上饶市江北污水处理厂可行性研究报告（优秀可研报告）

上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 1 1 概述 1.1 编制目的 （ 1）为了保护上饶市赖以生存发展的信江水环境以及给水水源，减轻水体的污染，促进城市可持续发展。 （ 2）选择与推荐最优工艺方案 （ 3）通过污水处理厂的可行性研究，为今后开展设计工作提供必要的依据。 1.2 编制依据 （ 1）污水综合排放标准 (GB8978 96)； （ 2）地表水环境质量标准 (GHZBl 1999) （ 3）城市污水处理厂污水、污泥排放标准 (CJ-3025-93) （ 4）污水排入城市下水道水质标准 (CJ18 96) 1.3 编制原则 （ 1）在总体规划指导 下，根据城市性质与城市特点，以国家及地方有关法令、法规和标准为依据，进行文件编制工作。 （ 2）按统一规划分期建设的原则，充分注意近期与远期工程的合理衔接与顺利过渡。 （ 3）通过技术经济论证，优化设计方案、设备选型等。力求技术可靠、经济合理。 （ 4）积极稳妥地运用高效节能、简便易行、经济实用的污水处理新工艺、新技术以及污水污泥综合利用技术。 1.4 编制范围 本可行性子究报告的研究范围为：根据上饶市新老城区的污水系统现状，结合城市总体规划，通过对污水处理厂的建设规模、厂址、处理工艺等方面的技术经济论 述，提出该工程的可行研究报告。 2 城市概况 2.1 概述 上饶市位于江西省东北部，信江上游，是赣东北的重镇和门户。全市东西长约 21.9 公里，南北宽约 24 公里，国土总面积约 338 平方公里。 上饶市东与广丰县接壤，北与玉山县毗邻，西、南与上饶县交界。城区位于信江与丰溪河交汇处，有浙赣铁路复线， 320 国道等交通干线穿越，横一南一永支线正在建设之中，交通十分便利。距省会南昌市 230 公里，距鹰潭市 90 公里。 上饶市位于信江与丰溪河交界处，现状城区以广场为中心沿信江及丰溪河呈“品”字型展开建设，已初具规模，建成区面 积达 1577 公顷，现状建成区主要有三个功能区：中心城区、水南区和旭日区。 2.2 自然条件 2.2.1 地形地貌 上饶市地形地貌以丘陵为主，整体构成南北高、中间低的马鞍状地形。沿信江及丰溪河两岸为小规模的冲积平原，朝阳乡及秦峰乡少部分地域为高丘地形。市域丘陵地形主要分为构造侵蚀丘陵区及剥蚀堆积丘陵区二类，前者为风化壳厚，植被较好，但面积不大；后者占全市大部分，主要是红色砂砾岩，经长期风化；有的呈低缓的浑园状态，植被稀疏，水土流失严重。 上饶市城区位于丰溪河交汇处，老城区及汪家园区位于河流冲 积平原上，主要属信江 I、级阶地及河漫滩，城区西部及北部为低丘地形。出露地层主要有第四系冲积层，及白垩系，震旦系基岩。 2.2.2 气象情况 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 2 上饶市位于中业热带湿润季风区，气候温和，降雨丰沛，日照充 足，四季分明，无霜期长。 年平均气温： 17.8 极端最低气温： -8.6 极端最高气温： 41.6 多年平均降水量： 1737.8 毫米 最大年降水量： 2637.2 毫米 最小年降水量： 1112.6 毫米 全年主导风向为东北风，夏秋两季多南及西南风，平均风速 2.4m/s。 2.2.3 水文地质 上饶市地处丘陵地区，地表水系发育，水资源丰富，境内主要河流有信江及其支流丰溪、槠溪、饶北河等，全市地表水平均径流深 1092.8 毫米，多年平均径流量为 56.8 亿立方米。 地下水有松散岩类孔隙水，碎屑岩类孔隙裂隙水两大类。松散岩类孔隙水主要呈条带状分布于丰溪河两岸第四系冲积层内，含水丰富，渗透系数大，水位埋深浅，水质良好，属重碳酸钙型水。碎屑岩类孔隙裂隙水主要赋有于红砂岩 ，砂砾岩空隙裂隙中，含水贫乏，属重碳酸钙型水，该类地下水广泛分布于市境内。 2.2.4 工程地质 上饶市城区位于信江与丰溪交汇处，汪家园及老城区出露地层为第四系冲积层，一般厚 1520 米，工程地质条件较复杂。其余地区为低丘岗地，出露地层为砖红色砂岩及砂砾岩，工程地质条件好。第四系地层中地下水含水丰富，地下水位较高，渗透性好，补给充分，对工程建设有一定影响，但水质良好。对建构筑物基础无侵蚀作用，红砂岩及砂砾岩中地下水含水贫乏，地下水位低，水质良好，对建筑物基本无影响。 2.2.5 地震设防 上 饶市属 6 级以下地震烈度区，一般建筑物无需考虑防震措施。 2.3 给排水现状 2.3.1 给水现状 上饶市以信江为主要生活及工业水源，工业用水量与生活用水量比例约为 1:1。现城区自来水综合供水水能力为 14.55 万吨 d。其中信江水厂设计供水能力 9 万吨 d，三江水厂现设计供水能力 3 万吨 /d，旭日镇水厂供水能力 2.55 万吨 d。 2.3.2 排水现状 现状排水系统为雨污合流制，城市无污水处理厂。解放河是城区的主要排水通渠，雨污水最终纳入天然水体信江、丰溪河。 2.4 城市规划 根据上饶 市城市总体规划 (编制单位：江西省城乡规划设计研究院、上饶市规划局， 1998 年 6月 )，规划以 2000 年为近期， 2010 年为远期。 规划远期建设用地 3385.83 公顷，共分 5 个组团，各组团用地及人口分布见下表： 表 2 1 各组团用地及人口分布表 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 3 建设用地中工业用地为 480 公顷，近期为 370 公顷。 