污水处理厂水污染治理设施扩容改造项目实施方案(仅供参考)

污水处理厂水污染治理设施扩容改造项目实施方案(仅供参考)一、项目背景与必要性1.1现状诊断厂区位于城市下游，服务面积42km²，人口当量38万。现有处理规模6×10⁴m³/d，采用A²O+深度过滤+紫外消毒工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A。2023年日均进水量已达5.8×10⁴m³/d，峰值7.2×10⁴m³/d，水力负荷率97%，污泥龄缩短至9.2d，SVI值152mL/g，冬季NH₃-N偶发超标。配套3条DN1200进厂干管，高峰时段液位雍高0.85m，存在污水冒溢风险。1.2扩容紧迫性（1）城市排水专项规划预测2030年旱季平均流量8.6×10⁴m³/d，2035年10.4×10⁴m³/d；（2）省生态环境厅2024年3月下达的总量减排责任书要求COD、NH₃-N年削减量分别提升18%、22%；（3）国家长江经济带指导意见提出“到2025年县级及以上城市建成区基本消除生活污水直排口”，厂区收水范围内尚有3处混接排口待消除；（4）现有氧化沟池容不足，反硝化段TN去除率仅63%，无法满足地方标准（TN≤10mg/L）。1.3改造目标扩容至10×10⁴m³/d，出水水质在一级A基础上，TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L、SS≤8mg/L，雨季峰值流量13×10⁴m³/d时仍稳定达标；污泥实现深度脱水至含水率≤60%，臭气浓度（无量纲）≤500；工程投资控制在2.8亿元以内，单位经营成本增幅≤0.15元/m³；施工期不停产，厂区无溢流事故。二、设计水质与水量2.1进水水质基于2021—2023年1095组实测数据，采用90%保证率取值：COD420mg/L，BOD₅200mg/L，SS280mg/L，NH₃-N42mg/L，TN55mg/L，TP6.5mg/L，水温12—28℃，pH6.8—7.6。2.2出水水质执行一级A并叠加地方补充要求：COD≤30mg/L，BOD₅≤6mg/L，SS≤8mg/L，NH₃-N≤1.5mg/L（水温≤12℃时≤3mg/L），TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L，粪大肠菌群≤1000个/L，色度≤15倍。2.3设计流量旱季平均10×10⁴m³/d，旱季峰值13×10⁴m³/d，雨季合流制截流倍数n=3，校核流量18×10⁴m³/d（用于沉淀池及深床滤池水力核算）。三、工艺路线比选3.1方案A：原位扩容——延长污泥龄+MBR利旧A²O池，新增膜格间，设计MLSS8g/L，SRT25d，膜通量18L/(m²·h)。出水优质，占地省，但需拆除紫外消毒渠，膜更换费用高，吨水经营成本1.25元，投资3.1亿元。3.2方案B：侧向扩容——新建五段Bardenpho+深床反硝化滤池保留现有构筑物作为6×10⁴m³/d平行系列，新增4×10⁴m³/d系统，采用预缺氧—厌氧—缺氧—好氧—后缺氧—后好氧流程，后置化学除磷+深床滤池+紫外消毒。投资2.75亿元，经营成本0.98元/m³，但占地需新增38亩，征地难度大。3.3方案C：泥膜耦合扩容——MBBR嵌套+原位提标在现有A²O好氧段投加30%填充率HDPE载体，池容不变，污泥负荷降低28%；新增后置反硝化滤池及高效沉淀池，共用现有污泥系统。投资2.68亿元，经营成本0.93元/m³，施工期可不停产，占地仅增12亩。经技术经济加权评分（投资30%、经营成本25%、占地20%、工期15%、运行风险10%），方案C得分87.4，确定为推荐工艺。