污水处理厂扩建及中水回用项目可行性研究报告

XXXX污水处理厂扩建及中水回用项目可行性研究报告XXXX环保工程有限公司 2014年4月目录一、概述11.1项目背景11.2项目名称11.3编制依据11.4编制原则21.5编制范围21.6城市概况与自然条件2二、城市给排水现状、规划与项目建设的必要性52.1给水现状及规划52.2排水现状及规划82.3项目建设的必要性8三、污水处理量及水质确定83.1污水处理量83.2进出水水质9四、方案论证114.1厂址的选择114.2方案论证12五、污水及中水处理工程设计205.1工艺流程205.2污水处理工艺设计205.3中水处理工艺设计215.4污泥处理工艺设计225.5总图专业设计225.6建筑专业设计235.7结构专业设计235.8电气自控专业设计245.9自控专业设计255.10公用辅助工程设计26六、节能、节水措施266.1节能措施266.2节水措施27七、环境保护27八、劳动保护28九、消防设计28十、工程建设环境保护、劳动卫生与安全2910.1工程建设对环境的影响2910.2环境影响的减缓措施3010.3劳动卫生与安全31十一、组织机构与人力资源配置3311.1组织机构3311.2人力资源配置33十二、项目管理3412.1实施原则及步骤3412.2项目建设的管理3412.3项目招投标35十三、项目实施进度3613.1项目建设工期进度说明3613.2项目实施进度安排3613.3项目前期各阶段进度安排36十四、工程投资估算3714.1编制说明3714.2建设投资估算及资金筹措3814.3总投资估算表4014.4资金来源41十五、效益分析4115.1 经济效益4115.2 环境效益4215.3 社会效益42十六、建议42XXXX污水处理厂扩建及中水回用项可行性研究报告一、概述1.1项目背景XXXX污水处理厂建于2007年，随着石拐旧区搬迁及工业园区的建设，XXXX污水处理厂职能已经发生了变化，由市政污水处理厂转变为工业园区污水处理厂。石拐工业园区不断发展，用水量的需求与日俱增，现状污水处理设施已不能满足工业园区的发展需要，因此实施XXXX污水处理厂扩建及回用水工程已迫在眉睫。为配合我国西部大开发的战略步伐，加快基础设施建设、保护生态环境和提高人民生活质量，有必要对石拐污水处理厂扩建并配套建设中水回用工程。1.2项目名称XXXX污水处理厂扩建及中水回用工程1.3编制依据 包头市XXXX城市总体规划（2008-2020） 包头市XXXX资源枯竭地区转型规划 内蒙古包头市石拐工业园区总体规划2012-2030 包头市“十二五”城乡环境保护规划 城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标建标【2005】157号 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 污水综合排放标准(GB8978-1996) 地表水环境质量标准(GB3838-2002) 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准(CJJ31-89) 室外排水设计规范(GB50014-2006) 室外给水设计规范（GB50013-2006） 城市排水工程规划规范（GB50318-2000） 城市给水工程规划规范（GB50282-1998） 建筑给水排水设计规范（GB50015-2003） 泵站设计规范（GB50265-2010） 建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2011） 给水排水工程结构设计规范（GB50069-2002）1.4编制原则依据包头市XXXX城市总体规划（2008-2020）、包头市XXXX资源枯竭地区转型规划、内蒙古包头市石拐工业园区总体规划（2012-2030），结合XXXX污水排放的实际情况，根据国家的有关法规、标准、规范及城市总体规划、污水工程专项规划等相关规划，进行本项目建议书的编制工作。充分利用现有污水处理厂的设施和条件，使改扩建后的水厂和现有水厂实现有机结合、统一运行管理。要求工业废水的点源治理和城区污水的集中处理相结合，对有毒、有害工业废水在排出点直接采取有针对性的治理措施。提高工业用水的重复利用率，处理后排放的工业废水要达到排放水体标准或污水排入城市下水道水质标准。根据污水的水质、水量特点及受纳水体的性质，合理确定污水、中水处理标准，选择技术先进、安全可靠、运行管理方便、投资经济合理、运行费用较低，适合本地区特点的污水处理工艺。以国产设备为主，选择先进成熟设备，节能降耗，提高智能化、自动化水平，使本工程与当地日益发展的现代化水平相适应。1.5编制范围本工程为XXXX污水处理厂改扩建工程，具体内容如下：对现在污水处理厂进行改扩建，新增规模为33500m3/d的生化处理设施及规模为30000m3/d的中水回用设施，污水处理设施出水达到城市污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准，回用水设施出水水质满足城市污水再生利用-工业用水水质(GB/T19923-2005)水质要求，污泥进行资源化利用，消除二次污染。