某高新技术产业开发区污水厂结构设计

PAGE102昌吉高新技术产业开发区污水厂结构设计第一章、总论1.1项目名称项目名称：昌吉高新技术产业开发区污水厂工程执行单位：昌吉州高新区产业发展有限公司1.2项目概况1.2.1项目规模本可研的主要建设内容包括两大部分：1、昌吉高新技术产业开发区污水厂工程：建设规模为近期实施3.0万m3/d；二期规模为6.0万m3/d，远期达到12.0万m3/d。污水处理采用“均质调节池+强化生物吸附+吸附沉淀+厌氧水解+A/O+二沉池”，污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中一级B标准，排放至荒漠区作为生态恢复用水，尾水排放管网54000米2、污水厂配套的污水收集管网共计约144公里，其中开发区内管网为116公里，榆树沟镇至污水厂12公里，军户农场至污水厂16公里。检查井共计3459座。1.2.2项目总投资本工程总投资估算为27103.56万元，其中污水处理厂及尾水排放工程投资14220.96万元，配套排水管网投资12882.6万元。污水处理厂及尾水排放工程投资14220.96万元，其中工程费用为11519.58万元（污水处理厂占6119.58万元，尾水排放工程占5400万元），工程建设其他费用为1408.56万元，预备费用为1292.81万元。配套排水管网投资12882.60万元，其中工程费用为10540.00万元，工程建设其他费用为1171.45万元，预备费用为1171.15万元。1.2.3运行成本污水处理厂平均年经营成本为885.92万元/年，每立方米污水经营成本0.81元/m3。1.3编制依据、原则和范围1.3.1（1）《国务院关于环境保护若干问题的决定》（国发【1996】第31号，1996.8.3）（2）《建设项目环境保护管理条例》（国务院令第253号，1998.11.18）（3）中华人民共和国国家发展和改革委员会令第40号《产业结构调整指导目录(2005年本)》；（4）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（国务院（2000）第284号令）；（5）《昌吉市城市总体规划》（6）《昌吉高新技术产业开发区规划》（7）甲方提供的基础资料（8）设计委托书1.3.21、根据业主提供的基础资料，选择合适的污水处理工艺，建设污水处理厂，对该开发区的污水实行综合治理，尽快解决污水排放对境内河流造成的污染，改善水体质量，力求获得最大的社会、环境、经济效益。2、污水处理工艺应因地制宜，在技术先进可靠、经济合理、高效节能、操作方便的基础上进行总体设计和单元设计。3、积极稳妥地采用新技术，充分利用国内外的先进技术和设备，以提高污水处理厂的装备和技术水平。4、为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，并且污水厂运行设备有足够的备用率。1.3.3本次设计方案的设计范围为昌吉高新技术产业开发区污水厂工程及配套管网。污水处理厂按近期3万m3/d设计，二期达6万m3/d，远期达12万m3/d。1.3.41、《中华人民共和国环境保护法》（1989.12.26）2、《中华人民共和国水污染防治法》（2008.2.28）；3、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000.3.20）4、《建设项目环境保护管理条例》（1998.11.29）5、《城市污水处理及污染防治技术政策》（2000.5.19）6、《市政公用工程设计文件编制深度规定》（2004.4）7、《城市污水处理工程项目建设标准》（2001）8、《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）9、《城市给水工程规划规范》（GB50282-1998）10、《室外排水设计规范》（GB5004-2006）11、《鼓风曝气系统设计规程》（CECS97：97）12、《污水处理厂运行、维护及其安全技术规程》（CJJ60-94）13、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）14、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）15、《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）16、《室外给水设计规范》（GB50013-2006）17、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）18、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）19、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）20、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）21、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）22、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）23、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）24、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）25、《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）26、《采暖通风和空气调节设计规范》（GBJ19-87，2001年版）27、《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-97）28、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）29、《工业企业照明设计规范》（GB50034-92）30、《供配电系统设计规范》（GB50052-95）31、《低压配电设计规范》（GB50054-95）32、《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）33、《仪表供电设计规定》（HG/T20509-2000）34、《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-95）1.4自然环境1.4.1地理位置昌吉高新技术产业开发区位于中国西北边陲新疆的天山北麓，距新疆首府乌鲁木齐市以西49公里，距昌吉市12公里（G312国道实际距离），距乌鲁木齐国际机场30公里，距乌鲁木齐为车北站（货运编组站）31公里。开发区行政界线东起乌伊公路（G312国道乌鲁木齐至伊宁段）49公里处，西至洪沟（昌吉市与呼图壁县行政界线），南距312国道以南1公里处，北为S201线（省道榆树沟至克拉玛依—榆克公路）。东西长12公里，南北宽4.7公里。总面积34平方公里。地理位置：东径44°3′32″—44°8′12″北纬86°59′19″—87°8′6″。1.4.2地形地貌地形总体上呈南高北低走势，地形总体比较平缓，南侧地面标高最高为572米，北侧地面标高最低为534.27米，南北高程差37.73米，坡度基本小于2%。片区自西向东有三个大的雨水冲沟（最西端冲沟为昌吉市与呼图壁县行政界线）。1.4.3气候、气象昌吉高新的技术产业开发区处于中纬度欧亚大陆腹地，受地形地势、太阳辐射、下垫面性质、植被、大气环流等影响，南北气候差异很大，属蒸发较大的典型温带大陆性干旱气候，光热充足，降水稀少，蒸发较大，冬季严寒漫长，夏季炎热干燥，气温年（日）温差大，春季多大风，升温快且不稳定，秋季降温迅速，冷空气活动频繁。总体来讲，冬季寒冷夏季热，昼夜温差大；冬长夏短，春秋不明显，具寒冷、干燥、多变的特点。