铁岭开原八宝造纸产业园污水处理工程可行性实施报告

1、铁岭（开原）八宝造纸产业园污水处理工程可行性研究报告第一章 编制依据、原则和范围项目基本情况项目名称：铁岭（开原）八宝造纸产业园污水处理工程建设单位：铁岭（开原）八宝镇政府项目内容：铁岭（开原）八宝造纸产业园2.0万m3/d污水处理厂项目总投资：8479.25万元1.4 编制范围本工程设计范围即主要工程内容是：新建铁岭（开原）八宝造纸产业园污水处理厂一座，规划设计处理规 模 4 万 m3/d, 一期（2020 年）2 万 m3/d,二期（2025 年）增加 2 万 m3/d。 本次设计范围为一期工程（配套污水收集管线及回用水管线不在本次设计 范围内），并对以上工程建设的必要性及可行性进行分析。

2、第二章 项目背景城市概况概况开原市八宝镇位于美丽富饶的开原市西部平原，地处沈阳、长春两大 省会城市中间，东北城市走廊的中间地带，东距哈大高速公路出口仅7 公里，距102国道、京哈铁路9公里，“哈大客专”开原新客站已在镇区 内建设完成，将打造成开原新的铁路中心和公路客运中心。全镇区域面积 108.2平方公里，耕地面积11.4万亩，现辖20个行政村，常驻人口4.5 万人，是第三批全国小城镇综合发展改革试点镇、辽宁省现代农业示范镇。八宝具有充足而清洁的淡水资源；流经这里的清河是一条没有被污染 的河流，四季不断流，水量充沛。距八宝20公里即是清河水库，年蓄水 量达10亿立方米。八宝镇内部流经一条季节性

3、河流马仲河。全镇水 田有稠密的灌排渠网，具有得天独厚的绿色稻米发展条件。全镇现有企业500多家，初步形成了造纸、铸造、机械制造、建材、纸包 装等几大门类。主导产品瓦楞纸、箱板纸、茶板纸、纸箱、铝铁铸件等。 2.1.2地理位置产业园位于铁岭市开原市八宝镇北部的河北村，规划范围为彰桓线以 北，马仲河以西的面积为3.5km2的区域。铁岭市地处辽宁省北部，松辽平原中段。地理坐标为东经 123 27 -12506,北纬41 59, -4329,。东部与抚顺市的清原县 毗邻，北部与吉林省的四平市松辽县、梨树县、辽源市的辽源县接壤，南 部和西部与沈阳市的新城子区、法库县、康平县相连，全市行政区域面积 129

4、80km2。铁岭市地理区位优越，位于哈大经济隆起带上，是沈阳经济区 的重要节点城市，是沈阳经济区产业转移的重要承接地。铁岭市有2个辖 区：银州区、清河区；2个县级市：调兵山市、开原市；3个县：铁岭县、 西丰县、昌图县；1个经济开发区和1个高新技术园区。区（市）县下设 街道办事处13个，镇51个，乡38个。开原市位于铁岭市的东北部，辽河中游东测。东与西丰县、清原满族 自治县相毗连，南与铁岭县交界，西与法库、昌图县接壤，北邻吉林省梨 树县。东经12343，-12448/，北纬426，-4253/。东西长89.4 千米，南北宽86千米，总面积2824.78平方千米。总人口58万人（2004 年）。辖

5、区面积2825平方公里，设21个乡镇街，总人口58万。开原东部 属长白山余脉，林木茂密；西部为松辽平原腹地，沃野千里。地质特征优 越，区位优势明显，发展潜力巨大。2.1.3气候气象产业园地处北温带边缘，属温带大陆性季风气候，一年四季分明。据 开原市气象站多年气象资料统计，主要气象参数如下：气温：评价区全年日照2198.2小时左右，年平均气温8.5，极端最 低气温-28.7，极端最高气温38.3，1月份为最冷月，平均气温-12.4， 7月份为最热月，平均气温为25.2。降水：该地区年平均降水量为594.9 mm，降水多集中在7、8月，降 水量为322.9mm,占全年降水量的54.3%。冬季（11

6、3月）降水量为62.1mm, 仅占全年的10.4%。最大积雪厚度22cm,冻土深度126cm。风：该地区春季风速最大，夏季最小，年平均风速2.8m/s,主导风向 SSW风，频率16.7%；次多风SE,频率11.1%；冬季主导风向以55亚为主，频率13.6%；次多风为SE,频率13.1%；北风风频为9.1%。2.1.4地质、地貌铁岭地区大地构造位置为华北地台-内蒙-兴安地槽褶皱系-吉黑地槽 褶皱系交接部位；出陆地层单元主要有太古界变质岩系、中元古界长城系、 古生界石炭系、中生界侏罗-白垩系及新生界第四系；岩古类型齐全，沉 积岩、岩浆岩、变质岩在区内均有出露；岩浆岩以太古代和中生代侵入岩 体为主，

7、区内构造复杂，韧、脆性断裂构造十分发育。规划区地质属华北陆台，辽河及其支流冲积而成的平原，由上更新统 及全新统的坡积、洪积、冲洪积、冲积层组成。第四系厚度变化较大，为 2555m,越往南部越厚。上覆亚粘土和黄土状亚粘土厚7.530.0m,一 般厚为1020m,下部主要为细砂层，颗粒上细下粗，在砂层下部有1 2m砾石碎石层，砾石平均砾径为510mm,最大可达5060mm,分选不良， 具棱角，含水层比较稳定，一般厚度为110m。地势东高西低，南北向中 间缓倾,大康屯一带最低。根据国家地震局的有关文件,地区地震烈度为 VII 度。2.1.5水文状况铁岭市水资源总量为31.41亿m3,人均水资源占有量

