东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程扩建工程可行性研究报告.doc

0 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程扩建工程东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程扩建工程 可行性研究报告可行性研究报告 第第 1 1 章章 概述概述 1 11 1 编制依据 原则和范围编制依据 原则和范围 1 1 11 1 1 编制依据编制依据 1 东莞市环保产业促进中心委托清华紫光环保有限公司编制的东莞市清溪长山 头城市污水处理厂工程扩建工程可行性研究报告 2 东莞市污水处理工程建设规划 第二组 2003 2020 说明书 图集 现 状调查报告 东莞市环境保护局 中国市政工程中南设计研究院 2003 年 12 月 3 清溪镇排污口水质检测统计资料 4 其他清溪镇的基础资料 5 江苏鹏鹞环境工程设计院 2001 年 4 月设计完成的资料 东莞市清溪长山头城 市污水处理厂工程初步设计图纸 设计说明书 地质勘察等资料 6 建设部国家环保总局科技部 建城 2000 24 号文件 城市污水处理及污染 物防治技术政策 7 建设部城市建设司文件 市政工程设计管理标准 8 东莞市清溪污水处理厂特许权 BOT 项目招标文件 2004 3 招标编号 SSZSSZ103024 及其有关答疑文件 1 1 21 1 2 编制原则编制原则 1 结合清溪镇实际情况 使之与清溪镇总体规划相适应 2 认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策 符合国家有关的法律 法规 标准 3 根据国家和地方的财力 在充分考虑近远期结合的前提下 确定工程分期和 规模 有效地使用建设资金 最大限度地发挥工程效益 4 要求工业污水的点源治理和城区污水的集中处理相结合 对有害工业废水在 排出点直接采取有针对性的治理措施 处理后达到污水排入城市下水道水质标准 CJ3080 1999 以不影响污水处理厂正常运行 5 妥善处理 处置污水处理过程中产生的栅渣 污泥 避免二次污染 6 根据国情和地区特点 因地制宜采取行之有效的处理方法和工艺流程 减少 占地和基建设备费用 尽可能降低工程造价 采用先进技术 设备和新材料 使工 艺先进 技术可靠 同时节省能耗 降低经营成本 同时为远期深度处理 水质达 到回用水标准实现资源的重复利用奠定基础 7 适当考虑周围地区的发展状况 在设计上留有余地 1 1 1 31 1 3 编制范围编制范围 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程的工艺 建筑 结构 电气 仪表 通 风 自动控制的设计 1 1 41 1 4 设计采用的主要规范和设计标准设计采用的主要规范和设计标准 1 室外排水设计规范 GBJ14 87 1997 年版 2 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 3 水污染排放限值 DB44 26 2001 4 市政公用工程设计文件编制深度规定 建设部 2004 3 5 给水排水制图标准 GBJ106 87 6 总图制图标准 GBJ103 87 7 防洪标准 GB50201 94 8 城市防洪工程设计规范 CJJ50 92 9 建筑给水排水设计规范 GBJ15 88 10 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 11 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069 2002 12 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 13 砌体结构设计规范 GB50003 2001 14 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 15 建筑设计防火规范 修订书 GBJ16 87 16 构筑物抗震设计规范 GB50191 93 17 建筑地面设计规范 GB50037 96 18 工业企业噪音控制设计规范 GBJ 87 85 19 住宅建筑设计规范 GBJ96 86 20 民用建筑设计通则 JGJ37 87 21 宿舍建筑设计规范 JGJ36 87 22 民用建筑电气设计规范 JGJ16 92 23 供电系统设计规范 GB50052 95 24 低压配电设计规范 GB50054 95 25 3 110kV 高压配电装置设计规范 GB50060 92 33 10kV 及以下变电所设计规范 GB50053 94 26 电动装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50060 92 27 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 28 地面水环境质量标准 GB3838 88 29 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 2 30 污水排入城市下水道水质标准 CJ18 86 31 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 32 城市污水水质检验方法标准 CJ26 