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文档简介
/ZhongguoxinshidaiEnvironment中国新时代陕西省汉中市勉县移民搬迁安置点生活污水与垃圾处理规划方案中国新时代国际工程公司二○一五年二月项目名称:勉县移民搬迁安置点生活垃圾与污水规划方案编制人员:×××注册咨询工程师(投资)×××注册咨询工程师(投资)×××高级工程师×××工程师×××助理工程师×××助理工程师签审人员:×××注册咨询工程师(投资)项目负责人:×××工程师目录TOC\o"1-2"\h\z\u目录 11区域概况 21.1区位条件及地理位置 21.2自然资源与环境状况 21.3社会经济状况 31.4规划背景 32区域污染现状分析 42.1生活污水现况分析 42.2生活垃圾现况分析 53解决的突出环境问题 73.1居住新村环境问题类型 73.2居住新村环境问题的形成成因 73.3环境问题整治的紧迫性和必要性 74规划目标与内容 94.1规划目标 94.2规划内容 95规划原则与依据 105.1规划原则 105.2规划依据 106生活污水处理方案 126.1污水处理方式及工艺选择 126.2污泥处理工艺比选 196.3消毒 216.4除臭方案 236.5污水处理方式及工艺流程建议方案 236.6垃圾处理工艺 247污水处理规划 267.1污水处理目标 267.2进水水质与出水水质预测 267.3厂址选择 267.4污水厂防洪标准 267.5污水处理选择工艺 277.6污水处理站的详细规划 277.7厂站规划控制用地面积 337.8污水处理站规划汇总 338垃圾处理规划 348.1环卫现状评价 348.2垃圾处理设施规划原则 348.3垃圾处理设施规划 348.4运往垃圾处理厂的垃圾要求 368.5生活垃圾转运站的规模 378.6生活垃圾治理工程内容 379投资估算和资金安排计划 399.1工程估算 399.2资金筹措 4110效益分析 4210.1环境效益 4210.2经济效应 4210.3示范效应 4211规划的实施 4311.1明确职责 4311.2加强监管 4311.3创新机制 4311.4经费保障 4411.5运行维护 4511.6保障措施 46附件:勉县移民搬迁各安置点生活垃圾与污水处理项目区位图(1张)各安置点生活污水处理项目工艺流程图(2张)各安置点生活污水处理项目位置图与平面图(11张)1区域概况1.1区位条件及地理位置勉县位于陕西省南部、汉中市(汉中盆地)西端,地处汉江上游。北依秦岭,南连巴山,中为汉江流域平川地带。坐标:东经106°21′~106°57′,北纬32°53′~33°38′之间,南北长约140公里,县辖19镇,242个行政村,总面积2406平方公里。东接汉中市汉台区,南邻南郑县,西靠宁强县、略阳县,北连留坝县、凤县和甘肃省两当县。勉县资源丰富,生物资源独特,气候温暖湿润,长江最大支流汉江横贯全境,境内盆地珠串,森林覆盖率达58%。勉县的矿产资源贮量大、品位高,位于“勉略宁”金三角,被地质学家李四光誉为亚洲的“乌拉尔”。为陕西省汉中市重要的冶金工业基地和化工工业基地。项目规划区位于陕西省汉中市勉县下辖的团结新村安置点、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点、九龙沟新城、翠园小区7个居住新村和1个敬老院共计5000多户,20000多人。1.2自然资源与环境状况1.2.1地貌地形复杂多样,根据地貌分为:中部盆地区,占8.8%,南、北丘陵区,占16.4%,北、西、南山地区,占74.8%。地势北高东低,最高点海拔2621米(长沟河乡庙坪村葱滩梁),最低处海拔513米(长林镇汉江河滩)。1.2.2气候勉县属北亚热带,年平均气温14.2摄氏度,最冷元月平均气温2.2摄氏度,最热七月平均气温25.2摄氏度,年降水量841.3mm,四季分明,雨量充沛,冬无严寒,夏无酷暑。主导风向为东风向,次风向为西风向,平均风速为1.5米/S,最大风速20米/S,静风频率57%。年平均日照总时数1676.6小时,无霜区237天,平均气温16.5摄氏度。新街子镇属中等富水区,水位埋深3—22米,含水层上部属各级阶地堆积物,为全新统、上中更新统冲积层,下部为中、下更新统冲积湖积层含水层,由砾、卵石层组成。渗透系数5—15米/昼夜,涌水量为30—60立方米/小时。由于勉县地形多样,秦岭、巴山南北对峙,同一天气背景下,山地与平川冷暖迥异,素有“高一丈不一样”之说,为典型的内陆性季风气候,属亚湿润区。总的气候特征是:温暖湿润,四季较为分明。冬季少雨雪,夏秋多雨霖,雨热同季,垂直差异大,立体气候效应明显,春温不稳定,秋温比降大,光辐射值低,日照时数短。1.2.3矿产资源勉县已探明的矿产有23种,开发利用的有18种,50多处。其中金属矿产7种:金、铜、铅、锌、铬、铁、锰;非金属矿产11种:原煤、磷矿石、石灰石、白云石、重晶石、蛇纹石、滑石、大理石、粘土、石墨、硫磺。资源总量占汉中市第三位,潜在经济价值达61亿元之多。其中金、铜、铅、锌、铁、锰和磷矿石、滑石、大理石、石灰石、白云石、石英等,矿藏质量优、储量大、品位高。1.2.4植物资源农作物以稻、麦、玉米、豆类、油料、烤烟、蔬菜、薯类为主,粮油产量在汉中市名列前茅,为国家商品粮基地县之一。野生植物类以乔灌木、中药材、饲草为主。勉县常见的乔灌木树种有58科150余种。用材树种有油松、华山松、铁松、椿树等38种;经济类树种有油桐、茶树、漆树、花椒、桑树、核桃、梨树等34种;薪炭林木有青棡、麻栎、槲栎、锐齿栎等。列为国家保护的有杜仲、银杏、金钱漆、水曲柳、冷杉、厚柏6种,珍贵稀有树种有粗榧、粗叶树、山楂、七叶树、楠木、红豆沙、刺楸树、檬子树、榉树、旱莲10种。经济价值较高的有黄连木、乌柏、茅栗、盐肤木、漆树、山桃、山杏、猕猴桃8种,发现的中药材共有486种,黄连、天麻、党参、何首乌、板兰根、绞股兰等分布广。勉县有草地约2.45万亩,草地植物有58科602种,其中饲草植物约500种。1.2.5动物资源人工饲养的家畜、家禽外,野生动物已发现的有5纲25目60余科,属国家一级保护的有羚牛、金钱豹、鬣羚、金鹰等,二级保护的有岩羊、斑羚(青羊)、青鹿、锦鸡、大鲵(娃娃鱼)等15种,属省级保护的有猎豹、獐子(林麝)、大灵猫、山猫等6种,一般保护的有148种,水生动物己查明的自然鱼类48种,尚有珍贵名产“丙穴嘉鱼”,鳖、虾、蟹、田螺、河蚌、黄鳝等也分布广、数量多。1.3社会经济状况2013年,勉县完成规模以上工业总产值169.76亿元。其中,规上工业产值中轻工业完成产值15.8亿元;重工业完成产值153.9亿元。完成销售产值168.56亿元,产品销售率达99.3%,实现增加值41.09亿元。2013年,勉县户籍总人口42.63万人,其中非农业人口为7.37万人。常住人口38.80万人,出生率为8.57‰,死亡率为7.06‰,自然增长率为1.51‰。1.4规划背景2011年国家和政府为了从根本上消除陕南地区重大自然灾害对群众生命财产的安全隐患,切实改善环境恶劣地区群众的生产生活条件,改变贫困落后面貌,加快城镇化建设和城乡一体化发展,省委、省政府决定用十年时间,对陕南地区60万户、240万人实施移民搬迁安置,其中地质灾害避险移民搬迁12.39万户、49.16万人,洪涝灾害避险移民搬迁9.3万户、32万人;扶贫移民搬迁28.97万户、116.6万人;生态移民搬迁12.7万户、46.88万人。