8、1061 m3,与全 省人均水平1070 m3相当，是全国人均水资源占有量（2700 m3）的40%。 全市亩均占有水资源量为全省（697 m3）的56%。铁岭市全属辽河流域，境内辽河干流长为170km。域内流域面积在 100km2以上的河流共有39条。其中：辽河一级支流有东辽河、清河等13 条；辽河的二级支流有北小河、寇河等16条；辽河的三级支流有北太平 河、下二台河等8条；辽河的四级支流有双庙子河等2条。流域面积在500km2 以上的干支流有辽河、清河、柴河、凡河等10条。受地形、地貌、地理 位置和季风条件的影响，东南部河网发育较好。全市共有水库96座，其中大型水库有清河水库、柴河水库、南

9、城子 水库和榛子岭水库，均分布在东部的辽河一级支流上。产业园周边的主要 的地表水体为马仲河，属辽河的二级支流，汇入清河后进入辽河。社会经济概况铁岭区域位置优越，地处东北亚中心的辽宁中部城市群，是吉林、黑 龙江两省通往其它省市和出海港口的重要通道。建国50多年来，特别是 改革开放以来，铁岭经济建设日新月异，已成为闻名全国的粮食主产区、 优质农产品生产加工基地和新兴的煤电能源之城。现有机械、电子、冶金、 煤炭、橡塑、食品、制革、医药、化工、纺织等35个行业，全市现有工 业企业19700多家，其中规模以上企业227家。拥有一批在全国有一定影 响的大中型骨干企业。铁岭阀门集团股份有限公司是全国最大的低

10、压大口 径阀门生产企业，辽宁国能集团铁岭精工机械有限公司是全国最大的干燥 设备科研、实验、生产基地，铁岭华晨橡塑制品有限公司是全国最大的复 合体橡胶密封条生产企业。主要产品有煤炭、钢材、铜铝材、阀门、起重 设备、化工设备、干燥设备、水泥、橡塑制品、平板玻璃、机制纸、针纺 织品等1750多种。其中有200多种产品被评为国家、部、省优质产品， 有170多种产品打入到国际市场。2011年国民经济继续保持快速增长，全市生产总值（GDP）实现860 亿元，按可比价格计算，比上年增长18.7%。地方财政一般预算收入105 亿元，增长31.1%。固定资产投资按新统计口径完成750亿元，增长29%。 规模以上

11、工业增加值增长15.5%。社会消费品零售总额实现268亿元，增 长18%。城镇居民人均可支配收入16100元，增长17.3%。农民人均纯收 入8940元，增长15.5%。开原市工业基础雄厚，形成了纺织、造纸、优质农副产品深加工、新 型建材三大基地。京哈电气化铁路，沈哈高速公路、102国道纵穿南北， 开丰铁路、彰桓公路横贯东西。开原市先后荣获“十大最适宜创业县市”、 “十大最具核心竞争力县市”和“中国十大改革创新示范县市、中国中小 城市科学发展百强县市、最具投资潜力百强县市、最具区域带动力百强县 市”等殊荣。2011年，全市地区生产总值实现410亿元，增长28.1%；财 政一般预算收入实现28亿

12、元，增长34.8%；固定资产投资实现200亿元， 增长 46.3%（按新统计口径计算）；社会消费品零售总额实现52亿元， 增长22.4；规模工业主营业务收入达到900亿元，增长24.5；城镇 居民人均可支配收入达到21244元，增长13%；农民人均纯收入达到10244 元，增长19%。产业园及周边现有两个行政村，其中一个是大湾村现有常住户650户， 常住人口2500人；另一个是河北村，现有常住户401户，常住人口1502 人。产业园内现有5家工业企业，其中开原市八宝砖厂、开原市敢胜砖厂 及开原造纸厂已经停产。工业园区总体规划规划定位和规划目标规划定位：以造纸为主，纸深加工和物流三部分组成的综合

13、产业园， 将努力建设成为生态循环经济造纸产业园。规划目标：2025年总规模产纸230万吨，总产值200亿元（包括造 纸、深加工、物流产业），产业园建设分3期展开：一期：50万t/a生产能力，产业园走上良性发展轨道。二期：新增80万t/a生产能力，总产能达到130万M,进入大型造纸产业园行列。三期：新增100万t/a生产能力，总产能达到230万t/a,并完善相 应的配套服务设施，形成综合能力的造纸产业园。2.3.2规划范围产业园位于铁岭市开原市八宝镇河北村，规划范围为彰桓线以北，马 仲河以西的面积为3.5km2的区域。2.3.3规划布局产业园规划结构为“一心、两轴、三区”，其中一心为服务中心，两

14、 轴为南北路、东西路景观大道，造纸产业园区分三期，一期用地59.5公 顷，二期用地 51.9公顷，三期用地69.3公顷，总用地180.7公顷。深 加工用地39公顷，物流用地24.20公顷。服务中心布置在产业园中部，与物流区相邻，是产业园活动与服务中 心。造纸产业布置在园区东部，中心服务区为中心中东部为一期、北部为 二期，南部为三期。纸深加工园布置在园区西南部。物流园在服务中心的中西部。2.4排水体制及环境保护目标排水体制按照环境保护要求，根据造纸产业园区的自然因素及建设要求，结合当地实际情况，确定排水体制为分流制。将生活、生产污水系统和雨水系 统分别在两个独立的管道内排除。生活、生产废水排水系

15、统：本工程生产、生活废水由管道收集后，排 至厂区污水处理站处理，经厂内处理后经排水管接入工业园区污水处理厂 的管网，经园区污水处理厂处理后排放。环境保护目标产业园污水处理厂建成以后出水全部回用，若有剩余排入清河支流马 仲河。按照水功能区划马仲河为W类地表水体，污染物综合排放标准 (GB8978-1996)中要求排入“类水体执行二级标准，待建的产业园污水 处理厂设计出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)中一级标准的A标准，后者排放标准严于前者，因此属 于达标排放。第三章 工程建设的必要性及可行性工程建设的必要性（1）造纸工业为中国国民经济的发展做出了重要的贡献，然而

