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中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 1 - 中心城区污水处理厂改造中心城区污水处理厂改造 工程可行性研究报告工程可行性研究报告 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 2 - 前言前言 X 市位于 A 省西部，B 平原的西缘，C 岭东南侧，地理位置为 东经 ，北纬 ，年平均气温 3.4 摄氏度，年平均降水量 520.3mm，年日照 2708 小时，无霜期 135 天，常年主导风向为西北 风，夏季多南风，属温带大陆性气候。市域内 C 河由北向南贯穿全 境，矿产资源储量较大，土质肥沃。 X 市位于 C 河上游。近年来，由于 X 市经济发展比较迅速，人 民生活水平不断提高。截至 2002 年止，X 市（中心城区）总用水量 已达 42.08 万吨/日，预计到 2020 年用水量为 65.7 万吨/日。从可利 用水量上看，X 是虽然不算极端缺水城市，但如果用水量继续持续 增长，势必影响下游城市的可利用水量，增加水利部门对水资源的 调配难度。 另外，由于 X 市污水量已达 38 万吨/日，虽然已经经过污水处 理厂处理并达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)二级排放标准（原设计标准）。即便如此，每年污水 处理厂排放的 COD 仍达 13870 吨。 根据国务院、国家环保局对 C 河水质安全保护及节能减排的要 求，X 市已建成的 10 万 m3/d 污水处理厂在 2008 年前需进行升级改 造，增加除磷脱氮工艺，使之出水能够达到城镇污水处理厂污染 物排放标准GB18918-2002 一级标准中的 B 类标准。配合国家和地 方将 C 河水质保护和节能减排工作落到实处。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 3 - X 市污水处理厂从全局发展出发，委托我院进行 X 市（中心城 区）污水处理厂改造工程的可行性研究报告的编制工作。我院派出 工作组对原污水厂进行调研，针对原污水厂工艺流程进行了深入彻 底的分析。提出较为可行的改造方案。 在可研报告的编制过程中，我们得到了污水处理厂等 X 市的有 关部门的大力协助，在此我们表示衷心的感谢。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 4 - 1.总论总论 1.1项目名称项目名称 X 市（中心城区）污水处理厂改造工程 1.2工程设计规模工程设计规模 污水处理厂改造规模为 10 万 m3/d（无增减）。 1.3设计污水处理厂改造前后出水水质设计污水处理厂改造前后出水水质 (单位 mg/L) 改造前改造后去除率 BOD53020E=33% CODcr10060E=40% SS3020E=33% NH3N25（30）8（15）E=68%（50%） TP31E=66.6% *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。 1.4污水处理厂工艺确定污水处理厂工艺确定 根据方案对比，本工程确定填料活性污泥工艺作为本工程的实 施方案。 1.5工程投资工程投资 本工程工程总投资为 2222.18 万元。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 5 - 2.概述概述 2.1建设单位建设单位 X 市污水处理厂有限责任公司 2.2 编制依据编制依据 （1）设计任务委托书X 市南郊污水处理厂有限责任公司； （2）让 C 河休养生息国家环保总局局长周生贤在 C 河 流域水污染防治工作会议上的讲话； （3）投资项目可行性研究指南国家发展计划委员会； （4） 市政公用工程设计文件编制深度规定中华人民共 和国建设部 2004 年 3 月； （5）国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知国发 200715 号； （6）X 市中心城区污水处理厂施工图xxxxxxx 设计研究 院。 2.3 编制原则编制原则 根据国家有关技术、经济等方面的政策和本工程对污水处理工 程的要求，确定以下编制原则： （1）结合污水处理厂实际情况，符合 X 市区域污染综合治理及 排水系统总体发展规划的要求。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 6 - （2）在治理污染的同时，变害为利，充分利用污水资源。 （3）根据用户需要，合理确定工艺，考虑国家和地方财政的支 付能力，控制投资数额，达到切合实际，降低工程费用的目的。 （4）采用新技术、新设备、新材料。 （5）统筹考虑施工方便、管理维护便捷、运转安全等因素，工 程的自控水平要达到国内外的先进水平。 （6）尽量缩短建设周期，使污水处理厂尽快恢复生产。 2.4 项目概况项目概况 2.4.1 改造规模改造规模 根据 X 市实际情况，本工程工作内容为，改造 10 万 m3/d 污水 处理厂一座，改造后污水厂出水能够达到城镇污水处理厂污染物 排放标准GB18918-2002 一级标准中的 B 类标准。 