（一）气温冬冷夏热，年平均气温为6.17℃一月平均气温-17.5℃，七月平均气温24.6极端最高气温42℃（1975年8月14日极端最低气温-38.2℃（1954年12月29日年（日）较差：平均年较差为42.1℃，平均日较差为13.2（二）降水开发区降水稀少，年际变化大，且分布不均匀，年平均降水为183.1毫米，一年中降水量以夏季最多，春季次之，秋季较少，冬季次之；月降水量中以6月份最多，占全年的13.7%。日最大降水量31.2毫米（1975年6月20日），有效雨日10.3天。（三）降雪冬季积雪期与降雪期基本吻合，稳定积雪期比积雪期略偏晚，最大积雪厚度为39厘米（1967年3月），最大冻土层厚度为1.5米。（四）风向及风速1、风向：开发区四季均盛行西南风。2、风速：年平均风速为1.5—3.0米／秒，最大风速为30米／秒（1984年4月24日），且为西北风或东南风。3、历年大风日数：年平均21.5天，最多为36天，最少为10天。（五）日照及蒸发量开发区日照充足，仲夏到仲秋是高日照期，特别是5—8月日照时数平均超过300小时。由于日照时间长，夏季炎热，年蒸发量较大，为1739.1毫米。（六）气压气压高低的分布与气温高低息息相关，全年气压分布情况是：冬季气压高，夏季气压较低。1、历年平均气压：953.2毫帕2、历年平均最高气压：962.5毫帕3、历年平均最低气压：941.1毫帕4、历年月平均最高气压：964.4毫帕(1974年12月)5、历年月平均最低气压：939.8毫帕(1974年7月)（七）湿度1、历年平均水气压：9.8毫帕2、历年最大水气压：31.3毫帕(1955年8月17日)3、历年最小水气压：0.1毫帕(1953年12月2日，1970年4月11日)（八）地面温度l、历年极端最高地面温度：68.7℃（2、历年极端最低地面温度：-44.1℃(1956年1月6日（九）冻土情况历年最大冻土深度150厘米，时间长达59天，发生时间是1969年2月、3月、4月。（十）沙尘暴、雾、雹、雷暴1、沙尘暴历年日数：年平均8.2天，最多15天，最少2天。2、雾历年日数：年平均17.4天，最多29天，最少7天。3、雹历年日数：一般较少，最多为1天。4、雷暴历年日数：年平均93.9天，最多154天，最少37天。（十一）霜年均霜日208天，最多239天，最少182天；年均无霜期158天。1.4.4水系、水文开发区内大厚度的第四纪堆积物，为地下水的贮存、运移提供了良好的空问，其中埋藏着丰富的孔隙潜水和承压水，其地下水的形成及埋藏分布规律，受控于该区地质构造，第四纪地层、地貌、岩性及气象水文条件。开发区座落于三屯河冲洪积扇中下部，为多层结构的混合水含水层。三屯河冲洪积扇区自扇顶到扇缘水文地质分带规律很明显，地下水的埋藏及含水层分布有明显的纵向递变规律，山前隐伏断裂构造控制和影响着出山口后地下水的埋藏深度。地下潜水的埋深自扇顶向扇缘方向逐渐变浅；含水层也由单一结构的大厚度结构松散的卵砾石、砂卵砾石潜水含水层过渡为多层结构中厚度结构较致密、含不连续亚砂土、亚粘土隔水地层的混合含水层；到冲洪积扇中下部，含水层厚度向扇缘方向继续变薄，隔水层增多，且结构致密、岩层连续，该处含水层以承压含水层为主。开发区南部，地下水埋深在26.4—27.8m之间；开发区中部地下水埋深在33.2—35.5m之间。钻孔揭露地层深度150m以内含水层厚度为72m左右，含水层岩性以砂砾石为主，多层结构；开发区北部地下水埋深在26.1—31.6m之间，钻孔揭露地层深度200m以内含水层厚度为52m左右，含水层岩性以砾石、砂砾石为主，多层结构；开发区东部地下水埋深在33.8—36.3m之间，钻孔揭露地层深度200m以内含水层厚度为41—120m不等，含水层岩性以砾石、砂卵砾石为主，多层结构；开发区西部地下水埋深在23.4—28.0m之间，地层深度100m以内钻孔揭露含水层厚度为55m左右，含水层岩性以粉细砂为主，多层结构。总体来看，开发区地下水埋深在23—36田之间，西南部埋深较小，东北部埋深较大，中部埋深也较大，地层深度200m以内含水层厚度大于40m，小于120m，含水层岩性以砂砾石为主，多层结构，富含潜水及承压水，属混合型含水层组，据开发区东部的生活垃圾处理厂微承压水井抽水试验资料，该井抽水历时22小时40分钟，地下水位降深7.51m，单位涌水量6.3L/s.m，影响半径365m，渗透系数23.58m/d。园区中部的开发区园林灌溉1号潜水井抽水试验结果，该井抽水历时11小时，地下水位降深3.09m，单位涌水量6.72L/s.m，影响半径305m；渗透系数33.71m/d，两眼井抽水试验的结果分别反映出开发区潜水含水层和承压水含水层的富水程度较好。（1）地下水的补给据开发区地下水等水位线图，开发区内地下水流向为SW至NE方向，与开发区南边界基本垂直，区外地下水顺含水层通道，沿地下水流向侧向补给区内地下水。（2）区外地下水补给源及补给方式三屯河、呼图壁河水流经山前第四纪松散沉积物时大量渗漏，成为扇区地下水主要补给来源，其补给有以下三种方式:(Ⅰ)侧向补给:丘陵地带及三屯河、呼图壁河河床中出露中、下更新统半胶结冰水沉积砂岩、砂砾岩与砂质泥岩互层，砂岩、砂砾岩具有一定的透水性，当河水流经该区段时，大量渗漏形成孔隙裂隙水，再通过山前隐伏断裂从深部直接补给扇区地下水。(Ⅱ)垂直补给:从两河山区水库至渠首站之间，河流流经全新统松散的卵石砾石层，以垂直渗漏方式大量补给地下水。渠系渗漏:遍布山前倾斜平原的各级引水系统，几乎将两河所有的河水引入各灌区，在引水过程中，渠系的渗漏也是扇区地下水的补给来源之一。1.5建设必要性1、保护开发区环境、防治污染的需要建设城市污水处理厂是现代化城市文明的标志，是防治水污染、保护水源的最有效手段。污水处理厂建成投产后，将大幅度地削减污染物质向各河流的排放量，每年可减少向各河流排放污水1095万立方米，减排污染物（以COD计）5913吨，这将极大地改善周围水系的水质，从而有效控制水环境污染，创造良好的生活环境和投资环境，保障社会经济的可持续发展。2、城市社会经济发展的需要从项目建设对当地社会、经济发展的影响来看，改革开放以来，随着开发区的发展，将新增大量生活污水和工业废水，若不经处理直接外排，势必进一步影响周围水体水质。因此，污水处理厂及配套管网的建设已迫在眉捷。综上所述，该项目的建设符合可持续发展战略，加快了工业园区服务设施建设，符合开发区规划的部署。为了走环境和经济共同发展的良性循环之路，实现可持续发展，改善人们的生活环境，污水处理厂及配套管网的建设是十分必要和迫切的。第二章、开发区给排水规划2.1昌吉高新技术产业开发区规划概述2.1.1开发区简介昌吉高新技术产业开发区是在昌吉州、市1992年创办经济技术开发区的基础上，自治区人民政府于2000年6月30日批准成立的省级高新技术产业开发区。位于昌吉城市规划区的西南组团，规划面积25平方公里。2005年12月30日国家发改委发布第84号公告，确定昌吉高新技术产业开发区为第二批通过核准公告的省级开发区，核准面积12平方公里。2008年9月经自治区人民政府批准将昌吉市区以西12公里处的原昌吉工业园扩区为昌吉高新区的新区。作为先进适用技术转换的产业基地，规划面积34平方公里。按照“精减、统一、效能”的原则，昌吉高新区党工委和管委会内设五个机构：综合办公室、财政局、规划建设环保局、产业发展局、招商局，下设一个事业单位：市政公用事业管理中心。共有工作人员合计60人。另有实行双重领导的派出机构工商、地税、国税、质量监督和公安派出所等。有一家国有独资公司昌吉州高新区产业发展有限公司。昌吉高新区的建设和发展得到自治区、昌吉州、市各级党委政府的重视。在园区设立和体制机制创新方面给予了政策支持。管委会依法行使市级计划、财政、外经贸、规划建设等经济管理和行政管理权限。2.1.2入驻企业情况昌吉高新区坚持把招商引资与产业支撑作为工业经济发展的强大动力，重点企业、重点行业支撑作用显著。截止2009年底，新区共有各类企业65家。涉及食品、化工、建材、生物工程、环保和机电等领域，形成有世界500强企业农标普瑞纳（新疆）公司、山西潞安矿业集团；中国百强企业和行业十强企业北京汇源果汁、杭州娃哈哈、上海上好佳、宁波沁园集团及大和油脂、三旺饲料公司、金鑫生物油脂、高斯贝尔数码科技、麦趣尔集团等一批知名骨干企业。