四川省某经济技术开发区污水处理厂可行性研究分析报告_secret.doc

四川省某经济技术开发区污水处理厂可行性研究报告_secret 作者： 日期：四川泸州某经济开发区某园区启动区污水处理厂工程可行性研究报告某市市政工程设计总院前言四川泸州某经济开发区某园区是某、某两市跨市跨江联合投资开发的省级经济技术开发区。地处苏中交通重镇某市南部，与某市隔江相望，园区东南侧为某长江公路大桥。园区滨临天然长江航道，东侧有某高速公路和新长铁路，北侧有宁通高速公路，南面有沪宁高速公路和沪宁铁路。园区规划面积60平方公里，现有人口5.4万人。园区依托长江岸线资源，将园区的发展定位为以船业、冶金、能源、物流、研发、商贸为主导产业的国际制造业业基地，集工业园、生态园、新港区、新城区“两园两区”为一体的二十一世纪新型工业园区和四川泸州跨江联动开发的先导区和示范区。随着园区的开发建设，工业企业不断入驻、人口的不断增加，将产生大量的生产、生活污水，这些污水如不经处理直接排放将会对长江水体将造成重大污染，从而影响下游人民的身心健康，同时也将影响园区的可持续发展。根据园区开发建设的规划，本次筹建的是某经济开发区某园区启动区污水处理厂工程，服务范围为园区启动区，启动区用地面积20平方公里，位于园区南部，滨临长江的黄金地段，西至二圩港，南面临江，东至老十圩港，北至联江二路。这个污水处理厂工程是园区在发展经济的同时，大力进行环境保护的重要举措，是完善园区基础设施条件、建设“生态园”的必要要求。某经济开发区某园区启动区污水处理厂工程远期规模为60000m3/d,分三期实施，近期规模20000m3/d，按两组先后实施，每组规模10000 m3/d。经过技术经济比较，推荐采用循环式活性污泥法工艺（C-TECH），其工艺主要优点是占地少、投资少、工艺稳定性强、系统操作完全自动化。近期工程占地：20亩；近期总投资：3122.20 万元，其中工程费用2351.68万元；处理单方水成本1.320.97元/m3，单位水量运行成本0.56 元/m3。在资料收集过程和报告的编制过程中，得到某经济开发区某园区管委会招商局、办公室、环保局、国土规划建设局等有关部门的大力支持，在此谨表衷心感谢。1 总论1.1 项目编制1.1.1 项目名称四川泸州某经济开发区某园区启动区污水处理厂工程1.1.2 建设单位四川泸州某经济开发区某园区管理委员会1.1.3 编制单位某市市政工程设计研究总院1.1.4 项目地点本工程位于某经济开发区某园区启动区五圩路西侧。1.2 编制依据、原则和范围1.2.1 编制依据某经济开发区某园区总体发展概念规划，（上海同济城市规划设计研究院，2004.3）某经济开发区某园区启动区控制性详细规划文本、图则、说明书、图集，（上海同济城市规划设计研究院，2004.3）委托书，（四川泸州某经济开发区某园区管理委员会，2004.3）某经济开发区某园区启动区污水处理厂地形图某经济开发区某园区总体规划图某经济开发区某园区产业规划图某经济开发区某园区企业资料1.2.2 编制原则（1）在某经济开发区某园区总体发展概念规划和启动区控制性详细规划的指导下，结合园区启动区的实际情况，合理确定工程规模，最大限度的发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益，以尽快达到提高区域环境质量，保护水体环境的目的。（2）工程建设坚持远近结合、统一规划、分步实施的原则。（3）坚持可持续发展的道路，坚持清洁生产和总量控制的原则。（4）采用工艺先进、稳定可靠、管理方便的污水处理技术，以节约投资，降低运行费用。（5）设备选型做到合理、可靠、先进、高效节能。（6）妥善处理污水处理厂产生的沉渣和污泥，避免二次污染。1.2.3 编制范围本报告为某经济开发区某园区启动区污水处理厂工程的可行性研究报告，包括基础资料，污水水质水量的论证、建设规模和处理程度的确定、可供比选的技术方案，推荐选用的最佳方案，厂址选择和工程技术论证等。厂外配套工程，包括配套污水管网、供电、电信、道路等不在本报告编制范围内。1.2.4 项目建设的必要性某经济开发区某园区作为四川泸州跨江联动发展的示范园区，提出了要把园区建设成集工业园、生态园、新港区、新城区“两园两区”为一体的二十一世纪新型工业园。启动区的建设要求处理好当前利益与长远发展的关系，要解决好工业产业发展与园区发展和环境保护的矛盾，对污染实行集中处理，降低处理成本，为企业提供良好的发展环境。启动区肩负为园区树形象、聚人气的重任，建设启动区污水处理厂及其配套排水管网不仅能改善园区的水污染情况，减轻长江水体污染，保护环境，提高人民生活质量，实现可持续发展，同时也是完善园区的基础设施，为园区发展创造必要的条件。1.3 法规随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类逐步认识到保护环境和控制污染对社会可持续发展的重要意义。