亚行贷款保定白洋淀综合治理项目定州市污水处理厂可行性研究报告

第一章总论11项目背景111项目名称项目名称河北省定州市铁西污水处理厂工程项目可行性研究报告。112主管单位项目主管单位定州市发展改革局113建设单位项目建设单位定州市污水处理有限公司114项目地点项目工程地点河北省定州市大寺头村南12编制目的、依据、原则及范围121编制目的在充分调查研究、评价预测和必要的勘测资料的基础上，达到如下目的1、论述建设河北省定州市铁西污水处理工程的必要性。2、对项目有关的主要因素如水质、水量进行论证，对污水收集输送、污水厂厂址、污水处理工艺及投资估算等进行技术可靠性、经济合理性及实施可行性等多方面综合方案研究，进行方案比较和论证。3、在论证基础上，提出推荐建设方案，为项目决策提供科学依据。122编制依据和主要参考资料1、定州市铁西污水处理厂工程项目可行性研究报告委托书；2、定州市城市总体规划19982015（河北省城乡规划设计研究院，1998年5月）；3、定州市重点工业污染源排污状况报告（定州市环保局，2006年度）；4、定州市环境监测年鉴（定州市环境监测站，2006年度）；5、定州市水利志（定州市水利局，1998年）；6、定州市给水工程项目建议书（河北省城市设计研究院，2003年7月）；7、定州市污水处理厂地质概况（定州市勘测绘院，1998年）；8、定州市城区排水管道现状图；9、污水处理厂范围和出水排放口附近1500地形图。123编制原则1、认真贯彻执行国家有关环境保护的政策、法规，符合国家有关规范及标准。2、坚持污水处理和处理后污水回用相结合的原则，充分发挥项目的社会效益、环境效益及经济效益。3、污水处理工艺，因地制宜并力求技术先进可靠、经济合理、高效节能、操作方便。4、在净化污水的同时，对污泥进行妥善的处置，为污泥利用创造条件。5、充分利用现有排水设施，同步完善城市污水管网，与污水处理厂共同形成完善的污水排放系统。6、按照“从近期出发，照顾远期，远期指导近期，近期修改远期”的指导思想，根据资金情况，确定工程方案，确定建设分期。124编制范围定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告编制范围包括1、铁西区污水处理厂和配套污水管网建设两部分。2、污水处理厂内的工艺方案论证及推荐选择合适的工艺方案。3、污水处理厂内的工艺、建筑、结构、电气、自控、暖通等配套工程的方案设计。4、污水处理厂内的工程投资估算及经济评价。125主要技术规范和标准1、城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）2、地面水环境质量标准（GB38382002）3、污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）4、城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ302593）5、城市污水处理厂工程项目建设标准（修订2001年）6、室外排水设计规范（GB500142006年版）7、室外给水设计规划（GB500132006年版）8、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ3198）9、污水再生利用工程设计规范（GB503352002）10、城市污水再生利用城市杂用水水质（GBT189202002）11、城市污水再生利用景观环境用水水质（GBT189212002）12、再生水作为循环冷却补充水水质标准（GB503352002）13、建筑地基基础设计规范（GB500072002）14、建筑结构荷载规范（GB500092001）15、混凝土结构设计规范（GB500102002）16、建筑抗震设计规范（GB500102001）17、构筑物抗震设计规范GB501919318、建筑设计防火规范（2006年版）19、电气设计采用中华人民共和国国家标准20、其他相关的国家标准和设计规范。第二章城市概况21地理位置定州市地处华北平原中部，河北省中部、保定市最南端。南距省会石家庄74KM,北距保定68KM，首都北京208KM。地理座标为东经114KM,东西横卧40KM，全市总面积1274KM2。东邻安国，西接曲阳，北与望都、唐都毗邻，南与新乐、无极、深泽接壤。京广铁路、京深高速公路、107国道北纵穿市域，朔黄铁路、定曲公路横贯市域东西。优越的地理位置，辽阔的土地，方便的交通，使定州市自古以来就是南北、东西往来之要津，农业发达之区域。定州市是县级市，隶属保定市，辖14镇，8个乡，3个城区办事处，506个行政村。2001年末全市人口11189万人，平均人口密度87826人/KM2,远高于全省、全平均值，是河北省人口最多的县级市。22自然条件221地形地貌定州市位于太行山东麓的冲、洪积扇平原。境内河流属海河流域，大清河系。定州虽古称中山，其实并无巍峨的山峦，亦无险阻的关隘，绿野平畴，康庄大道，实是一个天然的农业区。全境地势，自西北向东南倾斜，坡度为1/8001/1500，地面高程为7935M之间。222气象条件定州属于暖温带大陆性季风气候区。四季分明，具有春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪的特点。多年平均气温124，最热七月份，月平均气温265最冷一月份，月平均气温39,最差达30,最大冻土深度为07M。