应山污水处理厂项目 可行性研究报告

前言广水市位于湖北省东北部，扼守交通要道，战略地理位置十分重要，也是重要的物资集散地。素有湖北省“北大门”之称。广水市地貌类型多样，自然风景优美，旅游资源丰富。广水市应山城区作为全市政治、文化、商贸中心，城区的市政基础设施的建设，明显滞后于城市经济发展和人民生活的需要，尤其是对城区有着至关重要影响的城市污水处理厂的建设滞后。大量未经处理的生活污水和工业废水直接排入应山河，造成应山城区水体环境的污染和生态环境的破坏，对环境卫生状况造成十分不利的影响，影响了该市的经济建设及其旅游业的发展，解决广水市污水处理的问题已迫在眉睫。广水市委、市政府非常关注目前水污染的严重问题，并责成市建设局和市发展计划局对城市污水处理厂工程立项论证，为完善城市污水排放系统，保护市城水环境，市建设局已经做了大量的前期工作。受广水市建设局的委托，我院于2006年5月组织工作组进现场进行了实地踏勘和资料收集工作。经过深入的调查研究，并根据收集到的资料，结合本地实际情况，对工程方案进行了全面的技术经济比较，确定了适合广水市应山城区污水处理厂的处理工艺方案，推荐采用改良型氧化沟工艺。本工程的实施可以对应山城区生活污水和工业废水进行集中有效的净化处理，达到国家排放标准后再排入水体，从而长期有效地保护广水市周围水体和当地人民群众的身体健康，同时亦可促进该市整体面貌和形象的改善，有利于经济建设及旅游业的迅速发展，本工程实施后社会效益和环境效益均十分显著。广水市应山城区污水处理厂日处理规模为3万吨。工程内容包括污水处理厂及厂外排水管网系统的建设。工程总投资估算为6138万元。本报告按照国家建设部关于编制工程项目的可行性研究报告要求的内容和深度进行编制。在报告编制和修订过程中均得到了广水市政府、市发展局、市建设局、水利局、电力局、环境卫生管理局等部门的大力支持，在此表示衷心感谢。1概述11项目背景项目名称广水市应山城区污水处理工程业主单位广水市建设局建设地点广水市应山城区建设规模污水处理厂近期规模30104M3/D，新增污水管网5240KM。12编制依据及基础资料1广水市城市总体规划修编19982020湖北省城市规划设计研究院2国发200036号国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作通知3广水市环境保护“十五”规划广水市环境保护局4湖北省环境保护“十五”规划5广水市应山城区生活污水处理工程立项请示广水市建设局6广水市应山城区污水处理工程项目建议书湖北省环境科学研究院7建设项目选址意见书广水市建设局8广水建设局委托书9供水意向书10供电意向书11污泥接收意向书12污水综合排放标准G山城区污水处理厂工程地质勘察报告广水市建筑勘察设计院2005年5月13编制原则1在城市总体规划的指导下，根据应山城区总体布局和城区排水规划，结合地形和环境保护规划，合理布置管网系统和城市污水处理厂，进行城区污水综合治理，充分发挥基础建设设施的效益；2积极稳妥地采用先进处理技术，为节省建设资金，合理利用投资创造条件；3在设计参数的选择和处理规模的设计上要考虑到污水处理厂水量和水质发生波动时，处理厂均有处理达标排放的能力；4采用适合的自动化技术及监测仪表，提高运行管理水平；5根据统一规划、分期建设的指导方针，本着需要与可能相结合的原则，在设计污水处理厂近期工程的同时考虑远期发展，做到统一规划，分期实施。14编制范围根据广水建设局的委托，本可行性研究报告的编制范围包括1广水市污水处理厂一座，日处理量3万M3；2厂外配套管网工程5240KM，管径3001000MM。15采用的标准和规范城市污水处理及污染防治技术政策建城2000124号城市排水工程规划规范GB503182000室外排水设计规范GB500142006室外给水设计规范GB500132006泵站设计规范GB/T5026597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城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准CJJ3189城镇污水处理厂运行、维护及其安全技术规程CJJ6094污水排入城市下水道水质标准CJ30821999给水排水管道工程施工及验收规范GB5026897建筑给水排水设计规范GB500152003建筑设计防火规范GB500162006工业企业设计卫生标准GB212002工业企业厂界噪声标准GB1234890工业企业噪声控制设计规范GBJ8785环境空气质量标准GB309596恶臭污染物排入标准GB1455493农用污泥中污染物控制标准GB428484厂矿道路设计规范GBJ2287钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范1999年版建筑结构荷载规范GB500092001（2006版）混凝土结构设计规范GB500102002给水排水工程管道结构设计规范GB503322002钢结构设计规范GB500172003砌体结构设计规范GB500032001建筑桩基技术规范JGJ9494水工混凝土结构设计规范SL/T19196给水排水工程构筑物结构设计规范GB500692002建筑抗震设计规范GB500112001建筑地基基础设计规范GB500072002建筑地基处理技术规范JGJ792002建筑工程抗震设防分类标准GB500232004室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB500322003建筑结构可靠度设计统一标准GB500682001给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS1382002给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程CECS1172000供配电系统设计规范GB5005295工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ6583电力工程电缆设计规范GB502179410KV及以下变电所设计规范GB5005394低压配电装置及线路设计规范GB5005495通用用电设备配电设计规范GB5005593民用建筑电气设计规范JGJ/T1692民用建筑照明设计规范GBJ13390建筑防雷设计规范GB500572000爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB5006292供配电系统设计规范GB5005295电力工程电缆设计规范GB5021794电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB501682006建筑电气工程施工质量验收规范GB503032002电动装置技术条件JB/T853097电力装置的电测量仪表装置设计规范GBJ6390通风与空调工程施工质量验收规范GB50243200210KV及以下变配电工程通用图集设计加工安装设备材料10/04KV变压器室布置及变配电所常用设备构件安装03D201416城市概况161地理位置广水市位于湖北省北部偏东，桐柏山东南麓，大别山西端，地跨东经1133111407，北纬30233205，东西宽约50公里，南北长约占70公里，东接大悟县，南连孝昌县、安陆市，西邻随州市曾都区，北与河南省信阳市毗邻。境内京广、汉丹铁路和107、316国道直通南北，10号省道和京珠高速联络线横贯东西，素有“鄂北门户”之称。162自然条件广水市处在长江和淮河两流域的切线地区，大别山与桐柏山的交汇地，是我国南北气候的过度地带，属丘陵山区，地势北高南低。自北而南，山地、丘陵、岗地、沿河小平原依次分布。山地占总面积的301,丘陵占674，平原占25。其中耕地5636万亩，山场196万亩，水面3674万亩山地主要分布在西北和东北部，最高处大贵山海拔9078米；丘陵主要分布在中部、西南部，海拔在200500米之间；岗地主要分布在中部、南部及东南部，海拔一般在100米左右；小块河谷平原主要分布在中部、西南及东南部，最低处涢水河床海拔37米。广水境内河流分属长江、淮河流域两大水系，共有大小河流337条，总长24185公里，总流域面积24342平方公里，较大河流有8条，其主要有广水河、应山河两大水系。广水河位于广水市东部，纵贯广水办事处范围，全长61公里，流域面积5026平方公里，常年流水不断，夏季洪水暴涨暴落，最大流量为1100立方米/秒，冬季最小流量026立方米/秒。应山河位于市域中部，通过应山办事处管辖范围，是应山城区唯一的可供的地表水河流，干流全长911公里，流域面积1515平方公里，夏季最大流量为910立方米/秒（1987828），冬季曾出现过表层断流现象，最小流量为02立方米/秒，属山溪河流。163气候条件广水市属亚热带大陆性季风气候。冷暖适中，四季分明。常年主导风向应山城区为北风，广水城区为东北风。年日照时数2083小时。多年平均降雨量10009毫米，最大年降雨量17674毫米（1937年），最大日降雨量3380MM（1987720）。年平均气温156，极端气温最高416，极端最低气温16。年平相对湿度74。164历史沿革广水有着悠久的历史，周为贰国，秦为南阳郡随县地，汉为江夏郡黾县地，晋为义阳县地，刘宋为永阳县地，北魏为应州平靖县，北周为应州平靖镇，隋开皇十八年（公元598年）废应州立应山县，应山县之名始于此。唐贞观八年应山县属安州，后五代及宋未改。元以应山县及随州并属德安府。明洪武二年仍属德安府隶属湖广武昌道、嘉靖十九年改隶荆西道。解放以后应山县一直隶属孝感专署。1988年10月11日经国务院批准，撤销原县建制，设立广水市，所辖行政范围不变。165国民经济与社会发展简况改革开放以来，随着市场经济的逐步建立，对外开放的进一步深入，全市国民经济平稳增长。二六年实现生产总值7169亿元，一、二、三产业生产总值分别为1930、3028和2201亿元。一、二、三产业占国内生产总值的比重为269424307。财政收入598亿元。二、三产业比重呈上升趋势，是推动全市经济增长的主要力量。工业已经形成了以农副食品加工、机械、化工、建材等为主的支柱产业。二00六年末规模以上工业完成总产值4758亿元。第三产业，特别是医药贸易、商饮服务、文化旅游等得到较快发展，产业结构明显改善。二00六年末，市域总面积2647KM2，全市总人口9198万人。17城市总体规划概要171规划概况广水市自70年代以来，先后进行了三次城市总体规划编制或修编，在城市总体规划的指导下，城市建设进入良性循环阶段，城区由无序发展到按规划有计划有步骤的发展。随着城市经济的快速增长，城市的建设格局已发生变化。1998年由湖北省城市规划设计研究院对广水市城市总体规划进行了修编。