2.4.2城市性质与行政区划城市性质与行政区划 X 市位于 A 省西部，B 平原的西缘，C 岭东南侧，地理位置为东 经 ，北纬 ，年平均气温 3.4 摄氏度，年平均降水量 520.3mm，年日照 2708 小时，无霜期 135 天，常年主导风向为西北 风，夏季多南风，属温带大陆性气候。市域内 C 河由北向南贯穿全 境，地下水较丰富，矿产资源储量较大，土质肥沃。 X 市辖 7 区(合称市区)，包 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 7 - 括：A 区、B 区、C 区、D 区、E 区、F 区、G 区，其中 A 区、B 区及 C 区组成中心城区，1 市(H 市)，8 县(Z 县、V 县、J 县、K 县、L 县、 N 县、M 县、Y 县)。市域总面积 42469km2，其中各市镇城区总面积 4310km2，X 市区 132.9km2。 2002 年末市域总人口 712.95 万人，平均密度为 132 人km2， 非农业人口 19783 万人，市域非农业化水平为 35 27，X 城市规 划区人口 14385 万人，人口密度 O87 万人/km2。 2002 年末完成国民生产总值 331 40 亿元，其中第一、二、三 产业在国民生产总值构成比例分别为 26 8、33 2、40 O。 2.4.3 历史沿革历史沿革 2.4.4 气象水文气象水文 X 市属于大陆性季风气候，其特点是春季大风干旱，夏季高温多 雨，秋季短暂早霜，冬季漫长严寒，年平均气温 2.3，极端最高气 温 41.6，极端最低气温-42.2。年日照 2708 小时，无霜期 135 天，冰冻期平均为 195 天，历年土壤最大冰冻厚度 2.25m。降雨集 中在七、八月内，约占全年降水量的 68.8%，年平均降雨量为 520.3 毫米，平均降水日数为 88 天。年平均蒸发量 1307.4mm。常年主导 风向为西北风，夏季多南风。 X 境内有大小江河 174 条，多由市域外流入，有湖泡 800 余个， 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 8 - 总水域面积 1630 平方公里。主要河流有 C 河、诺敏河、音河、雅鲁 河等，入境总水量为年 203 亿立方米。C 河百年一遇洪水位标高为 149.00m。C 河属季节性河流，流量变化较大，夏季流量大，冬季流 量小，保证率 95%的最小流量为 2.33m3/s。 X 市城市建设按地震烈度六度设防。 2.4.5 建设目标建设目标 本工程的目标是围绕 C 河水质保护和节能减排的大背景下，配 合国家和地方环保部门将这项工作做好、做实。将污水处理厂排放 标准提高到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级 标准中的 B 类标准，彻底解决 X 市内现有居民、公共设施和工业企 业对 C 河乃至 C 河流域的污染问题，改善 X 市的环境状况，为居民 创造良好的生活居住环境，促进社会稳定发展，为 X 市的经济发展 提供更为良好的社会环境。 2.4.6 项目总投资及效益情况项目总投资及效益情况 推荐方案项目总投资为 2222.18 万元。本项目建设资金由企业 自筹。 本项目拟三个月改造完成，项目改造完成后将极大的改善人民 的生活环境、社会环境、投资环境，推动工业生产和城市建设的发 展。因此，具有显著的社会效益和环境效益。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 9 - 2.5项目建设的必要性和可行性项目建设的必要性和可行性 2.5.1 项目建设的必要性项目建设的必要性 备受关注的 C 河水污染事件发生以后，让人们更加真切体会到 保护环境的重要性和迫切性，不能以牺牲环境来换取经济效益，要 按照可持续发展的观点搞经济建设，实现全面建设小康社会的奋斗 目标。 国家环保总局在 XX 市举行C 河流域水污染防治规划征求 意见会上还提到，我国计划从今年起用 5 年时间，投入 266 亿元， 全流域治理 C 河水污染。到 2010 年，C 河干流水质达到类；C 河 水质达到类。 按照 X 市总体规划，X 市的发展目标是充分发挥 X 市地理优势 与交通优势，以发展机械加工，农副产品加工，旅游商贸经济为主 体，以扩大开放吸引外来投资为主导，不断提高城市的综合经济实 力，增强城市辐射功能，把 X 市建设成为工业化、城镇化水平较高， 基础设施完善，生态建设得以可持续发展的区域中心城市。 随着污水处理厂的改造完成，能够有效控制城市污水对 C 河乃 至 C 河水域的污染；从根本上消除水污染对周围人民造成的危害， 使环境得以美化；有力地促进 X 市及其下游经济的迅猛发展。 综上所述，改造 X 市污水治理工程是十分必要的。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 10 - 2.5.2 项目建设的可行性项目建设的可行性 X 市地处中国的东北地区，气候寒冷，运行污水处理厂有一定 的难度。但根据东北地区及国外相类同气候地区的工程经验，证明 在 X 市建设运行污水处理厂是可行的。东北地区许多污水处理厂的 成功运行，为我们积累丰富的设计及运行经验。因此，只要污水处 理厂的设计参数选用合理，工程措施采用得当，取得良好的处理效 果是不存在任何问题的。 