人工湿地水质净化工程项目_可行性研究报告.doc

1 呼和浩特托克托县 人工湿地水质净化工程项目 可行性研究报告可行性研究报告 送审稿 送审稿 哈尔滨辰能工大环保科技股份有限公司哈尔滨辰能工大环保科技股份有限公司 北京林业大学环境科学与工程学院北京林业大学环境科学与工程学院 二 一一年八月 2 1 呼和浩特托克托县 人工湿地水质净化工程项目 可行性研究报告可行性研究报告 项目编号 2010SZX001 董董 事事 长长 总总 经经 理理 总总 工工 程程 师 师 项目负责人项目负责人 技术负责人技术负责人 参加编制人参加编制人 校校 对对 人人 2 1 第一章 概 述 1 1 1 项目概况 1 1 2 编制依据 原则和范围 6 第二章 项目区域概况 8 2 1 自然条件及社会经济概况 8 2 2 园区污水处理厂概况 12 第三章 项目建设必要性和可行性 14 3 1 项目建设必要性 14 3 2 项目建设可行性 15 第四章 污水处理规模及处理程度的确定 17 4 1 污水处理规模 17 4 2 处理程度确定 17 4 3 污水最终出路 20 第五章 工艺方案论证 21 5 1 水质特点 21 5 2 处理工艺选择的原则 21 5 3 工艺比选 21 5 4 工艺流程确定 30 5 5 工程选址及占地 30 5 5 植物的选择与配置 33 5 6 景观区规划设计 37 第六章 湿地处理工程设计 40 6 1 人工湿地净化工程设计方案 40 6 2 各处理单元设计介绍 42 6 3 人工湿地净化工程处理效果预测 51 6 4 处理后水的用途及出路 52 6 5 人工湿地净化工程管线系统设计 52 6 6 人工湿地净化工程高程设计 56 6 7 人工湿地净化工程其他附属设计 60 第七章 安全 环保 节能 68 7 1 安全生产 68 7 2 环境保护 69 7 3 节能 71 7 4 工程内消防 72 第八章 组织机构及人员编制 74 8 1 组织管理机构 74 8 2 组织管理 74 8 3 技术管理 74 8 4 人员编制 74 第九章 工程项目建设 76 9 1 厂址准备 76 9 2 工程项目实施 76 9 3 进度设想 78 第十章 运行管理 79 2 10 1 人工湿地水质净化部分运行管理 79 10 2 人工湿地系统维护 79 第十一章 投资估算 81 11 1 工程简要概况 81 11 2 编制依据 81 11 3 工程费用编制方法 82 11 4 工程其他费用 83 11 5 基本预备费和价差预备费 83 11 6 固定资产投资方向调节税 83 11 7 流动资金估算 84 11 8 建设总投资 84 第十二章 融资方案 86 12 1 资金使用计划 86 12 2 资金筹措 86 第十三章 财务经济评价 88 13 1 编制说明及编制依据 88 13 2 财务评价数据 89 13 3 财务评价指标 90 13 4 财务评价结论 91 第十四章 工程效益分析 92 14 1 环境及社会效益 92 14 2 经济效益 92 3 前前 言言 内蒙古托克托工业园区为自治区级开发区 是全区 20 个重点工业园区之一 自治区 级高科技工业园区和循环经济示范区 截至目前 园区已累计引进项目 40 多项 这对于 托克托县引进先进技术 设备 专业人员 协作性生产机遇以及富有潜力的市场 都是一 个非常好的发展机遇 内蒙古托克托工业园区污水处理厂于 2006 年 12 月底完工 并投入试运行 工程设计 处理能力 20000m3 d 工艺采用 预处理 水解酸化 CASS 深度处理 工艺 由于来水水质 变化较大加之处理工艺本身存在一定缺陷 使得初期污水不能达到设计的达标排放要求 通过国内外方案的比选 并经专家论证 园区污水处理厂最终确定了 水解酸化 A O MBR O3 生物活性炭 NF 的改造工艺 确保出水水质稳定达标 目前改造工程正在实施 中 由于托克托县地处黄河流域水环境敏感区域 国家和地方政府对进入黄河的水体有极 其严格的限制 前期由于工业园区污水处理厂不能稳定达标 已经严重影响和制约了托克 托县的经济和社会发展 因此确保园区污水处理厂达标排放 并能满足最终排放黄河或进 行重复利用的水质要求成了地方政府目前迫切需要解决的难题 根据县环保局和相关部门 的要求 园区污水处理厂进行升级改造后 其出水排放必须达到城镇污水厂污染物排放标 准 GB 18918 2002 一级 B 标准 要严格限制上游企业的污水排放水质 保证园区污水 处理厂的正常 稳定运行 同时为了确保最终排入黄河的水质达标 需要对园区污水处理 厂的出水采取进一步的深度处理 经过对当地情况进行的深入调研和分析 并充分考虑当 地实际情况 最终确定在污水处理厂后端实施人工湿地水质净化工程 使园区污水处理厂 出水达到城镇污水厂污染物排放标准 GB 18918 2002 一级 B 标准后 进一步在人工湿 地内进行深度处理 确保进入什拉乌素河的水质达到地表水环境 V 类水体标准以上 以 使污水最终更安全地排放进入黄河 本次工程将依托和利用目前已建有的 3 座氧化塘系统 进行设计和改造 本工程的实施将对托克托县经济的可持续发展 改善托克托县的水环境质量和提高人 居生活质量 改善托克托县的投资环境起到十分重要的作用 具有明显的环境效益 社会 4 效益和经济效益 本工程投资估算为 10996 89 万元 1 第一章第一章 