污水处理可行性研究报告(完整版)

X 第五污水处理厂 可行性研究报告 目 录 第一章 总 论 . 1 第二章 新城现状及发展规划 . 6 第三章 项目建设的必要性 . 12 第四章 污水处理规模与程度确定 . 14 第五章 工艺方案论证 . 18 第六章 污水处理厂工程设计 . 57 第七章 劳动、消防、安全卫生 . 93 第八章 环境保护与节能 . 98 第九章 组织机构与运营管理 . 105 第十章 项目建设计划与招标 . 108 第十一章 投资估算与资金筹措 .十二章 财务分析 .十三章 环境及社会效益分析 . 120 第十四章 结 论 . 122 一、 附表 附表 1：建设工程投资估算表 附表 2：流动资金估算表 附表 3：总成本费 用估算表 附表 4：损益表 附表 5：全部投资现金流量表 二 、附件 附件 1：选址意见通知书 附件 2：用地预审报告 附件 3：环评审批意见 附件 4：能评批复 三 、附图 附图 1：污水处理厂平面布置图 附图 2：工艺流程图 第 1 页 第一章 总 论 一、项目 名称 第五污水处理厂 二 、项目背景 区地处 X 市西北部，位于 X 规划的京滨发展主轴上， X 规划的十一个新城之一 新城位于该区域内。近两年来，区按照 X 市 2009 年提出的农村居住社区、工业园区、农业产业园区 “三区 ”统筹联动发展的总体思路，把新城的开发建设作为带动全区城镇化、产业 化的龙头，加快推进农村工业化、城镇化和农业现代化，提高农民生活水平，综合实力不断增强。 2011 年是 “十二五 ”规划的开局之年，区提出 “十二五 ”期间，继续着力推进城乡统筹发展，构筑 以 新城为龙头、 重点 镇为支撑、新农村为基础的一体化格局。 新城位于区中南部，规划总用地面积 86 平方公里，根据区城乡总体规划（ 2008，新城城市性质规划为 “京津城市发展主轴上的重要新城，建设成为京津之间的高新技术产业基地、物流基地和生态宜居城市 ”，城市职能包括 “X 联系首都方向的桥头堡（门户），适宜创业、居住的新兴城市 ”。按 照区城乡总体规划（ 2008提出的建设计划，新城采取自东向西逐步建设的顺序，东部地区（以新兴路福源道新开路财源道京福支线为界）开发建设已全面展开，城区道路、供排水、供热、燃气等公用设施日趋完善，松江运河城、五一阳光等项目正在加紧建设。区提出 2011 年将继续高标准推进新城建设，特别提出要推进西部地区的建设，加快完善西部地区基础设施。 目前，新城东部地区已建成 4 座污水处理厂，日处理能力约为 2 页 万吨，收水范围基本覆盖东部大范围地区 。 西部地区随道路建设已开展排水管道建设， 目前管网覆盖率已达到 50%以上，区内 污水处理厂尚未建设 。按照区总体规划要求 和 新城建设计划，进一步完善西部地区污水处理设施，建设单位拟实施本项目 区第五污水处理厂 ,收水范围为 新城西部福源道以南，龙凤河故道以东，京山铁路以北， (南东路 )京福支线以西，污水 厂服务 面积为 目前，项目选址已落实，其它前期工作正在进行中，为加快项目进度，建设单位委托 程咨询设计有限公司编制项目可行性研究报告。 三 、项目概况 1、 服务范围 污水处理厂的服务范围：东起 (南东路 )京福支线 ，西至龙凤河故道，北起福源道，南至京山铁路， 服务面积约 方公里， 近期（ 2015年）服务人口 人，远期（ 2020 年） 服务人口 人 。 污水处理厂 服务区域内主要为 生活污水。 2、 项目选址 污水处理厂选址位于新安路与前进道交口西北侧，总占地面积 约为 。四至范围为：东至 空地 ，南至规划前进道，西至拟建中水厂，北至 规划强国道 。 3、 建设规模 本项目采用分期建设 方式 ，近期 （ 2015 年） 建设规模为 m3/d，远期 （ 2020 年） 规模为 m3/d，本次按 近期 （ 2015 年） m3/ 4、 工艺选择 及 进出水水质 第 3 页 污水处理工艺为 +转盘滤池 工艺 ，处理后污水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（ 级 A 标准。 污水处理厂出水排至龙凤河。污泥处理工艺选用机械脱水，脱水后污泥送至污泥填埋场填埋处理。 进水主要指标： 350 180 200 40 60 48 出水主要指标： 50 10 10 8（ 5） 15 0.5 5、 主要建设内容 建设 粗格栅间 及 提升泵房、 细 格栅及旋流沉沙池、 生化组合 反应池（ 应池、污泥回流泵房、 二沉池、 转盘滤池间）、综合处理车间（污泥脱水间、鼓风机房 变 电间、 配电间 ） 、 紫外线消毒渠、 综合楼等 建筑物 6 座，购置 安装 设备 122 台 （ 套 ） 。 