本工程位于X市原污水处理厂，交通运输便利，施工用水、用 电可从市区就近引入，工程建设条件良好。 污水处理工程属城市公益事业，以往排水设施都被无偿使用， 导致城市管网长期得不到改造，污水处理设施迟迟得不到建设。因 此，必须采取相应措施，解决城市公用设施的无偿使用问题。随着 人们环保意识的普遍增强，建设城市排水设施得民心，顺民意，一 定会得到广大市民和各企业的理解和支持，使污水处理产生显著的 经济效益、社会效益和环境效益。 2.6 污水处理厂现状及存在问题污水处理厂现状及存在问题 2.6.1 污水厂现状污水厂现状 本污水厂于 2000 年开始建设，建设规模 10 万 m3/d，排放标准 为城镇污水处理厂污染物排放标准GB8798-1996 二级标准（已 废止）。工程占地 9.98 公顷。工艺为 AB 法。污水及污泥处理工艺 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 11 - 构筑物有粗格栅间、污水提升泵站、细格栅间、曝气沉砂间、A 段 曝气池、中间沉淀池、B 段曝气池、二沉池、排水泵房、回流污泥 泵房、鼓风机房、污泥浓缩池、浓缩污泥提升泵房、污泥脱水间； 配套工程有清水池、送水泵房、变配电设施、供热设施、综合楼等。 本污水厂建成后，运行基本正常，达到原设计标准。几年来对 控制 X 市及其下游江段的水质污染做出重要贡献。 2.6.2 污水厂存在问题污水厂存在问题 几年来，污水厂管理到位，目前已达产并正常运行，但是由于 原设计标准已不符合目前环保部门对污水处理厂出水水质的要求。 按照国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国发 200715 号），本污水厂应增加除磷脱氮工艺，出水指标应达到 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级标准中的 B 类标准。参照这一标准，污水厂主要存在以下几方面的问题： （1）由于新标准对 BOD 和氨氮去除率要求更高，因此原曝气 量不足。 （2）由于工艺流程中没有脱氮工艺，且曝气量不足，因此氨氮 和总氮的去除效果不佳。 （3）剩余污泥在浓缩池浓缩，停留时间长，磷又重新释放，导 致磷的去除率不高。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 12 - 3.方案论证方案论证 3.1 处理水质指标处理水质指标 3.1.1 设计进水水质设计进水水质 根据污水厂水质监测资料显示，污水处理厂进水指标如下：: BOD5200mg/1，CODcr400mg/1，SS180mg/1，氨氮 40mg/1，TP3.5mg/1。 3.1.2 设计出水水质设计出水水质 由于本工程污水处理厂的受纳水体为 C 河，按照总体规划，到 2010 年 C 河的目标水质为 III 类，因而要求污水处理厂出水水质应 提高到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级标准 中的 B 类标准。 3.2 污水处理工艺论证污水处理工艺论证 选择二级处理方案的原则主要有以下几点： 对所需去除的污染物有较高的处理效率，具有国际先进水平的 工艺流程； 投资及运行成本应较低； 具有很强的抗冲击负荷能力； 具有足够的经验以资借鉴； 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 13 - 操作和维修简单； 在国内有成熟的运行管理经验。 根据本工程的进出水水质要求，最终选用的污水处理工艺必须 具有脱氮除磷的功效。 根据本工程的自身特点，以下主要针对曝气生物滤池工艺和填 料活性污泥进行分别论述。 3.2.1 曝气生物滤池工艺曝气生物滤池工艺 曝气生物滤池（biological aerated filter）简称 BAF，是 20 世纪 80 年代末 90 年代初在普通生物滤池的基础上，并借鉴给水滤池工 艺而开发的污水处理新工艺。自 80 年代在欧洲建成第一座曝气生物 滤池污水处理厂后，曝气生物滤池已在欧美和日本等发达国家广为 流行，目前世界上已有数百座污水处理厂采用了这种技术。随着研 究的深入，曝气生物滤池从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺， 具有去除 SS、COD、BOD、硝化、脱氮除磷、去除 AOX（有害物 质）的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节 省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。 此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停 留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低，同时该工艺出水 水质高。 根据其不同的池型结构形式和选用的生物膜载体的不同，曝气 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 14 - 生物滤池主要可分为三大类别，即德国 PHILIPP MLLER 公司的 BIOFOR、法国 OTV 公司的 BIOSTYR、瑞士 VA TA TECH WABAG Winterthur 公司的 BIOPUR，而在国内应用较多的是类似于 德国 PHILIPP MLLER 公司的 BIOFOR 结构形式的曝气生物滤池， 该种形式的滤池采用陶粒作为微生物的载体。 