概概 述述 1 1 项目概况项目概况 1 1 1 工程名称工程名称 呼和浩特托克托县人工湿地水质净化工程 1 1 2工程建设实施单位工程建设实施单位 托克托县环境保护局 1 1 3工程建设实施范围工程建设实施范围 托克托县工业开发区原有 3 座稳定塘污水处理系统改造 新建人工湿地水 质净化工程及其附属工程 1 1 4 处理规模处理规模 人工湿地水质净化工程近期处理规模为 2 万 m3 d 最大处理能力可达 5 万 m3 d 1 1 5处理程度处理程度 1 进水水质 工业园区污水处理厂污染物排放执行城镇污水排放一级 B 标准 GB 18918 2002 主要污染指标如表 1 1 所示 表 1 1 园区污水处理厂出水水质情况 序号项目单位出水水质 1CODCr mg L 60 2BOD5mg L 20 3SSmg L 20 4氨氮mg L 8 15 5总氮mg L 20 6总磷mg L 1 7pH6 9 同时 根据建设单位提供资料 园区污水处理厂出水中含盐量较高 总含 盐量约为 2000mg L 左右 2 2 出水水质 根据呼批政字 1997 6 号 呼和浩特市人民政府关于呼市地表水环境功能区 划分结果的批复 和呼环字 1996 094 号 关于请求对 呼和浩特市地表水环境 功能区划分技术报告 批复的报告 什拉乌素河现状使用功能为农灌纳污泻洪 现状水质类别为劣 类 功能区水质目标为 地表水环境质量标准 GB3838 2002 中 类水体 根据水体功能划分 类水体主要适用于农业用水区及一 般景观要求水域 地表水环境质量标准 GB3838 2002 水质指标如表 1 2 表 1 2 地表水环境质量标准主要水质指标 单位 mg L 序 号 类 类 类 类 类 1水温 人为造成的环境水温变化应限制在 周平均最大温升 1 周平均最 大温降 2 2pH 值 无量纲 6 9 3溶解氧 饱和率 90 或 7 5 6532 4高锰酸盐指数 2461015 5 化学需氧量 COD 1515203040 6 五日生化需氧量 BOD5 334610 7 氨氮 NH3 N 0 0150 51 01 52 0 8 总磷 以 P 计 0 02 湖 库 0 01 0 1 湖 库 0 025 0 2 湖 库 0 05 0 3 湖 库 0 1 0 4 湖 库 0 2 9 总氮 湖 库 以 N 计 0 20 51 01 52 0 10铜 0 011 01 01 01 0 11锌 0 051 01 02 02 0 12 氟化物 以 F 计 1 01 01 01 51 5 13硒 0 010 010 010 020 02 14砷 0 050 050 050 10 1 15汞 0 000050 000050 00010 0010 001 3 16镉 0 0010 0050 0050 0050 01 17铬 六价 0 010 050 050 050 1 18铅 0 010 010 050 050 1 19氰化物 0 0050 050 20 20 2 20挥发酚 0 0020 0020 0050 010 1 21石油类 0 050 050 050 51 0 22 阴离子表面活性 剂 0 20 20 20 30 3 23硫化物 0 050 10 20 51 0 24 粪大肠菌群 个 L 2002000100002000040000 根据以上标准 本次工程设计出水水质需满足 地表水环境质量标准 GB3838 2002 类水质标准 主要水质指标如表 1 3 所示 表 1 3 本工程出水水质主要指标 序号项目单位出水水质 1CODCr mg L 40 2BOD5mg L 10 3SSmg L 10 4氨氮mg L 2 0 5总氮mg L 2 0 6总磷mg L 0 4 7pH6 9 根据以上指标计算 按照近期 2 万吨 日处理规模考虑 本工程的人工湿地 水质净化工程建成后 COD 每年消减 146t BOD 每年消减 73t SS 每年消减 73t 氨氮每年消减 94 9t 总氮每年消减 131 4t 总磷每年消减 4 38t 1 1 6 处理工艺处理工艺 通过方案技术经济比较 确定人工湿地水质净化工程的处理工艺为 园区污水处理厂出水 前置沉淀池 表面曝气塘 水平潜流人工湿地 表面曝 气塘 垂直潜流人工湿地 荷花塘 人工浮岛塘 荷花塘 砾石床 生态塘 表流 景观人工湿地组合工艺 4 1 1 7工程选址工程选址 本工程选址于现有伍什家镇兴茂村 苗家壕村东侧 具体位置见图 1 1 1 1 8工程占地工程占地 工程占地 原有 3 座氧化塘的占地面积约 67 万 m2 约 1000 亩 新建表 流景观人工湿地占地 183 万 m2 约 2750 亩 总占地面积约 250 万 m2 约 3750 亩 1 1 9 工程投资工程投资 本项目人工湿地水质净化工程总投资为 10996 89 万元 1 1 10 资金筹措资金筹措 申请国家补助资金 5000 0 万元 银行贷款 3000 0 万元 地方配套 2996 89 万元 5 图 1 1 本工程选址示意图 拟建人工湿地位置拟建人工湿地位置 6 1 2 编制依据 原则和范围编制依据 原则和范围 1 2 1 编制依据编制依据 1 呼和浩特市发展和改革委员会关于该项目的文件 呼发改工字 2011 477 号 2 国家发展和改革委员会办公厅文件 发改办环资 2011 1542 号 