在我国环境保护已作为一项基本国策，受到全社会和各级人民政府的重视，为此中央人民政府和有关部门颁布了一系列法律与法规，以保证这项基本国策的贯彻和执行。国家所颁布的有关防治水污染方面的法律和法规有：中华人民共和国环境保护法（1989年12月）中华人民共和国水污染防治法（1996年修正）中华人民共和国水污染防治法实施细则（2000年3月）建设项目环境保护管理条例（1998年11月）建设项目环境保护设计规范（1987年3月）水污染物排放许可证管理暂行办法（1988年3月）污水处理设施环境保护监督管理办法（1989年5月）饮用水水源保护区污染防治管理规定（1989年7月）为具体执行上述法规，国家还颁布了以下标准：地表水环境质量标准 （GB3838-2002）污水综合排放标准 （GB8978-96）城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）污水排入城市下水道水质标准 （GB3082-99）生活杂用水水质标准 （CJ25.1-86）农田灌溉水质标准 （GB5084-92）渔业水质标准 （GB11607-89）生活饮用水卫生标准 （GB5749-85）环境空气质量标准 （GB3095-1996）恶臭污染物排放标准 （GB14554-93）城市生活垃圾卫生填埋技术标准 （CJJ17-88）2 项目背景2.1 某经济开发区某园区社会概况2.1.1 人口状况：某经济开发区某园区启动区现有人口约1.8万，远期规划人口为10万人。2.1.2 经济区位：某经济开发区某园区地处长江三角洲经济圈，接受上海大都市圈、南京都市圈和苏锡常都市圈经济的辐射。2.1.3 交通区位：某经济开发区某园区地处苏中交通重镇某市南部，滨临天然长江航道，东侧有某高速公路和新长铁路，北侧有宁通高速公路，南面有沪宁高速公路和沪宁铁路。2.1.4 园区发展目标：跨江联动的示范园，建设花园式、生态型、产城一体化的现代化工业新区，把某经济开发区某园区塑造成为全国跨江联动的示范园区。发展定位以外向型、高起点、高效益为方向，力争把某经济开发区某园区建成国内一流、世界知名，以船舶工业、机械制造、钢铁冶金等为支柱型产业，辅以纺织服装、新材料及电子通信产业的国际制造基地。2.2 自然条件2.2.1 地理位置某经济开发区某园区地处四川泸州苏中平原南端，某市西南侧，位于北纬31563208,东经1200112033，园区属中下游冲积平原，南面滨临长江，与某市隔江相望，园区东南侧为某长江公路大桥。整个园区规划面积60平方公里，启动区用地面积20平方公里，位于园区南部，滨临长江的黄金地段，西至二圩港，南面临江，东至老十圩港，北至联江二路。2.2.2 气候条件园区地处亚热带湿润气候区，有明显的海洋性、季风性和过渡性气候的特点。光照充足、雨量充沛、四季分明。年平均气温15，平均最高为19.5 ，平均最低位为11.3；年平均风速3.3米/秒，风向春、夏两季多为东南风，秋季多为东北风，冬季西北风。年平均降水量为1033.1毫米。2.2.3 地质地貌园区为横港以南沿江地区，由西小沙（牧马小沙）和磨盘沙向东涨接而成，俗称“沙土”。圩田区地势低平，处于长江高、低潮之间，过去曾普遍引潮自灌。区内水面面积较大，圩前圩后均有河沟通港。南依百里江堤，条条同江港门及内河均有闸涵控制内河水位。园区为长江三角洲冲击平原。地势平坦，南低北高，多在2.54.5米（黄海高程）。据地理位置和地面相对高度，属沿江圩田区。2.2.4 地震根据中国地震烈度区划图，某地区基本烈度为6度。2.2.5 水文条件某经济开发区某园区水网密布，境内有纵贯南北的大小港道十多余条，平均相隔1公里左右即有1条乡级港道与长江相通。其中上六圩港、六圩港、十圩港等与横穿东西的新横港，组成纵横交错、纲目分明的水系网络。某经济开发区某园区长江段属完全感潮河道渠，潮型为非正规半日型半日潮。每日24小时内，出现最高、低潮各2次，每次涨潮时间持续3小时左右，落潮时间持续9小时左右，次日高、低潮出现的时间越比前一日滞后45分钟。高潮位出现在汛期（6-9月），警戒水位为4.04米（废黄河基面，下同）；低潮位出现在冬春季节，3月份出现最低水位。多年平均高潮位2.5米，平均低潮位0.44米。潮汐差小，平均潮差1.63-2.01米，最大3.39-4.01米，最小0-0.18米。2.3 给排水现状与规划2.3.1 给水现状与规划（1）给水现状：目前启动区内居民和企业用水通过自备井或长江取用生活和工业用水，近期园区生活用水指标为200升/人.天，公建用水量按10%计算，依此计算，近期居民生活用水量为0. 4万m3/d，。（2）给水规划：规划在某城区新建一座水厂，规模40万m3/d，作为本地区工业、生活用水水源。启动区近期规划人口2.75万人，远期规划人口10万（其中两万人计划安置在开发区外部），考虑到启动区的现状和生活水平以及相当一部分的农村人口，参照有关规范和情况相近的开发区，生活用水指标为300升/人.天，公建用水量按10%计算，依此计算，近期生活居民生活用水量为0.9万m3/d，远期用水量为2.7万m3/d。