佛山某镇污水处理厂可行性研究报告

佛山某镇污水处理厂可行性研究报告 前 言 某镇地处珠江三角洲腹地，位于南海区西部，东与狮山镇相连，南与西樵镇相接，西、北与三水区接壤。距广州 38山 22江支流从镇的东边流过，南海区东西干线连接某镇城区与广州珠江隧道芳村口，每天有数十班客车往返于广州、佛山和西樵之间，水陆交通方便。 近些年来，随着某镇的经济的发展，排放的生产生活污水水量也随之增长；而某镇城区基本上未铺设污水收集管道，大量的生产生活污水未经收集处理直接排放入水体，对周围水体造成严重污染。根据南海区环境规划总体要求及某镇环境规划要 求，某镇近期即将实施建设城区生活污水收集管道和污水处理厂，以完善某镇的污水处理系统，改善某镇的水环境。 基于上述背景， 2006 年 3 月，受佛山市某镇污水处理有限公司委托，我院积极组织技术力量，对工程规模及原有方案进行了进一步的综合分析和研究，相应地调整了技术方案，最终编制了佛山市某镇城区污水处理工程的可行性研究报告。 本研究报告主要结论如下： （ 1）污水厂处理规模 根据建设方提供的资料，结合实际调研情况，确定某镇城区污水处理厂设计规模为 6 万吨 /日，分期建设。本可行性研究报告主要考虑一期（ 2007 年）处理规模 吨 /日的设计。 （ 2）进出水水质 结合调查数据、城镇污水厂处理厂污染物排放标准（ ,确定某镇城区污水处理厂进出水水质如下： 设计进、出水水质一览表 序号 设计指标 进水水质 出水水质 去除率 (%) 1 ) 300 60 80 2 ) 150 20 87 3 SS() 200 20 90 4 ) 30 8 73 5 TP() 3 67 （ 3）污水处理工艺 本方案推荐采用 艺作为某镇城区污水处理厂污水处理的主体工艺，同时根据城市污水处理工程项目建设标准，经二级处理后消毒排放。 （ 4）污泥处理工艺 结合一期 吨 /日建设规模的实际情况，建议设储泥池，通过螺杆泵提升进入浓缩脱水一体化机进行浓缩脱水，脱水后污泥外运填埋处理。 （ 5）污水厂主要技术经济指标 序号 名 称 单位 数量 1 一期厂区占地面积 公顷 建构筑物占地面积 公顷 建筑系数 % 道路广场占地面积 公顷 绿化占 地面积 公顷 绿化系数 % 30 序号 名 称 单位 数量 7 总投资 : 万元 概 述 制依据及基础资料 制依据 佛山市某镇城区污水处理厂工程设计委托书。 础资料 1、佛山市某镇总体规划修编 某镇人民政府，深圳市城市规划设计研究院 2006 年 9 月编制 2、南海市 “ 十五 ” 环境保护规划 南海市环境保护局 1999 年 12 月编制 3、城市污水处理及污染物防治技术政策 建设部国家环保总局科技部 建城【 2004】 24 号文件 4、市政工程设计管理标准 建设部城市建设司 5、佛山市某镇污水处理专项规划 某镇人民政府，同济大学建筑设计研究院 2007 年 3 月编制 6、某镇自来水公司提供有关工业园及附近村委的近几年的用水量 7、某镇地形图 (1:10000) 8、其它某镇的基础资料 用的主要规范和标准 1.室外排水 设计规范（ 2.泵站设计规范 50265.建筑给水排水设计规范 4.地表水环境质量标准 .城镇污水处理厂污染物排放标准 . 城市污水处理工程项目建设标准（修订） 2001 北京 7.城市污水处理厂污水、污泥排放标准 .城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 .城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程 0.建筑结构荷载规范 1.建筑地基处理技术规范 2.混凝土结构设计规范 3.建筑抗震设计规范 4.砌体结构设计规范 5.钢结构设计规范 6.给水排水工程结构设计规范 7.建筑桩基技术规范 8.预应力混凝土结构规范 19.混凝土结构工程施工质量验收规范 0.给水排水构筑物工程施工及验收规范 1.地基与基础工程质量验收规范 2.建筑地基基础设计规范 3.采暖通风与空气调节设计规范 87 2001 年版 24.暖通空调规范实施手册 25. 10以下变电所设计规范 94 26.低压配电设计规范 95 27.供配电系统设计规范 95 28.电力工程电缆设计规范 94 29.