3 项目建设的必要性 3.1 污染现状 由于现状排水体制为雨污合流制，所有雨水均纳入天然水体信江、丰溪河。所有排污口均为岸边排放，排水出口多且未设闸门，外河水位高时，形成倒灌。自 82 年以来，上饶地区环境监测站对信江河 (上饶段 )三个段面，即水文站断面、丰溪河断面和龙潭桥断面进行了十八个项目的水质分析监测。 从三个监测断面例行监测结果表明：污染程度由大到小排列顺序 为：龙潭桥丰溪河水文站；各断面最主要的污染物是 BOD、 COD、铜、铅等；铜、铅等重金属污染来源于信江上饶段境外的上游； BOD、 COD 污染物主要来源于信江上饶段境内， COD 超标率 33 50，从 86 年至 90 年五年来， BOD、 COD 污染呈上升趋势。由此可知：上饶市地表水体质量明显下降，根据上饶市水环境保护功能区划分：入境处至南门路口为 1 2 类，南门门至浮桥为 2 类，浮桥至龙潭桥为 3 类，而现状信江水为 4 5 类水体。 由于历史的原因，老城区现状排水均为雨污合流制，新建城区如带湖区大部分均采用雨污分流制。 3.2 项目建设的必要性 信江是上饶市赖以生存 和发展的命脉。上饶市地处信江上游，取水水源和污染物的归宿都是信江，如何将矛盾的两方面统一起来，将是上饶市持续迅速发展的重要课题。 目前，未经处理的生活污水和工业废水直接排入信江，对信江水体造成了严重污染，严重威胁着老信江水厂 3 万吨 d 取水头部，信江流域较小， 95保证率的枯水流量为 2.25m3 s，目前，1m3 s 以上的污水排入已对信江造成严重污染，同时也对下游的生活用水和工农业用水产生影响，随着城市的发展，这种现象将日益严重，根据国务院及江西省政府关于环境保护若干问题决定以及建设部和国家环保局 关于加快城市污水处理工程建设的若干决定的精神，为城市经济的可持续发展，造福人民，同时也为创建国家卫生城市，兴建上饶市江北污水处理工程已迫在眉捷 4 工程规模、处理目标 4.1 服务区域及排放水体 服务范围：上饶市老城区及带湖区部分区域，服务面积约 10 23 平方公里。 排放水体：信江 4.2 水质预测 由于目前老城区雨污合流，新建城区如带湖区大部分采用雨污分流制。所有排污口均沿信江分序号 组团名称 建设用地 （公顷） 人口 (万人 ) 备 注 1 老城组团 380 4.5 2 带湖组团 1285 12.1 3 旭日组团 840 11.15 4 汪家园组团 720 5.25 5 水南组团 160 2 合 计 3381 35 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 4 散设置，缺乏城市综合污水的水质监测资料，要准确预测污水处理厂进水水质比较困难。现分别对生活污 水与工业废水水质进行预测。 4.2.1 生活污水水质 生活污水污染物排放指标： BOD5 按 2035g/人 .d， SS 按 2550 g/人 .d。根据有关规范及近年来国内城市实测资料，生活污水水质 BOD5 为 100 175mg/1， SS 为 175 250g 1， CODcr 为 200 350mg l。 生活污水排放量占总量的 85 4.2.2 工业废水水质 根据污水综合排放标准 (GB8978 96)的规定，排放设置二级污水处理厂的城市下水道的废水，须达到三级排放标准为：工业废水水质为： BOD5 300mg 1； CODcr 500mg 1； SS 400mg l。为了保证城市污水处理厂的正常运行，避免工业废水中含有特殊的和浓度很高的污染物质对城市污水处理厂的运行管理带来不利影响，纳入城市管网的工业废水同时应满足污水排入城市下水道水质标准 (CJ18 86)的有关规定。工业废水排放量占总量的 15。 根据以上两部分污水水质综合考虑，参照国内同类型城市污水质，拟定本工程设计污水水质为： BOD5 =80 100mg/l CODcr=250 350mg/l SS=70 150mg/l NH3 N 15 25mg/l 4.3 处 理规模 设计规模：远期 8 万 m3 d，近期 5.2 万 m3 d。 4.4 处理目标 污水处理厂主要出水水质执行达到污水综合排放标准 GB8978 1996 中一级标准，主要出水水质如下： BOD5 20mg/l CODcr 60 mg/l SS 20mg/l NH3 N 15mg/l PH 69 5 总体设计 5.1 总体设计原则 在工程方案设计中遵循如下原则 (1)认真贯彻执行国家关于环境保护工作的方针、政策，使工程方案符 合国家的有关法规、规范和标准。 (2)以城市总体规划为依据，结合现状，既考虑近期发展，又兼顾远期发展，以近期为主进行全面设计，分期实施，使工程建设与城市建设同步发展，真正起到保护环境改善居民居住环境质量的作用。 (3)根据污水水质及处理程度的要求，选用技术先进、工艺成熟，处理效果好、投资少、占地面积小的工艺流程。 (4)发挥污水处理厂的效益。 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 5 (5)充分考虑厂区绿化，改善工人工作和生活环境。 