悦来污水处理厂二期扩建工程可行性研究报告

工艺设计5.1设计水量及水质5.1.1设计规模污水处理规模旱季污水量5万m3/d，污水量总变化系数K=1.38，最大小时流量2875m3/h；沉砂池、初沉池按最大时污水量设计，生物处理池按平均时流量设计，二沉池、砂滤池按最大时流量设计。污泥处理规模干泥量10525kg/d。5.1.2污水厂设计水质二期工程包括一级处理（预处理）单元（包括粗、细格栅、沉砂池、预沉池及污泥泵房）、二级处理单元（包括生物处理池、二沉池、接触消毒池）。各工艺单元的处理效率见表5-1。工艺单元处理效率表指标CODcrBOD5SSTNNH4-NTP细菌总数设计进水水质35020025045356－一级处理单元出水水质28017020043345.7－一级处理单元效率（%）201520555－二级处理单元出水水质≤50≤10≤2015≤5(8)≤0.5－二级处理单元效率（%）82.194.19065.185.3(76.5)91.2－三级处理单元出水水质≤50≤10≤1015≤5(8)≤0.5－三级处理单元效率（%）－－50－－－－总处理程度（%）≥85.7≥95≥96≥66.7≥85.7(77.1)≥91.710000（单位：细菌总数为个/L,其它为mg/L。括号内为水温低于12℃5.2工程分期与分组污水处理厂构筑物分期表系统构筑物二期工程污水粗格栅及提升泵房利用一期土建，增加5万m3/d提升泵细格栅、曝气沉砂池5万m3/d1座预沉池及污泥泵房5万m3/d2座A/A/O生物池及污泥泵房5万m3/d2座二次沉淀池5万m3/d2座紫外线消毒渠5万m3/d1座鼓风机房5万m3/d1座加药间5万m3/d1座深度处理砂滤池5万m3/d2座污泥处理预浓缩储泥池5万m3/d2座污泥浓缩脱水间5万m3/d1座除磷池5万m3/d1座重庆市悦来污水处理厂工程二期设计规模为5万m3/d，处理构筑物以2.5万m3/d作为一组或称一个处理单元，共分二组。设计分组及分座后，既能适应污水量的逐步发展，又能保证在某一组或某一座停产检修时，其它处理构筑物能继续运转。工艺处理区布置在地下的二层，具体的布置方式是将细格栅、曝气沉砂池、初沉池、生物池、二次沉淀池、滤池、紫外线消毒渠按照地形顺流程依次从东向西布置，脱水车间靠近细格栅、曝气沉砂池布置，鼓风机房、加药间靠近二次沉淀池布置。工艺处理区内的建、构筑物布置既能满足工艺流程要求、相互紧密联系，又能体现出各个单体建、构筑物的功能及使用要求。5.3污水及污泥处理工艺流程根据前几节的论证，悦来污水处理厂污水二级处理工艺采用A/A/O法，深度处理采用砂滤池，污泥处理推荐采用机械浓缩脱水，脱水污泥外运焚烧处置。5.4厂区构、建筑物设计基本参数二期设计规模：平均日Q=5万m3/d；污水总变化系数Kz=1.38；最高时设计流量Q=2875m3/h；5.4.1粗格栅及进水泵房（设备扩容）利用一期土建，仅增加污水提升泵。2、进水泵房A、功能：提升污水至细格栅沉砂池。B、设计参数：设计规模为5.0万m3/d，变化系数，Kz=1.38；设计流量：2875m3/h。C、主要工程内容：增加设置立式离心潜水泵三台，流量Q=1450m3/h，扬程H=17.0m，功率P=90kW，均采用变频控制，两用一备。每根泵出水管上设置DN600法兰式硬密封手动闸阀（配橡胶接头）、DN600法兰式斜座硬密封止回阀各一台。5.4.2细格栅及曝气沉砂池本期工程细格栅间与曝气沉砂池合建。1、细格栅间：A、功能：去除污水中粒径较小颗粒及漂浮物。B、设计参数：设计流量：2875m3/h最高时过栅流速：0.9m/s（考虑40%的堵塞率）细格栅孔隙：5mm栅前水深1.4m；设备安装槽宽1.2m；C、主要工程内容：设2道自动除渣的内进流式网板细格栅除污机，平行布置，功率1.3kW，格栅孔隙5mm，格栅安装渠道宽度1.2m，栅前水深1.4m。格栅及格网每天拦截的栅渣量约6m3/d，栅渣含水率约60%，栅渣用栅渣清洗压榨机压榨脱水、输送至渣斗，螺旋输送压榨机能力3m3/h，P=2.2kW。2、曝气沉砂池：A、功能：去除污水中粒径0.15mm以上的无机砂粒（去除率75%），使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。B、设计参数：设计流量：2875m3/h，最高时水力停留时间5.0min；最高时水平流速0.055m/s，曝气量为0.2m3气量/m3水量。C、主要工程内容：共设曝气沉砂池1座，分2格，单格有效宽度为3.1m，有效水深2.35m，有效长度为16.32m，宽深比1.32:1，长宽比5.3:1，总池深4.85m。沉砂池分为刮渣区（宽1m）和曝气旋流区(宽1.9m)，设隔墙分开，使刮渣区能平稳刮砂，隔墙上设有浮渣孔，使在旋流区形成的浮渣和泡沫能流到稳流区，通过电动旋转撇渣机排除浮渣。刮砂区设有链板式刮砂机，将沉砂刮入泥斗内，再由排砂泵抽至砂水分离器分离，分离后的干砂外运。设计去除干砂量2.7t/d，体积约1.8m3/d（密度按1.5t/m3计），设砂水分离器2套，排砂量20L/s，含水率60%。沉砂池设2套链板式刮砂机，单台B=1.0m，P=0.37kW。沉砂池鼓风曝气量为0.2m3气量/m3水量，采用穿孔管鼓风曝气，气泡直径5mm，设置3台罗茨风机（变频）供气，2用1备，单台风机Q＝6.9m3/min，0.4bar，P＝7.5kW。沉砂池采用转子泵排砂，每格沉砂池设置1台转子泵，单泵流量72m3/h，扬程10m，功率5.5kW，转数n=0~600rpm。转子泵将池底沉砂抽入至砂水分离器进行处理。D、运行方式连续曝气，连续刮渣，排砂转子泵按程序控制定时运转，砂水分离器与排砂转子泵同步运转。5.4.3预沉池及污泥泵房A、功能：去除曝气沉砂池未能去除的污水中粒径0.001～0.2mm的粘粒、粉砂、砂粒及部分污泥，减轻后续处理生物池负荷。B、设计参数：设计流量：2875m3/h最高时水力表面负荷3.26m3/m2·h最高时水力停留时间0.53h；B、主要工程内容：设平流预沉池1座，分两格，单格平面尺寸L×B=32.4×6.8m，有效水深2.90m，总池深4.55m。采用非金属材质的链板刮泥机，单台B=6.8m，电机功率1.5kw。进水形式：配水花墙，过孔流速V=0.18m/s；出水方式：指形集水槽，最高时出水堰负荷为217m3/m.d。预沉污泥泵共3台，2用1备，单台Q=30m3/h，H=15m，P=3.0kW。C、运行方式沉泥先通过池底刮泥机刮至进水端附近的沉泥斗，然后再通过静压排泥至污泥泵房中，最后通过污泥泵将泥提升至污泥浓缩池内。5.4.4A/A/O生物池及污泥泵房1、A/A/O生物池A、功能：利用厌氧、缺氧和好氧区的不同功能，以氧化氨氮为主，进行生物脱氮除磷，同时去除BOD5。B、设计参数设计流量：5万m3/d，分为两组共两座，单座规模2.5万m3/d。设计水温15℃单座设计参数如下：好氧区污泥负荷：0.08kgBOD5/kgMLSS·d污泥浓度：MLSS=4.0g/L总停留时间：HRT=16.7h污泥龄：20d有效水深：6m选择区停留时间：0.6h，单池有效容积650m3厌氧区停留时间：1.2h，单池有效容积1300m3缺氧区停留时间：4.6h，单池有效容积4790m3好氧区停留时间：10.3h，单池有效容积10700m3回流污泥率：100%总内回流率：300%最大供气量：110m3/min气水比：6.34:1C、主要工程内容生物池2座，单座平面尺寸82.3x38.6m，水深6.0m。每座选择区内设1台水下搅拌器，每台功率P=4.7kW，叶轮直径φ1200，转速120rpm。每座厌氧池内设2台水下搅拌器，每台功率P=4.7kW，叶轮直径φ1200，转速120rpm。每座缺氧池内设7台水下搅拌器，其中5台，每台功率P=4.7kW，叶轮直径φ1200，转速120rpm；另外2台，每台功率P=5.5kW，叶轮直径φ1200，转速145rpm。每座好氧池设4台水下搅拌器，每台功率P=4.7kW，叶轮直径φ1200，转速120rpm。好氧池曝气器采用D300盘式微孔曝气器，单个曝气器的单位通气量为3.87m3/h。