6、 项目总投资 及资金筹措 第 4 页 （ 1）项目总投资 项目总投资 元，其中建设投资 元，铺底流动资金 元。 （ 2）资金筹措 本项目 总投资 元，全部由 X 壹帆水务有限公司在区注册的 X 壹帆污水处理有限公司 自筹解决 。 7、 项目建设 工 期 项目建设 工期 7 月 ， 拟于 2012 年 3 月 开工建设 ， 2012 年 9 月 竣工验收。 四 、项目建设单位 单位名称：区水务局 单位性质：行政机关 单位地址：区杨村新华北路武装部西楼 五 、编制依据 室外排水设计规范 室外给水设计规范 泵站设计规范 97 城镇污水处理厂污染物排放标准 2002 城市污水处理厂污泥排放标准 3025 1993 城市排水工程规划规范 城市给水工程规划规范 建筑给水排水设计规范 1997 年版） 第 5 页 X 市区城乡总体规划（ 2008 2020 年） 国家相关标准和技术规定 业主提供的相关资料 六 、可行研究报告编制单位 程咨询设计有限公司 咨询资格证书编号：工咨甲 10220070012 七 、 主要技术经济指标 序号 指标名称 单位 指标数量 备注 一 用地指标 1 污水厂处理厂总用地 亩 二 技术指 标 1 污水厂处理建设规模 万 水执行一级 A 标准 2 建构筑物 座 6 3 主要工艺设备 台（套） 122 三 经济指标 1 项目总投资 万元 设投资 万元 底 流动资金 万元 2 资金筹措 壹帆污水处理有限公司 自有资金 万元 第 6 页 第二章 新城现状及发展规划 一、现状 1、区域概况 新城位于区中南部，是 X 市规划的是一个新城之一，也是京滨发展主轴上 的重要节点。规划用地范围为：北起龙凤河，南至前进道、杨北公路，东起杨崔公路、京津塘高速公路，西至龙凤河故道，总用地面积 86 平方公里。 新城区位优势显著，交通便利：与市区及主要交通节点距离适中，距离市中心约 40 公里，距离 X 站约 45 公里，距离 X 滨海国际机场约70 公里；铁路、公路交通条件良好，京山铁路、津蓟铁路、京津城际铁路环绕新城，其中京津城际铁路在新城南部设站，京福支线、京津塘高速公路、宝五公路、杨北公路等穿越新城而过，并有市域轨道 2号线自南向北延伸入新城。 图 2新城区位示意图 2、自然条件 （ 1）地形地貌 第 7 页 本地区处于华北平原东北部，海河流域下游，为微度起伏的冲击平原。地面倾斜平缓，海拔高差不大，地形相对低洼，使境内地势自西、北、南三面向东南方倾斜，地面自然坡度 1： 6500。 （ 2）工程地质 本地区 地处华北冲积平原下端，地势平缓，自北、西、南向东南海河入海方向倾斜，海拔高度最高 13 米，最低 。土壤的成土母质多为永定河和北运河的冲积物，土壤均为潮土，土层深厚，具有多宜性特点。 区地处华北沉降带的冀中凹陷，有两组影响区的地震断裂带。一线是北北东向断裂带即河西务断裂、梅厂断裂、汉沟断裂，一组是北西西 向断裂即宝坻断裂、王辛庄断裂、赵聪庄断裂、里自沽断裂。这些断裂存在，控制着境内的地层分布、矿产形成、地震活动及地面沉降等。其基底埋深达 8000，凹陷北、东、南三面为断裂线所控制，是一个长期发育的深凹陷。 （ 3） 气候 区属温暖带半湿润大陆季风气候，年平均气温 /秒，主导风向为西南风。区年平均降水量达 米，年际间降水量变化较大，是造成干旱和洪涝的主要原因。 （ 4） 水文 区内有一级河道 4 条，即永定河、北运河、龙凤河、青龙湾减河 ，河道总长 里，堤防总长 里。二级河道 7 条，即龙河、龙北新河、凤河西支、龙凤河故道、中泓故道、机场排河、狼尔窝引河，河道总长 里，堤防总长 里。一、二级河道技术指标见 下 表。 第 8 页 全区水库有黄庄水库、南湖水库、上马台水库，总库容量 地下水存贮条件较好，埋深浅。平均可采模数为 13 万立方米 /年 /平方公里。 一、二级河道现状技术指标 河道名称 河道长度 （ 堤防长度（ m） 现状防洪标准 行洪能力 （ m3/s） 左堤 右堤 一级河道 永定河 0年 一遇 2500 北运河 0年一遇 225 龙凤河 0年一遇 50 325 青龙湾 0年一遇 1330 二级河道 凤河西支 10 8 0年一遇 98 149 龙河 2 0年一遇 94 龙北新河 0年一遇 60 龙凤河故道 0年一遇 20 机场排河 10 30 狼尔窝引河 43 50 中泓故道 13 13 13 10年一遇 80 规划 新城内有北运河 1 条一级河道和龙凤河、龙凤河故道、机 场排河等 3 条二级河道，均为规划景观水系河。 （ 5） 土壤 境内砂性土和壤质土分布交叉，但以壤质土分布最广泛。粘性土主要分布在离河较近的河间或交接平洼地中。 3、 排水现状 第 9 页 目前以新兴路福源道新开路财源道京福支线为界的东部地区的道路、供排水、供热、燃气等公用设施正在日趋完善，排水方面已建成污水处理厂 4 座，日处理能力 吨。 二、新城发展规划 1、发展规模 新 城规划总用地面积 86 平方公里。规划至 2020 年区内人口规模为 50人 。 2、城市性质 新城是京津城市发展主轴上的重要新城，将建设成为京津之间的高新技术产业基地、现代服务业基地和生态宜居城市。 3、城市职能 京津地区以高新技术产业和外向型加工业为主的现代加工制造业基地； 区域交通枢纽结点以及服务主导产业和京冀乃至更广阔区域的商贸物流基地； X 联系首都方向的桥头堡（门户），适宜创业、居住的新兴城市； 辖区行政管理、文化教育、商贸信息服务中心。 4、发展目标 围绕为京津两市服务，为港口服务，大力发展高新 技术产业，进一步发展保税物流、商务商贸、休闲娱乐等现代服务业，打造京津之间 “明珠新城 ”、 X 的 “第一新城 ”。 第 10 页 新城发展规划图 三、排水规划 （ 1）排水分区 根据 X 市区城乡总体规划（ 20082020），污水排水规划分十一个区（不包括陆、空两军基地和逸仙园）。具体分区如下： 区：龙凤河以南，龙凤河故道、翠亨路以东，福源道、光明道以北，北运河、泉州路及泉兴路以西，污水收集面积为 区：光明道、财源道以南，京福支线、泉兴路以东，京山铁路以北，北运河以西，污水收集面积为 区：壅阳东道及陆、空军基地边界线以南，北运河以东，京山铁路以北，津蓟铁路以西，污水收集面积为 区：北运河以南、以西，泉州路以东，财源道以北，污水收集面积为 区：机场道以南，北运河以东，雍阳东道、二号道以北，机场外壕以西，污水收集面积为 第 11 页 区：京津塘高速公路以南、以西，北运河以东，机场道、空军基地边界及以北，污水收集面积为 区：为下朱庄地区，京山铁路以南、以西，北运河以东，规划边界以北，污水收集面积为 区：为牛角洼地 区，边界分别为京山铁路、北运河及龙凤河故道，污水收集面积为 区：福源道以南，龙凤河故道以东，京山铁路以北，京福支线以西，污水收集面积为 区：龙凤河以南，北运河、京津塘高速公路以东，京山铁路以北，外环东路以西，污水收集面积为 区：西边界为津蓟铁路，东、南边界均为规划城区边界线，污水收集面积为 （ 2）本项目服务范围 根据排水规划，本项目收水范围为第 分区：福源道以南，龙凤河故道以东，京山铁路以北，（南东路）京福支线以西，污水收集面积为 本项目收水范围图 第 12 页 第 三 章 项目建设的必要性 与意义 一、项目建设是进一步完善新 基础 设施，促进新城开发建设的需要 根据区总体规划，新城采取自东向西逐步推进的建设模式，目前新城东部地区已建成 4 座污水处理厂，日处理能力约为 吨，收水范围基本覆盖东部大范围地区 。 西部地区随道路建设已开展排水管道建设，但尚未建设污水处理厂。污水处理设施是基础设施必不可少的一部分，应与西部地区开发建设同步实施。 本项目实施后将建设 近期 处理规模 吨 /日 （远期 吨 /日）的污水处理厂，其建成后可进一 步完善新城 基础 设施，促进新城 西部地区 的纵深开发 。 二、项目建设 是美化环境卫生 ，促进居民生活质量提高的需要 城市生活污水含有大量细菌、病毒等，如不经处理直接排入受纳水体，不仅直接污染地表河流，而且随着有害物质的入渗，间接造成地下水污染，对人民身体健康产生直接危害，有些有机物还会在人体积累以致影响下一代的健康成长。 本项目拟建地点位于新城西部地区，规划主要为居住区，每日有大量生活污水排放。本项目实施后，能够对污水处理厂收水范围内收集的污水实施有效处理，避免其直接曝露地表或排入水体，并减少由此产生对区域内居民身 体健康产生的不利影响，不仅 美化了区域环境卫生 ，而且有助于促进居民生活质量提高。 第 13 页 三、项目建设 保护了水资源 ， 实现了 污水资源化利用 本项目近期污水处理能力 ，远期 处理能力为 ，出水水质可达到国家一级 A 标准，可减少新城内污水排放，促进地表水体水质保护，改善区域环境质量 。