多年平均无霜期为190天。多年平均水量为5077MM，年降水集中在68月份，占年总降水量的72，多年平均蒸发量为1930MM,蒸发量为降水量的38倍。常年主导风向为东北风和南风。223水文定州境内主要河流有唐河、沙河、孟良河。唐河，发源于山西浑源县仓凤岭北麓，全长273KM，是大清河支流。经唐县西大洋水库流经市域，位于市域北部，自唐县钩鱼台村南进入市境，东至甄庄村南流入望县境，市境内流程429KM，最在流量2170M3/S,历年平均流量为285M3/S。沙河，又名“派河”，是潴龙河的上游，属大清河水系。从山西省繁峙县孤山发源，经曲阳王快水库流经市域，位于市域南部。自定州市大吴村南入境，东流至大定村出境入安国市。至军洗村以下称潴龙河，下至博野、县、高阳流入白洋淀。市境内流程264KM，行洪流量达3000M3/S，行洪河宽1000M。可通过10年一遇1500M3/S的洪水。孟良河是沙河的一条支流，发源于曲阳县西北孔山的曲道溪。自市内大寺头村南入境，东至西柴里村南入安国县境。斜贯市域中部，中间有小清河等七条支流汇入。市境内流程382KM，境内集水面积463KM2，设计流量从上游至下游分别为65115M2/S。224地质（1）水文地质据1984年水利调查，定州西北部靠近山区，表土层薄，下有2030厚的卵砾石层，便于地下水的蓄集与流动，水埋深69M。地下水流向自西向东，补给来源主要为大气降水。水位每年36月为下降期，712月为回升期。干旱年通常年升幅02M，降幅03M。监测表明,地下水无色无味无嗅,均匀淡水,属重碳酸钙型,年平均水温13,水质良好,食用、灌溉、洗涤及工业用水等均无不良影响。（2）工程地质据定州市污水处理厂地质概况所提供的资料表明，场地内115米以上的地层为四系冲洪积相的粘性土及砂土，按其成因、岩性及其物理、力学性质共划分为三层（A）粉土黄褐色，湿一饱和状态，夹有砂层及粉质粘土层，厚度580900M。（B）细砂灰白色，以长石石英为主。含有少量的暗色矿物，稍密中密状态，底部为中、粗砂，顶板埋深580900M，厚度大于370M。（C）粉质粘土黄褐色，硬可塑，含有姜结石，湿一饱和状态，顶板埋深950M。（3）地震定州市地处华北平原沉降带与太行山隆起的交界地带，在定州附近的太行山断裂带规模巨大。石家庄以北，断裂走向北东，倾向南东。市区的地震设防裂度为七度。23历史沿革定州市历史悠久，曾为历代战略重镇。据具志记载，汉景帝前元三年（公元前154年）设立中山国时即定都定州城。历史上曾称燕都、安州、定州、博陵郡、中山府等。1914年设定县制，1949年至1954年设县行政公署，辖13个县，1954年6月撤定县行署，恢复定县，直至1986年3月5日，撤定县建定州市。24社会经济现状到2005年底，市区建成区人口为213万人，其中非农业人口146万人，农业人口403万人，流动人口267万人。城市建设用地164835公顷，人均建设用地12394平方米。近期修建了定洲电厂至市区的道路及跨京广铁路、107国道的立交桥与中兴中兴路相连，拓宽了兴定路，另外，建成了一座1万吨的给水厂，开然气已开通入户。2005年末，全市国内生产总值11667亿元，人均国内生产总值是10147元，社会固定资产投资额60亿元，财政收入826亿元。农业作物以粮、棉、油为主。全市总人口115万人，其中农业人口931万人，占总人口数的809。年末耕地82774公顷（合1241610亩。）农村人均耕地127亩。是河北省第一大县级市，农业产值列保定市第一位。农业和农村经济全面发展，建成了小麦、花生、棉花、蔬菜、草莓、瘦肉型猪和速生丰产林第七个商品生产基地。1995年被国务院授于“全国粮食生产先进县”，以菜、梨、油、羊（牛）为主的高效种植业快速发展，棚菜生产、肉类总产居全省先进水平，是国家秸杆养牛示范县。依托农产品资源，建成一批农产品专业市场，并培植形成一批农产品加工龙头企业，加快了农业产业化步伐，促进了农业经济的发展。定州市1989年被批准为省级历史文化名城。古城人文荟萃，古迹众多，现在市级以上重点文物保护单位75处，其中国家级3处、省级17处，市极55处，开元寺塔为我国现在存最高的砖塔。历史上苏东坡、程颐等人曾在此为官，为定州留下了宝贵的文化遗产；近现代，贫民教育家宴阳初、人民音乐家张寒晖都在这里留下了足迹，定州至今仍保留着他们的纪念馆，以表达人民对他们的敬仰和怀念。26排水现状及规划目前，工业区内无排水管道，污水未经集中处理直接排入孟良河。无雨水排水设施，雨水自流灌溉农田或流入孟良河。存在的主要问题污水未按标准处理便排放，对周边水环境污染严重；因无雨水排水系统，雨天道路泥泞，使生产、生活受到一定影响。规划排水体制为雨、污分流制。污水管道布置原则充分利用自然地形，尽量使主干管以最短的距离接入污水处理厂。工业废水处理达标后方可排入城市污水管网。根据以上原则进行污水管网的布置，管径DN3001400MM,管道总长约96088KM。此次可研中进行了新建区污水管网的设计，其雨水管网以后将由市政分期建设。污水处理厂规划污水处理厂布置应充分考虑其对环境的影响，尽量靠近污水排放量大的片区。污水处理厂拟建于工业区南端洨河西部，本期工程处理规模4万M3/D，占规划用地。规划远期污水处理厂处理规模6万M3/D，预留远期用地。污水处理后达到综排一级A标准，可以进行综合利用，缓解地下水不足的矛盾。27项目建设必要性我国是世界上13个贫水国家之一，人均水资源拥有量2300M3，为全球人均拥水量的四分之一。