好氧池至缺氧池的混合液回流比取300%，在每座好氧池与缺氧池之间安装混合液回流泵，以控制调节内回流比，单池回流泵设3台，单台参数为：Q=1050m3/h，H＝0.6～0.8m，P=16kW。D、运行方式厌氧池、缺氧池和好氧池水下搅拌器连续运转,使污泥处于悬浮状态。好氧池溶解氧通过调节鼓风机的送风量，控制在1.0～2.0mg/L左右。当溶解氧浓度变化超出范围时，首先由溶解氧测定仪发生信号，启动供气管上的电动调节阀，气量的变化使管网压力发生变化，然后由压力传感器将信号传送到鼓风机的进风叶片启动器，调节导向叶片的角度，使供气管网压力回到最佳状态。2、污泥泵房设置两座污泥泵房，分别与生物池合建。A、功能：二沉池排泥；回流活性污泥至生物处理池；提升剩余污泥至浓缩脱水车间贮泥池。B、设计参数单座设计规模：Q=2.5万m3/d最大污泥回流比：100%设计最大污泥回流量：Q=2.5万m3/d=1050m3/h剩余污泥总量：干泥6.55t/d（2.5万m3/d计），含水率：99.3%，计936m3/d。C、主要工程内容单座污泥泵房内设回流泵2台，1用1备，剩余污泥泵2台，1用1备。水泵参数：回流污泥泵：Q=1050m3/h，H=6m，P=25kW。剩余污泥泵：Q=40m3/h，H=15m，P=4.2kW。D、运行方式回流污泥泵根据生物池污泥浓度控制回流量，剩余污泥泵与污泥均衡池及浓缩脱水机协调运行。5.4.5二次沉淀池A、功能：进行混合液固液分离，确保污水厂出水SS和BOD5达到所需要的排放标准，是生化处理不可缺少的组成部分。B、设计参数总设计流量：Q=2875m3/h，单座流量Q=1438m3/h水平流速3.5mm/s，沉淀时间3.76h有效水深：3.2m最大流量时表面负荷：1.11m3/m2·h平均流量时表面负荷：0.80m3/m2·h二沉池污泥含水率：99.3%C、主要工程内容本期设2座平流式二沉池，单座平面尺寸44.75x38.6m。出水采用不锈钢齿形堰。排泥采用链板式刮泥机，排泥进入污泥泵房。采用非金属材质的链板刮泥机，单台B=7.1m，电机功率0.55kw。5.4.6砂滤池及回收水池1功能采用均匀级配滤料截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清。采用三阶段气水反冲方式：气冲、气水联合冲洗、单独水冲洗。滤料采用均匀级配粗砂滤料，厚1500mm，滤料粒径d10=1.1~1.3，K80小于1.4，砂滤料及承托层材质应满足CJ/T43－2005的技术要求。采用ABS材质可调式滤头布气布水，滤板为预制滤板。V型滤池进水设PAC加药点及机械搅拌装置，使水中胶体颗粒脱稳，实现接触过滤。2滤池设计参数设计规模 5万m3/d设计流量 2875m3/h滤池格数2座，共10格单格过滤面积41m2设计滤速 7m/h强制滤速 7.8m/h气水联冲时水冲强度3L/m2.s气冲强度15.0L/m2.s3反冲洗泵房设计参数砂滤池反冲洗参数如下：冲洗过程：单气冲:15L/s.m2，冲洗时间：2min；气水同时冲洗：水3L/s.m2，气15L/s.m2，冲洗时间：4min；后水冲，6L/s.m2，冲洗时间：8min。表扫2.3L/s.m2，表扫时间12min；砂滤池反冲设备选型：砂滤池反冲洗水泵：3台卧式离心泵（变频），2用1备，单台Q=443m3/h，扬程H=9mP=27kW砂滤池反冲洗螺杆风机：3台螺杆风机，2用1备，单台Q=1107m3/h，扬程H=4.5mP=30kW4回收水池设计参数设计砂滤池按1小时冲洗一格砂滤池，单次反冲洗水量为216m3，设计砂滤池废水回收水池2格，单座尺寸：22.9x5.4x4，单格有效容积220m3，设计6台回用水泵，Q=110m3/h，H=9m，电机功率：7.5kW，4用2备。5.4.7紫外线消毒渠1、紫外线消毒渠设计规模5万m3/d，变化系数1.38，共1座。A、功能：杀灭出厂污水中可能含有的细菌和病毒。B、设计参数：设计流量：Q＝5万m3/d×1.38＝2875m3/hSS ≤10mg/L消毒水粪大肠菌群 ≤1000个/LUV穿透率 ≥65%UV剂量 ≥20mJ/cm2C、构筑物设计数量 1座，分2格（其中一格为超越渠道）单格净空尺寸 16.45x4.9x4.7mD、主要设备紫外线消毒系统 15个UV模块，共120支灯管 250W/根灯管，总装机功率35.8kWE、运行控制紫外线消毒系统连续运行，并根据紫外线强度监视系统反馈值自动调节紫外线灯管功率，从而达到维持设计剂量的目的。2、修建10万吨/天的巴氏计量槽。5.4.8鼓风机房鼓风机房按5万m3/d新建一座。A、功能：为好氧区充氧提供气源。B、设计参数设计总供气量：13200m3/h供气压力：0.7barC、主要工程内容鼓风机房选用磁悬浮离心鼓风机，共设三个机位。本期设三台机组（2用1备）；每台风量为110m3/min，压差0.70bar，配套电机功率185kW。鼓风机房内设一台起重量为5t的电动单梁悬挂起重机，便于设备安装和维修。D、运行方式根据好氧池溶解氧浓度的反馈，控制机组开停及调节风量。该鼓风机的出风量可通过调节进口导流叶片角度进行自动调节，调节范围100～50%。5.4.9加药间加药系统：A、功能：投加FeCl3主要去除生物除磷无法达标去除的污水中的磷。向生物池补充葡萄糖提高TN去除率。B、设计参数：本工程需化学法去除的磷约2.0mg/L。投加铁盐作混凝剂时，其投加混凝剂与污水中的总磷的摩尔比宜为1.5～3.0，设计取2.0。近期需投加FeCl3量为26.2mg/L，投加质量浓度为5%。碳源投加按5万m3/d设计。生物池设计进水BOD5取120mg/L，出水BOD5为10mg/L，进水TN取45mg/L，设计出水TN取13mg/L。每天需投加的葡萄糖用量4t/d，投加浓度5%。C、主要工程内容加药间内分别设计两座溶解池和两座溶液池，近期每日调配1次，溶解池尺寸：2.8×2.8m，水深1.5m。溶液池尺寸：2.8×2.8m，水深2.3m。溶解池每格内分设1台搅拌器，转速125pm，功率1.5kW；溶液池每格内分设1台搅拌器，转速84pm，功率3.0kW。溶解池出液经2台离心式耐腐蚀塑料泵提升至溶液池，投药泵选隔膜计量泵5台，4用1备，单台1200L/h，H=0.40MPa。葡萄糖溶药池1座，L×B×H=1.5×1.5×2m，设搅拌机1台，配套电机功率0.75kW；葡萄糖溶液池1座，L×B×H=1.5×1.5×2m，设搅拌机1台，配套电机功率1.5kW。葡萄糖投加泵3台，2用1备，单台流量578L/h，配套电机功率1.1kw。D、运行方式FeCl3投加点有四处，一处在除磷池、二处在二沉池进口端、一处在精细格栅间进水口处。可根据进出水水质，在必要时投加。葡萄糖投加于生物池缺氧区。5.4.10污泥浓缩脱水车间（含储泥池、除磷池、污泥料仓）1、储泥池A、功能：储存一定量污泥，并起到将不同性质污泥均质及一定的减量作用，保证浓缩脱水装置正常运行。B、设计参数：本期污泥总量：10525kgDs/d其中：剩余污泥：7350kgDs/d1050m3/d化学除磷污泥：675kgDs/d96.5m3/d预沉污泥：2500kgDs/d83.3m3/d单座储泥池有效容积：153m3污泥含水率：99%污泥体积：1053m3/d本期5万m3/d规模停留时间t=6hC、主要工程内容本工程采用储泥池一座，平面总尺寸8.65X8.4X5m。采用中心传动浓缩机1套，单机功率P=1.5kW，用于储泥池搅拌及浓缩。2、除磷池A、功能：将浓缩脱水机的分离液及储泥池上清液收集后加入Fecl3，充分混合，提升进入沉砂池，含磷污泥在沉砂池排放至污泥处理系统，减少对环境二次污染。B、设计参数：上清液流量：2364m3/d设计混合时间：5minC、主要工程内容混合池8.5X8.4X4，设搅拌器1台，单台功率3kw。设置3台潜水排污泵（变频）。2用1备，单台Q=100m3/h，H=10m，N=4.7Kw，混合液提升至沉砂池。3、浓缩脱水车间本工程采用离心机脱水。A、功能：将污水处理过程中产生的污泥进行浓缩脱水，降低含水率，减少污泥体积，便于污泥运输和最终处置。