同时污水处理厂出水排入龙凤河，为城市景观河道提供了水源，实现了污水资源化利用 。 第 14 页 第 四 章 污水处理规模与程度确定 一、 污水处理厂建设规模 根据 X 市区城乡总体规划（ 20082020），第五污水处理厂的服务范 围为：东起 (南东路 )京福支线以西 ，西至龙凤河故道，北起福源道，南至京山铁路。服务面积约 方公里，区域为主居住区，规划人口 人，污水排放主要为生活污水。 1、污水水量预测 根据 X 市区城乡总体规划（ 20082020） 和城市给水工程规划规范（ 028298） ， 2020 年区域内综合生活用水指标： 200 升 /日 人，则 最高日 总供水量为 :Q= m3/d。 根据城市排水工程规划规范，城市污水量应由城市给水工程统一供水的用户和自备水源供水的用户排出的城市综合生 活污水量和工业废水量组成，城市污水量宜根据城市综合用水量（平均日）乘以城市污水排放系数确定，本工程污水排放系数取 变化系数为 总污水量为 ： Q= m3/d 根据以上计算 本工程 排污 总 量 确定 为： m3/d 2、污水处理厂规模的确定 根据污水量预测，区域内排污量为 m3/d，确定污水处理厂总 规模为 m3/d。 由于受区域开发进度的影响，预计至 2014 年底区域开发面积约为总面积的 60%，即到 2015 年 初 区域内人口可达到 12 万人规模 ，排污 第 15 页 量为 m3/d。因此 根据计划开发进度 本次建设规模确定为 m3/d，远期预留 m3/d。 二、 污水处理程度的确定 1、污水设计进水水质 室外排水设计规范 （ 00142006）中规定，城市污水处理厂的设计水质应根据调查资料或参照邻近城镇类似工业区和居住区的水质确定。我们对区第一污水处理厂、区第二污水处理厂、区第三污水处理厂进行了调研。 第一污水处理厂设计规模为 ，实际水量为 吨 /日，污水以工业污水为主，处理工艺为接触氧化工艺，由于污水点源 处 理 比 较 好 ， 进 水 水 质 为 ： 300350 ） 、 150160） 、 160170） 、 1020） 、 23） ，出水 执行城镇污水处理厂污染物排放标准 2002 一级 B 标准。 第二污水处理厂设计规模为 ，实际水量为 ，污水以生活污水为主，处理工艺为 改良型 氧化沟 工艺，进水水质为： 270340） 、 160180） 、 150） 、60） 、 48） ， 出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 2002一级 B 标准。 第三污水处理厂实际水量为 左右，处理工艺为 改良型氧化沟工艺 ，进水水质为： 200） 、 100） 、 150） 、 30） 、 44） ， 出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准 2002一级 B 标准。 第 16 页 由于第一污水处理厂以工业污水为主， 与本项目生活污水的特点可比性较小； 第三污水处理厂目前水质水量都不稳定 ，可比性 也较差 。因此， 根据本项目 水质特点，同时参考 第二污水处理厂 项目指标 （以生活污水为主） ，最终确定污水处理厂的进水水质指标为： 350 180 200 40 60 48 2、污水设计出水水质标准 污水处理厂对主要污染物（ 氮，磷）等的去除程度是确定污水处理工艺的基本依据，而处理程度可以通过城区污水系统进水中污染物的总量和受纳水体对主要污染物允许排放的总量 来确定，既要达到保护水体的目的，又要充分利用受纳水体本身的环境容量，寻求合适的处理工艺，最大限度地降低污水处理厂的建设投资和运行费用。 依据 X 市环保政策要求 污水处理厂应执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（ 一级 A 标准， 近期污水处理厂尾水排入龙凤新河， 出水的主要指标见表 4 表 4基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） 单位 序号 基本控制项目 一级 1 化学需氧量（ 50 2 生化需氧量（ 10 3 悬浮物（ 10 第 17 页 序号 基本控制项目 一级 4 动植物 油 1 5 石油类 1 6 阴离子表面活性剂 总氮 （以 15 8 氨氮（以 5（ 8） 9 总磷（以 2005 年 12 月 31 日前建设的 1 2006 年 1 月 1 日起建设的 0 色度（稀释倍数） 30 11 9 12 粪大肠菌群数（个 /L） 103 括号外数值为水温 12 时的控制指标 ,括号内数值为水温 12 时的控制指标。 