出口加工区污水处理厂工程初步设计

总目录

第一册初步设计说明书

第二册工程概算书

第三册设计图纸

目录

1.总论...............................................1

1.1项目概况..............................................1

1.2编制依据、原则和范围..................................2

1.3规范和标准............................................4

1.4工程建设产业化政策....................................6

2.工程概述..............................................8

2.1项目开发建设的背景....................................8

2.2工程服务范围的确定....................................9

2.3水量预测及工程规模....................................9

2.4进水水质.............................................12

2.5出水水质.............................................15

2.6污水厂厂址...........................................15

2.7污水厂尾水排放.......................................17

3.污水处理工艺.........................................18

3.1设计原则.............................................18

3.2污水处理工艺.........................................19

3.3污水处理工艺流程选择.................................23

4.污泥处理工艺.........................................39

4.1污泥处理目的.........................................39

4.2污泥处理工艺........................................40

4.3污泥最终处置........................................42

5.污水厂工艺流程设计...................................48

5.1污水厂工艺流程.......................................48

5.2生产构筑物工艺设计..................................49

5.3辅助建筑物工艺设计...................................59

5.4污水处理厂平面布置..................................59

5.5尾水排放.............................................62

5.6厂区道路.............................................62

5.7厂区给水排水.........................................62

5.8通讯系统.............................................63

5.9厂外配套工程.........................................63

6.建筑设计............................................65

6.1设计依据及原则.......................................65

6.2建筑设计.............................................65

6.3建筑装修.............................................66

7.结构设计.............................................68

7.1设计标准.............................................68

7.2地基处理方案设计....................................70

7.3技术设计.............................................70

7.4构（建）筑物结构方案设计.............................71

7.5主要建筑材料.........................................72

7.6受力钢筋的混凝土保护层最小厚度.......................72

7.7抗震设计.............................................73

8供配电设计...........................................74

8.1设计范围.............................................74

8.2供电电源.............................................74

8.3用电负荷及主变压器容量...............................74

8.4变配电系统..........................................75

8.5无功补偿.............................................75

8.6设备选型.............................................75

8.7电动机起动控制方式...................................76

8.8保护方式.............................................76

8.9计量方式.............................................77

8.10各级电压电气设备平面布置............................77

8.11防雷接地保护........................................77

8.12照明设计............................................78

8.13通讯设备............................................78

9自控及仪表设计.......................................79

9.1设计原则.............................................79

9.2系统结构设计.........................................80

9.3控制功能设计.........................................81

9.4管理功能设计.........................................84

9.5仪表的设计与选型.....................................89

9.6系统防雷措施........................................90

9.7控制系统、检测仪表配线及安装........................91

9.8仪表文字符号........................................91

10.辅助设备...........................................92

10.1化验设备............................................92

10.2机修设备............................................94

10.3运输设备............................................95

11.通风工程............................................96

12.工程节能............................................97

12.1能耗指标及分析......................................97

12.2工程节能措施........................................98

13.环境影响、劳动安全保护与消防.......................99

13.1环境影响............................................99

13.2劳动安全保护.......................................103

13.3消防...............................................105

14.人员编制及管理机构.................................106

14.1人员编制...........................................106

14.2管理机构...........................................106

15.效益分析...........................................108

15.1社会环境效益分析...................................108

15.2国民经济效益分析...................................108

16.工程概算简述及成本分析.............................109

16.1工程概算...........................................109

16.2主要经济技术指标....................错误!未定义书签。

16.3资金筹措及投资计划.................................110

17.主要设备及材料.....................................111

17.1净水厂平面布置图...................................111

17.2粗格栅、进水泵房...................................112

17.3细格栅、旋流沉砂池.................................113

17.4水解池.............................................114

17.5氧化沟.............................................115

17.6配水井、污泥泵房...................................116

17.7二沉池.............................................117

17.8紫外线消毒池..........................................118

17.9储泥池.................................................119

17.10污泥脱水车间.........................................120

附件：..............................................121

L总论

1.1项目概况

1.1.1项目名称、地点及业主单位

项目名称：中国泉州出口加工区污水处理厂工程

建设地点：泉州市出口加工区

业主单位：福建广汇投资有限公司

LL2建设规模

项目总规模:2万m'/d

近期：1万m7d；远期：2万mZl。

L1.3主要建设内容

(1)污水处理厂工程

①总规划控制用地面积22.56亩，近期工程用地22.56亩；

②厂内近期实施主要构筑物

按1万吨/日规模建设：粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、

氧化沟、二沉池、污泥泵房、储泥池、污泥脱水机房、紫外线消毒

池、综合楼等;