B、设计参数：本期污泥干重：10.525t/d需浓缩污泥量：526m3/d，含水率98%脱水后污泥量：47.8m3/d，含水率78%，根据《重庆市建设项目环境保护批准书》及《重庆市人民政府办公厅关于印发主城区城市污水处理厂污泥处理处置实施方案的通知》（渝办［2011］66号）2011年8月18日，本工程污泥处理工艺采用机械浓缩脱水一体化工艺，脱水后污泥（含水率低于78%）运至重庆小南海水泥厂进行最终的水泥窑协同处置。絮凝剂（PAM）投加量：5.0kg/T干固体。C、主要工程内容：本期安装设备如下：离心脱水一体机2台，处理能力60m3/h，配用电机功率75kW，工作时间：8h/d。配套辅助设备有：污泥破碎机2台，流量60m3/h，扬程30m，P=3kW；污泥进料转子泵3台，流量60m3/h，扬程20m，P=11kW，2用1备；污泥出料螺杆泵2台，流量10m3/h，扬程17m，P=15kW；加药螺杆泵1台，流量3000~5000L/h，扬程40m，P=2.2kW；PAM一体化制备单元1套，V=2m3，N=9.5kw；污泥料仓2套，单台V=45m3，P=23.5kw。5.4.11配电间新增配电间一座，建筑面积为299.25m2。5.4.12现状柴油发电机房改造改造厂区现有柴油发电机房一座，改造建筑面积为178.35m2。5.4.13生产保卫室新增生产保卫室一座，建筑面积35m2,建筑高度3.5m。5.4.14厂区公用工程设计（1）道路工程为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽4m，道路转弯半径一般为9m，路面结构采用沥青混凝土。（2）绿化厂内绿化以草皮为主，尽量提高绿化率。（3）通讯在厂区内设置必要的无线对讲通讯系统。（4）照明室内照明采用高效LED灯。室外照明采用光效高、光线柔和、寿命长的节能路灯。（5）回用水系统二期工程的回用水系统，主要回用对象为脱水车间设备冲洗、加药间水射器水源水、厂区绿化、道路浇洒等。回用水泵房配备3台水泵，2用一备，单泵Q=60m3/h，扬程H=60m，功率P=18.5kw，回用水总管管径D159X4，Q235B钢管材质。潜水泵的开停根据冲洗以及厂区绿化、浇洒的需要控制。5.4.15厂区除臭工艺设计根据本工程的特点，工程设计对污水处理厂的各类脱臭处理工艺系列进行了特点比选：1.高空稀释排放法最简单的高空稀释排放法工程投资较省，但受周围环境的牵制。2.物理法系列物理法中的活性炭吸附处理工艺由于活性炭有一饱和期限，超过这一期限，就必须更换活性炭，且整个流程中设备较多，运行费用高，故对处理量大的城市污水厂的脱臭不太适用。物理法中的燃烧处理工艺不仅运行成本较高，而且处理产物还会产生二次污染，故对处理量大的城市污水厂脱臭也不太适用。3.化学法系列化学法中的化学溶剂处理工艺只能处理硫化氢气体，风机功率消耗高，并可能导致二次污染，故对大型污水处理厂的脱臭也不太适用。4.生物法系列生物法（主要有填充式生物脱臭法）则有着经济、高效和环保的优点。具体来说，生物法脱臭具在下述工程特点：⑴对硫化氢、甲硫醇等去除率极高，达97%以上，对硫化甲醇、硫化二甲脂、氨等恶臭物质的去除率为60～80%；⑵能源消耗低，运转费用低；⑶运行安全可靠，维护管理简单；⑷处理过程不产生二次污染。⑸组合法组合法设计标准高，针对性和适应性强，运行稳定，效果显著，技术优势明显。5.4.16脱臭处理工艺设计设计除臭量各类脱臭处理工艺系列综合因素比选臭气量统计表序号项目数值单位备注1细格栅及曝气沉砂池除臭空间293.25m3换气次数2次/h除臭风量3519m3/h水面面积293.25m2，除臭风量按10m3/m2.h计算2预沉池及污泥泵房除臭空间1146.42m3换气次数2次/h除臭风量6878.52m3/h水面面积1528.56m2，除臭风量按3m3/m2.h计算3浓缩脱水车间除臭空间2000m3换气次数6次/h除臭风量12000m3/h4储泥池除臭空间117m3换气次数2次/h除臭风量585m3/h水面面积117m2，除臭风量按3m3/m2.h计算5除磷池除臭空间225m3换气次数2次/h除臭风量292.5m3/h水面面积58.5m2，除臭风量按3m3/m2.h计算6生物池除臭空间6564.9m3换气次数1次/h除臭风量21084.9m3/h曝气量13200m3/h7二次沉淀池除臭空间1356.8m3换气次数1次/h除臭风量1356.8m3/h8滤池除臭空间410m3换气次数3次/h除臭风量1230m3/h全厂除臭风量合计61913m3/h保证系数1.1倍设计构筑物除臭总风量68104m3/h设置两套除臭系统，单套处理臭气量35000m3/h。（6）除臭生物滤池设计厂区废水站在正常运行过程中产生的臭气，臭气总风量为68104m³/h，采用2套35000m³/h生物滤池除臭系统。除臭滤池采用正压形式，离心风机置于生物滤池前端，形成滤池系统内的正压状态。收集废气首先经过离心风机正压输送进入生物滴滤池，部分亲水性污染物得到有效去除，随后生物过滤系统将剩余疏水性污染物等较难处理的有机污染物进行代谢分解，随后集中排放至大气。（7）尾气排放厂区构筑物臭气经收集处理后，可达到《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）厂界标准值——二级标准，并通过生物滤池上的15m高排气筒排入大气。加盖密封针对池体的恶臭气体收集最有效的方式是进行池体加盖，进行密闭，再通过进风口和出风口进行换气，把恶臭气体抽送到治理装置中进行处理。由于气体具有逸散性，所以对恶臭气体的密闭收集是做好气体治理的前提，臭源密封系统影响着对恶臭的控制和整个环境效果，也影响着处理系统的大小，是设计中一个极为重要的关键要素。同时在运行过程中，需确保除臭空间处于微负压状态。构筑物加盖及封闭方式序号构筑物名称材料备注1细格栅及曝气沉砂池钢筋混凝土现浇盖板+阳光板细格栅等设备采用阳光板封闭2预沉池钢筋混凝土现浇盖板+阳光板3生物池阳光板4二次沉淀池阳光板5预浓缩储泥池阳光板6除磷池阳光板7污泥浓缩脱水间阳光板设备采用阳光板封闭风管设计主设备与风管连接均通过不锈钢阀门及软性接管，可调节各路进、排风风量，同时可防止振动传递。风管内气体流速控制在8~10m/s，设备箱体内气体流速控制在2~3m/s，保证了处理效率和安全、环保要求。5.4.17厂区排洪沟计算悦来污水厂位于山区，受周边山体洪水影响，建厂后需要考虑引流厂区东侧的山区雨水。本工程位于重庆主城区，汇水面积不足0.2km2，采用洪水经验公式和暴雨强度公式两种方法计算。（1）洪水经验公式法根据城市防洪工程设计规范（GB/T50805-2012）相关规定，重要企业的山洪防护标准为50年一遇。根据公路科学研究所的经验公式：当汇水面积小于10km2时，可按Qp=KpxFm估算。查表可知50年重现期Kp=19.2，面积指数m=1；而截洪沟根据汇水面积大小不同分别计算，厂区北侧截洪沟汇水流域面积约为0.15km2，计算洪水量为2.91m3/s，东、南侧截洪沟汇水流域面积约为0.1km2，计算洪水量为1.92m3/s。（2）暴雨强度公式渝北地区暴雨强度公式：p:暴雨设计重现期，按中心城区重要地区取50年；t:地面集水时间，取5min；q：设计暴雨强度，q=582L/s.ha；F:汇水面积，北侧取15ha，东、南侧取10ha；设计降雨量Q：Q=Ψ×q×FΨ:径流系数，取0.45；北侧截洪沟设计降雨量Q：Q=Ψ×q×F=3.93m3/s东、南侧截洪沟设计降雨量Q：Q=Ψ×q×F=2.62m3/s（3）截洪沟设计取洪水计算公式和暴雨强度公式计算结果的较大值作为截洪沟设计流量。截洪沟断面尺寸详设计图，截洪沟设计坡度1%，设计过流量4.1m3/s；截洪沟采用植草护坡，截洪沟收集雨水后排入厂区西侧的嘉陵江中。6结构设计6.1结构设计标准（1）设计使用年限根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001），本工程主体结构设计使用年限为50年。（2）结构的安全等级根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），本工程结构的安全等级为二级，结构构件的重要性系数γ0=1.0；根据《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）,管道的重要性系数：污管γ0=1.0，雨水管γ0=0.9。