为了加快社会主义新农村建设步伐,实现“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的目标任务,积极推进城乡一体化发展,鼓励农村有条件农户进城落户,按照《中华人民共和国城乡规划法》要求和省、市安排部署,我单位受业主委托,编制《勉县移民搬迁安置点生活污水与垃圾处理规划方案》。旨在改善移民搬迁安置点环境,完善移民搬迁安置点配套设施,提高移民搬迁安置点品位,对散乱及居住生活条件差的村民布点进一步整合,提高村民生活居住质量,对移民搬迁安置点进行科学的规划,以便于近期顺利实施。2区域污染现状分析随着省委、省政府对陕南移民搬迁工作的大力推进,以及县政府长期对县域内移民搬迁工作的努力,到目前为止,该县搬迁区域内人民群众的居住安全、生产生活条件、自我发展和脱贫致富的能力都得到了极大的提高。为了让移民搬迁安置点内的人民群众的生活生产环境再进一步提升和美化,有关部门的领导现决定对团结新村、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点、九龙沟新城、翠园小区和敬老院的生活污水与垃圾处理进行规划。2.1生活污水现况分析2.1.1规划区生活污水现状概况本次规划区域内生活污水处理工程涉及到的安置点有:团结新村、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点和九龙沟新城6个居住新村。根据我们对本次规划区的走访、调研,该区域内的6个居住新村的生活污水基本上是处于放任自流,无序排放。有的污水流入附近的小河,有的流入农田、水塘或直接渗入地下。根据业主提供的相关资料,团结新村、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点、九龙沟新城6个居住新村的人口数量、户数等指标,详见下表:表2-1:集中安置社区人口统计表序号名称安置点规划建设规模户数(户)人数(人)1团结新村A区2961080B区80028802黄龙新村112840603新街子立集安置点75929314褒城镇集镇安置点38913605新铺镇新铺安置点61023796九龙沟新城128946407合计4717173472.1.2规划区生活污水水量分析根据《镇规划标准》(GB50188-2007)并结合《陕西省村镇规划技术要求》相关规定,勉县处于中国建筑气候区划Ⅲ区域,该区域移民搬迁各个安置点的生活用水量指标为100—200L/人•日,本规划方案生活用水指标取110L/人•日。移民搬迁各个安置点的污水总量按照平均日给水量的80%取值,则移民搬迁各个安置点的生活污水排放情况见表2-2。表2-2:规划区污水量预测一览表序号名称人数(人)日用水量(m3/d)污水排放量(m3/d)1团结新村A区1080118.8095.04B区2880316.80253.442黄龙新村4060446.60357.283新街子立集安置点2931322.41257.934褒城镇集镇安置点1360149.60119.685新铺镇新铺安置点2379216.69209.356九龙沟新城4640510.40408.327合计193302081.301701.04通过我们对规划区各户家庭抽样调查,规划区生活污水主要来源于餐厨废水、洗涤废水、沐浴废水和冲厕水。规划区内日产生活污水的水量为1701.04t,全部直排,对当地环境造成较大威胁,加剧了当地居住环境的污染,长此以往,将直接后间接影响规划区内人民群众的健康安全。2.2生活垃圾现况分析2.2.1规划区生活垃圾现状本次规划区域内生活污水处理工程涉及到的安置点有:团结新村安置点(三期)、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点(三期)、九龙沟新城、翠园小区7个居住新村和1个敬老院。经过走访、调研,本规划区涉及的7个居住新村和1个敬老院的垃圾现状表现为:由于农村生活水平的逐渐提高,垃圾产生量日益增大,人均垃圾产生量逐年增多;随社会经济的发展,垃圾成分日益复杂,不再是小农经济时代的简单厨余垃圾、生活垃圾,还包括了农业生产中丢弃后进村、进户的农业固体废物、危险废物,以及居住条件改善过程产生的大量建筑垃圾;绝大部分农村地区没有专门的垃圾收集、运输、填埋及处理系统,处理处置措施没有科学性、未达到环保要求;“白色垃圾”、塑料制品等难降解垃圾所占比例日益增大;居住分散,绝大多数地区没有专门的垃圾收集、运输、处置系统,大部分农村垃圾都是随地堆放,主要倾到地点是“六边”:路边、河边、村边、田边、塘边、屋边,道路两旁成了没有覆土的垃圾填埋场,自然低洼地成了天然垃圾箱。不仅侵占了大量土地,而且成为苍蝇、蚊虫等病原体滋生的场所,对人群健康造成巨大危害。根据业主提供的相关资料,团结新村安置点(三期)、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点(三期)、九龙沟新城、翠园小区7个居住新村和1个敬老院的人口数量、户数等指标,详见下表:表2-3:集中安置社区人口统计表序号名称户数人数(人)1团结新村安置点(三期)105237872黄龙新村77227803新街子立集安置点24911214褒城镇集镇安置点38913605新铺镇新铺安置点(三期)61023796九龙沟新城54019507翠园小区54019508敬老院50015009合计4652168272.2.2规划区生活垃圾量分析本次规划安置社区人均生活垃圾量取1.2公斤/天,则规划区域内每天的总垃圾量为20.21吨。详见下表:表2-4:安置社区垃圾量预测表序号名称人数(人)预测垃圾日产生量(t)1团结新村安置点(三期)37874.552黄龙新村27803.343新街子立集安置点11211.354褒城镇集镇安置点13601.635新铺镇新铺安置点(三期)23792.866九龙沟新城19502.347翠园小区19502.348敬老院15001.809合计1682720.213解决的突出环境问题3.1居住新村环境问题类型随着勉县居住新村经济的快速发展,居住新村环境问题日益凸显,主要表现为:一是居住新村生活污水、垃圾物排放量增大;二是居住新村生活垃圾乱倒、乱放,白色污染现象十分严重。(1)生活污水处置方式涉及本规划区的各居住新村均无生活污水处理设施,生活污水未经处理直接排放。(2)垃圾处置方式经实地调查,居住新村生活垃圾多数随意丢弃在村道、房屋前后或山沟里。随着居住新村经济的发展,居住新村建设速度加快,产生各类垃圾数量增多,生活垃圾和建筑垃圾混杂堆弃,占用了大量土地,存在对农田和地下水产生二次污染的风险。(3)村容村貌差、缺水少绿、环保文化宣传不到位等居住新村垃圾随处丢弃,城乡发展不均衡,部分村落杂草、灌木丛生,道路坑洼不平;缺少资金投入及高层次文化人才,使得环保文化宣传不到位。垃圾随意倒放的脏乱差现象仍然存在,及时清扫整理庭院内外环境卫生自觉性不强,自觉维护公共卫生环境意识薄弱。3.2居住新村环境问题的形成成因(1)居住新村环境污染突出,村民环保意识较差居住新村产生的污水和垃圾无处理措施,直接排放至环境中,对周边的地下水和农田土壤将产生二次污染。部分基层干部思想观念陈旧,群众卫生环保意识薄弱,居住新村长期遗留的生活陋习一时难以改变,垃圾随意倒放的脏乱差现象仍然存在,及时清扫整理庭院内外环境卫生自觉性不强,自觉维护公共卫生环境意识薄弱。