16、也付 出了巨大的环境代价，其排放的废水量、COD负荷量居我国各行业的首位。 因此，能否解决造纸污染问题已受到全社会的普遍关注。（2）“产业园”的污水如果没有处理直接排入河体会对沿河两侧环境 污染严重，特别是春夏秋季，河道周围臭气熏人直接影响居民的生活和城 区的环境质量。所有这些情况都影响开原市招商引资的城市形象，因此只 有建设污水处理厂才能彻底解决即将要发生的水环境污染问题，才能给城 区人民创造良好的生活环境，提高开原市的整体形象，全面促进对外开放 和招商引资，不断取得新的进展，给全市经济发展和社会进步创造良好的 环境。（3）启动于2001年11月，耗资550亿元，历时15年的渤海碧海行 动计

17、划是迄今中国为改善海洋生态环境而发起的规模最浩大的工程。渤海 位于中国的北部，是中国惟一的内海，环渤海地区工农业发达。但近年来 渤海海域污染加剧，海洋生态环境恶化，赤潮频繁，渔业资源严重衰退。 研究表明各地区工业污染物和生活污水排放加剧，化肥使用量增加，海岸 开发频繁，海上交通和石油开采规模不断扩大是造成污染的主要原因，重 点污染物是磷、氮、有机污染物和石油类。渤海碧海行动计划已经分近期 （2001年到2005年）、中期（2006年到2010年）、远期（2011年到2015 年）三阶段实施。近期行动计划所要实现的主要目标是，所有陆域工业污 染源都要实现达标排放，建设、改造完成一批城市污水处理厂

18、，使得经辽 河、海河排入渤海的污染物得到有效削减，基本完成沿海防护林体系的建 设和建成国家级及区域性的船舶溢油应急体系。中期目标是，排入渤海的 氮、磷、石油等增长的趋势得到有效控制，近岸海域水质基本达到环境功 能区划目标。同时，建成港口船舶废弃物接收处理装置，启动渤海船舶油 类污染物“零排污”计划，建立起环境污染与赤潮灾害监测和预警系统。 远期行动计划所要实现的目标是，氮、磷、石油等污染物排放总量得到有 效控制，近岸海域水质达到环境功能区划目标，恢复良好的生态系统，提 高生态系统的服务功能。按照国家规定和要求，铁岭（开原）八宝造纸产业园的污水已经处在 排无出口的境地。为了切实落实国家的规定和要

19、求，实现达标排放，建设 污水处理厂已是迫在眉睫。因此本污水处理工程是一项治理污染、改善环 境、造福后代的大事。铁岭（开原）八宝造纸产业园污水处理工程是改善开原市整体水环境 质量的重要工程措施。工程的实施不仅能明显改善城区的环境质量，促进 经济发展，显著提高城市污水处理率，同时可以减少城市污水给下游水体 带来的污染，辽河的水质将得到巨大改善，因此项目的建设是十分必要的。工程建设的可行性（1）辽宁省、开原市各级人民政府对铁岭（开原）八宝造纸产业园 区污水处理工程非常重视，污水处理项目早已纳入日程。同时由于是新成 立的开发区，下一步着手开展排水管网系统的建设，这为污水处理工程的 早日建设奠定了基础。

20、由此，我们相信有各级人民政府的支持，铁岭（开 原）八宝造纸产业园污水处理工程一定能够顺利地完成。（2）设计规模为4万吨/天，符合2015年至2020年工业园的排放水 量。（3）采用国内外先进的污水处理工艺，使污水中的污染物指标达到 规定的排放标准；污水处理工艺成熟，可确保出水水质达到排放标准；无 技术难点，技术可行。（4）为了加快环保设施的建设，提高设施的运行效率和质量，我国 已经提出了污染治理的市场化和产业化模式，出台了城市污水和垃圾收费 政策，为日后污水处理厂的运营提供了政策资金保障。（5）对于污水处理厂的运营国内外有多种经济可行的方式可供参考， 随着环保法律法规的不断健全，环保投融资机制

21、的不断完善，资金的来源 与运作将越发规范。综上所述，铁岭（开原）八宝造纸产业园污水处理工程，技术和经济 条件已经具备，比较成熟，项目建设具备必要性和可行性。第四章 工程规模及建设厂址4.1污水量、水质预测及设计规模确定4.1.1设计水平年的确定铁岭（开原）八宝造纸产业园控制性详细规划分为三期：一期为 2015年、二期为2020年、三期为2025年。因此污水厂设计水平年以规划 的一期（2015年）开始为准，污水厂设计水平年确定：一期为2015年、 二期为2020年。4.1.2工程服务范围根据铁岭（开原）八宝造纸产业园控制性详细规划，产业园采用商品 木浆、混合废纸浆为主要纤维原料生产牛皮纸箱纸板、

22、牛卡纸、高强瓦楞 原纸等，产业园污水处理工程处理对象主要是造纸工业园内的造纸废水， 以及开发区范围内企业排放的工业废水和极少一部分居民生活污水。铁 岭（开原）八宝造纸产业园控制性详细规划要求进驻产业园企业废水经 过处理之后排入产业园区污水处理厂。4.1.3产业园污水量预测（1）工业废水量预测造纸工业既是水污染大户又是用水大户。据不完全统计，1995年全国 县及县以上造纸企业排放废水量约为24亿吨，占全国工业废水排放量的 11%,居第三位；COD排放量为300余万吨，占全国COD排放量的42%,居 第一位。例如，以商品浆和废纸为原料的造纸生产，根据规模、设备状况、 生产管理等因素，吨纸水耗为数十

23、吨上百吨之间，一座年产10万吨的 造纸厂，每日耗水量约25,000m335,000m3。由于对进区企业生产状况未知，因此污水量的预测只能参照已落实的 进区企业的实际排水现状及有关标准、规范、污染源普查结果的单位产品 耗水量综合预测。根据国家环保部清洁生产标准 造纸工业（废纸制浆）（HJ468-2009） 表1造纸工业（废纸制浆）清洁生产指标要求。非脱墨制浆污染物产生指 标（末端处理前）见表4-1。表4-1 浆污染物产生指标（末端处理前）清洁生产指标等级一级二级三级废水产生量（m3/t）W811 NO； NO；A W司1 . 废明威 t）短程硝化反砸化生物晚叙途径图5-1 短程硝化反硝化生物脱氮