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），本工程地基基础设计等为丙级。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），本工程边坡工程安全等级为二级。构筑物的设计抗浮稳定性抗力系数取1.05。（3）抗震设防类别根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），本工程细格栅间、曝气沉砂池、预沉池及污泥泵房、A/A/O生物池及污泥泵房、二次沉淀池、精细格栅间及滤池、紫外线消毒渠及巴式计量槽、回用水泵房（含仪表间）、鼓风机房及配电间、加药间、污泥浓缩脱水间、预浓缩储泥池、除磷池、滤池等构（建）筑物的抗震设防类别为重点设防类（简称乙类）。大门及传达室等建筑物的抗震设防类别为标准设防类（简称丙类）。（4）混凝土结构耐久性根据《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）和《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002），混凝土耐久性分类：污水处理构筑物、房屋基础、其它和土壤直接接触的构件处于二a类环境；房屋建筑地面以上部分处于一类环境。本工程一般混凝土结构构件的裂缝控制等级：三级；盛水构筑物钢筋混凝土构件处于轴心受拉或小偏心受拉状态时的裂缝控制等级：二级。污水构筑物最大裂缝宽度限值ωmax=0.2mm，建筑物最大裂缝宽度限值为0.3mm(一类环境)或0.2mm(二a类环境)。钢筋的混凝土保护层厚度：壁板、底板上层筋为35mm；与污水接触的梁、柱、基础、底板（有垫层）下层筋为40mm；地面以上梁、柱为30mm；楼面板15mm；屋面板20mm。（5）建筑防火分类等级和耐火等级根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006，本工程生产的火灾危险性分类为戊类，储存物品的火灾危险性分类为戊类。本工程厂房和房屋的建筑构件的耐火等级为一级。各主要构件耐火极限如下表：构件名称结构最小厚度或截面最小尺寸（mm）耐火极限（h）燃烧性能钢筋混凝土柱≥300×3003.00不燃烧体钢筋混凝土梁保护层厚度30mm2.00不燃烧体钢筋混凝土板100mm，保护层厚度20mm2.00不燃烧体砖墙≥240mm3.00不燃烧体钢筋混凝土墙≥300mm3.00不燃烧体绿建标准设计混凝土结构中的梁柱纵向受力钢筋应采用不低于400Mpa，级的热轧带肋钢筋。混凝土结构中受力普通钢筋使用不低于400Mpa钢筋的用量应高于受力普通钢筋总量的70%，钢结构中的Q345及以上高强度钢材用量占钢材总量的比例不低于50%。6.2结构设计规范及标准结构设计规范及标准规范名称标准编号建筑结构可靠度设计统一标准GB50068—2001建筑结构荷载规范GB50009—2012给水排水工程构筑物结构设计规范GBJ50069—2002给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS138:2002给水排水工程预应力混凝土圆形水池结构技术规程CECS216:2006给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程CECS117:2000给水排水工程管道结构设计规范GB50332－2002给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程CECS143：2002给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程CECS141：2002埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程CECS163：2004建筑抗震设计规范GB50011—2010（2016年版构筑物抗震设计规范GB50191—2012室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范GB50032—2003建筑地基基础设计规范GB50007—2011建筑地基处理技术规范JGJ79—2012混凝土结构设计规范GB50010—2010（2015年版砌体结构设计规范GB50003—2011钢结构设计规范GB50017—2014建筑边坡工程技术规范GB50330—2013锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086—2001建筑桩基技术规范JGJ94—2008钢筋混凝土承台设计规程CECS88:97重庆市建筑地基基础设计规范DBJ50—047—2006混凝土外加剂应用技术规范GBJ50119—2013土工合成材料应用技术规范GB50290—1998工业建筑防腐蚀设计规范GB50046—2008地下工程防水技术规范GB50108—20086.3工程地质及水文地质污水处理厂建设规模为5万m3/d，参考中国建筑西南勘察设计研究院有限公司二O一三年一月编制的《重庆市悦来污水处理厂及配套干管项目工程地质勘察报告》（一次性详细勘察）进行方案设计，本工程拟建厂区工程地质及水文地质条件如下：1、地形地貌工程区位于渝北区悦来镇。场区属浅丘剥蚀地貌和冲积地貌，山丘最高点地面高程约296m，嘉陵江边为地形最底点，高程约176m，相对高差约120m污水厂区内地面高点程在195～224m之间，相对高差约为29m，地形起伏较大，地形总体东高西低，倾向嘉陵江；由于受风化剥蚀的影响，在顺嘉陵江走向方向上地面又形成“一梁一沟”的折叠地形。地形坡角多在5～35°，局部呈陡坎，地表主要为荒地以及耕地；进场道路区地面高点程在192～203.5m之间，相对高差约为11.5m，地形起伏较小，地形总体东高西低，倾向嘉陵江；在顺道路走向上为中间高两端低的地形。2、地质构造场地处于悦来场向斜东翼近轴部，实测污水厂区和道路岩层产状265°∠7°，线路区内砂岩、泥岩互层呈单斜产出，泥岩岩体结构类型为厚～中厚层状；砂岩岩体结构类型多为巨厚层状。场内基岩主要为侏罗系中统沙溪庙组砂岩、泥岩，岩体结构类型为中厚层状。从基岩露头区测得两组构造裂隙，L1产状为30°∠87°，裂面平直，张开约3～8mm，局部有粘土充填，裂隙间距2.1～5.0m，贯穿于砂岩层中；L2产状为295°∠86°，裂面平直，微张，裂隙间距3.8～7.50m，贯穿于砂岩层中两组裂隙均为硬性结构面，结合程度差，主要位于污水厂区及进场道路段。3、地层岩性场内上覆土层为第四系全新统填土他和粉质粘土，第四系晚更新统砂卵砾石土（江北砾石层），下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、砂岩，现将岩土特征简述如下：(1)、第四系全新统（Q4）①填土(Q4ml)：杂色。主要由生活垃圾夹瓦片、砖块等建筑垃圾组成。多呈棱角状，直径20～250mm，含量占15～25%。仅分布于居民区。②粉质粘土①（Q4el+dl）：黄褐色，主要由粘粒和粉粒组成，局部夹有少量卵石、强风化岩砾。切面粗糙，韧性中等、干强度中等，无摇振反应，可塑~硬塑状，残坡积成因。该层分布范围较广，厚度多在0.5～7.20m不等，局部最厚可达6.20m（见于ZK75）=3\*GB3③粉质粘土②（Q4el+dl）：黄褐色-灰色，主要由粘粒和粉粒组成。切面粗糙，韧性中等、干强度中等，软塑状，残坡积成因。该层仅局部分布，一般分布于粉质粘土①之下，厚度多在2.0～3.80m不等。=4\*GB3④砂卵砾石（Q4al+pl）:杂色，主要由砂土充填，卵石粒径20～100mm，母岩成分多为砂岩，部分为石英岩，亚圆～圆形，分选一般，松散～稍密。骨架颗粒含量占总重的50%～60%，呈交错排列，大部分接触。动探施工时，钻杆轻微跳动。(2)、第四系晚更新统（Q3）砂卵砾石层（江北砾石层Q3al）：杂色，结构中密～密实，卵石粒径一般1～5cm，最大粒径达30cm，卵石成分以中风化石英砂岩和各种火成岩为主，次圆状，坚硬，含量约65～85%。