孝感污水处理厂初步设计

1、目 录前 言11设计依据、原则和设计范围21.1设计依据21.2主要规范与标准31.3设计原则41.4设计范围42项目背景52.1城市概况52.2给排水工程现状82.3项目建设的必要性103厂址、规模及处理程度123.1厂址123.2建设规模及范围123.3进、出水水质及污水、污泥出路134处理工艺叙述及设备选择154.1污水处理工艺叙述154.2污泥处理工艺叙述224.3处理设备的选择235污水处理厂工艺设计315.1污水处理工艺设计315.2污泥处理工艺设计426污水处理厂总体设计466.1总图运输466.2采暖、通风、空调506.3厂区给水排水516.4化验及维修527电气、自控及仪表设

2、计537.1电气537.2自控及仪表598建筑结构设计658.1建筑设计658.2结构设计669环境保护设计719.1环境保护719.2绿化769.3环境影响分析769.4工程风险分析7710劳动安全卫生8010.1编制依据8010.2主要危害因素分析8010.3安全卫生防范措施8211消防设计8711.1编制依据8711.2防火设计8711.3消防给水8912节能设计9013运行管理与人员编制9113.1运行管理9113.2人员编制9314建设工程进度计划9514.1工程进度计划9514.2调试方案与测试计划9715工程概算及技术经济9915.1 工程概况9915.2 编制的原则和依据991

3、5.3 引进设备和费用10015.4 主要技术经济指标10015.5工程投资分析10115.6 资金筹措10115.7成本分析10216结论103附表：104附表1 主要工艺设备一览表105附表2 主要建（构）筑物一览表110附表3 化验室主要仪器设备表114附表4 电气主要设备表116附表5 自控及仪表设备表118附件：124附件一 关于孝感市城市污水综合治理工程项目建议书的批复125附件二 关于孝感市污水综合治理工程可行性研究报告的批复127附件三 孝感市城市污水处理厂工程环境影响报告审批意见12958前 言拟建设的孝感市城区污水处理厂，位于湖北省孝感市城区南部老环河与滚子河交汇处的星火村

4、，建设规模为：近期7万m3/d（分两步建设，每步建设规模为3.5万m3d），中期14万m3/d，远期21万m3/d。孝感市老城区多采用合流制排水体制，若将其全部改造为分流制十分困难，根据孝感市实际情况，参考其他城市的经验，在设计中截流倍数取1.0，故污水处理厂近期前处理规模为14万m3/d。根据孝感市市政公用局代表孝感市人民政府和北京恩菲环保股份有限公司签定的孝感市城区污水处理厂bot投资合同书和其它本项目高阶段设计咨询文件有关内容确定本初步设计范围和内容。污水处理厂处理等级二级。设计采用a/a/o百乐克（biolak）工艺，具有除磷脱氮的功能。该工艺流程简捷，出水水质稳定；曝气系统采用悬挂链

5、式曝气装置，操作维护方便；生化池的结构采用土坝加防渗处理的形式代替钢筋混凝土池，可降低投资。污水处理厂近期建设规划控制用地6.64ha，设计实际用地5.72ha。污水厂处理后的尾水排入滚子河。污水来源于孝感市的城市生活污水、部分雨水和部分符合污水排入城市下水道水质标准cj3082-1999的工业污水，服务人口约25万。该项目的建设对于保护自然环境，加强城市基础设施建设，提高人民生活质量，改善投资环境，促进城市发展具有重要的意义。本项目建设投资总额为9184.85万元，其中：第一步3.5万吨总投资5972.53万元。1设计依据、原则和设计范围1.1设计依据（1）孝感市城区污水处理厂bot投资商招

6、标招标文件国信招标有限责任公司湖北分公司，招标编号：gxtc0413029（2）孝感市城区污水处理厂bot投资商招标投标文件北京恩菲环保股份有限公司，2004年9月（3）孝感市城区污水处理厂bot投资合作合同书签订日期：2005年10月（4）孝感市城区污水处理工程初步设计中国市政工程中南设计研究院，2004年4月，武汉（5）关于孝感市城市污水处理厂一期工程环境影响报告表审批意见的复函，湖北省环境保护局，鄂环函200495号。（6）关于孝感市城市污水综合治理工程项目建议书的批复湖北省计划委员会文件；鄂计资字1999第1138号。（7）关于孝感市污水综合治理工程可行性研究报告的批复湖北省计划委员会

7、文件；鄂计资字2000第0548号。（8）孝感市城区污水处理工程截污主干管平面图（临近厂区部分）。（9）孝感市城区污水处理厂项目基础资料，包括：孝感市市域城镇体系规划图孝感市市区综合交通规划图孝感市市区排水规划图。（10）孝感市污水处理厂勘测定界图（1：1000）孝感市国土资源勘测规划院，2004年9月（11）孝感市城区1：10000地形图（12）孝感市污水处理厂1：2000地形图（13）我国现行的有关水污染防治的政策、法规：中华人民共和国环境保护法(1989年12月)中华人民共和国水污染防治法(主席令 第66号)建设项目环境保护管理条例(国务院令第253号)1.2主要规范与标准工程设计采用的