我国城镇的贫水状况更为严峻，而在21世纪初暴发的水荒，更需提早应付。据水利部统计，2010年后，我国将进入严重缺水期，我国将缺水400500亿M3。水环境污染和水资源短缺已成为目前城市水资源可持续利用和城市经济可持续发展的两大障碍。环境保护是保护生态平衡，保护社会经济发展，保护人民身体健康的一项基本国策，对污水的净化治理是防治环境污染的有效措施，水的综合利用是可持续发展的重要手段。定州市铁西区污水处理厂项目建设的必要性主要表现在以下几方面1、铁西工业区污水处理厂建成后，将会大大减少排入地表水体的污染物数量，提高地表水的环境质量标准，改善当地周边自然环境，对促进当地的经济发展，提高工业区的综合功能将会发挥积极作用。不仅仅是周边地区，铁西区主要纳污河流孟良河，经博野、高阳流入白洋淀，因此，铁西区污水的排放，直接关系到“华北明珠”白洋淀的水环境质量。“白洋淀流域生态系统综合管理与环境保护项目”是我省、市“十一五”前期利用国际金融组织亚洲开发银行贷款的重要项目。总投资156亿元,拟利用亚洲开发银行贷款1亿美元,拟申请GEF赠款350万美元，是保定市总投资80亿元的白洋淀及上游地区生态建设与环境综合治理总体规划中的一部分，已被国家发改委列入20042006年备选项目规划。污水的达标排放对于防治白洋淀污染、保护区域生态系统、建立区域内环境保护长效机制有重要意义。2、污水经过处理后，可以进行综合利用，最大限度地节约地下水资源，对于工业园区、定州市的可持续发展有重要意义。综上所述，定州市铁西污水处理厂工程的建设，不但切断了白洋淀的重要污染源，而且也改善了市区的城市卫生面貌；污水回用不但能缓解水资源不足、支持城市建设，而且可以改善城市生态环境，保障人民的身心健康。为此建设定州市铁西污水处理厂工程不仅是必要的，而且迫在眉睫。污水处理厂投产运行后，将会产生显著的环境效益、经济效益和社会效益。28工程概况1、设计年限近期2010年，远期2015年。2、建设规模与目标污水处理厂近期处理规模4万M3/D，包括工业区污水管网建设。远期处理规模6万M3/D。本工程按近期规模设计，在总图布置上预留远期发展用地。厂外污水管网按远期规模设计，按近期实施。污水厂供定洲电厂的中水供水管按25万M3/D设计和实施。新建配套污水管网总管长约90688米，管径DN300DN1400。建设目标从可持续发展战略出发，环境建设与经济建设同步发展，污水处理厂的建设应与当地的经济、社会发展同步。根据工业区现状和预测的污水量及污水水质，确定污水处理厂合理的处理工艺，尽量采用先进的技术和优质的设备，方便管理的设施，解决城市污水的污染问题，节约宝贵的水资源，促进经济发展。从根本上削减污染物的排放量，达到治理污染、保护环境、维护生态平衡的目的。3、设计进水水质未提供水质监测资料，需进一步监测系统水质指标，为工程设计提供更准确的依据。本项目实施前，当地市政及环保部门应对进入污水厂的污水水质进行监测，监督和控制工业废水中污染物的任意排放，严格执行污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）和污水综合排放标准（GB89781996），以保障污水处理厂的进水水质要求。本项目进水水质参考北方同等城市同等规模污水处理厂进水水质参数，确定本工程进水水质为CODCR450MG/L；BOD5200MG/L；SS200MG/L；NH4N40MG/L；TP50MG/L。4、污水处理后的出水水质工业区污水排放受纳水体为孟良河，属于白洋淀流域。根据河北省保定市白洋淀流域生态系统综合管理与环境保护规划，铁西区污水处理厂出水水质应达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）中的一级A标准，由此确定定州市铁西污水厂设计出水水质指标为BOD510MG/1CODCR50MG/1SS10MG/1NH4N5MG/1TP05MG/1污水经过污水处理厂处理后，部分供给国华定洲电厂作为中水循环利用。其余部分近期就近排入孟良河，远期拟作为中水全部综合利用。5、处理工艺通过多方案的技术、经济比较，确定本污水处理厂的处理工艺为CAST工艺混凝沉淀过滤。6、主要生产性建（构）筑物污水处理厂内主要生产性建（构）筑物包括污水提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、CAST池、絮凝沉淀池、滤池、消毒接触池、污泥泵房、污泥浓缩脱水机房等。7、处理厂厂址根据定州市总体规划，会同定州市建设（规划）、环保、国土资源等部门经过对建设厂址进行多方案比选，污水处理厂拟建于大寺头村村南550米处，国华定洲电厂以北2公里偏东。本期工程处理规模4万M3/D，占地4公顷，预留规划用地。规划远期污水处理厂处理规模6万M3/D，占地约10公顷。8、工程总投资及资金筹措方案本项目推荐工艺方案投资估算总额为105410万元（含污水管网工程投资），其中，拟利用亚洲开发银行贷款51968万元，地方财政筹措53442万元。第三章工程规模及处理程度31规模确定根据定州市铁西区总体规划的人口和工业产值增长率推算近、远期工业产值。采用定额指标法进行生活用水量预测，利用万元产值耗水量法推算工业用水量。用水量指标选自室外给水设计规范GB500132006。