1 29 91 33 水污染物排放标准 DB4426 89 34 城市污水处理厂污水污泥排放标准 CJ3025 93 35 城市生活垃圾卫生填埋技术标准 CJJ17 88 36 城市排水流量堰槽测量标准 CJ T3008 1 5 93 37 房屋建筑制图统一标准 GBJ1 86 38 建筑模数协调统一标准 GBJ2 86 39 厂房建筑模数协调标准 GBJ6 86 40 建筑制图标准 GBJ104 87 41 建筑楼梯模数协调标准 GBJ101 87 1 21 2 自然条件自然条件 1 2 11 2 1 地形条件地形条件 东莞地形属平原丘陵型 地势自东南向西北倾斜 境内地形多样 有低山 丘 陵 台地 平原 滩涂和水域等 从分布情况看 清溪镇所处的东南部多山岭 且 集中连片 起伏较大 海拔多在 200 600m 之间 坡度 30 左右 清溪镇高程约 20 0 42 0m 地处山区 四周为高山 丘陵 高程变化大 东高西低 1 2 21 2 2 气候条件气候条件 东莞市地处北回归线以南 属亚热带海洋性季风气候 冬暖夏长而不酷热 阳 光充足 雨量充沛且多暴雨 温差振幅小 季风明显 1996 2000 年 年平均气温为 23 1 最暖为 1998 年 年平均气温为 23 6 最冷为 1996 年 年平均气温为 22 7 一年中最冷为 1 月份 最热为 7 月份 年 极端最低气温 3 1 出现在 1999 年 12 月 23 日 日照时数充足 1996 2000 年平 均日照数为 1873 7 小时 占全年可照时数的 42 其中 2000 年 日照时数最多 达 2059 5 小时 占全年可照时数的 46 最少是 1997 年 仅有 1558 1 小时 占全 年可照时数的 35 一年中 2 3 月份日照最多 雨量集中在 4 9 月份 其中 4 6 月 为前汛期 以锋面低槽降水活跃 1996 2000 年年平均雨量为 1819 9mm 最多为 1997 年 年雨量 2074 0mm 最少为 1996 年 只有 1547 4mm 常受台风 暴雨 春 秋干旱 寒露风及冻害的侵袭 盛行东风 东北风次之 瞬间风速最大 12 级 35m s 平均风速最大 10 级 26m s 台风是主要的灾害性天气之一 年平均有 2 3 个台风 各季节气候概况 冬季 12 2 月份 盛行东北风或北风 来自北方既寒冷又干燥的空气 经过 长途跋涉以后变性 增湿 强度大为减弱 到达东莞时风速已经变小 气温偏高 所以冬季较温暖 1 月份平均气温为 14 1 故并无气候意义上的冬季 但个别年 3 份在寒潮来临时 也可出现霜冻天气 1 月份为最冷月 极端的最低气温曾记录到 0 4 1967 年 1 月 17 日 冬季是东莞干季 降水较少 多晴好天气 光照充足 春季 3 5 月份 是过渡季节 气温和降水均处在上升时期 正因为这个时候 是天气交替的变化季节 所以他的不稳定性很大 有的年份会出现春光明媚的春天 而有的年份却会出现持续的低温阴雨倒春寒天气 在某些年份因为雨季来得迟 可 能出现持续性的干旱 但从常年的情况来看 雨季在 4 月份便开始了 各地先后进 行前汛期 夏季 6 8 月份 由于受海洋气团的影响 普遍吹偏南风 带来丰沛的雨水 6 月份是前汛期的降雨高峰期 出现暴雨的机会甚多 同时 每年的 6 10 月有时 热带气团影响的主要时段 影响东莞的热带气旋 有 85 以上出现在这个时段内 据 1949 2000 年的资料统计 平均每年有 7 8 个热带气旋影响广东 其中影响东莞 的有 2 3 个 年中最热的月份是 7 月 月平均气温达到 28 5 极端的最高气温 曾出现过 38 2 1994 年 7 月 2 日 秋季 9 11 月份 冷空气开始影响 气温逐渐下降 此时多晴朗天气 少降 水 开始进入干季 秋高气爽天气非常适合外出旅游 热带气旋活动次数减少 11 月份虽不是热带气旋最活跃的季节 但仍有出现的可能 1 2 31 2 3 水文条件水文条件 东莞市主要河流有东江 石马河 寒溪河 市境 96 属东江流域 流经清溪镇境内的主要河流有石马河 石马河流域位于东莞市东南部 是东江 的一级支流 源于深圳宝安大脑壳山 流经东莞市凤岗 塘厦 樟木头 清溪 常 平 桥头六镇 于桥头新开河口入东江 全长 88km 河床总落差约 70m 平均比降 0 51 总集雨面积 1249km2 主流在塘厦以上称观澜河 观澜河与支流雁田水在塘 厦汇合始称石马河 塘厦至旗岭为中游丘陵区 其间有较大支流契爷石水 官仓水 先后汇入 石马河水面常年水位为 10 5m 珠基 历史最高水位为 13 5m 清溪镇共有三座水库 契爷石水库 总库容 1138 万 m3 设计库容 946 万 m3 汇雨面积为 17 6km2 水库边有度假村 有一定污染 目前水位较低 茅畲水库 总库容 1160 万 m3 设计库容 1010 万 m3 汇雨面积为 19 3km2 三坑水库 总库容 390 万 m3 设计库容 276 万 m3 汇雨面积为 4 6km2 1 2 41 2 4 地震烈度地震烈度 根据 广东省地震烈度区划图 划分 清溪镇地震基本烈度为 度 1 31 3 排水现状及规划排水现状及规划 清溪镇现状排水基本为雨 污合流制 尚无完善的污水管网系统 镇区内的雨 4 污水通过几条明渠的收集 最终汇于镇区西侧的石马河 石马河是清溪镇雨 污水 的主要收纳水体 清溪镇的主要排污口有 2 个 1 镇污水口 纳污范围为谢坑 三中 金桥工业区 金龙工业区 青皇 土桥 厦坭 三星 渔梁围 大埔 现状排污量为 36900 吨 日 2 