工业区沿江布置的大量高耗水企业，部分企业用水可以就近从长江及河流取水。供水管网结合水厂分区布置。分区管网之间设联系管。生活用水供水管网设置环状供水网络，保证供水的可靠性。以大管径的管道形成主要的环状干管，在环内通过部分管道进行有效的连通，再以连通管形成网络，通过小管径的管道分配到用户，形成完善的给水设施网络。2.3.2 排水现状与规划2.3.2.1 排水现状：目前启动区内范围内人口约1.8万人，有几家船舶维修制造和仓储物流企业，这些企业污水量很小，启动区内污水排放主要是以生活污水为主。污水排放系数取80%，则园区启动区近期生活污水排放量为0.32万m3/d，这些污水通过雨污合流管道或直排排入就近河道，然后最终排入长江。2.3.2.2 排水规划：某经济开发区某园区启动区控制性详细规划（以下简称“启动区控制详规”）对启动区污水处理厂建设规模做出说明，提出污水处理厂主要收集七圩路以西工业及生活污水，建设规模1015万m3/d，其中工业污水约10.5万m3/d，生活污水0.96万m3/d；由于没有污水专项规划文件，因此上述规划数据是以启动区规划建设面积的用水指标折算后得出的估算结果。现通过对园区产业规划结构的分析，对污水处理厂的建设规模进行进一步确定：（1）生活污水：按照国家标准城市给水工程规划规范（GB5028298）对城市单位人口综合用水量指标的规定：城市单位人口综合用水量指标（万m3/万人d）区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区0.81.20.71.10.61.00.40.8二区0.61.00.50.80.350.70.30.6三区0.50.80.40.70.30.60.250.5根据室外给水设计规范（GBJ 1386 1997版）对城镇居民综合用水定额的规定：综合生活用水定额（L/cap d）特大城市大城市中、小城市最高日平均日最高日平均日最高日平均日一区260410210340240390190310220370170280二区190280150240170260130210150240110180三区170270142230150250120200130230100170某经济开发区某园区规划期限内属一区小城市规模，通过比照其它周边地区的居民综合用水量调查结果，认为居民综合用水定额确定为0.3m3/d比较准确。通过对对“启动区控制性详规”对居民供水量的推算，启动区近期规划人口2.75万人，远期规划人口10万人；再根据开发区的计划安排，远期规划当中有2.0万人将安置在开发区外部，因此可以推算： 人均用水定额：0.3m3/d 污水排放系数：0.8 污水集中处理率：0.9 污水渗漏系数：10 近期生活污水总量：5346m3/d 远期生活污水总量：15552 m3/d（2）工业污水：根据园区的总体规划，启动区内的企业以钢铁、物流、船舶、汽车零部件企业为主，以下通过对不同类型企业的排水分析确定工业污水排放总量：（A） 钢铁企业：按照园区的产业规划，钢铁企业是园区的最大用水排水单位；园区目前已签约长强钢铁，近期年产钢50万吨，远期产钢400万吨；如按照钢铁行业的现行的单位产量给排水指标计算，长强钢铁的排水量如下：吨钢用水量：150180m3/吨钢循环水量：96补充新水量：4蒸发散失水量：2.22.5外排水量：1.51.8近期用水量：235000280000 m3/d近期外排水量：35005000 m3/d远期用水量：187.5225104 m3/d远期外排水量：2820040500 m3/d根据长强钢铁的环评报告书，该企业将采取较先进生产工艺和节水措施，使生产废水的排放量达到或接近零排放，厂区仅有少量生活废水向外排放，估算近期外排水量1000 m3/d，远期外排水量3000 m3/d；考虑到部分生产排污，因此确定长强钢铁的废水排放量为近期2000 m3/d，远期5000 m3/d。其它特钢企业由于没有炼铁炼钢，主要为轧板、拉丝等生产装置，大部分用水为冷却循环用水，不但用水量大大低于炼铁炼钢企业，废水外排量也很少；由于没有生产数据，废水外排量暂按照以下估计：近期外排水量：10002000 m3/d远期外排水量：500010000 m3/d（B） 汽车零部件企业：汽车零部件制造企业基本属于机加工类型，生产当中的用水主要集中在表面处理、喷漆等工序，实际外排水较少，按照国内其它同类或近似企业的排水量估计，此类企业的排水规模在5002000 m3/d左右。