1、生活用水量预测目前定州市铁西区常住人口规模为6万人，根据定州市整体规划，随着工业区经济不断发展，入住企业越来越多，到2010年铁西区人口规模达10万人，到2015年人口规模可达13万人。根据实际调查情况和定州市资料，按照供水现状及规划，并参考其他一些县城的用水标准，近期、远期综合生活用水量标准取140升/人日、150升/人日。用水量指标参考室外给水设计规范（GB500132006）由此计算近期铁西区最终生活用水量为14万M3/D，远期生活用水量195万M3/D。2、工业用水量预测根据当地统计部门资料，定州市铁西区工业企业主要以汽车及配件制造业为主，有煤气化工厂、焦化厂等。定州市铁西区2006年工业产值为135亿元。参考定州市总体规划结合经济发展实际情况，确定定州市铁西区近期工业产值年增长率为8，远期工业产值年增长率为10，由此预测定州市铁西区2010年工业产值为20亿元，2015年工业产值为322亿元。考虑定州市节水的措施，确定万元产值用水量指标近期为55M3/万元；远期为50M3/万元，由此预测近期工业用水量为3万M3/D，远期工业用水量为441万M3/D。3、浇洒道路和绿地用水量浇洒绿地和道路按照25L/M2D，根据定州市总体规划，2010、2015年铁西区人均绿地道路面积分别为20M2、32M2。则市政用水量分别为1250M3/D、2400M3/D。4、未预见和管网漏失水量根据规范规定，取总用水量15计。5、污水量预测污水量由用水总量与折污系数（取08）的乘积而得。综合以上，预测定州市铁西区近期污水量为416万M3/D，远期污水量为607万M3/D。污水量预测详细数据见下表污水量预测明细表项目名称近期远期生活用水量（万M3/D）14195工业用水量（万M3/D）3441浇洒道路和绿地用水量（万M3/D）0125024未预见和管网漏失水量（万M3/D）0678099折污系数（）8080污水量（万M3/D）4166076、处理规模确定根据定州市建设局污水处理厂可行性研究报告编制会议纪要会议精神，结合定州市整体规划和铁西工业区的发展情况，确定定州市铁西污水处理厂工程近期处理规模为40万M3/D，远期为60万M3/D。32处理程度定州市铁西区污水排放主要有工业污水和生活污水两部分。由于铁西工业区正在建设中缺乏系统的水质监测资料。为保证定州市铁西污水处理厂顺利建设及正常运行，降低运行费用，希望定州市有关部门对全市境内所有超标排放污染物的单位实现达标排放，对具体工厂提出要求，下达限期治理计划，对限期治理项目认真监督，分阶段检察，认真验收；对逾期未完成治理任务的必须依法采取关闭、停产或转产措施；对目前采取内部治理工程的企业，给予支持。定州市新建区规划企业以汽车及配件制造业为主，有煤气化工厂、焦化厂，其中焦化厂内有污水处理设备，根据定州市政府要求新建区所有排污企业均要求达标排放。321进水水质预测（一）生活污水水质根据室外排水设计规范（GB500142006），按人均污染物指标推算生活污水水质，考虑当地居民的生活水平，通过仔细分析现有居民的生活习惯和生活质量，生活污水的人均污染物指标采用下表中数据。按照规划资料与环保局所提供的资料，人均生活用水量指标为120L/人D（平均日），产污率为80，同时参照典型生活污水水质表，则生活污水水质见下表生活污水水质表BOD5SSCOD人均污染物指标25G/人D40G/人D50G/人D污染物浓度260MG/L417MG/L520MG/L典型生活污水水质表浓度（MG/L）序号指标高中常低1悬浮物（SS）3502201002生化需氧量（BOD5）4002001003CODCR10004002504氨氮（N）8540205总磷（P）1584（二）工业废水水质由于调查当地企业及数据有限，以及铁西工业区的一些企业目前尚没有建设无法真正了定州市铁西工业区的工业企业所有的排放水质指标。因此，根据环保部门的监测和临近县市同类企业的资料来进行估算，铁西工业区内工业废水某些污染物较高，需自行采取治理措施，降低废水中的污染负荷，使之在进入污水处理厂之前符合污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）和污水综合排放标准（GB89781996），以保障污水处理厂的进水水质要求。参考污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）中规定的工业废水排入城市下水道的水质指标。（三）进水水质确定本项目进水水质参考我国北方同等规模城市污水处理厂的进水水质参数，并结合生活和工业的发展规划及环保部门对全市工业主要污染物的控制要求，确定铁西污水处理厂进水水质为COD450MG/LBOD5200MG/LSS200MG/LNH4N40MG/LTP5MG/L322出水水质要求根据相关水域、流域的水质要求小清河水质需满足地面水环境质量标准（GB38382002）V类地面水水域的水质要求，但白洋淀流域要求出水水质达到污水处理厂的污水排放一级A标准的水质要求即BOD10MG/1,CODCR50SS40604060607050BOD30502550406050COD25351525406050氨氮520515304050总磷40603040809050由上可以看出3、4、5、6的组合处理工艺均能满足本工程的治理目标，但4、5工艺的活性炭吸附、6工艺的微孔过滤和单纯过滤相比基建投资大，运行费用高，操作、管理、维护麻烦，且微滤工艺国内成熟经验较少。而3工艺组合投资费用相对较少，操作管理方便，且国内成功经验较多。