编制本工程的投资估算。1.6城市概况与自然条件1.6.1自然环境概况地理位置包头市XXXX地处阴山南麓，大青山西南山岳间，是内蒙古自治区最早开发的煤炭矿区，地理位置为东经1100603-1103215，北纬403513-405341。XXXX东西长约30公里，南北长约33公里，总面积765平方公里。石拐旧城区距包头市中心城区约38公里，新区约8公里。区位条件XXXX北接固阳县，东连土默特右旗，西南与包头市九原区和青山区毗邻，为包北大通道经济走廊的节点位置，铁路、公路畅通便捷，交通发达，南侧距110国道约8公里，且临近210国道。行政区划及人口XXXX始建于1956年，XXXX行政区域土地面积为765平方公里，辖1个苏木、1个镇、6个街道办事处，拥有一个自治区级工业循环经济示范园区，全区总人口6.3万，其中工业从业人员2万，工业园区涉及两个行政村庄（青山村、白草沟村）和十六个自然村（魏君窑村、小冬瓜村、大冬瓜村、井子沟村、南冬瓜村、皂火沟村、各亥图、西梁、河北、白草沟、当铺窑、毛忽太、南福永、北福永、后坝、三合义）。地貌气候石拐矿区属山间盆地的山丘地带，四面环山，中部为沟壑相间的黄土山丘。境内最高峰海拔1860米，最低点1150米，平均海拔1450米。山地南陡北缓，丘陵平缓坡长，沟谷纵横交错，地域弯曲面狭长，沟谷呈南北分布，山沟与山脊的坡度一般在7-25度，坡度最高达40度，沟谷两岸均有较薄冲击层发育，上部则为次生黄土层，平均厚度为40米左右。石拐属温带大陆干燥性气候，四季温差明显，昼夜温差大，干旱少雨，春末夏初，受风沙影响；夏短炎热，受东南季风影响；秋季凉爽，雨后浓雾，冬长寒冷，受西北季风影响。年平均无霜期270天，冻结期一般为5个月，即从11月至翌年3月，冻结深度一般在0.9-1.3米，最大冻土深为1.82米，全年日照3077小时，年平均生长期206天，多年平均降水量为375.7毫米，年平均蒸发量为2099.6毫米。自然条件生物资源本辖区内野生植物主要有针松、侧柏、柞、桑、山杏、山黄芪、甘草、柴胡、秦艽、百合、地黄、远志、黄芩、狼毒、麻黄以及各种杂草、灌木丛等。野生动物主要有狐狸、青羊、野兔、石鸡、松鼠、蝮蛇、山鹰、鹞子、蝎子、蟾蜍等。矿产资源XXXX矿产资源丰富，主要有煤炭、硬质粘土、石灰石、白云岩、油页岩、石英、石棉、云母、冰洲石、铌、钽等，其中煤炭是XXXX的传统优势资源。1990年统计，石拐矿区所属煤田累计探明储量为3.3亿吨，占总储量的45.8%。从煤种储量上看，其中气煤、肥煤、焦煤和瘦煤储量为3亿吨，占总储量的41.7%。贫煤、无烟煤、弱粘储量为0.3亿吨，占总储量的4.2%。煤田煤种齐全，共有9种，产煤区主要有6个，煤质佳，发热量高（一般在6000-7000大卡以上），而且低灰、低磷、低硫。另外硬质粘土主要分布发育于拴马桩煤系上部的杂怀沟组中，探明储量909万吨，保存贮量为567万吨。水利、电力资源XXXX水资源相对贫匮，中心城区水资源主要为地下水，浅层水水位埋深10m左右；单井涌水量500-1000m3/d，水质较好，矿化度1g/L左右，是有利的开采地段。目前地下水可开采量2432万立方米/年。园区铺设供水管网24公里及配套设施，日集中供水能力达2万立方米。XXXX中心城区用地北侧有500KV的包北变，规划容量为2750MW；西南部有110KV的后营子变，容量为40MW；东南部有35KV的开洲变，容量为20MW。园区范围内已建成110KV变电站1座、220KV变电站2座，输变电能力达90万KW。1.6.2社会环境概况包头市总面积27768km2，辖九个旗、区、县。市区包括昆区、青山区、东河区、九原区，另外还有二个矿区和三个农、牧业旗县，分别是石拐矿区、白云矿区、土右旗、固阳县和达茂旗，全市人口230万，其中市区人口109万，占全市人口的47.4%。石拐矿区现下辖一乡、一镇、五个街道办事处。包头市矿务局、包钢杂怀沟硬质粘土矿为驻区大企业。石拐矿区总人口约6万人，由汉、蒙、回、藏、维、朝鲜、满、达斡尔、羌、锡伯等10个民族组成，全区有大专以上文化程度人口1030人，中专文化的1536人，初中以上文化程度的41340人，全区总面积618km2。矿区内交通便利，服务设施较齐全。城市建设：随着经济的发展，矿区城市规划建设和环境保护工作、园林绿化迈出了新的步伐，人均居住面积9.95m2，达到包头市“九五”人均水平。商贸网点2.8万m2，人均0.46 m2，中小学教学用房6.63万m2，人均9.4 m2，高于全市平均水平，医疗用房2.23 m2，人均0.37 m2。城市道路16km，清洁平整，安装路灯9.18km，城市供水能力充裕，日供水量人均80m3，新XXXX片实现集中供暖，供暖能力6.3万m2。全区拥有各种树木14万株，绿化面积1.2平方公里，绿化覆盖率8%，人均绿地面积200平方米。