污水处理工程可行性研究报告.doc

可行性研究报告西安高新区草堂科技产业基地污水处理工程目 录第一章 总 论11.1项目背景与概括11.1.1项目名称11.1.2项目承担单位11.1.3可行性研究报告编制单位11.2 研究工作概况11.2.1项目建设地点11.2.2建设期限11.2.3设计进出水水质及水量11.2.4投资估算3第二章 编制的依据和范围42.1可行性研究报告编制依据42.1.1基础资料42.1.2有关环保方面标准性文件42.1.3有关建设方面标准性文件42.1.4采用的技术规范42.1.5规划依据52.2编制范围、编制原则52.2.1编制内容52.2.2编制原则5第三章 产业基地概况与建设的必要性63.1地理位置63.2历史人文63.3自然条件63.4项目建设的背景73.4.1水环境系统建设是城市生态改善的重要内容73.4.2西安地区污水资源化利用的重要性73.5项目建设的必要性8第四章 建设规模、水质及厂址104.1建设规模确定104.1.1基地内污水量统计104.1.2周围村庄污水量统计104.1.3污水处理厂建设规模114.2污水水质确定114.2.1人均当量法114.2.2西安市北石桥污水处理厂和周边城市的进水水质114.2.3西高新草堂科技产业基地污水处理厂进水水质确定124.3污水厂出水水质确定124.4污泥出路134.5污水厂位置的选择144.5.1厂址选择的原则144.5.2厂址选择14第五章 污水处理厂工艺方案比选155.1污水处理厂工艺选择原则155.2污水处理厂的重点处理项目165.2.1进水水质的生化处理可行性165.2.2重点处理项目175.3污水生物处理工艺论述195.3.1处理工艺要求195.3.2生物脱氮除磷工艺235.4污水处理工艺方案比选295.4.1方案一： Organica推流技术295.4.2方案二：氧化沟工艺315.4.3工艺方案比较325.5主要构筑物选型335.5.1沉砂池335.5.2Organica推流技术345.5.3二沉池355.6三级处理工艺365.7污泥处理工艺38第六章 推荐方案工程设计406.1总图设计406.1.1厂区平面设计406.1.2厂区竖向设计426.1.3绿化及景观设计426.2工艺设计426.2.1预处理间426.2.2综合反应池及办公区486.2.3门卫556.3建筑设计586.3.1设计依据586.3.2平面设计586.3.3立面造型设计596.3.4建筑装修标准596.3.5建筑节能措施596.4结构设计606.4.1设计依据606.4.2建（构）筑物结构设计说明606.4.3主要结构材料636.4.4水处理构筑物耐久性636.5电气设计646.5.1设计依据646.5.2设计范围646.5.3供电电源及供配电系统646.5.4 10/0.4kV变电所656.5.5总装机容量及总工作容量656.5.6主要设备材料选择656.5.7电机控制中心（MCC）的设置666.5.8污水处理工艺设备的启动及控制666.5.9就地控制箱和检修电源箱666.5.10全厂配电线路及道路、室外照明676.5.11防雷和接地676.5.12主要节能措施676.6自控仪表系统设计686.6.1计算机控制管理系统设计686.6.2设计依据及设计范围696.6.3设计原则696.6.4自动控制系统配置方案706.6.5系统组成706.6.6系统功能及PLC站设置706.6.7在线仪表检测系统726.6.8防雷、过电压保护及接地736.7通讯系统设计756.7.1电话系统756.7.2电信网络756.7.3互联网接入756.8采暖与通风设计766.8.1设计依据766.8.2设计范围766.8.3设计参数766.8.4供暖设计766.8.5通风设计776.9附属生产设计776.9.1化验设备776.9.2机修设备796.10消防设计79第七章 项目的环境影响及对策807.1项目实施过程中的环境影响及对策807.1.1工程建设对环境的影响807.1.2环境影响的缓解措施817.2项目建设后的环境影响及对策827.2.1污水处理厂对周围环境影响827.2.2环境影响的对策82第八章 工程风险分析848.1污水处理厂风险影响分析848.1.1地震对构筑物的可能影响848.1.2岔道排污对环境的影响848.2污水处理系统维修风险分析84第九章 工程项目实施869.1实施原则及步骤869.2项目建设的管理机构869.3项目建设实施计划869.4主要履行单位的选择879.5项目招投标计划879.5.1招标范围879.5.2招标信息发布方式879.5.3招标组织形式879.5.4承包商职责88第十章 组织管理机构和人员编制8910.1项目运行的组织管理8910.2项目运行的技术管理8910.3项目运行的管理机构8910.4人员编制9010.5人员培训90第十一章 节能9211.1节能方针9211.2工程节能措施92第十二章 