（C） 电力企业：电力企业尤其是热电厂的用水量较大，但是最高允许排水量限定在3.5m3/MW hr，因此可以初步测算电力行业排水量：规划装机容量：4300MVA估算一期装机容量：2300MVA近期排水量：2100 m3/d远期排水量：4200 m3/d（D） 排水总量估算：根据园区的产业结构区域安排和污水管网规划，七圩路以东的废水另行收集处理，因此上表中金泰钢结构、格尔顿、物流企业的废水不归启动区处理厂处理，因此可以通过以上分析和测算，可以园区已签约企业和意向入驻企业的工业废水排放水量汇总如下表：已经签约和在谈项目排水量估算表序号项目名称企业类型近期排水量m3/d远期排水量m3/d备注1长强钢铁钢铁20005000已签约2法尔胜特钢钢铁15007500意向3华润特钢钢铁15007500意向4长三角工业城汽车零部件10002000意向5中泰热电基础设施21004200意向合计810026200（3）污水处理厂建设规模：按照以上的测算可以确定园区的废水排放总量：近期废水总量（m3/d）远期废水总量（m3/d）生活废水534615552工业废水810026200总计：1344641752由于目前园区刚刚启动，只有总体规划和产业规划，在招商引资过程中变化会很大，不确定因素很多，因此在预测水量时考虑重点满足近期需要，控制最终规模，逐步扩大，避免近期建设规模过大，造成资源浪费。通过以上的分析和测算，认为启动区的污水处理厂建设规模以60000 m3/d比较准确，可以按照分期建设、逐步扩大的原则进行安排，保证污水处理厂的建设与园区的建设同步发展。初步考虑污水处理厂分3期建设，并随时根据园区的发展形势进行调整。污水处理厂建设规模：60000 m3/d一期建设规模：20000 m3/d一期分组建设规模：一期工程分2组建设每组规模10000 m3/d（4）污水管网：启动区的排水系统采用雨污分流制，将启动区分为四个污水集中分水区，分区内污水以重力流管道进入污水加压泵站，通过截流管接入污水处理厂。污水管网沿园区规划道路铺设，并污水干管应布置在排水区域内地势较低洼或便于污水汇集地带。当管网埋深超过6米时，应设污水提升泵站。另外，启动区控制详规中规划七圩路以东区域的废水由某方面的污水处理厂收集处理； 3 建设规模及处理程度的确定3.1 建设规模的确定根据对启动区生活废水和工业废水排放量的测算，确定这座污水厂的总规模为60000m3/d，分三期建设；其中一期规模20000 m3/d，分为2组建设，每组规模10000 m3/d。3.2 进水水质和组成预测根据某经济开发区某园区启动区控制性详细规划的要求企业污水必须达到污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准后送污水处理厂处理。按照规划的要求，各企业的废水应经过预处理达到污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准或污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）后才能排放。虽然要求各企业对本企业的废水进行处理会给企业带来一定的负担，有可能影响园区的招商引资工作，但是为保证各企业的排放废水不会对污水管网造成腐蚀、堵塞，减少管网的维护维修费用，同时也便于今后的排污收费管理，园区指定统一的排放水质标准是必要的。同时，综合考虑园区引进企业的类型，均为污染不严重的企业，各自排放的废水经过简单的中和、沉淀、除油等处理后，完全可以达到上述两个标准，各企业对自身的排放废水进行简单的预处理，并不会对企业带来过大的负担。因此，确定污水处理厂主要进水水质指标如下：COD：500 mg/LBOD5：300 mg/LSS：400 mg/LPH：6.09.0矿物油：20 mg/LNH3N：35 mg/L磷酸盐（以P计）：35 mg/L色度： 80倍另外，有毒有害物质及重金属的浓度必须达到上述标准才能进入污水管网。3.3 出水水质的确定根据某经济开发区某园区启动区控制性详细规划的要求以及考虑园区的实际情况，确定某园区启动区污水处理厂出水排放执行污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。污水处理厂的出水指标为：COD：100mg/LBOD5：30mg/LSS70mg/LNH3N：15mg/LTP：0.5mg/L4 工程技术参数4.1 建设规模4.1.1 远期建设规模：60,000 m3/d；4.1.2 设计规模分三期实施，其中一期：20,000 m3/d一期工程的20,000 m3/d，分两组实施，每组10,000 m3/d。4.2 污水量总变化系数 KZ=1.34.3 设计原水水质COD：500 mg/LBOD5：300 mg/LSS：400 mg/LPH：6.09.0矿物油：20 mg/LNH3N：35 mg/L磷酸盐（以P计）：35 mg/L色度： 80倍4.4 处理程度及出水水质要求出水达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准后排放。COD：100mg/LBOD5：30mg/LSS70mg/LNH3N：15mg/LTP：0.5mg/L4.5 排水出路某经济开发区某园区启动区污水处理厂处理后的污水通过污水干管排入就近的四圩港。4.6 污泥出路处理后污泥可直接运至城市垃圾卫生填埋场，也可在确认无害后作为肥料使用。