高新区支柱产业基本形成，特色优势产业突出，在引导本地经济结构调整、发展相关产业链起到了积极的带动和示范作用，已成为拉动昌吉市经济发展的新的经济增长点。2.1.3开发区规划范围园区规划用地34平方公里，东起312国道与呼昌公路交汇处，从交汇处沿312国道向西延伸约12公里，西到昌吉与呼图壁交界处，北临呼昌公路，南至312国道以南1公里范围，园区呈三角形带状布置。启动区范围：工业园启动区东起昌吉无害化垃圾处理厂，西至园区内第一条大冲沟旁，北临呼昌公路，南至312国道，规划初步划定占地3.6平方公里。2.1.4产业方向及目标昌吉高新区坚持项目──产业链──产业集群──产业基地的基本思路，加快特色产业基地的规划和建设，2008年被国家农业部正式批准为“国家农副产品加工示范基地”，为把昌吉高新区打造成全疆农副产品和食品加工制造核心区奠定了坚实的基础。2008年被确定为第二批自治区级循环经济试点园区，为建成新型工业化示范基地打下基础。昌吉高新区依托乌昌各种优势，确定了新区的发展目标是：通过分阶段、滚动式发展，努力把新区最终建设成为新疆农副产品加工和食品制造核心区、机电机械制造中心区、高新技术转化区。我们于2004年委托深圳市规划设计研究院编制完成了总体规划和中心区控规，确定了“一条发展主轴、两条生态走廊、五大功能组团区”的规划结构。产业发展方向：一是重点发展的支柱产业包括农副产品加工和食品制造、机械装备制造、纺织服装制；二是鼓励发展的高新技术产业包括生物工程产业、电子信息产业、新材料工业和环保产业；三是限制发展的产业包括高污染、高水耗和技术落后和产品档次较低，缺乏市场前景的产业；四是为工业经济发展的配套的第三产业。经济发展目标：在未来的五年中，使工业总产值每年以40%以上的速度递增，到2012年工业总产值力争达到50亿元，财税收入过亿元。尽早把昌吉高新区打造成新疆农副产品加工及食品加工制造核心区；机电、机械制造中心区和高新技术转化区，建成全疆新型工业化示范区，在新的起点上实现高新区新的跨越！2.2给水规划2.2.1给水现状目前规划区土地基本由农业耕地、生态林地、企业用地组成，各企业及农民个人、林业部门都直接打井取水，其中大部分为农业灌溉井，规划区内现有的40眼井遍布在规划区各个角落，布井密度不一，且成井质量普遍较差，造成机井耗电量大、提水能力差的双重负面后果。2.2.2给水厂规划建设区内规划新建水厂一座，根据《新疆昌吉工业园拟建水源地可行性分析论证报告》，拟建水厂宜建在312国道以南、榆树沟收费站以西1～5km范围之内。理由如下：（1）此范围地势相对较高，有利于水厂建成后，按自然地形铺设供水干管，减少供水成本。（2）这一带地下水含水层特性、分布及水量、水质等适宜建设地下水源地。（3）在此带建设水厂，相对可减少输变电线路的投资。根据上述分析，规划水厂选址规划区东南侧距榆树沟收费站约2.5km处。水厂分三期建设。近期规模为3.0万m3/d，原水来自地下水，初期可先建井12～15座，井距为600m。二期规模为9.0万m3/d，终期规模为18.0万m3/d，水厂地面标高为574.0m，规划占地面积为18公顷，水厂扬程为38.0m。规划终期水厂向努尔加水库年引水3800万m3/a。2.2.3给水管网规划（1）近期沿312国道北侧道路建设DN600的供水干管向启动区供水，水厂近期为地下水厂，供水能力为3.0万m3/d，基本满足启动区及周边地区建设的用水。（2）中、远期分期建设努尔加水库原水管，管径分别为DN1000和DN1200。水厂的出水主干管径分别为DN1200和DN1000。供水干管沿南北向五条主干道敷设，以保证规划区312国道以北区域用水，干管管径为DN400~DN800。2.3排水规划2.3.1排水现状区内现状没有排水管道，也没有什么防洪设施。规划区南面上游现有三屯河水库，设计库容3500万m3，三屯河及三屯河水库的行洪河道大沙河位于规划区以东10km处，三屯河及三屯河水库的防洪与本规划区没有关系，所以本片区没有受洪灾的隐患。2.3.2排水体制根据《昌吉市城市建设总体规划（1996-2010）》，规划区采用不完全分流制，即雨、雪水就近排入边沟、渠道或直接引入路边绿地，城市排水系统只接纳污水。2.3.3排水系统规划（1）污水量计算标准生活性污水按其给水量的100%计算，工业污水按其给水量的85%计算，其他污水按给水量的50%计算，绿地用水不计污水量。（2）污水量预测规划期末全区平均日污水排放总量为11.8万m3/d，污水总变化系数为Kz=1.30。其中启动区平均日污水排放总量为1.5万m3/d。表2-1昌吉高新技术产业开发区污水量预测表用地项目污水量（m3/d）用地项目污水量（m3/d）仓储物流用地1067行政办公用地6466成人教育用地455三类居住用地21510二类居住用地168894体育用地197商业用地3532社会停车场7供应设施用地406文化娱乐用地1294环境卫生设施913市政消防用地18交通设施用地16一类工业用地20501教育科研用地1556医疗卫生用地418配套设施用地666邮电设施邮电11商业用地3532综合工业用地40260高新技术产业用地3690注：上述污水量为平均日污水量。（3）污水处理厂规划规划新建污水处理厂一座，规划污水处理厂位于规划区西北面，分三期建设：近期规模为3.0万m3/d，二期规模为6.0万m3/d，终期规模为12.0万m3/d。处理深度为二级，总占地面积为14公顷。（4）污水管网系统规划1）根据规划地势，污水自南向北排放，312国道以南的污水通过沿南北向五条主干道敷设的污水干管向北排放，污水干管径为d400和d600。2）在呼昌公路南侧道路上敷设污水主干管，污水主干管径d500~d1350不等。3）规划区西侧约约2.5km2范围的污水通过d600的污水干管经提升后排入污水处理厂。第三章、配套管网工程3.1污水管网规模的确定根据工业园区的用水量和排水量的预测结合开发区的实际发展情况。确定开发区污水管网工程的排水按二期规模6.0万m3/d进行设计计算。3.2污水管网布置方案结合开发区的现状和规划，拟选污水处理厂厂址，以及开发区的地势情况，进行污水管网布置，提出如下污水管道布置方案：根据规划地势，污水自南向北排放，312国道以南的污水通过沿南北向五条主干道敷设的污水干管向北排放，污水干管径为d400和d600。在呼昌公路南侧道路上敷设污水主干管，污水主干管径d500~d1350不等。规划区西侧约约2.5km2范围的污水通过d600的污水干管经提升后排入污水处理厂。污水管道的具体布置详见附图《污水收集管网平面布置图》及《尾水排放管网平面布置图》。3.3污水管管材的选择管材选择的综合评价应进行技术经济分析，并应从以下五个方面进行评定：（1）管材性能的可靠性，能承受要求的内压和外荷载。（2）管材来源要有保证，管件配套方便，运输费用低。（3）施工机具有利安装。（4）使用年限长，维修、工作量少。（5）输水能力强，各种性能好，工程造价低。目前常用的市政工程排水管道根据管道材质不同可分为铸铁管、钢筋混凝土管、PVC管、HDPE管，各种的优缺点比较如下：1、UPVC排水管UPVC排水管管材具有重量轻、运输施工方便，内壁光滑，输水量大，抗腐蚀、抗老化、耐磨性强等优点。但该种管材承压能力较弱，受温度影响大，膨胀系数大，施工工艺复杂，而且目前市场UPVC排水管质量参差不齐，结合当地实际情况，本工程不宜选用。2、玻璃钢夹砂(RPM)管玻璃钢夹砂管是以高强的玻璃钢作内外增强层、中间以价廉的石英砂/树脂作芯层用以提高管材刚度，再辅以韧性的、耐酸碱腐蚀的内衬层，构成复合管壁结构。RPM管具环向刚度较大，埋设管道能较好地承受外部荷载作用，其接口能承受较大的内水压力等优点，但其单价较高，常用作供水管道，故本工程不宜选用。3、钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有就地取材、制造方便、价格低廉、安装技术成熟等优点，非常适用于用作城市雨、污管道。但钢筋混凝土也有密封性差、水流阻力大、施工周期长的缺点。