劳动保护、安全生产及消防9412.1劳动保护及安全生产9412.2消防96第十三章 投资估算9813.1编制说明9813.1.1工程概况9813.1.2编制范围9813.2编制依据9813.3投资估算9913.3.1建设投资估算9913.3.2流动资金估算9913.4项目投资及资金筹措9913.5 投资指标10013.6分年资金投入计划100第十四章 融资方案10814.1资金来源10814.2资本金筹措10814.3债务资金筹措10814.4融资方案分析108第十五章 财务评价11015.1编制依据11015.2财务评价基础数据与参数选取11015.2.1财务价格11015.2.2税费11015.2.3利率11015.2.4项目计算期11015.2.5生产负荷11015.2.6财务基准收益率设定11015.3销售收入及税金估算11115.4成本费用估算11115.4.1各项成本费用的选取11115.4.2 单位产品制造成本估算11115.4.3 总成本费用估算11115.5利润估算11215.5.1所得税11215.5.2 盈余公积金及公益金11215.5.3 项目利润的估算11215.6财务评价11215.6.1盈利能力分析11215.6.2 清偿能力分析11315.7不确定性分析11315.7.1 盈亏平衡分析11315.7.2 敏感性分析11315.8财务评价结论114第十六章 结论与建议12616.1结论12616.2建议126西安高新区草堂科技产业基地污水处理工程可行性研究报告第一章 总 论1.1项目背景与概括1.1.1项目名称西安高新区草堂科技产业基地污水处理工程。1.1.2项目承担单位项目承担单位：陕西亿龙生物科技有限公司项目法人代表：王平龙1.1.3可行性研究报告编制单位编制单位：中国轻工业西安设计工程有限责任公司陕西清源环境实业有限公司工程咨询资质证书：工资甲 23220070018工程设计证书：A161003238A2610032351.2 研究工作概况1.2.1项目建设地点西安高新区草堂科技产业基地纬九路东北方向约1公里左右处。1.2.2建设期限项目的建设期为14个月，自2010年5月2011年6月。 1.2.3设计进出水水质及水量1.2.3.1建设规模西安高新区草堂科技产业基地污水处理厂一期设计处理规模15000m3/d，二期设计处理规模15000m3/d，三期设计处理规模30000m3/d。1.2.3.2污水厂服务范围北邻草堂镇，西邻庞光镇，东邻太平河，南邻新环山公路，总控制面积15平方公里。污水厂处理范围以草堂科技产业基地为主，兼顾户县的庞光镇、草滩镇以及污水厂以南的十几个村子的生活排水。1.2.3.3污水厂厂（站）址位于草堂科技产业基地纬九路东北方向约1公里左右处，西临在建西太路，南临太平河，南北两侧均为农田。厂区总占地90亩，按一期规模设计实施，预留二、三期用地。1.2.3.4污水处理厂进出水水质1.2.3.4.1设计进水水质CODcr500mg/L，BOD5300mg/L，SS200mg/L，TN40mg/L，NH4+-N30mg/L，TP6.5mg/L1.2.3.4.2设计出水水质根据总体规划目标，以及西安高新区草堂科技产业基地管委会要求，处理后的水直接排放，在基地建设逐渐形成和入区企业确定后，景观湖，绿化、道路浇洒和入区企业的冷却循环补充水将使用该处理厂处理后污水作为水源，处理后水质执行国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。CODcr50mg/L，BOD510mg/L，SS10mg/L，TN15mg/L，NH4+-N8mg/L，TP0.5mg/L1.2.3.5处理工艺污水处理：根据污水处理厂进水水质及出水水质要求，污水处理厂采用具有生物除磷、硝化和部分反硝化功能的二级生物强化处理才能达到设计要求。因此，污水处理厂的生物处理段将采用具生物除磷脱氮功能的Organica推流技术。经污水经格栅、沉砂、生物处理、沉淀、过滤，消毒处理后回用或达标排放。污泥处理：采用机械浓缩脱水处置工艺，泥饼外运交由当地市政垃圾管理部门卫生填埋。污水处理厂的总体工艺流程包括预处理段、二级生物处理段、三级处理段、污泥处理段。1.2.3.6工程主要内容建设西安高新区草堂科技产业基地污水处理厂1座，总占地面积90亩，建设规模为：一期设计处理规模15000m3/d，二期设计处理规模15000m3/d，三期设计处理规模30000m3/d。主要污水处理构筑物包括： 污水处理工段粗格栅、提升泵坑、细格栅、曝气沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、消毒池、鼓风机房、泵房、过滤池。 污泥处理工段污泥池、污泥预浓缩设备、污泥脱水机房。 附属及辅助生产生活设施辅助生产建筑物：变配电室、化验室、中控室。附属建筑物：锅炉房、食堂、办公室、宿舍、门房。