充填物主要为黄色砂质粘土。砂砾石层局部呈半胶结状态，胶结物为CaO和SiO。钻孔揭示本层最大厚度为6.8m（ZK8）。(3)、侏罗系中统沙溪庙组（J2s）：泥岩（Ms）：紫红、紫褐色。由粘土矿物组成，泥质结构，中厚层状构造，见砂质条带或灰绿色团块，局部砂质含量较高。强风化岩体发育风化裂隙，岩芯呈碎块、短柱状；中等风化带岩芯呈柱状、长柱状，节长100～340mm，岩质较软，失水易干裂，该层在场内分布较普遍。钻探揭示泥岩强风化带厚度多在1.50～3.00m砂岩（Ss）：黄褐色。长石、石英为主，云母次之。钙质胶结，中～细粒结构，中～厚层状构造，局部泥质含量较高。强风化岩体发育风化裂隙，岩芯呈碎块；中等风化带岩芯呈柱状、长柱状，节长100～410mm。强风化带厚度多在1.00～2.50m4、水文地质条件(1)、地表水线路区内的主要地表水体为嘉陵江、水田和鱼塘。现就其特征分述如下：A、嘉陵江嘉陵江位于工程区西侧，距工程区最近点约150m，勘察期间水位约176m，20年一遇洪水位约195m，100年一遇洪水位为201.3。B、工程其他地表水体工程区其他地表水体主要为鱼塘和水田。水田沿线分布较多，但水田内水较浅，多小于0.30m，对线路施工影响较小；鱼塘分布较多，水深一般在0.70～1.50m，但均位于征地红线之外，对工程无影响。场区为丘陵斜坡地貌，地表水自然排泄条件较好；工程施工进行深挖作业时，对地表水排泄存在一定的影响。(2)、地下水A、地下水补径排特征地下水受降雨补给，沿填筑土、粉质粘土、砂卵砾石向下渗透，沿岩土界面、基岩裂隙向深部径流，排泄于地形低洼处，嘉陵江为本区最低排泄基准面。B、岩土层渗透性分析场内上覆土层为填筑土及粉质粘土，填土回填时间较短，分布局限，地下水赋存条件差；粉质粘土及泥岩为相对隔水层，不利于地下水向深部运移；砂卵砾石层，渗透系数较大，地下水赋存条件差，砂岩层为相对透水、含水层，裂隙较发育，基岩裂隙及砂岩岩体中可赋存一定量的地下水。因此，场内地下水主要为基岩裂隙水。勘察期间各钻孔施工结束后提干孔内残留水，进行水位观测，除水田及附近孔有水位，其它孔内水位基体无恢复，说明勘探深度内场地绝大部分地段地下水贫乏，地下水对工程施工影响较小。5、不良地质现象和地质灾害经调查，场区内未见断层、滑坡、泥石流、边坡失稳等不良地质作用，无地下洞室，无地质灾害分布。场地总体稳定性良好。6.4主要建筑材料混凝土混凝土强度等级：建（构）筑物的主体结构及基础为C30，基础垫层为C20，构筑物内填料为C20。混凝土用水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5。混凝土抗渗等级：有抗渗要求的构筑物池壁底板为S6。混凝土耐久性分类：污水处理构筑物、房屋基础、其它和土壤直接接触的构件处于二a类环境；房屋建筑地面以上部分处于一类环境。钢材钢筋：采用HPB300级和HRB400E级。型钢、钢板等采用Q235B。焊条：HPB300钢筋、Q235B钢材焊接采用E43系列；HRB400E钢筋焊接采用E50系列。砌体水处理构筑物、地下构（建）筑物及房屋建筑承重墙的砌体材料采用MU10烧结页岩砖，砌筑砂浆采用M7.5～M10水泥沙浆。房屋建筑的填充墙及其它非承重墙采用MU5蒸压灰砂砖或粉煤灰加气砼砌块，砌筑砂浆采用M7.5水泥砂浆。挡墙均采用C20毛石砼挡墙。砌体施工质量控制等级为B级。6.5设计荷载根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）及《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）。6.5.1永久作用钢筋混凝土容重：25KN/m3，钢材容重：78.5KN/m3，素砼容重：22KN/m3。构筑物内的水压力按设计水位的静水压力计算：对给水处理构筑物，水重度标准值为10KN／m3；对污水处理构筑物，水重度标准值为10～10.8KN／m3。作用在开槽施工地下构筑物侧壁上的压力按主动土（岩）压力与地下水静水压力之和计算。6.5.2可变作用构筑物楼面、屋面活荷载标准值不上人的屋面：0.5kN／m2；上人屋面或顶盖、操作平台或泵房等楼面、楼梯或走道板：2.0kN／m2；消防楼梯活荷载3.5KN/m2操作平台、楼梯的栏杆：水平向1.0kN／m；其余按《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069－2002有关规定取值。房屋建筑的楼面、屋面活荷载标准值按《建筑结构荷载规范》GB50009－2012、《全国民用建筑工程设计技术措施－结构》（2003年版）的有关规定取值。地下水浮托力拟建场地场内上覆土层为填筑土及粉质粘土，填土回填时间较短，分布局限，地下水赋存条件差；粉质粘土及泥岩为相对隔水层，不利于地下水向深部运移；砂卵砾石层，渗透系数较大，地下水赋存条件差，砂岩层为相对透水、含水层，裂隙较发育，基岩裂隙及砂岩岩体中可赋存一定量的地下水。因此，场内地下水主要为基岩裂隙水。考虑到厂区压实回填地基及岩基，地基渗透性较差，暴雨时构筑物周围上层滞水不易排走，构筑物抗浮计算水位按地面考虑，不满足抗浮要求的水池需采取设置地下排水盲沟导排的措施防止池体上浮。贮水或水处理构筑物的温、湿度变化作用的标准值对于地下式或设有保温措施的构筑物，不计算温、湿度变化作用；对于暴露在大气中的盛水构筑物，拟取壁面温差△t=10℃圆形构筑物和设置有伸缩变形缝的矩形构筑物不考虑其中面温、湿度变化的作用；风荷载基本风压：W0=0.40KN／m2；地面粗糙度：B类。地面堆积荷载标准值10.0KN／m2。对于有汽车荷载影响的地方，当汽车轮压荷载大于10KN／m2时，按汽车的实际轮压确定地面堆载。6.6结构技术措施6.6.1混凝土抗渗贮水及水处理构筑物对结构的防水抗渗性能要求较高，因此在构筑物的混凝土中加入适量的低碱低掺量混凝土膨胀剂，补偿混凝土的收缩变形、减少混凝土的水泥用量、提高混凝土的密实度，从而减少混凝土的收缩裂缝、提高混凝土的抗渗性和抗裂性。采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土，强度等级采用C35，抗渗标号为S6，水中养护14d的混凝土限制膨胀率≥0.015％。膨胀剂质量应符合《混凝土膨胀剂》JC476-2001标准。6.6.2变形缝及混凝土膨胀加强带大型矩形构筑物的长度、宽度较大时，均考虑适当设置适应温度变化作用的伸缩缝。对于地下式或有保温措施的矩形构筑物，岩质地基时伸缩缝间距不大于20m，土基时伸缩缝间距不大于30m；对于露天矩形构筑物，岩质地基时伸缩缝间距不大于15m伸缩缝做成贯通式，缝宽30mm，缝中设置橡胶止水带，内外侧采用聚硫密封膏嵌缝。对不方便设置伸缩缝，且长度超过规范要求的现浇钢筋混凝土矩形构筑物，在其底板、池壁适当位置设置混凝土膨胀加强带，以防止混凝土收缩变形引起的开裂。膨胀加强带宽度为2m，带两侧用Φ2铁丝网拦隔，并用钢筋加固。带外用限制膨胀率大于0.015％的补偿收缩混凝土浇筑，带内用限制膨胀率大于0.03％、强度等级提高5MPa的膨胀混凝土浇筑，可用连续式或间歇式循环浇筑而不留后浇缝。6.6.3构筑物抗浮由于本工程为整体全埋式设计，自重抗浮难以满足，故抗浮设计采用抗浮盲沟。在构筑物周边回填边坡表面做粘性土隔水层，洪水或暴雨季节减少水体下渗量。在构筑物底标高内设排水盲沟，采用塑料排水盲沟，设置在构筑物底板标高。同时在各构筑物周围设置若干地下水观测井，将排水盲沟接入地下水观测井，然后通过混凝土排水管就近排放到厂区较低处。6.6.4抗震设计本工程抗震设防烈度为6度；抗震设防类别为乙类的建（构）筑物按7度采取抗震措施，框架结构抗震等级为三级；抗震设防类别为丙类的建（构）筑物按6度采取抗震措施，框架结构抗震等级为四级6.7环境边坡工程本文所有构筑物做成一个整体，整体地埋。根据拟建场地地形情况及场区设计地面标高，场地按设计标高平整后，其边坡最大挖方高度8.0m，最大填方高度（相对高度）为28.0m。为保证边坡的稳定，同时节省造价，做到安全、经济、合理，针对不同的边坡情况采取不同的处理方法。