5.2 厂址选择 5.2.1 厂址选择的原则 (1)污水管线尽可能的短； (2)位于城市下风向； (3) 处理后污水排放便利； (4) 满足厂区防洪要求； (5) 有充足的用地，便于远期发展； (6) 与目前的截污工程协调。 5.2.2 厂址选择 根据上饶市总体规划，结合正在编制的截污工程，考虑到城区地形南北高中间低向信江下游倾斜的特点，厂址宜选择在城市排水系统下游。 6 污水处理厂处理方案设计 6.1 污水处理厂设计原则 6.1.1 污水处理设计原则 (1)根据原水水质、水量以及尾水排放标准，综合考虑本地区的实际情 况，选用低能耗、低运行费、低基建费，操作管理方便、技术成熟的污水处理工艺。 (2)污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资，其绿化面积不小于 35，创造一个优美的工作环境 (3)妥善处置污水处理过程中产生的污泥和其他栅渣等污物，避免造成二次污染。 (4)污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高管理水平，降低劳动强度。 (5)污水处理厂设计地坪标高根据当地规划和周围环境进行设计。 (6)建成后便于日常运行管理。 6.1.2 污泥处理设计原则 污泥 处置采用脱水填埋，参照城市污水处理厂污水污泥排放标准 (CJ3025 93)规定，污泥的排放标准为： (1)本着综合利用，化害为利，保护环境，造福人民的原则进行妥善处理和处置本污水处理厂污泥。 (2)污泥应因地制宜地采取经济合理的方法，减少污泥量，进行稳定处理。避免引起二次污染。 (3)污泥宜进行脱水处理，其含水率宜小于 80。 (4)妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。 (5)污泥不得任意弃置。禁止向一切地面水体及其沿岸、山谷、洼地、 溶洞以及划定的污泥堆场以外的任何区域排放污水处理厂污泥。 6.2 处理工艺的选择 城市生活污水的二级处理通常可选用活性污泥法、生物膜法及化学与物理化学法等。活性污泥法和生物膜法在处理有机废水方面与化学法和物理化学法相比具有处理效率高，处理效果好，处理较为稳定，运行经验丰富等优点。 根据城市污水处理厂进出水水质分析，污水经过处理， COD 去除率要求达到 80以上， BOD去除率要求达到 85以上， SS 去除率要求达到 80以上。 生物活性污泥法二级处理方式 BOD、 SS 去除率均可达到 90以上， COD 去除率可达到 85以上，因此，本工程污水处理工艺采用生物活性污泥法为宜。 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 6 本工程的污水主要为生活污水 ,根据生活污水的特性 ,采用厌氧 -缺氧 /好氧联合处理工艺作为备选方案 ,经技术经济 比较后得出推荐方案。其中好氧工艺通常采用传统活性污泥法（普曝法）、 SBR法、 cass 法、氧化沟法等等 ,根据对污水处理水质的要求 ,本工程提出四种工艺方案： 传统的活性污泥方案 水解 -SBR 方案 水解 奥贝尔氧化沟方案 厌氧 -缺氧 /好氧 (A2/O)方案 6.2.1 传统的活性污泥方案 传统的活性污泥发展至今将近有 90 年的历史。是一 种应用最广的废水好氧生物处理技术。基本流程如图 6-2-1 所示，是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管理系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等组成。 曝气池和二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。由初沉池流出的废水与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池。其混合体称为混合液。在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧使活性污泥和废水充分接触，废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群所分解，使废水得到净化。 传统的活性污泥法在工艺上的主要优点是： （ 1）处 理效果好， BOD 去除率高达 90-95%，特别适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的废水；（ 2）对废水的处理程度比较灵活，根据要求可高可低。 但本系统存在的问题是：（ 1）进水有机负荷不宜过高，因此曝气池容积大，占地面积多；（ 2）对冲击负荷适应性较弱；（ 3）脱氮除磷效果不佳。 6.2.2 水解 -SBR 方案 厌氧发酵从工程上可分为：水解、酸化和甲烷化三个阶段。水解池是把反应控制在第二个阶段完成之前 ,不进入第三阶段。采用水解池较之全过程的厌氧消化具有以下的优点： a水解，产酸阶段产物主要为小分子有机物， 可生物降解性较好。故水解池可改变原污水的可生化性，更适于后段的好氧处理，从而减少反应时间和处理的能耗。 b.对固体有机物的降解，减少污泥产量，功能与消化池 样。在处理水的同时，也完成了对污泥的处理。污水、污泥处理一元化简化了传统处理工艺流程。 c不需要密闭的池、搅拌器、水气固三相分离器，降低了造价，便了维护管理。 d.