规划根据广水市经济发展与城市建设现状及发展趋势，结合广水城市地域空间的特点（双城区），合理论证其发展规模和布局，充分发挥战略地理位置的优势及市域内的物产资源、旅游资源，将广水市建成周边地区的重要物资集散地，是以发展用水量少的工业和旅游服务业为主的园林城市。规划对广水城区城市性质、规模的确定作了进一步的分析和论证。规划确定城市性质为广水市城区是广水周边地区的重要物资集散地，是以发展用水量少的工业和旅游服务业为主的园林城市。城区布局结合广水市特点，充分利用广水市自然山水系统的多样性，形成“双城式（应山，广水）”，功能互补的空间布局结构。应山城区全市政治、文教、科技、商贸中心，以食品、机电工业为主。建设用地1881平方公里，人口规模216万人。广水城区周边地区的物资集散地，以食品、高新技术产业为主。建设用地958平方公里。人口规模11万人。18城市给排水现状181城市给水现状广水市应山城区现有给水厂二座，一水厂位于该区上游红石坡村，供水规模5万吨/日，水源取自应山河。二水厂位于城区北部许家冲水库，水源取自许家冲水库，设计规模为5万吨/日，现实际供水量3万吨/日。城区较大自备水源主要为部队水厂，水源为应山河河边的河砂层渗井，经简单消毒后，供部队及周边居民约3万人的日常用水。182排水现状应山城区现状排水为合流制，应山河以西大部分污水排入护城河，随护城河在城南汇入应山河；三环路沿线为截流式合流制，该区域污水经沿河截流干管收集排入城区下游与护城河的交汇处。河东片污水由合流管收集后排入应山河。应山城区现有排水系统不健全，除城市主干道布有排水管，大部分为无组织或通过自然沟渠最终排入应山河。由于生产污水和生活污水未经处理，直排受纳水体使应山河受到严重污染。部分地段排水管渠堵塞严重，排水不畅，严重影响居住环境，妨碍市容卫生。183水污染现状应山河源于城北山区，属寰水系，是应山城区唯一可供水的地表水河流，也是农业灌溉的主要水源。护城河是应山河的一条支流，为山溪性河流，在城南汇入应山河。应山河上游水质情况良好，由于护城河的汇入，两河沿岸垃圾随意倾倒，城市生产和生活污水未经处理任意排放使应山河受到严重污染，其城区下游控制断面水质明显恶化，不符合控制标准要求，影响了应山河水体功能。农业灌溉也受到严重影响。根据广水市环境保护局提供资料2006年应山城区污水排放总量1209万吨，其中工业废水排放量为350万吨，主要污染物为CR6、总CR、CODCR等，生活污水排放量为597万吨，主要污染物为CODCR、总磷、大肠菌群等。应山河水质监测表表11监测结果MG/L名称断面监测时间SSCODCRBOD5NH3N护城河粮食局丰水期861268708187枯水期941294746246丰水期18714381184376双桥村枯水期21314651342384丰水期175321018平水期184223025红石坡（上游段）枯水期183221026丰水期96271517052平水期388972086应山河九里河桥（下游段）枯水期88457163117随着城区规模的扩大，城区人口日益增多以及工企业的扩大和发展，排放量逐年增大，污水处理的问题将日趋严重。因此保护应山城区及周边几十万居民的身体健康，保护应山河流域生态环境，使其恢复原有的水体功能是目前的紧迫任务。19项目建设的必要性水资源可持续利用是我国社会经济发展的战略问题。解决城市水污染防治关系到人民群众的生活及社会的稳定，关系到城市的形象及可持续发展。城市污水最终排放出路一般为江河等水体，但水体受纳污水的能力是有限的，如污水中的污染物超过水体自净能力时，水体将不再保持原有的形态和功能，会逐渐降低水体的水质等级，形成低劣的水环境，造成地表水、地下水、土壤等一系列环境污染，甚至危及人体健康。实施污水处理项目，是保护和恢复应山河水体环境质量的客观要求。应山河水体属山溪性季节性河流，洪水暴涨暴退，其最枯流量仅02M3/S，自净能力较弱，而应山城区现状年排入的污、废水量达1209万立方米，造成应山城区下游段河流污染严重。据监测其水质已达类甚至劣类标准，远低于其规划水环境功能的要求。应山河水环境功能区划表表12水体功能河流名称功能区范围环境保护目标（GHZB119999）现状功能规划功能黄土关应山办事处上游饮用、农灌饮用、农灌寰水应山河应办上游红旗饮用、农灌养殖航运饮用、农养殖航运灌应山河流域位于我省相对缺水地区，其下游规划水体功能承担有饮用和农灌，其现状水质已无法满足要求。随着城市化的发展，城区人口聚集，必将增大城市污水的排放，进一步增加应山河的污染。因此，实施应山城区污水处理工程是必要的，是保障人民群众身体健康，经济社会协调发展的客观要求。实施污水处理项目是发展城市经济的客观要求。实施污水处理项目能改善城市环境，有效控制城市污水对环境的污染，对改善市域水质有重要意义。同时该项目也是完善基础设施，增强城市服务功能，提升城市品位，改善投资环境的需要。实施污水处理项目，对广水市建设为旅游服务业为主的园林城市，和加快城市建设步伐具有十分重要的现实意义，是提高城市环境质量、达到城市环境综合治理目标、争创国家级文明卫生城市、创造良好的经济环境所必需的。综上所述，建设广水市应山城区污水处理工程是加强环境保护，防止污染的重要措施，是进行基础设施配套建设和促进广水经济持续发展的需要。因此，建设应山城区污水处理工程是非常必要的。在我国，环境保护已作为一项基本国策，受到了全社会和各级人民政府的重视。中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律与法规，以保证这项基本国策的执行。为了贯彻国家水污染防治法、环境保护法、和有关防治水污染的法律、法规，有必要建设广水市城市污水处理工程。