1.2.4投资估算（按现行给排水估算指标执行）一期15000m3/d规模污水处理厂工程投资情况： 工程总投资合计： 3926.33万元其中：工程费用： 2928.72万元其它费用： 712.55万元 预备费： 182.06万元 建设期财务费用： 79.49万元 流动资金： 23.53万元第二章 编制的依据和范围2.1可行性研究报告编制依据2.1.1基础资料（1）西安高新区草堂科技产业基地项目总体规划书。（2）西安高新区草堂科技产业基地环境影响评价报告书。（3）西安市环保局高新分局关于西安高新区草堂科技产业基地污水处理厂建设项目的环境保护意见。（4）西安高新区草堂科技产业基地污水处理厂可行性研究报告编制委托书。（5）西安高新区草堂科技产业基地提供的项目有关基础数据。（6）污水处理厂所在地庞光镇地形图。2.1.2有关环保方面标准性文件（1）地表水环境质量标准（GB3838-2002）（2）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）（3）污水综合排放标准（GB8978-1996）（4）农用污泥中污染物控制标准（GB4284-84）（5）农用灌溉水质标准（GB5084-85）（6）恶臭污染物排放标准（GB14554-84）（7）污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-99）（8）地表水环境质量标准（GB3838-2002）2.1.3有关建设方面标准性文件（1）城市污水处理及污染防治技术政策（建成2002124号）（2）城镇污水处理工程项目建设标准（修订）（2001年）（3）城市污水处理（CJB99-103）（4）工程建设标准强制性条文（建标2000202号）（5）城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准（CJJ31-89）2.1.4采用的技术规范（1）室外排水设计规范（GB50014-2006）（2）室外给水设计规范（GB50013-2006）（3）给水排水管道工程施工及验收规范（GBJ50268-97）（4）建设工程项目管理规范（GB/T50326-2001）（5）城市污水生物脱氮除磷设计规程（CECS149：2003）（6）城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）2.1.5规划依据（1）西安市水资源保护规划（2）西安市水利建设规划（2003-2020年）（3）西安市城市节约用水条例（4）西安市节水灌溉规划2.2编制范围、编制原则2.2.1编制内容西安高新区草堂科技产业基地污水处理厂处理工艺及布置方案、工程投资估算、计划、成本核算。2.2.2编制原则（1）根据规划要求及现状情况，按规范规定，确定建设规模，草堂科技产业基地污水处理厂设计出水标准按城镇污水处理厂排放标准（GB18918-2002）的一级A标准执行。（2）污水管网和污水处理厂的布置要近、远期结合，充分考虑工程的可操作性、可实施性。（3）污水处理厂在提高处理效果、降低运行能耗、节约工程投资和便于操作管理的原则下，对工艺设计提出方案进行比较后，选择处理效果稳定、运行费用低的工艺方案。（4）遵循提高项目综合效益、节约能源和推进技术进步为原则，积极引进国外先进技术和关键设备，优先考虑采用国内已达到国际先进水平的技术与设备。（5）为提高污水处理效果，积极采用科学管理方法和先进的技术手段，在做到技术可靠和经济合理前提下，对重要处理构筑物的处理工艺、生产设备进行必要的仪器、仪表监控，努力提高污水处理厂自动化水平。（6）工程设计中应严格执行现行国家及行业标准、规范及规程，以使项目符合国家基本建设方针。第三章 产业基地概况与建设的必要性3.1地理位置户县属西安市郊县，地处关中平原中部。南依秦岭，与安康市宁陕县以秦岭分水；北临渭水，同咸阳兴平市隔河相望；东接长安县，以沣水相隔；西连周至县，以白马河为界。本项目位于户县县城东南方向约7公里处。北临草堂镇，西临庞光镇，东临草堂旅游度假区和太平河，南临新环山公路。3.2历史人文户县历史悠久，源远流长。公元前21世纪至前16世纪，为夏之有扈氏国，这是户县地区建置最早的地方国，也是“户县”地名的由来。商时为崇国，周作丰京，春秋为扈国，秦代改“扈”为“鄠”，西汉设置“县”，历代延续，距今已有2200多年的历史。1964年9月，经国务院批准，将“鄠县”改为“户县”，今属西安市郊县。户县是周、秦、汉、唐等十二皇家之上林苑。南部山区森林茂盛，自然风光旖旎，素有“西安后花园”和“银户县”之称。 建于公元前401年的佛教译经场草堂寺今天依然焕发着昔日的风采，紫阁峪内的紫阁寺塔经过考证为一代大师玄奘移骨之地，最早的皇家铸币中心钟官城遗址坐落在大王镇境内，建于明崇贞八年的县城钟楼完整地保存了绝世精品雁字回文诗碑，李白、杜甫等文人墨客在高冠潭、紫阁峪等地留下了众多的名篇佳作。