8、主要标准和规范：地面水环境质量标准(gb3838-2002)城镇污水处理厂污染物排放标准(gb18918-2002)污水综合排放标准(gb8978-1996)农田灌溉水质标准(gb5084-92)农用污泥中污染物控制标准(gb4284-84)生活饮用水卫生标准 (卫法监发（2001）161号)恶臭污染物排放标准(gb14554-93)聚乙烯（pe）土工膜防渗工程设计规范(sl/t231-98)室外排水设计规范(1997年版)(gbj14-87)污水排入城市下水道水质标准(cj3082-1999)建筑结构荷载规范(gb50009-2001)混凝土结构设计规范 (gb50010-2002)建筑地基

9、基础设计规范(gb50007-2002)建筑抗震设计规范(gb50011-2001)采暖通风与空气调节设计规范(2001年版) (gbj19-87)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(cjj31-89)给水排水工程构筑物结构设计规范(gb50069-2002)钢结构设计规范(gb50017-2003)水工混凝土结构设计规范 (dl/t5057-1996)地下工程防水技术规范(gb50108-2001)建筑给水排水设计规范(gb50015-2003)10kv及以下变电所设计规范(gb50053-94)低压配电设计规范(gb50054-95)建筑物防雷设计规范(2000年版)(gb50057

10、-94)1.3设计原则（1）贯彻执行国家有关环保政策，符合国家相关法规、规范及标准。（2）根据孝感市污水水质、水量和排放标准，并充分考虑近期建设分两步实施的衔接问题，确定技术先进可靠、经济合理的污水处理工艺。（3）处理工艺有利于确保处理效果，确保运行的安全可靠。（4）有利于节能降耗，降低运行费用，易于运行管理和维护。（5）具有较高的自动化控制水平，实现电脑中央监控。（6）具有一定的冲击负荷适应能力。1.4设计范围本工程的设计范围是：对污水处理厂围墙内进行工艺、电气、自控及仪表、空调通风、建筑、结构、概算等专业的设计，提出满足要求的初步设计文件。2项目背景2.1城市概况2.1.1城市概况孝感市位

11、于湖北省中北部偏东，北邻河南省信阳地区，东接黄冈地区红安县、武汉市的黄陵区和东西湖区，西连襄樊下辖的随州市、荆门下辖的京山县以及天门市，南为仙桃市及武汉市的蔡甸区。孝感市地理坐标为北纬30223205，东经1131911436，国土面积为11557km2。孝感市是湖北省发展条件相对优越的地区，具有诸多优势：(1) 区位优势a. 紧靠我国特大城市、华中重镇武汉，距武汉仅60km，能共享武汉优势条件；b. 北抵河南信阳，扼鄂北交通咽喉；c. 处在武汉和襄樊两大城市群之间，位于武汉十堰汽车工业走廊上。(2) 交通便利孝感市已初步形成了以铁路为动脉、以公路为主体、以水路为扶助的交叉分布、互相衔接的交通

12、运输网络。a. 京广、汉丹两条铁路南北向纵贯市域，安卫铁路又将京广、汉丹两线横连，境内有铁路282.5km；b. 相汇于孝感市区的107和316国道，贯穿全市五个县市区，加上省道和其他公路，公路密度远高于全省平均水平。规划中的京珠高速公路也将在107国道东侧纵贯孝感市域；c. 境内有汉江、府河、环河、大富水和汉北河等水系，在区内构成相互连通的航运水系；d. 市内有孝感、广水两个军用机场，市区距离武汉天河国际机场也仅有46km。(3) 矿产资源丰富初步探明的矿产资源有7大类、23种，其中优质矿11种。(4) 农业基础好自然条件优越，背风向阳，雨热同季，适宜多种农作物的生长。孝感市已建立了各种门类

13、农产品的生产基地，成为了武汉市农副产品的主要供应基地之一。根据孝感市城市总体规划，孝感城区性质为：孝感市政治、经济、文化中心；湖北省主要的体育运动中心之一；以机电、食品等工业为主的中等城市。孝感城区距武汉仅60km，武汉往北的107国道、往西北的316国道在孝感城区分道，在武汉北部现有的城镇中，孝感城区的发展条件最好、最雄厚、潜力最大，孝感城区是湖北省北部紧邻武汉的重要城市。孝感城区是地级孝感市人民政府所在地，是孝感市的政治、文化中心。随着开发区的启动，孝感城区的经济将得到长足的发展，必将成为孝感市的经济中心。孝感城区建成了湖北省较为完善和先进的体育运动设施，已成为湖北省重要的体育运动中心之一

14、。孝感城区经济发展以内迁三线企业和外引三资企业为龙头，其主导产业是以汽车为主体的电机工业；另外，在孝感的地方工业中，食品工业最具特色，也有较大的潜力。因而，机电、食品工业是孝感城区经济核心。2.1.2自然概况(1)气候孝感市属亚热带季风气候，冬冷夏热，四季分明，日照充足，雨量充沛，雨热同季，无霜期长。降水多集中在春夏两季，常年主导风向为北风。(2)气温多年平均气温 15.916.1极端最高气温 41.6极端最低气温 -13.7多年平均降雨量 1078.61196.5mm最大年降雨量 1676.9mm日最大降水量 207.1mm多年最大积雪深度 28cm多年平均蒸发量 1394.6mm年最大蒸发