第 18 页 第 五 章 工艺方案 论证 一 、工艺选择原则 根据对污水进出水水质的分析，本工程要求污水处理 程度的特点是：除对 除率要求较高，还应具有脱氮除磷的功能。因此，对污水处理工艺的选择应根据其特点，慎重选择。本工程的污水处理工艺在选择时充分考虑污水量、污水水质、经济条件，力求做到： 工艺成熟，技术先进，对水质变化的适应能力强，出水达标且稳定，污泥易于处置。 经济合理，电耗省，造价低，占地省。 易于管理，操作方便，设备可靠。 重视环境、臭气的防护，噪声的控制。 整体工艺协调优化。 厂区景观与环境相协调，文明生产。 二 、污水可生化性分析 污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用 微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实用同时也是首选的污水处理工艺。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。 污水生物处理过程中常用的两个水质指标，采用值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的传 第 19 页 统方法。一般情况下， 越大，说明污水可生物处理性越好。目前国内外多按照下表中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。 表 5污水可生化性传统评价数据 生化性 好 较好 较难 不宜生化 本工程污水处理厂设计进水水质 50mg/l， 80mg/l，进水中有机污染物浓度偏高。从污水可生化性考虑，污水中80/350=生化性好。 碳氮比 本工程设计进水水质 40mg/l， 60mg/l。从进水水质分析，总氮还是比较高的，因此设计上应考虑出水水质要求要求，系统必须具有足够的反硝化能力。而系统能否完成较充分的反硝化，除了外部条件，还取决于进水中的碳源是否充足。 根据经验 N 在327 之 间 就满足脱氮碳源， 经过计算 N 为 源满足处理要求， 毋需投加营养物 。 碳磷比 污水处理厂出水标准中对磷的 排放 要求为： ，去除率要求较高。 一般 P=2060 之间是比较 适合生物除磷 的， 本工程进水水质中 P 5 之间 ，采用生物除磷方法可去除大部分磷，剩余少部分的磷需要采用化学方法去除，另外由于出水水质对 求较高，因此在本工程设计中采用加药的方法以强化除磷效果和去除 到污水排放标准。 根据以上分析，本工程可以通过二级生物处理的污水处理工 艺（即生物脱氮除磷处理工艺）去除污水中的大部分污染物，使出水水质中 第 20 页 的污染物指标达到城镇污水处理厂污染物排放标准（ 级 B 标准。 再通过深度处理使最终出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（ 级 A 标准 。 三 、 二级生物处理 工艺技术概述 1、污水处理工艺技术概述 在城市污水处理厂中，污染物的存在形式包括漂浮物、胶体悬浮物、溶解性污染物等，主要去除的污染物指标包括 、磷和粪大肠杆菌数量等，主要分为物理法、生物法、化学法，漂浮物与悬浮物的去 除主要依靠格栅、沉淀、过滤等物理方法解决，不能只通过物理方法去除的 、磷等污染物可通过生物法或化学法解决。在城市污水处理过程中，主要的去除对象是 C、 N、 （ 1） C 污染物的生物处理去除 污水中 C 污染物的存在是以 标反映的，而生物处理的方法因其效果明显，经济实用而在污水处理项目得到极为广泛的应用。在生物反应过程中，污水中的含 C 有机物被活性污泥降解，这一过程一般在有氧条件下完成，最终生成稳定的分解物，可用方程式表示为： 222 224 一般城市污水处理厂二级生化反应可以去除大约 95%以上的而完成对主要的 C 有机污染物的净化。 （ 2） N 污染物的去除 酶 第 21 页 缺氧好氧的生物脱氮处理工艺机理：污水中氮以有机氮和氨氮为主要存在形式，传统活性污泥法能够完成将有机氮化合物转化为氨氮的过程，但对氨氮的去除及脱氮作用却极为有限。生物脱氮的基本原理即在于通过硝化反应先将污水中的氮氨化为硝酸盐，再通过反硝化反应将硝酸盐还原成气态氮从水中逸出。 