5 污水处理厂厂址与建设条件5.1 污水处理厂厂址的选择污水处理厂厂址的选择与总体规划、污水管网的布局、地形地貌有密切联系，根据某经济开发区某园区启动区控制性详细规划确定启动区污水设在启动区五圩路西侧，沿江一级公路以南，四圩路以东，滨江路西侧，厂址详细位置详见附图。该厂址选择有如下优势： 接近四圩港，有利于就近排水； 同时污水处理厂处于整个园区和启动区的下风向，远离居民生活居住区，可以减少对园区的环境影响； 厂址所在地的地势较低，有利于污水自流，减少污水提升次数，节省投资和运行成本； 厂址构筑物少，拆迁量小，节省拆迁费用。5.2 处理出水排放口位置排放口选择在现四圩港闸上游，通过四圩港闸排入长江。6污水处理厂工艺方案选择6.1 处理工艺方案选择6.1.1 总体工艺方案选择的原则污水处理厂工艺方案的正确选择对确保处理厂的运行效果，降低投资和运行费用起着至关重要的作用，因此应根据所规定的规范、标准和一般原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、污水水质特性、排放标准以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。根据某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂的具体条件和要求，在总体工艺方案选择时，应遵循以下原则：（1）所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到排放标准的要求。某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂工程所选生物处理工艺必须保证高效去除有机物（去除BOD5，COD）、在一定温度条件下进行硝化和反硝化以实现一定程度的脱氮以及深度除磷的要求。（2）考虑到某经济技术开发区某园区启动区污水厂进水中工业废水的比例较大，污水浓度高，水质水量波动大，因此所选工艺应具有较大的抗冲击负荷的能力。（3）所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。（4）所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。（5）所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。（6）污水处理工艺的确定应与污泥处理和处置的方式结合起来考虑。污水处理厂排出的污泥应得到稳定化处理，以便于后续处理和处置。（7）所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。6.1.2处理厂总体工艺流程的组成根据污水处理厂进水水质及出水国家一级排放标准要求，某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂必须采用具有除磷、硝化和反硝化功能的二级生物处理才能达到设计要求。因此，污水处理厂的总体工艺流程包括机械处理段、二级生物处理段（包括生物除磷、生物脱氮）、消毒和污泥处理段等。（1）预处理段污水在进入主体处理单元前必须进行预处理，以保证后续处理工段稳定运行。预处理段包括粗格栅、进水提升泵、细格栅、沉砂池、初沉池等。（2）二级生物处理段常规二级生化处理的去除目标是有机污染物，对污水中同时存在的氮、磷营养物质只能去除其中的一小部分，一般氮的去除率只有20%左右，通过生物合成去除的磷也只有15%20%，残存的大部分氮和磷将随出水排放到受纳水体，因此不能满足某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂的处理要求。近年来，具有除磷脱氮功能的生物处理技术得到快速发展。生物除磷脱氮工艺能将总氮去除率提高到70%90%，总磷去除率提高到7090%，一般情况下可以稳定可靠地满足处理需求。因此，某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂的二级生物段将采用生物除磷脱氮工艺。由于生物除磷脱氮工艺的类型和实施方式多种多样，各具特点，其适用范围和应用的边界条件也存在差异，因此，应进行全面的分析和比较后选用。（3）污泥处理段：某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂近期排出的污泥直径进行浓缩脱水后外运到填埋场集中处置或在条件许可时也可进行农用、园林或改善土质等。由于二级生物处理段采用生物除磷脱氮工艺，若采用重力浓缩，污泥在浓缩池停留时间过长则会导致磷的释放，因此，本方案考虑采用机械浓缩与脱水一体化设备完成污泥的浓缩和脱水功能。6.2 氧化沟工艺氧化沟也称氧化渠和循环曝气池，是一种延时曝气活性污泥法。与常规的活性污泥法相比，氧化沟具有如下特征：（1） 在构造上的特征：A. 