电力装置的继电保护和自动装置设计规范 92 30.工业企业照明设计标准 92 31.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 2.建筑物防雷设计规范 94(2000 版 ) 33.工业与民用电力装置的接地设计规范 83 34.自动化仪表选型规定 0507 92 35.仪表供电设计规定 050936.仪表系统接地设计规定 0513 2000 37.建筑防雷设计规范 2000 版 38.计算机机房设计规范 9.分散型控制系统工程设计规范 40.电气装置的电测量仪表装置设计规范 3 90 41.分散型控制系统工程设计规定 205732.控制室设计规定 0508 2000 43.信号报警、联锁系统设计规定 0511 2000 制范围及年限 制范围 本可行性研究编制范围：佛山市某镇城区污水处理 厂工程。 本工程服务范围为：某镇中心城区。 制年限 本工程编制年限： 近期 (一期 )： 2007 年 2010 年 远期 (二期 )： 2010 年 2020 年 制目的 编制目的是对工程设计规模、污水水质、处理厂厂址、污水污泥处理工艺等进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的多方案比较和论证，在此基础上，提出推荐方案，使所选方案科学合理、技术先进、处理效果好、运行稳妥可靠、占地面积小、造价省、运行成本低。最终使得该项工程的社会效益、环境效益和经济效益达到最佳统一。 1. 贯彻国家有关环境保护政策，符 合国家的有关法规、规范及标准； 2. 经处理后排放的污水水质符合国家和地方的有关排放标准和规定，符合环境影响评价的要求； 3. 在佛山市城市总体规划及佛山市污水处理工程建设规划的指导下进行项目的可行性研究； 4. 根据现有的排水体制和水环境保护的要求，综合规划和选择合理的排水体制，使工程具有可实施性； 5. 因地制宜地采用先进的污水处理和污泥处理的新工艺、新技术、新设备和新材料； 6. 采取全面设计、分期实施的原则，既考虑近期的可操作性又考虑中、远期合理性，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程 度地发挥工程效益； 7. 采用先进地节能技术，降低污水处理厂的能耗及运行成本； 8. 优先采用集成度高的污水处理工艺，以便实现模块化设计，以利于污水处理厂的分期建设和扩展； 9. 采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水厂的管理水平，保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度； 10. 污水处理厂的处理工艺流程力求先进、简洁、可靠，便于操作管理； 11. 在整个污水处理厂设计中，始终体现 “ 以人为本 ” 的设计精神，美化和改善职工的工作和生活环境。 程区域概况及自然条件 镇工 程区域概况 1. 地理位置及历史沿革 某镇地处珠江三角洲腹地，位于南海区西部，东与狮山镇相连，南与西樵镇相接，西、北与三水区接壤。距广州 38山 22江支流从镇的东边流过，南海区东西干线连接某镇城区与广州珠江隧道芳村口，每天有数十班客车往返于广州、佛山和西樵之间，水陆交通方便。 丹灶名源于晋代，距今 1700 多年，原名珍丰市。相传东晋道教理论家、医药家及炼丹术家葛洪博学多才、淡薄名利，一心钻研神仙道术，在其担任勾漏令期间，曾从罗浮山云游至此，在金锋岗结灶炼丹成圣，珍丰市遂改名丹灶。此地曾出土炼丹灶 一只。 建国前后 (1950 1957)丹灶属南海县第四区和十三区， 1957 年又进行撤区建乡，成立了大的丹灶乡， 1958 年改为红峰人民公社 (原四区后云溪乡，十三区石龙村也同时划归红峰公社 )， 1961年底成立丹灶区、分设丹灶、西城和某镇城区三个公社， 1963 年三社合并，成立丹灶公社 (1966年将丹灶公社改称为红峰公社，又于 1978 年复名为丹灶公社 )， 1983 年改称丹灶区， 1987 年又改称某镇。 2004 年年底，某镇与金沙镇合并，并沿用某镇名称。 某镇不仅是珠江三角洲著名的鱼米之乡，还是著名的历史和文化之乡，不仅有 东晋时道教理论大师葛洪在此炼丹，而且清代散文家、教育家、著名的维新变法领袖康有为也出生于此。 