24、途径改良AO系统在保证处理效果的基础上，真正意义上的实现了高效、 节能降耗、节省占地、运行维护简单等工艺亮点，彻底更新了现有生物污 水处理系统的控制和运行模式。目前该工艺在国内市政、石油化工、医药 化工、造纸等多个污水处理领域成功的实施了样板工程和实验研究项目，并得到了业主的一致好评。比如造纸废水襄樊大枫纸业污水处理工 程。襄樊大枫纸业有限公司是大枫纸业集团下属造纸厂之一， 采用麦草 制浆漂白造纸工艺，日处理污水能力为12000吨。企业地处汉江边仅50 90米远，其工业废水经市政管网直接排放到汉江。200年，大枫纸业将之 收购后，为达到环保部门的排放要求及提升企业自身形象，经比选了多种 不同的

25、污水处理方案，2005年该企业利用改良AO工艺进行新建系统和调 试，工艺流程为原水+格栅+调节池+改良AO系统+出水，出水远优于设计 出水标准。表5-1襄樊大枫纸业污水处理工程进、出水数据表项目规模12000m /dCODBODCr5SSpH进出水水质情况进水水质 (mg/L)1400200040040069出水水质 (mg/L)240280304069.改良AO系统的特点改良AO系统除了出水稳定可靠，且具有以下特点：1）最节能的生物污水处理系统低氧运行节省大量的供风量，同时高效的曝气系统将充氧效率提高到 28%以上，如此可将鼓风机的能耗大大降低；同时，由于是一体式结构， 中间节省了传统工艺的

26、机泵设备，也为运行节省了能耗，基于实际项目的 耗电量统计，改良AO系统要比传统工艺节省电耗约30%以上。2）投资和占地最为节省的生物污水处理系统由于系统污泥浓度高，容积负荷较传统工艺高，同时一体式结构省略 了二沉池，系统总池容仍小于传统工艺的生化池池容，池内设备少，所以 占地和综合投资成本都要低于传统工艺。3）剩余污泥量最低的生物污水处理系统低溶氧且污泥负荷偏低，使得系统的污泥龄延长，污泥浓度提高，同 时减低了剩余污泥量。某些对总磷没有出水要求的工业项目，甚至实现剩 余污泥零排放，系统自身达到较好的平衡。4）自我调节能力以及耐冲击能力最强的系统由于智能溶氧控制系统（DOCS）是为该系统量身定做

27、，该控制系统可 以根据水质水量的变化以及同步脱氮过程中溶氧、氨氮、硝氮以及总氮之 间的关系，综合判断系统的实际需氧量，智能调节需氧和供氧的关系，同 时由于系统本省有大循环稀释系统以及高污泥浓度，可充分避免由于来水 水质变化造成的系统冲击，保证出水稳定。表5-2针对市政污水处理厂改良AO工艺与传统工艺的对比项目传统工艺（CASS、AO、 氧化沟等）改良AO工艺处理规模1000050000(Treatment Capacity)m3 /d出水标准(Effluent standards)一级B占地(Land area)m3 /m20.70.90.40.6运营成本0.40.50.250.3(Runni

28、ng cost)Yuan/m3溶解氧(DO) mg/L2412左右污泥浓度（MLSS）mg/L2000400050008000气水比(Ratio of air to water)6834有效水深455.56(Effective depth of water,m)运行最低温度（Minimum10 7 operating temperature, ).传统人。与改良AO系统比较表5-3传统AO和改良AO技术经济指标比较（造纸综合废水，一级人标准，20000吨/日）序号项目传统AO改良AO1缺氧区（A）1、通过搅拌维持污泥悬浮状态2、二沉池污泥回流.通过搅拌维持污泥悬浮状态.沉淀区及缺氧区污泥回流序

29、号项目传统AO改良AO3、主要作用脱氮4、 HRT3h.主要作用作为生物选择区，稳定 低氧环境，优选低氧活性菌，同时具 有释磷脱氮等作用. HRT16h4、O段硝化液回流5、主要作用去除COD、BOD、氨 氮及磷的吸收1、通过曝气维持污泥悬浮状态2、DO0.5mg/L3、 HRT12h4、和缺氧区或本区域实现大比例内 回流5、主要作用去除0、8。口、氨氮以 及总氮2COD降解在工业废水比例相对较高的废水 中，其对COD降解能力较差，出 水COD较高，对较难降解的有机 污染物处理效果差，还需要通过 水解酸化或其他预处理方法提高 可生化性进行控制通过控制较低溶氧来实现兼性菌的富 集，对难降解有机物

30、有较好的去除效 果，能够起到水解酸化+好氧工艺的效 果，同时避免了水解酸化带来的一些 列问题，如臭气、腐蚀等。3脱氮原理传统AO硝化与反硝化分步交替进 行，停留时间长，且回流消耗大 量的能耗，C/N要求高，TN去除 效果不稳定，特别是在温度较低 时，脱氮效果更不理想。脱氮机理为同步硝化反硝化，通过控 制低溶氧，使得脱氮在系统内同步完 成，且有短程硝化反应的发生，该过 程具有能耗小，C/N要求低，同时由 于污泥浓度高，对低温有更好的耐受 性。4曝气方式使用普通的曝气器，氧传递效率 低下，耗能高，且维护维修不方 便高效的曝气系统，氧传递效率可提高 到28%以上，且可实现不停车更换和 自清洗功能。5