二、城市给排水现状、规划与项目建设的必要性2.1给水现状及规划2.1.1水资源概况地下水补给量概算地下水补给量主要由第四系全新统孔隙潜水、区内主要矿井疏干排水（主要为侏罗系地下水）和采空区内储存的地下水三部分组成。a.第四系全新统孔隙潜水补给量概算第四系全新统孔隙潜水补给量主要为大气降水垂直入渗补给量，经计算，五当沟正沟范围内大气垂直入渗补给量为3.4448万m3/d，召沟为1.5343万m3/d，石拐子西沟为0.9204万m3/d，白狐沟为0.2367万m3/d，五当沟南沟为0.4733万m3/d，其它地区为1.3280万m3/d。大气降水垂直入渗补给总量为7.9375万m3/d。大气降水垂直入渗补给量主要是补给第四系全新统孔隙潜水，少部分补给侏罗系裂隙孔隙水和太古界基岩裂隙水。b.煤矿疏干排水量概算XXXX内有大型矿井6处，即五当沟矿、厂汉沟矿、河滩沟矿、大磁矿、召沟矿和白狐沟矿，其中五当沟矿、厂汉沟、大磁矿和召沟矿已停产，只有白狐沟矿和河滩沟矿仍在生产。序号矿井可利用的地下水量（m3/d）1五当沟矿72002厂汉沟矿19203河滩沟矿43204大磁矿19205召沟矿06白狐沟矿0总计15360c.采空区内储存的地下水量概算XXXX是包头市重要的煤炭能源基地，五十年代即开始采煤活动，到目前为止多数煤矿已停产，这些停产的矿坑在地面下形成不同深度、大小不等的采空区，大多数采空区内充满了地下水，这些地下水亦可作为XXXX供水开采的补充水源。序号矿井地下水储存量（万m3）1五当沟矿246.23442厂汉沟矿1139.89003河滩沟矿177.80184大磁矿7112.48345召沟矿06白狐沟矿0总计2276.4096XXXX6个主要煤矿地下采空区内储存的地下水总量为2276.4096万m3，如果由于XXXX降水量减少而造成天然补给量不足的时候，XXXX供水可以补充开采采空区的地下水。因此，地下水补给量为9.4735万m3/d，其中大气降水垂直入渗补给量为7.9375万m3/d，石拐范围内6个主要矿区地下水总补给量为1.5360万m3/d。另外石拐地下采空区内储存的地下水尚可作为备用水源。地下水允许开采量概算地下水允许开采量由沟谷第四系全新统地下水侧向补给量及地下水开采后夺取的基流量和洪水径流量组成。其中地下水侧向补给量为天然补给量，后再项为激发补给量。a.沟谷第四系全新统地下水侧向补给量概算虽然第四系全新统地下水得到的大气降水垂直入渗补给量较多，每日可达7.9375万m3，但因第四系含水层较薄，大部分地下水转化为地表水，因此地下水侧向径流量较少。根据华北煤田勘探局古城塔断面资料计算地下水侧向补给量。古城塔过水断面宽度为207.0m，含水层厚度4.251m，含水层渗透系数为207.269m/d，地下水水力坡度为0.0122，其地下水侧向补给量为0.2225万m3/d。b.沟谷地表基流渗入补给量概算经计算，地下水开采后，可以夺取的各沟谷地表基流渗入补给量分别为五当沟正沟1.0851万m3/d，召沟0.2071万m3/d，石拐子西沟0.1646万m3/d，白狐沟0.0425万m3/d，五当沟南沟0.0743万m3/d，总渗入补给量为1.5736万m3/d。c.行洪期内洪水径流流入补给量概算在行洪期内第四系全新统地下水直接接受洪水渗入补给，其渗入量根据洪水淹没范围、行洪天数及包气带非饱和岩层渗透系数分沟谷计算。经计算，五当沟正沟官牛犋至古城塔行洪期内洪水径流入渗补给量为0.5134万m3/d，召沟毛忽洞至水磨滩为0.3865万m3/d，石拐子西沟北福永居至西梁为0.1197万m3/d，白狐沟红房子至立甲子南为0.0420万m3/d，洪水径流入渗总补给量为1.0616万m3/d。地下水补给量为2.8577万m3/d，其中天然补给量即第四系全新统沟谷侧向补给量为0.2225万m3/d，地下水开采后激发补给量为2.6352万m3/d（其中夺取的基流量为1.5736万m3/d，夺取的洪流量为1.0616万m3/d）。2.1.2给水现状XXXX目前地下水开采量为2.5151万m3/d，其中农业用水1.3699万m3/d，工业用水0.8219万m3/d，生活用水0.3233万m3/d。这些开采量主要为第四系全新统孔隙潜水。2.1.3给水规划石拐地区第四系全新统地下水允许开采量为2.8577万m3/d，6个主要煤矿的侏罗系地下水允许开采量为1.5360万m3/d，加上XXXX现已开采的2.5151万m3/d，在其他需水计划不变的情况下，支撑工业园区的新增新鲜水资源总量为4.3万m3/d。2.2排水现状及规划2.2.1排水现状XXXX现有污水处理厂一座，处理能力为3500m3/d，市政污水经收集后排入污水处理厂，工业园区企业工业废水自建有污水处理站。2.2.2排水规划石拐旧区搬迁改造后，XXXX污水处理厂从市政污水处理厂转变为工业园区污水处理厂，计划将工业园区企业全部生活污水及部分工业废水进行集中处理，根据工业园区规划设计，预计2020年工业园区污水处理规模达到37000m3/d，因此污水处理厂扩建规模为33500m3/d。