2000年7月18日，建设部、国家环境保护总局、科技部共同发布了城市污水处理及污染防治技术政策提出城市污水处理目标是2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50,设市城市的污水处理率不低于60，重点城市的污水处理率不低于70。技术政策还规定设市和重点流域及水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理设施。在国家相关管理部门关于防治水污染的文件中还指出，“征收污水处理费的城市，必须在3年内建成污水处理厂，并投入运行”。从全国和我省的情况看，很多城市已经建成和正在建设污水处理厂，有些已明显发挥作用。因此，建设城市污水处理工程已是势在必行。2厂址选择、建设规模和处理程度21厂址选择211原则及依据污水处理厂厂址的选择，既要服从城市总体规划和城市远期发展，又要兼顾考虑建厂条件、建设投资、社会影响、生态环境影响等方面因素，做到合理布局，同时还应考虑到配套管线的近、远期结合，以便于实施。厂址确定原则1与所采用的污水处理工艺相适应；2少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护距离；3厂址位于集中给水水源下游，且应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向；4当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，以便于运输。当处理尾水排放时，则应与受纳水体靠近；5要充分利用地形，如有条件可选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；6有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；7厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。212厂址选择方案根据广水市城市总体规划（修编）（19982020）所确定的应山城区用地布局，结合城市地形、地貌条件，本可研选定两个厂址方案进行比较。方案一应山河北岸污水处理厂。本方案为总体规划所确定污水处理厂厂址。厂址位于应山河北岸，地理高程665米（黄海高程）左右，紧邻规划十长公路。处理后尾水排入应山河。方案二应山河南岸污水处理厂本方案的项目建议书推荐厂址。厂址位于应山河南岸，方案一厂址对岸。处理后的尾水排入应山河。厂址方案比较厂址址方案比较表表21优点缺点方案一厂址地理位置适中，有利于节省管网投资。厂址地理高程便于污水收集。处理后尾水排放便捷。有利于城东新区开发。紧邻规划建成区，处于不利风向，对城区有一定影响。现状污水主要来源于河西，不利于近期污水收集。有少量的拆迁。征地费用较高。方案二厂址地理位置适中，有利于节省管网投资。厂址地理高程便于污水收集，处理后污水排放便捷。位于规划建成区外围，有较大的防护距离。有利于近期污水的收集和处理。没有拆迁，征地容易，费用节省。对城东新区开发带来一定不便。厂址选择广水市应山城区地势主要向应山河倾钭，两厂址方对城区管网的布置上没有太大差异。从方案比较分析，方案二因有应山河相隔，离规划建成区有一定防护距离，环境影响相对较小。同时，该方案征地容易，没有拆迁量，易于实施。方案一紧邻规划建成区，地价较高，防护隔离带建设有困难。更主要的是，方案一更适宜近期实施。因为应山城区现状污水主要来源于应山河西、南两侧的老城区，且其截污主干管已敷设至护城河河口。结论综上述分析比较，本可研推荐广水市应山城区污水处理厂选址采用方案二，即应山河南岸污水处理厂方案。厂址评定1推荐厂址位于广水市城区应山河南岸，用地属清水塘村涂家湾。厂址用地坡度不大，高程在695660米之间（黄海高程）。是应山城区用地的相对低点。便于城区污水的汇集。2厂址位于十长路和沿河路交汇处。交通、水、电条件较好。便于工程建设和运行。3厂址紧邻应山河，尾水排放便捷。4）厂址用地无拆迁和需保护的文物古迹。便于征地和建设。5）厂址位于城区应山河南岸。由于应山城区主导风向为北风，将会对应山河北岸规划建成区有一定的影响。但考虑到有应山河相隔，可通过建设绿化隔离带将对城区的空气质量影响至最小。综上所述，从污水处理厂建设角度分析，推荐广水市应山城区污水处理厂厂址是适宜的。22工程服务范围221工程服务范围根据广水市城市总体规划（修编）（19982020），广水市规划建成区由应山城区和广水城区两个组团组成。依据广水市建设局委托书确定，本工程服务范围为应山城区。建设内容有应山城区污水处理厂及城区污水管网系统。根据国家和省有关“十一五”期间的环境保护要求和政策，确定本工程期限为近期（2010年），并为远期发展预留足够的污水处理厂用地。23工程建设规模231人口规模预测根据广水市统计年鉴。2006年底，广水市应山城区总人口为116万人，驻军及附属人口为14万人。广水市应山城区2003年实际居住人口约13万人。根据广水市城市总体规划（修编）（19982020）确定的人口综合增长率，预测规划应山城区人口。人口预测表（表21）年限人口（万人）规划人口增长率（）2006年（现状）1302010年（近期）1564652020年（远期）216333根据预测，应山城区污水处理工程近期服务人口为156万人，远期为216万人。