第一、二阶段反应迅速，水解池体积小，与初次沉淀池相当，提高了对各类有机物的去除率，基建投资省。 SBR 工艺是间歇式活性污泥法的简称。 早在 1914 年，序批式生物反应器系统 (简称 SBR)即已开 发，并有运行情况的报导，因此 SBR不是一种新型的污水处理方法。由于人工管理烦琐，监测和控制问题长期得不到解决，直到 70 年代未 80 年代初 SBR 处理系统才开始流行，并出现了多种变型工艺 (CASS、 ICEAS 等 )，对 SBR 处理能力、设计、生产性装置及其优点的评估也有大量的文献报导。人们之所以对 SBR 系统感兴趣的原因除了较好的工艺性能外， 主要与硬件装置的更新和改进有关。近年来，随着监控与测试技术的飞速发展，大量新设备被研研制出来，如电动阀、气动阀、电磁阀、水位计、泥位计、流量计、自动计时器，特别是计算机自动控制系 统的应用，使监控手段趋于自动化，序批式活性污泥法由于本身具有许多独到之处，重新引起重视。 SBR 是一个间歇式的活性污泥系统，曝气池与沉淀池合二为一， 活性污泥的曝气、沉淀、出水排放和污泥回流均在同一池子中完成， 可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。运行时，污水分批次 进入反应池，然后按顺序进行反应、沉淀、排出上清液和闲置过程 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 7 完成 个运行操作周期。 SBR 的典型运行方式参见下图。 充水期 反应期 沉淀期 排水期 缺氧 /好氧循环 缺氧 /好氧循环 停止曝气 /沉淀 停止曝气 /出水 我国自 1985 年建成首座处理肉类加工污水的 SBR 系统后， 又陆续在城市污水、鱼品、家禽、肉类加工污水、制药污水和游乐场等处理工程中建造了 SBR 系统。然而，对于 SBR 的设计还没有一种可被广泛接受的标准和简单统一的设计方法。 SBR 工艺的特 点如下： (1)工艺流程简单，除预处理系统外，只有反应池一个单元，且池深较大，故土建费用较低，节省占地。 (2)具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，能承受水量、水质变化较大的冲击负荷能力，处理效果稳定； SVI 值低、沉降性能好，具有抑制丝状菌生长的特性；理想静止沉淀，泥水分离效果较好。 (3) SBR 工艺运行控制较为复杂， SBR 工艺自动化程度要求较高，需要有计算机控制系统，水位、曝气、排水、溶解氧探头等都需要专门的控制技术设备；对管理人员的技术水平有较高的要求。 (4)SBR 工艺为间歇式运行，故设备使用利用率比较低，设备闲置率高，而且设备启动频繁，对设备的损害较大，维修量较大。 (5)由于反应池内水位是变化的，机械表面曝气不适于 SBR 工艺。 (6)采用微孔曝气器充氧，氧的转移率和动力效率较高，但间歇式运行方式加快了曝气器的性能衰减和老化。 (7)SBR 好氧反应和缺氧反应在同一反应器中进行，必须对供氧和混合搅拌作专门考虑。 水解 SBR 方案工艺流程框图如图 6 2 2 图 6 2 2 6.2.3 水解一奥贝尔氧化沟方案 水解处理单元设置同前。 氧化沟是活性污泥法的一种变型，废水和活性污泥的混合液在环形曝气渠道中不断循环流动。具有特殊的循环流态，既是完全混合式又具有推流式的特征。氧化沟一般在延时曝气条件下使用，水力和固体停留时间长，固体总量较多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲作用。又因为氧化沟内循环量高于进水流量的几十倍甚至几百倍，使其产生较大的稀释能力，当受到水质水量波动的冲击或有毒物质的影响时能迅速稀释，所以氧化沟具有很强耐冲击负荷能力，适于处理高浓度有机物废水。氧化沟的曝气装置按点交替分布而不是全 池分布，因而很容易在沟内形成好氧和缺氧交替出现的状态，存在着不同的生物微生长环境，可发挥不同微小物的生物特性。氧化沟的构造型式、出水 剩余污泥 进水 剩余污泥 原水 粗格栅 提升泵池 细格栅 曝气沉砂池 水解池 SBR反应池 出水泵池 信江 污泥浓缩池 污泥贮池 脱水机房 污泥外运 滤液 上清液 栅渣外运 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 8 水流搅拌状态和溶解氧的分布有利于活性污泥的生物凝聚作用，且可进行硝化、反硝化达到生物脱氮的目的，由于泥龄较长，污泥在氧化沟内有一定好氧稳定性，无须进行污泥处理，但氧化沟的能耗较高。 目前氧化沟有很多型式种类，如 Corrousel 氧化沟、 Dassveer 氧化沟、双沟式氧化沟等。奥贝尔氧化沟是众多氧化沟中的一种，近年来国内外被广泛采用，它除具有氧化沟上述共有的特性外，还有自己不同的特征 。 奥贝尔氧化沟由三个相同断面同心沟道组成，通过三个沟道不同溶解氧呈梯度变化的控制，不仅能很好的降解有机物和悬浮物，还 能有效地除磷脱氮，污水经过氧化沟完成生物降解后再进入沉淀池进行泥水分离，经沉淀池达到出水标准后排入水体。 奥贝尔氧化沟系统工艺需另设污泥回流系统，将沉淀后的污泥回到氧化沟中，使微生物处于平衡状态，剩余污泥由剩余污泥泵排出。 (1)奥贝尔氧化沟方案处理工艺机理 奥贝尔氧化沟沟道设计成具有三个相同 (或不相同 )断面的同心沟道，三沟的容积分配为：外沟(第一沟 )约占总池容的 50 55，中沟 (第二沟 )约占总池容积的 30 35，内沟 (第三沟 )约占总容的 20 25。