2.3项目建设的必要性2.3.1是保证XXXX社会经济发展的需要XXXX是资源枯竭型城市转型试点城市，工业园区为自治区级的高载能园区，循环经济示范园区，当地地表水资源短缺，制约了工业园区的发展，因此必须加快建设污水处理及中水回用设施，缓解当地水资源紧缺的现状。2.3.2是保护环境的需要目前工业园区内企业的生活污水及工业废水还未进行集中处理，部分企业污水处理未达标，部分企业存在偷排现象，造成了水体污染，导致工业园区周边环境恶化。本工程建成后将工业园区全部污水收集后集中处理并进行中水回用，从根本上解决了水污染和水资源紧缺两方面的问题。三、污水处理量及水质确定3.1污水处理量根据内蒙古包头市石拐工业园区总体规划（2012-2030），到2020年工业园区内企业排水量达到41000m3/d，按污水收集率90%设计，污水处理厂处理中规模为37000m3/d，现有污水处理厂处理规模为3500m3/d，因此污水处理厂扩建规模为33500m3/d。到2020年工业园区循环冷却水补水需求量为30000m3/d，因此新建中水回用设施规模为30000m3/d。污水处理厂扩建后预计污泥产量为24t/d，因此新建污泥处理设施规模为24t/d。3.2进出水水质进水水质根据现有污水处理厂进水水质情况及工业园区企业生产特性确定本工程进水水质如下表：水质指标CODcr(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)PH数值5003004003586-9出水水质本工程出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准并同时满足城市污水再生利用-工业用水水质（GB/T19923-2005）水质要求。具体水质标准如下：城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准（单位：mg/L）序号基本控制项目一级A标准备注1CODcr502BOD5103SS104动植物油15石油类16阴离子表面活性剂0.57总氮（以N计）158氨氮（以N计）5（8）9总磷110色度3011PH6-912粪大肠菌群数（个/升）1000括号外数值为水温12时的控制指标，括号内水质为水温12时的控制指标城市污水再生利用工业用水水质GBT19923-2005（单位：mg/L）序号控制项目冷却水洗涤用水锅炉补给水工艺与产品用水直流冷却水敞开式循环冷却水系统补给水1PH6.5-9.06.5-8.56.5-9.06.5-8.56.5-8.52SS30-30-3浊度（NTU）-5-554色度（度）30303030305BOD30101010106COD-60-60607铁-0.30.30.30.38锰-0.10.10.10.19氯离子25025025025025010二氧化硅5050-303011总硬度(以CaCO3计)45045045045045012总碱度(以CaCO3计)35035035035035013硫酸盐60025025025025014氨氮-10-101015总磷-1-1116溶解性总固体100001000010000100001000017石油类-1-1118阴离子表面活性剂-0.5-0.50.519余氯0.050.050.050.050.0520粪大肠菌群（个/L）20002000200020002000污水处理程度根据确定的污水处理厂进、出水水质要求，各项指标处理程度见下表：项目进水（mg/L）出水（mg/L）去除率%COD5005090.0BOD3001096.7SS4001097.5NH3-N35585.7TP80.593.8四、方案论证4.1厂址的选择污水处理厂厂址的选择，既要服从城市总体规划和城市远期发展，又要兼顾考虑建厂条件、建设投资、社会影响、生态环境影响等方面因素，做到合理布局，同时还应考虑到配套管线的中、远期结合，以便于实施。厂址选择主要原则：1）与所采用的污水处理工艺相适应；2）少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护距离；3）厂址位于城市给水水源下游，且应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向；4）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，以便于运输；当处理水排放时，则应与受纳水体靠近；5）要充分利用地形，如有条件可选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；6）有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；7）厂址不应设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁，厂址应尽量设在地形条件好的地方；8）厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。9）充分利用现有设施。