31、DO溶氧控制在24mg/L溶氧控制在12mg/L左右，在满足硝 化和碳化的前提下，凸显节能降耗， 并实现同步脱氮的基本条件。6污泥回流泵房有无7独立二沉池有无8运行维护池内设备数量多，设备维护、维 修繁琐，易导致影响污水厂的正 常运行。采用一体化池形结构，设备数量少， 故障率低，切池内设备均可实现不停 车更换或维修，能保障污水厂的正常 运行。9耐冲击能力停留时间长，有较大的污泥和混 合液回流，有一定的耐冲击能力。通常对于市政污水，该系统通过空气 推流系统可以实现10-20倍的内循 环，大比倍内循环稀释来水，迅速降 低来水的负荷，大大降低池内污染负 荷梯度差，有利于微生物稳定生长。 且较高的污泥

32、浓度（即微生物量大） 也有利于抵抗冲击负荷。10MLSS3-4g/L6811总停留时间 （含沉淀池）大于20小时1517小时12直接运行成本 （元/吨）2.62.72综上所述，推荐采用改良AO工艺作为产业园污水处理厂生化污 水处理设施。5.2.5气浮气浮就是向水中通入空气，产生微细的气泡 ，有时根据需要同时加 入混凝剂或浮选剂，使水中的细小悬浮物黏附在空气泡上，随气泡一起上 浮到水面，形成浮渣，达到去除水中悬浮物，改善水质的目的。气浮法可用于去除污水中密度小于水的悬浮物、油脂和脂肪，也可用于活 性污泥的浓缩。超效纳米浅层气浮系统有传统气浮、涡凹气浮等气浮设备不可比拟的 优越性，现就其结构原理、

33、设计参数、应用优点分述如下：1结构原理中央旋转部分包括进水口、出水口和污泥去除机械，这部分和螺旋泥 斗以和进水流速一致的速度沿池旋转。原水从池中心的旋转接头进入，通过配水器布水，配水器的移动速度 和进水流速相同，这样就产生了“零速度”，我们定义为“零速原理”， 这一原理的应用是本设备的关键，这样进水不会对原水产生扰动，使得颗 粒的悬浮和沉降在一种静态下进行。清水由集水管排出，集水管连在中央部分和它一齐旋转，这样原水的气浮 分离时间就是中央旋转部分的回转周期。连在移动的配水器上的刮板将池底和池壁上的沉泥刮集到泥斗中，定期排 放。行走部分和泥斗的转动由调速电机驱动，中心滑环供电。2基本设计参数：表

34、面负荷9.612m3/m2h；：回流比20%40%；：分离时间35min；：溶气压力67.5bar（表压）；：气浮池深650mm；：气浮池有效水深550mm。3设备在应用中的优点：微细气泡与絮粒的粘附发生在整个气浮分离过程，也就是说没有 气浮死区；：应用“浅池理论”进行设计，池深只有650mm,有效水深550mm, 另外进、出水的巧妙隔离，使悬浮物的分离不受V上、V下的限制，气浮 分离时间只有35分钟，使设备的占用空间大幅度减小。以同样处理量 7000m3/d的造纸白水为例，传统气浮池的占用面积约为115（95+20）山2,超 效纳米浅层气浮池的占用面积约为51m2。：浮渣的清除，用螺旋泥斗，

35、清除的浮渣在某一时刻总是池内浮起 时间最长的浮渣，换句话说，也就是此处固、液分离最彻底，而且浮渣是 瞬时清除，隔离排出，对水体几乎没有扰动，另外通过调速电机调节，螺 旋泥斗的自转周期t及斗子个数的选择与泥斗的公转周期T和浮渣的厚薄 有严格的匹配关系，非常灵活、机动。：“静态”进水，“静态”出水，对水体的扰动非常小。：在一定程度上，气固比越大，使出水悬浮物的浓度越低，浮渣 含固率越高，因为超效纳米浅层气浮池应用了新的溶气机理，在溶气管体 积比传统气浮池配备的溶气罐小1217倍的情况下，气固比反而高23 倍。：溶气管的新溶气机理是：利用一特制结构，先把压缩空气切割成 微细气泡，然后在扰动非常剧烈的

36、情况下与加压水混合和溶解，这时空气 在溶气管内以两种形式存在，一种形式是溶解在水中（此处与溶气罐类似， 不过溶气罐的停留时间是24分钟，而溶气管的停留时间是812秒，同时溶气管内的气、液接触面积要远远大于罐内的接触面积。）另一种形式 是微细气泡以游离状态夹裹、混合在水中，在气浮时这种气泡直接用于气 浮，并且是作为气泡的主要来源，从溶气水中释放的微细气泡也加入到气 浮过程中去，这两种途径形成的微细气泡的数量要远远大于溶气罐加溶气 释放器的结构形式的数量，这也是两种溶气结构的本质区别所在，也是溶 气管结构不必要加溶气释放器的原因所在。：溶气管的特殊结构，使其没有填料堵塞的问题，也没有控制罐内 水位

37、高低的问题，因为在其治“标”的同时，也治了“本”。（空气在溶 解前已微细化）：原水和溶气水在加入气浮池本体前，已在一段管道内已充分混合， 气泡及时均匀地弥散在悬浮颗粒中。避免了因多个阀门或溶气释放器的开 启度不一而造成的气泡不均匀现象。：池底设置了泥斗和排出管，中央回转部分设置了池侧和池底的刮泥机 构，能保证池中的沉积物定期清除，对出水不会产生任何影响。5.2.6强氧化系统二沉池出水加药剂发烟硫酸调节pH至适合氧化剂反应范围，加入药 剂七水硫酸亚铁及双氧水强氧化剂对废水中的难降解物质进行强氧化处 理（芬顿反应），氧化后的废水加药剂碱调节pH，同时加助凝剂进行混合 反应，反应后的废水进入后续深度