232应山城区污水量的预测1、综合用水量指标法根据广水市城市总体规划（修编）（19982020），同时参照城市给水工程规划规范（GB50282），确定应山城区近、远期人均综合用水指标为400升人日和450升人日，则广水市应山城区最高日用水量近期为624万立方米日，远期为972万立方米日。城市污水量的确定是以平均日给水量为基础,设计考虑到应山城区规模不大，综合给水日变化系数采用K日14，污水收集率近、远期按80和90确定。则应山城区近期污水量为6241480356万立方米日；远期污水量为9761490627万立方米日2、分项指标法综合生活污水量应山城区是湖北省的中、小城市，根据城市给水工程规划规范（GB50282），城区居民的最高日综合生活用水量（含公建）标准近期按250升/人日，远期按300升/人日确定，生活用水日变化系数取K日15。综合生活污水量计算结果见表22。工业污水量根据总体规划，外迁或拆除现状市内有污染企业，保留城区具有一定规模、经济效益较好、对城市干扰较小的轻工业企业，新增工业用地主要集中布置在应山河以东的广水工业园。城区工业用地总面积近期207HA,远期376HA。根据城市给水工程规划规范GB50282，并考虑工业区的工业性质，其给水量按工业用地单位工业用水量指标12万M3/KM2D（相当于120M3/HAD）计算用水量，考虑工业废水部分循环利用，近、远期工业用水重复利用率为40和50。工业污水量计算结果见表23。管网收集率预测受管网完善程度影响，预测地区污水产水量与城市污水管网所能收集水量将存在较大的差距，因此预测污水处理厂的可收集的污水量时引入了污水管网收集率的概念污水管网收集率概念定义为已完善的城市污水干管或合流排水干管在其服务区内所能收集的污水量与污水产水量的比值。结合污水处理厂服务区域内不同地区的建设发展趋势和排水管网完善程度，按不同时期中和确定污水处理厂管网系统收集率，以预测的污水收集系统可收集到的污水量作为污水处理厂建设规模的依据。管网收集率预测为2010年（近期）为80，2020年（远期）为90。综合生活污水量计算表表22项目2010年2020年人均综合生活用水量标准（L/人D）250300日变化系数1515人均综合平均日污水量标准（L/人D）166200人口（万人）含流动人口156216平均日生活污水量（万M3/D）259432考虑污水收集率后的污水量207389工业污水量计算表表23项目近期工业远期工业工业用地用水量指标M3/HAD120120重复利用率4050工业用地污水量指标M3/HAD7260工业区面积HA207376工业污水量（万M3/D）150225考虑污水收集率后的污水量120202地下水渗入量因土质、地下水、污水收集系统管道接口材料以及施工质量等因素的影响，应适当考虑地下水渗入量。根据当地提供的水文地质资料，参照室外排水设计规范（GB500142006）和其它城市污水收集系统的设计经验，地下水渗入量按生活和工业污水量之和的10计。污水量预测结果综合上述各污水量计算，可得到按分项污水量法测算污水量见表按分项污水量测算城市污水量表表24项目2010年2020年平均日生活污水量（万M3/D）207389工业污水量（万M3/D）120202地下水渗入量（万M3/D）033059平均日污水量（万M3/D）360650结论上述两种方法计算结果基本一致，故设计应山城区污水量2010年为360万M3/D，2020年为650万M3/D。233工程规模城市污水处理及污染防治技术政策规定，2010年设市城市污水处理率不低于60。省发改委规定县级城市2010年污水处理率不低于50。根据上述精神，结合前述污水量预测，同时考虑到广水市城区是由广水城区和应山城区双组团构成，以及应山河河流性质及水体功能区划要求。本着从实际出发，在城市总体规划指导下，采取全面规划、分期实施的原则，使工程建设与城镇发展相协调。既保护环境，又最大程度发挥工程效益，应山城区污水处率确定为80左右。确定本可研服务期限内（2010年）工程规模为30万立方米日,远期（2020年）完成污水处理厂的扩建。远期规模达到50万立方米日24处理程度241设计进水水质的确定城市污水处理厂的进水水质将直接影响污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水厂经营成本。因此需合理确定污水处理厂设计进水污水水质，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。污水处理厂设计进水水质的确定，通常系根据污水水质实测资料、国内同类型城市污水处理厂进水水质及城市未来的发展等方面进行综合考虑。1）部分南方城市污水处理厂进出水水质城市污水处理厂进水水质设计值及实测均值表25序号厂名BOD5MG/LSSMG/LCODCRMG/LTNNH4NTPPO4P附注1201502503530设计值1武昌沙湖污水处理厂50806012075160/实测值12020020020/设计值2桂林第四污水处理厂919814482165实测值3桂林七里店污水处理厂100150150250150200101557设计值4珠海香州水质净化厂100150200253设计值150200250/设计值5珠海拱北污水处理厂691278412722644实测值1802501273034设计值6昆明市第三污水处理厂79720012727291实测值7汕头市东区污水处理厂105200350303设计值1501502504003024设计值8深圳市罗芳污水处理厂二期12017022028018026021252835实测值9广州大坦沙污水处理厂200250/40305设计值10成都市三瓦窑污水处理厂200260/设计值11亚行贷款福州洋里污水处理设计值上表及大量统计资料表明，我国南方大部分城市污水处理厂进水水质实测值一般为BOD5为70110MG/L，SS为100160MG/L，CODCR为75260MG/L，TN为1530MG/L，TP为153MG/L。