1.2编制依据、原则和范围

1.2.1编制依据

(1)泉州出口加工区控制性详细规划文本、说明书、基础资料

重庆市规划设计研究院2006.02

(2)泉州出口加工区环境影响报告书

泉州市环境保护科学技术研究所2005.12

1.2.2编制原则

(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家的法规、规范及标

准；落实“福建省城市污水、生活垃圾处理产业化发展规划”，及

“福建省城市污水生活垃圾处理产业化政策”；

(2)在总体规划指导下，以《泉州出口加工区控制性详细规

划》为依据，根据统一规划设计分期实施的方针，本着需要和可能

相结合、近期和远期相协调原则，使工程建设与城市的发展相协调,

既保护环境，又最大程度地发挥工程效益；

(3)采用先进、可靠、高效、经济合理的处理工艺，选择国内外

先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备。

(4)采用现代化技术，实现科学自动化管理，做到技术可靠，运

行稳定，经济合理。

(5)合理进行高程设计和设备选型，节约能源，减少动力消耗，

以降低运行成本。

(6)污水厂总平面布置力求在便于施工、安装和便于维修的前期

下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，并留有发展余地；污水

管网工程充分利用现有地形地貌特点，尽量减少管道埋深，以降低

施工费用及减少日后养护工作的困难。

(7)妥善处理处置污水收集、输送过程中产生的栅渣，避免二次

污染。

(8)排水干管在平面布置方面，尽量避免或减少与河道，主要道

路及现有建筑物、构筑物、管线交叉，少拆迁及破路面，减少工程

造价。

(9)积极创造一个良好的生产和生活环境，把污水厂建成一个现

代化的清洁式工厂。

1.2.3编制范围

本工程初步设计的编制范围为泉州市出口加工区污水处理厂工

程。以总体规划和排水专项规划的要求，就污水处理厂工程建设方

案所涉及的问题进行分析论证编制本文件。

本工程初步设计按照上述有关原则和工作范围，包括下列研究内

容:

(1)对泉州市出口加工区污水处理厂工程服务范围内的近、远期

污水量与水质进行调查预测，确定近、远期处理规模、处理程度与

建设年限；

(2)污水处理厂厂址选择论证；

(3)污水、污泥处理的各工艺技术方案比选，推荐优选方案；

(4)污水处理工艺流程设计；

1.3规范和标准

(1)GB50014-2006《室外排水设计规范》

(2)GB50013-2006《室外给水设计规范》

(3)GB8978-96《污水综合排放标准》

(4)GB3838-2002《地表水环境质量标准》

(5)GJ31-89《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》

(6)CJ3082-99《污水排入城市下水道水质标准》

(7)CJ3025-93《城市污水处理厂污水污泥排放标准》

(8)CJJ50-92《城市防洪工程设计规范》

(9)GB/T50265-97《泵站设计规范》

(10)GB50318-2000《城市排水工程规划规范》

(11)GB50069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》

(12)GB50019-2001《建筑结构荷载规范》

(13)GB50010-2002《混凝土结构设计规范》

(14)GB50011-2002《建筑抗震设计规范》

(15)GB50016-2001《建筑设计防火规范》

(16)GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》

(17)GB50016-2001《建筑设计防水规范》

(18)GB50057-94《建筑防雷设计规范》（2000年版）

(19)《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002；

(20)《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》GB50032-91；

(21)《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84；

(22)《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97；

(23)GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》

(24)GB50054-95《低压配电装置及线路设计规范》

(25)GB50055-93《通用用电配电设计规范》

(26)GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》

(27)GB50052-95《工业与民用供配电系统设计规范》

(28)GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》

(29)GB50046-95《工业建筑防腐设计规范》

(30)GBJ22-87《厂矿道路设计规范》

(31)TJ19-750《工业企业采暖、通风及空气调节设计规范》

(32)GBJ87-85《工业企业噪声控制设计规范》

(33)《城市污水处理工程项目建设标准》(2001年)