清溪河排污口 纳污范围为银山工业区 镇中心区 浮岗 松岗 居民 重 河 银湖工业区 现状排污量为 62700 吨 日 上述两个排污口的污水均直接进入石马河 石马河沿线六镇大量的污水排入石马河 石马河已受严重污染 水体发黑发臭 其污染直接影响东江干流桥头段的水质 严重威胁着东莞市部分地区的饮用水源 清溪镇的污染企业主要为制衣行业 其主要污染大户现状调查见表 1 1 表 1 1 清溪镇工业污染源调查情况表 厂名工业废水排 放量 吨 年 工业废 水排放 达标量 吨 年 CODcr 排放量 千克 年 地址 广东省东莞市清溪食品公 司 3080030800455 清溪镇浮光村 东莞清溪电力有限公司 478478 东莞市清溪镇大 窝岭 东莞清溪光华制锁厂有限 公司 7000052500 东莞市清溪镇第 二工业区 东莞永美制衣厂有限公司 25000025000025000 东莞市清溪渔梁 围 联业制衣 东莞 有限公 司 17000017000010200 东莞市清溪镇 拓新电子 东莞 有限公 司 576576 东莞市清溪镇厦 坭村 东莞清溪土桥立成针织厂 54000540003500 东莞市清溪镇土 桥村 东莞清溪铁松富弘塑胶五 金厂 1100011000840 东莞市清溪铁松 东莞清溪好事镇针织厂 36003000359 清溪镇银湖工业 区 东莞清溪谢坑东城针织厂 1800017000715 东莞市清溪镇谢 坑村 东莞清溪焯荣针织厂 16000160001609 3 东莞市清溪镇第 二工业区 东莞清溪新强针织厂 90009000432 东莞市清溪镇大 利工业区 合计 633454614354 其大部分工业企业都建有污水处理设施 工业废水经治理后达到了国家相关行 业标准或地方标准 排入附近的河渠 但现场调查时发现部分企业废水处理设施未 能正常运行 目前 清溪镇正在建设一座城市污水处理厂 2 0 104m3 d 规模的 MSBR 二级处 理部分土建工程已经施工完成 同时 在该污水处理厂内还有一座已建成的规模为 5000m3 d 的污水处理站 清溪镇目前的污水大部分未经处理而直接排入石马河 造 成对石马河的严重污染 加上石马河上游大量的污水排向下游 使得石马河清溪段 水质低于 类标准 本次设计为在原污水处理厂厂址旁兴建一座规模为 5 0 104m3 d 的污水处理厂 5 第第 2 2 章章 污水处理厂水质水量分析污水处理厂水质水量分析 2 12 1 污水水量 水质预测污水水量 水质预测 2 1 12 1 1 规划年限及服务范围规划年限及服务范围 根据 东莞市污水处理工程建设规划 规划年限为 近期 2003 2005 年 中期 2006 2010 年 远期 2011 2020 年 根据建设单位要求 本次设计年限为 2005 年 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程服务的范围为 清溪镇城区 2 1 22 1 2 污水处理厂设计水量污水处理厂设计水量 根据对清溪镇未来污水量的预测及清溪镇排水现状污水量调查 又考虑到污水 处理的近 中期相结合 根据招标文件确定东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程 的规模为 5 0 104m3 d 总变化系数为 1 34 与原 2 0 104m3 d 处理系统一起共计 7 0 104 m3 d 合并计算 日变化系数 1 2 2 1 32 1 3 污水水质的确定污水水质的确定 城市污水的水质 直接影响污水处理工艺及其参数的选择 工程造价以及污水 厂经营成本 因此需要调查了解现状城市排放的污水水质 结合城市居民生活水平 状况 并参考同类型城市污水处理厂进水水质及城市未来的发展等方面进行综合考 虑 进而选择经济合理 技术先进的污水处理工艺 1 1 实测污水水质实测污水水质 表 2 1 2003 年清溪镇排污口水质检测结果表 单位 mg l 排污口名 称 采样时间 BOD5CODcrSSTNTPNH3 N 清溪镇排 污口 10 月 24 日 10 月 26 日三天平 均 1655 36820 841 86915 73 清溪河排 污口 10 月 24 日 10 月 26 日三天平 均 1849 56120 191 89814 36 表 2 2 2004 年清溪镇排污口水质检测结果表 单位 mg l 排污口名 称 采样时间 BOD5CODcrSSTNTPNH3 N 清溪新长 山排污口 2 月 20 日 55 812513526 163 33421 38 由于表中所列数据为现有明渠末端排放口数据 明渠处于厌氧状态 所以水质 指标较低 将来排水管网完善时 管内污染物浓度会随之提高 2 2 生活污水水质预测生活污水水质预测 在预测清溪镇污水中生活污水水质时可依据 室外排水设计规范 的有关规定 进行 根据以前实测资料 我国居民 BOD5产生量约为 20 35 克 人 日 随着人们生 活水平提高 居民生活 BOD5产生量有所增加 因此清溪镇居民生活 BOD5产生量近期 按照 35 克 人计算 其它指标如下 6 SS45 克 人 日 BOD535 克 人 日 NH3 N 8 克 人 日 由于居民区生活污水经化粪池停留之后排入城市下水管网 其生活污水水质按 SS 去除 30 BOD 去除 20 计 则水质指标如下 SS32 克 人 日 BOD530 克 人 日 NH3 N 8 克 人 日 COD60 克 人 日 典型的城市生活污水 其水质变化大体有一定范围 参考给排水设计手册 可 知典型生活污水的水质分为高 