3.3自然条件地形：户县地形为山区、山前坡地及平原区三个不同的自然区域。南部秦岭山区最高海拔3015.1米，山脊海拔680米，渭河滩地最低点海拔388米。地貌特征为秦岭北麓山前冲积扇，扇缘洼地、黄土台原，渭河阶地及河漫滩地。气候：户县自然条件优越，属暖热带半湿润大陆性季风气候区，四季冷暖干湿分明，无霜期年平均216天，光、热、水资源丰富，是适宜农业生产和多种经营的地区。自然资源：户县位于中国陕西省关中平原中部。南依秦岭，北临渭河，风光秀美，气候宜人，是八百里秦川上一颗璀璨的明珠，自古就有“银户县”的美称。南部山区风景如画，朱雀国家森林公园，奇花异木千姿百态，珍稀动物种类繁多，是避暑度假胜地；西安亚建国际高尔夫球场，西北一流；陕西太平国家森林公园，拥有我国北方独一无二的瀑布群，有“北方九寨沟”之称；闻名关中的高冠潭瀑布，雄奇壮观，历代许多文人骚客曾在此留下众多逸丽诗篇。水文资源：县境内水资源充沛，有36条大小河流，均源出秦岭北麓，出山后汇成涝河、甘河、太平河、高冠河四大水系，分布全县，贯通南北。涝河北流入渭，其余三大水系汇入沣河。大小河流年径流量3亿立方米，地下水存量4亿立方米。3.4项目建设的背景3.4.1水环境系统建设是城市生态改善的重要内容近年来，我国城市化发展步伐不断加快，表现为两种形式：一是乡村城镇化、其标志是大量新城镇的出现，二是中心城市周边区域的发展、其标志是新兴工业园区的建设。无论是新兴城镇或是新兴城区的建设，所面临的一个共同问题就是新区建设与原有城市协调性及其本身的生态建设的合理性。在这种背景下，全国范围内新批建的园区从一开始就特别重视人文、生态、环境协调化建设内容，而已建成的“产业园”、“高新区”等正在积极弥补生态建设含量并向生态园区转化，这是大势所趋。但总的来看，生态环境建设效果不甚理想，其中大多园区的生态化建设只是单一地注重了园区的绿化和景观等表观环境建设。而对绿化和景观用水的间题考虑不周，大部分依赖于城市自来水或地下水供应。可是由于水价上涨往往绿化和水景系统的运转难以维持，许多绿化和景观系统只在初期起到效果，之后便沦为摆设，所以业内专家共同认为我国的“生态园区”已经陷入了与生态原理背离的“伪生态”建设泥沼。城市水环境系统是城市基础设旋建设的重要组成部分，包括人工河湖系统及其景观工程、供水系统、雨水及污水的收集处理和排放系统等多项内容。长期以来，向城市提供满足“量”和“质”要求的充足的用水，并迅速排出使用过的“污水”和天然降落的“雨水”是城市供水和排水系统设计的前提和目标，可是对于缺水地区，正是由于水资源匮乏，城市化进程长期受到制约，城市化进程的水资源保障要么靠新的水资源开发或过量水资源开发，要么依靠跨区域或跨流域调水来解决，这往往又会带来影响区域生态环境的新闻题。因此，城市水环境系统是城市可持续发展的重要影响因素，要想建设生态化城区，其水环境系统的设计和建设的合理性、科学性是必须考虑的重要内容。3.4.2西安地区污水资源化利用的重要性我国是一个缺水国家，西部又是一个缺水地区，尤其处于黄河中上游流域的西安地区水资源极其贫乏。近年来，随着国家西部大开发战略的实施，西安市已经逐步走上快速发展轨道，工业高速增长、城市人口急剧增加、经济建设和城市化发展取得了可喜的成绩，可是伴随而来的水资源的供需矛盾日益突出，工业用水、居民生活用水、市政用水以及生态环境用水之间出现了竞争水源的现象，已经成为制约西安经济继续发展的主要因素。西安市作为一个重要的旅游城市，其环境建设特别是生态绿化尤为重要，近年来绿化面积和水景建设快速增多；可是绿化用水及水景补充水缺乏合适的水源，目前只有掠夺城市自来水来维持，这无疑是一种浪费，也加剧了自来水供需矛盾。针对这种情况，较为科学的措施就是加快西安地区城市污水处理及再生利用项目建设，建设目的不能只停留在控制污染上，更主要的目的是要考虑污水再生利用，将污水处理后回用于城市杂用、市政以及景观用水等，以有效缓解西安地区自来水供需紧张的局面。3.5项目建设的必要性西安高新区草堂科技产业基地是国家新批建的由制造、研发和生活配套三个区域组成的基地，位于西安市户县县城东南方向，占地面积约15.00平方公里。重点围绕环保节能、电子信息技术执照等产业和精密加工装备制造等高技术产业发展，西安市将其列为重点发展的“四区两基地”项目之一，社会对其抱有很高的期望。根据西安高新区草堂科技产业基地建设的总体目标，为了充分体现“四节约一环保”的科学发展原则，结合西安市水资源短缺的实际情况，基地管委会计划在基地建设规划中设计人工水环境系统，以求最大限度地改善区域环境，营造人与自然和谐的科技产业基地新环境。如何将该基地建设为真正的产业高速发展、环境友好协调的生态基地，达到经济发展与生态建设相互融合，必须统筹考虑、科学设计。尤其是如何控制污染、如何维系生态系统良好运转、如何充分利用有限的水资源最大限度地送行水资源的综合利用，是亟待研究解决的关键问题。