(34)GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》

1.4工程建设产业化政策

2001年9月，受省建设厅委托，中南市政设计院会同省规划院

编制了《福建省城市污水、生活垃圾处理产业化发展规划》。规划制

定了福建省城市污水、生活垃圾处理产业化发展战略，确定了“十

五”“十一五”期间全省城市污水、生活垃圾处理目标和建设规模，

并对城市处理污水厂的布局和建设时序进行了安排，选择了适合福

建省实际情况的城市污水、生活垃圾处理方法和处理工艺，进行了

城市污水处理厂和生活垃圾场的投资和运行成本分析，提出了城市

污水、生活垃圾处理的投融资渠道，建设管理体制以及实施规划的

政策保障措施。该规划对于福建省污水处理产业化推动具有指导意

义。

2002年9月，国家计委、建设部、国家环保总局制定了《关于

推进城市污水、垃圾产业化发展的意见》。福建省人民政府以闽政

[2001]31号文制定了《关于推进城市污水处理产业化发展的暂行规

定》，以闽政办[2002]96号文发布了《关于推进城市污水处理产业

化的补充意见》，为污水处理产业化提供了政策依据。这些文件明确

了我省城市污水处理目标为：至2005年，全省设市城市至少应建成

一座污水处理厂，城市污水处理率达45%以上。至2010年，城市污

水处理率达60%以上。并确定了污水处理产业化的原则：污水处理

厂部分的投资建设和运营推向市场，面向社会通过招投标确定投资

和运营主体。城市污水管网的投资仍主要由政府承担，也可以在国

有控股建设经营的前提下引入多元化投资。

2.工程概述

2.1项目开发建设的背景

泉州面积10865^2,人口728.08万,是我国著名的侨乡和台胞

主要祖籍地，是国务院首批公布的历史文化名城之一，宋元时代“海

上丝绸之路”东端起点，历史上亨有“东方第一大港”的盛誉。改

革开放以来，特别是九十年代以后，泉州市经济发展迅速，经济总

量持续增加，已发展为福建省三大城市之一，2002年人均GDP已达

13722元，比2001年增长了近10个百分点。为促进国民经济快速

健康发展、扩大出口，国务院于2005年6月3日批准设立泉州出口

加工区（国力函[2005]53号,见附件1）。

泉州出口加工区（以下简称“加工区”）位于泉州经济技术开发

区内，泉州经济技术开发区（以下简称“开发区”）是由泉州市人民

政府直接投资，经福建省人民政府批准的省级开发区，前身为泉州

市清濠科技工业更名为“泉州经济技术开发区”。2004年在全省开

发区清理整顿中，福建省人民政府把泉州经济开发区列为保留与重

点建设的省级开发区并上报国家有关部门（闽政[2004]14号）。开

发区已经通过国土资源部土地规划审核，符合土地利用总体规划和

城市规划。

泉州出口加工区位于泉州经济技术开发区西北片区，即晋江市

紫帽、磁灶两个镇交界处，南接324国道，北抵紫帽山，东临紫帽

镇驻地（接新建的高尔夫球场），西至磁灶镇驻地，南北长约2700

米，东西宽2480米，规划总用地面积3.994km2,其中出口加工区

生产用地2958km%

2.2工程服务范围的确定

根据《泉州出口加工区控制性详细规划》，工程服务范围为位于泉

州市市区西南的泉州市出口加工区，规划面积为3.99km2淇中用于出口

加工区2.95kn?,配套区1.04km2。该范围内的生活污水和工业废水经收

集后进入污水处理厂。

2.3水量预测及工程规模

根据《泉州出口加工区控制性详细规划》，泉州出口加工区东

至泉州远期规划外环路，西至磁灶镇井边村曾岭自然村，南至324

国道，北至紫帽镇霞茂村。场地南北长约2700米，东西宽2480米,

规划总用地面积408.7374公顷,合6131.06亩,其中出口加工区生

产用地254.9827公顷（围网面积），规划一期围网203.7486公顷。

二期围网51.2341公顷，配套区118.2172公顷。规划片区通过围网

隔离形成南、北两大片区布局，即关内与关外，关内依据出口加工

区的特点用围网与外界不间断隔离，主要规划用以建设标准厂房、

物流保税仓库以及海关监管等。用地性质以一类工业用地为主，关

外为配套服务区，主要为出口加工区提供居住、商业、公共设施、

市政公用设施等配套设施。其中工业用地占地37.51%,公共设施用

地占地2.81%,仓储用地占地3.92%,道路广场用地占地18.36%,

绿化用地占地12.94%,居住用地占地7%,其余为市政公用设施用

地、储备用地或暂不建设用地。

污水量预测通常采用两种方法：

(1)综合指标法：即将居民生活污水量、工业废水量及公共建

设污水量统一归纳为人均综合污水量指标，根据城市污水量综合定

额和规划人口进行预测污水量的一种方法。

(2)分项指标法：即将总污水量划分为居民生活污水，宾馆、

饭店、行政办公、商业贸易等公共建筑污水，工业企业生产所产生

的工业废水、地下水渗入等四部分。

由于泉州出口加工区用地主要以工业为主，加工区内人口数量

