第八章 城市污水处理厂的建设

城市污水厂实习培训教程PAGEPAGE231第八章城市污水处理厂的建设第一节城市污水处理厂的建设程序城市污水处理厂是城市基础建设的重要部分，是保证排污达标、得到治理利用的重要手段。城市污水处理厂的建设必须按照国家基本建设程序进行，严格执行国家规定的报批手续。按照基本建设程序，基本建设项目从决策到工程验收交付使用，共分4个阶段。（1）工程项目立项阶段该阶段形成工程项目的设想，主要工作内容为编制项目建议书、项目可行性研究报告和项目环境影响评价报告。（2）设计阶段该阶段将项目的设想变为可实施的蓝图，工作内容包括初步设计和施工图设计。（3）施工阶段该阶段将项目的蓝图实现为固定资产，工作程序可分为申请批准工程项目建设（列入基建年度计划）、建设准备、组织施工和生产准备4个步骤。（4）工程验收阶段该阶段是检验工程的质量和功能是否满足预定的目标和要求，工作内容包括竣工的检验和试验。工程验收合格后交付使用。环保工作贯穿于整个项目的建设和使用全过程。在项目建议书和选址时要编写环境影响说明；可行性研究阶段要编写项目环境影响报告书；在初步设计阶段应有环境保护篇章；在施工过程中，要保证施工现场周围的环境保护工作，防止污染和对环境的破坏；在项目投产前，业主必须向负责审批的环保部门提交《环境保护设备竣工验收报告》，经验收合格并发给《环境保护设施验收合格证》后方可正式投产使用；对生产过程中新出现的环境影响要及时治理，在技术改造过程中重编环境影响报告书。一、工程立项（一）项目建议书项目建议书是建设单位向国家提出要求建设某一地区污水处理厂的建议文件中最初阶段的工作，是投资决策前对拟建污水处理厂项目的轮廓设想。项目建议书的内容一般包括：（1）建设污水处理厂的必要性和依据；（2）建设污水处理厂的地点和规模的初步设想；（3）计划项目采用的技术工艺和设备，如要引进先进技术和设备，需说明理由；（4）投资估算和资金等筹措的设想及偿还贷款能力的初步测算，如计划利用外资或BOT模式，则需说明利用外资和BOT模式的理由和可能性；（5）项目的建设进度设想，包括工程设计、施工安装和调试运行；（6）水资源的利用，经济效益和社会效益的初步估算。（二）可行性研究报告可行性研究报告是对污水处理厂建设所涉及的城市规划发展、经济和社会效益等各个方面进行详细的论证和分析，并对污水处理厂建设项目的方方面面进行说明和评价，如污水处理厂的规模、选址、运行管理情况、投资和效益、技术问题等。根据严格执行建设程序、确保建设前期工作质量的要求，项目法人应依据批准的项目建议书，委托具有与建设项目要求相应资质等级和业绩的单位开展工程可行性研究工作，提出可行性研究报告。可行性研究是工程建设前期工作中最为重要的环节。因为工程建设的规模、标准、工艺方案、工程投资等都将在此阶段研究论证后确定。可行性研究报告初稿又是进行项目建设环境评价的依据，以便最后根据项目的环境评价结论对初稿进行修正及定稿。而批准后的可行性研究报告是进行初步设计的依据。可行性研究报告的主要内容如下。①项目承办单位、项目主管部门，可行性研究报告编制依据、原则及编制范围，项目总体规划、城市排水规划；②项目建设重要性、必要性及意义；③城市污水处理厂厂址选择，用地规划情况，厂址地理条件，污水处理厂水、电、交通等现状及规划；④污水处理厂处理水质、水量及出水标准，污水排放情况，污水回用规划；⑤污水处理厂污水和污泥处理、处理技术工艺比较分析，方案选择和评价；⑥污水处理厂污水和污泥处理、处置方案设计，主要建（构）筑物设计，土建、电气、仪表及自控部分设计，消防、采暖通风设计，道路、绿化设计，污水处理厂总平面布置；⑦污水处理厂经排水管网的设计、施工计划，污水处理厂建设规划，机构组织及定员；⑧污水处理厂工程投资估算；⑨结论及建议；⑩有关文件、协议等。（三）环境影响评价环境影响评价是指对拟建城市污水处理厂可能对环境产生的物理性、化学性或生物性的作用及其造成的环境变化和对人体健康影响进行识别、预测和评估，并对各种替代方案进行比较，提出各种减缓措施，从而把对环境的不利影响减少到最低程度的评价活动。城市污水处理厂项目的环境影响评价与一般建设项目的环境影响评价有所不同：城市污水处理厂项目是一项减轻环境污染的公益性环保工程。因此，环境评价的重点是分析工程方案实现治理目标的可靠性以及工程在施工和运行过程中的二次污染问题，在评价过程中根据国家有关的环保法律法规，从环境保护角度出发对工程规模、设计要求、工艺方案和二次污染防治措施等进行可行性和可靠性论证，提出切实可行的防治措施，以保证工程能达到所需的排放要求，实现工程项目的环境效益以及最大限度地减少工程对环境的不利影响。