根据不同的处理目标，通过调整标准氧量与各沟容积的百分数，使系统的去除能力得到提高。 三个沟的溶解氧 DO 呈 0 1 2 的梯度分布。第一沟的 DO 控制在 0 0.5mg L。第二沟 (中沟 )的 DO 控制在 0 5 1 5mg L，第三沟 (内沟 )的 DO为 2 2 5mg L，从而造成有氧和无氧的生物环境，达到生物降解及除磷脱氮的目的。 同时硝化反硝化 对于奥贝尔系统，同时硝化反硝化包括两个方面的含义：其一，奥贝尔氧化沟 0 l 2 的DO 分布提供了一个良好的脱氮环境，在奥贝尔系统内不仅发生硝化反应，还发生了反硝化反应，反硝化细菌利用硝酸盐中的氧，以有机碳源为电子供体，使有机物得到分解氧化，这就相当于回收了一部分被消耗的氧。 在整个第一沟内存在缺氧区域与曝气区域，曝气转碟上下游一定围内为曝气区域，其 DO 一般大于 0.5mg L，部分区域甚至可达 46mg/L，除此而外的其它区域则为缺氧区域。虽然第一沟与其它两沟一样都有大量的氧，且氧传递速率高于其它两沟，但由于仍不能满足第一沟的实际需氧量，故而形成缺氧环境，而非仅仅是 DO 等于零 (二者未必同义 )。生物处理系统为多种微生物群体共生的系统，在经过曝气区域时被氧化发生硝化反应，在缺氧区域发生反硝化反应进行氮的脱除，加之污水是先进到第一沟，为反硝化反应提供了充足的碳源。 这个机理关键的动力学是氧输入区和缺氧区之间交替循环，可凭借高沟速和无数个低强度投氧点来增加循环次数。在典型的设计中，流量通过氧输入区一千多次才进入下一沟。大多数奥贝尔系统，第一沟内发生的完全硝化率约为 65，而反硝化率 (包括回流污泥中的硝酸盐 )则为 80。 其二，奥贝尔氧化沟系统同其它氧化沟一样，由于曝气装置 按点交替布置，以及没有初沉池，十分利于形成大颗粒菌胶团等原因，微环境的变化可能可能非常明显。即是说，由于受菌胶团结构、氧传递和硝态氮传递的不均匀性的影响，外部曝气状态下菌胶团内部也可形成缺氧环境。因而曝气状态 F 也可出现某种程度的反硝化，这是 另一种“同时硝化反硝化”现象。 总的来说，在奥贝尔氧化沟系统中，第一类型的“同时硝化反硝化”占主导地位。 生物除磷 任何得以提高生物除磷效果的活性污泥法都是利用了“过量吸收”的机理。在厌氧条件下某些细菌能吸收 (同化 )低分子的有机物 (如挥发性脂酸 )于细胞内合成聚羟基丁酸盐 (PHB)，同时释放细菌原生质中聚磷酸盐的磷以提供能量。贮存的 PHB 在好氧条件下被氧化并提供能量，同时细菌从废水中吸收超过其生长所需的磷并以聚磷酸盐的形式贮存起来。通过排放富含磷的剩余污泥可达到 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 9 除磷的目的。 奥贝尔系统如要达到“过量吸收”必须特别注意第一沟的氧传递速率。奥贝尔氧化沟系统中，第一沟设计成大部分为缺氧区域，而同时原污水最先进入这一沟，第一沟中极具除磷与反硝化同时存在的可能。但对这种可称之为“反硝化除磷菌 (DPB)”存在的条件、影响因素等还需进行深入的研究。 （ 2）奥贝尔氧化沟工艺的组成及作用 在奥贝尔氧化沟工艺方案中，氧化沟中的生物降解与沉淀池的泥水分离为整个工艺的核心，是与 SBR 之间不同的关键所在。 奥贝尔氧化沟由以下组成： 氧化沟的不同溶解区域 奥贝尔氧化沟由三同心沟道组成，其 DO 梯度为 0-1-2 设计在第 个沟道内完成反硝化及大部分硝化，污泥回流至第 沟道内与原水充分混合。第二：沟道为过渡区，进一步降解有机物，或继续完成硝化。第三沟道中 DO 控制在 2 2.5mg L，以保证出水中有足够的溶解氧带入二沉池。另外，三个沟道还 可分流水力上的冲击负荷。 曝气装置 曝气设备是氧化沟的主要装置与关键设备，它起着供氧、混合推动水流作循环流动和防止活性污泥沉淀等作用。其性能的好坏和效率的高低，直接影响氧化沟的处理效果、动力消耗、建设投资和运行费用。奥贝尔氧化沟的曝气设备采用曝气转碟 (亦称曝气转盘 )。与同类曝气设备相比，曝气转碟具有工作水深大、充氧效率高、混合能力强以及结构简单、组装灵活、使用寿命长、安装维护方便等特点。 曝气转碟一般由耐腐蚀、耐高温的聚苯乙烯塑料或玻璃钢模压制成，现基本为定型产品，转碟转速范围为 40 60rpm，标准转速 为 434955rpm。转碟浸没深度可在 230530mm 范围内变动，变动依靠出水堰调节。 （ 3）奥贝尔氧化沟的技术特点 奥贝尔氧化沟的技术特点可归纳如下： 氧化沟 DO 值呈梯度变化可大大的降低能耗。 几十倍上百倍的循环可使奥贝尔氧化沟耐冲击负荷能力强。 限制了沟内丝状菌的过量繁殖，改善污泥沉降性能。 出水水质稳定。 设备单一数量少且使用寿命长，维修量少。 操作管理简单方便，操作维护量小。 奥贝尔氧化沟曝 气设备较微孔曝气系统的动力效率低，因而耗能较微孔曝系统高。 由于生物反应与固液分离在不同池子完成，土建工程投资较高。水解奥贝尔氧化沟方案工艺流程框图如图 6 2 3。 原水 粗格栅 提升泵池 细格栅 曝气沉砂池 水解池 奥贝尔氧化沟 出水泵池 信江 污泥浓缩池 污泥贮池 脱水机房 污泥外运 滤液 上清液 栅渣外运 沉淀池 回流污泥 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 10 6.2.4 A2/O 处理工艺 A2/O 工艺是 Anaerobic/Anoxic/Oxic 的简称，它是在 A/O 工艺基础上增设了一个缺氧区，具有同步脱氮除磷的功能。