微生物将有机氮转化为 N 的生物过程即为氨化作用。一般的异养微生物都能进行高效的氨化作用，在传统活性污 泥法工艺中，伴随 去除， 95%以上的有机氮会被氨化成 N。 生物脱氮是由硝化和反硝化两个生化过程完成的，污水先在好氧状态（ 进行硝化，使含氮有机物被细菌分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后在缺氧状态（ 进行反硝化，硝态氮还原成氮气溢出。 生物硝化反应是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮 N 氧化成亚酸盐 2 N，硝化杆菌再将 2 N 转换为 3 N，由于硝化杆菌反应速度大于亚硝化菌 反应速度，因而不会造成 2 N 积累。在实践中可以简单地理解成硝化作用是硝化细菌将 N 氧化成 2 N 的过程。反应式如下： 2H+中的 系因为 污水中 95%以上以 形式存在。硝化过程需要大量的氧。 生物脱氮技术影响因素 目前在工程中广泛应用的活性污泥法生物脱氮技术的主要工艺参数及影响因素主要为： 第 22 页 A：污泥负荷和泥龄 生物硝化属于低负荷工艺 F/M 一般在 下，负荷越低，硝化进行得越充分。与低负荷相对应，生物硝化 系统的泥龄一般较长，主要是因为硝化细菌增殖速度较慢，世代周期长，如果不保证足够的 泥泥龄），硝化细菌就培养不起来，得不到硝化效果。当污水温度为 10 时，实际工程中 般不少于 8d。 B：回流比与水力停留时间 综合考虑池容、硝化反硝化脱氮率等因素，回流比一般较传统工艺大，同时，回流比太小，活性污泥在二沉池停留时间长，容易发生反硝化，导致污泥上浮。 生物硝化系统曝气池的水力停留时间 T，一般较传统工艺长，因为硝化速度较有机物的去除速率低。试验表明硝化时间根据硝化速度和需要去除的总 定，一般 在 4h 以上，如果需要很高的去除率则应加长停留时间。 C：溶解氧 溶解氧是保证系统正常运转的先决条件，一般情况下，将每克化成 3 需氧 于硝化菌的工作以充分的好氧环境为前提条件，所以硝化工艺混合液的 控制在 l 以上。 D： 碱度对硝化的影响 硝化细菌对 应很敏感。在生物硝化系统中，应尽量控制混合液的 间，否则硝化速率会明显下降。当 过低时，还需要加碱中和。 反硝化菌是兼性异养菌，能利用污水中各种有机质作为电子供体，以硝酸盐代替分子氧，作为 电子最终受体，进行 “无氧 ”呼吸，使有机 第 23 页 质分解，同时将硝酸盐氮还原成气态氮。反硝化反应受溶解氧的影响较大，一般应保持在 l 以下。 反硝化反应过程为： 2+O+2 有机碳 方程： 43 5C 2硝化菌 2 54 脱氮过程为零级反应，反硝化速率与水中硝态氮浓度无关，因此为充分利用水中有机质一般均采用前置缺氧脱氮流程。硝态氮由回流污泥和硝化后的混合液回流提供。 物理化学脱氮技术 物理化学脱氮技术常见于给水处理和水质要求 较高的回用水处理工艺中，主要有氨的吹脱去除、折点加氯和选择性离子交换法等。 物理化学脱氮技术一般具有除氨效果稳定、操作简便、易于控制的优点。但也由于受到一次投资、运行费用、适用规模和遗留问题等因素的制约而限制了应用推广。例如，游离氨（ 造成二次污染，折点加氯的运行费用也远高于生物脱氮工艺，以致癌物卤代烃为代表的所谓 “消毒副产品 ”即是在含有机污染的水中加氯消毒过程形成的。因此，在大规模水处理工程中不宜采用化学脱氮技术。 （ 3） P 污染物的去除 A：生物除磷机理 除磷是通过磷的厌氧释放和好氧吸收两个过程完 成的。目前其机理还不完全清楚，但一般认为主要是一种称为（ 群的专性厌氧不动细菌起聚磷除磷作用。另外其它一些微生物种群如假单胞菌（ 气单胞菌（ 也均有除磷作用。混 第 24 页 合液中的聚磷菌进入厌氧区后会处于压抑状态，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污水中的可快速生物降解有机物，并在细胞内把有机物转化成聚 羟基丁酸贮存起来。同时，由于聚磷的降解，细胞内多余的磷被释放到液相中。厌氧释放的前提是水中既无分子态氧又无结合氧（ ， 由于产 酸菌的存在，厌氧状态还会使混合液的 有所下降。聚磷菌进入好氧状态后降解体内贮存的聚 羟基丁酸，产生大量的能量用于细胞合成，增殖和吸收液相中的磷，并在细胞内将磷转化成聚磷酸盐。在厌氧状态下磷的释放越充分，体内贮存的聚 羟基丁酸也越多，进入好氧状态后磷的吸收量也越大。