兴山县主城区污水管采用此管材，平接接口，目前发现管网漏失比较严重，长期运行会对地下水的水质造成一定程度的污染。4、高密度聚乙烯(HDPE)中空缠绕管HDPE中空缠绕管是一种新型塑料管材，由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接（搭接面上挤出焊接）制成，其内壁光滑平整，规格为DN200～DN2600mm。该种管材具有耐腐蚀、质量轻、安装简便、通流量大、寿命长（50年）等优点，可替代高能耗材质（水泥、铸铁、陶瓷等）制作的管材。聚乙烯塑钢缠绕管的性能特点与其它常用管道得比较见表3-1。表3-1常见无压管性能特点比较管材项目项材管管材项目项材管HDPE中空缠绕管钢筋混凝土管聚乙烯(PE)中空缠绕管（或聚乙烯双壁波纹管）PVC管玻璃钢管卫生性能绿色产品有污染绿色产品一般一般柔韧性优差优良差重量轻重较重轻重水力特性内壁光滑、输送阻力小内壁粗糙、输送阻力大内壁光滑、输送阻力小内壁光滑、输送阻力小内壁粗糙、输送阻力较大耐化学腐蚀性优差优良良连接方式简单可靠不可靠简单可靠一般不可靠安装、维修简单可靠难简单难难性能价格比优差良良差安装费用低高较高较高较高运输费用低高高高高性能价格比优差良良差根据近几年国家检测机构对76个城市管网进行调查，排水管网漏损现象非常严重，目前国内排水管网采用得管道大部分都是用传统材质制作，管道破损和接头渗漏尤为严重。据环保部门检测，全国已有90%得城镇饮用水受到污染，水污染已成为“城市杀手”。因此，污水处理对城市排水，排污管网提出了更高的要求。化学建材协调组在《十五规划纲要》中提出：“加速淘汰耗能高，寿命短，不符合节能环保政策得落后产品，大力推广使用新型化学建材，在2010城市排水管系统，塑料管的使用率达到85%，基本淘汰混凝土管，钢筋水泥管及铸铁管。”国家已将城市污水资源化作为国民经济发展战略问题来抓，因此，开发和使用无渗漏，使用寿命长的排水管已成为今后市政排水排污管网建设中管网建设中关注的重点。本工程排水管网管道范围为DN400~1350，且以DN500以下的管道居多。结合当地管材供应、运输条件和各种管材的技术性能特点，本工程管材推荐如下：DN≤500mm采用高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管，DN>53.4污水管网设计计算说明3.4.1开发区污水管网工程设计按满足远期最高日最大时污水的收集和转输确定污水管管径。根据开发区规划、现状城市污水排放量及污水排放量预测，最高日污水量确定为：6.0万m3/d。3.4.2采用比流量进行流量分配，计算各管段的设计流量。计算出每公顷面积污水平均流量为：67200×1000×0.85/（25×100×24×3600）=0.264L/s.ha则计算得比流量为0.264L/s.ha。3.4.3（1）污水设计流量按照《室外排水设计规范》（GB50014-2006），总变化系数宜按下表采用：表3-2污水量总变化系数值平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3（2）设计管段的本段流量q1=F·q0·KZ式中：q1--设计管段的本段流量（L/s）；F设计管段服务的面积；KZ--污水量总变化系数；q0--比流量（L/s·ha）。3.4.4水力计算水流有效断面计算公式：A=Q/V式中：A--水流有效断面积（m2）；Q--设计流量（m3/s）；V--流速（m/s）。排水管渠流速计算公式：v=式中：n--粗糙系数；R--水力半径（m），R=A/ρ，ρ为湿周（m）；I--水力坡降。3.4.5最大设计充满度根据GB50014-2006《室外排水设计规范》，排水管渠的最大设计充满度确定如下：（1）雨水管道按满流计算；（2）污水管道按不满流计算，其最大设计充满度见表3-3表3-3管道最大设计充满度管径DN（mm）200~300350~450500~9001000～1200最大设计充满度0.550.650.700.75考虑到近期内仍有雨水并入截污干管，故在水力计算过程中按截流倍数n0=1对污水管道进行了校核。3.4.6管材：DN≤500mm采用高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管，管道粗糙系数n=0.010，DN>500mm采用钢筋混凝土排水管，管道粗糙系数n=0.014。坡度：按管道坡度不小于1/D，设计充满度下的流速大于不淤流速的原则，结合地形坡度情况，保证合理埋深来确定管道的坡度。3.5污水干管主要工程量污水厂配套的污水收集管网共计约144公里，其中开发区内管网为116公里，榆树沟镇至污水厂12公里，军户农场至污水厂16公里。检查井共计3459座。污水收集管网主要工程量汇总表如表3-4。污水厂配套的尾水排放管网约54公里，检查井共计600座，尾水排放管网工程量如表3-5所示。表3-4污水收集管网主要工程量汇总表序号管径管材长度（m）检查井间距（m）检查井（座）检查井规格（mm）平均埋深（m）备注一开发区内1DN400HDPE92992402330Φ7001.972DN500HDPE555050120Φ10002.183DN600混凝土管525550110Φ10002.344DN700混凝土管43145090Φ12502.455DN800混凝土管35097055Φ12502.656DN90混凝土管6367010Φ15002.777DN120混凝土管6429082000*16003.038DN1350混凝土管318090362200*16003.289小计1160782759二榆树沟镇至污水厂干管1DN500HDPE1200040300Φ10001.92三军户农场至污水厂干管1DN500HDPE1600040400Φ10001.95表3-5尾水排放管网工程量序号管径管材长度（m）检查井间距（m）检查井（座）检查井规格（mm）平均埋深（m）备注1DN1200混凝土管54000906002000*16002.85第四章、污水处理厂设计概要4.1污水处理厂规模污水处理厂污水来自昌吉高新技术产业开发区、军户农场和榆树沟镇，其污水量预测如下：一、昌吉高新技术产业开发区（一）开发区现状排水量根据开发区管委会环保局提供的目前开发区各企业的排水情况表，目前开发区内企业的生产和生活排水量很小，约为1266m3/d，如表4-1所示。表4-1开发区各企业的排水情况序号企业名称排水量（m3/a）备注生活生产合计1汇源果汁250050000525002新疆谭氏食品有限公司300050000530003金鑫生物200023800258004新疆上好佳食品工业有限公司200015000170005新疆昌吉娃哈哈乳业有限公司400080000840006昌吉江北再生纸业有限责任公司100075000760007天山畜牧1000700080008艾萨尔生物200030000320009潞安集团3000105001350010鸿桥房产3360336011商务中心8750875014其他企业26220621758839515合计58830403475462305m3/a16111051266m3/d随着各企业的发展扩建以及开发区商务中心的逐步完善，现有企业的规划生产和生活排水将有所增加，其排水量可达4025m3/d，如表4-2所示。表4-2现入驻企业近期规划排水量预测生活排水生产排水合计现状排水量16111051266规划增加排水量39623632759合计55734684025（二）开发区规划排水量预测开发区规划3000亩地用于印染纺织，2600亩地用于精细化工。根据相似企业进行类比预测排水量，如表4-3所示。表4-3规划企业排水量预测序号企业排水量一期二期备注1印染纺织0.5～1.01.0～2.02精细化工0.5～1.01.0～2.03合计1.0～2.02.0～4.0二、军户农场（一）军户农场基本情况军户农场始建于1958年，归昌吉县管辖，于1982年划归兵团农六师。全场总面积14.6万亩，耕地面积10万亩。总人口1.5万人，有汉、回、维、哈等15个民族，其中少数民族占总人口的60%，有清真寺12座，占全师的二分之一。全场共有25个建制单位。其中，农业连队10个（包括2个集体所有制连队），非农单位15个。现有全民所有制连队职工2245人，集体所有制连队农工900人，管理人员210人。有学校1所，在校学生2560人（小学生1650人，中学生910人），在职教师146人。有医院1所，连队卫生所10所，医护人员51人。有基层党总支1个，党支部23个，党员668名。军户农场地处准噶尔盆地南缘，天山北麓三屯河出山口西侧冲积扇顶部。位于昌吉市境内西南方向23公里处，距首府乌鲁木齐53公里，距乌伊公路11公里，距新疆昌吉高新技术产业开发区榆树沟工业园10公里，距乌奎高速公路2公里，北疆铁路从农场穿过，空军阿萎滩机场坐落在农场境内，交通十分便利。（二）排水量预测表4-4军户农场给排水量预测用水量排水量备注现状生活0.130.07收集率按50%计工业0.170.06排水量按用水量35%计合计0.300.13规划生活0.200.16收集率按80%计工业0.770.27排水量按用水量35%计合计0.970.43三、榆树沟镇（一）榆树沟镇基本情况