本处理工艺流程框图如下： 原污水 厂出水 提升泵房一级曝气 生物滤池 二级曝气 生物滤池 出水消毒 3.2.2 填料活性污泥工艺填料活性污泥工艺 填料活性污泥工艺为在不增加原生化池容积的基础上，增加除 磷脱氮工艺。为弥补生化池容积不足的问题，在生化池内增加填料， 使生化池内微生物量大量增加。因此可在污泥负荷基本不变的情况 下，去除更多的 BOD 和氮磷等污染物。 3.3 污泥处理工艺论证污泥处理工艺论证 污水经处理后，水中的大多数有机物和无机物都转化为污泥， 如果污泥处置不当，将会造成二次污染，形成新的公害，使城市污 水处理事倍功半。 一般现行的污泥处理流程框图如下： 剩余污泥浓缩池脱水间外运 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 15 - 污泥经浓缩池后进行脱水，能够有效节约能量，降低泥饼的含 水率。 但是，由于浓缩池停留时间过长，且池内处于厌氧状态。因此 磷很容易重新释放到上清液中。因此应考虑在污泥浓缩池进水管上 投加生石灰，以促进磷的沉淀并通过调整 PH 来阻止磷的释放。 3.4 各设计方案技术经济比较各设计方案技术经济比较 以下主要针对曝气生物滤池方案、 填料活性污泥方案进行一系 列技术经济比较。 3.4.1 各方案技术经济比较各方案技术经济比较 （1）技术比较 各方案主要优缺点比较表各方案主要优缺点比较表 方案方案 项目项目 主要优点主要优点主要缺点主要缺点运行管理运行管理 曝气生物滤池 方案 1.建设期间污水厂不停 产； 2.氨氮去除率高； 3.出水水质好。 1.需增加占地； 2.建设周期长； 3.构筑物构造复杂，施工 难度大。 4.过分依赖自动控制。 1.自动化程度高，运行 控制简单。 2.设备较多，维护量较 大。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 16 - 填料活性污泥 方案 1.建设时间短； 2.无需增加构筑物，避 免重新征地。 1.改造期间需停产。 1.对自控水平要求低。 （2）经济比较 各方案经济比较表各方案经济比较表 方案 项目 总投资 （万元） 单位经营成本 （元/吨） 总成本 （元/吨） 年用电量 （万度/年） 曝气生物滤池方案 2862.370.220.31436.72 填料活性污泥方案 2222.180.070.099288.33 根据以上经济技术比较，在技术上，填料活性污泥方案建设时 间短，不增加占地，管理维护方便，对运管人员素质要求不高，更 适合污水厂目前的实际情况。在经济上，填料活性污泥方案也明显 优于其它方案。因此我们推荐填料活性污泥方案作为本工程的处理 工艺。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 17 - 4.工程方案内容工程方案内容 4.1 设计原则设计原则 （1）结合 X 市城市发展总体规划，符合区域污染综合治理及 X 市排水系统总体发展规划的要求。 （2）根据用户需要，合理确定工程规模，考虑国家和地方财政 的支付能力，控制投资数额，达到切合实际，降低工程费用的目的。 （3）采用新技术、新设备、新材料、新工艺。 （4）统筹考虑施工方便、管理维护便捷、运转安全等因素，工 程的自控水平要达到国内外的先进水平。 （5）尽量节约用地，注重环境保护。 4.2 原污水厂工艺设计介绍原污水厂工艺设计介绍 4.2.1总体情况总体情况 污水厂设计规模 10 万 m3/d，总占地面积 9.98 公顷。污水及污 泥处理工艺构筑物有粗格栅间、污水提升泵站、细格栅间、曝气沉 砂间、A 段曝气池、中间沉淀池、B 段曝气池、二沉池、排水泵房、 回流污泥泵房、鼓风机房、污泥浓缩池、浓缩污泥提升泵房、污泥 脱水间。配套工程包括清水池、送水泵房、变配电设施、供热设施、 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 18 - 综合楼等。 4.2.2粗格栅间粗格栅间 污水提升泵房前设置机械粗格栅，以保护污水提升泵不受损害。 粗格栅主要设计参数如下： 数 量：1 座 设计水量：Q= 1.39m3/S， 过栅流速：V= 0.8m/s 栅条宽度：S= 10mm 栅条间距：b= 25mm 格栅倾角：= 70 栅前水深：1.40m 栅前进水总渠流速：0.55m/s 采用两台机械格栅除污机，每一格栅设一过水渠道，渠宽 1.0m，为 便于格栅的逐个检修，在每个过水渠道的格栅前后各设一个电动提 板闸。粗格栅间内设一台皮带输送机，清除的栅渣经输送机送至栅 渣收集间后外运。按 1000m3污水产生 0.05m3栅渣计算，每天栅渣 量为 56m3，栅渣含水率在 80%左右。 格栅间内设一台电动单梁悬挂起重机，起重量为 2.0 吨。还设有轴 流风机，定时通风及排气。 格栅除污机和栅渣输送机的开、停根据格栅前、后液位差和时间程 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 19 - 序自动控制，也可手动控制。 由于粗格栅间与污水总提升泵房合建，因此本设计采用粗格栅 间与污水提升泵房公用一座配电值班室。 4.2.3污水提升泵房污水提升泵房 污水提升泵房采用半地下式钢筋混凝土结构，泵间平面尺寸 18m9m。