中 低三种 其主要污染物指标见下表 2 3 表 2 3 典型生活污水水质指标 单位 mg l 指标高中 常低 CODcr1000400250 BOD5400200100 SS350220100 TP1584 TN854020 3 3 同类污水厂的进水水质同类污水厂的进水水质 由于地理位置 气候和生活习惯等因素类似 我国南方部分污水处理厂的设计 与实际运行水质对于确定东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程的进水水质有一定 的参考价值 我国南方部分污水处理厂实际运行水质及设计进水水质见表 2 4 表 2 4 南方部分污水厂实际运行水质及设计进水水质表 mg l BOD5CODcrSSNH3 NTP 备注 广州大坦沙污水处理厂 45 78103 8102 5620 62 15 实际 广州经济技术开发区污 水厂 113 0235 0158 012 11 1 实际 珠海香洲水质净化厂 75 5158 9222 512 43 2 实际 珠海吉大水质净化厂 86 4217 8193 6 实际 桂林第一污水厂 60 0110 0100 0 实际 桂林第四污水厂 91 0144 898 014 7 实际 昆明第一污水厂 78 0212 5102 319 53 24 实际 荆州市红光路污水厂 160300200353 0 设计 芜湖市朱家桥污水厂 160350200304 设计 铜陵市新民污水处理厂 150350250403 设计 安庆市城东污水处理厂设计 广州大坦沙污水处理厂一 二期工程已正常运行 积累了较为丰富的水质资料 它的实际进水水质对确定清溪镇污水厂的进水水质有重要的参考价值 大坦沙污水 厂一 二期工程设计确定的进水水质见表 2 5 表 2 5 一 二期工程设计进水水质 单位 mg l 7 项目 BOD5SSTNTPNH3 N 一期设计水质 20025040530 二期设计水质 120150303 5 大坦沙污水厂一期自通水运行以来 实际进水水质与设计进水水质有所差别 进水有机负荷偏低 故二期工程进水水质根据一期工程实际进水水质进行了调整 大坦沙污水处理厂一 二期工程实际月平均进水浓度资料与实际年平均进水浓 度见表 2 6 表 2 6 大坦沙一 二期工程 1998 2001 年月平均进水浓度表 单位 mg l 月份 BODCODSSNH3 NTNTPB CB TNB TP 1998 年 1 月 59 83129 6566 2618 8921 982 030 462 7229 47 1998 年 2 月 59 83140 2887 3918 7921 552 090 432 7828 63 1998 年 3 月 70 94137 24167 019 1422 252 370 523 1929 93 1998 年 4 月 56 59152 36234 1420 7919 232 280 372 9424 82 1998 年 5 月 44 30105 20165 4014 7415 681 880 422 8323 56 1998 年 6 月 40 32104 48131 7615 7016 781 930 392 4020 89 1998 年 7 月 39 57110 10128 7815 4617 201 900 362 3020 83 1998 年 8 月 46 48120 6992 3316 1818 442 170 392 5221 42 1998 年 9 月 45 34104 3786 0017 4020 522 420 432 2118 74 1998 年 10 月 59 78114 1793 1721 7221 842 700 522 7422 14 1998 年 11 月 38 00147 9478 6323 0625 222 540 462 7026 77 1998 年 12 月 68 45153 5963 7123 9124 582 700 452 7825 35 1999 年 1 月 69 02160 6590 4024 2226 202 570 432 6326 86 1999 年 2 月 66 92159 5777 2426 2328 832 530 422 3226 45 1999 年 3 月 71 93181 09116 5225 1427 102 390 402 6530 10 1999 年 4 月 57 27152 73100 0521 8725 262 280 372 2725 12 1999 年 5 月 74 51129 52170 6519 0422 532 140 583 3134 82 1999 年 6 月 45 25124 24112 0015 9218 991 960 362 3823 09 1999 年 7 月 31 8792 4972 6714 0417 001 700 381 8718 75 1999 年 8 月 33 6687 86113 2113 0016 071 610 382 0920 91 1999 年 9 月 52 8685 46155 8115 1517 082 000 623 0926 43 1999 年 10 月 52 32106 10127 4418 9520 832 430 492 5121 53 1999 年 11 月 63 82132 68147 1421 6522 772 940 482 8021 71 月份 BODCODSSNH3 NTNTPB CB TNB TP 