有试验资料表明，厌氧状态下每释放 1，进入耗氧状态后就可吸收 。细胞内吸收了大量磷的高磷污泥最后以剩余污泥的形式排出系统，从而完成除磷过程。 B：化学除磷机理 目前磷已被列为城市污水环境评价的特征因子，它比污水中含氮更容易 诱发水体富营养化。而对磷污染的去除目前除采用生化法外，化学除磷也是有效手段之一。 污水中的磷分为无机的正磷酸盐，聚磷和有机磷，经水解和微生物降解后，有机磷和聚磷都转化为正磷酸盐，它在水中呈溶解状， 以 的形式存在，易于通过化学沉淀法形成难溶的金属磷酸盐去除。一般钙盐，铁盐和铝盐等均可作为混凝剂。以铁盐为例，通过投加硫酸铁，使正磷酸盐被置换成难溶的磷酸铁盐，沉淀后随剩余污泥排出系统。反应方程式如下： 3+24=2 3 采用该法除磷理论所需投加 的铁离子量与污水中含磷量的摩尔比 第 25 页 为 1:1： 际应用中为保证除磷率，铁盐投加量都应超过计算值的 20 30%，另考虑到 等离子会与 争夺 产生沉淀，因而工程中控制药量多偏为保守，且宜保持污水 偏酸性为好。 （ 4）病原微生物污染物的去除 细菌在污水二级处理的出水中仍有客观的数量，并存在有如大肠杆菌、寄生虫卵、蛔虫卵等在内的病原微生物，根据城镇污水处理厂污染物排放标准（ 规定，污水处理厂出水必须进行消毒处理。常用的消毒方法有加氯消毒法、臭氧消毒法、 紫外线消毒法等。 加氯消毒法主要是投加液氯或氯化合物。液氯是迄今为止最常用的方法，其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。其不足是：由于加氯法一般要求不少于 30接触时间，接触池容积较大；氯气是剧毒危险品，存储氯气的锅瓶属高压容器，有潜在威胁，需要按安全规定兴建氯库和加氯间。含氯化合物包括次氯酸纳、漂白粉和二氧化氯等。其特点与液氯相似，但危险性小，对环境影响较小，但运行成本略高。在法国，离海岸较近的部分污水排放口和南部的几个排河二级污水处理厂采用了二氧化氯消毒。 臭氧消毒法杀菌彻底可靠，危险性较小 ，对环境基本上无副作用，接触时间比加氯法小。缺点是基建投资大，运行成本高。 紫外线是近十多年来发展得最快的一种方法。紫外线消毒的主要优点是灭菌效率高，作用时间短，危险性小，无二次污染等。并且消毒时间短，不需建造较大的接触池，建消毒渠即可，占地面积和土建费用大大减少。缺点是设备投资高，灯管寿命短，运行费用高，管理维修麻烦，抗悬浮固体干扰的能力差，对水中 度有严格要求。 第 26 页 以上介绍的消毒方法都可以达到消毒目的，在工程选用时，应综合考虑一次投资、运行成本以及消毒副作用的影响等多方面的因素。 2、常用污水处理方法 概述 （ 1）普通活性污泥法 这是国内外污水处理工程中历史最长，使用最广泛的一种方法。主要是通过微生物的吸附作用和代谢作用去除有机污染物（以 示），达到污水净化的目的。 该方法具有运行效果可靠，出水水质稳定，管理经验丰富的优势。在国内较大型污水处理厂中采用普通活性污泥法的最多，保持正常运行状态的比例也最大。但由于这种工艺不具有脱氮、除磷的功能，故在对富营养污染物排放有要求得工程中应谨慎采用。 （ 2） （二段曝气法） 是 “吸附 二级处理法，在我国有几个城市污水处理厂采用。其主要 特点是 A 段负荷高，抗冲击能力强， B 段进行低负荷 “精加工 ”，保证出水水质，非常适合于处理冲击负荷大，浓度高的城市污水，但由于 A 段去除的有机物较多， 与 的比值降低，不利于生物脱氮除磷。该工艺在城市污水处理厂的应用主要针对进水污染物浓度较高的情况。 （ 3）氧化沟工艺 氧化沟（ 名连续循环曝气池，实际上是由活性污泥混合液在一个首尾连通的曝气沟渠中循环流动而净化污水的工艺。氧化沟是荷兰人二战后为处理小城镇污水开发的。曝气装置只在池长方向一处或几处设置，同时起曝气和混合 作用。曝气装置在氧化沟中的布置特点，使氧化沟中溶解氧呈现分区变化，溶解氧浓度在远 第 27 页 离曝气装置的某一区域会降低到 以下而出现缺氧区。这种在氧化沟内溶解氧、有机物和 N、 浓度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。 氧化沟中的循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量循环水混合稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果，不仅可满足 处理要求，还可实现脱氮除磷，其出水水质优于常规活性污泥法。