根据本次工程的内容，结合XXXX现有污水处理厂运行的实际情况，本工程扩建的污水处理设施部分位于现污水处理厂预留地内，利用部分已有建构筑物。其余污水处理设施、中水处理设施及污泥处理设施设在现有污水处理厂南侧。4.2方案论证4.2.1方案选择的原则XXXX污水处理厂改扩建工程处理规模为污水33500m3/d，中水30000m3/d，污泥处理24t/d，属于中型污水处理厂。为了同时实现污水处理厂的高效稳定运行和节省费用的目的，我们依据下列原则进行污水和中水处理工艺方案的选择：1）在常年运转中，工艺稳定可靠、技术成熟、出水水质能达到设计处理标准。2）工程投资和运行费用低、占地面积小、电耗低、尽量利用现有处理设施，以尽可能少的投入取得尽可能大的效益。3）管理简单、方便、运转方式灵活，并可根据不同的进出水水质要求，调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。4）便于实现污水处理过程的自动控制，提高管理水平。5）所选工艺能够适应霍林郭勒市的实际情况和管理水平的要求。4.2.2处理工艺的选择4.2.2.1生化处理工艺选择目前，国内外城市污水厂大多都采用生化处理，绝大部分为活性污泥法，这种方法能有效地去除城市污水中的主要污染物质，并且处理费用最少。生物除磷脱氮工艺的类型和实施方式多种多样，各具特点，根据本污水处理厂进水水质特点和出水水质要求，从上述工艺中筛选出具有生物脱氮除磷功能的A2/O工艺、SBR的改良型-CASS工艺以及百乐克工艺为本工程的备选方案，进行技术经济比较，从中确定推荐方案。1).A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺（方案一）A/A/O工艺是在A/O法生物除磷系统的基础上增加一个缺氧过程，通过混合液回流（内回流）将硝化产生的硝酸盐还原成氮气从系统中逸出，既达到脱氮的目的；又使回流至厌氧阶段（外回流）的污泥尽量少含化合态的氧（即NO3-电子受体），从而造成厌氧池比较完全的厌氧环境，以利于聚磷菌较彻底地释放磷，为其在后续好氧阶段中过量地摄取污水中的磷创造必要的条件。因此，A/A/O法的技术核心是在好氧反应阶段前增加厌氧阶段和缺氧阶段。A/A/O工艺的厌氧阶段是该工艺除磷的关键所在。污水与来自二沉池的回流污泥在厌氧池中充分混合，活性污泥中的聚磷菌将细胞物质中的磷释放出来，以溶解性的磷酸盐形式存在，通过对磷的释放，聚磷菌在好氧阶段能从污水中吸收几倍于所释放的磷，即所谓过量摄取，从而达到生物除磷的目的。因此，聚磷菌对磷的释放程度成为除磷效果好坏的关键。实践证明，聚磷菌良好的释磷效果，有赖于较理想的厌氧环境，污水CODcr/P的值（一般要求大于10：1），较高的回流污泥浓度（MLSS）和相对较长的厌氧水力停留时间HRT（一般为1.01.5hr）。而厌氧环境和CODcr/P值是最基本也是最重要的。严格的厌氧环境使污水通过厌氧水解与发酵，其中所含难降解高分子化合物转化为易于生物降解的低分子物质，为后续好氧处理创造了有利的条件，更重要的是，这种水解作用所引起的CODcr/P值增大，直接导致了聚磷菌在厌氧环境中释磷效果的提高，同时水解产生的挥发性脂肪酸（VFA）对聚磷菌释磷以及在好氧阶段贮磷也产生了十分重要的作用，从而促进了系统的除磷效果。A/A/O工艺的缺氧阶段的主要作用是反硝化脱氧，反硝化菌利用NO3-作为最终电子受体氧化污水中的有机物用于产能和增殖。同时，硝酸盐被氧化还原，使N2从水中逸出，达到脱氮的目的并消除NO3-N对厌氧环境的影响。由于脱氮需要碳源（BOD），因此反硝化的同时可以降解部分有机物，从而节省能耗。缺氧/好氧交替这种运行方式利用了兼性微生物特有的生理特性，即硝酸盐还原菌在好氧环境中受到抑制，而在缺氧段则对好氧产物NO3-进行代谢，而此时好氧菌则受到抑制。连续流的污水处理构筑物其缺氧/好氧环境的交替出现可以通过控制曝气量的分配来实现。因为缺氧与好氧环境不断地交替进行，从总体上来看，缺氧区和好氧区为独立的两个区域，是两个相串联的生物反应器，各部分内的微生物种群、工作环境、代谢底物和产物是不相同的。A2/O工艺具有以下优势：（1）是传统活性污泥法的改进型，保留了传统活性污泥法的优点，有机物处理效果高且稳定，同时具有良好的脱氮除磷效果，已具有丰富的运行管理经验。（2）工艺流程中厌氧缺氧好氧段单独设置，利于控制各段的溶解氧浓度，保持厌氧兼氧好氧微生物所需特殊的生存环境，以保证各段的处理效果。（3）厌氧好氧段交替运行，能抑制丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀的问题。（4）总水力停留时间少于其他同类工艺，并且无需外加碳源，厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌，能降低此块费用。A2/O工艺有以下缺点：（1）工艺流程长，处理构筑物和设备较多。（2）占地面积较大。2).CASS工艺（方案二）CASS工艺是典型SBR工艺的一种改进型。