四、详细工艺设计4.1总体流程进水→粗格栅及曝气沉砂池（利旧）→细格栅及膜格栅（新增2台1mm内流式）→A²O生化池（好氧区投加MBBR载体）→新建二次沉淀池（周进周出，D=42m）→新建高效沉淀池（PAC投加15mg/L，PAM0.3mg/L）→新建深床反硝化滤池（石英砂d₁₀=1.2mm，L=2.4m）→紫外消毒（利旧，灯管增排30%）→出水泵房（新增3台1300L/s轴流泵）。4.2MBBR设计好氧区分为3个廊道，每廊道分4格，格内设置5×5mm穿孔曝气管及25×10mm圆柱形载体，填充率30%，比表面积500m²/m³，DO控制2.5—3.5mg/L，载体拦截筛网缝隙≤8mm，水头损失≤0.25m。4.3反硝化滤池滤速6.1m/h，空床停留时间24min，C/N比按3.5:1投加30%乙酸钠溶液，冲洗周期24h，先气冲（12L/(m²·s)）3min，后气水联合8min，最后水冲5min，冲洗废水排至反冲洗废水池，经离心脱水后回流至前端。4.4污泥系统现有带式脱水机3台（单台180m³/h）保留，新增2台板框高压脱水机，进泥含水率97%，投加生石灰8%、FeCl₃5%，脱水至58%，泥饼外运至垃圾焚烧厂协同处置。4.5臭气治理对粗格栅、沉砂池、污泥料仓加盖，总加盖面积2650m²，收集风量12万m³/h，采用“化学洗涤（NaClO+NaOH）+生物滤池（空床停留35s）+活性炭吸附”三级工艺，排放口高度25m，NH₃≤0.2mg/m³，H₂S≤0.03mg/m³。五、关键设备选型5.1鼓风机采用4台磁悬浮离心鼓风机（3用1备），单台Q=120m³/min，P=85kPa，比传统罗茨风机节电18%，年节电216万kWh。5.2紫外消毒利旧渠道加长4m，灯管由240支增至312支，采用低压高强汞齐灯，单根功率320W，剂量≥25mJ/cm²，TSS在线监测与灯管清洗联动。5.3自控系统新建PLC主站1套、远程I/O站6套，采用PROFINET环网，设置进水在线仪表（COD、NH₃-N、TN、TP、SS、流量）、过程仪表（MLSS、DO、ORP、污泥界面）、出水仪表（COD、NH₃-N、TN、TP、粪大肠菌群）。建立“数字孪生”平台，集成SCADA、BIM、GIS数据，实现碳排放实时核算，碳排强度目标≤0.38kgCO₂/m³。六、厂区平面与竖向6.1平面布置新建构筑物布置在厂区东侧预留空地，距最近居民楼85m，满足卫生防护距离；MBBR池与高效沉淀池之间设置6m宽巡检通道，深床滤池与紫外渠采用叠建方式，节省占地12%；污泥料仓靠近厂外道路，方便外运。6.2竖向设计厂区地面标高4.2m（黄海高程），进水干管管底2.1m，新建二沉池池顶4.5m，采用半地下式，减少土方1.8万m³；反冲洗水池埋深6.5m，池底坡度1%坡向排空泵坑；所有构筑物均按抗震烈度7度设防，抗浮稳定系数≥1.05。七、配套管网改造7.1厂外截流井在3条主干管末端新建3座智能截流井，设置可调堰门（宽度2.5m）及超声波流量计，旱季全截流，雨季当流量>13×10⁴m³/d时溢流至调蓄池（2万m³，地下式），调蓄池出水经1mm转鼓格栅后泵送至厂区。7.2管网清淤对12km管径DN800—1500管道进行机器人检测+高压冲洗，清除淤泥4600m³，修复37处3级结构性缺陷，减少外水入渗12%，年削减COD进水负荷420t。八、施工组织与不停产措施8.1阶段划分第一阶段：新建细格栅、高效沉淀池、深床滤池，施工6个月；第二阶段：新建二沉池、污泥脱水机房，施工5个月；第三阶段：MBBR投加、系统联调，施工2个月。8.2不停产保障（1）在厂区南侧修建2条DN800钢管临时超越管，最大输水能力3×10⁴m³/d，确保施工期进水不溢流；（2）生化池分2组运行，单组检修时另一组负荷提升15%，通过投加50%载体、提高DO至4mg/L实现；（3）设置800m³应急加药池，储备PAC、乙酸钠10d用量，应对施工期水质波动。8.3交通组织厂区东侧新建7m宽施工便道，与市政道路接口设2名交通协管，高峰期禁止15t以上车辆进出；夜间22:00—6:00禁止高噪作业，噪声执行《建筑施工场界噪声排放标准》夜间55dB(A)。