15、量 1627.9mm年最小蒸发量 1175.2mm主导风向 n夏季主导风向 e、s年均日照时数 1982.8h年平均湿度 79%2.1.3工程地质市区工程地质按物理和力学性质，可划分为松散岩组、松软岩组和软弱岩组三个工程地质岩组。按地形地貌，水文地质及岩石的工程地质岩组等特征，分为四个工程地质区，市区土层属中等压缩性土。市区承压水头的反向压力对建筑物的稳定性以及施工排水都是重要的，建筑物开挖深度，超过66.5m。承压水的反向压力会引起土体的破坏，所以市区内建筑物基础下置深度不宜大于6m。兴建建筑物时，浅层淤泥必须全部清除，地表12m以下的淤泥，对一般民用建筑物影响不大。据湖北省地震烈度区划图，

16、本区的地震烈度为6度区。2.1.4水文本地区主要水系有府环河、老环河和滚子河。老环河和滚子河目前担负着城区防洪排涝、污水排放功能，其水文特征如下：老环河：河口闸：最高水位24.01m（1983.7.8，黄海高程，下同）上段河底高程：19.63m下段河底高程：17.50m河床底坡：0.015%0.03%南河岸顶标高：25.4023.50m北河岸顶标高：25.2424.10m滚子河：鲢鱼地泵站起排水位：19.70m50年一遇洪水水位：25.60m（文化东路滚子河桥处）河底高程：平均18.00m东河岸顶标高：27.0523.50m西河岸顶标高：26.1725.47m2.2给排水工程现状2.2.1给水

17、工程现状孝感市城区供水系统由两座市政自来水厂供给和多个水源井分散供水组成。城区供水约11.0万m3/d，其中两座水厂设计供水5.0万m3/d，自备水源井供水6.4万m3/d。供水普及率约90，现有dn100以上输配水主干管115km。表2-1 孝感城区供水量表水厂名称位置设计规模(万m3/d)实际产量(万m3/d)水源一水厂喻桂湾2.01.0地下水二水厂玉泉路8.0（二期）4.0沦河自备水分散井6.4地下水据自来水公司资料，现有水厂最大日供水量5.8万m3/d，平均日供水量4.8万m3/d。城区自备水井统计有318座，平均每座井的供水能力约200m3/d。这些井基本包括了现状城区内的自备井分布

18、状况。市政给水管道已铺设至拟建污水处理厂厂址西北300m处，管网压力为0.24mpa,可满足污水处理厂生活和消防供水要求。2.2.2排水工程现状城区现状排水体制为截流式合流制，雨污水经自流排入后湖渠、王家湾渠后汇入老环河或直接排入老环河（自排）。市区北起火车站三角区，南至槐荫路，西起城站路、东至北京路的老城区范围内，已基本形成干支管相配套的排水管网体系。管网系统分为5大排水区域。（1）后湖渠排水系统。主要收集航空路以东、城站路以西及城站路沿线区域城市的污水及雨水，城区内渠道全长约5km左右，服务面积约13.6km2，占整个孝感老城区排水量近一半以上。雨季时，由于渠道淤塞严重，地势较低，并受下游

19、水位的顶托，该排水系统渍水现象十分严重。（2）环城路排水系统。该系统排水管渠沿主要街道铺设顺地势排入老环河，服务面积0.6km2。该区域地势相对老环河较高，均可以重力流的方式流入老环河。（3）玉泉路排水系统。该系统以玉泉路为排水干渠，收集了槐荫大道自城站路至玉泉路周边地区排水，服务面积1.25km2。该区域排水管渠建设比较完善，基本未发生渍水现象。（4）王家湾排水系统。王家湾渠位于北京路西侧，北起桂桥村，经文化路、槐荫大道入老环河。该系统以王家湾渠为排水主干渠，收集北京路以西文化路段沿线范围内的排水，以及长征路位于园林二路与建设路之间路段沿线的排水，服务面积为3.5km2。由于服务区域内地势较

20、低，周边地区雨水均向此地汇流，王家湾渠沿线每逢下雨几乎均发生渍水现象，尤其以富康小区为重，该处居民常年受到水涝灾害威胁。（5）滚子河西排水系统。该系统排放沿滚子河西约0.9km范围内的老城区雨污水，以滚子河为受纳水体，排水方式相对较分散，各干管均以垂直滚子河的方向敷设直排入滚子河，尚无主干管。汇集包括北京路以东和交通路东北区域内排水。滚子河以东及老环河以南城市属规划中的新城区，目前尚无排水管渠系统。2.2.3排水工程规划2.2.3.1排水体制及污水截流倍数孝感市老城区采用截流式合流制，规划新区采用雨、污分流制。合流制区域污水截流倍数的影响因素主要有：受纳水体的卫生要求和水文条件、城市暴雨强度、

21、人口密度大小、投资情况等。老城区大多采用合流制排水体制，这就要求考虑与降雨径流受地表污染程度及地表水应达到的水质目标控制值有关的截流倍数。将建成区的初期雨水收集起来与污水一并处理。根据调查分析，当截流倍数增大时，其投资的增长与环境效益的改善程度相比较，从经济效益上考虑是不合算的。根据孝感市的实际情况，参考其他城市的经验，老城区的截流倍数取1。2.2.3.2排水系统由于滚子河分隔，将孝感城区分为两大排水系统。（1）西区系统：老城区仍以后湖渠和王家湾渠为主要雨、污水汇集渠道，规划沿老环河布置一条截流污水干管，旱季污水及截流雨、污水经截流污水干管送至污水处理厂。其他新区雨水就近排入河流，污水沿规划的