在干旱缺水的西安地区，假如奢望依靠自来水或者其他引水方式来维系水环境系统的运行显然是不合适的，也不符合建设节约型社会的原则，一种科学合理的方式就是对基地内产生的污水进行处理并再生回用，利用回用水来弥补水环境系统运行时对新水源（自来水或长距离引水）的需求。本项目就是为了配合西安高新区草堂科技产业基地建设而进行的污水处理工程的可行性研究，目的是将基地内产生的污水进行处理，使水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A的要求，同时在设计和建设污水处理厂同时，让污水处理厂成为与园区生态、景观相融合处理系统。西安高新区草堂科技产业基地的水环境系统建设最终是实现该基地“四节约一环保”目标，同时为西安其他已建园区的进一步改造探索科学路线，也为全国新园区建设起到示范带头作用。因此，建设西安高新区草堂科技产业基地污水处理厂工程十分必要，具有重要的现实意义，符合国家当前的大政策。第四章 建设规模、水质及厂址4.1建设规模确定拟建的草堂科技产业基地污水处理厂同时兼顾着户县庞光镇、草堂镇部分村庄与西安高新区草堂科技产业基地内的污水处理，根据西安市2008-2020年总体规划，到2020年，城市单位建设用地综合用水量指标为0.5万m3/ km2 d，则基地内用水量约为75000m3/d。 根据室外排水设计规范(GB50014-2006)，排水量可按当地用水量的80%90%采用，设计取80%。由此可得污水处理厂污水排放量为60000m3/d。4.1.1基地内污水量统计陕西比亚迪汽车有限公司正式与西安高新区签约，入住草堂科技产业基地，占地约2000亩，据比亚迪公司所提供的资料，工厂正式建成后每天生活污水量约为7000m3/d。4.1.2周围村庄污水量统计4.1.2.1用水量指标户县地处陕西省，属全国用水分区中第二分区。室外给水设计规范（GB50013-2006）提出第二分区的中小城市综合生活用水平均日指标为110-180L/（人d）。户县饮用水资源较为丰富，结合供水现状，确定综合生活用水定额为150L/（人d）。4.1.2.2污水排放系数水被使用后，将产生污水，用水量与污水量间关系采用污水排放系数表达。考虑到排放的污水主要为生活污水，确定污水排放系数为80%。4.1.2.3管网收集率庞光镇、草堂镇地形平坦，人口居住较密集，收集难度不大，确定管网收集率为85%。表4-1 草堂镇、庞光镇污水量预测指标 平均日综合生活用水量指标（L/pd）污水排放系数（%）平均综合生活污水量指标（L/pd）管网收集率（%1.2.4污水水量估算据户县人口网“户县2008年度人口统计数据”资料显示，庞光镇2008年期末人口29385人，草堂镇2008年期末人口32330人，总人口61715人，其污水量预测如下表：表4-2 草堂镇、庞光镇污水量预测 总人口（万人）污水量指标（L/pd）污水量（万m3/d）管网收集率（%）需处理污水量（万m3/d）6.181200.742850.624.1.3污水处理厂建设规模考虑到产业基地内其它未确定入住企业的用水量，污水处理厂容纳草堂镇、庞光镇部分生活污水，综合分析，确定污水处理厂设计总规模60000m3/d，一次布置设计，分期建设，其中一期设计处理规模15000m3/d；二期设计处理规模15000m3/d；三期设计处理规模30000m3/d。4.2污水水质确定污水处理厂进水污染物浓度的高低决定了污水处理工艺流程的选择，与污水厂的基建投资和运行费用密切相关。然而污水厂进水水质又与居民生活水平、生活用水量、工业用水量以及污水收集方式等关联，要准确预测污水厂建成后服务期内的水质，难度较大。实际工作中往往根据人均当量法、实测法和类比法进行城市污水水质论证。4.2.1人均当量法我国室外排水设计规范第3.4.1条建议，城市污水的设计水质，在无资料时，污染定额一般按2550gBOD5/capd；4060gSS/ capd；511gTN/capd计算。根据上述参数计算出BOD5=162325mg/L；TN=3371.5mg/L。4.2.2西安市北石桥污水处理厂和周边城市的进水水质我国各城市污水进厂浓度差别较大，普遍呈现北高南低的现象，南方城市主要因为雨污水合流、地下水内渗，使得实际进水水质浓度偏低。即使同一座城市，由于居住环境、生活方式及饮食结构等不同，污水水质也会有不同，下表统计了西安市北石桥污水处理厂、兰州、银川、白银污水厂设计进水水质。表4-3 相近污水厂实际进水水质 单位：mg/L序号指标西安北石桥兰州银川白银1CODcr4002403803125053302BOD51801502551782731503SS255115220801712904NH4+-N3215452938305TP2.52.63.86.84.2.3西高新草堂科技产业基地污水处理厂进水水质确定通过前述的综合分析，并与西安市北石桥污水处理厂和兰州、银川、白银等城市污水厂的进水水质的类比分析，基地内部生活污水收集比较集中，并有大量的工业污水排入。