2. 行政区划、人口现状及预测 某镇现辖区总面积为 原某镇和金沙镇，镇政府设在某 镇城区。某镇城区管辖 1 个城区办事处和新农、荷村、石联、大涡、上沙窖、建设、东升、丹灶、朗心、良登、仙岗、西城、银河及周边 15 个行政村， 55个村民小组。 根据第五次人口普查资料显示，某镇城区总人口为 60109 人 (包括外来人口 )，总户数为 16817户，人口密度为 713 人 /总人口中，男性为 31176 人，女性为 28933 人。 2001 年户籍人口为 41899 人，农业人口 33962 人，非农业人口 7937 人。 2005 年末统计总人口为 160220 人，其中户籍人口为 83067 人。某镇政府设在丹桂路一侧。 根据佛山市某镇总体规划（ 2005 2020），某镇人口现状与预测见表 1 1 表 1 1 某镇人口现状与预测表 年份 2005 2010 2020 户籍人口 (万人 ) 住人口 (万人 ) 人口数 (万人 ) 某镇自然条件 1. 地形地貌 某镇城区地势由西北向东南倾斜，西部为连片岗地 (面积 外廓呈月牙形，东部为沉积小平原 (丹灶境沃野平旷，河流纵横，丘陵山岗星罗棋布。 某镇城区面积 84地肥沃，灌溉便利，农业生产和养殖业发达。城区土地资源相对丰富，拥有大面积的连片土地，有山、水、林， 而且只是初步开发，污染较轻，生态状况良好。 2. 气象 某镇属亚热带海洋性季风气候，全年气候温和，夏长冬短。丹灶日照充足，年平均气温 ，1 月平均气温 13 ， 7 月平均气温 ；雨量充沛，年平均降雨量为 4 9 月为汛期，其降雨量占全年的 81%； 7 9 月为台风季节，对丹灶影响较大。 3. 河道及水文 某镇地处珠江三角洲河网区，水资源比较丰富，以地表径流及人工灌渠为主。镇东面为北江干流东平水道，支流罗行涌从镇内穿过，南面为西城涌，官山涌 (环山沟 )是某镇城区的主要内涌，贯穿镇南北，源于三水，流入北江顺德水道。某镇城区地表径流与人工灌渠大部分都与环山沟相连。 状排水系统及规划 1城区排水现状 根据实地踏勘了解，城区范围内生活污水未经处理直接排入附近水体。 雨水管网为道路工程附属，无统一规划设计，不成体系。 目前没有完善的污水管网，雨水、污水合流排放，工业废水和生活污水通过自建管道流入排水站，然后通过排水站提升至官山涌中；官山涌现在是纳污河流，河水污染严重，水质达不到地表水 2存在的问题 (1) 现状为雨、污合流制，大部分污水没有经过处理直接排放，对水体污染严重。 (2) 部分污水采用明渠排水，污染环境卫生。 3. 城区排水规划 行政村居民点现状为雨污合流制，受道路、建筑和管位等多方面条件的限制，目前把现状的合流制完全改建为分流制所需的工程量很大， 根据实际情况近期各居民点排水采用合流系统，沿排水出口设污水截流管，将旱流污水和初期雨水进行截流，排入污水系统，等将来统一改造时，再实行污水、雨水分流排放。 对于其它新建地块规划排水体制均采用雨水、污水分流制，对新建、改建的道路、小区一律要实行分流制，建设污水、雨水两套排水系统。建设污水处理厂处理管网收集的污水。 本工程近期采用截流式合流制排水系统。根据甲方要求， 2007 年污水厂建成后不建收集管网，只考虑从城区排涝泵站收集污水，因此不考虑截流雨水； 2010 年建设污水收集管网时再考虑 1 的截流雨水的收集。远 期 2020 年再逐步改造成分流制。 目实施的必要性 城区污水处理厂的建设使十分必要的，主要体现在以下几个方面： 1是配合丹灶的河涌整治、截污，改善丹灶河涌水环境的需要。 城区污水处理厂的服务范围主要是某镇南部城区、西部工业区以及周边村落。目前该区域内未建成污水收集系统，大量工业废水、生活污水直接排入内河涌，使水环境严重恶化，河涌淤积十分严重，影响排涝能力，同时水环境容量递减，失去水体自净能力，正逐步影响居住环境和居民身体健康，大量污水排入河道造成某镇部分河道官山涌等水体呈现劣 V 类和 V 类，因此必需加快 实施污水管网收集系统，特别对于污染严重的城区实施截污管网建设，截留污水，改善河涌水环境质量。 根据已完成的佛山市某镇污水处理专项规划，城区所在的丹灶南部片区近期污水量为 日，这些污水现状均直排入附近水体，对周围水环境的影响较大，因此也必须尽快新建城区污水处理厂。 