二、城市污水处理厂建设的初期工作（一）工程投融资城市污水处理厂是现代化城市中重要的基础设施建设项目，筹措和管理建设资金是建设城市污水处理厂的关键问题之一。1.城市污水处理厂总投资目标污水处理厂在总体规划、立项阶段就提出了最初的投资目标。经过项目的可行性研究，使投资目标得到进一步确定。在项目初步设计完成后，编制工程总概算，经专家论证，报请国家计划部门批准，即确定了污水处理厂总投资目标。2.资金筹措筹措的主要方式包括自筹资金、国内贷款、利用国外政府和银行贷款等，也可以采用BOT方式筹措资金。（1）自筹资金自筹资金是指各地区、各部门、各单位按财政制度管理的自行分配用于污水处理厂建设资金。随着经济的发展和体制改革的深化，地方财权的扩大，预算外资金逐年增多，自筹资金已成为筹措建设资金的重要渠道。污水处理项目属于公益事业，自筹资金主要有以下几个途径：①污水处理费，1997年国家计委、财政部、建设部、环保总局联合下发了收取城市污水处理费的通知，规定污水处理费在城市污水处理厂建设期间可作为建设资金。②城建配套费，污水处理厂是现代化城市必需的配套项目，城建配套费可以用在污水处理建设上。③其他资金，如城市维护税、排污费等，也可以用于污水处理的建设。（2）国内贷款污水处理项目是实施可持续发展战略的环保项目，投资数额大，国内银行都很支持。现在使用国家开发银行、国家建设银行的贷款居多。许多城市污水处理厂就是争取的国家开发银行贷款。（3）外国政府和银行贷款利用外国政府和银行贷款是我国对外开发利用国外资金的一环，可以缓解建设资金的不足，同时还可以引进国外先进的技术和设备。（4）BOT方式BOT是“Built-Operate-Transfer”的简称。典型的BOT形式是政府同投资者的项目公司签订合同，由项目公司筹资和建设城市污水处理厂，项目公司在协议期内拥有该厂的所有权、经营权、收益权。（二）城市污水处理的招投标为了适应社会主义市场经济体制的需要，工程项目建设以招标方式选择承包商已成为一种管理制度。建设部规定：凡投资30万元以上的工程项目，必须招标。招标是建设项目业主选择实施者的过程，即将拟建设项目的全部任务或其中的部分工作内容以招标文件的形式告之愿意承担该项工作任务的有关单位，要求他们按照规定的条件投标报价，各自提出完成该项工作的计划和实施价格。业主从中选择出信誉可靠、技术能力强、管理水平高的可依赖承包商（设计单位、施工单位、供货单位、监理单位），并与之签订承包合同将该项工作任务交与其完成。（三）工程监理城市污水处理厂的建设过程执行工程监理制，是现代建筑市场规范化管理的一种重要制度。工程建设监理是指业主聘请监理单位，对项目的建设活动进行咨询、顾问，并将业主与第三方为实施项目建设所签订的各类合同履行过程，交予其负责管理。具体实施过程，由监理单位派人，对第三方履行合同义务的工作加以控制、监督和管理。三、工程设计工程设计包括初步设计、施工图设计和设计后期工作。城市污水处理工程初步设计的主要任务是明确工程规模、设计原则和标准，深化可行性研究报告提出的推荐方案并进行必要的局部方案比较，提出拆迁、征地范围和数量，以及主要工程数量、主要材料设备数量、编制设计文件及工程概算。初步设计的主要依据是批准的可行性研究报告。城市污水处理工程施工图设计的主要任务是提供能满足施工、安装、加工和使用要求的设计图纸、说明书、材料设备表和要求设计部门编制的施工预算。施工图设计应以批准的初步设计为依据，如与批准的初步设计有大变动时，需经原审批部门批准；若建设单位提出重大变更时，需通过计划管理部门，重新安排任务。城市污水处理工程设计后期工作的主要任务是配合施工，参加工程试运转和设计回访、设计质量复评与设计总结。四、工程施工工程施工包括土建施工、设备加工、制造、安装及调试。在工程施工阶段，设计人员应向施工单位和设备供应单位进行技术较底，当发现问题或有合理化建议时，应慎重考虑改动方案。在实际工程施工时，设计人员应深入施工现场，对设计图纸进行解释说明，提出工程设计的特殊要求、施工的注意事项，随时解决施工中出现的设计问题。在土建施工时，应严格按照确定的方案进行。工程施工单位应指定项目经理，全面负责工程施工质量、进度和组织协调工作。项目业主应派相关负责人帮助施工单位办理有关手续、文件等，并提供一切必要的帮助。项目业主还应聘请监理工程师对施工过程进行监理，并听取工作汇报。施工工地应制定严格的规章制度，以确保工程质量和工程的顺利完工。对于现场急救措施和防火消防措施、安全措施、工地卫生措施应给予明确。