考虑该基地入区企业主要为环保节能、电子信息技术制造和精密加工装备制造等高技术产业，参考国家污水排入城市下水道水质标准CJ 3082-99，确定进入污水处理厂污水进水水质指标如下：CODcr500mg/L，BOD5300mg/L，SS200mg/L，TN40mg/L，NH4+-N30mg/L，TP6.5mg/L。4.3污水厂出水水质确定污水处理工艺（处理等级）应与当地的自然条件和经济条件相适应，更重要的是处理后的排放标准应视排入的受水体情况而定，如受水体为旅游景区、河流的上游或排入一级水体的江河湖中时，不仅其处理程度应高标准设计，而且排放要求应严格控制（严格运行管理），反之标准要适度。目前国内污水处理厂建成后不运行或不能正常运行的现象不少，就其原因较多，但有一部分是不符合当地的经济条件和自然条件所致，造成了经济损失和不良的政治影响。西安高新技术产业开发区是我国52个国家级高技术产业开放区之一，1991年经国务院批准成立以来取得了令人瞩目的成绩，成为我国重要的高新技术产业基地和我国非沿海地区最大的高新区，成为陕西、西安最大的经济增长点和最具现代化、国际化特征的科技新城。其中草堂科技产业基地将作为规模最大，配套最完善、生态环境优美的核心园区之一。国家环境保护总局文件（环发2005110号）中提到北方缺水地区应实行中水回用，城镇生活污水处理厂执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级A标准；其他地区若将城镇污水处理厂出水作为回用水，或将出水引入稀释能力较小的河湖作为城市景观用水，也应执行此标准。本工程处理排放水直接作为回用水，因此排水水质执行一级A标准。见下表： 表4-4 设计出水水指标基本控制项目最高允许排放浓度（平均值） 单位：mg/L序号基本控制项目一级标准备注A标准B标准1化学需氧量（COD）50602生化需氧量（BOD5）10203悬浮物（SS）10204动植油135石油类136阴离子表面活性剂0.517总氮（以N计）15208氨氮（以N计）5（8）8（15）9总磷（以P计）0.5110色度（稀释倍数）303011pH696912粪大肠杆菌数（个/L）0.51注：括号中的数为水温12时的控制指标。4.4污泥出路为适应污水处理资源化建设的需要，除了污水用于农田、林业及生态建设的需要外，污泥也是一种重要的可利用资源，是用于农田的肥料的良好原料。特别适用于花卉、林木使用。国内外对污泥的综合利用已进行了多年、多方面的探索，进行了有益的尝试。尤其是工业污染较低、经检测重金属及有害物质含量在国家限定范围内，长期施用也不会造成重金属及有害物质的积累的情况下，可根据本地及本区污水处理的水质及污泥性质进行针对性的处理，如加入适当的N、P、K等元素、原料，提高肥效，进行疏松造粒、袋装化，制成高效肥料，可大大提高农业产量，改良土壤，具有良好的经济效益。本工程污泥进行污泥浓缩脱水后，污泥外运进行经化验合格可用于苗圃作为肥料或卫生填埋。4.5污水厂位置的选择4.5.1厂址选择的原则污水处理厂厂址选择应遵循以下原则：（1）符合基地总体规划和排水工程专业规划的要求；（2）便于处理后出水回用和安全排放；（3）便于污泥集中处理和处置；（4）有良好的工程地质条件；（5）有扩建的可能；（6）厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；（7）有方便的交通、运输和水电条件。4.5.2厂址选择产业基地地势南高北低，根据（19952020）年户县城市总体规划、高新区草堂科技产业基地总体规划以及污水处理厂服务面积，本次设计污水处理厂厂址位于产业基地纬九路东北方向约1公里左右处。该址具有以下优点：l 位于草堂科技产业基地污水总管下游，污水通过自流排入污水厂。l 地势平坦，现有用地满足污水处理厂近、远期规模用地要求。l 目前大部分用地为农田，无拆迁工作量。l 周边交通便利，南侧有在建西太路。l 附近有太平河，便于处理后污水就近排放；l 草堂科技产业基地周边有石井水厂、草堂110千伏变电站，生产、生活配套便利。综合考虑以上因素，本污水处理厂厂址，完全满足近远期污水处理系统建设要求。第五章 污水处理厂工艺方案比选污水处理工艺是污水处理厂的关键，处理工艺的选择是否得当，直接关系到处理厂出水水质、运转是否稳当、运转成本的高低和管理的难易。因此，必须结合实际情况慎重地选择适当的工艺。本工程中污水处理厂工艺方案主要包括：污水生物处理工艺、污泥处理与处置工艺、污水三级处理工艺。5.1污水处理厂工艺选择原则 严格遵循国家和地方政府颁布的有关政策法规及相关的设计规范。 认真贯彻国家有关环境保护的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规范。