污水提升泵采用无堵塞潜水排污泵，该泵安装、检修简 单，易于管理，土建施工较容易。一期工程的主要设计参数如下： 设计水量（一期）：1.39m3/s 一期工程共设 4 台立式潜水排污泵(3 用 1 备)，单台泵参数为： 提升水量：Q=1667m3/h 扬 程：H=12m 电机功率：N=75kw 为便于泵站内设计机组的检修及安装，在泵间内设有一电动单 梁悬挂起重机，起重量为 2 吨，起吊高度为 9 米。 污水提升泵的开、停根据泵吸口的液位进行控制。 4.2.4细格栅间细格栅间 细格栅主要设计参数如下： 数 量：1 座 设计水量：Q= 1.39m3/S， 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 20 - 过栅流速：V= 0.8m/s 栅条间距：b= 6mm 格栅倾角：= 60 栅前水深：1.10m 栅前进水总渠流速：0.54m/s 采用两台阶梯式机械格栅除污机及一台手动格栅（不锈钢格栅， 栅距 10mm） ，每一机械格栅设一过水渠道，渠宽 1.3m，为便于格栅 的逐个检修，在每个过水渠道的格栅前后各设一个电动提板闸。细 格栅间内设一台无轴螺旋输送压榨机，清除的栅渣经输送压榨机脱 水后外运。按 1000m3污水产生 0.05m3栅渣计算，每天栅渣量为 56m3，栅渣含水率在 80%左右。 在格栅过水渠道上方设一座格栅间，作为格栅操作和检修的场所， 格栅间内设一台电动单梁悬挂起重机，起重量为 2.0 吨。还设有轴 流风机，定时通风及排气。 格栅除污机和栅渣输送压榨机的开、停根据格栅前、后液位差 和时间程序自动控制，也可手动控制。 4.2.5曝气沉砂池曝气沉砂池 本工程沉砂池采用曝气沉砂池，设计流量按一期为 1.39m3/s， 共设两池，单池设计参数如下： 平面尺寸：16.0m3.5m 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 21 - 有效水深：2.5m 停留时间：3.0min 水平流速：0.08m/s 采用吸砂桥排砂，两池共用一套吸砂桥，考虑到在冬季设备可 正常运行，两座沉砂池设在一座沉砂间内，沉砂间平面尺寸 24m15m。沉在池底的砂砾，由排砂泵提升至吸砂桥上的砂水分离 器内进行砂水分离。脱水后的砂外运填埋。 吸砂桥上共设两套砂泵及一台砂水分离器。 曝气沉砂间内设 2 台鼓风机，每立方米污水用气量按 0.2m3控 制。 4.2.6A段曝气池段曝气池 曝气沉砂池出水进入 A 段曝气池，根据曝气池进水水质和预去 除率的要求，曝气池采用推流式曝气池。主要设计参数如下： 总设计水量：Q=12104m3/d=1.39 m3/s 进水 BOD5：200 mg/L 出水 BOD5：100 mg/L 污泥负荷：2.2kg.BOD5/kg.MLVSS/d 混合液污泥浓度：2200 mg/L 混合液挥发性污泥浓度：1364 mg/L 污泥指数：SVI=80 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 22 - 曝气时间：0.81 小时 污泥龄 ：0.54d 污泥回流比：20%50% 污泥产率系数 a=0.8825，内源呼吸率 b=0.087，SS 产泥系数取为 0.50。 一期工程共设两座推流式曝气池，单池平面尺寸 24.0m17.4m，有效水深 5.0 m，每池设三廊道，每廊道宽 5.0 m。 采用微孔曝气器进行充氧、搅拌，氧的利用率按 18%计算，池内溶 解氧含量按 0.5mg/L 控制。两座曝气池的进、出水完全分开，并设 有进、出口闸门。 氧化每公斤 BOD 需氧量 a取为 0.31，污泥自身氧化率 b取为 0.132。 曝气池的运行及控制的主要参数有 BOD 负荷、污水水温、PH 值、溶解氧浓度、各营养物的平衡、污泥指数、污泥沉降比及各类 有毒物质的监测。通过对上述各参数的控制及监测，保证曝气池在 良好的环境下工作，保证出水水质。 4.2.7中沉池中沉池 A 段曝气池出水进入中间沉淀池，总设计流量 1.39 m3/s。中沉 池选用中心进水周边出水辐流式沉淀池，一期工程设两座中沉池。 单池主要设计参数如下： 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 23 - 设计流量：Q=0.695 m3/s 表面负荷：q=1.5 m3/m2.h 沉淀时间：T= 2.0 小时 中沉池单池直径 46m，池周边水深 5.18m。中沉池污泥通过管 道连续排入 A 段污泥回流泵房。每座中沉池设有一条 DN1200 的进 水管，一条 DN600 排泥管、一条 DN600 放空管及一条 DN200 的排 渣管。每座中沉池的出水通过一条 DN1000 的管道进入 B 段曝气池。 中沉池的污泥连续排入 A 段污泥回流泵房。另外，考虑污水处理厂 与氧化塘联合运行，在中沉池出水管上设有超越至氧化塘的管道， 超越管道采用 D122012 钢管。 中沉池排泥采用中心驱动刮泥机，每池设46m 刮泥机一套。 经过对国内、外多种中心驱动刮泥机的技术经济比较，本设计采用 美国西方技术公司研制的 COP 沉淀池中心驱动刮泥机。 4.2.8B段曝气池段曝气池 中沉池出水进入 B 段曝气池，根据曝气池进水水质和预去除率 的要求，曝气池采用推流式曝气池。