(2)居住新村环境保护基础设施缺少,建设资金匮乏规划区人口较多,随着人口增加,排放的生活垃圾量日益增大,而目前规划区内大部分村没有完善生活垃圾收集系统。所有垃圾未经分类收集,垃圾收运、转运体系尚未建立,收运、转运严重滞后;大部分村庄的生活污水都没有污水收集管网,个别村庄有一些简单的排水渠未实现雨污分离,生活污水基本上没有处理;对于水源地保护方面农村部分居民水源地保护意识淡薄,基础设施较差使得水源地保护工作状况不佳。(3)居住新村环保法律法规和制度不健全农村环保工作起步晚、基础弱,针对农村环境问题,如面源污染、土壤污染等方面的相关立法尚处于空白,现行法律中的一些相关规定针对性和可操作性不强,给居住新村环保执法和环境问题的解决造成了一定的困难。(4)居住新村环境保护监管能力亟待提高勉县所有居住新村都没有设立专门的环境保护机构和人员,对居住新村环保工作的开展造成诸多不便,严重影响居住新村环境整治效果。3.3环境问题整治的紧迫性和必要性3.3.1必要性1、保护和改善居住新村环境质量的需要随着勉县居住新村经济的快速增长,居住新村的村民生活水平也得到了提高,但随着规划区各村居住点人口密集度逐年增高,居民用水量呈现逐年上升趋势,生活污水同时随之上升,而规划区却未规划建设统一的污水收集和排放管渠,排放的生活污水均没有实施有效治理,也未规划建设统一的污水收集和处理设施,日益增加的生活污水排放加剧了居住新村周边环境的恶化,因此,该规划建设能有效解决居住新村环境基础设施薄弱等问题。不仅能使居住新村群众建立新的生活秩序和良好的生活习惯,而且还能对改善居住新村周边环境起到积极的作用。2、改善和提高规划区村民生活质量的需要。规划区普遍缺乏完善垃圾清运系统,规划区各村垃圾任意堆放,垃圾产生的有毒有害物质的渗漏液,进入土壤直接污染地下水或通过地表流入河流,造成对周边地表水域的污染,规划区“脏、乱、差”问题严重。随着规划区内各个居住新村经济的发展,村民收入水平的不断提高,对生活质量的要求也与日俱增,其中环境质量改善和提高是提高生活质量和生活水平是最主要内容。因此,实施生活垃圾、生活污水治理,是促进规划区“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的社会主义新农村建设目标的具体体现。3、社会主义新农村、构建和谐社会的需要党中央、国务院把建设新农村、解决好农村、农业、农民“三农”问题列为全党工作的重中之重。实施居住新村生活污水与垃圾处理工程,有利于区内饮水安全水平的提高,有利于人民群众农村生产环境、生活环境和生活质量的改善和提高,有利于人民精神生活的健康发展,有利于“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”社会主义新农村的建设,有利于提高政府的形象,增强对党和政府的向心力。综上所述,该项目建设是十分必要的。3.3.2紧迫性该规划区包括了7个居住新村和1个敬老院共计5000多户,20000多人。到目前为止,规划区域内,每天产生的生活污水约1200吨,生活垃圾约20吨,这些污染物均未得到有效处理,长此以往,这些环境问题将严重阻碍当地经济的发展和农民生活水平的提高,影响和谐社会的建设。4规划目标与内容4.1规划目标4.1.1总体目标为确保规划区域内各个安置新村的生活污水与垃圾处理工作的顺利完成,切实改善安置新村生活环境,本次规划的范围包括:团结新村、黄龙新村、新街子立集安置点、褒城镇集镇安置点、新铺镇新铺安置点、九龙新城、翠园小区7个安置新村和1个敬老院存在的农村环境问题。本次规划的建设目标主要为解决生垃圾收集、活污水处理和污水收集管网建设问题,本项目根据当地实际情况选择切实可行的措施,建立科学、有效的生活垃圾收集、转运、处理系统,生活污水处理系统,彻底改善安置新村的村容村貌,配套基本环保设施,最终使安置新村人居环境和生态状况得到根本改善,成为具有天蓝、水清、地绿、景美、生机勃勃、充满活力的新农村。围绕“清洁田园、清洁家园、清洁能源”建设目标,使勉县安置新村环境污染问题基本得到解决,污染防治能力显著提升,污染物排放得到控制,人居环境持续改善,农村环境污染防治长效机制进一步建立健全。4.1.2具体目标围绕“清洁水源、清洁田园、清洁家园、清洁能源”建设目标,争取经过2年努力,到2016年使本次规划区域内的各个安置新村的环境污染问题基本得到解决,污染防治能力显著提升,污染物排放总量得到控制,人居环境质量持续改善,农村环境污染防治长效机制进一步建立健全。本次规划的具体目标如下:——农村生活污水处理:每个安置点都要建成污水处理设施,生活污水处理率≥90%;——农村生活垃圾处理:定点存放清运率达100%,生活垃圾无害化处理率≥70%;——村容村貌有明显改善,村有卫生保洁人员,清扫保洁到位,农村治污设施运管得到保障;——群众满意度≥90%。4.2规划内容本次规划涵盖垃圾处置、污水处理和部分配套管网等内容,其中:1、垃圾处理方面包括在规划区内建立垃圾收集—转运—处理体系,以达到环境、经济、社会三效益的和谐统一。其具体内容如下:(1)预测规划区内的总垃圾量;(2)提出并确定生活垃圾治理模式及配套设施规格和数量;(3)垃圾处理投资估算及财务评价分析。2、污水处理方面内容包括探索划区内各个安置新村的污水处理的合理性,规划各污水处理站的位置和规模,以达到环境、经济、社会三效益的和谐统一。具体内容如下:(1)预测规划区内各个安置新村的污水量;(2)规划各个安置新村的排水系统;(3)确定污水处理站的规模;(4)确定污水处理站水处理工艺流程方案;(5)污水处理工程投资估算及财务评价分析。5规划原则与依据5.1规划原则1、认真贯彻执行国家关于环境保护的政策,符合国家有关规范及标准。2、城市排水专业规划的编制应遵循城市总体规划,全面考虑城市的全局,统筹安排,使城市排水设施布局既科学又符合城市总体布局规划。3、应充分了解和分析排水现状,在制订新的规划时,应本着节约的原则,将现状设施中,能利用的加以合理利用,尽可能使现有设施发挥其作用。4、按照国家环境保护政策和流域治理规划,确定城市污水处理的处理深度,合理规划处理厂数量、位置,以及处理规模。5、建立合理、完善的排水系统,根据现状情况选择排水体制,划分排水区域,有效地收集、输送、处理污水,确保城市正常的生活秩序。6、科学、合理地预测生活污水量,合理确定污水处理规模。7、从规划区域内安置新村的实际情况出发,在相关规划及政策指导下,采取全面规划,突出重点分期实施的原则,使生活垃圾处理工程发展规划与城市发展相协调,以垃圾为出发点,尽量做到垃圾减量化,并逐步实现资源化。8、根据规划区域内各个安置新村具体情况,规划,污染物排放控制目标,地理、地质环境等因素,确定建设规模、处理方法,使所选的工艺技术成熟,经济合理,工程投资较少且日常管理费用低,以取得良好的环境效益,经济效益和社会效益。9、应尽量提高垃圾收运及处理操作的机械化水平,减轻操作人员的劳动强度,改善工作条件,提高工作效率。垃圾收运要密闭化,避免造成二次污染。10、规划中应尽可能考虑降低工程造价和运行管理维护费用,以节约有限的建设资金。