其设计进水水质一般为BOD5为100180MG/L，SS为150250MG/L，CODCR为200300MG/L，TN为3040MG/L，TP为34MG/L。又据有关资料，深圳、上海等较发达地区由于城市的发展，居民生活水平的提高，排水系统的日趋完善，目前城市污水水质指标较前些年有较大幅度的提高，因此，污水处理厂设计进水水质的确定，应综合考虑远期发展的因素。2）有关资料建议水质根据给排水设计手册第五册，典型城市的污水水质见下表。典型城市的污水水质表26浓度MG/L序号指标高中低1BOD54002201102COD10004002503SS3502001004TN8540205TP15843）省内部分污水处理厂进出水水质省内部分污水处理厂进水出水质表27厂名BOD5MG/LCODCRMG/LSSMG/LNH3NMG/LTNMG/LTPMG/L荆门市夏家湾污水处理厂（10万M3/D）150350200/3530秭归县新县城污水处理厂（4万M3/D）150250200304040襄樊市鱼粱洲污水处理厂（20万M3/D）160350200304030荆州市红光路污水处理厂（15万M3/D）160300200/3530洪湖市污水处理厂（10万M3/D30十堰神定河污水处理厂（165万M3/D）150300150/4040孝感市城区污水处理厂（5万M3/D）12030016030/25安陆市城市污水处理厂（12万M3/D）120250200253030宜昌市沙河污水处理厂（5万M3/D）12025018025/30松滋市污水处理厂（3万M3/D）120250150253030恩施市污水处理厂（6万M3/D）120250150253030老河口市污水处理厂（10万M3/D）150300200/3535宜昌市临江溪污水处理厂（30万M3/D）12025018025/30从上表中可以看出，城市污水的一般规律是，BOD5/COD在0406之间，TN/BOD5在02上下浮动，SS略高于BOD5。4）设计污水处理厂进水水质由于城市规划、城区的经济构成、城区的发展水平在不断地调整变化中，其间有诸多不确定因素，又加上城区往往缺乏常年并有针对性的水质监测资料，使得准确预测污水处理厂的进水水质有相当的难度。本污水处理厂设计进水水质的确定主要考虑如下因素城区的发展考虑到城区的发展，居民生活水平的提高，今后城市污水水质将呈上升的趋势。1合流区初期雨水全国各地现状相关水质检（监）测资料表明，合流区初期雨水明显有冲击负荷的水质特征。2城市的节水政策及水价根据国家的水资源政策，创建节水型城市，大力发展节水型经济是今后城市发展的一个主导方向。随着节水型工业的发展，水价形成机制的建立和健全，水价的上涨，将使城市居民和用户的节水意识和节水措施逐步得到加强，城市污水水质浓度应有一定幅度的上升。3从远期的发展考虑，污水处理厂设计进水水质应适当留有一定的余地，以期适应城市今后发展中可能产生的新变化。4城区生活垃圾处理厂渗滤液垃圾处理厂渗滤液进入污水处理厂，将增加污水厂进水污染物的浓度。因此，应山城区污水处理厂设计水质时必须考虑到根据国家节水政策的不断深入，创建节水型城市，大力发展节水型经济是今后城市发展的一个主导方向，城市居民和企业的节水意识和节水措施逐步得到加强，城市生活污水水质应有一定幅度的上升，同时环境保护部门加紧对工业污染源的监管工作，工业污水实现达标排放；污水处理厂本身应具备有一定的抗冲击负荷能力，以适应城市污水水质在不同时段、不同季节的变化。综上所述，污水处理厂设计进水水质确定如下BOD5130MG/LSS150MG/LCODCR250MG/LNH3N25MG/LTN35MG/LTP30MG/L242设计出水水质的确定及处理程度应山城区污水处理厂的尾水排入应山河。根据湖北省水域功能区划，应山河为地表水环境质量标准GB38382002类水体。因此，应山城区污水处理厂出水水质应按国家城镇污水处理厂污染物排放标准2003年7月1日执行的一级B标准，本工程确定的设计出水水质为污水处理厂进、出水水质及处理程度表28序号水质指标进水MG/L出水MG/L国家级B排放标准MG/L处理程度去除率1BOD513020208462SODCR25060607604TN3520204295NH4N25886806TP3116673污水收集系统工程设计31设计原则在城市总体规划指导下，采取全面规划，分期实施的原则，合理布置收集系统，充分利用已建的排水设施，以节省工程投资。污水收集系统的设计年限为2020年，在计算流量时考虑1015的未预见水量。截流式合流制系统选用合理的截流倍数；充分利用城区的高差，在保证污水收集畅通的前提下，尽量减少污水中途提升泵站的数量；合流管道的设计按合流水量满流方式进行水力计算，并保证晴天平均旱季流量下管道内的流速大于不淤流速。32设计标准321排水体制应山城区，既有多年形成的老区，又有近年规划建设的工业园新区。老城区合流制排水系统已基本形成，现状雨污水经暗涵收集输送直接排入护城河，少量排入应山河。随着工业区的开发建设，招商引资力度的加大，工业建设项目逐步在区内落户，届时会产生大量生活污水和工业废水。