2改善生活和投资环境，保护水资源的要求，提高人民的生活水平， 促进某镇社会和经济发展的需要。 水资源是极其宝贵的，是人类赖以生存和社会持续发展的先决条件。水资源的开发利用即要满足社会经济发展的需要，又要充分考虑水资源的承受能力，对水 资源实施切实且有效的保护，使水资源得以持续利用，支持社会的可持续发展。 为了有效解决水环境的污染问题，实现城市可持续发展的战略目标，根据佛山市人民政府下发的佛山市珠江水环境综合整治实施方案佛府办（ 2003） 39 号的要求，珠江水环境综合整治的目标是：一年初成见效，三年不黑不臭、八年江水变清，同时广东省人民政府与佛山市人民政府签订 2002 年至 2010 年珠江责任书，要求 2005 年底城市出水处理率达到 50以上，而佛山市某镇污水处理专项规划中也明确要求某镇 2010年的污水处理率应达到 50。 因此必须加 快对城市污水进行综合治理，提高城市生活污水处理率，进而实现内河涌治理改善水环境和美化生活环境，并使水资源的可持续利用满足经济的可持续发展，新建城区污水处理厂是达到这一目的的重要步骤。 2 工程规模、水质与厂址 水水量预测 状用水量 根据某镇自来水公司统计数据，城区污水处理厂服务范围内 2004 年、 2005 年、 2006 年供水量见表 2 1。 表 2 1 城区污水厂服务范围内各村自来水用水量情况 年份 单位 2004 (万 2005 (万 2006 (万 供水量 80 水量预测 均综合指标法污水量预测 （ 1）用水量计算有关参数 A）随着人们生活水平提高，人均用水量会越来越多，但水资源日益短缺，根据节约用水原则，人均综合用水量标准确定如下：近期 550L/人 d ，远期 700 L/人 d 。 B）服务范围内人口。城区污水厂服务范围内常住人口和暂住人口近期为 人，远期 12 万人。 （ 2）污水量计算 根据以上计算原则，可推导出污水量预测计算式。 设预测用水量为 Q 用 ，预测污水量为 Q 污 ，则 Q 用 Nq10 3 其中： N 居民人口数 (万人 ) q 用水量标准 (L/人 d) Q 污 Q 用 80% 按照公式，近期、远期生活用水量和生活污水量见表 2 2。 表 2 2 某镇城区污水工程服务范围内生活污水量预测表 年份 2010 2020 用水量 (万 m3/d) 水量 (万 m3/d) 位建设用地综合指标法污水量预测 （ 1）规划建设用地 某镇城区远期规划建设用地为 顷，其中居住用地为 顷，公共建筑用地为 顷，占 现状建设用地的 工业用地为 顷，占现状建设用地的 （ 2）建设用地用水量综合指标 根据城市给水工程规划规范（ 某镇单位建设用地综合用水量指标应为：一区小城市： d) 。 参照 2000 年建设用地面积和现状供水量及邻近城市情况及发展经验，初步确定某镇城区远期单位建设用地综合用水量指标为 d) 。 （ 3）预测结果 根据以上参数，某镇远期污水量为 0 2 m3/d 位分项建设用地指标法污水量预测 （ 1）规划分项建设用地 根据佛山市某镇总体规划，某镇城区远期 2020 年各分项建设用地如下： 居住用地 顷，占城市建设用地 工业用地 顷，占城市建设用地 仓储用地 31 公顷，占城市建设用地 公共服务设施用地 顷，占城市建设用地 对外交通用地 顷，占城市建设用地 道路广场用地 338 公顷，占城市建设用地 公用设施用地 顷，占城市建设用地 绿地用地 515 公顷，占城市建设用地 （ 2）单位分项建设用地用水量指标 根据城市给水工程规划规范，某镇不同性质建设用地分为四大类，其单位用水量指标如下： A）城镇居住用地 单位居住用地用水量指标按照一区小城市取值为： m3/次设计取值为 m3/ B）城市公共设施用地 城市公共设施用地包括：行政办公用地；商贸金融用地；体育、文化娱乐用地；旅馆、服务行业用地；教育用地；医疗、休疗养用地；其它公共设施用地。单位公共设施用地用水量指标为： m3/d ，此次设计取值为 m3/ C）工业用地 按产业结构、主体产业、生产规模及技术先进程度等，工业用地可分为一类工业用地、二类工业用地和三类工业用地。某镇规划工业用地基本属于二类工业用地。