1999 年 12 月 56 22109 7371 0022 8224 452 550 512 2122 05 2000 年 1 月 60 67127 90100 6723 8825 342 500 472 3924 27 2000 年 2 月 95 34136 3798 1325 9927 162 630 703 5136 25 2000 年 3 月 89 67141 87117 5728 1928 872 590 633 1134 62 2000 年 4 月 67 28153 86168 6218 3522 402 150 443 0031 29 2000 年 5 月 48 75124 60116 3216 3218 261 850 392 6736 35 2000 年 6 月 46 87126 5993 2717 8218 261 970 372 5723 79 2000 年 7 月 62 92126 24102 6717 7319 792 070 503 1830 40 2000 年 8 月 64 39109 73129 4517 1218 892 330 593 4127 64 2000 年 9 月 90 17173 03166 8620 1523 232 790 523 8832 32 2000 年 10 月 62 40150 04101 4319 9522 282 580 422 8024 19 2000 年 11 月 111 4 1 149 24109 9122 9624 653 040 754 5236 65 2000 年 12 月 90 38195 85134 1924 1927 893 100 463 2429 15 2001 年 1 月 104 2 2 189 75151 5728 4732 623 350 553 1931 00 2001 年 2 月 107 6 7 168 32123 3023 0729 653 280 643 6332 83 2001 年 3 月 80 19150 41191 9825 0828 573 240 532 8124 75 2001 年 4 月 64 79138 35184 4722 2324 893 050 472 6021 24 2001 年 5 月 49 78127 21103 3819 2624 472 530 392 0319 68 2001 年 6 月 37 0884 2093 1715 1816 671 950 442 2219 02 表 2 7 1997 2001 年年平均进水浓度 单位 mg l 年份 BOD5CODcrSSNH3 NTNTP 1997 年 53 60128 70107 0018 10 1998 年 54 95126 67116 2718 8220 442 25 1999 年 56 30126 09112 8419 8422 342 26 2000 年 74 19142 94119 9321 1123 092 47 2001 年 73 96143 04141 3122 2226 082 90 对上述资料进行分析 得出如下结论 8 1 从表中可以看出 污水的 BOD COD 比基本符合一般城市污水的性质 即 B C 0 5 左右 可生化性较强 2 从上表可以看出 进厂污水水质变化较大 最大可相差 2 倍 3 从近几年的进水年平均的污染物浓度上看 有逐年上升的趋势 一般来讲 南方城市污水水质浓度总是呈现先低后高 逐年增加并达到设计值的趋势 这是由 于城市排水管网从不完善到完善 城市建成后逐步稳定而决定 4 由上表可知 BOD5月平均值波动较大 经常运行范围约为 50 100mg l CODcr经常运行范围约为 100 180 mg l SS 经常运行范围约为 90 170 mg l NH3 N 经常运行范围约为 15 25mg l TP 经常运行范围约为 2 0 3 0mg l 4 4 工业废水排入城市下水道水质要求工业废水排入城市下水道水质要求 随着工业的发展 其水量不断增加 水质日趋复杂 对城市环境卫生及水体污 染的影响日趋严重 因此 对工业废水接入城市下水道必须慎重考虑 表 2 8 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 序 号 项目名称单位最高允许浓 度 序 号 项目名 称 单位最高允许 浓度 1 PH 值 6 9 9 019 总铅 mg L1 0 2 悬浮物 mg L 150 400 20 总铜 mg L2 0 3 易沉固体 mg L 1 5min 1021 总锌 mg L5 0 4 油脂 mg L10022 总镍 mg L1 0 5 矿物油类 mg L20 023 总锰 mg L 2 0 5 0 6 苯系物 mg L2 524 总铁 mg L10 0 7 氰化物 mg L0 525 总磷 mg L1 0 8 硫化物 mg L1 026 六价铬 mg L0 5 9 挥发性酚 mg L1 027 总铬 mg L1 5 10 温度 3528 总硒 mg L2 0 11BOD5mg L 100 300 29 总砷 mg L0 5 12CODcrmg L 150 500 30 硫酸盐 mg L600 13 溶解性固 体 mg L200031 硝基苯 类 mg L5 0 14 有机磷 mg L0 532 阴离子 表面活 性剂 mg L 100 200 15 苯胺 mg L5 033 氨氮 mg L 250 350 16 氟化物 mg L20 034 磷酸盐 以 P 计 