池体狭长，长可达数十米，甚至百米以上，池深度也较浅，一般在3.5m-4m左右，形式上可分为二沟式和三沟式等。B. 曝气装置多采用表面曝气器或者转碟、转刷（改良型）。C. 进出水装置构造简单。（2） 在工艺上的特征：A. 在流态上，氧化沟可按完全混合推流式考虑。B. BOD负荷低，类似活性污泥法的延时曝气法，处理水质良好。C. 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性。D. 污泥产率低，排泥量少。E. 污泥龄长，为传统活性污泥系统的3-6倍。（3） 氧化沟工艺的优缺点：A. 运行效果好，稳定性较高，对水质、水量变化有较强的适应性。对N、P有一定的去除效果，但不如C-TECH。B. 处理构筑物相对较少，管理较方便。曝气采用双速转刷，调节方便，但表曝耗能较高。C. 由于泥龄长，剩余污泥量较少，污泥性质稳定，污泥处理费用较低。D. 投资费用较大，经常运行电费最高。E. 构筑物量较少，占地最大。随着曝气设备改进，氧化沟池深改变时，占地面积可下降。6.3 A2/O工艺A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）污水处理工艺是在A/O工艺的基础上，前置了一个厌氧段。污水经预处理后先进入厌氧反应器（A1段），在这里，聚磷菌释放出磷，然后进入缺氧反应器（A2段），在这里大量的硝化液在缺氧状态下产生反硝化作用，释放出氮气，起到良好的脱氮作用。经脱氮的废水进入好氧反应器（O段），活性污泥在好氧情况下起硝化反应，并过量吸收废水中的磷，富集磷的剩余污泥排出系统，带走大量的磷，从而达到除磷的效果。在A2段和O段，大量有机污染物也同时得到有效的去除。（1） 工艺的主要特征A. 脱氮与除磷同步进行，构筑物功能明确。B. 在流态上，氧化沟可按完全混合推流式考虑。C. 缺氧与好氧交替运行，丝状菌增殖繁衍受到抑制，无污泥膨胀之虞。（2） A2/O工艺的优缺点：A. 运行效果较稳定、可靠，BOD5去除率可达90%，对于大型污水厂较为适宜。B. 充氧采用鼓风曝气可按溶解氧要求自控，有利于降低电费。C. 投资费用最大，经常运行电费较小。D. 构筑物数量多，运行管理复杂。E. 出水水质较好，但易受水质、水量冲击的影响。F. 污泥沉降性能好，易于脱水，但回流污泥浓度要求高，且必须严格控制泥龄。6.4 循环式活性污泥法工艺(C-TECH)6.4.1 C-TECH工艺循环阶段和循环过程循环式活性污泥法是间歇式活性污泥法的一种改进。在一个或多个平行运行、且反应容积可变的池子中，完成生物降解和泥水分离过程。因此在该工艺中无需设置单独的沉淀池。在这一系统中，活性污泥法按照“曝气-非曝气”阶段不断重复进行。在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物作用，但主要是完成泥水分离过程。 由于循环式活性污泥法工艺按照“注水-排水”以及“曝气-非曝气”顺序完成处理过程，因此属于序批式活性污泥法。C-TECH工艺每一操作循环由下列四个阶段组成：l 进水/曝气阶段l 沉淀阶段l 撇水阶段l 闲置（可视具体情况而定）循环开始时，由于污水的进入，使得池子内部的水位由某一最低水位开始上涨；经过一定时间的曝气和混合后，系统停止曝气以便使反应器内的活性污泥进行絮凝沉淀，活性污泥将在静止的环境中沉淀。当沉淀阶段完成后，撇水器将把池子上部的上清液排出系统，同时水位将降低到最初的深度。之后，系统将重复以上过程。上述各个阶段组成一个循环，并不断重复。请参见下页示意图。为了保持适当的污泥浓度，系统根据产生的污泥量排除相应数量的剩余污泥，排除的剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行，如此剩余污泥的浓度可达10 g/L 左右。6.4.2 C-TECH工艺的组成l 生物选择器 (BIOLOGICAL SELECTOR)在曝气池的前段设置生物选择器，这一特征是C-TECH工艺和其他SBR工艺的重要区别之一。生物选择器的最基本功能是防止活性污泥膨胀。在选择器中，污水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除。选择器可以恒定容积也可以可变容积运行,多池系统的进水配水池也可用作选择器。选择器区域不曝气，维持缺氧状态，污泥回流液中所含有的硝酸盐可在此选择器中得以反硝化，继而达到生物脱氮的效果。l 主曝气区在循环式活性污泥法工艺的主曝气区进行曝气供氧,主要完成降解有机物和同时硝化/反硝化(Simultaneous nitrification /Denitrification) 过程.l 污泥回流 / 排除剩余污泥系统在C-TECH池子的未端设有潜水泵，污泥通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送至选择器中(污泥回流量约为进水流量的20 %左右)。