榆树沟镇地处天山北麓准噶尔盆地边缘，距昌吉市西郊13公里，东距乌鲁木齐49公里，西与呼图壁县相连，南临农六师军户农场，北与阿勒泰地区福海县接壤，形成南高北低的地形走势。南北长75公里，东西宽9公里。

榆树沟镇区域内有4条交通主干线，

即北疆铁路、乌奎高速公路、

国道312线、省道201线，是东联西出，由乌鲁木齐、昌吉市通往北疆各地及欧亚地区的交通要道。镇内各村之间道路畅通，镇村道路柏油化达70％以上。榆树沟镇平原面积有426．24平方公里，区有天然草场162万亩。可耕地20万亩，实际耕种15万亩。平原草场10万亩，其它面积均为戈壁、土梁、沙漠。

榆树沟镇辖区内有常住人口10928人、常住户3113户，由汉、回、维、哈、东乡、蒙古、塔塔尔、满族等九个民族组成，少数民族占64％。同时由于辖区内驻地单位、农场较多，并有一个州、市工业园区，用工量相对较大，年流动人口平均达5000余人。在近几年的发展中，榆树沟镇走出了一条以农为主、牧结合、工农并举的经济发展之路，形成了以棉花、番茄西甜瓜、葡萄为主的四大种植业优势产业，其中，棉花、番茄、西甜瓜已建成昌吉市最大的生产基地。畜牧业发展速度加快，已建成昌吉市10万头(只)的肉食生产基地。工业企业快速发展，工业区已成为昌吉州、市招商引资企业落户的主要区域之一。

榆树沟镇工业园区为昌吉州、市联合开发的科技工业园，2002年这个工业园工曾被批准为非公有制经济示范园区。镇政府依托资源和区位优势，围绕工业区的开发建设，制定优惠政策，实行优质服务，加大招商引资力度。目前已有新疆三旺饲料公司、新疆立中铝业公司等大企业落户园区，工业园区已形成金属冶炼、粮油饲料加工、化工、装饰建筑材料制造等多种门类。（二）排水量表4-5榆树沟镇给排水量预测用水量排水量备注现状生活0.600.30收集率按50%计工业1.420.50排水量按用水量35%计合计2.020.80规划生活0.920.74收集率按80%计工业5.081.78排水量按用水量35%计合计6.002.52综合以上三部分排水，得知近期排水量为2.33～3.33万m3/d，二期排水量为5.35～7.35万m3/d。综合考虑，初步确定污水处理厂的规模：近期规模为3.0万m3/d，二期规模为6.0万m3/d。4.2污水水质4.2.1一、开发区现状排水水质监测根据开发区管委环保局提供的开发区2009年、2010年（1～4月）污水监测的数据分析，目前开发区的污水水质波动较大，COD、BOD5较高，可生化性B/C比较高。主要原因为目前入驻开发区的主要企业以食品加工及农产品加工为主。具体监测数据如表4-6和4-7所示。表4-6开发区2009年污水监测资料汇总表序号监测位置生化需氧量化学需氧量PH值悬浮物氨氮监测日期1污水厂（进水）325.56653.387.13437.003.292009.04.222污水厂（洪沟）247.90494.026.94101.001.292009.04.223污水厂（出水）187.17382.466.92119.003.792009.04.224污水厂（洪沟桥下）305.57519.557.42204.0012.162009.04.245娃哈哈62.16134.917.30276.009.292009.07.296谭氏食品191.81396.806.94315.008.042009.07.297汇源果汁（北墙外出口）1060.332142.724.15198.0033.912009.07.298上好佳505.251011.947.24225.0033.292009.07.299金鑫生物1316.282729.985.22206.0034.292009.07.2910污水厂（进水）249.14505.866.53278.007.542009.08.1711污水厂（出水）91.07197.607.34245.0010.542009.08.1712污水厂（洪沟）214.98434.728.22292.0011.292009.08.1713污水厂（洪沟）162.07340.006.90195.0019.542009.09.2514污水厂（洪沟上游）132.76296.006.81230.0021.042009.09.2515污水厂（出水）120.42276.008.32131.0021.792009.09.2516污水厂（进水）104.10232.007.91201.0018.662009.09.2517污水厂（洪沟上游）132.76296.006.81230.0021.042009.09.2518污水厂（进水）566.741148.966.90171.0019.042009.10.2319污水厂（出水）80.68176.358.14119.0022.542009.10.2320污水厂（洪沟）1324.752605.206.76109.0018.662009.10.2321污水厂（进水）298.74479.567.72357.0020.152009.11.2322污水厂（出水）20.53117.267.1520.5611.452009.11.2323污水厂（进水）917.271853.984.40705.002009.12.1524污水厂（出水）153.86307.657.15104.002.292009.12.15表4-6开发区2009年（1～4月）污水监测资料汇总表序号监测位置生化需氧量化学需氧量PH值悬浮物氨氮监测日期1污水厂（进水）256.79472.337.2525116.262010.1.202污水厂（出水）98.77163.547.8211622.492010.1.203污水厂（洪沟）156.27301.227.5512315.192010.1.204污水厂（进水）127.88185.268.1724725.662010.2.215污水厂（出水）20.5695.637.5615622.492010.2.216污水厂（洪沟）207.36456.778.1615720.192010.2.217污水厂（进水）88.661847.1721124.132010.3.108污水厂（出水）76.52113.257.3411020.292010.3.109污水厂（洪沟）142.152967.6612219.292010.3.1010污水厂（进水东侧）1268.7726247.8715615.162010.4.2811污水厂（进水西侧）194.253687.213017.292010.4.2812污水厂（洪沟）6318.19138407.8714216.542010.4.28二、开发区规划企业排水水质分析开发区规划引进的印染纺织、精细化工等企业，其排放的废水成分比较复杂，含有毒有害物质，可生化性B/C比较低。这部分水水量较大，其水质决定开发区污水处理厂的工艺路线。印染废水及精细化工废水的特点阐述如下：（一）印染废水印染废水总体上属于有机性废水，其中所含的颜色及污染物主要由天然有机物质（天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等）及人工合成有机物质（染料、助剂、浆料等）所构成。