5.2规划依据5.2.1主要依据1、《中华人民共和国城乡规划法》(2008年1月1日);2、《中华人民共和国水污染防治法》(2008年6月1日);3、《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月26日);4、《中华人民共和国水法》(2002年10月1日);5、《建设项目环境保护管理办法》(1986年3月);6、《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》(2005年4月1日);7、《国务院关于加强城市供水、节水和水污染防治工作的通知》;8、《中华人民共和国水环境污染防治实施细则》(2002年3月20日);9、《城镇排水和污水处理条例》;10、《陕西省城镇污水处理规范化管理考核办法(试行)》;11、《陕西省“十二五”城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》;12、《陕南地区移民搬迁安置总体规划(2011—2020)》;13、《陕南地区移民搬迁安置工作实施办法(暂行)》;14、规划区内各安置新村总体规划、社区建设规划;15、各级主管部门的意见、要求及其他有关资料。5.2.2标准及规范1、《城市给水工程规划规范》(GB50082-98)2、《污水综合排放标准》(GB8979-1998)3、《地面水环境质量标准》(GHZB1-2002)4、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)5、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)正式版6、《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)7、《防洪标准》(GB50201-94)8、《泵站设计规范》(GB50265-2010)9、《城市污水处理工程项目建设标准》(修订)10、《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)11、《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)12、《城市污水回用设计规范》(CECS61:94)13、《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)14、《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)15、《生活垃圾转运站技术规范》(CJJ47-2006)16、《城市生活垃圾产量计算及预测方法》(CJ/T106-1999)17、《农村生活饮用水量卫生标准》(GB11730-89)18、《污水综合排放标准》(GB8978-2002)19、《城市排水工程规划规范》(GB50318-2000)20、关于印发《生活垃圾处理技术指南》的通知(建城[2010]61号)21、《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(GJ/T309-2009)22、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》23、《生活垃圾填埋场封场工程项目建设标准》(2011年1月1日)24、《生活垃圾堆肥处理工程项目建设标准》(2011年1月1日)25、《城市环境卫生设施设置标准》CJJ27-200526、《城市给水工程项目建设标准》(2001年修订)6生活污水处理方案6.1污水处理方式及工艺选择污水处理工艺的选择是污水处理工程建设的关键。处理工艺是否合理直接关系到污水处理厂的处理效果、排水水质、运转稳定性、投资、运转成本和管理操作水平等。因此,必须结合实际情况,综合考虑各方面因素,慎重选择适宜的处理工艺,以达到最佳的处理效果和经济效益。归纳起来,可以总结为以下三条结论:1)所选择的工艺技术必须是成熟的,符合当地实际情况和生产特征的。2)所选择的工艺流程必须是简单的,管理和运行容易实现的。3)所选择的工艺设备必须是经济适用的,也是容易维护和更换的。同时结合本项目所涉及的地点均为集镇,选择污水处理工艺是还需要考虑以下几个方面的因素:1)满足达标排放与再生利用的需要。既解决当前村庄污水处理达标排放问题,又充分考虑今后污水处理回用的需要,节约水资源,保护水环境。2)处理技术经济适用。处理技术的选择要量力而行,充分考虑乡镇经济承受能力较低这一普遍情况,选用成熟可靠、经济适用、适合农村实际的污水处理技术。3)运行操作简便,日常维护管理简单。针对乡镇地区从业人员技术水平和管理水平较低的现状,污水处理技术选择应特别注重简便易行、运行稳定、维护方便,以利于选用的处理设施正常运行。6.1.1污水处理对工艺的要求根据拟建污水处理厂的进、出水水质分析,去除的主要污染物质为BOD5、COD、SS、TP、TN,因此要求处理工艺具有除磷除氮功能。目前城镇生活污水处理厂最常采用的除磷除氮方法是生物处理方法,生物除磷除氮工艺具有运行费用低、管理方便等优点,经改进后的生物处理方法其磷的去除率可在75%以上,在运行正常的情况下,均能满足处理要求。能否很好地采用生物除磷脱氮工艺主要取决于生物处理过程中自身营养能否平衡,相关的指标能否达到要求,分析如下:(1)BOD5/COD该指标是鉴定污水可生化的最简便易行和最常用的方法,一般认为BOD5/COD>0.45可生化性较好,BOD5/COD<0.3较难生化,BOD5/COD<0.25不易生化,本项目BOD5/COD≥0.45,可采用生物处理方法。(2)BOD5/TN该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标,生物脱氮是缺氧阶段反硝化菌利用在好氧阶段产生的、由混合液回流带入的硝酸盐作为最终电子受体,氧化进水中的有机物,同时自身被还原为氮气从水中逸出,达到脱氮的生物过程。由于生物脱氮系统主要利用原污水中的基质作为反硝化的氢供体,该比值越大,反硝化进行越快,理论上BOD5/TN>2.86时反硝化过程才能进行,实际运行资料表明BOD5/TN>3才能使反硝化过程正常进行,BOD5/TN=4~5时,氮的去除率>60%,磷的去除率在75%左右。本项目BOD5/TN>5,可采用生物脱氮工艺。(3)BOD5/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标,生物除磷是活性污泥中的兼性和好氧聚磷菌在厌氧条件下消耗细胞内贮存的聚磷产生能量,用于维持生命和吸收来自进水的溶解性有机物,把有机物转化为PHB储存起来,随着聚磷的分解,进行磷的释放。进入好氧阶段后,聚磷菌群降解体内的PHB产生能量,大量吸收液相中的磷,转化为聚磷,进入污泥细胞,经沉淀分离,把富含磷的剩余污泥排除,达到除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供聚磷菌活动的基质,故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标,一般认为该值>20,比值越大,除磷效果越明显。本项目BOD5/TP>40,可以采用生物除磷工艺。6.1.2工艺方案一、生化工艺法传统的活性污泥工艺由于占地大、设备利用率低、环境质量差、不宜布置在地下,不适合本项目实际情况,不宜采用。膜生物反应器(MBR)是现代膜分离技术与生物反应器相结合的一种新型高效废水处理与回用技术,但MBR投资较高,操作较为繁琐,不适合镇区生活污水处理采用。