污泥浓度，进而控制系统的容积负荷，以保证稳定的出水水质。（4）易于扩展处理能力由于膜分离技术具有很强的模块化特征，因此具有放大容易的特点，扩容十分方便。它可以通过在生物处理构筑物内增加出水膜单元、提高污泥浓度等手段，十分方便地实现处理能力的增长。（5）剩余污泥量少有效减少污泥后续处置费用，减少对环境的二次污染。由于泥龄长（30天以上），因此剩余污泥产生量少，且十分稳定。大量的工程实践表明，膜生物反应器工艺排放的剩余污泥量仅为传统污水处理工艺的1/31/2。（6）自动化程度高，控制运行稳定对于含有工业废水的污水处理系统，其稳定运行十分重要，而提 高自动化控制水平，减少人为因素干扰，显得尤为重要。4.2.2 曝气生物滤池（BAF）生物曝气滤池（简称BAF）是80年代开发研究的新型微生物附着型污水处理工艺。是一种新型高负荷淹没式三相分离器，作为活性污泥法与常规的接触氧化法的革新替代技术，与国内现有的技术相比，它具有以下特点：（1）陶粒填料比表面积大，易挂摸，保证了单位容积滤池中有较高的生物量；（2）生物膜含水率低，不会发生污泥膨胀；（3）占地面积小：其池容积和占地面积只是常规二级生物处理的1/5左右，不需要二沉池。但BAF也存在一定弊端：（1）BAF需要定时反冲洗，不能连续运行，且自动控制及运行管理较复杂，运行维护费用相对较高，维修较为困难；（2）BAF一般分格设计，当其中一格反冲时，其余分格承担较重的处理负荷，滤速变大，停留时间缩短，影响出水水质；（3）BAF出水一般含有较多的细小悬浮物（脱落的生物膜），影响出水水质，一般要获得优良的出水水质需要配套过滤单元；（4）BAF建造及安装要求极高，尤其是滤板滤头的安装要求，实际工程中经常出现BAF曝气死区、短流等现象，影响处理水水质；（5）系统复杂，施工要求高，验收节点多，整体建造工期长；（6）滤料占有的死体积大，常规占有死体积率达80%以上，工程投资及占地面积相对较大；（7）水头损失较大，曝气生物滤池虽具有截留SS 的功能，但同时伴随着的是其水头损失较大，一般来说，水头损失根据具体情况，每一级为1-2m，且处理费用高、维护比较困难。4.2.3 曝气生物流化床（ABFT）曝气生物流化床(简称ABFT)工艺是近年新兴的一种生