工艺流程如图 6 2 4 所示。 图 6 2 4 A2/O 工艺流程 由图 6-2-4 可知，污水首先进入厌氧区，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFA(挥发性脂肪酸类 )这类低分子发酵中间产物。而聚磷菌可将其体内存储的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分能量还可供聚磷菌主动吸收环境中的VFA 类低分子有机物，并以 PHB(聚羟丁酸 )的形式在其体内储存起来。随后污水进入缺氧区，反硝化菌就利用好氧区回流混合液带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解有机物作碳源进行反硝化，达到同时降低 BOD，与脱氮的目的。接着污水进入曝气的好氧区，聚磷菌在吸收、利 用污水中残剩的可生物降解有机物的同时，主要是通过分解体内储存的 PHB 释放能量来维持其生长繁殖。同时过量的摄取周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内储积起来，使出水中溶解磷浓度达到最低。而有机物经厌氧区、缺氧区分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后，到达好氧区时浓度已相当低，这有利于自养型硝化菌的生长繁殖，并通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐。非除磷的好氧性异养菌虽然也能存在，但他在厌氧区中受到严重的压抑，在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于相对劣势。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量储 积聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可以达到 6 (干重 )以上。从以上分析可以看出 A2 O 工艺具有同步脱氮除磷的功能。 图 6-2-4-1 为 A2 0 工艺的特性曲线。由图可知，在厌氧区，废水中的 BOD5 或 COD 有一定程度的下降， NH4-N 浓度由于细胞的合成也有一些降低，但 N03-N 含量没有变化， P 的含量却由于聚磷菌的释放而上升；在缺氧区，废水中有机物被反硝化菌利用作碳源，因此 BOD5 或 COD 会继续降低， NH4-N 浓度变化较小， N03-N 则因反硝化作用被还原成 N2，浓度会大幅度下降， P 的变化不大。在好氧区，有机物由于好氧降解 会继续减少， NH4-N 和 P 的含量由于硝化和聚磷菌摄磷的作用，以较快的速率下降， NO3-N 含量却因硝化作用而上升。 图 6-2-4-1 A2/O 工艺特性曲线 A2 O 工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧交替运行，可以达到同时去除有机物、脱氮、除磷的目的，而且这种运行状况丝状菌不宜生长繁殖，基本不存在污泥膨胀问题。 A2 O 工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，并且不需外加碳源，厌氧、缺氧段只进行缓速搅拌，运行费用低。 A2 O 工艺的缺点是除磷效果因受到污 泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和 NO3-N 的限制，不可能十分理想；同时，由于脱氮效果取决于混合液回流比，而 A2 O 工艺的混合液回流比不宜太高 ( 200 )，脱氮效果不能满足较高要求。 6.3 推荐工艺设计 推荐的处理工艺核心是 A2/O 反应池。其特点是除具有去除有机污染物的基本作用外，还兼有脱氮除磷的功能。 6.3.1 工艺流程 （ 1）污水处理工艺流程 本工程污水处理工艺流程如下图所示 原污水 粗格栅 进水泵房 细格栅 曝气沉砂池 计量堰 厌氧池 A / O 池 配水井 二沉池 排放 剩余污泥 污泥回流 混和液回流 出水 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 进水 回流污泥 含磷剩余污泥 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 11 （ 2）污泥处理工艺流程： 污泥处理工艺流程如图所示： 混凝剂 制备槽 药剂罐 投药泵 混合器 脱水机 污泥泵房 污泥浓缩池 剩余污泥泵房 剩余污泥 泥饼外运 6.3.2 主要构筑物 （ 1）粗栅间 设倾斜式链条 ,传动格栅除污机 1 台 ,格栅有效宽度为 1.5,格高度 1.8,安装倾角 75，在格栅间另设人工清除格栅 1 台，以供机械格栅出现故障时使用。 （ 2）进水泵房 进水泵房为半地下式钢筋混凝土结构筑物 ,平面尺寸 12m4.5m,地下埋深 8.6m，泵房内设 4台 H12K-SD 型潜水泵（ 3 用 1 备），每泵流量 Q=1200m3/h，扬程 12m。