38、处理沉淀分离。经强氧化的废水，难降 解大分子物质被氧化为小分子可降解物质或者直接氧化分解，经后续再次 沉池后废水CODcr、SS均能达到设计的出水要求。在调pH的碱试剂上一 般采用氢氧化钠或熟石灰。氢氧化钠投加量少，产泥量少，但价格昂贵。 熟石灰投加量多，产泥量较氢氧化钠多，但价格便宜。综合考虑，为降低 运行成本，本工程选用成本低的熟石灰。芬顿反应简介Fenton (中文译为芬顿)是反应为数不多的以人名命名的无机化学反 应之一。1893年，化学家Fenton HJ发现，过氧化氢(HO)与二价铁离 22子Fe的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧 酸、醇、酯类氧化为无机态，氧

39、化效果十分显著。但此后半个多世纪中， 这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。但进入20世纪70年 代，芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置，具有去除难降解有机污染物 的高能力的芬顿试剂，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含 硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。当芬顿发现 芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂 具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自 由基，否则，氧化性不会有如此强。由于芬顿的强氧化性，可实现消毒杀 菌效果，所以污水处理出水不再需要单独的消毒处理。例如天津玖龙纸业污水处理，处理规模5万吨/天，处理

40、工艺采用预 处理+IC+氧化沟+二沉池+气浮+芬顿。二沉池COD出水在150200mg/l，经 过气浮以后约为6080 mg/l，稳定很难达到50mg/l，最后经过芬顿后可 保证稳定达标排放。芬顿反应的原理Fenton反应机理如下：H O +Fe2+fFe3+OH+OH-22Fe3+ H202fFe2+OOH+H+在上述过程中，产生的羟基自由基具有极强的氧化性，氧化废水中难 被微生物降解的有机污染物质，从而使得废水COD降低，达到排放或回用 的要求。上述过程中，Fe2+在羟基自由基产生过程中扮演催化剂的角色。Fenton反应过程中pH对反应效果的影响很大，当pH高于5, COD去 除率很低，因

41、为尸。2+在溶液中的存在形式受溶液的pH的影响，所以Fenton试剂只在酸性条件性发生作用，在中性和碱性环境中，Fe2+不能催化HO22 产生OH。芬顿反应的作用芬顿反应在本工程中的作用是在酸性条件下，芬顿试剂起到强氧化的 作用，促进有机物的降解。5.2.7深度处理由于生物处理系统难以一步实现GB18918-2002 一级A的指标要求， 要使最终出水CODCr、BOD5、TP、SS、TN等指标达到设计要求，出水SS值 应必须足够低，而一般二沉池出水SS值稳定低于10mg/L是很难实现的， 相应的出水COD、BOD5、TP、SS、TN等出水指标就不能保证，因而设计考 虑在生化池后，增加深度处理工

42、艺，以满足最终出水达到一级A标准。深度处理的混凝沉淀滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通快滤 池使用历史悠久，在此基础上，从不同的工艺角度发展了其它型式的快滤 池。普通快滤池池体结构简单，运行稳妥可靠，适用于大、中、小型水厂， 但阀门较多。双阀滤池进水和反冲洗排水用虹吸管代替，少两个阀门，但需一套真 空系统；滤池冲洗必须设有专用水塔或全套冲洗设备。虹吸滤池利用滤池本身的出水进行冲洗，不需全套冲洗设备和专用水 塔，易实现自动化控制，但池深大，池体结构复杂，反冲洗强度有时受来 水流量影响，导致滤料冲洗不彻底。无阀滤池虽不设阀门，自动冲洗、管理方便，但池体封闭、清砂不便、 维护困难，单池面积较小，

43、反冲洗要浪费部分水量。均质滤料滤池是恒水位等速过滤的滤池，采用了较粗、较厚的均匀粒 径的石英砂滤层，可充分利用滤池深层截污能力，延长过滤周期，提高过 滤效果；由于采用长柄滤头，使滤池配水、出水、气水反冲能均匀分配； 反冲洗采用压缩空气，滤后水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗，成为一 种独特的气水反冲形式，由于滤床是在微膨胀的状态下进行反冲洗，反冲 洗耗水量少于普通快滤池，可用最小的水头损失和电耗，获得理想的冲洗 效果，滤池运行全部按程序自动控制。是目前推广应用的一种高速新型滤 池，但结构较复杂，精度标准要求高，施工质量要求严。砂滤罐是一种集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤设备，广泛采用 于饮用水

44、、工业用水和污水的净化处理。原水通过进水管进入过滤器内部， 经布水器均匀分配后逆流通过滤床被净化。随着过滤过程的进行，滤床中 污染物含量增加，滤床底层的石英砂被空气提升泵提升到过滤器顶部，气 提的过程也是在压缩空气的剧烈搅拌下，污染物与石英砂分离的过程。石 英砂在洗砂器中得到清洗。清洁的滤料回到滤床，分离的污染物随清洗水 外排。目前砂滤罐设备技术成熟、厂家较多，但用于污水处理厂工程存在 冲洗频繁、填料易板结、出水效果易波动等弊端。活性砂过滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，它不 需停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均和初滤液等 问题；不需要反冲洗水泵及其停机切换用电

45、动、气动阀门；无需单设混凝、 澄清池，无需混凝、澄清用机械设备。因此占地面积更紧凑，运行费用更 经济。活性砂过滤器工作原理如下图所示：图5-2 活性砂工艺工作原理示意图活性砂过滤工艺基于逆流原理，原水通过进水管由上至下进入过滤器 内部，并经布水器均匀分配后向上流通过滤料层并外排。在此过程中，原 水被过滤，水中的污染物含量降低；同时石英砂中污染物的含量增加，并 且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤器中央的空气提升泵 在空压机的作用下将底层截留有污染物的石英砂提至过滤器顶部的洗砂 器中清洗，清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。由于石英砂滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水

46、起搅拌作 用，因此搅拌絮凝作用可在过滤器内完成。由于过滤器内滤料清洁及时， 可承受较高的进水污染物浓度。活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身特 点，使得混凝、澄清、过滤可在同一个池体内全部完成。根据项目具体情况，从工艺可靠性、缩短施工周期、维护、管理方便 角度考虑，选用活性砂过滤器做为本项目的深度处理工艺。5.2.8污水消毒消毒对于饮用水是必不可少的处理工艺，对污水处理而言，虽不是必 需的，但对于污水厂尾水的安全排放或回用，尤其是对近年来实施较多的 工业水回用工程，消毒处理已成为必须考虑的工艺步骤之一，具有非常重 要的作用。在工艺流程三级处理过程中使用强氧化处理系统，由于芬顿的强氧化性，可实现消