由于氧化沟的水力停留时间与泥龄都很长，悬浮状有机 物在沟内可获得较彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设污泥消化池，只需浓缩脱水即可，这样简化了工艺流程，减少了处理构筑物。 由于氧化沟工艺具有出水水质稳定及脱氮除磷等优点，在国外七十年代获得迅猛的发展，据报道国外已经有数千座氧化沟工艺污水处理厂在成功运行。 在我国，氧化沟技术正在蓬勃发展，已有数十座氧化沟工艺污水处理厂建成并运行，显示了氧化沟工艺的优越性。目前，国内在建的污水处理厂中，氧化沟是主要工艺之一。型式也多种多样，有合建式，也有分建式，有三沟式，也有两沟式，还有侧沟式，可以说是百花齐放。氧 化沟在国内应用很广泛，特别是中小型污水处理厂应用很多。 传统概念认为，氧化沟工艺也存在由于其池深较浅（机械设备限制），占地面积较大，电耗较大，基建投资和运行成本都较高的不足。目前随着氧化沟工艺自身的不断完善和专用设备性能的提高，这些问题已经或正在得到解决。 （ 4）序批式活性污泥法（ ） 又称间歇曝气法，它的主体构筑物是 应池，污水在池中完 第 28 页 成反应、沉淀、滗水、排泥等工序，使处理过程大大简化， 集均化、初沉、生物降解、终沉等功能于一池，污水间歇进入池中，在活性污泥的作用下得到净化，沉淀分离后， 上清液滗出池外，各运行工序是在时间上排列的，特别适用于小型污水处理项目，国内中型污水处理工程也有采用该工艺的实例。该工艺具有耐冲击负荷，处理能力强，运行方式灵活，占地省，工艺流程简单等多种优点。缺点是需要的自控水平高，在运行过程中控制和监测装置启闭频繁、人工控制无法完成；而且其设备闲置率高，装机容量大，处理构筑物规模偏大，对于大中型污水处理厂，其投资及运行管理费用较高。 艺已在美国、日本、澳大利亚等国广泛应用于中小型城市污水处理厂，取得了很好的环境效益和经济效益，日本下水道事业团还主编了序批式活性 污泥法设计指南，指导全国的 艺污水处理厂的设计，对 艺的推广起到巨大的促进作用。 艺有多种型式，在我国已广为人知的有 艺、艺、 艺等，采用 艺的昆明市第三、第四污水处理厂和采用 艺的 X 开发区污水处理厂均已建成投产，正在施工和设计的采用 艺的中小型城市污水处理厂还有很多。 但由于 艺存在设备闲置率较高，提升能耗较大，对操作管理人员要求高的问题，一般不在规模较大的污水处理项目中采用。 （ 5）曝气生物滤池 现代曝气生物滤池 是在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤的思想而产生的一种好氧废水处理工艺， 70 年代末 80 年代初出现于欧洲，其突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化与过 第 29 页 滤结合在一起，滤池后部不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。由于其良好的性能，应用范围不断扩大，在经历了 80 年代中后期的较大发展后，到 90 年代初已基本成熟。在废水的二级、三级处理中，曝气生物滤池（ 称 现出处理负荷高、出水水质好，占地面积省等特点。但是其电耗高，日常药剂费用也高； 污泥量相对较大，污泥稳定性较差。 在我国目前该工艺应用于城市污水处理厂还处于起步别段，主要针对出水要求特别严格的情况，运行管理经验还比较的不足。 （ 6） 艺 为了适应去除氮磷的要求，在传统活性污泥法的基础上发展出具有除磷脱氮功能的 艺。这种工艺对于保护水体，防止发生富营养化有着突出的作用，在国外已迅速推广，国内也得到了相当广泛的使用。 厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，达到去除有机污染物、脱氮、除磷功能的。 在 我国目前该工艺广泛应用于城市污水处理厂，取得了良好的运行效果。 3、本项目工艺方案的提出 污水处理工艺方案的提出，应在掌握不同工艺技术特点的同时，注意与建设项目的具体情况相结合，扬长避短，进行针对性的分析对比，进而加以选择。 通过对常用污水处理工艺技术的分析和本项目污水水质的特点，可以认为：传统活性污泥法虽具有技术成熟可靠的优势，但受其对污 第 30 页 染物去除种类和程度的制约难以满足本项目的需要； AB 法和曝气生物滤池工艺的特点也难以与本项目的