轴功率 N=90KW，每台潜水泵的出水管单独设置 . （ 3）细格栅间 细格栅间为地面式钢筋混凝土结 构筑物 ,平面尺寸为 20 13m,全高 2.2m,有效水深 1.2m,内设 2台机械细格栅除污机 ,细格栅井室宽为 1.5m,栅条高度 1.4m,栅距 10mm,安装倾角 750,配 2KW 电机 .另设一旁通渠 ,渠上设上述同规格的人工清渣格栅 ,1 台供机械细格栅故障时使用 . （ 4）曝气沉砂池 曝气沉砂池采用平流式池型 ,分为 2 格 ,每格平面尺寸 14m2.5m,有效水深 5.0 超高 0.7m,池内水平流速 0.06m,设计停留时间为 10mm,采用砂泵提升方式去除池内沉砂 ,每格设潜水泵 1 台，潜力水泵流量 Q=20m3/h，扬程 10m。 （ 5）厌氧池 厌氧池共 2 座，采用圆型，每座直径 20.6m，有效水深 5.0m，水力停留时间 1 小时，内设搅拌机 2 台。 （ 6）缺氧好氧池 (A/O 池 ) 缺氧 /好氧池采取合建，平面尺寸 77m15.4m，有效水深 5.6m，总水力停留时间 8 小时，在缺氧区设搅拌器 8 台。好氧区采用俄罗斯微孔曝气器。 （ 7）二沉池 二沉池为中心进水，周边出水的幅流式二沉池，共 4 座。每池设计表面负荷为 0.8m3/m2.h，采用 2/3 刮泥桥排泥，浮渣由撇座装置刮出池外，浮渣由浮渣泵排走， 2/3 刮泥桥长 24m，宽 0.8m，配 1.5kw 电机，行车速度 为 30mm/s。 （ 8）污泥浓缩池地 ,污泥泵房 污泥浓缩池直径 D=12m,池深 3.6m,共 2 座 ,在两池之间设置污泥泵房 ,泵房为半地下式钢筋混凝土结构 ,平面尺寸 4.5m4.5m,H地下 =5.5m,泵房内设 ,seepQ26-6LBN/100型偏心螺杆泵 3台，单泵 Q=15Q 3/人， H=16m， N=4KW （ 9）回流污泥泵房 二沉池由一根污泥管将剩余污泥引至回流泵房 ,回流污泥泵房和剩余污泥泵房的尺寸分别为13m4.5m 和 62.5m,全高 8.2m，均为半地下式钢筋混凝土结构，回顾流污泥采用 4 台潜水泵， (近期 用 3 用 1 备 )，近期预留 2 台泵位，每台泵 Q=500M3/h， H=4m.N=22KW，最大回流比近期为 100%，增设泵后可达 195%，剩余污泥采用 3 台潜水泵（ 2 用 1 备），每台泵 Q=50m3/h， H=10m， N=4KW。 7 构筑物设计 7.1.1 集水井 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 12 7.2 建筑结构 7.2.1 工程地质资料 上饶市城区位于丰溪河交汇处，老城区及汪家园区位于河流冲积平原上，主要属信江 I、级阶地及河漫滩，城区西部及北部为低丘地形。出露地层主要有第四系冲积层，及白垩系，震旦系基岩。 上饶市城区位于信江与丰溪交汇处，汪 家园及老城区出露地层为第四系冲积层，一般厚 1520 米，工程地质条件较复杂。其余地区为低丘岗地，出露地层为砖红色砂岩及砂砾岩，工程地质条件好。 7.2.2 场地地震效应 上饶市属 6 级以下地震烈度区，一般建筑物无需考虑防震措施。 7.2.3 地下水及其对混凝土的影响 第四系地层中地下水含水丰富，地下水位较高，渗透性好，补给充分，对工程建设有一定影响，但水质良好。对建构筑物基础无侵蚀作用，红砂岩及砂砾岩中地下水含水贫乏，地下水位低，水质良好，对建筑物基本无影响。对钢结构具有中等腐蚀性。 7.2.4 荷载 情况 风载：基本风压 0.50KN/m2 活载：各种活载按 GBJ9-87建筑结构荷载规范及 GBJ69-84给排水工程结构设计规范采用。 7.2.5 污水厂内构（建）筑物结构形式 7.2.6 建筑装修 外墙均采用釉面砖贴面，内墙采用乳胶漆面，卫生间为白色墙面砖；地面做法一般为水磨石地坪，根据需要化验室，会议室等采用地砖。门窗均采用塑钢门窗。 栏杆采用不锈钢栏杆。 7.2.7 主要材料规格 1) 钢筋： 8 为 I 级钢， fy=210N mm2 10 25 为 II 级钢， fy=310N mm2 25 为 II 级钢， fy=290 N mm2 2)水泥： 盛水构筑物及地下构筑物的混凝土标号均采用 C25，抗渗 S6，掺加 8%水泥用量的 HEA 微膨胀剂。垫层为 C10 混凝土，填料为 C15 混凝土。建筑物部分的钢筋混凝土构件均采用 C20。 水泥采用 425 号普通硅酸盐水泥。 3)砖砌体： 均采用 MUl0 普通烧结砖，地面以下及与水接触部分用 M10 水泥砂浆砌筑，地面以上部分墙体用 M5 混合砂浆砌筑。 4)防腐涂料： 所有地下构筑物外壁地上部分以外墙涂料粉刷。盛水构筑物内壁水位变化处 上下各 1m 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 13 范围涂刷防腐途料。 7.2.8 存在问题 在本次可行性研究阶段，地质资料不齐全，待下阶段详细勘察后，根据钻探结果，在初步设计对抗浮和地基处理处理方法再作进一步详细比较，其费用可能有所调整。 7.3 供配电设计 7.3.1 设计原则 设计遵照中华人民共和囚有关现行国家标准、规范及甲方设计委托书实施。 7.3.2 供电电源 本类工程用电属二级负荷，应由两路电源供电，电源、引入方式及供电线路由当地供电部门解决。 