经处理后排放的污水水质符合国家和地方的有关排放标准和规定，符合环境影响评价的要求。 在草堂科技产业基地总体规划的指导下，通过污水治理工程的建设达到保护环境、保护水资源、改善投资环境，保持城市企业可持续发展的目的。 污水处理厂的出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，工艺方案必须考虑脱氮除磷措施。 结合当地实际情况，合理确定建设规模，兼顾经济、环境、社会效益，正确处理局部与整体，近期和远期建设的关系。 污水处理工艺的选择本着技术先进，工艺合理、运行稳定可靠、管理维修方便，基建投资省，运行费用低、占地少、无环境污染并使资源再利用。 积极稳妥地引进、采用先进的污水处理和污泥处理的新工艺、新技术、新材料和新设备。 有限采用集成度高的污水处理工艺，以便实现模块化设计，以利于污水处理厂的分期建设和扩展。 采用先进的节能技术和设备，降低污水处理厂的能耗及运行成本。 采用先进、可靠地自动化控制技术，提供污水处理厂的管理水平，保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度。 工艺流程先进、简洁、可靠，便于操作管理。 稳妥处理、处置生产过程中产生的栅渣、污泥、避免出现二次污染。 采用的工艺路线技术成熟、运行可靠、处理效果好，能保证出水水质达到排放标准，从而解决草堂科技产业基地污水对地下水资源及城市环境的影响，并开辟第二水源，缓解农业、绿化用水紧缺的矛盾。5.2污水处理厂的重点处理项目5.2.1进水水质的生化处理可行性进水水质能否采用生化处理，特别是否适用于生物除磷脱氮工艺，取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。污水处理厂进出水水质及污染物去除率见表5-1污水处理厂进水水质中营养物比值见表5-2表5-1 进出水水质及污染物去除率 项目进水（mg/L）出水（mg/L）去除率达标（%）CODcr5005090BOD53001096.7SS2001095TN401563NH4+-N30874TP6.50.592.5表5-2 污水处理厂进水水质营养物比值 项目BOD5/CODcrBOD5/TPBOD5/TN数据0.6046.157.5指标0.452035.2.1.1 BOD5/CODcr比值污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODcr.0.45可生化性较好，BOD5/CODcr0.30较难生化，BOD5/CODcr0.25不易生化。分析西高新草堂科技产业基地污水处理厂进水水质，BOD5=300mg/L，CODcr=500mg/L，BOD5/CODcr=0.60，其可生化性属于较好类型的城市污水，因此本工程适宜于采用生物处理工艺进行处理。5.2.1.2 BOD5/TN（即C/N）比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N2.86就能进行脱氮，但一般认为，C/N3.75才能进行有效脱氮。分析确定的进水水质，C/N=300/40=7.5可满足生物脱氮要求。5.1.1.3 BOD5/TP比值该指标是鉴别能否生物脱磷的主要指标。生物脱磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将污水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存与细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析进水水质，本工程BOD5/TP=300/6.5=46.15，可以采用生物除磷工艺。综上所述，西高新草堂科技产业基地污水处理厂的进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且还适宜于采用生物脱氮除磷工艺。5.2.2重点处理项目污水处理厂的各个出水水质指标之间并不是彼此无关而是互相联系的，我们需要采用系统分析的方式，分析各指标之间的内在联系和相互影响，确定草堂科技产业基地污水处理厂需要重点处理的项目。所谓重点处理项目就是该项目出水指标达标了，其它一些出水水质也同时能满足要求。抓住主要矛盾，解决主要矛盾，其他问题就可以迎刃而解。因此，污水处理厂的工艺选择与设计主要是围绕着重点处理项目来进行的。5.2.2.1 BOD5本工程的出水BOD5指标为10mg/L，相应的出除率为96.7%，应满足一级A标准排放。从目前常采用的一些污水处理工艺来看，该项指标容易满足。当要求对污水进行硝化或者硝化及反硝化时，处理后出水BOD5浓度低于10mg/L，其相应的去除率大于96.7%，这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率N，与去除碳源的异养型微生物相比要小一个数量级以上，因此需要硝化系统比单纯去除碳源BOD5的系统既有更长的泥龄或更低的污泥负荷。