因此本工程的深度处理部分采用（3）工艺组合即二级出水混凝、沉淀过滤消毒424污泥处理工艺方案污泥是污水处理过程的产物，污泥的处理是整个污水处理厂的重要组成部分，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。其一般处理流程为浓缩消化脱水干化处置。考虑到污水厂产生的污泥量相对较少且基本稳定，如果采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备，投资增加，管理复杂，经济效益差，故本工程采用将污泥暂时贮存，然后进行机械浓缩、压滤工艺，污泥脱水成含水率为80的泥饼后采用土工管袋工艺处理或外运垃圾填埋场处置。污泥处理工艺流程如图47所示。加药PAM脱水机房泥饼外运贮泥池剩余污泥堆肥或填埋压滤机排水经厂区排水管进集水井污泥处理工艺流程图图54另外，为保证出水磷达标，防止在重力浓缩过程中富含磷污泥中的磷再度释放到液相中去，采用快速机械浓缩脱水一体机。425污水处理总体工艺方案铁西区地势东南低，西北高，污水靠重力自流经污水管网收集后，汇集于东南部地势较低处，在此设中间提升泵站（与粗格栅间合建），污水经提升到达污水处理厂后直接进入高位细格栅。此后，污水靠重力依次进入各处理单元。最后经接触池消毒后部分泵送回用，部分就近排入孟良河。据水利部门提供资料，孟良河二十年一遇洪水位4800M。以此为依据，确定接触池出水设计标高，使出水能自流排放至孟良河。处理工艺采用CAST工艺混凝、沉淀过滤消毒工艺，整个工艺的流程图见附图污水处理工艺流程图。第五章污水处理厂设计51工艺设计511污水提升泵站由于铁西区地势西北高、东南低，东南区域污水由管网收集后，不能靠重力自流至污水处理厂。因此需要设置由泵站、压力排水管、附属构筑物组成的提升泵站。1、提升泵站选址铁西区东南最低高程约为580米，拟建污水处理厂处高程为620米。东南区域污水由管网收集后，不能靠重力自流至污水处理厂。因此，根据铁西区地势情况，提升泵站建在东南地势最低处，位于电厂路、定曲路与连接线（工业园区5号路）交叉口西侧500米。具体位置见附图定州市铁西区污水管网规划图。2、泵站采用格栅、集水池、机器间合建、半地下的形式。自灌式启动。格栅设在室内，对环境影响小。泵房尺寸10M45M45M。3、泵的选择由于污水量随着时间在不断的变化，所以水泵的运行工况也要尽量适应水量的变化，多来多排、少来少排、没水不排。因此，水泵的起闭、增减频繁，出水管道内经常是有压的恒定流和非恒定流的交替。所以要求提升泵站既要为系统运行提供足够的压力，又要能控制住超常的压力水头，为安全运行提供可靠保证。根据测算的污水量，按照近期4万M3/D设计，预留远期增加的泵基础位置。采用变频电机、调速运行方式。水泵扬程以最不利情况设计，铁西区东南最低高程为578米，拟建污水处理厂处高程为620米。通过高程差、水头损失等最终确定提升泵的扬程23米。设备（1）WL型立式无堵塞污水泵4台（3用1备）Q850M3/HH23M附属设备变频电机P40KW单梁吊车1台设备（2）粗格栅B1600MM，B25MM，栅细25MM2台附属设备螺旋输送机1台栅渣压实机1台2、压力管道及附属构筑物根据排水管道水量不断变化和污水中气体较多的条件，埋设管道在高点设放气井，低点设泄水井。全线设压力检查井，随流速的降低减少井距。512细格栅设计水量Q近065M3/SQ远097M3/S设备类型细格栅数量2台性能B2000MMB5MM附属设备螺旋输送机1台栅渣压实机1台513旋流沉砂池土建按远期6万吨/日规模设计，设备按近期4万吨/日规模安装，并按远期规模校核。设计水量Q近065M3/SQ远097M3/S池型旋流沉砂池数量2池尺寸365M514配水井设计水量Q近065M3/SQ远097M3/S池型矩形配水井，钢筋混凝土结构数量1池尺寸LBH72455M515鼓风机房主要设备离心风机数量6台（4用2备）性能Q70M3/MINH49KPA尺寸LBH10M6M3M516CAST反应池设计流量Q046M3/S池型CAST单池尺寸LBH86M4395M6M数量1池设计参数泥龄20D悬浮固体浓度MLSS4000MG/L517絮凝沉淀池絮凝沉淀池由絮凝池和沉淀池合建，絮凝池采用穿孔旋流式絮凝池；沉淀池采用斜板沉淀池。类型半地下式钢筋混凝土矩形水池数量2座共4格尺寸2661475M设计参数设计流量Q046M3/S絮凝池设计参数停留时间20MIN斜板沉淀池设计参数表面负荷35M3/M2H主要设备立式污泥泵4台Q40M3/HH15MN35KW管道混合器2台DN500斜板960M2H1M自动加药装置1套519滤池V型滤池唯钢筋混凝土结构，设2座，每座分4格。单格尺寸LB8635M，滤池高53M。滤池一侧设置操作廊道。在滤池的一端设一座滤站控制房，其内部设置鼓风机，冲洗水泵，控制室和值班室。设计参数设计流量Q046M3/S滤速V707M/H反冲滤速V905M/H气冲洗强度54M3/H水冲洗强度15M3/H表面扫洗强度75M3/H砂面以上水深H12M工作周期T24H（可调）滤料粒径0912MM（石英砂均质滤料）滤料层厚度13M主要设备冲洗水泵5台（4用1备），Q360M3/H,H8M,N22KW鼓风机5台（4用1备），Q25M3/MIN，H49KPA，N37KW5110加氯接触池池型接触反应池数量1池尺寸LBH13618540M设计参数接触时间30MIN5111中水池设中水池用于调节中水需水量和供水量。