印染废水具有有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段（包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。通常我们所说的印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水pH值为6～10，CODCr为400～1000mg/L，BOD5为100～400mg/L，SS为100～200mg/L，色度为100～500倍，但当印染工艺、采用的纤维种类以及加工工艺变化后，废水水质将有较大的变化，如当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的CODCr将增大到2000mg/l～3000mg/l以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH值达11.5～12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化，当加入的碱减量废水中CODCr的量超过废水中CODcr的量的20%时生化处理将很难适应。（二）精细化工废水从精细化工厂排放出来的有机污染废水一般有一下几类。1、工艺废水由生产过程中生成的浓废水（如蒸馏残液、结晶母液、过滤母液等），这类废水一般来说有机污染物含量较多，有的含盐浓度较高，有的还有毒性，不易生物降解，对水体污染影响较大。2、洗涤废水如产品或中间产物的精制过程中的洗涤水，间歇反应时反应设备的洗涤用水。这类废水的特点是污染物浓度较低，但水量较大，因此污染物的排放总量也较大。3、地面冲洗水地面冲洗水中主要含有散落在地面上的溶剂、原料、中间体和生产成品、这部分废水的水质水量往往与管理水品有很大关系，当管理较差时，地面冲洗水的水量较大，且水质也较差，污染物从良会在整个废水系统中占有相当的比例。4、冷却水这类废水一般均是从冷凝器或反应釜夹套中放出的冷却水。只要设备完好没有渗漏，冷却水的水质一般较好，应尽量设法冷却后回用，不宜直接排放。直接排放一方面是资源浪费，另外也会引起热污染。一般来说，冷却水回用后，总是有一部分要排放出去的，这部分冷却水与其他废水混合后，会增加处理废水的体积。5、跑、冒滴、漏及意外事故造成的污染生产操作的失误或设备的泄露会使原料、中间产物或产品外溢而造成污染，因此在对废水治理的统筹考虑中，应当有事故的应急措施。6、二次污染废水这类废水一般来自于废水或废气处理过程中可能形成的新的废水污染源，如预处理过程中从污泥脱水系统中分离出的废水、从废气处理吸附塔中排出的废水。7、工厂内的生活污水上述废水中，特别是前三类废水、往往具有以下特点。1、水质成分复杂精细化工产品生产的特点是流程长，反应复杂，副产物多，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，使得废水中的污染物质组分繁多复杂，增加了废水的处理难度。2、废水中的污染含量高废水中的污染含量高是精细化工生产废水的一个显著特点，特别是一些老工艺生产的传统产品，设备陈旧，产品的率低往往造成废水中的污染物含量居高不下，这类情况在小型企业和乡镇企业中比较多见。3、COD值高在制药、农药、染料等行业中，COD在几万、几十万毫克/升的废水是经常可以见到的。这是由于原料反应不完全所造成的大量副产物和原料、或是生产过程中使用大量溶剂介质进入了废水体系中所引起的。4、有毒有害物质多精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、有机氮化合物、叔胺及季胺盐类化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。5、生物难降解物质多精细化工废水中的有机污染物大部分属于生物难以降解的物质，如卤素化合物、醚类化合物、硝基化合物、偶按化合物、叔胺及季胺盐类化合物、硫醚、某些杂还化合物等。6、有的废水中盐分含量高如染料、农药行业中的盐析废水和上酸析、碱析废水经中和处理后形成的含盐废水。废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用。例如当废水中的氯根离子超过3000mg/L时一些未经驯化的微生物的活性将受到抑制，CODcr的去除率会明显下降，当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥体积膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物相继死亡。7、有的废水色度非常高如染料、农药等废水的色度一般均在几千倍甚至数万倍以上。有颜色的废水，本身就表明水体中含有特定的污染物质，从感官上使人产生不愉快和厌恶的心理。另外，有色废水可以阻截光线在水中的通行，从而影响水生物的生长，以及抑制由日光催化分解有机物质的自然净化能力。综合以上所述，参考同类工业园区暂定本工程的设计进水水质如表4-7：表4-7设计进水水质（暂定）序号污染物指标数据1CODCr600mg/L2BOD5250mg/L3SS300mg/L4PH6~95NH3-N40mg/L6P34.2.2开发区废水经污水处理厂处理后外排，出水水质执行《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2002）的一级（B）标准，具体指标如表4-8所示。表4-8污水处理厂出水水质标准序号污染物指标数据（一级B标准）1CODCr£60mg/L2BOD£20mg/L3SS£20mg/L4PH6~95NH3-N£8（15）mg/L6P£1mg/L7色度£30倍4.3污水处理厂方案确定4.3.1（1）厂址选择原则污水处理厂厂址选择一般考虑以下因素：1）厂址与规划居住区或公共建筑群的卫生防护距离应根据当地具体情况，与有关环保协商确定，一般不小于100m。2）厂址应在城市集中供水水源的下游，至少500米。3）厂址应尽可能少占农田或不占良田，且便于农田灌溉和消纳污泥。4）厂址应尽可能设在城镇和工厂夏季主导风向的下方。5）厂址应设在地形有适当坡度的城镇下游地区，使污水有自流的可能，以节约动力能耗。6）厂址应考虑汛期不受洪水的威胁。7）厂址的选择应考虑交通运输、水电供应地质、水文地质等条件。8）厂址的选择应结合城镇总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。综合考虑以上各因素后，经建设方及项目组多次实地踏勘比选，拟建的开发区西北角。场址位置见附图。4.3.24.3.2.1总体处理工艺论述厌氧生物处理可以降解和转化工业废水中的大分子物质和难生物降解物质，改善和提高废水的可生化性，从而提高污水的生物处理效率，改善生物处理的出水水质。因此，近年来建设的集中工业污水处理厂基本上都采用了厌氧水解工艺，采用厌氧-好氧联合工艺。目前，针对工业废水传统的处理流程见图4-1：调节池调节池混凝沉淀池厌氧池二沉池好氧池污泥干化污泥浓缩图4-1处理工艺流程以上这种处理工艺流程，混凝沉淀设置在生化处理之后，其特点是利用混凝药剂净化废水，在药剂准备充分的情况下可以保证处理效果良好；但其缺点是生化处理的进水浓度较高，则生化处理的投资和能耗较大，而且从目前已经建成的此类污水处理厂运行情况来看，厌氧水解的效果并不理想，可能是废水中含有抑制微生物生长物质，不利于水解酸化，因此，生化处理出水的COD浓度在300mg/L左右，再投加混凝药剂进行混凝沉淀，要降低至100mg/L将投药量巨大，且产生的污泥量也很大。故从运行成本上看，该工艺流程能耗以及药耗均较大，不利于工程良好的运行。根据以上分析，本院结合多年污水处理工程的设计和运行经验基础上，提出“吸附混凝沉淀－厌氧水解－好氧处理”处理工艺流程，对工业园区的综合污水进行处理。该工艺流程经过实验室小试至生产规模应用，具有良好的运行处理效果，可以使处理出水达到排放要求。该处理工艺流程的流程简图见图4-2。