47、毒杀菌效果，所以污水处理出水不再需要单独的消毒处理。5.2.9污泥处理工艺污水处理过程中大部分污染物质转化成污泥。生污泥含水率高、有机 物含量较高，不稳定，还含有致病菌和寄生虫卵，若不妥善处理和处置， 将造成二次污染，形成新的公害。因此，必须对污泥进行处理和处置。污泥处理的目的是：分解有机物，杀灭致病菌和寄生虫卵，使污泥稳 定化；降低水分，减少污泥体积，便于运输和处置；减少污泥中的有害物 质，尽量利用污泥中的资源，变害为利；当采用脱氮除磷工艺时，应尽量 避免磷从污泥中重新游离出来而造成二次污染。本项目推荐采用污泥脱水 +污泥综合利用厂作为污泥处理工艺。污泥浓缩脱水有两种方案选择，即污泥机械浓缩

48、、机械脱水方案和污 泥重力浓缩、机械脱水方案，两种方案均可将剩余污泥含水率脱水至80% 以下。两种方案的优缺点比较见下表：表5-2 污泥浓缩脱水方案比较项目方案一方案二主要建构物污泥贮泥池 浓缩、脱水机房污泥浓缩池 脱水机房主要设备污泥浓缩脱水机 加药设备浓缩池刮泥机 脱水机 加药设备占地面积小大絮凝剂总用量3.05.5kg/t.DS FENTON反应池Fenton反应机理如下：H O +Fe2+fFe3+OH+OH- 22Fe3+ H O fFe2+OOH+H+在上述过程中，产生的羟基自由基具有极强的氧化性，氧化废水中难 被微生物降解的有机污染物质，从而使得废水COD降低，达到排放或回用 的

49、要求。上述过程中，Fe2+在羟基自由基产生过程中扮演催化剂的角色。Fenton反应过程中pH对反应效果的影响很大，当pH高于5, COD去 除率很低，因为尸。2+在溶液中的存在形式受溶液的pH的影响，所以Fenton 试剂只在酸性条件性发生作用，在中性和碱性环境中，Fe2+不能催化HO 22 产生OH。（1）主要构筑物处理车间：强氧化处理车间1座，车间平面尺寸为20X35mX6m。氧化池:尺寸为14X10mX4.5m,有效容积为560m3,为废水提供约40min 的停留时间。在氧化池内，先投加硫酸，再投加硫酸亚铁，然后再投 加双氧水。为了混合均匀,反应池设置1台双曲面搅拌器。反应池设 置pH计

50、，连续监测其pH,并通过投加H2s。4来自动调节其pH值，从而 保证维持反应池内为酸性环境。pH回调池：反应池出水进入pH回调池内。反应池出水的pH值一般为 酸性，需要加碱回调至中性范围才能排放。在回调池内废水pH值将连 续监控，并通过投加NaOH来自动调节。pH回调池尺寸为 14X2.5mX4.5m,有效容积为140m3。为了混合均匀，pH回调池设置1 台双曲面搅拌器。脱气池：pH回调池内的废水进入脱气池，由于Fenton反应过程中会有 气泡产生，因而废水在脱气池内停留10分钟来进行气体脱除。尺寸为 14X2.5mX4.5m,有效容积为140m3。脱气池通过曝气池供风管引入空 气的方式进行曝

51、气脱气。絮凝池：脱气池的废水流入絮凝池内。PAM投药系统将向池内添加絮凝 剂,从而可以形成大的絮凝体。絮凝池采用两级絮凝,单个尺寸为 14X2.5mX4.5m,有效容积为140m3。各设置1台框式搅拌器。斜板沉淀池：来自芬顿反应池的废水进入斜板沉淀池的进水区,然后 流至池底部并进入斜板单元。斜板单元由一系列成角度放置的平板组 成。在水流上升的同时,污泥在斜板上沉淀,处理的水通过出水堰槽 流到出水口进入后续的纤维转盘滤池。与水流方向相反,污泥沿斜板 向下流动。废水从斜板单元的侧面进入可促进污泥流动,防止污泥集 聚及斜板之间的污泥堵塞。沉降下来的污泥在污泥漏斗中收集,然后 由污泥泵送至污泥浓缩池进

52、一步处理。平面尺寸为14.0X15X4.5 m, 表面负荷为4m3 /m2h,有效水深为4.0m。（2）主要设备双曲面搅拌器：N=1.1kW, 4台框式搅拌器：N=1.1kW, 2台PH计：2台污泥泵：Q=30m3 /h, N=4kW, H=15m, 4 台（3 用 1 备）蜂窝斜管：250m3（十六）活性砂过滤车间深度处理单元工艺为活性砂过滤系统，构筑物包括深度处理车间。深 度处理车间内设活性砂过滤器、空气柜、空气压缩机、絮凝剂制备投加系 统、设备。（1）主要构筑物深度处理车间：1座，尺寸为21mx12m。活性砂滤池：1座，尺寸为12mX15.9mX6.5m。（2）主要设备：活性砂过滤器型号

53、 数量 砂床高度正常压缩空气供应量 压缩空气压力 压缩空气要求 单台过滤面积 总过滤面积 洗砂废水排放 水头损失运行方式 滤床形式水流方向DS6000B-AD16套2000mm140L/s每套三7.5bar干燥微油的仪用压缩空气6m290m2W总进水量的5%W 1.2m重力流移动床上向流砂循环方式反洗方式内循环连续压缩空气提升反洗管道混合器1台空气控制柜PS504气动控制装置由气水分离器、过滤器、电磁阀、减压阀、空气分配模块和空气流量计、电加热器和接线端子盒等组成；通过减压阀，压缩空气将被保持在0.4Mpa,压缩空气通过经过空气分配模块被均匀地分配到与每 个过滤器配套的流量计上；空气经过调压电