中水池内设潜污泵5台（4用1备），将处理后中水提升、输送至电厂回用。数量1池尺寸LBH20215M设计参数停留时间2H主要设备无堵塞潜污泵5台（4用1备）Q300M3/H，H15M，N30KW5112加氯间投加量8MG/L平均小时加氯量133KG/H、最高时187KG/H主要设备二氧化氯发生器2台，每台有效氯产量10KG/H氯酸钠溶液罐H15001700盐酸溶液罐H15001700尺寸LBH108M84M3M5113储泥池池型矩形贮泥池数量1座尺寸LBH6M6M5M停留时间33H附属设备搅拌器和螺杆泵各1台5114污泥脱水机房污泥量Q217KG干污泥/H结构砖混结构主要设备选用带式浓缩压滤一体机两台，有效带宽2000MM，装机功率为175KW。配套设备单螺杆泵，G501型，两台；冲洗水泵，DA1805型，两台；空压机LE4010SE，一台；自动配药装置一套；计量泵一台，JZ40008型；药液搅拌罐一台，BJQ10037型；皮带输送机一台，带宽400MM，输送长度10M。尺寸LBH252M141M3M52供配电系统设计521设计依据国家现行的有关设计规范及标准10KV及以下变电所设计规范GB5005394供配电系统设计规范GB5005295低压配电设计规范GB5005495建筑物防雷设计规范GB5005794建筑设计防火规范GB500162006民用建筑电气设计规范JGJ/T1692建筑物电子信息系统防雷技术规范GB503432004522设计范围本初步设计范围包括污水处理工程的配电室设计；各单体建筑物的电力、照明及接地系统的设计；厂区外线、道路照明设计。523用电负荷等级本污水处理厂属于二级供电负荷，投产以后，要求长期不间断运行，一旦中断供电、必然会造成污水大量外溢，周围环境被污染。污水处理过程中的活性污泥和生化菌，是经过很长时期培养起来的，一旦停电时间过长，生化菌长期缺氧会窒息死亡，即使恢复供电，活性污泥和生化菌要经过相当长的时期才能培养生成，在这段时间里，未经处理的污水排出，势必造成二次污染。因此，污水处理厂必须采用双电源供电。根据定州市供电局“关于定州市铁西污水处理厂供电答复”污水处理厂的供电电源由定州110KV变电站引两路10KV为本工程供电，污水处理厂距定州110KV变电站4KM。524电气主接线及电气设备布置全厂的电气计算负荷为有功计算负荷PJS80005KW无功计算负荷QJS28579KVAR视在计算负荷SJS77895KVA年耗电量W4905600KWH本工程装机容量为14031KW其中动力13631KW照明300KW总需要容量72463KW，其中动力69463KW照明300KW需要系数078自然平均功率因数081补偿后功率因数092补偿容量36513KVA二级负荷需要容量5280KW表51电气负荷计算表设备容量（KW）计算系数计算负荷序号项目安装工作KCCOSTG有功（KW）无功（KVAR）视在（KVA）1660508506231862粗格栅及提升泵房1851840808075148111003细格栅660508506231864旋流沉砂池10660808075483605CAST池88440808506235227286鼓风机房792528080850624224327367絮凝沉淀池1414080850651198688滤池17811508085062927139加氯间20100608075645010储泥池3308080752422511脱水机房20520507080751435107612室外照明101008085062862013综合楼4040080807532240013其它动力202005080751075014其它照明10100708075752515合计140319665084800056134KP09KP0957204557448补偿36513补偿后095720452093586116变压器损耗15297644总计095735742857989755两路10KV电源进线采用电缆引入，两路电源同时工作，互为备用。由于全厂负荷主要集中于进水泵房及鼓风机房，因此，在鼓风机房附近设变电所。另外，近期污水厂规模为4万M3/D，远期为6万M3/D，因此远期还需再建一座变电所，所以高压预留两条高压出线。远期增加设备电量估算380KW。高压配电室预留两台馈线柜。525电机启动及保护各构、建筑物电源均由变电所引来，在各构、建筑物的低压配电室电源进线处设配电室或总电源配电箱，由总电源箱以电缆或塑铜线向各分配电箱或设备供电，配电箱中选用国内外优质断路器、接触器、热继电器。对于20KW以上电机配置软启动器，根据工艺要求对于罗茨风机分别配置软启动器或变频器。对于距离配电室较远的用电设备配置现场操作箱，便于现场就地手动操作及检修。526设备选型变压器选用SCB10系列节能型变压器，SCB10630/10/04两台，同时工作，互为备用。两台变压器低压侧母线间设联络开关，以保证重要负荷的供电的可靠性和运行的灵活性。高压配电装置选用KYN28A12型开关柜，低压采用配电装置选用GGD2型开关柜，电力、照明配电箱分别选用XL21和PZ30型；室内照明导线选用BV450/750型，室外干线电缆选用YJV2206/1KV。527高压柜操作电源变电所采用高压开关柜操作方式采用直流操作现场及控制室两地控制五、继电保护及控制10KV配变电所高,低压系统均设置微机保护,微机控制及微机监测10KV电源进线设电流速断,过电流保护10KV变压器馈电设电流速断,过电流及温度保护528电能计量计量方式采用高供高计，动力及照明分开计量。