受区内企业数量及企业性质的影响比较大，采用综合指标法的误差

比较大，本方案主要采用分项指标法预测污水量。

2.3.1水量预测

区内用水量按照《城市给水规划工程规范》包括：工业用水量、

生活用水量、公共设施用水量，其他用水量(交通设施、仓储、市

政设施、浇洒道路、绿化、消防、特殊用水)。

用水量测量主要依据加工区规模，产业结构特点采用单位面积

用地用水量进行预测，并参照泉州实际情况，计算结算如下表（表

2-1）：

表2-1泉州出口加工区最高日用水量计算表

用地面积（公用水标准（立方

用地性质用水量（立方米/日）

顷）米/日/公顷）

工业用地139.3811015331.8

公共设施用地10.4360625.8

仓储用地14.5720291.4

居住用地24.551102700.5

道路广场用地68.24201364.8

市政公用设施用3.782594.5

地

绿化用地48.0910480.9

储备用地36.41501820

暂不建设用地29.07

总计374.5222709.7

参照上表，得出泉州出口加工区日最高用水量为2.27万m3/do

生活污水量、公共设施污水量按给水量的100%计，工业污水量

按给水量的90%计，浇洒绿地、道路广场不计污水量。计算结算如

下表（表2-2）：

表2-2泉州出口加工区最高日污水量计算表

用地面积（公污水量标准（立方

用地性质污水量（立方米/日）

顷）米/日/公顷）

工业用地139.389913798.6

公共设施用地10.4360625.8

仓储用地14.5720291.4

居住用地24.551102700.5

市政公用设施用地3.782594.5

储备用地36.41501820.5

总计229.1219331.3

参照上表，得出泉州出口加工区日最高日污水量为1.93万m3/d。

2.3.2工程规模

经上述测算，泉州出口加工区污水处理厂总规模为2.0万m3/d,

一期工程规模为1.0万m3/do二期再增加1.0万m3/do

2.4进水水质

合理拟定污水水质指标是进行污水处理厂布局方案、优化技术

经济指标的前提。从污水产生因素方面看，城市污水水质指标主要受

当地居民生活及用水习惯、工业性质以及污水排放量等因素影响。

从城市污水组成上看，其水质主要受生活污水和工业区废水中污染

物浓度的影响。按照环保要求，加工区内企业将自行设置工业废水

处理设施，将生产性废水处理到《污水综合排放标准》和《污水排

入城市下水道水质标准》的要求后，将达标后的工业废水接入区加

工区内污水管网，与生活污水一同在污水处理厂集中处理。

根据《泉州出口加工区环境影响报告书》中预测，出口加工区

的工业废水水质为：

B0D5280mg/L

CODcr840mg/L

SS280mg/L

TN280mg/L

NH3-N112mg/L

TP14mg/L

考虑到区内企业自行设置工业废水处理设施及区内居民生活污

水的影响，并且结合周边与出口加工区相类似的经济开发区的污水

处理厂进水水质指标（表2-2）,

本方案拟将污水厂进水水质指标定为：

BOD5240mg/L

CODcr500mg/L

SS400mg/L

TN45mg/L

NH3-N35mg/L

TP3mg/L

pH：6-9

色度W80倍

（表2-2）省内主要各县市污水处理厂设计资料表

序

号污水厂备注

BOD5CODcrssNH3-NTP

三明污水处理厂15不含三钢三

113025025

（二期）0化污水

泉州市污水处理15以生活污水

2120250253

厂0为主

20以生活污水

3晋江污水处理厂150300304

0为主

漳州市污水处理30含漳州糖厂

42504003

r0污水

南平市污水处理12以生活污水

5100250253

厂0为主

石狮市污水处理20

6140300303中心城污水

厂0

20

7莆田污水处理厂120300325

0

福州祥坂污水处15

812024010.5

理厂0

厦门南岸污水处33

9137337

理厂6

2.5出水水质

根据污水处理厂的尾水排放标准按《城镇污水处理厂污染物》

(GB18918-2002)中的一级B标准执行,具体指标为:

PH：6-9BOD5：W20mg/L

CODcrW60mg/LSSW20mg/L

TN〈20mg/LTPWlmg/L

NH3-N^8mg/L色度W30倍

粪大肠菌W10000个/L

2.6污水厂厂址

根据泉州出口加工区规划，污水处理厂选址应综合考虑各种因

素进行选定：

(1)厂址位于加工区及水体的下游，并尽可能远离城市水源

地；

(2)少占农田，尽量利用坑塘洼地和江河滩地；

(3)工程地质条件好，以减少工程费用；

(4)避开洪水、潮水淹没区域；

(5)尽量靠近外受纳水体，以减少尾水管道的长度：

(6)厂外交通方便，尽量靠近道路，以减少外部道路工程量:

(7)位于城市或居民区夏季主导风向的下游，并尽量远离居

民区，避免废气和噪声扰民;