54、磁阀进到空气流量计（附有调 节阀），然后被输出，一个流量计对应一个过滤器。控制柜可以分别调节流量计的流量。压缩空气不能含有水或油；空气控制柜为室外安装，其材质为钢制，满足耐腐蚀，抗紫外及室外全天候运行的要求。型号品牌数量长度宽度高度重量频率 门开启角度防护等级PS-510Nordic Water3套650mm200mm650mm2228kg50Hz130IP65 电气控制柜1套 空气压缩机数量2台（1用1备）流量6.0 m3/min最高工作压力8.0bar冷却方式风冷电机功率30KW电压380V絮凝剂配投装置成套设备絮凝剂投加装置用来将絮凝剂（聚合氯化铝）制成一定浓度的溶液， 然后通过隔膜计量

55、泵将药液投加到设计的加药点。整套絮凝剂投加装置由 耐腐蚀材料成。絮凝剂投加装置由1个溶药罐、1个储药罐、1套机械搅拌机、2台 机械隔膜计量泵、配套扶梯操作平台及相应的管路系统组成。溶药罐配制溶液，通过机械隔膜计量泵定量定时投加药液，储液罐中 设置高、低液位报警装置。扶梯操作台置于溶药罐旁边，主要供投加絮凝 剂或巡视用。为了便于操作和节省空间，进水管、出药液管、放空管等管 路系统和扶梯操作台在药液罐的同侧布置。主要设计参数及材质：溶药罐体积为1.0m3, PE材质。储液罐容积为2.0m3, PE材质。配套搅拌机功率为0.55kW,搅拌机主轴、桨叶为不锈钢材质。机械隔膜计量泵（包括脉冲阻尼器、压力

56、表、安全阀、背压阀）流量 为840L/h，压力为3bar，功率为0.55kW。管路、阀体为PE材料。底座、平台扶梯为碳钢材质。（十七）消毒池消毒水池与中间水池合建。设计水量：Q=2.0万m3/d,变化系数取1.0,设计流量为0.231m3/s。主要构筑物接触消毒池1座，停留时间30.24min,总有效池容为420 m3,分为3 廊道，单廊道尺寸7X4X5.5m （有效水深5.0m）。（十八）回用水池及泵房设计水量：Q=2.0万m3/d，变化系数取1.4，设计流量为0.324m3/s。 （1）主要构筑物回用水池1座，按照设计水量的6%计算有效容积，总有效池容为 1200山3,回用水池尺寸20X1

57、2X5.5m （有效水深5.0m）。回用水泵房1座，7X12X5mo（2）主要设备回用水提升泵：卧式离心泵参 数：Q=400m3/h H=12m N=30kW数 量：3台（2用1备）（十九）加氯间加氯间占地12mX12m,与活性砂过滤车间合建，有储药间、设备间、 控制间及库房组成。加氯量为816mg/L,经计算有效率投加量为6.713kg/h。主要设备有2台（1用1备）二氧化氯发生器及其配套设施,产有效氯12kg/h, N=3kWo（二十）附属建筑物附属建筑物及构筑物,依据城镇污水处理厂附属构筑物和附属设备 设计标准GBJ31-89进行设计，附属构筑物如下：综合楼包括生产管理用房、行政办公用房

58、、化验室、中心控制室、食 堂、值班宿舍、机修及仓库等，为二层建筑物，建筑面积454.3m2。6.2建筑设计设计厂房建筑物采用了现代风格，既满足了功能、工艺上的要求，又 能与近期形成的新环境融合，主体建筑色彩、线条简洁明快，充分体现现 代工业建筑的气派。厂区设有两处大门，采用平开钢大门。围墙采用钢丝网透空围墙。厂 区道路采用普通沥青路面。道宽4.00m。建筑外墙面采用乳白色涂料，局部装饰以浅天蓝色涂料。外门窗采用 单框双玻塑钢窗，室外池上栏杆均为不锈钢管制。室内装修：生产用房室内地面采用细石混凝土地面，办公用房室内地 面采用地砖地面，车库采用水泥砂浆地面，中心控制室采用防静电地板。厂区内围墙边缘

59、采用乔木和灌木绿化,建筑物附近采用草植被绿化。厂内新建的主要建筑物均为二级耐火等级标准设计，对变电所等房间 根据防火要求，屋面采用现浇钢筋混凝土结构，以提高耐火及安全防护等 级，各建筑物的室内消防以灭火器为主，室外按服务半径设置地下式消火 栓。6.3结构设计场地稳定性：除人工填土及淤泥质土外，尚未发现滑坡、坍塌、断层 等不良现象，非常适于建厂。本工程构筑物重要性类别为乙类，设计使用年限50年，建筑结构安 全等级为二级。本工程抗震烈度设防为七度。池体抗浮原则上考虑自重抗浮，对于体量较大的池体可在池周边布置一定数量水位观察孔，通过加强管理使池体在地下水位处于安全水位值以 下时放空，从而达到节省工程

60、造价的目的。6.4电气设计6.4.1设计范围1设计范围本工程电气设计包括厂区内照明系统、变、配电系统及建筑物防雷、 接地系统设计。6.4.2电源情况本工程进线电源为两路10kV,均引自产业园变电所。可保证本工程二 级负荷要求。6.4.3负荷等级及负荷计算根据工艺等专业提供的资料，本工程所有用电设备均为二级负荷。厂区主要用电设备包括132kW鼓风机3台（2用1备）；30kW潜水提 升泵3台（2用1备），22kW潜水提升泵3台（2用1备），11kW潜水提升 泵5台（3用2备）等。厂区装机容量Pz=1173kW，工作容量Pg=931kW，有功计算负荷 Pjs=714kW，无功计算负荷（补偿后）Qjs