对于整体构筑物周边填方区，采用放坡处理，放坡坡度采用为1：2.0，表面采用铺草皮护面，坡底设护脚挡墙；对于进场道路两侧挖方区，当开挖坡面为强风化层，岩石裂隙较发育时，则采用重力式条石或砼挡土墙支挡。当开挖后坡面为中风化基岩时，且受地形条件限制，不能进行放坡处理或砌筑条石挡墙时，可采用钢筋混凝土锚杆挡土墙支护。对于后厂区综合楼后面填方区，受厂区使用红线的限制，不能进行放坡处理采用C20毛石混凝土衡重式挡土墙支护。6.8厂区土石方平整工程厂区工程根据现状地面高程按设计高程平整场地后，整个厂区挖方量为71150m3（未考虑松土系数），填方量50320m3。6.9地基处理及基础型式6.9.1地基处理方案选择由于拟建场地地形较平缓，场地中间为填方区域，东面和西面为挖方区域。整体构筑物一部分处于挖方区上，而另一部分在填方区时，挖方区面积较大，而填方区面积相对较小，且填方深度不深，地基持力层较浅，在填方区采用桩基础。交界面处，即底板底到中风化基岩面＜3.0m范围内，可将填方区表层土全部清除至基岩，改用浆砌块石或毛石砼回填到垫层底标高。综合楼基础基本位于挖方区，如采用柱下独立基础。6.9.2构（建）筑物基础根据设计厂坪标高及原始地面，整体水池基础型式采用整底板基础，以中风化基岩为基础持力层。当底板垫层底位于中风化基岩内时，不需要地基处理直接以中风化基岩为基础持力层，当底板垫层底距离持力层中风化基岩面大于等于3.0m时，采用D1200人工挖孔桩基础，其他情况均采用C20毛石砼换填到底板垫层底标高。6.10主要构（建）筑物结构选型整体水池共1座，平面尺寸210.0m×85.8m，壁板高12.0~17.50m，为地下式封闭水池。钢筋混凝土壁板结构，整底板基础，水池中间设一层支撑板。池顶采用钢筋混凝土屋盖，其他水池均在该水池内单独封隔出来。由于水池长度方向较长，沿长度方向设置变形缝三道。生物池等采用钢筋混凝土中隔墙重整体水池内分隔出来。钢筋混凝土墙板结构，整底板基础。池顶采用钢筋混凝土屋盖。6.11建（构）筑物施工基坑（槽）开挖由于以下几方面的原因，拟建污水厂各构（建）筑物基坑支护结构型式采取放坡。1）拟建污水厂位于野外，基坑开挖时附近没有其它已建房屋或已建民房准备拆迁。2）基坑周围土质为经分层压实处理的土层或基岩层，土质较好。3）厂区地下水贫乏，地下水补给为大气降水，可采用基坑集水明排。土质基坑边坡坡率控制在1:1.0～1:1.5；岩质基坑边坡坡率控制在1:0.35～1:0.5。对于可能产生松动掉块的岩坡，对局部可能掉块处喷混凝土防护。对于可能产生顺倾角裂隙面滑动的岩坡，根据现场地质情况，设置结构锚杆，穿过岩体结构滑移面，锚入稳定岩体内。变形缝及施工缝1）变形缝：污水厂内构筑物均为现浇钢筋混凝土结构，其中细格栅间、沉砂池、预沉池及污泥泵房、A/A/O生物池及污泥泵房、二次沉淀池均属超长构筑物，抗裂要求较高，采用设置永久变形缝的形式，施工时必须做好变形缝的细部构造，缝两侧的混凝土必须振捣密实，必须满足相关规范和设计图纸的要求，以防水池渗漏。2）施工缝各构筑物不允许设置垂直施工缝，壁板水平施工缝宜设置在底板面以上或顶板面以下300mm处；施工缝是水池易产生渗漏的薄弱环节，必须按《给水排水构筑物施工及验收规范》GB50141-2008的规定施工。大体积混凝土施工本工程部分构筑物底板属于大体积混凝土，大体积混凝土施工的关键是控制温度裂缝的产生，根据我们以往在重庆地区设计和施工的经验，可采取如下措施：1）采用中低热的水泥品种。如：采用普通硅酸盐水泥掺适量粉煤灰。2）掺加外加剂。可掺入适量引气减水剂、缓凝剂等。在大体积混凝土中尚应掺入适量低碱低掺量混凝土膨胀剂，以减少水泥用量。3）优先选用自然连续级配的粗骨料配置。选用较大粒径的粗骨料，但其最大粒径不大于钢筋净间距的2/3和构件断面尺寸的1/4。细骨料优先采用中粗砂，考虑到重庆地区主要产细砂，可用机制砂代替。骨料均应严格限制含泥量。4）控制混凝土的出机温度和浇筑温度。以不超过25℃5）混凝土浇筑完成后，加强表面的保湿、保温措施。7建筑设计7.1设计依据（1）其他各专业条件图（2）设计规范及规程：《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）《办公建筑设计规范》（JGJ67-2006）《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-2001）《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）建筑工程设计文件编制深度的规定现行国家有关建筑设计的规定、规范、通则7.2设计原则工艺先进、管理现代、布局合理；环境优良、安全舒适、以人为本；尊重环境、绿色环保、低碳节能。7.3建筑单体设计地下箱体设有脱水机房，鼓风机房，水处理车间，变电站等生产用房。并设有相应的疏散楼梯间和进排风井。设有2个车辆出入口，车辆由坡道进入地下箱体，便于设备安装及维护。人员疏散口与进排风井组合设计，同时结合景观设计整体考虑，成为厂区休闲公园一景。7.4建筑装修灰色及及深灰色真石漆涂料：建筑物及构筑物外墙浅色防滑地砖：配电间地面环氧树脂涂层：水池内壁水泥基自流平地面：地面不锈钢栏杆：楼梯及构筑物临空面防护栏杆彩钢门窗：建筑门窗高聚物改性沥青卷材防水屋面：建筑屋面白色乳胶漆：建筑内墙7.5建筑节能建筑平面在满足使用功能和美观的要求下，尽量控制建筑形体，不过于复杂。建筑外窗面积在满足通风采光和美观的要求下尽量减小，以利于降低建筑能耗。室内全天然通风采光。生产调度中心及门卫室考虑建筑节能专项设计。7.6建筑防火本工程污水处理系统为地下箱体结构，耐火等级为一级。主要生产原料为污水，多数采用物理处理工艺，局部采用化学处理工艺，所有电气设备均为干式设备，所有电缆电线均为阻燃防火型，生产中停有5辆运泥车辆，地下箱体建筑物生产火灾危险性均为戊类。地下箱体可燃物很少，在正常生产情况下不易发生火灾，且地下污水处理系统空间除日常设备检修维护外属无人区，依据《建筑设计防火规范》及《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》设置28个防火分区，设有2个车辆出入口，及28个直通室外的人员疏散口。每个防火分区均设有不少于2个安全出口，其中每个分区均有1个及以上的直通室外的人员疏散口，（人员疏散口结合通风系统的进出风井合并设置，减小外漏体块对景观的影响）且每个防火分区内任意一点至疏散口的距离均小于60米。7.7建筑噪音控制针对噪声特点，采用吸声、隔声和消声三种措施来达到降噪目的。1）吸声：采用吸声系数越大的多孔吸声材料，装饰建筑内墙及顶棚，从而降低噪声的传播。2）隔声：采用透声系数小材料制作隔声门窗，从而降低噪声的传播。3）消声：采用带有消声的设备，从而从源头降低或阻断噪声的传播。7.8景观设计厂区的景观设计注重景观效果，做到不影响整体风貌。设计主要绿化以植物为主，在方式上采用“点、线、面”结合，以面带点、以点带线。大面积绿地上所点缀的树木为“点”；沿厂区道路而植的树木为“线”；建筑之间的大面积空地绿化为“面”。这样形成多层次，多形态的绿化。在水厂周边设置绿化隔离带，边坡挡墙等位置采用乔木、灌木及匐地植物，通过创造良好景观的同时减少对周边环境的影响。在植物的选择上，根据不同的位置采用不同的种类，厂区内外的绿化隔离带，种植香樟及夹竹桃，形成密实的树林，起到隔离的功能。厂区内干道两侧的行道树选用广玉兰，绿篱选用耐有毒气体的大叶黄杨，形成纵横交错的绿化走廊。同时排列整齐的绿化带，犹如一条绿色的彩练，将道路两侧的建筑物及构筑物紧紧地拴在一起，产生相互对话，实现协调统一。生产性池体旁种植抗污染的不落叶植物夹竹桃及大叶黄杨，以吸收气味。池外壁可植爬蔓（叶子花、常青滕等）以绿叶覆盖。建筑物及构筑物周边空地植以大面积的草坪，草坪上孤植或丛植紫叶李、棕榈、海桐、红继木檗及金叶女贞等乔、灌木点缀其间，使整个厂区春季林绿花香，夏季浓荫蔽日，秋季生机盎然，冬季风韵不减，四季景象常新。8.电气设计及自动化8.1设计依据1.本院工艺、土建专业提供的相关资料2.建设方提供的工程资料3.