厌氧UASB主要用于中高浓度有机废水,生活污水属于低浓度有机污水,不适合采用厌氧UASB。生活污水除了有机物污染外,还有大量氮、磷的污染,选择处理工艺除了考虑BOD有机物的去除,还需充分兼顾氮、磷的去除。目前国内城镇污水处理最常采用的是处理效果稳定并具有脱氮除磷功能的氧化沟工艺、CASS工艺(SBR的变形工艺)和A/O工艺,本项目将这三种工艺作为备选工艺进行比选分析。1)氧化沟工艺氧化沟(OxidationDitch)工艺,是20世纪50年代由荷兰人首创并发展起来的一种污水处理工艺形式,因其结构简单,易于维护管理,运行效果好且稳定,很快得到广泛的应用。到目前为止己发展成为多种形式,主要有Orbal型、Carrousel型、三沟式氧化沟、一体化氧化沟、改良型氧化沟等。本项目选取改良型氧化沟工艺作为备选工艺。改良型氧化沟其基本特征是曝气池呈环状沟渠形,污水和活性污泥的混合液在其中连续循环流动。改良型氧化沟在工艺上,是根据废水水质的不同组合成不同比例的厌氧-好氧-缺氧(厌氧)-好氧-缺氧-好氧的生物处理工艺。其技术优点主要在于:(1)处理流程简单、构筑物少,可比传统活性污泥法少建初沉池;(2)处理效果好且稳定可靠,不仅可满足BOD5和SS的排放标准,且可实现脱氮除磷的目的。这种前置厌氧的流程不但有良好的脱氨除磷效果,而且在厌氧和缺氧条件下能把大分子量的有机物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有机物;(3)由于氧化沟中污泥泥龄长,污泥生成量较少;(4)由于混合液在沟内呈循环流动状态,而且循环量是进水流量的几倍甚至几十倍,所以氧化沟对水质、水量的适应能力强,具有较大的抗冲击负荷能力;(5)改良型氧化沟工艺采用微孔曝气或大功率机械曝气与机械推流方式配合运行,可以使氧化沟设计有效水深达到5.0米以上,占地面积大幅减小,投资费用大幅降低;(6)改良型氧化沟工艺采用高效曝气方式,工艺根据进水水质地不同可调节回流污泥分配,可大幅节省设备运行费用,从而降低运行费用;(7)改良型氧化沟工艺成熟,运行稳定,常规管理方便。常用的氧化沟工艺由缺氧、好氧两段组成,交替地进行硝化和反硝化反应。采用改良型氧化沟,前设厌氧选择池,具有较好的生物除磷效果,并且可抑制丝状茵的生长,改善污泥沉降性能。2)SBR工艺SBR(SequencingBatchReactor)又称序批式法,所谓序批式是相对常用的过流式而言,过流式是一种空间顺序的处理方式,污水流经不同功能的构筑物过程中逐渐净化,最终达到排放标准。SBR则是一种时间顺序的处理方式,进水、曝气、沉淀、出水等处理过程同一周期不同时段在同一座池子中完成,但进水是连续的过程。SBR法通过进水-曝气-沉淀-排水四个阶段形成一个周期,时间约为4~6小时,污水在反复的厌氧、缺氧、好氧环境中完成污水的处理和除磷脱氮,设计上常需若干座池子组合而成轮换运行,譬如:第一池进水,第二池曝气,第三池沉淀排水,第四池备用。虽然一座池子集进水、曝气、沉淀、排水多种功能于一体,但不能省去工序,相反每一座池子的设备要适应多种功能。该工艺生物池为曝气头曝气,可大大提高供氧效率,并可增加生物池水深,减少占地面积。同时由于生物池为完全混合式,可以省掉一沉池,其它工艺中的二次沉淀池、回流污泥泵也在此工艺中被省掉,因此使其处理工艺流程大大缩减。但传统的SBR工艺用于生物同时脱氮、除磷时,效果并不理想;为解决这一问题,派生出Unitank、MSBR、ICEAS、CASS等一系列SBR的改型,CASS工艺最为适合本项目。CASS工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活、可靠性好的废水处理工艺。它由生物选择区、兼氧区、主反应区组成,生物选择区设置在CASS前端,通常在厌氧或兼氧条件下运行;兼氧区不仅具有对进水水质水量变化的缓冲作用,同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用;主反应区则是最终去除有机物的场所。CASS每一运行周期的标准时间为8小时,其中曝气6小时,沉淀和滗水各1小时。CASS工艺脱氮除磷的原理为:除磷是靠厌氧捕捉选择区(预反应区)和曝气反应区(主反应区)完成。硝化和反硝化在主反应区完成。从充水-曝气开始,溶解氧(DO)浓度从0毫克/升逐渐增加到2毫克/升的过程中,大约有50%的时间其(DO)接近于零,约30%时间DO在1毫克/升左右,约20%肘间DO在2毫克/升左右。DO能否进入微生物絮体内,取决于絮体大小和活性污泥的耗氧速率,一般情况下耗氧速度较快,当DO含量不高时溶解氧很难进入絮体内部,这样在絮体内形成了微缺氧环境,而硝化产生的较多浓度梯度的NO3-N可进入絮体内部,使絮体内部发生反硝化作用,使硝化/反硝化过程同时发生。无需专设缺氧区和内回流系统。CASS工艺的主要优点:① 具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势,能承受水量、水质变化较大的冲击负荷,处理效果稳定。②在进行生物除磷脱氮操作时,整个工艺的控制良好,处理后的出水水质尤其是除磷脱氮的效果明显优于传统的活性污泥法。③污泥系统运行简单,无须进行大量的污泥回流和内回流。④采用组合式模块结构,布置紧凑,占地面积小。⑤污泥产量少,污泥可趋于相对好氧稳定,污泥处理构筑物少,只须进行重力浓缩,机械脱水即可。3)A/O(水解好氧)工艺A/O(缺氧/好氧)为连续进出水工艺,由A池、O池串联,同时配备沉淀池,进行除氮时需进行硝化液和污泥回流,回流比需根据进水氨氮浓度和总氮去除要求来确定。A/O脱氮工艺是80年代初开发出来的工艺流程。废水经预处理和一级处理后,首先进入缺氧池,利用氨化菌将废水中有机氮转化成NH3-N,与原废水中的NH3-N一并进入好氧池。在好氧池中,除与常规活性污泥法一样对含碳有机物进行氧化外,在适宜的条件下,利用亚硝化菌及硝化菌,将废水中NH3-N硝化生成Nox—N。为了达到废水脱氮的目的,好氧池中硝化混合液通过内循环回流到缺氧池,利用原废水中有机碳作为电子供体进行反硝化,将Nox-N还原成氮气。与传统生物脱氮工艺相比,A/O系统可利用原废水中的有机物作为碳源进行反硝化,达到同时降低COD和脱氮的目的。缺氧池设在好氧池之前,当水中碱度不足时,由于反硝化可增加碱度,因而可以补偿部分硝化过程中对碱度的消耗。A/O工艺只有一个污泥系统,混合菌群交替处于好氧和缺氧状态,有机物浓度高低交替的条件,有利于控制污泥膨胀。近十几年来A/O工艺在国内外的应用发展较快,被认为是解决城市污水及含氮工业废水氮污染的有效工艺。在传统硝化工艺中,一直把氨彻底氧化为硝酸盐(NH4+→NO2-→NO3-,全程硝化)。废水生物脱氮之所以长期采用全程硝化和全程反硝化,主要原因有:(1)最初应用硝化工艺的目的是为了消除氨对水体的不良影响,如果硝化不完全,形成的亚硝酸盐是“三致”物质,会对水生生物以及人类安全构成威胁;(2)亚硝酸盐依然具有耗氧能力,会消耗水体溶解氧(DO);亚硝酸细菌与硝酸细菌普遍存在且共同生活,废水处理系统是一个开放系统,两种细菌共进同出,工程上要将它们分开并不容易;(3)在自然界或废水处理系统中,氨氧化往往是整个硝化过程的限速步骤,很少出现亚硝酸盐积累;(4)由于硝化工艺所提供的基质是硝酸盐,反硝化工艺只能进行全程反硝化。