单位工业用地用水量指标为： m3/d ，此次设计取值为 m3/ D）城市其他用地 城市其他用地指仓储用地、对外交通用地、道路广场用地、市政公用设施用地、绿地和其他特殊用地。单位其他用地用水量指标为： m3/d ，此次 设计取值为 m3/ （ 3）预测结果 根据以上参数，某镇远期污水量为： （ m3/d 预测方法二和方法三与方法一相差较大，主要是因为某镇属于一个地广人稀的城镇，利用单位用地水量考虑明显偏大，因此，本工程水量预测以方案一为准。 计规模 1. 某镇城区污水处理厂规模的确定要考虑的因素 (1) 服务范围内近期及远期用水量及污水产生量。 (2) 近期及远期污水管网配套情况及管 网收集率；根据佛山市某镇总体规划（ 2005 2020），规划要求到 2010 年南海区基本上消除流经城市河段的黑臭现象，工业废水必须达到排入城市下水道标准方可接入市政污水管网，逐步建立健全污水处理系统，使城镇污水处理率达到 50%以上，到 2020 年城市生活污水处理达标率达到 80%以上，力争水污染基本得到控制。因此，本工程近期按照 50%计算。 (3) 考虑污水管网中地下水的渗入量。一般按照 10%考虑。 2. 某镇城区污水处理厂工程建设规模的确定 某镇城区污水处理厂服务范围为南部城区污水，根据对污水量的预测及污水 管网建设收集率情况，确定某镇城区污水厂近、远期污水处理工程建设规模。 某镇城区污水处理厂总规模预测见表 2 3 表 2 3 某镇城区污水处理工程建设总规模 年份 2010 2020 污水量 (万 m3/d)水 ) 网收集率 (%) 50 80 收集到污水厂水量 (万 m3/d) 程建设规模 据预测，近期收集到某镇城区污水厂的污水量为 m3/d，考虑到经济条件以及用地条件的限制，根据甲方要求，本项目建成期 2007 年不收集西部工业区的污水，不建设 收集管网，只要收集处理流至城区排涝泵站的污水，因此建设规模可以适量减少， 2007 年设计规模为 1 万吨 /日。 2007 年至 2010 年期间需建设截流污水收集主干管网，至 2010 年污水处理规模达到 2 万吨 /日； 2011 年至 2020 年期间需建设污水支管，并逐步改造现有的合流制排水系统成分流制排水系统，至 2020 年污水处理规模达到 6 万吨 /日。 m3/d。 水水质论证 城市污水水质如何，直接影响到污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水处理厂处理成本。因此需要调 查了解现状城市排水的污水水质，并结合城市居民生活水平现状，参考类似污水处理厂原污水水质的取值，合理确定某镇城区污水处理厂原污水水质，根据受纳水体的功能划分和容量，选择污水处理厂处理标准，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。 计进水水质 1、同类型城市污水处理厂进水水质和设计水质见表 2 4 表 2 4 广东省部分城市污水处理厂进水水质一览表 名称 S N 注 广州大坦沙污水厂 / 200 250 30 40 5 设计值 161 73 102 14 / / 实测值 广州开发区污水厂 232 113 126 22 / / 设计值 深圳市罗芳污水厂 (二期 ) 250400 150 150 / 30 24 设计值 180260 120170 220280 2125 测值 深圳市盐田污 300 150 150 / 35 4 设计值 名称 S N 注 水厂 深圳市南山污水厂 300 150 150 35 计值 深圳市横岗污水厂 150180 7080 200220 1518 2计值 珠海香 洲水质净化厂 200 100 150 / 25 3 设计值 珠海拱北污水厂 / 150 200250 / / / 设计值 汕头市东区污水厂 350 105 200 / 30 3 设计值 佛山净水厂 200 130 120 / 25 4 设计值 132 74 107 15 / / 实测值 东莞市市区污水厂 250300 100120 100120 25 30 2 设计值 从表中可以看出，广东大部分城市污水处理厂设计进水水质范围为： 00180， 150250， 00300， 34。同全国其他城市相比，南方城市污水处理厂设计进水水质总体上比较低。 