它是一种连续进水、周期出水、定时曝气的好氧活性污泥工艺。将均衡、初沉、曝气、生物除磷脱氮、二沉等过程在一个CASS工艺反应池中交替进行。CASS工艺的主要原理是：将SBR反应池沿长度方向分为两个部分，前部为预反应区，后部为预主反应区。见下图CASS应池反池构造图。预反应区设置在反应器的进水处，是一容积较小的污水污泥接触区。进入反应器的污水和从主反应区内回流的活性污泥（回流量约为日平均流量的20）在此相互混合接触。在预反应区内，通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。预反应区还有效的抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统稳定性。根据进水水质的不同，调解预反应区厌氧或兼氧状态，从而解决二级生化处理中的主要矛盾。其技术特点如下：（1）当污水流入预反应区，使活性污泥在高负荷条件下强化了生物吸附作用，并促进了微生物的增殖，有效地抑制了丝状菌的繁殖。整个反应池内微生物一直可保持较高浓度，低水时位其MLSS常控制在45g/L左右，低食料比使处理过程较为稳定彻底。池内污水的流速为0.030.05m/min。即使有一小部分水在滗水阶段后期进入主反应池，也因经过污泥沉降层的阻挡而改变了运动的方向，不会形成短路。系统通过控制合适的曝气、停气，为硝化细菌和反硝化细菌创造了适宜的反硝化脱氮条件。此外还利用污泥在厌氧和好氧不同环境中吸收和贮藏磷的能力不同而达到脱磷的目的。（2）CASS反应池可以通过调节周期来适应进水量和水质的变化。已有的运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值23倍时，处理效果仍然令人满意。（3）CASS池运行可分为三个步骤，其循环操作过程为：曝气4h沉淀1 h滗水1h。a、曝气阶段由曝气系统向反应池内供氧，此时有机物经微生物作用被生物氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化作用，被氧化生成为硝基氮，聚磷菌在好氧状态下完成磷的吸收过程。b、沉淀阶段此时停止向反应池内供氧，微生物继续利用水中的溶解氧进行生化反应。液相主体逐渐由好氧状态向缺氧状态转变，活性污泥在静止状态下，向下沉降，上层水变清。c、滗水阶段在污泥沉淀到一定深度后，滗水器系统开始工作，排出反应池内上层处理水。此时液相主体逐渐过渡到厌氧状态，聚磷菌在好氧状态下完成磷的吸收过程。在滗水过程中，由于污泥沉降于池底，浓度较大，可根据需要启动污泥泵将剩余污泥排至污泥池中，以保持反应器内一定的活性污泥浓度。滗水结束后，进入下一个新的周期，开始曝气，周而复始，完成对污水的处理。CASS的工艺优势如下：（1）工艺成熟，流程简单，运行稳定。（2）可省去初次沉淀池；不设二沉池、回流污泥设备，与标准活性污泥法比较，减少了构筑物及管道，其投资和占地面积大大减少。（3）CASS技术是一种改进的延时曝气系统，运行时，曝气时间短，氧利用率高，故其能耗较低。CASS工艺有以下缺点：（1）由于一个池子交替曝气工作，池中曝气设备利用率低，曝气设备闲置率高，维修量大。（2）与氧化沟工艺相比管理运行复杂，管理运行水平要求高，控制水平及自控设备要求较高。（3）液面容易产生浮渣，难以去除。（4）剩余污泥与回流污泥采集一直由潜污泵来完成，使回流污泥和剩余污泥的浓度不均，对后续处理带来一定难度。3). 百乐克（BIOLAK）工艺（方案三）百乐克（BIOLAK）工艺是一种具有脱氮除磷功能的多级活性污泥污水处理系统。整个池体分为四个区域：厌氧区、曝气区、沉淀区和稳定区。百乐克工艺利用了大量的微生物即活性污泥来净化污水。在百乐克工艺多级的生化池内可以形成多个A/O段，是多个单级A/O的组合。它是通过运行中控制某些区域曝气头的状态，造成停气曝气停气曝气等区域，在池中形成多个氧气不饱和和过饱和区域，从而实现多个缺氧段和好氧段，系统内可以经历多个反硝化和硝化区域。这种多级A/O系统理论基础是非稳定状态理论和硝化反硝化反应机理。在生化池中有足够的停留时间就可以用控制曝气区域的方法实现A/O工艺。城市污水经过预处理后，进入厌氧池，同时进入的还有终沉池排出的含磷回流污泥，厌氧池内设置搅拌机，流态为完全混合，其主要的功能是释放磷和部分有机物的氨化。污水经过均匀分配进入A/O池。曝气采用悬挂链曝气装置，池面漂浮可移动的通气链，链上挂着数个浮动的微孔曝气头（Biolak-Friox）。悬挂链端固定在曝气池两侧，悬挂链在水中可以蛇形运动，它自然的拍动可以起到有效的混合作用。通气时，曝气头产生的气泡直径约50um，微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧转效率的提高。由于水流波动和链条的混合搅拌作用，使悬浮在池底的曝气头在一定范围内运动，气泡斜向上升，延长了在水中的停留时间，是固定式曝气头的三倍左右。此外，通过控制局部曝气头的供气方式在池内可形成多级A/O反应段，进行硝化、反硝化一系列的循环反应，不需要消化液回流，就可以实现反硝化脱氮。