在低压开关柜上设置专门的照明回路，并单独计量。529无功补偿采用电力电容器柜在低压侧做无功补偿，采用自动补偿器进行自动补偿，补偿后功率因数达到09以上。5210电缆敷设厂区内采用电缆沟、电缆桥架及电缆直敷设方式，车间内采用电缆沟、电缆桥架及电缆穿钢管敷设。5211全厂的防雷及接地厂区内综合楼依据建筑物电子信息系统防雷技术规范GB503432004有关规定，按三类防雷标准在屋面设置避雷带。经计算室外污水处理池宜按三级设防，池壁钢筋做接闪器，基础钢筋做接地极，并与配电设备接地相连，接地电阻不大于10欧姆。本厂内其他各建构筑物均无需做防雷设计本工程低压配电系统采用TNCS系统；变电所变压器中性点直接接地；各建筑物电源进线重复接地，接地电阻不大于10欧姆；综合楼有电子设备的阻值不大于1欧姆。为了防止雷电波的入侵对电器设备造成损坏，各建筑物电源进线处加设浪涌保护器。全厂设备采用保护接地系统，电气设备不带电的金属外壳均须接地。5212室外供电线路及照明厂内各建、构筑物的380/220V电源线路均由变电所以电缆放射式供电，电缆直埋敷设。厂区内设道路照明，主要道路路灯高7米，钢杆，配置1X250W高压钠灯，在门卫室采用时钟控制。，并在每个灯处设短路保护和接地。各建筑物照明电源电压均为380/220V，电源引自变电所或建筑物内配电箱，办公室、化验室、会议室照度均为300LX，泵房、锅炉房为100LX，由配电箱至灯具的导线穿钢管或PVC管暗敷设，综合楼采用荧光灯，泵房锅炉房采用防水防尘灯具。53自动控制与通讯设计531控制方案本工程采用分布式计算机集散控制系统，对污水处理厂的工艺过程进行分散控制、集中管理。计算机集散控制系统由工艺过程集控系统、通讯系统、可编程序逻辑控制器（PLC）及检测仪表组成。全厂控制中心设在控制室，控制室内设工艺过程临近系统，通过以太网与上位机（管理级）通讯。通过局域网与PLC工作站（基础级）通讯，在配电室设一台可编程序逻辑控制器主站，在CAST池、进水泵房及滤池设远程站，并预留二期发展接口。其各级功能分述如下1、控制室控制室内设工艺过程监控系统。该系统包括2台监控计算机、一用一备组态软件、上位通讯系统、2台打印机、不间断电源、操作面板等。该系统具有以下功能（1）与上位机进行通讯、留有远程监控接口。（2）进行人机对话。（3）采集全厂生产过程的工艺参数、电气参数、电气设备运行状态。（4）在操作终端显示器上显示工艺流程图、工艺参数、电气参数、设备运行状态。（5）2台计算机分别运行完全版、运行版组态软件，分别适于工程师和操作员使用，在一台计算机因故停机时，另一台计算机可继续工作。（6）通过操作终端设定工艺参数，对电气设备进行控制。（7）建立数据库，长时间保存各种工艺参数、运行数据、报警数据、故障数据，并自动生成趋势曲线。通过对数据及参数进行分析，为改进技术方案，提高生产效率提供可靠依据。（8）打印运行报表，报警、故障报表及图形（彩色硬拷贝）。（9）通过通讯总线与各控制站PLC进行通讯。向PLC发布命令，并接受PLC传送的信息。（10）设不间断电源，保证在停电故障时系统仍有安全可靠的运行。2、基础级PLC系统根据污水处理厂的工艺流程及平面布置，设一套PLC控制系统配电室PLC主站，负责采集鼓风机、高低压电源等信号，并负责与上位机及各远程站通讯在CAST池设置1台PLC分站，负责采集进水阀、滗水器等设备信号在进水泵房设置1台PLC分站，负责采集并控制粗格栅及进水泵房内设备，包括格栅除污机、液位计、潜污泵、螺旋输送机等；在滤池设置1台PLC分站，负责采集并控制滤速及冲洗设备信号。各远程站与主站采用L2DP局域网联结。可编程逻辑控制器（PLC）通过通讯总线与中央控制室的过程控制系统进行通讯。向过程控制系统传递信息，并接收过程控制系统发出的命令。其具体控制功能如下（1）格栅自动控制系统根据时间顺序自动控制，定时启停，启停时间可由程序调节。（2）集水池潜污泵自动控制系统根据集水池液位计控制水泵的运行。当水位升高到预定的水位值时，水泵按预先编制的程序依次逐台启动；当水位降低到预定的水位值时，水泵按预先编制的程序依次逐台关闭。同时累积水泵运行时间，自动轮换水泵，保证水泵累积运行时间均等，并处在最佳运行状态。当水位降到设定下限水位时，自动控制水泵全部停止运行，以保证水泵的安全，并设集水池超高，超低水位报警。（3）旋流沉砂池自动控制系统根据时间顺序自动控制旋流沉砂池各设备。（4）CAST池自动控制每格CAST池的工艺按照时间顺序为进水曝气2小时（从进水开始）、沉淀15小时、滗水05小时。CAST池每个周期运行如下进水系统根据程序自动开启进水阀门，2H后，进水阀自动关闭。循环曝气系统根据程序，当池子开始进行时，开启进气阀，开始曝气。2H后，自动关闭。滗水系统根据程序定时自动开启滗水器，保证在同一时间内只有一个池子滗水，滗水时不得曝气。滗水器采用变频控制，可根据时间、滗水器工作角度来设定滗水器速度，以保证滗水器均匀，缓慢且定时滗水。同时，为保证险起见，当水位降至设定液位而时间未到时，停止滗水，按时等待至下一过程排泥系统CAST池在沉淀结束后定时排泥。（5）鼓风机自动控制系统鼓风机通过接受溶解氧测定仪或空气流量计输出的420MA信号来控制鼓风机变频器，调节风量，节约电能。