2、南海已建污水处理厂进水水质分析 南海区桂城污水处理厂 2001 年监测数据 时间 监测指标（ ） N P 001 年 1 月 48 82 2001 年 2 月 89 96 2001 年 3 月 22 4 74 2001 年 4 月 61 161 58 2001 年 5 月 41 9 82 2001 年 6 月 71 14 2001 年 7 月 14 34 2001 年 8 月 92 67 2001 年 9 月 128 238 33 84 2001 年 10 月 157 212 02 2001 年 11 月 101 260 76 2001 年 12 月 126 293 6 89 合计 海区桂城污水处理厂 2002 年监测数据 时间 监测指标（ ） N P 间 监测指标（ ） N P 001 年 1 月 104 365 06 2001 年 2 月 137 332 5 25 2001 年 3 月 117 226 81 2001 年 4 月 180 202 08 2001 年 5 月 102 217 77 2001 年 6 月 105 207 81 2001 年 7 月 121 228 69 2001 年 8 月 113 227 90 2001 年 9 月 124 287 38 2001 年 10 月 133 380 74 2001 年 11 月 178 394 78 2001 年 12 月 164 402 84 合计 海区桂城污水处理厂 2005 年 2006 年监测数据 时间 监测指标（ ） N P 间 监测指标（ ） N P 005 年 6 月 81 30 2005 年 7 月 78 356 62 2005 年 8 月 47 196 24 2005 年 9 月 142 122 2005 年 10 月 57 142 27 2005 年 11 月 74 138 84 2005 年 12 月 57 128 20 2006 年 1 月 129 294 07 2006 年 2 月 86 400 34 86 2006 年 3 月 100 200 97 合计 、丹灶城区排涝泵站进水水质 丹灶现有污水处理厂 2007年 3 月监测数据 时间 监测指标（ ） N S 城区排涝泵站 80 213 55 4、污水综合排放标准的规定 根据污水综合排放标准 ( 规定，对排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行三级标准，其最高允许排放浓 度为： 00 ， 00 ， 00 。 由于城区排涝泵站进水部分为河涌水，所以水质偏低。考虑到污水收集管网的不断完善，污水水质将逐步提高。同时参考我国南方部分污水厂以及南海部分污水厂的设计与实际运行的进水水质，为稳妥、可靠起见，确定某镇城区污水处理厂的进厂水质见表 2 5： 表 2 5 某镇城区污水处理厂设计进水水质表 项目 S N ) () () () () () 指标值 600 150 150 30 38 出水水质 某镇城区污水厂处理后的净化水排入官山涌，最后排入顺德水道。 按照广东省地表水环境功能区划、珠江三角洲水质保护条例及珠江综合整治要求，北江的水质目标是地表水 水质标准。根据南海市 “ 十五 ” 环境保护规划的规划官山涌 2005年要达到地表水 水质标准。 另外在环评报告，提及污水处理厂应执行城镇污水处理厂污染物排放标准 (级 B 标准。 根据环评报告及排水接纳水体官山涌的水质类别，城 区污水厂工程的出水标准执行国标一级 水标准确定为： 0 0 0 氨氮 8 总氮 20 总磷 (以 P 计 ) ： 6 9 根据本工程设计进水水质、出水水质，确定本工程处理程度，见表 2 6 表 2 6 设计进、出水水质及处理程度 名称 S 氨氮 总氮 总磷 设计进水水质 () 150 300 150 30 38 计出水水质 () 20 60 20 8 20 理程度 (%) 0 5 水处理厂厂址 某镇城区污水处理厂厂址位于官山涌边，已规划预留 ，厂址现状是丹灶电镀厂，地势平坦，土地开阔，水电交通较为方便，可以作为污水处理厂厂址。 厂址用的控制范围东北角控制坐标点（ X=Y=西北角控制坐标点（ X=Y=东南角控制坐标点（ X=Y=西南角控制坐标点（ X=Y=总用地 顷。 