污水处理厂污水管道部分和所有池体施工完成后，应进行闭水实验和满水实验，以确保管道和池体结构的抗压强度、防水层等能够符合工程质量要求。设备加工、制造和安装单位应与土建施工单位密切配合，保证按时地完成工程施工任务。设备安装人员应参加运行调试过程，从而保证工程能够正常顺利的运行。五、工程验收项目验收，包括联动试车、运行调试、达标验收等过程。联动试车是由施工单位、设备供应单位、建设单位共同完成，检查设备质量，以确保能够正常使用。运行调试是确保工程达到设计处理规模和处理效果，确定最佳运行条件。达标验收是由环境保护部门检查出水是否达标。项目由验收委员会验收合格后，建设单位可以向使用单位交工。第二节城市污水处理厂的设计一、污水处理工程设计基础资料污水处理工程设计资料包括城市或企业规划资料、自然资料（气象资料、水文与工程地质资料）、供水和供电及交通状况资料、污染源资料、概算资料、初步设计或可行性研究报告的批准文件及有关协议文件。城市污水处理厂设计的基础资料主要包括以下内容。①设计项目、设计范围与设计深度等；②城市现状与近期和远期发展的总体规划资料；③所在区域（或水系流域）水资源情况与已形成的水污染状况和造成的危害等；④受纳水体的使用功能、水环境质量目标、自净规律、自净容量及当地规定的各项主要指标的排放标准。⑤城市与工业企业的排水与废水处理设施的现状，包括数量规模、处理对象、运行情况；⑥生活废水与工业废水近期和远期发展规划，包括水的回用在内的资料；⑦处理后废水再用与污泥利用的可能性与途径等；⑧区域城市给水、受纳水体作为给水水源以及在渔业和水产养殖、农业灌溉、航运等各方面进气使用与远期发展的资料。城市污水处理厂设计所需的自然资料主要包括以下几点。（1）气象特征资料包括气温（年平均、最高、最低）、湿度、降雨量、蒸发量、土壤冰冻以及风向资料；（2）水文资料包括当地水体一览表，有关河流的水位（最高水位、平均水位与最低水位）、流速（各特征水位下的平均流速）、流量（平均流量、保证率为95%的水文年的最高月平均流量）资料，若城市位于海滨则还需要潮汐及洋流资料。（3）水文地质资料包括有关地下水的资料，特别应注意地下水和地面水的相互补给情况和地下水利用情况。（4）地质资料包括废水处理厂厂址地区的地质钻孔柱状图、地基的承载能力、地下水位（包括流砂）与地震等资料。（5）地形资料包括废水处理厂及其附近的地形图、厂址与排放口附近的地形图。（6）其他自然条件资料包括城镇周围有无能够利用的池塘、山谷、洼地、沼泽与旧河道等废弃不能利用的土地等土地资源资料以及其他自然资源资料等。二、初步设计初步设计文件包括：初步设计说明书、初步设计图纸，另外初步设计的计算书一般作为重要的设计技术文件内部留用。初步设计文件的深度应能控制工程投资，满足审批要求，主要设备和材料的招标订货，并可作为进行施工图设计的依据。1.设计说明书设计说明书应包括以下内容。①概述。包括项目建设的目的和意义、设计的依据和原则、设计范围及其他原始资料。②工程概况。处理量、原污染物指标（浓度、类别、特性）、处理后污染物指标。③污水处理工艺路线及原理。应说明主要工艺过程基本原理、相关生物化学原理、生物代谢模式及化反应方程式等。④工程的主要设计参数。可列表说明各主要设备的设计参数，例如生物处理设备的污染负荷、体积负荷、污染浓度、充氧率等，物化处理设备的表面负荷率，水力停留时间等，这些参数是设备选型及设计的依据。⑤总图运输，包括总平面布置、高程布置、工厂运输及绿化等。⑥自动控制。⑦劳动定员及生产安全、节能。⑧技术经济分析。此项是工艺设计技术与经济先进性的评价标志，包括工作估价（土建设备、机械设备、电气设备、管道工程和动力工程等）、运行费用测算（药耗、电耗、劳动定额、折旧费、大修费等），由此计算出工程投资概算、单位污染物（每立方米水）处理成本、工程占地面积及污染物年去除总量等。设计计算书是内部审核和绘制工程图重要文件之一，它包括：工程主要设计参数、工艺条件，各工艺设备、管道工程、电气工程和动力工程的计算。计算涉及设备及其大样应画附图，并注明相关尺寸。管道工程等应列表计算。计算书中所有的计算公式，应首先列出通式并编号、注明式中所有名称符号所代表的意义以及因次，然后再将各项数据一一代入式中，并写出计算结果。2.初步设计图纸文件设计人员自己的设计意图，通过工程图纸完整地表达出来，图纸的正确与否，直接关系到设计的质量。工程图纸要严格遵循国家标准规范及统一的工程制图规格，切记不可使用非标准的表示方法。初步设计的图纸文件主要包括以下内容。（1）工艺流程图工艺流程图是工程设计最重要的基础图，也是体现设计水平的标志。