由于特殊的曝气方式，池内混合效果好，氧转效率高，有利于微生物降解水中的有机物。经处理水进入终沉池。终沉池除了进行泥水分离，还有着污泥浓缩、储存污泥的功能。因为进入的是泥、水、气三相混合液，而活性污泥质量较轻，沉淀池选型至关重要。活性污泥具有絮凝性能，沉淀属于成层沉淀，沉降时泥水之间有清晰的界面，絮凝体结成整体下沉。百乐克合建的沉淀池配水在池体长边方向，水流以较低的流速经过絮凝层，大部分污泥被截留，上清池由溢流堰收集进入稳定池。污泥在池底沉积浓缩，由吸泥车的潜水泵提升至吃定的污泥回流渠至生化池进水处，小部分剩余污泥排入污泥处理单元。污水最后进入稳定池，稳定池分为曝气段和沉淀段。百乐克工艺具有以下优势：1. 土建方式灵活，因地制宜，可采用毛石春黏土池、防渗透池或者混凝土池。2. 投资经济，由于百乐克工艺设计十分简洁流畅，再加上土建方式灵活，因而造价低，在总投资商有很强的竞争力。3. 维修简单，污泥处理量少。4. 运行费用低，由于采用最为节约能耗的曝气装置，维修简单，污泥处理量少，所以运行费用低。5. 生化脱磷脱氮效果好：由于采用波浪式氧化系统，使水中形成多级A/O工艺，实现多级脱氮。6. 整个系统有一定的抗冲击能力。百乐克工艺有以下缺点：1. 缺少沉砂预处理过程，仅有格栅预处理设施，细格栅无法去除粒径1 mm的细砂，细砂进入后续生物处理池的除磷区时，由于流速较低而易堆积，甚至板结，难以清除。2. 多级AO法难以保证稳定的脱氮效果。木里图污水厂的实际运行情况表明，由于进水氨氮浓度较高，系统脱氮效果不好，且厌氧段的放磷效果也不好。3. 二沉池沉淀效果稳定性不理想。4. 池体采用HDPE防渗透膜进行防渗处理，池体进行刮泥时，容易把池体刮伤，造成池体泄露，减少池体寿命。根据XXXX污水处理厂进出水实际情况，结合现有污水处理厂采用的工艺运行状况，本工程生化处理选用工艺成熟、适合中型污水处理厂的CASS工艺。4.2.2.2深度处理工艺选择混凝反应反应池内混合是整个絮凝过程的重要环节，目的在于使投入水中的混凝剂能迅速而均匀的扩散水体，使水中的胶体脱稳，提高凝聚效果。混合工艺的选择应遵循快速、充分的原则，G值适当增大，可使混合形成的絮体有较大密度，反之则絮体密度降低，对沉淀池排泥及过滤均不利。目前在国内大中型水厂中主要以管式混合、机械混合为主。静态管式混合器因其安装容易、不需维修，在国内水厂中被广泛使用。机械混合是利用机械搅拌器的快速旋转，使混凝剂迅速、有效均匀地扩散于整个水池之中，混合效果良好。其最大的优点是混合效果不受水量变化的影响，在进水流量变化过程中都能获得良好的混合效果，本工程反应池内采用机械混合方式。絮凝在常规水处理工艺中占有很重要的地位，絮凝效果的好坏对最终出水水质影响很大。实现絮凝阶段的高速、高效，已成为水处理界研究的热点。水中的胶体颗粒脱稳后，在絮凝设施中形成粗大密实且沉降性能良好的絮体颗粒。为使微絮体良好成长，絮凝设施要有良好的水力条件，操作运行合理直接影响到最终的出水水质。沉淀池沉淀池的目的是去除水中悬浮物，使出水达到待滤水的水质要求。目前工程中最常用的为平流沉淀池和斜管沉淀池。平流沉淀池平流沉淀池是全国大中型水厂最推荐的池型，构造简单、处理效果好、矾耗低、对水量和水质变化的适应性好、运行管理方便。对大型工程而言，平流沉淀池的综合造价较斜管沉淀池低，其缺点是占地面积较大。斜管沉淀池斜管沉淀池表面负荷高，占地面积小，运行可靠稳定，主要用于中小规模的净水处理厂。本工程推荐采用斜管沉淀池。过滤纤维转盘滤布滤池处理技术是一项先进高效的水处理过滤技术，主要用于冷却循环水处理、废水的深度处理与中水回用，也适用于现有污水处理厂的升级改造。其主要特征为出水水质好，出水稳定，连续运行，承受高水力，悬浮物负荷能力强，全自动运行，操作、维护简便，运行费用低，土建费用低及占地小等。纤维转盘滤布滤池于常规活性污泥法、延时曝气活性污泥法、SBR 系统、氧化沟系统、滴滤池系统、氧化塘系统之后，可去除总悬浮固体、结合投加药剂可去除P、色度等。纳滤膜分离过程按过滤精度划分，可分为微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO），见下图过滤图谱。纳滤 (NF)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间，只有几个纳米左右。其对二价和多价离子及分子量在2001000之间的有机物有较高的脱除性能，而对单价离子和小分子的脱除率则较低。因此中水回用选择主体工艺流程为：混凝沉淀+纤维转盘滤布过滤+纳滤4.2.2.3污泥处理工艺选择污泥好氧堆肥是在有氧条件下，好氧菌对污泥进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体的过程。工艺流程主要是：污泥脱水主发酵后发酵后处理。五、污水及中水处理工程设计现有污水处理厂预留地可建处理量为3500m3/d的CASS池，CASS池可按已建CASS池图纸建造，其它配套格栅、沉淀池、排水池等构筑物均已建成，安装设备后即可配套使用。