主要设计参数如下： 总设计水量：Q=11104m 3/d=1.27 m3/s 进水 BOD5：100 mg/L 出水 BOD5：30 mg/L 污泥负荷：0.15kg.BOD5/kg.MLVSS/d 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 24 - 混合液污泥浓度：3000 mg/L 混合液挥发性污泥浓度：2190 mg/L 污泥指数：SVI=120 曝气时间：5.11 小时 污泥龄 ：16.0d 污泥回流比：30%100% 污泥产率系数 a=0.53，内源呼吸率 b=0.016，SS 产泥系数取为 0.195。 一期工程共设四座推流式曝气池，单池平面尺寸 78m15.6m， 有效水深 5.0m，每池设三廊道，每廊道宽 5m。采用微孔曝气器进 行充氧、搅拌，氧的利用率按 18%计算，池内溶解氧含量按 2.0mg/L 控制。氧化每公斤 BOD 需氧量 a取为 0.504，污泥自身氧化 率 b取为 0.11。 曝气池的运行及控制的主要参数有 BOD 负荷、污水水温、PH 值、溶解氧浓度、各营养物的平衡、污泥指数、污泥沉降比及各类 有毒物质的监测。通过对上述各参数的控制及监测，保证曝气池在 良好的环境下工作，保证出水水质。 4.2.9二沉池二沉池 B 段曝气池出水进入二沉池，总设计流量 1.16 m3/s。二沉池选 用中心进水周边出水辐流式沉淀池，一期工程设四座二沉池。单池 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 25 - 主要设计参数如下： 设计流量：Q=0.29 m3/s 表面负荷：q=1.0 m3/m2.h 沉淀时间：T= 2.5 小时 二沉池单池直径 37m，池周边水深 4.8m。二沉池污泥通过管道 连续排入 B 段污泥回流泵房。每座中沉池设有一条 DN1000 的进水 管，一条 DN600 排泥管、一条 DN600 放空管及一条 DN200 的排渣 管。每座中沉池的出水通过一条 DN600 的管道进入出水井内，然后 通过一条 DN1200 总管进入排水泵房。二沉池的污泥连续排入 B 段 污泥回流泵房。 二沉池排泥采用中心驱动吸泥机，每池设37m 刮泥机一套。 本设计采用美国西方技术公司研制的 COP 沉淀池中心驱动刮泥机。 4.2.10污泥浓缩池污泥浓缩池 A、B 段曝气池产生的剩余污泥由污泥回流泵房输送至污泥浓缩 池进行浓缩，采用重力浓缩池。主要设计参数如下： 表面固体负荷：46.5 Kg/m2.d 浓缩后污泥含水率：97% 浓缩时间：16 小时 池周边水深不小于 3.5 米。 一期工程总进泥量为：A 段 13846.91Kg/d（923.13m3/d，含水率 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 26 - 为 98.5%） ；B 段 4414.14Kg/d（441.44m3/d，含水率为 99%） 每日干固体重为 18.26T/d。浓缩后含水率为 97%的污泥体积为 608.7m3/d，采用两座圆形重力式浓缩池，直径为16.0m，池边水深 4.0m。每座浓缩池上设有带栅条的中心回转式刮泥机一套，浓缩池 连续进泥及排泥。 4.2.11鼓风机房鼓风机房 鼓风机房主要向 A 段曝气池、B 段曝气池及曝气沉砂池等用气 点提供空气，一期工程设一座鼓风机房。设计需气量 A 段为 70m3/min，B 段为 240m3/min。 A 段设 1 台 HST 磁悬浮鼓风机，单台风机主要工作参数为：风 量 Q=70m3/min，出口压力 P=6.5mH2O。配用电机功率 N=110kw， 电压等级 380 伏。 B 段设 3 台 HST 磁悬浮鼓风机，单台风机主要工作参数为：风 量 Q=120m3/min，出口压力 P=6.5mH2O。配用电机功率 N=190kw， 电压等级 380 伏。可以根据曝气池内溶解氧含量，自动调整鼓风机 供气量。为消除噪音，鼓风机的进气和排气口设在地下室，并设置 消声装置，以减少噪声对周围的影响。 为方便安装和检修，机房内设起重量为 2 吨的电动单梁悬挂起 重机一台。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 27 - 4.2.12污泥脱水间污泥脱水间 一期工程共设污泥脱水间一座。污泥脱水间主要用于对中沉池 及二沉池排放的污泥进行脱水，一期工程进入污泥脱水间的总泥量 为 608.7m3/d，污泥含水率为 97%，污泥干固体总量为 18.26T/d。 污泥脱水间内设 3 台带宽为 2m 的带式压滤机，单台处理能力为 20 m3/小时。每台压滤机每天工作 16 小时。进泥含水率 97%，出泥泥 饼含水率 80%。 为改善污泥脱水性能，提高脱水设备生产能力，在污泥进入压 滤机前投加高分子絮凝剂 PAM，投加量按污泥干固体量的 1-4计。 污泥脱水间内设药剂储存库一座，药剂调制装置一套及相应数量的 药剂投加计量泵、空压机及一套无轴螺旋输送机。压滤机冲洗采用 3 台立式冲洗水泵。 4.2.13浓缩污泥提升泵房浓缩污泥提升泵房 浓缩污泥提升泵房内设三台偏心螺杆泵， Q=20m3/h，H=14m，N=5.9kw。 泵房平面尺寸为 6.0 x6.0m。 4.2.14回流污泥泵房回流污泥泵房 一期工程共设回流污泥泵房一座，地下部分污泥池分为相互独 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 28 - 立的两部分，分别为 A 段和 B 段污泥池，地上部分泵间为一个房间。 