mg L 1 0 8 0 17 总汞 mg L0 0535 色度倍 80 18 总镉 mg L0 1 注 括号内数值使用于有城市污水处理厂的城市下水道系统 当工业企业排出的生产污水能满足上表要求时 可将工业废水排入城市污水管 道系统 与生活污水一并排除与处理 当工业企业排出的生产污水不能满足上述要 求时 应在厂区内设置局部处理设施 对生产污水进行处理 符合排入城市下水道 规定要求后 再排入城市污水管道 总之 对于工业废水的处理应实行分散控制和集中治理相结合的原则 综合上述几方面的分析 并根据清溪镇污水水质现状 参考该地区同类型城市 污水处理厂实测进水水质资料和设计进水水质 考虑到将来城市的发展 居民生活 9 水平的提高 东莞市清溪污水处理厂特许权 BOT 项目招标文件 对东莞市清溪 长山头城市污水处理厂工程设计水质确定如下 表 2 9 污水处理厂进水水质表 单位 mg L 项目名称 BOD5CODcrSSTN NH3 N TP 进水水质 13025015035284 2 22 2 污水处理目标污水处理目标 污水处理厂尾水直接排入东莞运河流域 最终进入东江 因此 最终受纳水体 为东江 根据上述水环境功能区划结果 规划污水处理厂出水水质应招标文件的要求 即执行国家 城镇污水处理厂排放标准 GB18918 2002 的一级 B 标准和广东省地 方标准 水污染物排放限值 DB44 26 2001 第二时段的一级标准 污水处理厂出 水水质应为 表 2 10 污水处理厂出水水质表 单位 mg L 项目名称 BOD5CODcrSSTN NH3 N TP 出水水质 20 40 20 15 8 0 5 2 32 3 污泥处理目标污泥处理目标 2 3 12 3 1 污泥性质污泥性质 根据污水水质特点 本污水厂所产生的剩余污泥主要为有机物 可考虑剩余污 泥脱水后用做绿化用肥 但应在污水处理厂建成运行后对污泥成分进行分析 各污 染指标满足我国农用污泥中污染物控制标准 GB4284 84 规定的数值后 方可用做 农肥 农用污泥中污染物控制标准见表 2 11 表 2 11 农用污泥中污染物控制标准 重金属离子名称 HgCdCrPbAsZnCuNi 在酸性土壤 PH6 5 中最高允 许含量 mg kg 5 5 560030075500250100 2 3 22 3 2 污泥处理要求污泥处理要求 鉴于本污水处理厂处理规模不大 剩余污泥不多 而且这种污泥以有机质为主 拟将污水处理厂产生的剩余污泥用浓缩脱水一体机进行机械脱水 泥饼外运 统一 由市政处置 或用作农肥 2 42 4 污水处理厂厂址确定及建厂条件污水处理厂厂址确定及建厂条件 2 4 12 4 1 厂址选择原则厂址选择原则 城市污水处理厂是城市排水工程的重要组成部分 恰当地选择污水处理厂的位 置对于城市规划的总体布局 城市环境保护要求 污水污泥的利用和出路 污水管 网系统的布局 污水处理厂的投资和运行管理等都有重要影响 污水处理厂厂址选择应符合以下原则 1 尽可能不占良田和少占农田 10 2 厂址必须位于集中给水水源下游 并应设在城区的下游 3 污水处理厂要和受纳水体靠近 4 污水处理厂的建设位置要考虑防洪问题 5 要考虑污水处理厂的建设位置的工程地质情况 以节省造价 方便施工 6 充分利用地形 随坡顺势建设污水处理厂 节省能量 7 厂址选择考虑远期发展的可能性 为以后的扩建留有余地 8 厂址选择应便于污水的综合利用 同时综合考虑交通 供水和供电等方面的 条件 2 4 22 4 2 厂址现状及条件厂址现状及条件 本设计污水厂选址位于清溪镇西北角银山工业区 地势平坦 地面标高 17m 左 右 石马河从西侧经过 该镇内北部区域的污水可自流进入污水厂 南部区域的污 水通过泵站提升进入污水处理厂 处理后的尾水可直接排入石马河 厂区东边靠近 城区客运站 交通方便 供水供电方便 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明 优化方案 11 第第 3 3 章章 污水处理工艺方案的确定污水处理工艺方案的确定 3 13 1 污水处理厂设计原则污水处理厂设计原则 根据国家有关政策和法规以及招标文件 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工 程的设计遵循以下原则 1 根据招标文件 污水处理厂设计规模为 5 0 104m3 d 由于污水管道为合流 制系统 截流倍数为 1 0 故进水泵房和一级处理构筑物按 10 0 104m3 d 计算水 量用其平均流量 设计 生化处理系统 污泥处理系统及附属的土建及设备按 5 0 104m3 d 设计 鼓风机房和污泥脱水间内分别预留 2 台和 1 台设备机组的位置 可以达到 7 0 104m3 d 共用 的处理能力 2 考虑到经济发展水平 在达到相应污水处理标准的前提下 力求最大限度地 减少投资和日常运行费用 3 考虑到城区的发展规划和石马河的纳污自净化能力 采用的工艺必需能满足 对污水的处理可靠达标并且运行稳定 4 设备选型做到先进 可靠 合理 5 妥善处置污水处理过程中产生的栅渣 污泥及尾水排放问题 最大限度地减 少对环境的二次污染 6 由于清溪污水处理厂厂区东边靠近城区客运站 故本次设计考虑对污水处理 厂主要产生臭气的构筑物 粗格栅及进水泵房 细格栅及沉砂池 污泥脱水间 进 行除臭处理 3 23 2 污水处理工艺方案的选择污水处理工艺方案的选择 污水处理工艺 应根据原水水质 排放标准要求以及污水处理厂的规模 结合 当地自然和社会经济等条件综合分析确定 