但是,在废水脱氮中,全程硝化并非必要,把氨氧化成亚硝酸盐(NH4+→NO2-)也能取得相同的效果。就生物脱氮而言,硝化过程中的“NO2-→NO3-”与反硝化过程中的NO3-→NO2-是一段多走的路程,将其从工艺中省去同样能实现废水脱氮。这种把氨氧化控制在亚硝酸盐阶段的硝化作用,称为短程硝化。短程硝化反硝化的核心是使硝化过程终止于亚硝酸盐阶段。在实施时,不仅要抑制亚硝酸盐氧化,还要促进氨氧化,只有这样,才能使该工艺经济高效。短程硝化反硝化工艺较全程硝化反硝化,具有如下明显的优势:(1)只有氨氧化反应,没有亚硝酸盐氧化反应,降低了硝化所需的充氧能耗;(2)还原反应起始于亚硝酸盐,也减少了外加碳源所致的运行费用。利用亚硝酸细菌和硝酸细菌在生理学和生长动力学上的差异,即通过创造有利于氨氧化菌(AOB)生长的环境,而选择性抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长,通过有效的工程手段和操作措施来实现短程硝化,可实现短程生物脱氮。影响亚硝酸积累的因素主要有温度、pH值、游离氨浓度、溶解氧浓度、泥龄等,因此通过控制以上因素,实现短程硝化:pH值和游离氨在硝化工艺中,pH是一个非常重要的调控参数。一般而论,硝化反应的pH范围为5.5~10.0,适宜pH为6.5~9.0。pH低于6.5或高于9.0,硝化速率降低。其中,亚硝酸细菌与硝酸细菌适宜生长的pH范围略有差异,分别为7.0~8.5和6.5~7.5。pH为7.4~8.3时,亚硝酸细菌的活性较高,亚硝酸盐产生速率较快,最大值出现在pH8.0附近。硝酸细菌活性在pH7.0附近较高,硝酸盐产生速率的最大值也出现在中性范围。根据两种硝化细菌最适pH的差异,调控反应系统的pH可以取得定向选择反应产物的效果。试验表明,pH大于7.4时,亚硝酸盐占产物的比例高于90%。因此,短程硝化的pH宜控制在7.4~8.3。游离氨对硝酸菌和亚硝酸菌的抑制质量浓度分别为0.1~1.0mg/L和10~150mg/L,游离氨受pH的影响很大。当游离氨的质量浓度介于两者之间时,亚硝酸菌能够正常增值和氧化,硝酸菌被抑制,就会产生亚硝酸盐积累。溶解氧浓度(DO)亚硝酸细菌对氧的亲和力和耗氧速率均高于硝酸细菌。为了兼顾氨氧化速率和亚硝酸盐积累,为实现亚硝酸盐积累,溶解氧浓度宜控制在1.0~1.5mg/L范围;供氧方式可采用间歇曝气。有研究表明,A/O工艺中,长期控制DO在一个较低的水平,使其质量浓度在0.3~0.7mg/L,可以对亚硝酸氧化菌(NOB)进行淘洗,从而实现稳定的亚硝酸盐积累,平均亚硝态氮积累率为85%,有时甚至超过95%。泥龄一方面,NH3-N的硝化速率比NO2-N的氧化速率快;另一方面,亚硝酸菌的世代周期比硝酸菌的短,因此可通过使泥龄介于亚硝酸菌和硝酸菌的世代周期之间,使得亚硝酸菌成为系统优势菌,从而形成亚硝酸型硝化。温度对于硝化反应,一般认为适宜温度为20~30℃,温度低于15℃或高于40℃硝化速率降低。短程硝化的操作温度以30~35℃为宜。在常温(5~20℃)下,由于亚硝酸细菌的生长速率小于硝酸细菌,前者产生的亚硝酸盐很容易被后者继续氧化成硝酸盐。通过提升反应器的运行温度(20~35℃),利用亚硝酸细菌和硝酸细菌不同的温度效应,有助于富集亚硝酸细菌从而实现短程硝化。以上是实现短程硝化的一些主要因素。有试验表明,DO浓度不但是实现A/O工艺短程硝化反硝化的主要影响因素,而且是最易于控制的因素。通过提高温度来实现短程硝化反硝化显然是不经济的控制手段,并且有不少研究表明在常温条件下可实现较好的短程硝化。O池通过在线测量pH值可以控制投加的药剂量;当进水pH、进水氨氮浓度和温度确定后,游离氨(FA)也就确定了,剩下的主要因素就是DO了,通过在线监测DO,调节曝气量,可以很容易控制所需要的DO浓度,另外控制低DO浓度可以提高充氧效率,节约运行费用。因此无论从理论上还是实际应用中,DO浓度都是实现A/O工艺短程硝化反硝化的关键因素。二、生态工艺法1)土地渗滤系统土地渗滤系统是利用土壤—微生物—植物组成的生态系统的自我调控及人工调控的机制对污水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程,使污染物去除,污水水质改善,从而实现污水无害化、稳定化和资源化的生态系统工程。土地处理有慢速渗滤系统、快速渗滤系统和地表漫流系统,其中慢速渗滤系统、快速渗滤系统适用于透水性好的土壤,如砂土、壤土砂或砂壤土,不适合本工程。而地表漫流系统适合于透水性差的土壤,如黏土、亚粘土以及具有均匀适宜坡度(2%~8%)的田块,采用漫灌或喷灌方式将污水有控地投配到田块,使之在田块表面形成薄膜,均匀地顺坡留下,小部分蒸发或下渗,大部分流入集水沟。地表漫流系统占地面积较大,而当地没有符合要求的坡地供利用,故该处理方法的选择受到了限制。2)稳定塘稳定塘也称氧化塘,其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点,在我国,特别是在缺水干旱的地区,是实施污水的资源化利用的有效方法,所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术。稳定塘分为四种,分别是厌氧塘、兼性塘、好氧塘和曝气塘。厌氧塘的原理与其他厌氧生物处理过程一样,依靠厌氧菌的代谢功能,使有机底物得到降解。反应分为两个阶段:首先由产酸菌将复杂的大分子有机物进行水解,转化成简单的有机物(有机酸、醇、醛等);然后产甲烷菌将这些有机物作为营养物质,进行厌氧发酵反应,产生甲烷和二氧化碳等。优点:有机负荷高,耐冲击负荷较强;由于池深较大,所以占地省;所需动力少,运转维护费用低;贮存污泥的容积较大;一般置于塘系统的首端,作为预处理设施,在其后再设兼性塘、好氧塘甚至深度处理塘,做进一步处理,这样可以大大减少后续兼性塘和好氧塘的容积。缺点:温度无法控制,工作条件难以保证;臭味大;净化速率低,污水停留时间长。城市污水的水力停留时间为30~50天。适用条件:对于高温、高浓度的有机废水有很好的去除效果,如食品、生物制药、石油化工、屠宰场、畜牧场、养殖场、制浆造纸、酿酒、农药等工业废水。对于醇、醛、酚、酮等化学物质和重金属也有一定的去除作用。对重金属也有一定的去除效果。兼性塘是最常见的一种稳定塘。兼性塘的有效水深一般为1.0~2.0m,从上到下分为三层:上层好氧区,中层兼性区(也叫过渡区);塘底厌氧区,好氧区对的净化原理与好氧塘基本相同。藻类进行光合作用,产生氧气,溶解氧充足。有机物在好氧性异养菌的作用下进行氧化分解,兼性区的溶解氧的供应比较紧张,含量较低,且时有时无。其中存在着异养型兼性细菌,它们既能利用水中的少量溶解氧对有机物进行氧化分解,同时,在无分子氧的条件下,还能以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区内不存在溶解氧。进水中的悬浮固体物质以及藻类、细菌、植物等死亡后所产生的有机固体下沉到塘底,形成10~15cm厚的污泥层,厌氧微生物在此进行厌氧发酵和产甲烷发酵过程,对其中的有机物进行分解。在厌氧区一般可以去除30%的BOD。优点:投资省,管理方便;耐冲击负荷较强;处理程度高,出水水质好。缺点:池容大,占地多;可能有臭味,夏季运转时经常出现漂浮污泥层;出水水质有波动。