回流污泥泵房用于 A 段和 B 段曝气池的污泥回流及剩余污泥的排出。 回流污泥泵房设计参数如下： A 段部分段部分： 污泥回流比 20%50%，最大设计污泥回流量为 2500m3/h。回 流污泥泵选用 4 台潜污泵（3 台工作 1 台仓库备用） ，其中 2 台变频 调速，2 台定速。 单泵工作参数为 Q=833m3/h，H=6m，电机功率 N=27kw。剩余 污泥排泥泵选用 2 台潜污泵（1 用 1 备） ，单泵工作参数为 Q=80m3/h，H=10m，电机功率 N=9.0kw。回流污泥将被送入 A 段曝 气池，剩余污泥被送入污泥浓缩池，根据曝气池的工作情况来确定 回流泵的开停台数。 B 段部分段部分： 污泥回流比 30%100%，最大设计污泥回流量为 4583m3/h。回 流污泥泵选用 4 台潜污泵（3 台工作 1 台仓库备用） ，其中 2 台变频 调速，2 台定速。 单泵工作参数为 Q=1528m3/h，H=6m，电机功率 N=45kw。剩 余污泥排泥泵选用 2 台潜污泵（1 用 1 备） ，单泵工作参数为 Q=80m3/h，H=10m，电机功率 N=9kw。回流污泥将被送入 B 段曝气 池，剩余污泥被送入污泥浓缩池，根据曝气池的工作情况来确定回 流泵的开停台数。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 29 - 为便于设备的检修和安装，在泵间内设有一台电动单梁悬挂起 重机，起重量为 1.0 吨，起吊高度 9.0 米。 4.2.15排水泵房排水泵房 本设计一期工程设排水泵房内一座，排水泵房由处理后污水排 放和雨水排放两部分组成。 污水排放部分：设 4 台潜水排污泵，三用一备，单台工作参数 为：Q=1667 m3/h，H=4m，N=30Kw。 雨水排放部分：设 3 台潜水排污泵，不考虑备用，单台工作参 数为：Q=1400 m3/h，H=5.5m，N=30Kw。 为便于设备的检修和安装，在泵间内设有一台电动单梁悬挂起 重机，起重量为 2.0 吨，起吊高度 9.0 米。 4.3 改造设想改造设想 根据污水厂已经建成的实际情况，确定改造的原则是尽量不改 或少改原土建工程。在不改变原生化池容积的基础上，通过提高活 性污泥的方式来提高处理效果。 1、将 B 段生化池两两合并，四组生化池变为两组。再将每两 格廊道改造成“氧化沟”形式（见下图），前两个廊道设为缺氧段， 后四个廊道为好氧，同时在生化池出水处设回流泵回流。 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 30 - 外回流 内回流出水 好 氧 好 氧 缺 氧 出水 进水 2、根据 B 段，调整由于增加硝化所需的曝气量。 3、在浓缩池进泥管上投加生石灰，增加除磷效果。 4.4 工程设计工程设计 4.4.1工艺设计工艺设计 4.4.1.1 设计依据设计依据 地表水环境质量标准GB38382002 污水综合排放标准GB89781996 城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002 室外排水设计规范GB500142006 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 31 - 给水排水设计基本术语标准CBJ12589 4.4.1.2 设计内容设计内容 1、将生化池依照上一章节改造后，向生化池内添加 30%悬浮填 料，填料为 WD-S20-4。同时在每个氧化沟内加两台液下推流器，功 率 4.0KW。在每组生化池出水井内设回流泵一台，单台参数为 Q=4167m3/h,H=2.5m,N=45Kw。 总设计水量：Q=11104m 3/d=1.27 m3/s 进水 BOD5：100 mg/L 出水 BOD5：20 mg/L 进水 NH3-N：30 mg/L 出水 NH3-N：8 mg/L 污泥负荷：0.08kg.BOD5/kg.MLSS/d 混合液污泥浓度：3000 mg/L 填料污泥浓度：12000 mg/L 曝气时间：3.41 小时 污泥龄 ：19.2d 污泥回流比：30%100% 混合液回流比：100%200% 剩余污泥量（含水率 99%）：451.2m3/d 2、在鼓风机房内，增设一台 B 段鼓风机作为硝化所需气量的供气 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 32 - 设备。 3、污泥脱水间内设置玻璃钢投药装置两套，用于在浓缩池进泥管投 加生石灰，最大投加量 45mg/l ，每台投药装置设置计量泵 1 台，单 台参数为：Q=250 l/h，N=1.5KW。 