安装在池子内的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。l 撇水装置在池子的未端设有可升降的撇水堰，以排出处理出水。撇水装置及其它操作过程均实行中央自动控制。撇水器的独特结构可以有效防止浮渣进入系统出水，进一步确保处理的效果。6.4.3 C-TECH工艺中脱氮除磷同时硝化/反硝化在可变容积的”充水 - 排水”活性污泥法系统中进行生物脱氮 (硝化和反硝化)已有多年历史。大量运行结果表明，C-TECH工艺具有卓越的硝化/反硝化能力。随着除氮要求的不断提高，C-TECH工艺也将得到日益广泛的应用。根据目前投入运行的循环式活性污泥法工艺污水厂的运行结果,对于一般城市污水在没有特殊工程措施的条件下，其24小时混合出水水样的出水值为：NH4-N0 .2mg /l NO3-N1.5mg /l 出水水质主要取决与污泥泥龄，供氧情况和一个循环中曝气和非曝气阶段的比例。运行结果表明，对于同时硝化/反硝化系统，循环式活性污泥法工艺的循环周期最佳可为3 小时、4小时及6小时。通过同时硝化 / 反硝化实现脱氮必须连续测定池子主曝气区的溶解氧数值，并加以控制调节。在曝气阶段需要不断调节溶解氧，在曝气开始时，溶解氧控制在较低的水平 (约 0.2 - 0.5 mg O2 /l)， 直到在曝气阶段结束前，才使溶解氧达到最高水平 (约2 - 3mg O2 /l)。这种运行方式无需如前置反硝化系统那样需要将硝酸盐氮从硝化区回流至反硝化区，因此可省去内循环系统；而且在系统中也不需要单独设置一个缺氧运行阶段以进行反硝化。在主曝气区进行上述过程时，在选择器中大量吸收的易降解物质得到水解并转移至细胞内，从而提高了后续主曝气区内微生物的呼吸速率，加速了整个过程的进行。生物除磷使微生物不断地循序通过好氧和厌氧 (氧化还原电位 - 150 mV)运行可以促进在微生物细胞内吸收过量的磷.在生物除磷过程中，当微生物处于厌氧环境时,短链脂肪酸被吸收到细胞内部并被转化为多聚 -羟基丁酸(PHB)内贮物, 细胞内的聚合磷酸盐则被转换并以磷酸盐的形式释放到周围环境中, 同时还释放镁和钾盐物质。当微生物处于好氧环境时，细胞大量吸收磷酸盐并形成胞内聚合磷酸盐，吸收镁和钾盐物质，在厌氧条件下形成的PHB物质在好氧阶段得到降解。上述反应机理在循环式活性污泥法系统的曝气阶段和非曝气阶段不断重复进行。在此过程中，废水中残余的硝酸盐对生物除磷的影响极微。在不增加其他处理单元的条件下，在 4 小时循环周期的系统中, 其生物除磷的效果在80-90 %左右。如需再进一步提高除磷的效果，可采用 6小时或更长的循环周期.此时非曝气时间占整个循环时间的50%左右，池子容积和撇水堰渠均需适当增大。其他的SBR工艺一般循环周期在 8 小时左右,在操作中易于出现污泥膨胀。6.4.4 C-TECH 工艺与常规SBR工艺的区别C-TECH 工艺与常规的SBR工艺的主要区别在于： C-TECH工艺设有生物选择器，可以有效抑制丝状性微生物的生长繁殖，繁殖污泥膨胀，使系统的稳定性得到明显提高。此外，选择器的设计与生物除磷相结合可以显著提高系统的除磷效果。而以往的SBR工艺则没有选择器，污泥的沉降性能易于恶化。 在C-TECH工艺中，在曝气阶段同步完成有机物的降解、硝化、反硝化和除磷的功能，因而其工艺操作大为简化，并且无须任何混合搅拌措施。而常规的SBR类工艺则必须分好氧、缺氧和厌氧等不同阶段以完成有机物的降解、硝化、反硝化和除磷的功能，从而导致操作复杂和系统的设备增加。为了避免污泥在缺氧和厌氧阶段发生沉淀，必须设置搅拌装置，因此不仅增加能耗， 而且在一定程度上限制了其在大中型污水处理厂的应用。比较其他传统的、普通的序批式活性污泥工艺，循环式活性污泥法工艺非常经济，可以节省大量投资，包括机械和电气的投资，节省运行和维护费用以及减少占地面积。除这些优点外，此项工艺的操作更为简单。6.4.6 C-TECH工艺的主要优点C-TECH工艺的主要特征和优点可以总结如下： 工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好，可在不增加大量投资的条件下，实现深度除磷脱氮的目的。通过合理设计可使循环式活性污泥法工艺中产生的剩余污泥同时得到部分稳定，故无需设置单独的污泥消化系统，因此整个污水厂的工艺流程非常简单。 工程投资低。因无需初沉池及二沉池（循环式活性污泥法中总的反应池容积总是小于传统的包括初沉池和二沉池的反应器的总容积），混凝土用量和土建投资低。系统中无需设置庞大的刮泥桥、大量搅拌设备以及庞大的污泥回流和内回流泵，故系统机械/设备投资低。另外系统中无需设置如传统活性污泥法中连接曝气池与二沉池的所有连接管道。 工艺系统运行费用低。由于污泥回流比较低（通常为日平均流量的20，且无其他内回流系统）以及无需搅拌能耗，故节省大量能耗，另外通过实现深度反硝化可以回收氧量，应用污泥耗氧速率控制技术严格控制溶解氧水平，故系统可最大程度地降低能耗和运行费用。 