根据应山城区的排水状况和排水规划，城区新建的工业区、生活区采用雨、污分流制，老城区改造为截流式合流制排水体制。322截流倍数合流制排水系统的截流倍数应根据旱流污水的水质和水量以及水体卫生要求、水文、气象条件等因素进行确定。据调查，国内一些城市采用的截流倍数一般为13，对于具体的某个城市，应根据该城市的实际情况确定。截流信数取值大，截流的污水量多，溢流的污水量少，对环境有利，但截流干管管径大，工程投资增加；截流倍数取值小，截流的污水量少，溢流的污水量多，截流干管径小，节省工程投资，但对环境不利。从国内一些城市的经验来看，截流倍数一般取L。因此，推荐本工程截流倍数为N010。323污水处理城区污水采用集中处理方式，污水经污水管收集后排入本次设计的污水处理厂进行处理，污水处理级别达到二级标准。各工业污水大户须自行处理达到污水处理有关规定的标准后方可就近排入水体，其他工业及医院污水须符合城镇污水管道系统接纳标准方能排入城区污水管道系统，否则须自行处理达标后才能排入城镇污水管内。324污水流量变化系数因无城市污水逐时排放量实测资料，本工程污水设计流量分别按生活污水、工业废水峰值流量累计计算方法确定。生活污水量总变化系数根据室外排水工程设计规范，按污水平均日平均时流量和生活污水量总变化系数确定生活污水峰值流量。不同平均日生活污水流量51000L/S按规范采用2313的总变化系数。工业废水量总变化系数根据城市排水工程规划规范，按工业废水平均日平均时流量和工业废水量总变化系数确定工业废水峰值流量。根据规范，工业废水日变化系数可采用10，不同行业工业时变化系数在1020之间，结合工程实际，城市工业废水峰值流量折减系数可采用070，故本工程工业废水量总变化系数统一采用13。管道渗水量变化系数按2020年预测污水总量的10计算平均流量，变化系数为10。33污水收集系统布局按照应山河南侧集中建厂布置收集管网，污水收集系统以应山河为界，分为老城区和新区两大系统。应山城区老城区位于应山河西，总的地势由北向南倾斜，朝向护城河。老城区合流制排水管大部分排向护城河，少量汇入应山河。老城区中心区现有合流制排水管已经形成，设计将其改造为截流式合流制，合流区面积约为23KM2，现状沿应山河西侧有一条D1000MM截流污水干管至护城河与应山河交汇处，截流污水排入应山河下游，同时沿护城河东南侧设计一条D800MM截流污水干管。应山城区老城区北部及护城河以西区域排水管网尚未形成，设计采用雨、污分流制，北部雨水分别排入两条河，污水分别汇入两条截污干管。护城河西片污水汇入应山河下游段D1000设计截流污水干管，最终排至污水处理厂。应山河以东新区全部采用雨、污分流制，污水采用三条干管十长公路规划的应山三桥处，一条污水干管沿应山河布置，最大管径为D600MM,一条污水干管沿十长公路布置，最大管径为D800MM,十长公路以南约16KM2用地局部地理高程为635M左右，低于应山三桥处地理高程（665M）,设计该区域污水干管沿应山河布置，由于该段为反坡，为避免管道埋深过大，中途布置污水提升泵站，泵站规模为01M3/S,最大管径为D600MM。34污水管道设计341污水管设计流速因本工程地势较为平坦，为减小污水管道埋深，除道路纵坡较大路段，污水管道设计纵坡一般控制在000050003范围以内。重力管最小设计流速依据室外排水设计规范，污水管道最小设计流速按设计充满度下06M/S控制。压力管道设计流速室外排水设计规范规定污水泵站出水压力管流速为0825M/S，压力管设计流速根据远期规模按上限1622M/S选择管径，以避免近期压力管实际流速偏小，造成管道投资过大的浪费。342管材选择方案论证在污水工程中，管道工程投资在工程总投资中占有很大的比例，而管道工程总投资中，管材费用约占50左右。污水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理选择管材非常重要。污水管道的管材应满足以下要求1在保证正常的排水功能的前提下，排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。2排水管渠必须能抵抗污水中杂质冲刷，也应有抗腐蚀的功能，特别对有某些腐蚀性的工业废水。3排水管渠必须不透水，以防止因污水渗出而污染地下水或腐蚀其它管线和建筑物基础，或因地下水渗入污水管道，增大了污水泵站及污水处理厂的负荷。4排水管渠的内壁应平整光滑，使水流阻力尽量减小。5排水管渠应尽量就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，减少运输和施工费用。目前，常用的排水管材有以下几种1钢筋混凝土管PCP此管道具有制作方便、造价低的优点，目前在排水工程中应用最广。但缺点是抗渗性能差、管节短、接口多和搬运不便等。钢筋混凝土管的长度在2M左右。适用在埋深大或地质条件不好的地段。其接口形式有承插式、企口式和平口式。2钢管钢管有较好的机械强度，耐高压，耐振动，重量较轻，单管长度大，接口方便，有较强的适应性，但耐腐蚀性差，防腐造价高。钢管一般多用于大口径12M以上的压力管道，以及因地质、地形条件限制、穿越铁路、河谷和地震区时。一般在污水自流管道中较少采用。3球墨铸铁管球墨铸铁管具有强度高、抗渗性好、内壁光滑、抗压、抗震性强，且管节长，接头少。管道的防腐采用水泥砂浆内衬，施工方便，但价格较高，适用于污水压力管道。4玻璃钢夹砂管RPMP玻璃钢夹砂管重量轻，运输安装方便、内阻小、耐腐蚀性强，使用寿命可达50年以上。