(8)厂区留有发展余地。

规划区的污水处理有3种方案：

(1)依地势自北排放至福厦公路上的污水主干管内，再向东

最终进入市区污水处理厂；

(2)独立在区内设污水处理厂；

(3)在324国道南侧建污水处理厂。

对比以上几种方案，方案一送距太远、运行成本高，方案二成

本低，但因为用地紧张，加上污水处理厂选址按照规范要求，一是

需设在城市盛行风的下风向；二是其周边300米范围内需设卫生防

护绿地；三是厂址标高应在20年一遇的洪水位以上，这样以来会影

响出口加工区土地的使用，方案三避免以上2个方案的缺点，本工

程选择独立设污水处理厂方案，位置在福厦公路(324国道)南侧,

在设计过程中适当提高本地块的设计高程，全区污水在此汇集处理,

污水处理厂处理能力2.0万m3/do

依据上述选址原则，本工程污水厂选址于福厦公路南侧20米，

优优服装厂东部的磁灶镇苏安村，占地面积27.90亩。该厂址位于

丘陵地带，远离村庄，无拆迁费，污水厂建设的环境影响小；不涉

及基本保护农田，征地费用少；同时距离受纳水体九十九溪距离较

近，便于尾水的排放。

2.7污水厂尾水排放

根据污水厂厂址的位置，污水处理厂尾水直接受纳水体是九十

九溪。本方案拟将污水处理厂尾水排放口设在污水处理厂约1公里

的九十九溪坝头水闸下游100米处。九十九溪溪头闸坝处20年一遇

设计洪水水位6.16m,在设计过程中适当提高本地块的设计高程，

既可使污水厂处理后的尾水通过自流排入受纳水体。

3.污水处理工艺

3.1设计原则

(1)贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、

规范及标准。

(2)从出口加工区的实际情况出发，在城市总体规划的指导下，

使工程建设与开发区的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥

工程效益。

(3)根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求

技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、

确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。

(4)妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，

避免造成二次污染。

(5)为确保工程的可靠性及有效性，提高白动化水平，降低运行

费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程的设备

必须采用国内优质产品。

(6)为确保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，且污水厂运行设备要有足够的备用率。

(7)在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便

于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，

扩大绿化面积，并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。

(8)厂区竖向设计力求减少厂区填、挖方量和节省污水提升费用。

(9)厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周

围景观相协调。

(10)积极创造一个良好的生产和生活环境，把泉州出口加工区

污水处理厂建设成现代化的清洁式工厂。

3.2污水处理工艺

污水处理厂工艺的选择应根据设计进水水质，处理程度要求，用

地面积和工程规模等多种因素进行综合考虑。在保证出水水质的大前

提下，应选择处理效果稳定、技术成熟的工艺，同时，所选择的处理

工艺也应该具有管理方便、能耗节省、运行费低、设备先进等优点，

尽可能保证以最少的投入取得最大的效益。

由于目前进入污水处理厂工业废水，CODcr>BOD5指标较高。

必须对工业废水进行一定程度的预处理和生化处理后，才能进行

常规的城市污水二级处理。

生物处理技术：

在工业废水生物处理工艺流程的选择上，在去除有机物方面，主

要是根据废水的可生化性选择处理流程，当BOD/CODs不小于0.3的

工业废水，可选用好氧生物处理。对于难降解的工业废水，可选用厌

氧(水解酸化)-好氧处理工艺，水解酸化主要是提高工业废水的可生

化性，使难以降解的高分子有机物通过水解酸化作用，而变成低分子

有机酸，提高工业废水的可生化性，为好氧处理创造条件。一般厌氧

段的水力停留时间(HRT)为8-10h,好氧段的剩余污泥全部回流到厌

氧段，厌氧段的固体停留时间(SRT)很长，使整个系统无剩余污泥

排放。而对易于生物降解的工业废水，可采用好氧生物处理。

水解酸化后的好氧生物法目前采用较多为活性污泥法、生物接触

氧化法、生物转盘及塔式滤池等。

①活性污泥法

活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法、

表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、效果较好等优点。其

中，表面曝气池因存在易发生短流、充氧量与回流量调节不方便、表

面活性剂较多时产生的泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较

少采用。而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得

到广泛应用。污泥负荷的建议值通常为0.3-0.4kgBOD5/kgMLSS-d时,

B0D5去除率可达90%以上，COD去除率为60%-80%。

②生物接触氧化法

生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥量少、不产生丝

状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有机物

的专性微生物等特点，因而近年来在工业废水处理中被广泛采用。生

物接触氧化法停止运行后，重新运行启动快，能减少因企业节假日和

设备检修停止生产无废水排放对生物处理效果的影响。因此，尽管生