主要标准及规范《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）《20KV及以下变电所设计规范》（GB50053-2013）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-2011）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）《交流电气装置的接地设计规范》（GB50065-2011）《3～110KV高压配电装置设计规范》（GB50060-2008）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-2008）《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）《建筑机电工程抗震设计规范》（GB50981-2014）《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2013年版)《重庆市建设工程初步设计文件编制技术规定》(2017年版)其它相关的国家标准和设计规范8.2设计范围本工程设计包括重庆市悦来污水处理厂供配电设计，具体内容如下：1、厂内高压配电系统改造及本期新增配电装置;2、二期扩建低压变配电系统及配电装置设计;3、二期扩建单体动力设计;4、在线检测仪表的设计；5、自控系统设计改造及本期新增自控系统设计；6、安全技术防范系统的改造与设计；7、悦来水厂SCADA系统改造及设计。8.3变配电系统负荷等级：悦来污水厂工程为半地下式污水处理厂，一期建设规模为5万吨/天，二期扩建5万吨/天，总规模为10万吨/天，属城市中型污水处理工程。若中断供电，将给城市居民生活和环境保护造成严重影响。为保证污水处理厂连续、可靠地运行，确定本工程为二级用电负荷。现状已有两路10kV电源，一用一备。本期利用原有高压进线进行扩容。0.4KV系统采用单母线分段接线，中间设母联开关。根据环保部门要求：当二路市电均不能供电时，由自备发电机电源对一部分保证安全的设备供电（通风换气、消防、应急照明等）。2、本工程按双电源供电设计，要求由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。两路电源为一用一备。每路电源均应能承担全部负荷的100%运行。3、本工程水厂的两路10kV线路供电，电源均由上级变电站引来，电源均应能承担全部负荷的100%运行。悦来污水处理厂供电电源采用10kV，利用已建10kV专用变配电。4、高低压供电系统接线型式及运行方式：高压系统两路电源互为备用，平时正常运行为一用一备，单母线分段运行方式，联络柜断路器闭合，两进线互锁。低压系统同高压系统一致，均为单母线分段运行方式，变压器两台互为备用。高、低压均采用放射式电缆配电，至各主要构筑物二级配电系统的动力电源一般均为二路，分别由一、二段低压母线各馈出一路电源，一用一备，以保障二级配电系统的可靠和安全。5、变电站位置及容量：1）各电压等级配电系统描述A．10kV配电系统净水厂10kV配电系统主要包括全厂10kV配电系统以及直流操作电源组成。一期用电负荷为两台2000kVA变压器+一台630kVA变压器。本期新增高压出线柜3台，并对应改造调试已建高压系统。本期新增用电负荷为两台2000kVA变压器+一台630kVA变压器。全厂总用电负荷为5260kVA，扩容容量2630kVA。B．低压配电系统本工程全部为低压用电设备。设备单机容量最大为185kW，其他的设备则功率小而且较分散，为节省线路损耗，保证电源电压质量，本期在厂区内配电间装设两台变压器，一用一备，保证低压供电可靠性。在前处理区、污泥脱水车间、生物池及二沉池等处设低压配电系统,由各单体低压配电系统给相应有关用电设备供电。低压配电系统采用单母线不分段联络运行方式，母线系统采用TN-S系统。2）变电站位置：根据厂区工艺流程及总图布置，高压、低压配电间紧靠污水处理车间布置，变配电采用干式变压器，总共设置三台变压器，其中二台用于污水厂，一台用于通风消防照明灯辅助用电，分别安装于各自低压配电间。根据环保部门要求本工程在地下一层设自备柴油发电机房一个，设300kW柴油发电机组一台，作为本工程一级重要用电负荷的应急备用电源。如消防、应急照明等负荷。3）负荷计算：全厂用电负荷分为污水厂工业动力负荷和附属工程用电负荷两大类，本次设计计算负荷仅为污水厂厂区设备用电负荷，主要动力负荷类型为泵类和风机类负荷。主要动力设备负荷量按照轴功率法计算；其余机械设备负荷采用需要系数法计算。一期污水厂计算负荷1480.1kVA，污水处理厂房照明、消防设备供配电、火灾报警系统计算负荷为513kVA。二期扩建工程中提升泵房与一期共用,故新增提升泵负荷放如一期配电系统,新增低压出线柜3台,改造一期低压配电系统。二期扩建新增计算负荷(提升泵房除外):序号计算内容服务范围计算容量(kW)无功功率Qjs(kvar)补偿容量(kvar)视在功率Sjs(kVA)备注1辅助用电负荷4803602前处理及加药725431#生物池15312242#生物池1531225脱水车间22516861#二沉池2518.7572#二沉池2518.758滤池40309紫外消毒池9067.510鼓风机房40030011除臭系统150112.512其他201513低压总用电负荷1558（Kp=0.85）1250（Kq=0.9）1997.514补偿-80015补偿容量716变压器选择SCB13-200010/0.4~0.23两台一用一备运行负荷率81.1%17变压器损耗16.2281.081810kV侧负荷1574.22531.11661.4根据计算结果本次新增计算负荷为1621.7kVA，选用SCB132000kVA，10/0.4~0.23kVNX2变压器两台，负荷率81.1%。变压器运行方式一用一备。辅助用电：一级负荷：本工程排烟风机、送风补风机、消防水泵、防火卷帘、应急照明、疏散指示、消防控制室等设备用电。三级负荷：不属于一级的其他电力及照明负荷在污水厂地下一层设置低压变配电间按负荷分布设计选择一台630kVA、负荷率85%。，应急电源采用300kW柴油发电机。全部设备均为户内布置6、电能计量装置：电能计量采用高压供电高压计量，利用10kV配电系统专用计量柜,改造调试，以满足供电部门的计费要求。7、功率因数补偿方式：低压设备的特点是单机容量不大且分散，采用在低压侧集中补偿方式。操作电源：高压操作电源采用直流操作电源，直流电源屏为微机控制内装免维护铅酸胶体电池的免维护直流电源屏。操作机构为一体化弹簧操作机构。本期沿用一期已有操作电源及操作机构。高压一期采用了微机综合保护装置，本期新增高压柜采用微机综合保护装置，低压采用综合监测及仪表于一体的保护装置。电动机采用电机综合保护装置，信号送至PLC。9、高压进出线采用下进下出方式，低压进线采用母线槽与低压柜连接。敷设方式采用埋地或电缆沟和沿桥架敷设相结合的方式。配电系统为放射式配电方式，配电干线在配电间（电气通道）内沿电缆沟或桥架敷设。消防设备、应急照明及重要负荷采用双电源末端自动切换。10、电动机起动控制方式厂内除工艺要求采用变频控制外，其余电机大于30kW的电动机采用软启动方式，其他低压电机均为全压直接启动。主要电机控制方式采用PLC集中控制和机旁手动控制两种方式。8.4照明系统电气照明设有工作照明、应急照明和户外道路照明，照明电源引至各区域内低压配电系统。室内照明优先选用节能型高效灯具，厂区室外照明可根据绿化需要，选用相应的庭园型灯具，另外在各主要建筑物重要场所设置应急照明灯具，提供不少于90分钟的应急照明时间，配电间、控制室内应急照明连续供电时间不小于180分钟。在主要景观建筑外立面设泛光照明。控制方式采用就地和集中两种控制方式。照明线路户内采用BV线，敷设方式采用暗敷。户外采用YJV电缆，敷设方式穿管直埋。照明光源：主要采用LED灯。根据“建筑照明设计标准”-(GB50034-2013)中规定：房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)照明功率密度值(W/m2)眩光值(UGR)一般显色指数(Ra)变配电间0.75m水平面200≤7.580控制室0.75m水平面300≤91980走道地面50≤260泵房、污水处理工艺用房、风机房地面100≤460应急照明1.