3 托克托县人民政府县长办公室会议纪要 研究湿地水质净化工程项目 建设相关事宜 2011 22 号 4 建设单位提供的 1 1000 的地形图 2011 7 29 5 中华人民共和国 水污染防治法 6 设计采用的相关规范和标准 人工湿地污水处理工程技术规范 HJ 2005 2010 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 地表水环境质量标准 GB3838 2002 污水再生利用工程设计规范 GB T 50335 2002 城市污水处理厂运行 维护及其安全技术规程 CJJ60 7 内蒙古自治区工程概算定额及呼和浩特市地方价格 8 托克托县环保局 水利局提供的有关资料 9 托克托县拟建人工湿地 考察调研技术意见 王睿宁 刘奇 刘晓军 1 2 2 编制原则编制原则 1 严格遵守国家环境保护法 水污染防治法 依法保护环境 解决水环 境污染 2 根据城市总体布局 结合环境和地形的特点 按照截 蓄 导三位一 体的思路和原则 统一规划污水处理设施 实行污水综合治理 最大限度地发 挥本建设项目的效益 3 污水处理应采用适合当地情况 管理简便 高效 运行可靠 节约能 源 降低基建投资和运行成本的处理工艺 4 使污水处理从以处理为主要目的 处理型 向以处理与利用相结合 或以利用为主要目的的 利用型 转移 7 5 实现废物的最小化 可更新资源的开发利用与保护增值相并重 实现 自然资源开发利用与生态环境的保护和改善相协调 6 积极稳妥地采用国内外先进处理技术和设备 为节省建设资金和合理 利用外资创造条件 尽量少用耗能较大的机械设备 必须采用时优先考虑国内 外技术先进 节能降耗效果较好的处理设备 7 本着 尊重自然 优先生态 合理利用 持续发展 的原则 对人工 湿地的基本定位 功能分区 生态建设等进行全面规划 以期达到湿地生态功 能的充分发挥 多样统一 均衡发展的目标 8 为托克托县及周围地区的人民提供一个良好的休闲 旅游和青少年教 育基地 随着人民生活质量的提高 人们不单单要求丰富的物质生活 而且要 求有良好的自然环境 亲水文化 水边环境 已经成为人们修饰环境的重要 内容 9 符合生态学与生态经济学基本原理的原则 1 2 3 编制范围编制范围 本项目是针对托克托县工业园区污水处理厂出水而建设的人工湿地水质深 度处理工程 本可研编制范围包括 污水从进入现有氧化塘开始 至污水排出 人工湿地处理系统为止 具体包括 1 现有氧化塘的改造技术方案 2 新建人工表流景观湿地污水深度处理技术方案 3 设计范围内的生态景观设计方案 4 项目的投资概算 8 第二章第二章 项目区域概况项目区域概况 2 1 自然条件及社会经济概况自然条件及社会经济概况 2 1 1 地理位置及区域交通地理位置及区域交通 托克托县隶属于内蒙古自治区首府呼和浩特市 位于自治区中部 大青山 南麓 黄河上中游分界处北岸的土默川平原上 北近阴山 南临黄河 地理坐 标在东经 111 2 30 111 32 21 北纬 40 5 55 40 35 15 全县平均海拔 1132m 总面积 1416 8km2 黄河流经县境 37 5km 全县地势为东南高而西北 和西南低 托克托县辖 5 镇 13 个居委会 120 个村委会 总人口 19 5 万人 境内居住着蒙 汉 回 满等 24 个民族 托克托县处在呼和浩特市 包头市 鄂尔多斯市 金三角 腹地 交通便利 现已形成 五纵四横一环线 的交通网 络 已于 2006 年底通车的呼准铁路 呼城高速公路贯穿全县南北 2 1 2 区域自然条件区域自然条件 1 地质 地层 第四纪前地层 新第三系 底部砂砾岩与红土互层 顶部红土夹钙质结核 层 总厚度约 30m 普遍分布于县境东南丘陵区 第四纪沉积有两层 分为下中更新统和全新统 下中更新统一层为冲积红 积层 为半胶结的砂砾层 局部夹粉沙层 具有交错层理 砾石成分为花岗岩 片麻岩 石英安山斑岩及玄武岩等 厚度达 15m 出露于宝贝河两岸 另一层 为湖相沉积黄绿色粘质砂土及灰黑色淤泥中夹薄层的午胶结的砂层 分布于黄 河左岸蒲滩拐 全新统一层为风积层 由细砂 粉砂组成 分布于县境黄河北 岸地带 呈砂堆 砂垅 砂丘 另一层为冲积层 由砂 砂砾 粘质砂土等组 成 分布于平原表层 层次清楚 岩层垂直方向变化较大 厚度无常 构造轮廓 托克托县位于内蒙古东西褶皱带南部 基底褶皱近于东西向或东北向 与 内蒙古东西褶皱带的构造线一致 盖层走向近乎东北 西南方向 向西北缓 9 缓倾斜 与黄河西的鄂尔多斯台地相似 2 地貌 自然地理为黄土高原 在地上地势东南高而西北和西南低 由丘陵地形过渡 到宽广的平原地形 具体分为五类 丘陵区 山前倾斜平原 湖积台地 宽谷 洼地和冲积平原 在成因类型上 由剥蚀堆积地形到堆积地形 剥蚀堆积地形 分布于县镜东南部 海拔高程 1100 1277m 由第三系砂砾组成 在表面上 普遍被黄土质粘砂土覆盖 形成浑圆形山顶 地形向西北倾斜 堆积地形 冲积平原 由黄河 大黑河 宝贝河 什拉乌素河冲积而成 地势平坦 微有起伏 盐渍化普遍 沼泽零星分布 由冲积砂粘质砂土 砂质粘土堆积而 成 海拔高程 1000 1050m 风成地形 分布于县境西南 南部黄河以北局部地方 由细砂 粉砂组成 固定砂丘和砂垅 一般高出地面约 0 5 20m 海拔高程 1000 1050m 3 气象 气候特点 托克托县深居内陆 