3 处理工艺方案论证 水处理方案 污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、污水排放标准所要达到的处理程度、用地面积和工程规模等多种因素综合考虑，不同的污水处理工艺有其适用范围，应根据具体情况而定。必须充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便、宜于分期建设的、成熟的工艺。 规二级处理工艺 我国现行室外排水设计规范 (表中给出了污水处理厂 S 的处理效率，见表 3 1 表 3 1 污水处理厂的处理效率 处理级别 处理方法 主要工艺 处理效率 % 级处理 沉淀法 沉淀 4055 2030 二级处理 生物膜法 初次沉淀、生物膜法、二次沉淀 6090 6590 活性污泥法 初次沉淀、曝气、二次沉淀 7090 6595 从表中可以得知，二级活性污泥法的处理效率最高，这也是目前国内外大多数城市污水处 理厂都采用的方法。但常规二级处理工艺对氮、磷的去除是有一定限度的，仅靠从剩余污泥中排除约1020%的氮和约 1219%的磷，达不到本工程对氮和磷去除率的要求，因此，必须采用脱氮除磷的二级处理工艺。 水处理工艺介绍 污水的脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法二大类。物理化学法即需投加相当数量的化学药剂，运行费用较高。而一般污水生物处理又可分为活性污泥法和生物膜二种。生物膜法采用填料或滤料挂膜提高微生物单位体积的密度可大大提高容积负荷，占地面积小，但在实际运行控制过程中广泛存在 池型复杂、控制困难、膜易积存、滤料流失、水流短路以及池底布气管检修不便、填料堵塞、板结等问题。 活性污泥法同生物膜法相比，具有处理效率高、处理效果好、运行稳定、运转经验丰富、环境良好等优点，因此，对城市污水进行脱氮除磷，生物活性污泥法是其中的首先方案，在国内外亦被普遍采用。 (1) 生物脱氮除磷工艺的历史 从 60 年代开始，美国曾系统地进行了氮磷物化处理方法研究，结果认为用物化法的缺点是耗药量大，污泥多，处理大量城市污水经济上不合算，因此着手研究生物法脱氮除磷。 从 70 年代开始，采用活性污泥法脱氮已逐步实现工 业化流程， 1977 年正式命名为 A/O 法。 A/A/ 我国从 80 年代初开始开展生物脱氮除磷研究，在 80 年代后期实现工业化流程，目前常用的生物脱氮除磷处理工艺有 A/A/ (批式活性污泥法 )、氧化沟法等，均取得较好效果。 传统的充、放水 逐渐发展演变成多种形式：如 歇循环延时曝气法 )； 氧池、间歇曝气池 )； 环活性污泥系统 )； 行与三槽 式氧化沟相似）、 良型 。 典型的 其变种均可通过控制污泥负荷、厌氧缺氧好氧分配实现生物部分脱氮除磷。 氧化沟法改良为带有沉淀槽的三槽式氧化沟、 化沟及卡鲁塞尔 2000 型氧化沟等等，氧化沟法及其改良型通过增加厌氧段、单独隔离开缺氧段来更好地实现生物脱氮除磷。 常规的活性污泥法 A/A/O 终又派生出各种变法，例如 A/A/O 法中变为 及 等，均可实现生物脱氮除磷 (2) 生物脱氮除磷工艺基本原理 生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮 、蛋白氮等在好氧条件下转化成氨氮，而后由硝化菌变成硝酸盐氮，这个阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、 以及反硝化碳源等。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。 由此可见，生物脱氮系统中硝化 与反硝化反应需要具备如下条件： 硝化阶段：足够的溶解氧 2mg/l 以上，合适的温度，最好 20, 不低于 10 ，足够长的污泥泥龄，合适的 件。 反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件 左右，充足的碳源 (能源 )，合适的 件。 通过上述原理，可组成缺氧与好氧池，即所谓 A/O 系统。 A/O 系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够的污泥泥龄与进水的碳氮比。 (3) 生物除磷 利用活性污泥中聚磷菌。