根据该项目对出水NH4+-N的要求，草堂科技产业基地污水处理厂必须采用带硝化（反硝化）的污水处理工艺，因此按一级排放标准确定的BOD5出水值将不是处理工艺的重点控制指标。5.2.2.2 CODcr采用生物脱氮除磷工艺，因此硝化所需的泥龄较长，长泥龄可提高CODcr的去除率。在进水CODcr=500mg/L时，出水CODcr50mg/L能够达到。5.2.2.3 SS本工程要求出水SS浓度小于10mg/L，去除率为95%。排放指标较严格。要求达到的出除率是较高的。根据国外现有资料，在采用生物除磷工艺时，出水SS中所含的磷将占1.0mg/L磷排放指标中的大部分。SS是本工程的重点处理项目。5.2.2.4 NH4+-N该项目要求出水NH4+-N小于8mg/L，不考虑进水有机氮、出水有机氮等影响因素，其去除率要大于74%。在后续章节中将会详细论证，草堂科技产业基地污水处理厂进水氨氮的去除主要靠硝化过程在生物处理单元来完成，氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。在进行完全硝化的同时，碳源也被氧化，将会得到较高的BOD5去除率，出水的BOD5将低于10mg/L，因此，NH4+-N是草堂科技产业基地污水处理厂的重点处理项目。5.2.2.5磷酸盐（即TP）该项目要求出水TP浓度小于0.5mg/L，去除率为92.5%。要满足出水磷浓度低于0.5mg/L的要求，必须采用具有生物除磷功能的污水处理工艺或者进行化学除磷，磷的去除将在很大程度上决定所选污水处理工艺的类型，磷也是本工程的重点处理项目。5.2.2.6 TN本工程要求出水达到一级A标准，即TN值分别控制在15mg/L以下，TN包括氨氮（NH4+-N）、硝态氮（NO2-N、NO3-N）和有机氮，反硝化过程中可以利用NO3-N氧化有机物，既可降低生物处理过程的氧消耗，又可回收部分碱度，以补充硝化反应对碱度的需求，在采用生物除磷工艺时，脱去回流污泥中的硝酸盐氮还可以提高生物除磷的效率。TN的去除与NH4+-N去除方式相同，必须在生物处理部分达到出水标准，因此在工程设计中考虑部分反硝化有利于生产运行。TN是草堂科技产业基地污水处理厂的重点处理项目。综上所述，西高新草堂科技产业基地污水处理厂的重点处理项目包括SS、NH4+-N、TN、TP，这些项目是需要在工艺设计中重点考虑的控制因素，其余指标则要兼顾考虑。5.3污水生物处理工艺论述5.3.1处理工艺要求污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化，污水中的主要污染物有BOD5、CODcr、SS、N和P等。污水处理工艺不同，对污染物的去除率也不同。5.3.1.1 BOD5和SS的去除日本和我国现行室外排水设计规范（GB50014-2006）中处理工艺或对各种常用处理单元有推荐的处理效率，见表5-3表5-3 污水处理厂的处理效率 名称一级处理处理效率（%）二级处理处理效率（%）备注SSBOD5SSBOD5日本指南3040253565806585二级处理：生物过滤法80908595二级处理：活性污泥法中国规范4055203060906590二级处理：生物膜法70906595二级处理：活性污泥法从上表可以看出，二级活性污泥法的处理效率最高，生物膜法次之，生物过滤法最低。二级处理工艺能有效地去除BOD5（包括BODcr）和SS，排出剩余污泥时也同时去除了污水中的氮和磷，氮的去除率约为1020%，磷的去除率为1219%。（1）SS的去除污水中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物颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括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同时沉淀被去除。污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODcr、TP等指标也与之有关。因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成分就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水BOD5、CODcr和TP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。因为目前采用的大多数污水处理工艺都包含有生物除磷脱氮技术，后面将要提到，生物除磷技术是靠聚磷菌对污水中磷的吸收作用，形成高含磷量的活性污泥，使磷从污水中去除，否则因出水中高含磷量的悬浮物浓度就会引起出水总磷招标。为了降低出