远离海洋 经常受冷空气的侵袭 具有显著的北温带 大陆性气候特点 又由于依山傍河 故而个别地区又有明显的区域性气候特征 冬季漫长而干冷 夏季短暂而温湿 冷暖变化剧烈 雨量少 气候干燥 年平 均气温 7 1 一年中最冷的月份 1 月 平均气温为 11 6 最热的月份 7 月 平均气温为 23 1 最高极端气温为 40 5 最低极端气温为 28 7 年 平均降水量为 357mm 年最多降水量为 705mm 年最少降水量为 162mm 本 地区的温度由南向北递减 而降水量则由南向北递增 年平均日照时数在 2800 3300h 之间 光照最充沛的 5 6 月份 月日照时数均在 300h 以上 年平均风 速为 2 3m s 4 5 月份是全年风速最大的月份 平均风速为 3 0m s 一年当中 的大风和沙暴现象大多发生在此间 本地区盛行偏西风 一年当中有 10 个月的 时间刮偏西风 只有 7 月份和 8 月份以偏南风和偏东风为主 全年平均无霜期 为 126d 年无霜期最短的只有 92d 最长的则达 158d 之间悬殊甚大 春霜平 均结束在 5 月中旬末 秋霜平均出现在 9 月下旬初 年平均蒸发量为 1900mm 是年平均降水量的 5 倍多 年最大冻土深度为 137cm 4 县城概况 10 托克托县历史悠久 人杰地灵 文化底蕴深厚 早在五 六千年前的新石 器时代 就有人类在这里生息繁衍 在这块古老而文明的沃土上 有新石器时 期的 海生不浪文化 遗址 战国赵武侯筑就的云中古城 唐代边陲要塞东受降 城 辽 金 元的云内 东胜州 互市贸易的水旱码头河口古镇 有神奇莫测 变化无穷的海眼神泉 千亩湖泊 苇丛点缀的南湖水上公园 有品质优良 闻 名遐迩的红辣椒 葡萄 小茴香 黄河鲤鱼 黄米 黄豆 红萝卜 枸杞等土 特产品 在历史的进程中 这里曾先后孕育出孟舒 恰台吉 李裕智 苏谦益 等历史名人和革命先驱 改革开放以来 特别是中国实施西部大开发战略和亚洲最大火力发电厂内 蒙古大唐国际托克托电厂的建成投产 给托克托县带来了前所未有的发展机遇 托克托县工业经济异军突起 托克托工业园区是依托大唐托克托发电厂 园区 自备电厂发展建设的高载能产业新型工业园区 自治区级高科技园区 是全区 八大特色产业基地之一 生物制药发酵基地 被自治区列为全区 20 个重点工 业园区之一 已经成为托克托县经济发展的最大平台 2007 年 全县地区生产总值完成 103 亿元 人均 GDP 达到 7100 美元 是 2003 年的 4 5 倍 财政收入完成 18 65 亿元 含政府性基金收入 4 77 亿元 是 2003 年的 8 倍 可用财力大幅增长 彻底摆脱了 吃饭财政 的困境 城镇 居民人均可支配收入达到 12800 元 农民人均纯收入达到 6200 元 比 2003 年 翻一番 近两年来 县政府从银行融资 3 6 亿元用于基础设施建设 为全县长 远发展奠定了坚实基础 托克托县由国家级贫困县一跃跨入全区一流旗县行列 在第七届全国县域经济基本竞争力评价中跃居西部百强县第 9 位 十二五期间 托克托县计划全力打造工业园区 构建新兴工业化发展平台 毫不动摇地坚持工业强县战略 本着重点抓工业 着力抓项目 突出抓效益的 原则 围绕 一个中心 实现 两个突破 做强 三大产业链条 突出 四大产 业优势 争创 五个一流 全面实现工业经济科学 集约 循环 清洁 可持 续发展目标 一个中心 努力打造基础完善 环境优化 产业集聚 项目汇聚 专 业生产 集约经营 科学管理 效益突出 和谐发展的全区第一工业园区和自 治区级循环经济示范区 11 两个突破 一要在节能减排 保护环境方面求突破 二要在科技创新 方面求突破 努力做大做强 煤 发电 高铝粉煤灰综合利用 氧化铝 建材加工 工业硅 多晶硅 单晶硅 下游及终端产品 农产品 玉米 深加工 发酵 食品药 品 三大循环经济产业 四大支柱产业 突出以电力产业 生物制药产业 冶金产业和化工产 业为主的四大支柱产业 加快环保和新能源 光伏产业 新材料 装备制造 现代物流等产业集群发展 实现工业强县目标 五个一流 一是创造一流生产经营条件 二是营造一流服务环境 三是 引进一流工业企业 四是打造一流工业产品 提五是争创全国一流的产业工业 园区 2 1 3 托克托电厂及工业园区简介托克托电厂及工业园区简介 1 托克托大唐托电 经国务院批准开工建设的托克托火电厂的项目是国家实施西电东送的重点 建设项目 也是内蒙古自治区实施西部大开发战略的龙头项目 更是托克托县 经济腾飞的重要支柱项目 按照规划 由内蒙古大唐托克托发电有限责任公司 将陆续建设 ABC 三个大型发电厂 每个厂装机容量为 6 60 万千瓦 远景规划 装机总容量 1080 万千瓦 电厂的工程建设从 2000 年 8 月正式开工 设计装机 总容量 8 60MW 机组 托克托 A 电厂 一期 二期工程 4 台 600MW 机组已 正式并网发电 完成投资 101 4 亿元 三期 四期 4 台 600MW 机组于 2006 年全部建成 每台机组年发电量约 40 亿度 整个工程建成后 托电已成为举世 瞩目的 北方火力三峡 大唐托电所发电力全部供京 津 唐地区 电厂全部 建成后 可实现年产值近 80 亿元 上缴税金 10 亿元 2 托克托工业园区 内蒙古托克托工业园区是自治区级开发区 全区 20 个重点工业园区之一 自治区级高科技工业园区和循环经济示范区 