4.4.2 电气设计电气设计 4.4.2.1 设计依据设计依据 （1） 供配电系统设计规范GB50052-95 （2） 10kV 及以下变电所设计规范GB50053-94 （3） 低压配电设计规范GB50054-95 （4） 通用用电设备配电设计规范GB50055-93 （5） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92 （6） 电力工程电缆设计规范GB50217-94 （7） 并联电容器装置设计规范GB50227-95 （8） 建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000 版) （9） 工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83 （10） 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004 4.4.2.2 设计内容设计内容 （1）供电电源 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 33 - 本次改造工程利用原有低配电备用回路及在鼓风机新增一面低 压配电为本期工程新增设备配电。 （2）电气设备的选择与装备 为了保证配电系统的可靠运行，新设备选型与原有设备一致。 （3）保护与控制 新增鼓风机电控设备由工艺设备配套提供。两台 45kW 回流泵 采用软启动控制。 电机设手动/自动两种控制方式，一般情况下，手动仅为设备的 维护调试，其他均由可编程序控制器完成日常的工况， （4）电缆选择 动力电缆采用 1kV 交联聚氯乙烯铠装电缆；控制电缆采用 1kV 聚氯乙烯铠装控制电缆。 （5）接地 本期改造工程新增用电设备均作接地保护，自控、仪表与电气 共用一个接地系统，使全厂处于等电位，要求接地电阻小于 1 欧姆， 以保证全厂所有的仪器仪表、计算机、动力设备正常运行。 4.4.3 仪表自控设计仪表自控设计 4.4.3.1 仪表设计仪表设计 （1）设计原则 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 34 - 能准确、全面的反映污水处理水质参数及水量情况；能准确、 全面的反映水处理效果；检测参与控制的各种水质参数和物理参数。 （2）仪表配置 本期改造工程新增液位、流量以国内和合资企业生产的产品为 主。 4.4.3.2 自控设计自控设计 （1）自控系统的设计原则 保证其实用性、可靠性、经济性及先进性。 （2）自控方案的设计 本期工程在原有控制系统的各分控站新增加相应 I/O 卡件，利 用原有控制系统，根据工艺要求进行编程，组态，最终实现自动控 制。 中心控制室设在综合楼，它的作用为集中监督管理，有组态维 护画面显示功能，如流程图画面，趋势画面，报警画面和班、日、 月记录报表，中心监控站通过总线与分散的各个分站进行信息交换。 （3）设备的接口方式 过程控制系统与检测仪表、软起动设备以及变配电所综合自动 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 35 - 化系统等的通讯均为 RS485 接口方式。 4.4.4 结构设计结构设计 4.4.4.1 设计依据设计依据 （1） 给水排水工程结构设计规范 （GB50069-2002） （2） 给水排水构筑物施工及验收规范 （GBJ141-90） （3） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） （4） 混凝土结构工程施工及验收规范 （GB50204-2002） （5） 砌体结构设计规范 （GB50003-2001） （6） 砌体结构施工及验收规范 （GB50203-2002） （7） 钢结构设计规范 （GB50017-2002） （8） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） （9） 建筑地基基础工程施工及验收规范 （GB50202-2002） （10） 建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002） （11） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001） （12） 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） 4.4.4.2 设计内容设计内容 （1）材料 各建构筑物混凝土均采用普通硅酸盐水泥，复合型混凝土外加 剂。应对混凝土所用砂石骨料的碱活性进行检验，不使用具有碱碳 酸盐反应活性的骨料，如果砂石骨料具有碱硅酸反应活性，各水处 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 36 - 理构筑物应采用低碱水泥，控制外加剂的碱含量，每立方米混凝土 中总的碱含量不超过 3kg。 （2）结构型式 现浇钢筋混凝土结构，根据工艺需要，原池体需开孔或将原孔 洞封堵，均用植筋的型式进行施工。 （3）抗震设计 拟建厂区的抗震设防烈度为 7 度，在抗震设计时，各建构筑物 仅考虑近震的影响。 4.5 工程量清单工程量清单 4.5.1 主要设备表主要设备表 （1）主要工艺设备表 主要工艺设备一览表主要工艺设备一览表 序号序号名名 称称规规 格格单位单位数量数量备备 注注 一生化池 1混合液回流泵Q=4167m3/h,H=2.5m,N=45Kw台3库存1台 2填料WD-S20-4m39126 3液下推流器N=4kw个14库存2台 二鼓风机房 1离心鼓风机Q=120m3/min,P=0.065MPa,N=190KW套1 2手动蝶阀DN400台1 3电动蝶阀DN400台1 4止回阀DN400台1 中心城区污水处理厂改造工程可行性研究报告 - 37 - 序号序号名名 称称规规 格格单位单位数量数量备备 注注