工艺流程图正确全面表示出本设计的工艺过程，其中包括主要设备，如净化设备、动力设备以及主要的控制阀门位置，以及工艺中的全部管线，包括气、液、固流的走向。在工艺图中，同时表示出全部的控制、测量、分析点的位置及项目，如测温度、压力、流量、取样分析点。在工艺流程图上各种管线应以不同符号表示，并以图例说明（如净水管、污水管、烟尘管、加药管、污泥管、动力管等）。工艺流程图在工程完成时将在操作的中心控制屏上表示出来，便于运行管理。工艺流程图必要时也可以三维的系统图表示出，这样给予直观立体的形象。（2）平面布置图平面布置图表示工艺设备（处理构筑物、建筑物）相互位置及关系、厂内管线布置，辅助构筑物（泵房、风机房、控制室和化验室等）的布置。平面布置图应注明各设备尺寸及其相互间距，亦可用坐标法表示设备尺寸及其位置。作平面布置时要根据各处理设备（构筑物）的功能要求和流程的水力要求，结合厂址地形、地质条件，确定它们在平面上的位置，布置原则应考虑联系管道简捷，运行管理方便，并预留发展用地。辅助构筑物应考虑安全、卫生条件，以及扩建、绿化及道路等。管线布置应考虑设计设备事故的超越管。多种管线（给水管、空气管、污水管、蒸汽管、电力电缆、电讯电缆、照明线等）要考虑合理布置、安排紧凑、便于修理。（3）高程布置图水处理工程高程布置的任务是确定各处理构筑物等的标高，计算连接渠道的水头损失并确定管径，同时计算各构筑物的水面标高，以便水流能够通畅流动，保证污水处理厂正常运行。为了管理方便和减少能耗，污水处理厂一般设计成一次提升，自流运行。（4）单体设备（构筑物）工艺图单体设备（构筑物）工艺图是设计环节中重要部分，该项包括设备总图、设备部件、零件图，局部大样图，构筑物（如水池、泵房等）应有平面、立面、剖面图。构筑物及设备的立面与剖面图根据需要可有几个图示面。设备相关的管线原则上应画双线，大比例时亦可画单线。土建构筑物的主要控制点（泵房的屋顶、地坪、水池的池顶、内池底等）应注明相对标高。（5）管线系统图（轴侧图）在平面、立面图基础上，环境工程的工艺管线图均需画轴侧（透视）图，以直观形式表示工艺管线的三维走向。轴侧系统图的比例大致为X：Y：Z=1：0.5：0.5，有时并无精确的比例要求。轴侧图上应详细注明管道性质（给水、排水、污水、空气、压缩空气、污泥和药液等）、管径、管中标高、管坡及其方向、管件（各类阀门，如截止阀、蝶阀、闸阀、止回阀、电磁阀、球阀、安全阀、减压阀，变径管、三通管和法兰等）。当管道系统比较复杂时，各类管道可分数项分别画轴侧图，以便表达清楚。在初步设计阶段的图纸文件还包括电气、机械设备等其他专业的图纸，虽然环境工程专业对此不做要求，但应主要在设计过程中与其他专业（如土建、电气等）之间的协调。三、施工图设计施工图设计文件包括设计说明书和设计图纸。1.设计说明书（1）设计依据摘要说明初步设计批准的机关；施工图设计资料依据。（2）设计变更部分对照初步设计阐明变更部分的内容。（3）施工安装注意事项及质量验收要求，有必要时另编主要工程施工方法设计。（4）运转管理注意事项。2.设计图纸（1）污水处理厂总体布置图①污水处理厂平面图；②污水、污泥工艺流程断面图；③总平面图；④竖向布置图；⑤厂内管渠结构示意图；⑥厂内排水管渠断面图；⑦厂内各构筑物和管渠附属设备的建筑安装详图；⑧管道综合图；⑨绿化布置图。（2）单体构筑物设计图①工艺图；②建筑图；③结构图；④采暖、通风、照明、室内给水安装图；⑤辅助建筑图。（3）电气①厂（站）高、低压变配电系统图和一、二次回路接线原理图；②各构筑物平面、剖面图；③各种保护和控制原理图、接线图；④电气设备安装图；⑤厂区室外线路照明平面图；⑥非标准配件加工详图。（4）自动控制需要表示出有关工艺流程的检测与自控原理图，仪表及自控设备的接线图和安装图，仪表及自控设备的供电、供气系统图和管线图，控制柜、仪表屏、操作台及有关自控辅助设备的结构布置图和安装图，仪表间、控制室的平面布置图，仪表自控部分的主要设备材料表。（5）非标准机械设备①总装图；②部件图（组装图）；③零件图。四、设计后期工作设计后期工作主要是施工配合和设计技术总结两个方面。施工配合属于设计服务包括设计技术交底、施工中出现处理、验收等。技术总结则是在工程竣工验收后，通过工程的试运行和回访而对设计中出现的优缺点进行的总结，它是对设计工作的再认识过程。第三节主要相关法规及标准城市污水处理工程项目设计、施工与安装必须按照国家现行的专业规范与标准执行；城市排水规划、行业良性运行机制应执行国家现行技术政策和有关规定；城市污水处理工程建设与设施运营必须符合国家颁发的现行法规、政策、标准和规程。