疏散走道的地面最低水平照度不低于1lx;2.人员密集场所内的地面最低水平照度不低于5.0lx;3.楼梯间内的地面最低水平照度不低于5.0lx。8.5电缆敷设本工程一级负荷、消防负荷的供电电缆选用WDZBN-YJY-型低烟无卤耐火电力电缆，其他负荷供电电缆选用WDZB-YJY型低烟无卤阻燃电力电缆。一级负荷及消防负荷的供电配电支干线、支线采用WDZN-BYJ辐照交联低烟无卤阻燃耐火铜芯绝缘线，其他负荷的供电配电支干线、支线采用WDZ-BYJ辐照交联低烟无卤阻燃铜芯绝缘线。控制线缆及信号线缆采用ZR阻燃线缆。从变电所引出的低压配电线路采用电缆沟敷设至污水处理车间，在污水处理车间内主要采用不锈钢桥架敷设。在各单体内采用桥架和穿管相结合的敷设方式。8.6设备选型设备选择是一项非常重要的工作，应以先进、可靠、适用的原则来选择设备，同时也应注意结构新颖及经济上的合理性。本工程尽可能选择国内外先进的电气设备，外形尺寸与一期一致，元件档次不低于一期。1)10kV高压开关柜采用中置式金属铠装移开式高压开关柜。主开关采用真空断路器，弹簧操作机构，操作电源DC220V。其性能优越、可靠性高、操作容易方便。2)低压配电柜采用组合式固定分隔柜。组柜简单，功能分隔明确，接线简单，可靠性高，便于操作维护，美观大方，档次较高。3)变压器10kV/0.4kV采用SCB13型干式变压器，能效等级二级，接线方式采用D.Yn11结线组别。变压器抗潮气侵入；耐冷热冲击；一体化绕组抗短路能力强；使用寿命长。4)变频装置选用专门针对水泵电机的并具有多种保护的变频装置。8.7防雷接地设计根据防雷规范要求，厂内配电间及加药加氯间建筑物均按第二类防雷建筑物考虑防雷设计，其他按三类防雷设计，在建筑物易受雷击部位采用避雷带进行保护。1）变配电所防雷与电子信息系统共用接地装置，其接地电阻要求小于1欧姆。为了防止直击雷及感应过电压的侵害，变配电间内高、低压母线均装设防雷装置。2）本工程同一建构物380/220V側采用TN-S制接地系统，不同建构物采用TN-C-S。3）对于照明、插座、热水器、手握式等电气设备设置漏电保护开关，以进一步提高安全性。4）全厂各建（构）筑物的接地装置与变配电站的接地装置借助于厂区电缆沟内的通长接地扁钢或电缆保护钢管焊接成一体，作等电位连接。8.8节能设计所有电气产品均选用高效低损耗产品，在合适的场所采用变频装置。低压设备设置无功补偿，补偿后功率因数大于0.95。供电系统根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。线路尽可能减少导线长度，尽量选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线。增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量，热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，充分利用自然光；推广使用低能耗性能优的光源用电附件。本期采用LED灯具，节能高效。8.9电气安全设计为了防止或减少电气安全事故的发生，电气设计按照电气安全技术规程进行设计，为防止线路过载设计中合理选用导线截面，安装相应的保险或自动开关，为了防止雷电对低压用电设备的危害，根据有关电气规程在变压器低压端加装避雷器作一级保护，比如加装金属氧化物避雷器。为保证设备和操作人员的安全，各类电气、电子信息设备均应采取等电位连接与保护接地措施。将电气设备的金属外壳与接地体连接，以防止因电气设备绝缘损坏而使外壳带电时，操作人员接触设备外壳而触电。在正常情况下各种电力装置的不带电的金属外露部分，除有规定外都应接地。插座回路设漏电保护，配电给自动控制系统的配电和内设置电涌保护器。

如：电机、变压器、电器、携带式及移动式用电器具的外壳。电力设备的传动装置。配电屏与控制屏的框架。电缆外皮及电力电缆接线盒、终端盒的外壳。电力线路的金属保护管、敷设的钢索及起重机轨道及各种SPD接地端均应以最短的距离就近与等电位连接网络直接连接。接地系统应通过接地干线引至建构物内辅助等电位接地端子板，接地干线应采用多股铜芯电缆或铜带，并与建构物主钢筋或其他屏蔽金属构件进行多点连接。接地线宜采用多股铜芯电缆穿镀锌钢管敷设。对于重要的设备机房，接地系统也可直接通过接地引入线与局部等电位接地端子板连接。此外设备的带电部分对地和其他带电部分相互间保持一定的安全距离。对地面裸露的带电设备采取可靠的防护措施。在电气设备系统和有关的工作场所装设安全标志。安全消防措施：在高低压配电间、变压器室和控制室等处配备有相应数量的化学灭火装置。8.10抗震设计1）电气设备安装应满足《建筑机电工程抗震设计规范》（GB50981-2014）的要求。2）变压器安装就位后应焊接牢固，并对接入和接出的柔性导体留有位移的空间。3）配电柜底部应采用金属膨胀螺栓或焊接的方式固定，几个柜子并列安装时，在柜子重心位子以上将几个柜子连成整体。4）挂墙安装的配电箱与墙壁之间应用金属膨胀螺栓连接。5）线路采用金属导管、刚性塑料导管、电缆梯架或电缆槽盒敷设时，应使用刚性托架或支架固定，不宜使用吊架。当必须使用吊架时，应安装横向防晃吊架。6）安装在吊顶上的灯具，应考虑地震时吊顶与楼板的相对位移。8.11仪表及自控系统设计8.11.1设计依据《自动化仪表工程施工及质量验收规范》（GB50093-2013）《分散型控制系统的工程设计规范》（HGT20573-2012）《可编程序控制器系统工程设计规范》（HG/T20700-2014）《自动化仪表选型设计规范》（HG/T20507-2014）《仪表供电设计规范本规范》（HG/T20509-2014）《信号报警及联锁系统设计规范》（HG/T20511-2014）《仪表配管配线设计规范》（HG/T20512-2014）《仪表系统接地设计规范》（HG/T20513-2014）8.11.2设计范围本工程的仪表及自动化系统设计包括以下内容：(1)工艺生产流程要求的在线检测仪表的设计；(2)工艺生产流程要求的自控系统设计；(3)安防监控系统的配置；(4)污水厂SCADA系统改造与设计。8.11.3设计原则1）生产管理及自动控制系统设计遵循先进性、实用性、可靠性、经济性、开放性的原则，满足污水厂处理工程生产管理和工艺过程对自动化的要求。采用“集散型”控制方式，集中监控管理、分散控制、数据共享。系统配置采用成熟技术，产品设计选型符合国际或国家工业标准，可靠性高、适应能力强、扩展灵活、操作维护简便；系统平台软件选用稳定安全的主流操作系统，便于系统使用和维护；管理软件、监控软件、现场控制软件的编制均选用符合国际软件业标准的开发平台，同时考虑用户开发的方便性和易于扩展性；设备和软件的供应商能够长期提供技术支持和服务，备品备件能得到有力的保障。2）在线检测仪表设置基于两方面考虑，一方面要满足工艺流程控制的需要，另一方面要满足污水厂管理的需要并按经济实用的原则。3）闭路监控系统采用模拟采集与传输、数据存储相集合的方式。选择性能稳定可靠的、经济使用的图像采集设备，采用硬盘录像机对图像进行存储。8.11.4仪表的设计与选型1）总体要求A、在线检测仪表设置基于两方面考虑，一方面要满足工艺流程控制的需要，另一方面要满足水厂管理的需要并按经济实用的原则。B、全厂的检测仪表根据本工程水处理工艺流程和计算机测控管理系统的要求配置。仪表的选型除满足被测对象的性质和环境条件、测量范围及精度、防护等级等要求外，还要适合当地的气候特点。水质分析仪表选用进口名牌产品。2）仪表配置根据工艺流程和现代化管理的需要，在工艺流程的各个部分分设流量计、水位计、pH计、余氯计、浊度计、温度计、压力计和各类电量变送仪表。这些仪表均选用工业级在线式仪表，并根据安装环境的要求具有相应的防护等级。仪表设置基于两方面考虑，一方面要满足工艺流程控制的需要，另一方面要满足水厂管理的需要并按经济实用的原则，具体设置如下：A．工艺仪表：细格栅、曝气沉砂池：液位差计2台、进水COD分析仪1台、进水氨氮分析仪1台，进水PH计1台，进水浊度计1台。预