（6）滤池的自动控制根据程序定时控制排水、充水以及气冲、水冲、气水混合冲洗的过程。滤池的反冲洗由以下三种信号实现预定的时间顺序到达；预定的水头损失顺序到达；在操作层就地控制台通过O/Z选择或由操作人员选择。（7）污泥浓缩脱水自动控制系统污泥浓缩脱水机为成套设备，浓缩脱水过程按预先编制的程序运行。在药液已制备完成的前提下，自动控制污泥浓缩脱水机、进泥泵、药液制备、加药泵等。污泥浓缩脱水机的开、停由人工控制。532检测仪表本工程基本采用数字式智能化仪表，检测工艺参数。主要仪表有（1）提升泵房压力式液位传感器（2）沉砂池电磁流量计（3）CAST池溶解氧检测仪、超声波液位计；（4）滤池压力检测计、电磁流量计、空气流量计、超声波液位计（4）鼓风机房压力检测计、空气流量计（5）变电站电量、电流、电压变送器533通讯设计污水厂内设HJD80型24门程控交换机一台，作为水厂行政管理及对外联系之用、申请外线5对。54建筑设计污水处理厂总体设计遵循满足工艺布局的前提下，设计风格力求体现花园式污水厂的特点。建构物造型简洁、明快、新颖，既有工业建筑独有的特征，又与周围环境相协调。单体寻、构筑物设计比例尺度适宜，平面形状变化丰富，高度多层次组合，形成高低错落的建筑空间，使建筑与环境融为一体。综合楼、传达室、大门做为厂区装修重点建筑，重点部位采用桔红色花岗岩饰面，白色塑钢门窗，镶灰色镀膜玻璃，综合楼由乳白色方形面砖，其余为乳白色高级涂料，大块分格。各建筑物周围设置了绿化带并配置绿地，再加以适当的小品、花架点缀，尤其在厂区入口设置了花坛水池，加以体现水厂特征的雕塑及形状规则的绿化，营造出一个怡人的环境，充分体现花园式水厂的特点。55结构设计厂址位于定州市区西南电厂路北边，根据定州市勘察测绘院提供的定州市铁西污水处理厂地质概况，场内1150M以上地层为第四系冲洪积粘性土，为简单场地，适宜做水厂建设用地。持力层地基承载力标准值为150KPA。地下水位8701040M。为弱承压水。定州市基本风压030KN/M2，最大冻土深度078M。本次污水处理厂工程建、构筑物（包括提升泵站）结构形式、平面尺寸见下表。表52处理构筑物一览表序号项目名称平面尺寸（M）体积M3设计裂度结构形式备注1细格栅及沉砂池100363108八钢筋砼结构共二座2CAST池86043956226782八钢筋砼结构共二座3絮凝沉淀池266147519551八钢筋砼结构共二座4滤池86145363812八钢筋砼结构共二座5接触池1361854010064八钢筋砼结构共一座6中水池202152100八钢筋砼结构共一座7储泥池60605180八钢筋砼结构共一座处理构筑物总体积5404524M3表53建筑物一览表序号项目名称平面尺寸（M）建筑面积结构形式备注1加氯间108849072砌体2脱水机房25214135532砌体单梁吊车5吨3提升泵房10880地上砌体地下钢筋砼单梁吊车2吨4鼓风机房1859517575砌体单梁吊车1吨5综合楼18993564砌体2层6变配电室1251021275砌体7锅炉房砌体8浴室81296砌体9门卫4803301584砌体总建筑面积129753M3附属建筑物面积46824M356采暖通风设计一、采暖设计定州市冬季室外采暖计算温度为9，各单体热负荷估算见表63。总采暖面积为88449，总热负荷约为48765W。室内采暖系统根据建筑情况，采用单管顺序上供下回式或水平串联式，散热器采用铸铁四柱780型。室外管道采用氰聚塑保温直埋管，直埋敷设。热源为厂内新建燃煤锅炉房，内设05T热水锅炉一台，采暖热煤为9570热水。采暖热负荷计算表表54序号建筑名称面积（）室内设计温度（）热负荷（W）1综合楼384818189212浴室99402569303加氯间100571556194门卫36041825205变配电室263681514775合计8844948765二、通风设计对于加氯间、氯库、化验室、鼓风机房、污水脱水机房等处可能产生有毒气体，分别设置轴流风机，采用机械通风，换气次数为812次/H。57厂区总体设计571厂区总体设计总图设计按照远期6万M3/D的规模进行布置，根据分期建设的要求进行总体协调，兼顾远期发展的衔接。污水处理厂建设地点位于城区西南部，东西长260M，南北宽分别为180M，总占地5HA，其中污水处理厂用地357HA，远期预留用地143HA。水厂总平面布置以满足城市污水处理和城市规划要求为原则，根据确定的处理工艺特点、厂区地形地势和使用功能，分为办公区、生产区和辅助生产区，结合进出水方向，将生产区的细格栅、沉砂池按工艺流程顺序布置在厂区北侧，而CAST池、加氯接触池、加氯间、滤池、贮泥池和污泥脱水机房布置在厂区中间，满足了工艺要求。辅助生产区由鼓风机房、变配电室组成，安排在厂区北部，利于生产管理。以办公楼为主的办公区设置在厂区东侧，使得生产管理和对外交通联系，暗藏利用喷泉、雕塑、花池在入口处相互结合，形成优美的景观。在各个功能分区之间利用集中绿地适当隔离，使各分区即分区明确，又紧密联系。572污水厂高程设计铁西区地势东南低，西北高，污水靠重力自流经污水管网收集后，汇集于东南部地势较低处，在此设中间提升泵站（与粗格栅间合建），污水经提升到达污水处理厂后直接进入高位细格栅。此后，污水靠重力依次进入各处理单元。最后经接触池消毒后部分泵送回用，部分就近排入孟良河。据水利部门提供资料，孟良河二十年一遇洪水位4800M。以此为依据，确定接触池出水设计标高，使出水能自流排放至孟良河。中间提升