物接触氧化法投资相对较高，但因能适应企业废水处理管理水平较低、

用地较紧张等困难处境，应用越来越广泛。其特别适用于中小水量的

工业废水处理，通常，容积负荷为0.6-0.7kgBOD5/m3•d时，BOD5

去除率大于90%,COD去除率为60%-80%。

③缺氧水解一好氧生物处理工艺

如前所述，缺氧段的作用是使部分结构复杂的、难降解的高分子

有机物，在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物，提高其可生化

性，从而提高后续好氧生物处理的有机物去除率。近年来，该工艺己

在工业废水处理中得到应用，并达到较好的处理效果。缺氧段的水力

停留时间，一般是根据进水COD浓度来确定的。当缺氧段采用填料法

时，通常建议按每100mg/L的COD需水力停留时间lh累计取值。好

氧段负荷取值有两种方法，一是不计缺氧段去除率，此时好氧段负荷

的取值略高于一般负荷值；另一计算法是按缺氧段BOD5去除为

20%-30%计，而好氧段的负荷按一般负荷值计算。经过这一工艺处理

后，BOD去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%,色度去除

率较单一的好氧法也有明显提高。

④生物转盘、塔式滤池

生物转盘、塔式滤池等工艺在工业废水的处理中也曾被采用，取

得了较好的效果，有的厂目前还在运行。但由于这些工艺占地较

大，对环境的影响问题较多，处理效果相对其他工艺低，目前己很少

被采用。

⑤厌氧处理

对浓度较高、可生化性较差的工业废水，采用厌氧处理方法能较

大幅度地提高有机物的去除率。厌氧处理在实验室研究、中试中己取

得了一系列成果，是有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较

高，在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。目前

这方面还缺乏工程经验和工程典型实例。

根据上述几种好氧生物法的特点，鉴于本工程是工业园区污水处

理厂，不是工矿企业的废水处理站，其规模较大。从本工程的实际出

发，生物处理工艺采用水解酸化+好氧活性污泥法。

水解酸化一好氧活性污泥工艺是国内自主开发的污水处理新工

艺。该工艺是在传统的活性污泥法基础上，用水解池取代了传统的初

沉池，形成了水解（酸化）一好氧活性污泥工艺。工艺中的水解池是

一种新型的厌氧反应器，它是在污水厌氧处理技术研究的基础上，采

用较短的水力停留时间，从而省去了厌氧反应中时间长、控制条件要

求高的甲烷发酵阶段，而利用水解、产酸菌可以迅速降解水中有机物

的特点，形成以水解产酸菌为主的厌氧上流式污泥床。由于水解池集

生物降解、物理沉降和吸附为一体，在与初沉池停留时间相近的情况

下，有机物去除效果显著高于初沉池。并且能将污水中的难降解的大

分子有机物转化为小分子有机物，提高了污水的可生物降解性，使得

后续的好氧处理所需的停留时间缩短，能耗降低。与此同时，悬

浮固

体物质（包括进水悬浮物和后续好氧处理中的剩余污泥）被水解

为可溶性物质，降低了污泥产量，并使污泥得到处理，从而取消了传

统工艺中的污泥消化池，实现了污水和污泥的一次性处理。

由于水解（酸化）一好氧工艺与传统好氧生物处理工艺相比较，

具有能耗低、停留时间短和污泥产量少的特点，特别是水解池具有改

善污水可生化性的特点，使得本工艺不仅适用于易于生物降解的城市

污水，同时更加适用于含有大量工业废水的不易生物降解的污水。所

以本工艺也广泛适用于工业废水的处理，如纺织废水、工业废水、焦

化废水、酿酒、化工、造纸废水等。

由于水解一好氧生物处理工艺中的关键技术为水解池，其后续好

氧可以根据不同的需要采用不同的工艺，如SBR、氧化沟、氧化塘、

土地处理等，这就更加扩大了水解一好氧工艺的适用范围。

由于进入污水厂有大量的工业废水，CODcr,BOD进水浓度高，

且含有大量难降解的有机物，而水解酸化+好氧活性污泥法对此种工

艺废水具有很强的针对性，可以改善污水的可生化性，为后续好氧活

性污泥法处理创造良好的条件，从而保证污水处理后达标排放。并且

本工程对除磷也有要求，通过水解池的回流污泥中聚磷菌释放磷，而

进入好氧段，聚磷菌又变本加厉地吸收磷，使污泥成为高磷污泥，通

过排放高磷的剩余污泥的方式，将磷去除。因此，采用水解酸化+好氧

活性污泥法工艺处理是合适的。

3.3污水处理工艺流程选择

水解酸化后，去除了约30%左右的BOD和COD的同时，废水的

可生化性得到了显著提高，为后续好氧生物处理创造了最基本的条件。

其各项指标也仅比同类城市的污水的指标高而己，完全可以采用生物

处理这种日前已成为城市污水处理的主体工艺。

生物处理工艺的类型较多，其中又以活性污泥法和生物膜法应用

较为广泛。最早的活性污泥法产生于本世纪初，由于其较高的处理效

率，且运行稳定可靠，在世界各地得到了普遍应用，目前己成为城市

污水生物处理的主要方法。生物膜法出现于上世纪末，是最早采用的

人工生物处理方法，由于生物膜法处理效果受温度等环境因素的影响

较大，且运行控制的灵活性小，城市污水处理厂较少采用，但生物膜

上的微生物浓度很高，抵抗表毒物质能力强。

根据工业废水处理工艺的要求，结合以上论述的实际情况，后续

的生物处理采用好氧活性污泥法。

一、传统活性污泥法

活性污泥法创建于1817年，是利用河川自净原理的人工强化高效

污水处理工艺，80多年来出现过各种活性污泥法的变形，近年来微生

物学和细胞学在污水处理上的应用又有了新的发展，但是其原理

和工艺过程没有根本的改变。活性污泥系统主要由曝气池、曝气系统、

二次沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成。

在传统活性污泥工艺中，不同的污染物是以不同的方式，在不同

的构筑物中得到去除的。

(1)SS的去除

污水中的SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径

的有机颗粒依靠自然沉淀作用即可去除，小直径的有机颗粒依靠微生

物的降解作用去除，而小直径的无机物颗粒(包括尺寸大小在胶体和

亚胶体范围内的无机颗粒)则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，

与活性污泥絮体同时沉淀而被去除。