选择合适的污水处理工艺 不仅可以降 低工程投资 还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用 保证出水水质 污水处理通常采用物理 化学和生物化学处理法 将污水中所含各种形态的污 染物质加以分离去除 或转化为无害和稳定的物质 从而使废水得到净化的处理过 程也称为废水无害化处理系统 一般情况下 采用粗格栅 细格栅 沉砂池和沉淀池等处理设备组成的物理处 理系统 可去除废水中的可沉杂质 称为一级处理 一级处理一般可除去悬浮物 40 55 一级处理出水中 还含有较多溶解性有机污染物质 还不能直接排放 以活性 污泥法或生物膜法等生物化学处理技术为主体的二级处理 可大幅度地去除废水中 呈胶体和溶解状态的有机污染物质 BOD5去除率达 85 95 由于一级处理部分和污泥处理部分选择的设备及构筑物都适用于所有待选定的 二级生化处理部分 因此 这两部分在工艺分析过程中较为独立 本优化方案只针 对二级生物处理部分进行工艺选择 以确定设备和构筑物的设计参数 根据我国现行 室外排水设计规范 GBJ14 87 污水处理厂的处理效率见 表 3 2 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明 优化方案 12 表 3 2 污水处理厂的处理效率表 处理效率 处理级别处理方法主要工艺 SSBOD5 一级沉淀法沉淀 40 5520 30 二级生物膜法初次沉淀 生物膜法 二次沉淀 60 9065 90 活性污泥法初次沉淀 曝气 二次 沉淀 70 9065 95 从上表可见 二级活性污泥法的处理效率最高 但常规二级处理工艺仅能有效 地去除 BOD5 COD 和 SS 而对氮和磷的去除若依附剩余污泥排出 氮的去除率约为 10 20 磷的去除率约为 12 19 达不到本工程对氮和磷去除率的要求 因此 必 需采用污水脱氮除磷工艺 1 1 SSSS 的去除的去除 污水中的 SS 的去除主要靠沉淀作用 污水厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水 SS 指标 而且与出水中的 BOD5 CODcr等指标相关 这是因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮体 本身有 机成分就很高 因此 控制污水处理厂出水的 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 应在工程中选择适当的污泥负荷以保持活性污 泥的凝聚及沉降性能 采用较小的二次沉淀池表面负荷和较低的出水堰负荷 充分 利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等 在污水处理整体方案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 2 BODBOD5 5的去除的去除 污水中的 BOD5的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 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浓度很低 根据国外有关设计资料 在污泥负荷为 0 2kg BOD5 kgMLSS d 以下时 就很容易使 得出水 BOD5保持在 20mg l 以下 为获得好氧代谢作用的充分发挥 增长泥龄是获 得有机物降解和污泥稳定的最佳选择 3 3 CODCODcr cr的去除 的去除 污水中 CODcr去除的原理与 BOD5基本相同 取决于原污水中的可生化性 它与 城市污水的组成有关 城市污水的 BOD5 CODcr比值大于 0 5 可生化性较好 出水 CODcr值可以控制在 较低的水平 BOD5 CODcr比值较小的城市污水 其污水的可生化性较差 处理后污 水中剩余的 CODcr会较高 要满足出水 CODcr 40mg l 有一定的难度 根据东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程的设计进水水质和出水水质标准 本工程设计须采用生物脱氮除磷工艺 在满足生物脱氮除磷要求的前提下 BOD5 CODcr和 SS 的去除都可以满足排放标准要求 根据对进水水质的分析 工艺选择主要考虑去除 B0D5 CODcr及氮磷为目的 污 水中 B0D5 CODcr 0 52 生化性好 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明 优化方案 13 4 4 生物脱氮除磷基本原理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优 先采用 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 国从八十年代初开始研究生物脱氮除磷 在八十年代后期逐步实现工业化流程 目 前 常用的生物脱氮除磷工艺有 A2 O 法 A O 法等 a 生物脱氮 污水中的有机氮 蛋白氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨氮 而后在硝 化菌的作用下变成硝酸盐氮 随后在缺氧条件下 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 在硝化和反硝化过程中 硝化菌增长速度较缓慢 要有足够的污泥龄 