22、滚子河污水干管送至污水处理厂。（2）东区系统：严格实行雨、污分流。污水主干管布置于沿河路，经泵站提升跨河后送至污水处理厂。2.3项目建设的必要性孝感市现状排水体制为合流制，排水管网尚未形成体系，污水处理率很低，除部分工业废水进行了预处理外，大量的工业废水和生活污水均未经任何处理而直接排入城市周围的水体（老环河、滚子河），致使这些水体污染日益严重，并影响了孝感市地下水水质。孝南区环保局对老环河、滚子河的水质现状进行了监测、分析，监测日期为2003年4月份和2004年2月份，监测结果详见表2-2和表2-3。表2-2老环河、滚子河水质监测数据项目水温ph氯化物(mg/l)ss(mg/l)codcr(

23、mg/l)色度(度)tp(mg/l)氨氮(mg/l)cr+6(mg/l)do(mg/l)老环河1126.02220039.8200.291.020.066.512125.85422476.3250.669.200.13未检出3126.25219453.1300.709.100.10未检出4126.05026876.3250.428.800.05未检出滚子河1126.54314083.0300.113.250.09未检出2126.54317216.6250.010.900.042.293126.83015470.3250.021.020.066.86表2-3老环河、滚子河水质监测数据表监测断面垂

24、线水温phcodcr(mg/l)色度(度)tp(mg/l)氨氮(mg/l)cr+6(mg/l)ss(mg/l)do(mg/l)老环河城西桥67.2021.0303.702.6562.01087.07三军台67.4256.0254.607.9037.01524.58滚子河王家湾57.402521500.313.1543.0165未检出三军桥57.20147750.7314.276.01784.39通过对老环河及滚子河水质监测数据分析可以看出：（1）老环河四眼桥上游达到地表水环境质量标准中五类水质要求，符合农业用水及一般景观水域水质要求。老环河四眼桥以下水体为劣五类水质，主要超标污染物为化学需氧量

25、（codcr）、tp、氨氮等。其中cod、tp超标，氨氮超标严重。溶解氧未检出，水体严重缺氧。（2）滚子河自徐山桥以下水体为劣五类水质，主要超标污染物为cod、ph、氯化物、tp、cr+6等指标满足农业用水要求。老环河、滚子河水质恶化的原因主要有三个方面，一是老环河、滚子河接纳了大量的城市生活污水和工业废水，且有大量的垃圾，废物和粪便直接注入水体；二是上游来水量少，水体得不到足够的稀释；三是生态系统破坏严重，底泥污染严重，水体自净能力差。河道的污染，已经对环境产生了很大的影响。为了提高孝感市综合配套水平，改善环境质量，提高居民生活质量，改善投资环境，保持孝感市的可持续发展，尽快建设孝感市城区污

26、水处理厂等处理设施是十分必要的。3厂址、规模及处理程度3.1厂址根据孝感市城市总体规划、中国市政工程中南设计研究院编制的孝感市城区污水综合治理工程可行性研究报告的研究结论，污水处理厂厂址选定在老环河与滚子河交汇处即南部的三军台。该厂址具有下述特点：1 污水处理厂在整个城区全年主导风向的下风口。2 截流管沿河铺设，污水处理厂选址在截污管末端，便于河西老区污水就近接入污水处理厂，节约管线投资费用。3 远期河东新区形成的污水向西汇集于滚子河三军台河段东侧的污水提升泵站后即可就近提升至污水处理厂。4 远期的河南新区形成的污水向东汇集于老环河三军台河段南侧的污水提升泵站后即可就近提升至污水处理厂。5 该

27、厂址（近期规模）现征地面积为99.6亩（6.64公顷），中期、远期可供征用土地面积能满足污水处理厂扩建要求。6 靠近水体有利于尾水排放。7 污水处理厂的脱水泥饼可外运至孝感市垃圾卫生填埋场（距污水处理厂10-15km），与城市垃圾一并卫生填埋。本污水处理厂用地，东靠滚子河，南临老环河，西界规划道路，北接107国道，满足建厂条件。3.2建设规模及范围3.2.1建设规模孝感市城区污水处理厂建设规模为：近期7万m3/d（分两步建设，每步建设规模为3.5万m3d），中期14万m3/d，远期21万m3/d。污水处理厂一级处理设施雨季流量按截流式合流制（n=1）设计，近期一级处理规模为14万m3/d。近期

28、建设规划控制用地6.64公顷。3.2.2建设范围（1）工艺设计按近期规模设计，同时在设计中充分考虑了分步建设的衔接问题，即：粗格栅、进水泵房、细格栅、曝气沉砂池、污泥泵池、鼓风机房、消毒及出水泵池、变配电室、脱水机房及仓库等建（构）筑物的土建均按近期规模一次建成，设备分步安装；所有附属设施均按近期建设一次完成。（2）污水处理厂内建筑物及构筑物，包括室内水、电、通信设备、网络及设备安装和工艺管线等全部工程。（3）污水处理厂厂区道路、停车场、围墙大门、室外照明、动力、给水、排水、工艺管道、污泥管、空气管及通讯等管线。3.3进、出水水质及污水、污泥出路3.3.1进、出水水质设计进水水质根据孝感市城区