适用条件:可用来处理城市污水,也能用于处理石油化工、印染、造纸等工业废水。好氧塘内有机物的降解过程,实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物——细菌与藻类细胞的过程。好氧塘分为:高负荷好氧塘;普通好氧塘;深度处理好氧塘三类。优点:投资省;管理方便;水力停留时间较短,降解有机物的速率很快,处理程度高。缺点:池容大,占地面积多;处理水中含有大量的藻类,需要对出水进行除藻处理;对细菌的去除效果较差。适用条件:适用于去除营养物,处理溶解性有机物;由于处理效果较好,多用于串联在其他稳定塘后做进一步处理,处理二级处理后的出水。曝气塘不是依靠自然净化过程为主,而是采用人工补给方式供氧,通常是在塘面上安装曝气机。实际上是介于活性污泥法中的延时曝气法与稳定塘之间的一种工艺。曝气塘分为完全混合曝气塘(或称好氧曝气塘)和部分混合曝气塘(或称兼性曝气塘)。优点:体积小,占地省;水力停留时间短;无臭味;处理程度高;耐冲击负荷较强缺点:运行维护费用高;由于采用了人工曝气,所以容易起泡沫,出水中含固体物质高。适用条件:适用于处理城市污水与工业废水。3)人工湿地人工湿地处理污水技术是一种生态工程方法,其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物,从而建立起一个类似沼泽湿地的生态系统,当污水通过系统时,利用土壤—植物—微生物之间的复合生态系统,通过物理、化学和生物等方面的协同作用对污水进行净化处理,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化,并实现水与营养物质的生态循环。人工湿地通过植物的光合作用及其根系的输氧作用、水自流负压吸氧等获取湿地床的除污需氧量。人工湿地通过发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的作用、填料床体的截流作用及植物对营养物的吸收等作用,实现对污水的净化,同时由于存在根系周围的好氧区、缺氧区和厌氧区,依靠细菌的硝化和反硝化作用,可完成脱氮效果;通过植物的吸收、微生物的积累及湿地床的物理化学等几方面共同作用完成除磷效果;还可依靠沉淀、过滤、络合、吸附等作用去除重金属。根据人工湿地中水流的变化一般可将人工湿地分为三种类型,即表面流人工湿地、潜流式人工湿地和垂直流人工湿地。①表面流湿地:具有自由水面,属于好氧湿地,废水水平流过基质表面。其对废水的处理是植物、基质和内部微生物之间物理、化学、生物学过程相互作用的综合结果。表面流湿地中污水在其填料的上面漫流,绝大部分有机污染物的降解由浸没在污水中的植物茎基部生物膜上的微生物完成。②潜流湿地:与表面流型人工湿地相比,其水体在湿地床的表面下流动,利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用,延长停留时间,提高处理效果和处理能力。保温性好,受气候影响小,不易滋生蚊虫,潜流湿地是由滤料层与植物共同构造的系统,是一个由填料、植物与微生物共同组成的生态系统,污水经配水系统均匀分配并缓慢流过填料床植物根系并被其中的植物与微生物处理。③垂直流湿地:单一垂直流是污水在重力作用下垂直地透过基质。表面并在下部沿一定方向集中收集管中排出垂直流湿地系统综合了6.1.3工艺方案的比较一、生化工艺方案的比较:以上三个工艺方案各有特点,现对主要技术和经济情况进行如下分析。工艺可靠性:三个工艺均在国际国内众多的污水厂采用,其工艺成熟,安全可靠。处理效果:三个工艺均能达到本工程要求的排放标准,A/O系统由于抗冲击负荷能力较强,出水稳定达标更有保证。工艺流程:三个流程简捷,氧化沟工艺不设鼓风机房,但需设厌氧池、回流污泥池。CASS工艺设鼓风机房,不设厌氧池、回流污泥池,A/O连续运行,脱氮除磷效果好,尤其适合小型的污水处理厂。设备维护:前两个工艺要求设备量都相对较多,维修量较大,A/O工艺相对较少。运转灵活性:在运行过程中,三个工艺均能根据进水水质调整充氧量,且均具有极强的抗冲击负荷的能力,A/O工艺由于相对硝化与反硝化系统分开,回流比可灵活控制,对水质变化有更强的适应性,从而提高了运行的稳定性。占地:综合全工艺流程A/O工艺占地最小。电耗:三者相当。综上所述,结合勉县城镇与农村集中居住社区的实际情况及生活污水水质的特性(氨磷要求高),选用更适合城镇与农村、运行更为的灵活可靠、管理更为方便的A/O(水解好氧)工艺作为本项目的生化处理工艺。二、生态工艺方案的比较:通过生态工艺的描述,再结合勉县移民搬迁各安置点的实际情况,当地的气候条件、土地使用状况以及出水水质的要求,综合比较后选用潜流人工湿地作为本项目的生态处理工艺。6.2污泥处理工艺比选在污水处理过程中要产生大量的含水率很高的污泥,它们容量大,不稳定,易腐败,有恶臭,含有大量的病菌和寄生虫,如不加处理,任意排放,将引起严重的二次污染。因此,必须必要对污泥进行处置,以便保护环境,变废为利。(一)污泥性质污水处理过程中所产生的污泥颗粒细、比重小、含水率高而不宜脱水,污泥中含有促进植物生长的氮、磷、钾等营养素,寄生虫卵和病原菌等微生物。受进水水质影响,污泥中还有重金属离子和有毒有害物质。污泥中有机物含量约为50~60%,剩余污泥含水率一般为99.2~99.4%左右。(二)污泥最终处置内陆地区污水处理厂污泥最终处置有污泥焚烧、填埋及农肥施用等途径。污泥焚烧所需投资大,设备需引进,运行管理复杂,而且我国污泥中有机成分低,发热量低,在运行中需增加燃料费用,所以目前采用极少。所以污水处理厂污泥的采用微生物菌无害化处理技术,最终处置将送往就近垃圾无害化处理厂处理。(三)污泥处置方案污泥处理的目的主要有以下几点:稳定化使之消除恶臭;无害化杀死虫卵及病菌;减容化,降低含水率使之易于运输处置、利用,实现污泥资源化。在污泥减容化过程中主要采用浓缩、脱水处理方法。无害化中主要采用生物法与化学药剂稳定法,国内外普遍采用生物法。生物法主要有厌氧消化和好氧消化。结合污泥最终处置,城镇污水厂污泥处理有以下两种方案可供选择:方案一:污泥重力浓缩、机械脱水方案二:污泥机械浓缩、机械脱水现将两种方案的优缺点进行比较(见表6-1)。表6-1污泥浓缩脱水方案比较表序号项目方案一重力浓缩机械脱水方案方案二机械浓缩机械脱水方案1构筑物数量污泥浓缩池+脱水机房储泥池+污泥浓缩脱水机房2主要设备周边传动浓缩机脱水机加药装置空气搅拌浓缩脱水机加药装置3装机功率小小4絮凝剂用量3.0~3.5kg/T.DS3.0~5.0kg/T.DS5对环境影响污泥浓缩池露天布置,表露面积较大,臭气对周围环境影响较大,加罩脱臭工程量较大。污泥储泥池加盖布置,表露面积较小,臭气对周围环境影响较小,加盖脱臭工程量较小。6总土建费用(万元)较大较小7总设备费用(万元)较小较大8总造价(万元)较大一般9运行费用较小一般10总占地面积较大较小11对环保产业市场化、产业化的适用性适用性强适用性强12对剩余污泥中磷的二次污染有污染,污泥有厌氧释磷,上清液需要处理无污染13综合优点装机功率小絮凝剂用量较小运行管理成熟可靠协调性强占地省、总土建费用小全封闭式,操作环境好不会发生剩余污泥厌氧放磷现象14缺点占地大重力浓缩池散发臭味面积大,加罩脱臭工程量大,会发生剩余污泥厌氧释磷现象,上清液需除磷装机功率较大絮凝剂用量较大设备费用较高综上所述,并通过对污泥浓缩脱水处理方案的比选,防止污泥中磷的释放,对本项目涉及的大型城镇污水处理厂推荐采用方案二,污泥机械浓缩、机械脱水方案。