园区规划总面积 32 6 平方公里 共分五个功能区 即电力能源区 生物制药区 金属冶炼区 化工区和综合服 务区 园区的产业定位是以电力能源工业为基础 以生物制药 金属冶炼和化 工工业为主导产业 同时带动相关产业同步发展 园区开发建设以来 基础设 施建设累计投入资金 13 8 亿元 先后建成了东西区主干道 污水处理厂 变电 12 站 生活服务区 商贸区等重点工程 园区通车道路 31km 配套排雨 排污管 网 62 7km 已完成开发面积 12 平方公里 有效满足了入区企业建设生产的需 要 截至目前 园区累计引进项目 40 多项 已正式开工并陆续投产的企业有 24 家 累计完成固定资产投资 366 9 亿元 园区电力装机容量达 540 万千瓦 为亚洲最大的火力发电基地 生物发酵容积达 2 4 万 m3 为全国最大的生物发 酵基地 2008 年 园区已投产企业实现工业总产值 117 6 亿元 工业增加值 57 亿元 实现利润 14 亿元 上缴税金 13 4 亿元 占全县财政收入的 87 6 托克 托工业园区被农业部评为全国农产品加工创业基地 被自治区党委 政府授予 内蒙古工业十强开发区 位列全区 20 个重点工业园区第 2 位 托克托县县委 县政府按照市委 市政府产业发展要求 在工业园区集中引进 建设了一批规 模大 技术水平高 产业特色鲜明的生物制药企业 目前 工业园区西区供电 供水 供气 污水处理等基础设施已经全部配套 生物制药企业达到 11 家 有 石药中润 中抗糖业 神州生物 拜克 金达威 溢多利 中牧 健隆 融成 等公司 其中上市公司有 3 家 分别是石药集团 神州生物 拜克公司 石药 集团还是全球最大的青霉素生产企业 神州生物科技有限公司的辅酶 Q10 项目 是军用航天技术在民间生物制药领域成功应用的实例 还有内蒙古金达威药业 有限公司是全球第四家可以生产羊毛脂胆固醇的企业 目前 托克托工业园区 生物发酵总容积已经达到了 2 4 万 m3 成为全国最大的生物发酵基地 并已形 成原料玉米到发酵下游产品较为完整的生物发酵循环链 托克托工业园区被命 名为国家火炬计划呼和浩特生物发酵特色基地 园区的目标是经过几年的努力 将园区建设成为科技含量高 综合效益好 建设速度快 资源得到充分利用的 新型工业园区 到 2012 年 园区工业总产值力争突破 300 亿元 财政收入力争 突破 30 亿元 争取建成内蒙古自治区第一工业园区 2 2 园区污水处理厂概况园区污水处理厂概况 工业园区现已建设污水处理厂一座 位于园区西北侧 距呼准铁路西侧 200m 根据园区总体规划 污水厂最终占地为 207 亩 日处理规模为 10 万 m3 现已建成一期 占地 77 亩 总投资为 7700 万 日处理为 2 万 m3 2005 年 5 月施工 2006 年 12 月底经呼和浩特环保局批准开始试生产 13 园区污水处理厂来水源自托电工业园区产生的工业废水和生活污水 其中 大部分为工业废水 工业废水主要包括园区各生产企业内部已经处理过的制药 废水 化工废水等 园区污水处理厂的进水水质要求如表 2 1 所示 表 2 1 园区污水处理厂进水水质一览表 序号项目单位出水水质 1CODCrmg L 300 2BOD5mg L 150 3SSmg L 100 4氨氮mg L 25 5pH6 9 但是 由于园区内主要企业产生的制药废水与化工废水水质较为复杂 在 工厂内达标排放的处理难度较大 园区污水处理厂的进水常常存在较大的冲击 负荷问题 造成出水水质难以达标 目前园区污水处理厂正在实施改造工程 经专家论证拟采用水解酸化 A O MBR 臭氧生物活性炭 纳滤工艺 处理后 的污水将达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 18918 2002 一级 B 类标准 14 第三章第三章 项目建设必要性和可行性项目建设必要性和可行性 3 1 项目建设必要性项目建设必要性 1 该项目建设是城镇化发展的需要 托克托县是呼和浩特市的卫星城 其发展一定要跟得上呼和浩特市的发展 思路和进度 而目前托克托县的基础设施建设尚不符合城镇化发展的需要 基 础设施建设相对滞后 不适应呼和浩特市经济发展的需要 该项目的建设可缓 解托克托县基础设施建设不足的压力 促进当地社会经济良好发展 因此本工 程的建设具有一定前瞻性 符合呼和浩特市整体发展需要 2 满足生态文明建设的要求 国家大力推行生态文明建设 在开发中治理 治理中开发 本工程运用人 工湿地原理净化污水 属于生态治理建设 同时建设出一处景观良好的湿地公 园 满足呼和浩特市创建环保模范市的需要 3 达到节能减排的目标 本项目的建设是污水的深度处理工艺 运用太阳能 生物能等清洁能源 使 COD 每年消减 146t BOD 每年消减 73t SS 每年消减 73t 氨氮每年消减 94 9t 总氮每年消减 131 4t 总磷每年消减 4 38t 满足国家十二五规划提出 的节能减排要求 4 保护当地水体 可最大限度的削减进入什拉乌素河的污染负荷 进而有效地保障最终受纳 水体 黄河的河水水质免受污染 同时本工程的建设对于上游突发性污染事故 的冲击具有一定的缓冲能力 5 可明显提高排放污水的水质标准 园区污水处理厂污染物排放标准 GB 18918 2002 由一级 B 标准提高到 地表水环境质量标准 GB3838 2002 