29、污水处理厂bot投资商招标招标文件中明确的进水水质确定。污水处理厂出水水质按招标文件要求，执行国家城镇污水处理厂污染物排放标准gb18918-2002的一级b标准，具体水质指标见表3-1。表3-1设计进、出水水质和去除率表指 标项 目bod5(mg/l)codcr (mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tpph进 水13026018030403.569出 水20602015201.569去除率(%)857789505057/根据设计进水水质资料和对出水水质的要求，对照室外排水设计规范中的有关规定，本工程设计拟采用国内外普遍使用的脱氮除磷的二级活性污泥法处理工艺。3.

30、3.2污水、污泥出路（1）污水出路：污水经a/a/o百乐克工艺处理达标后排入滚子河；雨季时，部分水量（7万m3/d）在污水厂经一级处理后，直接排入滚子河。（2）污泥出路：a/a/o百乐克工艺采用低负荷、长泥龄，因此产生的污泥量少，且稳定、无臭味，经浓缩、脱水一体机处理后，可以进入城市垃圾填埋场填埋。如经国家认证机构化验检测，污泥中不含对农作物及人体有害的物质，则可做为农家肥料。本次设计按运至距污水处理厂10-15km处的孝感市垃圾卫生填埋场填埋设计。4处理工艺叙述及设备选择4.1污水处理工艺叙述4.1.1污水处理工艺确定的原则为了达到污水处理厂高效稳定运行和节约运行费用、节省工程投资的目的，依

31、据以下原则对污水处理工艺进行选择。（1）工艺先进、技术成熟，处理效果稳定，在常年处理运行过程中要保证出水水质达标；（2）运行管理方便，设备维修量小，维修简单，便于工人操作；（3）运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式，耐冲击负荷能力强；（4）便于实现处理工艺运转的自动控制，并可实现电脑中央监控；（5）工艺设施尽量简单紧凑，减少占地；（6）投资省，运行成本低，有最合理的技术经济指标。4.1.2生物除磷脱氮工艺根据设计进水水质资料和对出水水质的要求，设计拟采用国内外普遍使用的脱氮除磷的二级活性污泥法处理工艺。（1）生物脱氮目前常用的生物脱氮处理工艺有a/o法、a/a/o法、sbr法、氧化

32、沟法等，均取得较好效果。生物脱氮是利用自然界氮的循环转化原理，采用人工生物方法来控制，从污水中去除氮，达到脱氮的目的。污水的生物脱氮包括三个过程。一是同化过程，污水中的一部分氨氮被同化为新细胞物质，以剩余污泥的形式去除；二是硝化过程，污水中的有机氮、蛋白质等在好氧条件下转化成氨氮，然后由硝化菌作用转变成硝酸盐氮；三是反硝化过程，反硝化菌在缺氧条件下，由外加碳源提供能量，将硝酸盐氮转化成氮气，然后氮气从污水中逸入大气，达到污水脱氮的目的。整个生物脱氮过程就是氮的分解氧化还原过程，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、ph值以及碳氮比等。生物脱氮系统中硝

33、化与反硝化反应需具备如下条件：硝化过程：足够的溶解氧以满足好氧条件(一般do2mg/l)；适宜温度，一般20左右，低于10硝化作用难以进行；足够长的污泥泥龄；足够的碱度以满足合适的ph条件。反硝化过程：硝酸盐的存在，缺氧条件(do值应在0.5mg/l以下)，充足的碳源，合适的ph条件等。按照上述原理，可组成缺氧池和好氧池，即所谓的a/o系统。（2）生物除磷利用活性污泥中聚磷菌，在厌氧条件下释磷，吸收有机物，在好氧条件下超量吸收磷，通过排放剩余污泥，以去除污水中的磷。这种菌的特点是能贮存磷酸盐，又能贮存碳源（以羟丁酸形式贮存，即phb形式贮存），在厌氧条件，进水中有机物与细菌体内磷酸盐作用，由菌

34、体内磷酸盐分解后提供能量，合成phb，并放出磷，在好氧条件下，利用体内的phb，吸收液体中的磷，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37%，一般活性污泥含磷量仅为1.5%左右。影响生物除磷的因素是要厌氧条件do=0mg/l，同时要有易生物降解的bod，且bod/p比值恰当。希望含磷污泥尽快从系统中排出，也就是说，污泥泥龄要短，否则泥中的磷又会释放到液体中。根据以上原理，由厌氧池和好氧池组成了厌氧好氧生物除磷系统。（3）生物脱氮除磷及其影响因素按照上述生物除磷、脱氮原理，将厌氧好氧生物除磷和缺氧好氧生物脱氮两种方法合并，就形成了