其特点为：借鉴AB法A段吸附的原理，利用污泥絮体的强吸附作用，将二沉池和后处理的污泥回流至调节池，进行曝气充氧和生物吸附，吸附污水中的污染物质和难降解物质，同时补充一定量的混凝药剂进行混凝反应，反应后的混合液提升进入吸附混凝沉淀池进行沉淀分离。这样，一方面可以减少混凝药剂的投加量，降低运行费用；另一方面，可以减少处理工艺中污泥总量的产生量，减少处理费用；而且，污泥生物吸附对重金属、难降解物质、有毒害物质和氮磷等均可以吸附去除。图4-2推荐处理工艺流程4.3.2.2处理单元论述（一）提升水泵提升水泵安装在污水提升泵房，将进入污水处理厂的污水进行提升，进入后续的处理设施。由于自吸排污泵具有安装简便，运行可靠，维修方便，动力效率高等特点，尤其适用于污染物浓度较高的废水处理工艺中，为以后的运行管理带来了方便，因此，本报告设计提升水泵采用自吸排污泵。（二）沉淀池大中型污水处理厂的沉淀池大多采用幅流式或平流式沉淀池。由于圆形幅流式沉淀池具有运行效果好、使用经验丰富、刮泥机械国内生产已经系列化等优点，得到了广泛的应用，国内的大部分大中型污水处理厂沉淀池都采用幅流式沉淀池。而平流式沉淀池在国外的大型污水处理厂应用比较广泛，主要特点是水力条件好、出水水质稳定、多池组合占地面积少、工程造价低，但是刮泥机需要从国外引进。本报告结合国内的基本国情和昌吉的实际情况，设计本工程的沉淀池采用幅流式沉淀池。而且，在排泥机械上加以改进，吸附沉淀池和终沉池的排泥机械采用浓密机，二沉池则采用常规的刮吸泥机。浓密机是一种带变速反应装置的高效辐流式沉淀池机械刮泥设备，由变速、混合反应装置、传动机构、中心轴、刮泥耙、进出水槽和排泥管等组成，使加投药剂或凝聚剂后的混合、反应、沉淀和泥渣浓缩等过程在一个设备内完成。与普通沉淀池相比，具有排泥含水率低、净化和分离效率高以及投资省、占地少、管理方便等优点。（三）厌氧水解厌氧水解过程中，水解酸化细菌将废水中的不溶性有机物转化为可溶性有机物，大分子物质分解成小分子物质，难降解有机物转化为可降解有机物，从而去除部分有机污染物，并提高后续生物处理的处理效果。由于酸化水解所需要的能耗很低，而且对构筑物无特殊要求，所以在实际工程中被广泛使用。工业废水中存在大量的大分子有机物和有机固体，难于生物降解。研究和实践表明，通过厌氧水解池中的兼性菌和厌氧菌作用，工业废水中的大分子物质和难生物降解物质可转化为容易降解的小分子物质，废水中的有机污染物一部分被酸化细菌吸收利用，转化为能量和CO2、CH4、NH3等代谢产物，另一部分随废水进入后续好氧生物处理阶段，被好氧细菌吸收分解，因此，水解酸化一方面降低了原水的有机浓度，另一方面则提高了水中的BOD:COD比值，使生物处理效果提高。国内外许多研究表明，酸化水解过程中COD的去除率可达到20～30%。目前在工程设计中使用较为普遍的厌氧水解池有升流式厌氧污泥床和厌氧接触法。升流式厌氧污泥床的反应器内装满高活性的生物污泥，下部为污泥床层，上部为悬浮污泥层，布水位于污泥区底部，其主要功能是通过布水设备将待处理废水均匀布入反应器底部，废水在升流过程中完成与厌氧活性污泥的充分接触和反应。分离出流区位于反应区的顶部。该池型具有污泥浓度高，出水水质稳定等特点，但需要布水均匀，不适用于大型污水处理厂。厌氧接触法带有沉淀池和回流设施，类似于好氧活性污泥法。待处理废水首先进入厌氧酸化池，池内设有搅拌装置，污水经过厌氧酸化后流入后续的沉淀池，经过泥水分离，沉降的污泥回流至厌氧酸化池，以保持酸化池内的污泥浓度。此法由于厌氧酸化池内厌氧污泥浓度靠污泥回流获得，存在污泥回流大，污泥浓度低的特点，因此，处理效率较差。本工程的处理规模为3万吨/日，属于中小规模的污水处理厂，因此，本报告设计本工程的厌氧水解池采用升流式厌氧污泥床。同时，为增强厌氧水解的处理效果，在厌氧水解池的上部设置生物填料以提高厌氧水解池内的污泥浓度。（四）好氧生物处理好氧生物处理通常可选用活性污泥法和生物膜法。由于生物膜法在实际运行控制中广泛存在膜易积存、填料流失和堵塞板结、曝气管检修不便等问题，因此，本工程选用活性污泥法。从本工程的进水水质指标可以看出，本工程的污水除可生化性较差以外，N和P等营养物质也明显不足，因此，处理工艺选择时可以不需要考虑处理系统的脱氮除磷要求。因此，本报告综合考虑本工程的具体水质情况和工程造价等因素，选择本工程的好氧生物处理采用延时曝气活性污泥法，即长时间曝气活性污泥法。活性污泥法是城市生活污水和有机工业废水的有效生物处理法，它于1914年在英国曼彻斯特市建成试验厂以来，已有八十多年的历史。随着工程实践中的应用和不断改进，特别是近三十多年来，在对其生物反应和净化处理进行广泛深入研究的基础上，活性污泥法得到了很大的发展。活性污泥法主要由曝气池、二沉池、曝气系统和污泥回流系统等组成。污水在曝气池中与活性污泥充分混合，在曝气充氧的条件下，活性污泥中的好氧细菌和原生动物对污水中的有机污染物进行吸附、氧化和分解，好氧细菌借助其分泌的体外酶，将污水中的胶体性有机物吸附、氧化和分解，使有机物分解成二氧化碳和水。曝气池出水流入二沉池，二沉池分离沉淀出污水中的活性污泥，由污泥回流系统回流到曝气池，澄清液则溢流排放。活性污泥法用于城市污水处理已有80多年的历史，目前在城市污水生物处理领域仍占主导地位，尤其在大中规模的污水处理厂仍为主要工艺。其优点是处理效果好，去除有机物的效率高，工艺稳定成熟，管理运行经验丰富，；缺点是只能作为常规二级处理，脱氮除磷功能比较差。本报告设计设计本工程的好氧曝气水力停留时间为16～20h。因为曝气时间比较长，曝气池容积较大，因此，鼓风曝气系统的动力消耗比较大，为提高供气系统氧的转移利用效率，节省电耗，本设计选用动态曝气头作为曝气池的曝气搅拌设施。（五）絮凝剂的选择正确选择絮凝剂及其加药量，对污水处理工艺的有效运行、污泥产量的减少以及运行成本的降低有重要的作用。本工程絮凝剂的选择主要达到以去除CODcr为主的目标，根据以往工程经验和研究资料，处理工业污水投加金属盐，典型的金属盐（如铁、铝）投加量的变化范围是100-200mg/L，若同时配合使用PAM，产生的污泥比单独采用混凝剂生成的污泥结构更紧密，沉降性能更好，一般PAM投加量为3-5mg/L。为了更好的选择适合本工程的药剂以降低支行费用，我们对FeCl3、FeSO4、硫酸铝、聚铁铝等几种常用的絮凝剂及加注量进行了比较和试验。上述药剂均为常规混凝剂，取材容易，价格低。通常投加铁盐产生的污泥比重较大，易沉淀，价格也便宜。投加铝盐产生的污泥比重轻，但泥量也少，投加量小。经现场试验得出采用FeSO4混凝剂对COD的去除率最高，因此，推荐污水厂采用FeSO4。4.3.3（一）污泥处理目的污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，含有大量的病菌和寄生虫，如不妥善处理和处置将造成二次污染。因此，必须对污泥进行妥善的处理和处置。污泥处理的目的是：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；减少污泥中的有害物质和病原菌及寄生虫的数量；利用污泥中的可用物质，化害为利。（二）污泥处理工艺污泥处理系统的技术及其组合工艺流程比较多，常见有：污泥重力浓缩－机械脱水－干污泥外运；污泥重力浓缩－厌氧消化－机械脱水－干污泥外运；污泥重力浓缩－干化脱水－干污泥外运；污泥机械浓缩－机械脱水－干污泥外运；结合本地区的气候条件，当地实际情况，本工程的污泥处理宜选用技术成熟、运行费用低、耗能低的技术。本可行性研究报告设计污泥处理采用传统的污泥重力浓缩—机械脱水的处理工艺。污泥处理工艺流程如下：污泥脱水机污泥泵干泥饼外运(至垃圾填埋场)污泥池污泥脱水机污泥泵干泥饼外运(至垃圾填埋场)污泥池排放污泥上清液回流至调节池上清液回流至调节池图4-3污泥处理工艺二沉池沉淀的剩余污泥回流至A/O池，吸附沉淀池的污泥回流至吸附再生池进行生物吸附，厌氧水解池的污泥排放至污泥池，通过污泥泵排入污泥脱水机，产生的干泥饼外运，进行妥善处置，建议运至垃圾填埋场进行卫生填埋。浓缩上清液则回流至调节池，汇入污水处理系统进行处理。