7.3.3 责任分界 污水厂与供电部门的责任分界点：以 10KV 电源 终端杆为界，终端杆电源一侧由供电部门负责设计、施工，不属于本设计范围，终端杆污水厂一侧由设计方自责设计。 7.3.4 供配电方式及设备选用 两路 l0kV 电源由供电部门设架空线引入，进入污水厂时改为直埋引入高压配电间，高压开关柜采用 HxCHl-10 型户内交流金属铠装环网开关柜。采用两台 SC-400 环氧树脂浇注三相干式电力变压器，两台同时工作，互为备用。污水厂低压配电采用单母线分段，低压配电柜采用 GMS 型抽出式开关柜。 7.4.5 无功功率补偿 污水处理厂采用在低压侧集中补偿的方式，在低压配 电室设电力电容自动及手动补偿装置集中补偿，补偿后的功率因数达到 0.9 以上，参见负荷计算表。 7.4.6 电力负荷表 见电力负荷表 7.4.7 保护方式 0.4KV 进线和出线均装设空气开关或熔断器以及热继电器作为短路及过载保护。 7.4.8 电缆及敷设方式 本工程所用电力及控制电缆均选用铜芯电缆。 厂区内各种电力电缆主要采用直埋敷设方式，进入室内引至设备时穿钢管敷设。 7.4.9 起动及控制方式 (1)所有设备均采用直接起动控制方式； (2)部分设备采用就地 (机旁 )操 作控制及 PLC 监控的两地控制方式； (3)部分设备采用就地 (机旁 )操作控制及 PLC 监视控制方式。 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 14 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 15 7.4.9 计量 计量方式采用高供高计，低压侧动力，照明分别计量的方式。 7.4.10 接地与防霄 本工程低压配电系统接地型式为 TN C S。 所有电气设备正常不带电的金属外壳及构筑物内所有金属构件均可靠接地。 高出地坪 15 米以上的建筑物装设避雷针 (带 )，并应有可靠的接地。 防雷与保护接地共用一组接地装置，其接地电阻小于 4 欧姆。 7.4.11 照明 照明包括所有建、构筑物照明和厂区照明照明电源电压 380 220 伏，由低压配电室照明配电箱以放射式回路引出。室外建、构筑物照明配线方式采用聚氯乙烯绝缘铜芯电线穿钢管敷设；室外路灯照明线路采用铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋，局部穿钢管敷设。 照明灯具：综合楼等处采用节能型灯具，泵房等处采用防水灯具，室外采用防水防尘灯具，路灯照明采用高压钠灯。 7.5 仪表与自控设计 7.5.1 仪表及控制系统装置选型 检测仪表和控制系统装置除个别国内已经过关的仪表如：电磁流量计 (中外合 资厂 )外，均采用国产设备。为了科学合理的控制和管理污水处理厂，本工程根据工艺流程设置必要的检测仪表和控制装置，检测仪表有：液位、流量、 pH、溶解氧、 COD 分析仪表等仪表；根据分散控制集中管理的原则，设置 PLC 监控装置，实现工艺设备的自动控制；全厂控制系统分二级，现场控制级设于主要构筑物内，对现场设备进行数据采集及控制，管理控制级设于中央控制室，建立 SCADA 系统，反映全厂的运行工况，便于全厂的调度，并打印报表。 7.5.2 检测仪表配置 1)集水井 设浮球液位开关 3 只，用于控制水泵和上、下限报警 设 1 套 COD 分析仪 水泵保护控制仪表随水泵厂配套提供 2)调节池 设浮球液位开关 3 只，用于上、下限报警； 设 1 套超声波液位计； 设 1 套 pH 计，检测进水 pH 值； 3)气浮池 每座气浮池设 1 套 pH 计 加药计量泵变频控制装置随计量泵配套提供，变频信号及设备状态送 PLC 4)MSBR 池 每座 MSBR 池设 1 套溶解氧测量仪 1、 2#池设 1 套 pH 计 5)排放泵房 设浮球液位开关 3 只，用于控制水泵和上、下限报警 设 1 套 COD 分析仪。 6)鼓风机房 鼓风机温度检测及压力检测装置随鼓风机配套提供，检 测仪表信号及设备状态送 PLC。 上饶市江北污水处理厂可行性研究报告 16 7)电量检测 电量变送器 (随强电开关柜配套 ) 7.5.3 工程控制要求 1)格栅根据时间自动控制。 2)进水泵、排水泵由 PLC 根据集水井液位自动控制水泵开停。 3)鼓风机常开， PLC 监视。 4)MSBR 池堰门、回流污泥泵、剩余污泥泵、曝气进气电动阀、电磁阀由 PLC 根据工艺运行周期自动控制。 5)计量泵由 PLC 根据池内 pH 值自动控制计量泵的变频控制器 7.5.4 控制系统构成 本控制系统是一个具有中央监控和调度功能的、分布式通讯、检测、控制 (SCADA)系统、控 制系统主要有监控中心、现场 PLC 工作站和通讯通道所组成 本工程设二个现场 PLC 工作站，分别设在集水井控制室和鼓风机控制室。每个现场 PLC 工作站由一套 PLC 可编程序控制器、一套工作站计算机 (工业级 )、一套 UPS 电源和雷电保扩装置等组成。 PLC 可编程序控制器由处理器单元模块、输入输出模块、通讯模块、储存器单元等组成。工控计算机配置如下： PIll600，内存： 128M，硬盘： 10C 驱动器 3 5”， CRT21”，工业用键盘，鼠标。 1)集水井控制室 PLC 负责如下构筑物监控： 集水井、格栅、调节 池及气浮池等构筑物设备的数据采集、监控和数据通讯 2)鼓风机房