35、厌氧/缺氧/好氧系统，即所谓的a/a/o系统。从生物除磷脱氮原理看出，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，关于进水水质，以下几点应引起重视：& bod5浓度：不宜低于100mg/l。& bod5/tkn比值：比值大于4，脱氮效果良好；若在43之间，可应用生物脱氮除磷方法,可采用不设初次沉淀池或缩短污水在初次沉淀池中的停留时间的方法，以增大进反应池污水中有机碳与氮的比值； & bod5/tp比值：应大于17，方能达到生物除磷要求。按照上述条件，对照孝感污水处理厂进水水质，其中bod5为130mg/l，tn为40mg/l，tp为3.5mg/l。

36、故bod5/tkn比值为3.25（污水中所含硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的浓度很低，可近似认为tkn=tn），bod5/tp比值为37，基本可以满足生物脱氮除磷要求，因此确定采用生物除磷脱氮工艺对污水进行处理。同时，为了确保出水的除磷效果，设计还辅以化学除磷措施。4.1.3污水处理工艺说明目前城市污水的生化处理技术发展较快，类型较多，除了使用较多的传统活性污泥法外，为了满足生物脱氮除磷的要求，近年来又有a/o、a/a/o、sbr、氧化沟、百乐克（biolak）工艺等方法出现并应用。通过对国内外常用的各种生化污水处理工艺进行比较,决定采用a/a/o百乐克工艺。曝气装置采用悬挂式曝气链，池型为一体式大型土

37、池子。下面对a/a/o工艺和百乐克工艺分别进行阐述。（1）a/a/o工艺（anaerbic-anoic-oic）称为厌氧-缺氧-好氧三者结合系统。早在70年代美国在生物除氮方法的基础上发展的同步除磷脱氮污水处理工艺。该生物脱氮除磷工艺呈厌氧/缺氧/好氧的布置形式。其典型工艺流程见图。经一级处理后的污水和二沉池的回流污泥进入厌氧池，微生物吸收有机物而释放磷；在缺氧池中，反硝化菌利用污水中有机物做碳源，将回流混合液中的硝酸盐进行脱氮反应；在好氧池中进行有机物的生物降解和氨氮的硝化；再经二沉池固液分离后排放。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力

38、具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。a/a/o工艺具有流程相对简单、便于操作控制等特点，是目前经验比较成熟的处理工艺。混合液回流进水出水二沉池曝气池缺氧池厌氧池剩余污泥 污泥回流图4.1 a/a/o工艺流程图（2）a/a/o百乐克（biolak）工艺传统百乐克工艺是在传统a/o工艺的基础上采用悬挂式曝气链的工艺。因此传统biolak工艺也可称之为a/o百乐克工艺。a/o百乐克工艺池体分厌氧池和好氧池。厌氧池近似于推流式，平面形状为矩形，池内采用机械搅拌。好氧池的设计结合延时曝气工艺，同时，由于采用悬挂式曝气链，通过控制系统控制曝气链的交替曝气，使好氧池内的

39、混合液形成多个a区和o区，同时a区和o区交替变化，形成多级a/o的状态，以实现脱氮，但其对c/n比的要求较高。根据已建成污水厂的实际运行效果看，当污水c/n比较低时，其脱氮效果不理想。2002年国家颁布了城镇污水处理厂污染物排放标准，规定了城镇污水处理厂污染物排放应执行的标准，与污水综合排放标准相比，增加了总氮的去除要求。为了满足国家排放标准对除磷脱氮的严格要求，需要对传统a/o百乐克工艺进行改进，以提高其除磷脱氮的效果，因此本设计提出采用新型的a/a/o百乐克工艺作为本工程的污水处理工艺。a/a/o百乐克工艺是在a/o百乐克工艺基础上发展起来的，它具有传统百乐克工艺的主要特点，例如：其出水水

40、质好，流程简单，运行稳定，管理方便，工程投资及运行费用较低；其池型为矩形，也可以根据地形做成不规则形，可以一体化布置，减少水头损失，布置紧凑，节省占地；悬挂链式曝气方式还具有容易维修且维护量小的特点，曝气头为悬挂式，可不停产检修。运行操作管理简单、耐冲击负荷、污泥量少、安全可靠等。为了强化除磷脱氮的效果，本设计所做的改进如下：将生化池分为厌氧池、缺氧池和曝气池，池型为矩形土池结构，中间用混凝土墙分隔。厌氧、缺氧池内采用液下搅拌器搅拌，防止污泥沉淀。增设混合液内回流系统，将富含硝酸盐的混合液由曝气池用泵回流至缺氧池，在缺氧池内进行反硝化反应；回流污泥可分两点分别进入厌氧池和缺氧池，在实际运行中可

41、根据除磷脱氮的情况，灵活调整回流污泥的分配比例。另外取消与生化池连为一体的矩形澄清池，改为圆形幅流式沉淀池，以提高水力负荷、改善出水水质。a. 工艺流程污水进入厂内首先经过粗格栅后自流进入泵池，经污水泵提升至细格栅，细格栅把细颗粒杂物分离出来，再通过曝气沉砂池将污水中砂粒分离。沉砂池的出水和回流污泥一起进入厌氧池进行厌氧处理，由搅拌器搅拌将污水与污泥进行充分的混合，并发生磷的释放。然后污水由厌氧池进入缺氧池，同时与内回流混合液混合，进行反硝化脱氮反应。缺氧池的出水进入曝气池，利用数条悬链式曝气器充氧，进行有机物降解、生物硝化及磷的吸收，好氧曝气池中的硝化液回流到缺氧池。通过辐流式二沉池进行泥水