类水质标准 解决园区污水处理厂 出水不能满足受纳水体什拉乌素河对水质要求的问题 15 6 可实现污水资源化并能改善周围的生态环境 本地区林地和农田较多 目前缺水较严重 只有少量地表降水及地下渗水 加之污水没能及时得到解决 生态破坏较为严重 本项目人工湿地水质净化工 程建成后 其处理后的污水水质可以达到 农田灌溉水质标准 和 景观娱乐 用水水质标准 的要求 除可将污水直接资源化用于解决生态部分的用水 还 可为周围的农林用水提供水源 改善周边生态环境 此外 人工湿地的建设对 调节当地小气候 改善目前干旱的气候条件起到一定作用 7 具有较好的景观效果 本项目在改善水质以及周边生态环境的同时 在景观建设方面还给予了考 虑 不仅将人工湿地建成一个污水深度处理的工艺设施 还要形成具有较好景 观效果的湿地公园 为周边居民提供一个休闲游憩的场所 8 具有一定的经济效益 本项目人工湿地水质净化工程建成后 除能大大改善周边生态环境外 还 可使当地农民得到一部分经济收益 目前农 林 牧 渔业随着环境的恶化 在经济上受到很大影响 工程建成后 可形成莲藕种植区 高效水产品自然养 殖区 水上观光区 果树种植区 苗木种植区 药用植物种植区等生态区域 改善农民的经济收入 可见 本工程实施后 对综合解决本地区污水排放处理问题 改善周边生 态环境 促进本地区生态环境良性循环具有极其重要的意义 同时还可有力地 促进本地区的社会经济可持续发展 3 2 项目建设可行性项目建设可行性 1 政策保障 国家发展和改革委员会办公厅文件 发改办环资 2011 1542 号 呼和浩特 市发展和改革委员会关于该项目的文件 呼发改工字 2011 477 号 这些文件 中提到的关于加大环保事业建设的政策 是该项目有力的政策保障 2 资金保障 当地政府部门高度重视污水综合利用和节能减排工作 对于本项目的实施 做好了资金方面的准备 16 3 场地保障 托克托县人工湿地拟选场地区域 现在就是托克托县工业园区污水处理厂 排出污水的氧化塘所在地 具有了较好的工程实施条件 便于进行人工湿地处 理系统的改造 而且 人工湿地拟选场地的原状土地性状就是 天然的下湿洼 地 即所谓的 碱滩地 其地貌土地性态适合进行人工湿地建设 4 工程条件保障 本地区社会经济发展迅速 交通 运输 材料等外部协作条件完备 本工程具备充分的实施条件 5 技术保障 从上世纪 70 年代末开始 人工湿地污水处理 技术的应用领域 得到不断 拓展和延伸 处理工艺越来越成熟 系统类型也日趋多样化 欧美发达国 家相继在此领域进行了大量的研究 均得到了较为满意的效果 我国也相继 建造了一批人工湿地水处理系统 大量的小试和中试研究结果表明 在我国 大部分地区应用人工湿地污水处理技术是可行的 而且2011 年 3 月 1 日 开始实施的 人工湿地污水处理工程技术规范 HJ2005 2010 也为人 工湿地污水处理技术提供了比较详细可行的规范 17 第四章第四章 污水处理规模及处理程度的确定污水处理规模及处理程度的确定 4 1 污水处理规模污水处理规模 根据建设单位提供资料 本工程近期按照工业园区污水处理厂排放水量 2 万吨 日考虑 考虑到工业园区发展造成排水量的增加 本可行性研究方案中在 确定人工湿地净化系统时按照处理规模达到 5 万吨 日进行设计 4 2 处理程度确定处理程度确定 4 2 1 进水水质的确定进水水质的确定 本工程的进水来自托克托县园区污水处理厂的出水 根据建设单位提供资 料 园区污水处理厂出水执行城镇污水厂污染物排放标准 GB 18918 2002 一 级 B 标准 据此确定本工程进水的主要污染指标如表 4 1 所示 表 4 1 本工程进水主要水质指标 序号项目单位出水水质 1CODCr mg L 60 2BOD5mg L 20 3SSmg L 20 4氨氮mg L 8 15 5总氮mg L 20 6总磷mg L 1 7pH6 9 注 括号外数值为水温 12 时的控制指标 括号内为水温 12 时的控制指标 4 2 2 出水水质的确定出水水质的确定 根据呼批政字 1997 6 号 呼和浩特市人民政府关于呼市地表水环境功能区 划分结果的批复 和呼环字 1996 094 号 关于请求对 呼和浩特市地表水环境 功能区划分技术报告 批复的报告 什拉乌素河现状使用功能为农灌纳污泻洪 18 现状水质类别为劣 类 功能区水质目标为 地表水环境质量标准 GB3838 2002 中 类水体 根据水体功能划分 类主要适用于农业用水区及一般景 观要求水域 地表水环境质量标准 GB3838 2002 水质指标如表 4 2 所示 表 4 2 地表水环境质量标准主要水质指标 单位 mg L 序 号 类 类 类 类 类 1水温 人为造成的环境水温变化应限制在 周平均最大温升 1 周平均最 大温降 2 2pH 值 无量纲 6 9 3溶解氧 饱和率 90 或 7 5 6532 4高锰酸盐指数 2461015 5 化学需氧量 COD 1515203040 6 五日生化需氧量 BOD5 334610 7 氨氮 NH3 N 0 0150 51 01 52 0 8 总磷 以 P 计 0 02 湖 库 0 01 0 1 湖 库 0 025 0 2 湖 库 0 05 0 3 湖 库 0 1 0 4 湖 库 0 2 9 总氮 湖 库 以 N 计 0 20 51 01 52 0 10铜 0 011 01 01 