九、投资估算与资金筹措9.1估算范围包括建筑工程、设备购置、安装、工器具、建设用地、预备费、建设期利息、铺底流动资金，不含征地拆迁。9.2主要指标新建构筑物11800m²，设备286台套，电缆46km，自控点2100个。9.3投资构成建筑工程1.12亿元，设备1.05亿元，安装0.31亿元，其他0.32亿元，合计2.80亿元。9.4资金筹措申请中央预算内投资1.0亿元，地方专项债1.2亿元，银行长期贷款0.6亿元，自筹0.2亿元，贷款年利率3.8%，建设期2年，宽限期1年，还款期10年。十、运行成本与效益10.1成本测算电费0.32元/m³，药剂0.18元/m³，人工0.11元/m³，污泥处置0.13元/m³，维护0.08元/m³，合计0.82元/m³，较现状增加0.14元/m³。10.2减排效益年新增削减COD4380t、NH₃-N511t、TN803t、TP73t，按地方排污权交易价格（COD1.2万元/t、NH₃-N8万元/t）测算，年环境效益7650万元。10.3碳排放工程实施后，吨水电耗由0.41kWh降至0.38kWh，年减少碳排放2200tCO₂；污泥焚烧发电替代填埋，年额外减排1500tCO₂，合计年减排3700tCO₂。十一、风险分析与对策11.1进水水质冲击风险：上游工业企业偷排，COD>600mg/L。对策：安装在线水质预警仪，与生态环境局联网，2min内触发应急投加粉末活性炭30mg/L，同时开启调蓄池稀释。11.2MBBR载体流失风险：拦截筛网破损，载体进入二沉池。对策：筛网材质改为316L，缝隙≤8mm，每月水下摄像检查，设置载体回收器，流失率<1%/年。11.3资金到位滞后风险：专项债发行延迟。对策：与两家银行签订备用授信0.8亿元，允许先贷后补，利率上浮不超过10%。11.4公众投诉风险：施工期臭气扰民。对策：厂界安装4套电子鼻，实时数据接入市城管平台，超标即暂停施工并启动喷淋+生物除臭应急系统。十二、运行调试大纲12.1清水联调各构筑物完工后，先采用自来水循环72h，检查渗漏、振动、仪表信号，排除37项缺陷。12.2污泥接种从邻近污水厂运入400t浓缩污泥，MLSS接种至3.5g/L，投加葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾，闷曝48h后逐步提升负荷。12.3载体挂膜控制进水COD200mg/L，DO2mg/L，温度20℃，第7天载体生物膜厚度达120μm，镜检观察到钟虫、累枝虫，标志挂膜成功。12.4参数优化采用响应面法，以TN、TP为响应值，优化内回流比（250%）、乙酸钠投加量（25mg/L）、PAC投加量（15mg/L），经28组正交试验，TN稳定9.2mg/L，TP0.22mg/L。12.5性能考核连续30d出水达标率100%，水量、水质、电耗、药耗、臭气浓度均优于合同要求，通过环保验收。十三、人员培训与制度建设13.1培训计划运行人员48人，分6批赴设备厂家实习2周；邀请高校教授开展MBBR、深床滤池专题培训40学时；组织应急演练4次，包括进水水质突变、突然停电、氯片泄漏。13.2制度修订新增《MBBR载体运行维护规程》《深床滤池反冲洗作业指导书》《碳源投加操作细则》，完善《安全生产责任制》，将碳排放指标纳入班组绩效考核，占比10%。十四、项目实施进度第1—2月：初步设计、施工图、清单编制；第3—4月：设备招标、临时设施搭建；第5—10月：土建主体；第11—13月：设备安装；第14月：单机调试；第15月：联调、试运行；第16月：性能考核、环保验收、正式投运。十五、质量、安全、环保管理体系15.1质量执行ISO9001，关键材料进场报验率100%，焊缝射线探伤比例10%，混凝土抗渗等级≥P8，设备空载运行4h、负载运行72h无故障。15.2安全建立“双控”机制，危险源分级管控156项，专项方案专家论证7次，高危作业票审批