42、分离，上清液进入紫外线消毒池完成消毒后，再通过出水泵房排入滚子河。二沉池污泥流入回流及剩余污泥泵池，一部分回流至厌氧池和缺氧池，另一部分剩余污泥经过污泥缓冲池，送入污泥脱水机。污泥浓缩脱水滤液返回进水泵房集水池二次处理，泥饼外运。为保证出水的总p始终达标，根据情况，可在曝气池中投加fecl3药剂，进行辅助化学除磷。工艺流程框图见图4.2。图4-2 工艺流程框图污泥回流滤 液回流及剩余污泥泵池出水泵池紫外线消毒池二 沉 池沉砂、栅渣外运鼓风机房污泥回流混合液回流曝 气 池缺 氧 池厌 氧 池栅渣外运出水泥饼外运进水曝气沉砂池细 格 栅进水泵房粗 格 栅污泥脱水机房剩余污泥污泥堆置棚b.百乐克工艺

43、工程实例由于百乐克工艺具有的独特的优越性，在国内外城镇污水处理及工业废水处理上得到越来越多的应用。目前全世界已有约700多座不同规模的百乐克污水处理厂在稳定运行，所承接的市政项目中规模最大的达50万m3/d。在中国，污水处理厂已建和在建的有三十多座，其中市政污水处理厂有十多座。国内市政污水处理厂工程竣工的项目见表4-1。表4-1 百乐克中国市政污水处理厂一览表序号省份城市污水处理厂名称规模(万t/d)时间1山东省招远市招远市综合污水处理厂2.019992广东省深圳市龙岗区龙田污水处理厂3.020013山东省莱芜市莱芜市政污水处理厂1期莱芜市政污水处理厂2期4.04.0200020034山东省滨

44、洲市滨洲市污水处理厂1期滨洲市污水处理厂2期5.03.0200120025山东省烟台市莱山市政污水处理厂4.020026北京市房山区良乡污水处理厂4.020037山东省乐陵市乐陵市政污水处理厂4.020038山东省诸城市诸城市政污水处理厂6.6.20039河北省石家庄市鹿泉污水处理厂2.0200310山东省平度市平度市政污水处理厂3.0200311山东省安丘市安丘市政污水处理厂3.0200312内蒙古海拉尔市海拉尔市污水处理厂5.0200313山东省栖霞市栖霞市政污水处理厂2.0200414山东省高唐县高唐县污水处理厂3.0200415内蒙古牙克石市牙克石市污水处理厂3.42004我院已在北京

45、市房山区良乡卫星城污水处理厂bot投资项目、内蒙古牙克石污水处理厂等项目中采用此工艺，从实际运行效果看，此工艺运行稳定、出水水质良好。4.2污泥处理工艺叙述4.2.1污泥处理工艺确定的原则(1)根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合当地的自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺。(2)根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率大于20。(3)妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。(4)尽可能利用污泥中的营养物质，变废为宝。4.2.2污泥处置方法说明综合考虑各种污泥处置方法的利弊，并兼顾污水处理工艺、污水处理规模、污水厂所在的地理位

46、置（孝感市垃圾卫生填埋场距污水处理厂10-15km）、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等各种因素，本污水处理厂的污泥处置方法采用卫生填埋。若污泥（泥饼）不含对农作物有害的物质并符合卫生标准，可作农肥。4.2.3污泥处理工艺说明二沉池污泥中固体成份主要为有机生物体，其含水率一般在99.2%99.6%之间。二沉池污泥的含水率高，体积大，不便运输；根据污泥的处置方法，要求对二沉池中排出的剩余污泥应进行脱水处理，这样可以降低污泥的含水率，减少污泥的体积，降低运输成本，浓缩后污泥可利用物质的含量增加（如农用的肥份、焚烧的热值等），且利于污泥的后续处置和利用。常用的污泥脱水方法有自然干化和机械脱

47、水两种，自然干燥是利用自然力量（如太阳能）将污泥脱水干化的一种常用方式，传统上常用的是污泥干化床。该方法适用于气候比较干燥、占地不紧张以及环境卫生条件允许的地区，在城市污水厂较少采用。机械脱水是目前世界各国普遍采用的方法，具有处理效果好、不受自然条件限制等优点，为了保证污泥处理的连续性，节省用地，本污水处理厂的污泥处理方法采用机械脱水方法。污泥处理流程如下：二沉池底泥剩余污泥泵污泥缓冲池浓缩、脱水一体机外运4.3处理设备的选择在污水处理厂的整个工艺流程中，各主要处理设备的选择直接影响污水处理厂运行的稳定性和可靠性，对处理厂的技术经济指标也有重要的影响。因此，需要根据工艺及各处理构筑物的特点、产

48、品性价比、前期投资及运行费用等因素综合考虑选择处理设备。下面就几种主要处理设备的选择及化学除磷、尾水消毒方案比较论述如下：4.3.1鼓风机的选择本污水处理厂中曝气池采用悬挂链式微孔鼓风曝气。鼓风机有多种形式，可分为罗茨风机、单级离心机和多级离心机等。风机选择正确与否与投资大小和运行管理费用密切相关，涉及到投资是否合理、长期效益的高低。答案是没有最好，只有最适合。不同规模的应用，不同的工艺，不同的投资目的，不同的使用条件得出的最佳选择可能不同。下面对罗茨风机和离心风机分述如下：（1）罗茨鼓风机罗茨鼓风机属于容积式气体压缩机，其特点是：强制流量，在设计压力范围内，管网阻力变化时其流量变化很小；在流