生物除磷后的剩余污泥在浓缩池内长时间浓缩后,聚集在污泥中的磷会释放到上清液中,这部分上清液需采用化学除磷后再回到污水厂前端重新处理。采用污泥机械浓缩脱水可以大大缩短污泥的停留时间,减少和避免污泥中磷的释放。同时从污泥处理技术发展方向及污泥处理设施对环境影响等方面考虑,采用污泥机械浓缩脱水,可以大大减小臭气源的大气接触面积,减小对大气的影响和污染。对于小型的污水处理站,污泥量很小,一般不建议采用专门的污泥压缩设备进行处理,建议将污泥存储至污泥池,定期清掏清运。(四)污泥机械浓缩脱水机选1)几种常用污泥机械脱水设备①螺旋压榨机:利用变螺旋挤压、压榨,主要用于机械浓缩、机械脱水;②压滤脱水机:即板框压滤机,利用压滤脱水,主要用于机械脱水;③滚压式脱水机:主要用于机械浓缩、机械脱水;④带式压滤机:利用滚压脱水,主要用于机械浓缩、机械脱水;⑤离心脱水机:利用离心外力脱水,主要用于机械浓缩、机械脱水。从处理效果、工程投资、经济费用、运行维护、工程实例等各方面综合比较,目前工程中最常使用的污泥机械脱水机型为:带式压滤机和离心脱水机。2)污泥机械浓缩脱水设备比选污泥机械浓缩脱水设备分体的和一体的两种大类,根据本工程的特点,拟选用污泥机械浓缩脱水一体机。污泥机械浓缩脱水一体机又分为离心一体机、带式一体机等多种,本工程对其中最常用的两种形式进行比较和论证见表6-2。表6-2污泥带式压滤脱水机和污泥离心脱水机比较表序号项目方案一污泥机械浓缩脱水带式一体机方案二污泥机械浓缩脱水离心一体机1设备运行时间一般可16hr~24hr连续运转较长,最佳状态可24hr连续运转2工作环境较好较好3主体设备费用一般较高4配套设备数量及费用数量较少,费用较低数量较多,费用较高5设备运行稳定可靠性好好6浓缩脱水机房土建尺寸一般较小7土建投资一般较小8设备装机功率较小大9絮凝剂投加量较高较低10运行产生的异臭污泥池停留时间短臭味相对较少离心密闭处理异味较少11运行管理灵活性好好12设备运行噪声一般高13浓缩脱水效果较好好14适用规模广广15综合评定好较好 通过对污泥脱水设备机型的比选,本项目涉及到的污泥压缩设备推荐采用污泥机械浓缩脱水带式一体机。本污水处理工程采用的是生物脱氮除磷工艺,生物除磷工艺中磷的去除是通过从系统中排放富磷污泥来实现的,也就是说以污泥的形式从系统中将磷去除。而通常采用的重力浓缩由于停留时间长,污泥容易产生厌氧,导致磷的二次释放,又重新回到污水处理系统内,影响系统的除磷效果。因此,本污水处理工程采用带式浓缩脱水一体化设备进行污泥处理,只需要设置污泥池,污泥的停留时间大大降低,可以有效避免磷的重新释放。但是考虑到系统排泥在实际运行中可能出现间歇排放的情况,而要保证污泥脱水设备能够联系运行一段时间,势必会造成污泥池内污泥停留时间延长,因而可能会出现缺氧释磷的现象,因此,设计考虑在储泥池内设曝气装置,保证储泥池处于好氧状态。6.3消毒6.3.1出水消毒处理的必要性消毒是污水处理中的重要工序,早在2000年6月5日由建设部、国家环境保护总局、科技部联合发出的“关于印发《城市污水处理及污染防治技术政策》的通知”中规定:为保证公共卫生安全,防治传染性疾病传播,城市污水处理设施应设置消毒设施。6.3.2常见消毒工艺方法1、物理消毒方法——紫外线消毒(1)消毒原理紫外线消毒是一种物理消毒方法,紫外线消毒并不是杀死微生物,而是去掉其繁殖能力进行灭活。紫外线消毒的原理主要是用紫外光摧毁微生物的遗传物质核酸(DNA或RNA),使其不能分裂复制。除此之外,紫外线还可引起微生物其他结构的破坏。紫外线是一种波长范围为136nm~400nm的不可见光线。在该波段中260nm附近已被证实是杀菌效率最高的,目前生产的紫外灯的最大功率输出在253.7nm波长。该波长输出在目前世界顶极紫外灯中已占到紫外能量的90%,总能量的30%,由于高强度、高效率的紫外C波段的存在,紫外技术已成为水消毒领域一个具有相当竞争力的技术。(2)结构形式①敞开式结构:在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流经UV消毒器并杀灭水中的微生物。②封闭式结构:封闭式UV消毒器属承压型,用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。2、化学消毒方法(1)液氯消毒①液氯消毒原理:向水中加入液氯或者次氯酸盐(如NaClO)溶液消毒时,在水中产生HOClO-Cl,HOClO-Cl称作有效自由氯,其中以HOCl消毒效果最好。排入水体时,氯会和水中的氨氮、有机氮反应生成消毒效果较差的无机氯胺和有机氯胺,称作化合氯。总余氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质(含氮化合物浓度、SS浓度)、温度、pH以及控制系统的影响。②加氯系统:目前常用加氯系统包括加氯机、接触池、混合设备以及氯瓶等部分。(2)臭氧消毒①臭氧消毒原理:臭氧(O3)是氧(O2)的同素异形体,纯净的O3常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力(仅次于氟),能氧化大部分有机物。臭氧灭菌过程属物理、化学和生物反应。②臭氧灭菌作用臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶,使细菌灭活死亡;直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞壁、DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡(DNA—核糖核酸、RNA—脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子,病毒只含一种核酸);渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。因此,O3能够除藻杀菌,对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。③臭氧处理工艺臭氧氧化能力强,且很不稳定,也无法储藏,因此应根据需要就地生产。臭氧的制备一般有紫外辐射法、电化学法和电晕放电法。目前臭氧制备占主导地位的是电晕放电法。由臭氧发生器制备好的臭氧气体通过管道输送到密闭的臭氧接触池,与处理后的污水进行接触反应。反应后的气体由池顶汇集后,经收集器离开接触池,进入尾气臭氧分解器,在此剩余臭氧气体被分解成氧气排入大气中。(3)二氧化氯消毒二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍,氧化能力是氯气的2.5倍左右,它是一种强氧化剂。溶于水后很安全,是国际上公认的含氯消毒中唯一高效消毒剂。二氧化氯性质不稳定,只能采用二氧化氯发生器现场制备。用于水处理领域的小型化学法二氧化氯发生器主要有两种:以氯酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器和以亚氯酸钠、盐酸为原料的纯二氧化氯发生器,其中前者应用最为广泛。①
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