城市污水处理行业主要相关设计法规、标准和规程目录如下：（1）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月26日第七届全国人民代表常务委员会第十一次会议通过）；（2）《中华人民共和国水法》（1988年1月21日第六届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议通过）；（3）《中华人民共和国水污染防治法》（1984年5月11日第六届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过）；（4）《中华人民共和国城市规划法》（1989年12月26日中华人民共和国主席令第23号公布）；（5）《中华人民共和国招标投标法》（1999年8月30日第九届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过，国家主席令第21号公布）；（6）《中华人民共和国水污染防治实施细则》（2000年3月20日中华人民共和国国务院令第284号）；（7）《建设工程质量管理条例》（国务院第25次常务会议通过，2000年1月30日国务院第279号令发布实施）；（8）《国家评标委员会工作章程》（国家经济贸易委员会、国家计委、财政部国经贸机[1997]89号）；（9）《关于印发<城市污水处理及污染防治技术政策>的通知》（建设部、国家环境保护总局、科技部建城[2000]124号）；（10）《关于加大污水处理费的征收力度建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知》（国家发展计划委员会、建设部、国家环保总局计价格[1999]1192号）；（11）《关于加快城市污水集中处理工程建设的若干规定》（建城[1995]594号）；（12）《关于印发<城市排水监测工作管理规定>的通知》（建城[1992]886号）；（13）《利用亚洲开发银行贷款项目设备采购管理暂行规定》（国家机电产品进出口办公室、中国人民银行国机进外[1997]5号）；（14）《关于印发<城市市政公用事业利用外资暂行规定>的通知》（建设部建综[2000]118号）；（15）《城市排水许可管理办法》（建城[1994]330号）；（16）《建设工程施工许可管理办法》（1999年10月15日建设部令第71号发布）；（17）《建筑工程施工图设计文件审查暂行办法》（建设部建设[2000]41号）；（18）《基本建设财务管理若干规定》（财政部财基字[1998]4号）；（19）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；（20）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）；（21）《建筑结构设计统一标准》（BGJ68-84）；（22）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）；（23）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；（24）《地下水质量标准》（GB/T14848-93）；（25）《农田灌溉水质量标准》（GB5084-92）；（26）《农用污泥质量标准》（GB4284-84）；（27）《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-1999）；（28）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）；（29）《城市污水水质检验方法标准》（CJ/T51-2004）；（30）《再生水回用于景观水体的水质标准》（CJ/T95-2000）；（31）《城市污水处理厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ60-94）；（32）《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》（CJJ/T68-1996）；（33）《排水管道维护安全技术规程》（CJJ6-85）；（34）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（35）《建筑给排水设计规范》（GB5001