这种菌的特点是既能贮存磷酸盐，又能贮存碳源 (以 羟丁酸形式贮存，即 式贮存 )，在厌氧条件，进 水中有机物与细菌体内磷酸盐作用，由菌体内磷酸盐分解后提供能量，合成 放出磷，在好氧条件下，利用体内的 收液体中的磷，形成磷酸盐形式，贮存在细胞内，因此，生物除磷仅指液相中的磷酸盐转移到细胞中去，所以污泥的含磷量很高，可达 8 10%(一般 ，影响生物除磷的因素是要厌氧条件 ，同时要有快速降解 P/值恰当。希望含磷污泥尽快从系统中排出。也就是说，污泥泥龄要短，否则泥中的磷又会解析到液体中。 按照上述原理，在生物碳氮系统前再设置一个厌氧池，这样就形成所谓 A/A/O 系统 ，即厌氧 /缺氧 /好氧系统。 (4) 生物脱氮除磷的影响因素 从生物脱氮除磷原理看出，两者要求的有些方面是相互制约的。要正常发挥脱氮除磷系统效率，详细分析进水水质是十分必要的，有如下几点值得注意： 度 值 P/值 水温 度，达到除磷要求取决于进水中易生物降解 度，一般不得小于 50mg/l(比值一般为进水 1/4 1/3)，所以进水 于 150mg/l，不能达到除磷要求。 值， 小于 完全去除硝酸盐，若在 间，不能完全去除硝酸盐，可以采用 艺，从厌氧池中去除磷酸盐， 间， 的硝酸盐，要控制回流比，减少硝酸盐对厌氧池影响，当 于 市污水不能用生物脱氮除磷方法。 P/， P/应小于 能达到除磷要求。 水温，供氧量用夏季水温复算，生物降解用冬季水温复算。 水处理工艺选择 对市政污水的处理，目前已经研究开发出了各种各样的生物处理方法。就生物处理而言，从初期普通活性污泥法发展至 今，经过不断改进，出现了多个改进型的方案，如氧化沟、 A/O 法、 法、 、 艺及其改进型等多种工艺。尤其近年来，随着城市污水中 N、 P 等污染物指标的升高以及受污染水体富营养化问题的日益突出，脱氮、除磷已成为必不可少的工艺环节。因而曝气池也由单纯的好氧反应工艺发展到包括缺氧反应池和厌氧反应池在内的复合工艺，利用多种反应池功能的组合，可以达到生物脱氮除磷的目的。 本工程拟对下列三个工艺进行技术经济比较，氧化沟法、 A/A/O 法、 等，各处理工艺的机理简述如下： 一 )（方案一） 1901年英国 绍了在单一的反应器内将空气注入污水中，将其所产生的污泥进行循环并按间歇方式运行，就得到良好的污水净化效果， 从试验成果，诞生了活性污泥法。 80 年来活性污泥法一直处于污水生化处理的主导地位。但是由于当时的活性污泥法虽然处理效率很可观， 由于监控和检测技术的限制， 未得到广泛应用。 70 年代起，由于西欧各国财政上的原因，政府对小城镇环保项目的投入减少，迫使小城镇的环保事业着眼于低投资低能耗，同时由于程控技 术，电子计算机技术的发展，一些水质仪表如溶氧测定仪， 的开发应 用，于是 又得到了重视。日本、美国、澳大利亚、法国等国家开始了高层次重新研究间歇活性污泥法。被命名为序批式活式污泥法（ 称 根据 艺运行模式，其操作由进水、曝气反应、沉淀、排出和闲置 5 个基本过程，从进水至闲置间的工作时间为一个周期。在一个周期内的 5 个过程都在一个反应池内按程序完成，整个处理系统可以通过二个或二个以上的反应池进行组合交替完成。由于 艺流程短，反应过程在 一个池内按时间程序完成，所以在时间程序中进水阶段可以降低曝气强度使池内产生缺氧状态，而曝气阶段的时间可根据实际反应时间而定。通过时间顺序可以对缺氧、好氧的比例进行调整，使处理系统更适应水质的变化和达到期望的出水标准；通过时间程序可控制沉淀出水水质，根据活性污泥的实际沉淀时间使出水 由于 中，曝气、沉淀集同一池内，节约了二次沉淀池和污泥回流系统，但曝气池体积、曝气动力设备均要增加，在中小规模污水处理中是较好的处理工艺。 典型的 的运行模式见图一所示。 典型的 工艺已发展出 了许多变种， 艺是其中一能够达到脱氮除磷功能完善的方式。本工程拟采用 艺作为方案一进行比较。 全称为循环式活性污泥法，是近年来应用较多的生活污水及工业废水处理的先进工艺。与传统的歇反应器不同，每个 应器一般由三个区域组成，即生物选择区 (厌氧区 )、缺氧区和主反应区，三个部分的比例一般为： 1： 5： 30。通常在主反应区前设置一兼氧区。生物选择区设置在反应器的进水处，这是一容积较小的污水污泥接触区，进入反应区的