49、量要求稳定而阻力变化幅度较大的工作场合，可予自动调节，故工作适应性较强。与离心风机相比，价格较低，而噪音较大，效率稍低，但增加隔音罩后可解决噪音的问题。罗茨风机风量调节可采用变频调速和出风管放气。罗茨风机适用于小型污水处理厂。（2）离心鼓风机 离心鼓风机是速度型，较容积式风机具有效率高的优点。离心鼓风机又分为多级低速和单级高速，单级高速以提高转速来达到所需风压，较多级风机流道短，减少了多级间的流道损失，其效率最高，但一般适宜在大中型污水处理厂中采用，小型污水处理厂节能效果不明显。罗茨风机、离心机考虑性价比，各有其适用范围：当流量小、工况稳定时，罗茨风机是最好的的选择，对于中小流量的应用，多级离

50、心机更显优势，对于大流量的应用，宜选单级高速离心机。对于小流量的风机应用，虽然离心风机效率高，但是其价格高昂，维修管理复杂，不仅初期投资多花的钱长期难以收回，而且复杂的维修管理工作和高额的维护成本又是长期的困扰。而罗茨风机价格经济实惠，操作简单，运行安全可靠，维护成本低。综合以上论述，由于本工程的空气需求量较小，工作状况稳定，因此选用罗茨风机。4.3.2二次沉淀池的选择沉淀池主要完成泥水混合液分离和污泥部分浓缩，使出水悬浮物浓度达到所要求的排放标准和回流污泥达到一定的浓度。本工程中设有二沉池。常见的沉淀池有竖流式、平流式和幅流式三种。由于竖流式沉淀池只适用于1万吨以下规模的小型污水处理厂，故本

51、工程不予考虑平流式沉淀池的优点是平面布置紧凑，施工简单，工程费用低。缺点是刮泥机维护和维修工作量大。幅流式沉淀池的优点是运行经验成熟，刮泥机可国内生产，使用较多。缺点是圆形池占地面积大；由于池深较大，地基处理费用稍大。通常，国内大中型污水处理厂多采用辐流式沉淀池，设备成熟，沉淀效果好，运行稳定可靠。辐流式沉淀池又分为普通辐流式沉淀池（中心进水，周边出水）、向心辐流式沉淀池（周边进水，周边出水）。二沉池是污水处理厂的重要构筑物，具有最后出水净化及向曝气池提供回流污泥的双重功能，直接影响污水处理厂的效能。因此为慎重起见，对以下两种方案进行比较：第一方案：中心进水，周边出水辐流式沉淀池；第二方案：周

52、边进水，周边出水辐流式沉淀池；两个方案在技术上都是可行的，都能满足出水的水质要求。传统的中心进水，周边出水沉淀池在国内已有成熟的运转管理经验，国内绝大多数大中型污水处理厂都采用此种池型，运行效果好。与这种传统池型相对照的是周边进水周边出水式，它的主要特点是克服了中心进水周边出水沉淀池的由于异重流造成短路的弊病，池容的利用系数显著提高，表面负荷可高于普通辐流式沉淀池近1倍，处理相同水量只需较小的池子，从而节省工程造价。特别是现在的污水处理工程都尽量做到节省占地面积，从而使这种池型更显优势，得到了广泛的推广。目前这种池型在国内的设计和运行方面都积累了很多的经验，应用已日趋成熟。对于本工程，从出水水

53、质、占地和工程投资等方面考虑，确定采用周边进水周边出水式二沉池。4.3.3污泥浓缩、脱水设备的选择本污水处理厂设污泥缓冲池，停留时间4h，剩余污泥在进行浓缩脱水前经过污泥缓冲池短暂停留。为了能够使污泥缓冲池起到一定的预浓缩作用，在污泥缓冲池上安装了刮泥机。本污水处理厂污泥处理方法采用机械脱水。机械脱水目前污水处理厂常用的有两种方式，一是带式压滤机，二是离心机，就脱水效果看，离心脱水机和带式压滤机相当，含水率可达80%左右。就工程造价而言，离心：带式=100:60。因此，带式压滤机的性价比较好，并且适用于中小型污水处理厂。脱水机现多采用污泥浓缩、脱水一体机，将污泥浓缩脱水形成含水率80%左右的泥饼。该设备的特点是：集浓缩与脱水于一身，减少重力浓缩时间，既减少了磷的释放，这对于有除磷要求的污水厂来说非常重要。下面就带式压滤一体机和离心脱水一体机设备作比较。结果见表4-2。表4-2 离心脱水机与带式压滤机比较项 目离心脱水机带式压滤机原 理利用离心沉降原理，使固液分离利用滤带过滤，使固液分离适用污泥类型各类污泥的浓缩和脱水同左脱水泥饼含水率80%80%运行时噪声7680db70-75db耗电量10kw/m3污泥3.6kw/m3污