01 0 11锌 0 051 01 02 02 0 12 氟化物 以 F 计 1 01 01 01 51 5 13硒 0 010 010 010 020 02 14砷 0 050 050 050 10 1 15汞 0 000050 000050 00010 0010 001 16镉 0 0010 0050 0050 0050 01 17铬 六价 0 010 050 050 050 1 18铅 0 010 010 050 050 1 19氰化物 0 0050 050 20 20 2 20挥发酚 0 0020 0020 0050 010 1 19 21石油类 0 050 050 050 51 0 22 阴离子表面活性 剂 0 20 20 20 30 3 23硫化物 0 050 10 20 51 0 24 粪大肠菌群 个 L 2002000100002000040000 根据上述标准 确定本工程出水水质指标如表 4 3 所示 表 4 3 本工程出水主要水质指标 序号项目单位出水水质 1CODCrmg L 40 2BOD5mg L 10 3SSmg L 10 4氨氮mg L 2 0 5总氮mg L 2 0 6总磷mg L 0 4 7pH6 9 4 2 3 处理程度的确定处理程度的确定 本工程进 出水水质指标对比如表 4 4 所示 表 4 4 本工程进出水水质指标对比 序号项目进水水质 mg L出水水质 mg L 1CODCr 60 40 2BOD5 20 10 3SS 20 10 4氨氮 8 15 2 0 5总氮 20 2 0 6总磷 1 0 4 7pH 6 9 6 9 1 COD 去除率 60 40 60 33 3 20 2 BOD 去除率 20 10 20 50 3 SS 去除率 20 10 20 50 4 氨氮去除率 15 2 15 86 7 5 总氮去除率 20 2 20 90 6 总磷去除率 1 0 4 1 60 根据以上指标计算 按照近期 2 万吨 日处理规模考虑 本工程的人工湿地 建成后 COD 每年消减 146t BOD 每年消减 73t SS 每年消减 73t 氨氮每年 消减 94 9t 总氮每年消减 131 4t 总磷每年消减 4 38t 4 3 污水最终出路污水最终出路 经过处理后污水 主要作为人工湿地生态公园的景观用水 最终水的出路 有两条 一是经表流人工景观组合湿地进一步净化处理后送入什拉乌素河 最 终汇入黄河 二是净化后水作为农业灌溉用水或其他用途得到重复利用 21 第五章第五章 工艺方案论证工艺方案论证 5 1 水质特点水质特点 本工程的进水来自于托克托县工业园区污水处理厂的出水 该污水处理厂 的出水水质达到城镇污水排放标准一级 B 标准 托克托县工业园区的产业主要 是以电力能源工业为基础 以生物制药 金属冶炼和化工工业为主导产业 所 以废水主要为电厂冷却水 制药废水 冶金废水和化工废水 这些混合工业废 水成分较为复杂 COD 含量高 含盐量大 并且具有一定生物毒性 经过园区 污水处理厂处理之后 COD 可降为 60mg L 但是剩余 COD 都是难降解的 继 续深度处理降低 COD 难度较大 并且来水一部分为电厂的循环冷却水 含盐量 较高 因此在选择工艺方案时应充分考虑此水质特点 5 2 处理工艺选择的原则处理工艺选择的原则 本工程处理工艺方案选择的原则是 1 技术成熟 处理效果稳定 保证出水满足排放要求 2 基建投资和运行费用低 以尽可能少的投入取得尽可能大的效益 3 便于管理 降低劳动强度和人工费用 4 能带来一定的生态环境效益 4 能带来一定的经济效益和社会效益 5 3 工艺比选工艺比选 根据托克托县人工湿地水质净化工程的水质特点 要达到处理后的出水水 质要求 必须选择合理 经济 可行 可靠的污水综合处理方案 目前 可供 选择的污水处理工艺主要有活性污泥工艺 生物膜工艺和生态处理工艺 它们 又分别衍生出多种适合不同污水水质特点的污水处理工艺 例如 普通活性污 泥法衍生出 AB 工艺 氧化沟系列工艺 SBR 系列工艺 A2 O 工艺等 生物膜 22 法包括普通生物滤池 生物转盘 生物接触氧化 曝气生物滤池等 生态处理 方法包括氧化塘处理系统 厌氧稳定塘 好氧稳定塘 兼性稳定塘 土地处理 系统 土地慢速渗滤处理系统 土地快速渗滤处理系统 和人工湿地处理系统 等 我国已建和在建的许多污水治理工程中 大多采用活性污泥工艺和生物 膜工艺 这两大类污水处理方法比较适合于处理污染物浓度较高的污水 其核 心是利用机械设备 通过大量的电能消耗 人工强化微生物的净化能力 以能 量的高消耗换取污染物质的去除 它们的显著特点是占地面积小 处理效率高 建设成本高 运行能耗大 运行费用高 运行管理技术要求高 污水生态处理 技术是运用系统科学 生态学 生态经济学的原理 应用工程学的方法 综合 形成的污水处理新技术 污水生态处理技术的核心是以太阳能 风能为初始能 源 通过稳定塘 人工湿地系统中微生物 动植物的协同作用 将进入污水处 理系统中的有机污染物 氮磷营养物等进行降解和转化 最后不仅能从污水中 去除污染物质 而且以产出动植物的形成进行资源回收 使污水处理与利用有 机结合起来 实现污水处理过程的资源化 该技术尤其适合于处理污染浓度较 低的污水 而且处理效果好 处理成本低 并能产生显著的生态环境效益 污 水生态处理技术相比于活性污泥法和生物膜法 具有以下优点 