在现有污水处理厂南侧新建污水处理设施，规模为30000m3/d；新建中水处理设施，规模为30000m3/d；新建污泥处理设施，规模为24t/d。5.1工艺流程污水工艺流程：污水粗格栅提升泵房细格栅曝气沉砂池CASS池接触消毒池中水工艺流程：中水絮凝沉淀池纤维转盘滤布滤池纳滤中水池用户污泥处理流程：污泥污泥储池污泥脱水机好氧堆肥用户5.2污水处理工艺设计5.2.1粗格栅粗格栅采用回转式机械格栅，2台，栅条间隙15mm，配套螺旋输送机和储渣槽。5.2.2提升泵房集水井按单台提升泵可抽水15min设计，集水井尺寸为6m6m6m，其中超高0.5m，有效容积200m3，污水提升泵设3台，2用1备，采用耦合式潜污泵，单台流量650m3/h。5.2.3细格栅及旋流沉砂池细格栅格栅采用回转式机械格栅，2台，栅条间隙5mm，配套螺旋输送机和储渣槽。旋流沉砂池设2组。单组流量为174L/s，选择旋流式沉砂池-200型，直径2430mm，池深1150mm。5.2.4CASS池设计流量为1250m3/h，设8座CASS池，CASS池尺寸为39m18m6.5m，其中超高0.5m，每座CASS池有效容积为4200m3，CASS池分为3个区：生物选择区、缺氧区和好氧区，各区容积之比为1:5:30。详细工艺参数如下：污泥浓度MLSS为3000mg/L；MLVSS/MLSS为0.7；水力停留时间HRT为21.4h；污泥负荷为0.13 kgBOD/（kgMLVSSd）；污泥龄30d。5.2.5接触消毒池采用二氧化氯消毒，设1座接触消毒池，14m8m6m，其中超高0.5m，有效容积为625m3，接触时间30min。二氧化氯投加量为每吨水5g，二氧化氯发生器产量为6.25kg/h。5.3中水处理工艺设计中水处理构筑物设计流量为3.0万m3/d。5.3.1絮凝沉淀池设1座机械搅拌斜管沉淀池，分为2格，每格处理能力为1.5万m3/d，沉淀池的附属及围护设施采用轻钢结构。斜管沉淀池采用异向流ABS斜管，最大负荷3.6m3/m2.h，平均上升流速为0.70mm/s。5.3.2纤维转盘滤布滤池经过混凝沉淀后，大部分污染物已得到了较大程度的去除，过滤将进一步降低水的浊度，以及对水中的有机物、细菌、病毒等实现进一步去除，保障出水水质达到中水标准。因此，采用技术先进、安全可靠、水质保障高的滤布滤池。本期工程采用纤维转盘滤布滤池2座，总处理水量3.0万m3/d。附属及围护结构采用轻钢结构，滤池为钢筋混凝土结构，半地下式布置。5.3.3纳滤间纳滤 (NF)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间，只有几个纳米左右。其对二价和多价离了及分子量在2001000之间的有机物有较高的脱除性能，而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且，与反渗透过程相比，纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低，过程渗透压较小，所以，在相同条件下，纳滤与反渗透相比可节能15%左右。滤池出水 精密过滤器 高压泵 纳滤主过滤系统5.3.4中水池设2座中水池，中水池调节容积为日中水量的20%，故每座中水池容积为3000 m3。5.3.5送水泵房新建1座送水泵房，采用半地下结构。内设污水离心泵3台，2用1备，单台流量650m3/h。5.4污泥处理工艺设计5.4.1污泥储池本项目污泥量约为400m3/d，设1座污泥储池，污泥停留时间为12h，污泥储池有效容积为200m3/d。5.4.2污泥脱水机房新建污泥脱水机房1座，设3台带式压滤机及配套设备，2用1备。5.4.3堆肥间新建污泥堆肥间1座，设2套好氧堆肥及及配套设备。5.5总图专业设计5.5.1水厂平面本设计位于XXXX污水处理厂内及南侧，平面布置的原则是：结合一期工程布置、充分利用一期工程设施；符合工艺流程、顺畅连续短捷；布置紧凑合理、节约建设用地；利用自然地形、因地制宜布置；注意方位朝向、满足通风采光；适应生产弹性。5.5.2站内道路一期厂内预留地扩建部分道路沿用现状道路，新建建构筑物周边新建道路。5.5.3 站内绿化站内的绿化主要采用自然与规划相结合的方式，围绕着构（建）筑物和道路的几何形状，配以不同的乔木、灌木及草地或花坛等，使站内的绿化既有人工之美，也有自然之美，既赏心悦目，又有防尘降噪之功能。5.6建筑专业设计5.6.1 厂地环境概况本设计位于XXXX污水处理厂内及南侧。5.6.2 厂区平面设计平面设计以满足工艺设计的合理布局为前提，并依照国家对污水处理厂用地的各项规定，充分利用地形和现有设施，利用现代设计手法及装修材料，创造一个功能分区明确、各项用地合理、技术经济可行的污水处理厂。5.6.3单体建筑建筑设计充分考虑与周边建筑群的形式统一，又赋予独特的建筑风格，在充分考虑与周围环境相协调的同时，突出特色。建筑设计简洁明快，建筑力求体形丰富多变但又不失协调统一，色调以浅蓝色、白色为主，并辅以装饰