循环式活性污泥法工艺的一个重要特点是所有的活性污泥在任何时间都处于一个反应池中，能保证有机物的降解、硝化等生物处理过程的正常进行。在设有二沉池的活性污泥法系统中，在雨季及峰值流量时，一定数量的活性污泥将被转移到二沉池中，曝气池污泥量减少，对硝化作用产生较大影响。 整个工艺系统的操作完全自动化，维护费用及人员费用能降到最低。 具有很大的抗冲击负荷能力，能很好地缓冲进水水量和水质的波动 (日变化, 季节性变化)，能有效地控制污泥膨胀和丝状微生物的生长，系统具有很高的工艺稳定性。通过选择器可以自动抑制丝状污泥和微生物的增殖。系统具有抗有机和水力冲击能力，不会产生如传统活性污泥法中在水力冲击时活性污泥转移到二沉池中或随出水流失的现象。故NH4N的处理效果不会受到影响。 适应水质水量的变化能力强。通过调节循环时间和各个阶段的时间安排即可适应实际进水负荷的变化。 占地面积少，该工艺一般采用矩形池结构的模块式建造方式，其布置非常紧凑，其生物处理部分的占地一般仅为连续流A2/O工艺的5060%，故可节省大量土地，在地价较贵时，可明显降低土地投资的费用。由于采用模块式布置方式，故系统扩建极其方便。 可最大程度地降低对周围环境的影响。鼓风机安装在同一风机房内，采取集中的噪声控制措施，因此，在采用微孔曝气系统时污水厂噪声可以得到有效控制。与机械表面的曝气系统相比，尚可大大减少对周围环境的不良影响（系统无气雾问题）。大量实践表明，在采用微孔橡胶膜曝气系统的活性污泥系统中可以忽略气味问题。另外，由于该工艺系统占地少、结构紧凑，因此污水厂的建造对周围环境的影响将降到最低程度。 综上所述，三种工艺对COD和N、P都有一定的去除效果，但是，从经济和技术两方面比较可以看到CTECH法为最佳。该工艺运行效果好，出水水质稳定，对N、P的去除率高，可确保达到二级排放标准要求。对水质水量变化的耐冲击性好，处理构筑物少，尤其是污泥量少，自动化程度高，使得管理操作十分方便。因此，本工程采用以循环式活性污泥法（CTECH）为核心的二级生化处理工艺。6.5 处理工艺流程的确定根据以上的比较和分析，在本方案设计中，某经济技术开发区某园区污水处理厂采用如下图所示的处理工艺：进水粗格栅进水泵房细格栅沉砂池出水CTECH池中间水池消毒池鼓风机液氯某经济技术开发区某园区启动区污水处理厂工艺流程简图入流污水首先进入粗格栅以去除污水中含有的粗大物质，以保护后续进水泵房和构筑物的正常运行。污水提升后经细格栅和沉砂池处理后流入后续生物处理反应池，生物处理段采用循环式活性污泥法工艺，以完成生物除磷、硝化/反硝化和去除有机物等功能，在非曝气阶段完成泥水分离过程，处理出水经撇水器撇出系统后进入中间贮水池，通过中间提升泵将生物处理出水提升至后续消毒处理系统处理后排放。CTECH系统排出的剩余污泥经机械浓缩和脱水后外运。污水厂出水达到国家一级排放标准后排入附近水体。7 污水处理厂工程设计7.1 工艺设计根据前面讨论的工程建设规模和工艺方案进行本工程的方案设计。污水处理厂一期规模按照20000m3/d设计，分为两个组，每组处理规模10000m3/d。厂区总平面布置兼顾远期建设的衔接。（1） 污水处理系统的组成：本方案所设计的处理系统包括以下主要单元：单元名称功能粗格栅用于截留废水当中的大块固体杂物提升泵站输送废水至后续处理单元细格栅进一步截留废水中的固体杂物沉砂池去除废水当中粒径大于0.2mm的沙粒生物处理池（CTECH池）去除水中的有机污染物、完成生物脱氮除磷、完成泥水分离中间水池（接触消毒池）对废水进行消毒排水泵站处理后的废水扬升外排污泥处理系统对生化系统产生的剩余污泥进行浓缩、脱水处理（2） 各单元工艺设计参数：A. 粗格栅间：按照60000m3/d规模进行土建工程建设，设备按照20000 m3/d的规模进行设备配置；设计规模：60000m3/d格栅渠道数量：2渠道宽度：1500mm渠深：6.00m（暂定）最大过栅流速：1.00m/s栅前水深：0.80m配套设备：机械回转格栅：1台，栅宽1400mm，栅隙20mm平面格栅：1台，栅宽1400mm，栅隙20mm渠道闸门：4套螺旋栅渣输送机：1台B. 提升泵站：按照60000 m3/d规模建设；进水井采用3台大通道无堵塞潜水污水泵扬升污水。进水井有效容积：300m3数量：1座有效水深：2m平面尺寸：15.0010.00m配套设备：潜水泵：3台，2用1备，420m3/hr，11m，30kw渠道闸门：2套电动葫芦：1套，2.5T，提升高度12mC. 细格栅间：设计规模：60000m3/d格栅渠道数量：2渠道宽度：2200mm渠深：1.20m最大过栅流速：1.00m/s栅前水深：0.80m配套设备：机械回转格栅：1台，栅宽2000mm，栅隙5mm平面格栅：1台，栅宽2000mm，栅隙5mm渠道闸门：4套螺旋栅渣输送机：1台D. 沉砂池：采用PISTA旋流沉砂池，去除粒径0.2mm的砂粒。一期设沉砂池1座，处理能力20000 m3/d，远期根据水量增长情况进行同步配置；污水处理厂总共设4座沉砂池