处理效果好 特 别是脱氮除磷效果好 投资少 能耗低 运行费用低 处理成本低 有直接经 济效益 能改善周围的生态环境 其缺点是占地面积大 处理效果受季节影响 大 在污水生态处理技术中 人工湿地应用的最为广泛 下面将对人工湿地进 行详细介绍 5 3 1 人工湿地的概念人工湿地的概念 湿地是陆地与水体之间的过渡地带 是一种高功能的生态系统 具有独特 的生态结构和功能 人工湿地 Constructed wetland 是一种由人工建造和控制 的 与沼泽地类似的地面 是在 20 世纪 70 年代发展起来的新型废水处理工艺 它根据自然湿地生态系统中物理 化学 生化反应的协同作用来处理废水 一 般由人工基质 如碎石 和生长在其上的水生植物 如芦苇 香蒲等 组成 是一个独特的土壤 植物 微生物生态系统 5 3 2 人工湿地的构造人工湿地的构造 23 人工湿地主要由五部分组成 见图 5 1 图 5 1 人工湿地的构造 1 各种透水性的基质 如土壤 砂 砾石 2 适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物 如芦苇 香蒲等 3 水体 在基质表面下或上流动的水 4 好氧或厌氧微生物种群 5 无脊椎或脊椎动物 5 3 3 人工湿地的类型人工湿地的类型 人工湿地可以促进废水中植物营养素的循环 使废水中所含的有用物质以 作物形式再利用 能绿化土地 改善区域气候 促进生态环境的良性循环 根 据污水的水流方式 人工湿地可分为四种类型 地表流湿地 潜流湿地 垂直 流湿地和潮汐湿地 在污水处理实际工程中 经常采用表流人工湿地和潜流人 工湿地的组合形式 5 3 4 人工湿地处理系统中植物 填料和微生物的功能人工湿地处理系统中植物 填料和微生物的功能 1 植物的功能 植物是湿地中必不可少的一部分 它通过自身的生长及协助湿地内的物理 化学 生物等作用来去除湿地中的营养物质 植物还可以延长水在湿地内的停 留时间 沉淀悬浮颗粒 为微生物的生长提供可依附的表面 同时还有输送氧 气到根区 提高水在土壤中的传导等作用 不同的生长环境 适宜的湿地植物是不同的 但所选择的湿地植物通常应 具有下列特性 能忍受较大变化范围内的水位 含盐量 温度和 pH 值 24 在本地适应性好的植物 最好是本地的原有植物 被证实对污染物有较好的去除效果 有广泛用途或经济价值高 2 填料的功能 湿地中的基质为植物根系提供物理支撑的基础 为污水中各种复杂的污染 物提供一个反应的界面和区域 为水体中生长的各种微生物提供一个生长繁殖 的环境 因此 填料的选择对于人工湿地污水处理系统的运行效果具有重要意 义 填料是湿地的基质与载体 其去污过程来自离子交换 专性与非专性吸附 螯合作用及沉降反应等 填料的所有理化性状都可能影响到它对污水的处理效 果 在床体内部填充多孔的 有较大比表面积的填料 介质 可改善湿地的水 力学性能 为微生物提供更大的附着面积 增强系统对污染物 尤其是氮 磷 的去除能力 目前应用较多的有土壤填料 卵石填料 塑料填料 炉渣填料 陶瓷填料 活性炭填料 自然岩石与矿物材料等 每种填料性能各有优缺点 应根据具体 原污水的水质和经济分析结论进行选择 以充分发挥填料的作用 但所选填料 都应满足 质轻 松散容量小 有足够的机械强度 比表面积大 孔隙率高 属多孔惰性载体 不含有害于人体健康和妨碍工业生产的有害物质 化学稳定性良好 水头损失小 形状系数好 吸附能力强 滤速高 工作周期长 产水量大 水质好 为了综合发挥各填料优势 湿地床应由多种填料组成 填料级配十分重要 以有效去除各种污染物质 同时有效避免堵塞 提高运行周期 3 微生物功能 自然界中碳 氮 磷等元素的循环离不开微生物的活动 人工湿地处理污 水时 有机物的降解和转化也主要是由植物根区微生物活动来完成的 人工湿 地中的微生物是极其丰富的 这为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者 5 3 5 国外人工湿地技术的发展与现状国外人工湿地技术的发展与现状 25 自西德 1974 年首次建造人工湿地以来 各种不同的湿地在世界各地已被大 量用来处理不同的废水 1996 年 9 月在奥地利维也纳召开的第四次国际研讨会 标志着人工湿地作为一种独具特色的新型废水处理技术已经正式进入水污染控 制领域 自由表面流湿地在欧洲发展缓慢 瑞典 1994 年在 Wittgren 建一座处理 6500PE 占地 22hm2的自由表面流湿地 在北美约 200 座湿地处理系统有 2 3 是自由表面流湿地 其中一半又是自然湿地 自然湿地的大小从 1 1000hm2 其中一半在 10 100hm2 人工自然表面流湿地通常较小 60 小于 10hm2 自 然湿地水力负荷小于人工湿地 系统水深范围 5 90cm 30 40cm 较普及 最 常用的预处理是兼性或好氧塘 研究表明许多湿地系统都是用于现行塘系统的 精处理 地下潜流系统在欧洲应用较多 有几百座已建成运行 在丹麦 德国 英国等国家都至少有 200 个系统在运行 此技术还在快速发展中 特别是在一 些东欧国家 绝大多数系统种植有芦苇 也有种植其它湿地植物的 在德国大多数人工湿地系统介质是土壤 人们认为根的生长和芦苇根区会 增加和稳定导水性 但几乎所有土壤系统都遇到表面断流问题 为保证潜流 英国和北美绝大多数采用砾石床 虽有些砾石床也堵