污水厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水SS指标，出水中的

BOD5>CODcr等指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物主要活性

污泥絮体，其本身的有机成份就很高，较高的出水悬浮物含量会使得

出水的BOD5、NH3-N及P均增加。因此，控制污水厂出水的SS指标

是最基本的，也是很重要的。

为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例

如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用较低

的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水

处理方案选用合理、工艺参数取值合理和单体设计优化的条件下，完

全能够使出水SS指标达到20mg/L以下。

(2)BODs的去除

污水中BODs去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污

泥与水进行分离来完成的。

活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用

于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成

所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢

与分解过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等易降解有机物)直

接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表

面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧

代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且

代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5

浓度降低。根据国内外有关设计及运转资料，在污泥负荷为

0.3kgBOD5/kgMLSS.d以下时，就很容易使得出水BOD5保持在15mg/L

以下。

(3)COD的去除

污水中COD去除的原理与BOD5基本相同。污水厂出水中的COD

的去除率，取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。

对于那些全要以牛活污水及其成分与生活水相近的工业废水组成

的城市污水,这种城市污水的BOD5/COD』比值往往接近甚至大于0.5,

其污水的可生化性较好，出水COD,值可以控制在较低的水平。而成

分土要以工业废水为土的城市污水,或BODs/CODcr比值较小的城市污

水，其污水的可生化性较差，处理后污水剩余的CODcr会较高。

（4）氮、磷的去除

在传统的活性污泥法中，BOD的生物降解过程伴随着微生物菌体

的合成，在这过程中氮、磷作为微生物正常生长所必需的营养元素而

成为生物污泥的组成部分，最后通过剩余污泥的排除而得以去除。但

传统活性污泥法对氮、磷的去除是有一定限度的，一般而言，仅从剩

余污泥中去除氮和磷，氮的去除率约为10-20%,磷的去除率约10-30%。

二、污水的脱氮除磷

中国泉州出口加工区污水处理厂尾水排放必须达到国家污染物排

放一级B标准，其中对N、P的要求要高,NH3-NW8mg/LTPWl.Omg/L,

即NH3-N要求去除率为78%、TP为67%o故水解酸化+好氧活性污

泥法工艺中的好氧活性污泥法必须具有相当的脱氮除磷功能。

（一）生物脱氮除磷基本原理

污水脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学

法两大类。国外从六十年代开始曾系统地进行了脱氮除磷的物化处理

方法研究，结果认为物化法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高

等，因此，城市污水处理厂一般不推荐采用。从七十年代以来，国外

开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始

研究的脱氮除磷技术，在八十年后期逐步实现工业化流程。目前，常

用的生物脱氮除磷工艺用厌氧/缺氧/好氧法（A/A/O）,不论是传统推

流式或各类型氧化沟，SBR等工艺尽管工艺形式各具特点，对于脱氮

除磷必需具备此条件。

1、生物脱氮

污水中的有机氮、蛋白质等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨

氮，而且在硝化菌的作用下变成硝酸盐氮，此阶段称为好氧硝化。随

后在缺氧条年下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸

盐氮还原成氮气从污水中逸出，此阶段称为缺氧反硝化。

在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、

PH值以及反硝化碳源。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度缓慢，因此

须有足够的污泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要

有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。

2、生物除磷

生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到抑制而释放

出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB

（聚B羚丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内

储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸收磷，形成含磷量高的污

泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。