但管材价格较高，目前在国内已开始广泛使用，是一种很有发展前途的管材。5大型排水管渠排水管道的预制管管径一般小于2M。当排水需要更大的口径时，可建造大型排水渠道，常用建材有砖、石、混凝土块或现浇钢筋混凝土等，一般多采用矩形、拱形等断面，主要在现场浇制、铺砌或安装。6塑料管塑料管包括高密度聚乙烯管HDPE、双壁波纹管UPVC以及加强聚丙烯模压管FRPP，其特点为内壁光滑、耐腐蚀性好、不易结垢、水头损失小、重量轻，加工连接方便，小于1000MM的塑料排水管道在我国市政及街坊内使用广泛。目前国内使用较为广泛的几种排水管材的比较详见下表。常用管材性能比较表表31性能管材PCP管钢管球墨铸铁管HDPE管RPMP管使用寿命较长较短长长长抗渗性能较弱较强强强强防腐能力较强较弱强强强承受外压可深埋能承受较大外压可深埋能承受较大外压能承受较大内、外压受外压较差易变形受外压较差易变形施工难易较难方便方便方便方便施工方法大开挖顶管大开挖顶管大开挖大开挖大开挖顶管接口形式承插式橡胶圈止水现场焊接钢性接口承插式橡胶圈止水热熔粘接套管橡胶圈止水粗糙度N值水头损失00130014水头损失较大0013水泥内村水头损失较大0013水头损失较大0010水头损失较小0010水头损失较小重量管材运输重量较大运输较麻烦重量较大现场制作重量较重运输不方便重量较小运输方便重量较小运输方便管材价格D1000元/M最便宜475较便宜1160较贵1326最贵1328便宜820管道综合价埋深2MD1000元/M最便宜2150较贵2860最贵2870最贵2890便宜2450对基础要求较高较低较低较低较低从上表中可看出，各种管材均有优缺点。合理地选择管材，对降低排水系统的造价影响很大，一般应考虑技术、经济及市场供应因素。考虑节省工程投资，本工程推荐采用大口径的污水自流管道采用企口式钢筋混凝土管，小口径的污水管道采用承插式钢筋混凝土排水管，胶圈接口，局部对工程建设速度要求较高地段少量采用玻璃钢夹砂管RPMP橡胶圈接口。343管道施工一般地段的管道施工采用沟槽开挖方式。根据施工地段的土质和埋设深度以及场地施工条件选择直槽或梯形槽。沟槽宽度应便于管道铺设和安装，同时考虑夯实机具便于操作和地下水排除。对管道埋设深度超过5M的，包括不能破坏城市路面的施工地段采用顶管施工，以减小施工难度，降低工程投资。35污水泵站设计351泵站设置污水干管埋设深度的控制结合污水收集系统泵站设置方案综合考虑，以设置污水泵站座数最少为原则。管道工程布局尽量利用重力条件输送污水，当出现以下情况时考虑设置泵站提升污水1当污水干管的覆土达到60M左右时；2地形变化较大，以及污水管道需翻越现有的水体处；3污水干管不能自流接入下游污水主干管处。本项目绝大多数区域污水完全可以自流到下游污水管道，而杜家湾路以西十长公路以南地区的污水局部为反坡，污水自流将加大管道设计埋深，故采用泵站提升。设计泵站建设规模为01M3/S。352设备选型水泵本工程污水中途提升泵站的水泵型式拟采用潜水排污泵。与传统的立式离心污水泵相比，潜水排污泵具有以下特点1由于电机与水泵构成一体，现场安装方便、简单；2由于潜入水中运行，可以大大简化泵站的土建及建筑结构工程，减少占地面积，节省泵站的工程总造价；3水泵在水中运行，噪声低，电机冷却条件好；水泵的出水为单管直接出水方式，在单泵的出水管上设置柔性止回阀，防止出水井内的水流倒灌入泵房。格栅目前在国内污水泵站中粗格栅的型式有链条回转式多耙格栅除污机简称回转式格栅除污机及高链式格栅除污机。回转式格栅除污机由驱动机构、主轴、链轮、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架组成，并肯有结构紧凑、运转平稳、工作可靠、不易出现齿耙插入不准的情况。但同时也存在污水中的杂物易进入链条和链轮之间，影响链条的正常运行；受齿耙结构的限制，不能去除污水中的大的污物；套筒滚子链的造价较高等缺点。高链式格栅除污机由驱动机构、机架、导轨、齿耙、和卸污装置组成，其特点为除污机的链条及链轮均在水面以上工作，易于维护保养，使用寿命长，但因受该类型的格栅耙臂长度的限制，不适用于渠深较深的情况；耙臂超长时咬合力较差；结构复杂；当格栅井中有大量的杂物入泥砂沉积时，或经过一段时间的运行，链条的张紧度不一致时，容易出现齿耙不能准确地插入栅条等故障。根据本工程的特点拟采用回转式格栅除污机。353污水提升泵站设计污水提升泵站位于创业大道和杜家湾路交角处，用以提升杜家湾路以西十长公路以南地区的污水。泵站占地800M2，进水管道埋深约55M。泵站主要由粗格栅间、提升泵房、配电间组成，污水经抽升后排入下游污水干管。泵站设计规模Q01M3/S。格栅除污机采用回转式机械格栅除污机1台，栅条间距B20MM，单机有效栅宽B10M，功率10KW，设计最大过栅流速为09M/S，栅渣由输送机送至压榨机脱水后打包外运，每道格栅前后均设有手动闸板供检修和切换用。水泵本期安装两台WQ排污潜水泵，一用一备。单泵Q010M3/S，H10M。N22KW354结构设计1设计标准建筑结构的安全等级为二级；设计使用年限为50年；地基基础设计等级为丙级。抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类。2主要构筑物结构形式格栅间及泵房均为地下式钢筋混凝土整体现浇结构。高低压配电室为砖混结构。355电气设计泵站外部电源接至10KV市网电源，应能保证有两回10KV独立电源，每回电源均能满足泵站满负荷运行需