4.3.4污水处理厂消毒主要采用液氯、二氧化氯等，近来部分大型污水处理厂开始采用紫外线C消毒。紫外线C消毒无需药剂消耗、消毒效果较好、操作简便，虽然一次性投资大，但是选择紫外线C消毒工艺5.8年之后即可把增加的投资节省回来。故选择紫外线C消毒工艺作为本工程设计的消毒工艺。第五章、污水处理厂工程设计5.1工艺设计5.1.1本设计的工艺设计遵循以下原则：（1）工艺流程切实可靠，确保出水稳定达标排放；（2）采用先进高效的处理设备和设施，质量可靠，经济合理；（3）布局合理，结构紧凑，节约占地；（4）方便操作管理，降低运行费用，节省项目投资。5.1.2本工艺的设计范围包括：污水处理厂的工艺流程、平面设计，各处理建、构筑物单体设计，以及工艺设备选型等。5.1.3来水进入处理厂后，首先进入闸门井。闸门井设置闸门对进水进行控制。污水经闸门井后流经粗格栅，截留去除水中较大的颗粒物。然后流入调节池。调节池有调节水量不均的作用，并且池内设置曝气装置，搅动混合污水。当进水为事故水，由提升泵房经泵提升至事故池，以避免对后续工艺造成冲击，事故水经必要的处理后采用少量多次的方式进入调节池进行稀释。污水经调节后进入吸附池，并与二沉池回流的剩余污泥混合，进行生物吸附。污水由自吸泵提升进入吸附沉淀池，同时加入混凝药剂进行混凝反应和沉淀分离。吸附沉淀池出水自流进入厌氧水解池，对污水进行水解酸化，提高污水的可生化性，将不溶性有机物转化为可溶性有机物，大分子物质分解成小分子物质，降解部分有机物，并提高后续处理的处理效果。厌氧水解池出水进入曝气池，进行好氧生物降解，曝气池内装有潜水推流装置。曝气池出水进入二沉池，进行沉淀分离，沉淀后的出水经消毒后排放，沉淀污泥则回流到曝气池，剩余部分回流至调节吸附池。粗细格栅的截留物粉碎后外运，外运进行卫生填埋处置。吸附沉淀池污泥和厌氧水解池的污泥排入污泥浓缩池，由污泥泵提升至污泥脱水机房生成干泥饼外运。上清液则回流至调节池，进入污水厂处理系统进行处理。详见污水处理厂高程流程图。5.1.4表5-1各工段处理效果预测表水质指标主要处理工段COD（mg/l）BOD（mg/l）SS（mg/l）各预处理段混合后600250300均质调节池、吸附再生池和吸附沉淀池进水600250300出水33020075去除率45%20%75%厌氧水解池进水33020075出水26018068去除率20%10%10%A/O生物池和二沉池进水26018068出水≤60≤20≤20去除率≥80%≥90%≥75%5.1.5本工程为污水处理厂，工程的建设规模为：近期工程处理规模3万m3/d，二期工程处理规模6.0万m3/d。根据国家《室外排水设计规范》（GB5004-2006），污水处理厂的进水流量总变化系数KBZB为：一期KBZB=1.64。则本工程的设计污水流量为：一期：Q=3万m3/d=1250m3/h=0.347mQmax=Q·KBZB=2050m3/h＝0.569m二期：Q=6.0万m3/d=2500m3/h=0.694m3/s，KBZQmax=Q·KBZB=3700m3/h=1.028m以下工程设计，闸门井按二期工程处理规模设计，粗格栅渠和集水池土建按二期工程处理规模设计，粗格栅和提升水泵按一期工程规模配备，二期工程建设时增加粗格栅和提升水泵，以达到二期工程的处理规模。其它预处理建构筑物土建按照二期工程规模进行设计，设备按照一期安装。（1）粗格栅/提升泵房功能：去除污水中较大的漂浮物，并拦截直径大于20参数设计：粗格栅及提升泵房按二期规模6.0万m3/d设计土建一次建成，设备分期安装。设备按一期工程3.0万m3/d配备。在泵房进水渠上设有栅宽为1.2m的回转式机械格栅，栅条间隙20mm，格栅安装角度为75°，一期设置2台格栅（1用1备），过栅流速0.6m/s，栅前水深0.6m；二期2台同用。格栅前后设置手电动闸门（D800），方便格栅的检修。粗格栅出渣采用活动运渣小车外运。污水经粗格栅后进入集水池，设计一期选用潜水排污泵3台（2用1备）Q=700m3/h，H=11m，N=30KW，满足一期日处理3万吨污水的提升需求。二期增加潜水排污泵3台（2用1备），Q=700m3/h，H=11m格栅前后安装差压液位计，泵房集水池内安装液位计，分别指示格栅前后水位置，集水池最高水位，最低水位和停泵水位，以上仪表均通过PLC按预定程序自控运行，并将有关运行数据传送到中控室。表5-2构筑物尺寸序号构筑物名称尺寸数量结构形式备注1格栅渠L×B×H=12.5×4.5×7.15m1钢筋砼分两组渠道提升泵房L×B×H=20×10×7.15m1钢筋砼预留远期水泵安装空间表5-3设备型号参数安装地点设备名称型号规格数量备注粗格栅渠闸门明杆式镶铜铸铁圆闸门ZYM-800，功率3.7kW，φ800mm4台回转式格栅除污机栅条间距20mm，格栅宽1.2m，倾角75度，功率1.1kW2台水下不锈钢超声波液位差计0~0.5m2套提升泵房/集水池潜水排污泵Q=700m3/h，H=11m3台2用1备，其中1台变频电动葫芦起重2吨，功率3kW1台超声波液位计量程10m1套浮球开关开关信号输出1套低液位保护控制方式：PLC根据水位自动控制水泵的启停，及水泵轮值。同时设手动控制。（2）细格栅/沉砂池功能：去除原水中细小的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理流程特正常运行。参数设计：细格栅及旋流沉砂池的设计规模为2050m细格栅设计采用栅条间隙5mm的循环齿耙清污机，安装2台，格栅渠宽1.1m，过栅流速0.9m/s，栅前水深0.6m，设置无轴螺旋输送机一台。旋流沉砂池共设置2座，旋流沉砂池直径Φ3.0m构筑物及设备清单见表5-4和表5-5：表5-4构筑物尺寸序号构筑物名称尺寸数量结构形式备注1细格栅渠L×B×H=12×4.5×22钢筋砼分为2组2旋流沉砂池Φ×H=3.0×4.62钢筋砼表5-5设备型号参数安装地点设备名称型号规格数量备注细格栅渠插板闸门CBZ-1×0.6m，插板钢制方闸门4套配套手动启闭机循环齿耙清污机渠宽680mm，N=2.2kW，b=5mm，安装角度752台螺旋输送机WLS-260，无轴螺旋输送机，N=1.5kW1台超声波液位差计0~0.5m1套电动葫芦起重2吨，功率3kW1台沉砂池插板闸门CBZ-0.45×1.0m，插板钢制方闸门2套配套手动启闭机插板闸门CBZ-0.90×1.0m，插板钢制方闸门2套配套手动启闭机插板闸门CBZ-1.00×1.0m，插板钢制方闸门1套配套手动启闭机砂水分离器SF-260，处理量12L/S，N=0.37kW2台不锈钢除砂机XCS-2.43，N=0.55KW，叶轮转速12～20rpm2台不锈钢，24小时运转罗茨鼓风机Q=2m3/min，H=4mH2O，1台闸门明杆式镶铜铸铁圆闸门，ZYMφ5003台配套电动启闭机控制方式：PLC根据水位自动控制水泵的启停，及水泵轮值。同时设手动控制。（3）事故池功能：当进水为事故水时，通过进水泵房提升至事故池，避免对后续的处理工艺造成冲击。设计参数：水力停留时间HRT=8.0h有效容积V=10000m构筑物及设备清单见表5-6和表5-7：表5-6构筑物尺寸序号构筑物名称尺寸数量结构形式备注1事故池L×B×H=60×34×5.51钢筋砼含超高0.5m表5-7设备型号参数安装地点设备名称型号规格数量备注事故池潜污泵Q=400m3/h，H=8m2台1用1备（4）调节池功能：调节池对污水处理厂进水的水质和水量进行调节。设计参数：设计流量Q=30000m3/d水力停留时间HRT=6.0h有效容积V=7500m调节池内安装曝气头，进行预曝气和混合搅拌，曝气头选用动态曝气头，曝气量按1.7m3/m2/h计算，为42.5构筑物及设备清单见表5-8和表5-9：表5-8构筑物尺寸序号构筑物名称尺寸数量结构形式备注1调节池L×B×H=50×30×5.51钢筋砼超高0.5m表5-9设备型号参数安装地点设备名称型号规格数量备注调节池动态曝气头DT-2型，通风量Q=2~15m3/h/个，服务面积0.5~1.2m2000套带安装管道提升泵Q=700m3/h，H=113台2用1备，其中1台变频手动葫芦提升力1吨，提升高度5m1台（5）吸附再生池功