影响生物除磷的因素是要有厌氧条件，同时要有可快速降解的有

机物，即BOD5/P比值恰当。同时，希望含磷污泥尽快排出系统，以

免污泥中的磷又返回到污水中。

（二）污水生物脱氮除磷工艺

目前，脱氮除磷生物处理工艺类型较多，基本上分为以下几类：

AB、A2/O>SBR、氧化沟等。

1、AB法

AB工艺系吸附生物降解工艺的简称，是原联邦德国亚琛大学

B-Bohnke教授于70年代中期所发明，80年代初开始应用于工程实

践，AB工艺属超高负荷活性污泥法，具有脱氮除磷功能。该工艺不设

初沉池，由A、B两段组成。

污水经预处理后，直接进入A段曝气池，A曝气排出的混合液在

中沉池进行泥水分离，A曝气、中沉及其回流和排泥组成A段处理系

统。中沉池出水进入B段曝气池继续进行处理，B曝气混合液排入二

沉池进行泥水分离，B曝、二沉及其回流和排泥组成B段处理系统。

AB工艺的A段为吸附段，该段曝气池具有很高的有机负荷，

F/M=2-6kgBOD5/kgMLSS.d,B段为生物氧化段，B段曝气池在低负荷

下运行，F/M=0.15-0.30kgBOD5/kgMLSS.d,如果在B曝前设置厌氧段

和缺氧段，可强化AB工艺脱氮除磷的去除率，

AB法与传统的生物处理法相比，在处理效率、运行稳定性、工程

的投资和运行费用方面均具有明显的优势。一般认为：A-B工艺与传

统的活性污泥法相比，可节省基建投资20%,降低能耗15%左右。另

外，A段还具有较强的抗冲击负荷能力，且能缓冲PH和有毒物质对

生物处理的影响，对B段的正常运行起保护作用。因而，当处理厂入

流污水浓度较高(BOD5>250mg/L),水质水量变化较大时，AB工艺

将明显表现出技术经济优势。

2、A?/。或A/O

A2/O工艺是厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是70

年代由美国专家在厌氧一一好氧除磷(A/O)工艺的基础上发展起来的,

该工艺同时具有脱氮和除磷功能。

A2/O污水处理运转流程是，污水与回流污泥进入厌氧池，聚磷菌

利用溶解性的BOD大量增殖，然后进入缺氧池，在缺氧池中反硝化菌

以污水中的BOD作为碳源，将好氧池内回流的硝酸盐还原为N2释放,

好氧池中占优势的菌种聚磷菌利用氧化的BOD提供的能量超量吸磷，

并通过剩余污泥的排放，将磷去除。

A2/O工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留

时间少于同类工艺，在厌氧一缺氧一好氧交替运行下，丝状菌不会大

量繁殖，不会产生污泥膨胀，SVI值一般小于100,有利于二沉池的泥

水分离，污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。由于A2/O工艺一般采

用鼓风曝气，其充氧功力效率高于表曝，A2/O工艺脱氧效果受混合液

内回流比大小的影响，内回流比越大，脱氮效果越好，但内回流太大,

基建和运行费用就会太高，一般认为，内回流比300-500%时，脱氮效

果最佳，除磷效果则受回流污泥中夹带DO的硝态氮的影响，由于被

外回流污泥带回厌氧段，干扰聚磷菌释放磷，从而降低了除磷的效果。

3、SBR

SBR工艺属于序批式活性污泥法，又称间歇式活性污泥法。早期

人工管理复杂，难以控制，近年来，随着计算机和自动控制技术的发

展，一些水质仪表如溶解氧测定仪开发应用，使SBR法越来越多地应

用于城市污水和各种工业废水的处理中，同时，也促使SBR工艺得到

发展。

SBR工艺近几年得到发展和创新，出现“CAST、"DAT-IAT”、

“MSBR”、“UNITANK”等工艺形式，各有其特点。现将其简明说

明如下：

a、SBR（传统法式），一般由几个池子组合成一组轮换运转。若

仅去除常规污染物质BOD5、COD、SS,程序较简单，如下:

进水一曝气一沉淀一排水

进水与曝气可同步进行，可在沉淀或排水中排泥。

若脱氮除磷（国内多有此要求）其程序为：

进水一曝气一停止曝气搅拌一沉淀一排水

进水搅拌是维持厌氧状态，聚磷菌放磷

曝气阶段是去除BOD9氮硝化和聚磷菌好氧吸收磷。

停止曝气，搅拌是反硝化脱氮。由于传统法式SBR工艺在缺氧脱

氮程序中，没有污水补充碳源，只靠内源代谢获得碳源，其反硝化效

率极低，反硝化效率不高。同时，总容积利用率低，一般小于50%,

因适用于较小污水量及水质处理要求不严格场合，本设计不考虑。

CAST：本处理工艺除具备SBR一般特点外，还具备推流式特点,

有基质浓度梯度和较高的污泥负荷控制丝状菌造成的污泥膨胀，也具

备完全混合法的特点耐冲击负荷，适应水质变化。

本工艺前置了一道“捕获选择器”，形成浓度梯度，中设厌氧区,

可使磷释放。主反应区除去除BOD5脱氮外，另一部分污泥回流至选

择区，污泥回流量约为进水量的20%左右。

CAST工艺可以同步进行硝化和反硝化。氮硝化在生物絮体外进

行，较高浓度梯度的NO3-N渗入絮体内部，在充水/曝气阶段，溶解氧

浓度0-2mg/L,约有50%时间溶解氧接近于零，30%在lmg/L左右，

20%在2mg/L,低溶解氧很难渗入絮体内，因此在絮体内形成缺氧环

境的反硝化，这就无需专设缺氧区和回流系统。

CAST系统构造简单，在传统SBR基础上只增加二道隔墙将选择

区、厌氧区及反应区分隔，污水连续进入生物池前部的选择区，在该

区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从选

择区进入厌氧区放磷后，通过厌氧区与反应区隔墙下部的孔口以低速

进入反应区。

CAST方法是一种循环式活性污泥法，整个工艺为一间歇式反应

器，在此反应器中，活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段重复，将生

物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行，其运行模式与传

统SBR法类似，由进水、反应、沉淀和出水及必要的闲置等五个阶段

组成，从进水至出水结束作为一个周期，每一过程均按所需的设定时

间进行切换操作。

国内已有多处采用SBR工艺，但大多用于小规模厂站。SBR法适

用于水量、水质排放不均匀的工业废水处理，可节省投资，亦可适用

于水量负荷、有机负荷变化悬殊的小型城镇污水处理厂。

现代SB