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 按照上述原理 要进行脱氮 必须具有缺氧 好氧过程 组成缺氧池和好氧池 即所谓缺氧 好氧 A O 系统 b 生物除磷 生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下 受到压抑而释放体内的磷酸盐 产生能量用以吸收易降解有机物 并转化为 PHB 聚 羟丁酸 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 用于磷的吸收和聚磷的合 成 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 DO2 86 才能有效地进行脱氮 实际运行资料表明 BOD5 N 3 时 才能使反硝化正常进行 在 BOD5 N 4 5 时 氮的去除率大于 50 磷的去除率也可 达 60 左右 对于生物除磷工艺 要求 BOD5 P 33 100 且 BOD5 N 4 本工程 BOD5 N 约等 于 4 BOD5 P 约等于 33 能满足生物脱氮除磷工艺对碳源的要求 由此本工艺采用 生物脱氮除磷的工艺 在脱氮方面 由脱氮除磷的机理可知 有机负荷是影响硝化反应的重要因素之 一 在碳化与硝化合并处理工艺中 硝化菌所占的比例很小 约 5 一般认为处理 系统的 BOD5负荷小于 0 15kgBOD5 kgMLSS d 时 处理系统的硝化反应才能正常进行 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明 优化方案 14 根据招标文件所给定的污水水量及水质 清溪镇的污水主要为生活污水 参考 目前国内外城市污水处理厂的设计及运转经验 对于生活污水占比例较大的城市污 水而言 以下几种方法最具代表性 A2 O 法 AB 法 生物滤池 循环式活性污泥法 改良 SBR CAST 法 填料性活性污泥法 2 氧化沟法 氧化沟 Oxidation Ditch 属延时曝气法 由于工艺流程较为简单 BOD5去除 率高 有较好的脱氮除磷功能 运行较为稳定可靠 有较成熟的运行管理经验 已 广泛用于处理城市污水 国内外都有成功的实例 如我国河北省邯郸市东城市污水 处理厂 云南省昆明市兰花沟城市污水处理厂 广西桂林市东区污水处理厂 燕山 石化牛口峪污水处理厂等 氧化沟法是 40 年代末 50 年代初期开发 几经创新的一种污水生化处理工艺 在我国曾经风行一时 原始氧化沟呈间歇运转 集进水 处理 出水 污泥好氧消化于一沟 60 年代 开始发展动态过流式氧化沟 继而派生多种型式 如单沟氧化沟 Pasveer DE 型 BioDenipho 氧化沟 T 型 三沟式 氧化沟等 目前常见的几种商业氧化沟有 循环折流式氧化沟 荷兰 DHV 集团于 60 年代开发的卡鲁塞尔 Carrousel 型 同 心圆向心流氧化沟 美国 Envirex 公司开发的奥贝尔 Orbal 型 交替工作式氧 化沟 丹麦克鲁格 Gruger 公司开发 等 各种商业氧化沟中 比较有代表性 同时也是发展较快 较新的一种变形是美 国 EIMCO 公司开发的 Carrousel denitIR A2 C 型氧化沟 亦称为 Carrousel 2000 该型氧化沟是在传统的氧化沟前端增设了厌氧池 在沟体内增加了缺氧池 因此具 有生物除磷脱氮功能 流程简图见图 3 2 1 图 3 2 1 Carrousel 2000 型氧化沟流程简图 各型氧化沟共同的特点为 混合液流态是无终端循环流动 稀释能力强 污泥负荷低 曝气时间长 故耐 冲击负荷 出水水质较好 污泥量较少且稳定 一般可不设初沉池 维护管理简单 氧化沟的缺点是需要设置单独的二次沉淀池 使得占地面积较大 处理水量较大时 能耗较高 另外氧化沟对进水水质低于设计水质时的应变能力较弱 1996 年 12 月 1997 年 3 月全国市政工程情报网和污水处理情报网通过前后三次派出大量工程 技术人员对国内大部分污水处理厂进行调查研究 经分析得出结论 号称工艺简 单而投资省的氧化沟工艺 除个别情况外 大部分使用氧化沟的厂家 其投资指标 高居不下 明显高于鼓风曝气工艺的厂家 3 SBR 法 出水 氧化沟 缺 氧 池 进水 厌 氧 池 二沉池 活性污泥回流 东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明 优化方案 15 SBR 法是 Sequencing Batch Reactor 的英文缩写 为间歇式活性污泥法 在序 批式反应器系统 SBR 法 中 曝气池 二沉池合二为一 在单一反应池内利用活 性污泥完成城市污水的生物处理和固液分离 传统活性污泥法曝气池 是一种空间 顺序的处理方式 有机物降解也是空间的推流 有机物是沿着空间而降解的 而间 歇式活性污泥法是一种时间顺序的处理方式 同一构筑物在不同时间完成不同功能 SBR 法处理工艺在流态上属完全混合型 在有机物降解方面是时间上的推流 有机 基质含量是随着时间的进展而降解的 间歇式活性污泥法主要的运行操作是 入流 反应 沉淀 排放和待机等五个工序所组成 这五个工序是在同一构筑物 SBR 池 内进行 实施 SBR 法处理工艺中生物反应过程是在非稳定条件下进行的 SBR 池内生物相复杂 微生物种类多 特别是在反应初期 反应池内溶解氧浓度低 一些兼氧性细菌通过 厌氧和不完全氧化过程 把部分难降解物质转化为可降解物质 有机质经历缺氧 好氧阶段 微生物通过多渠道进行代谢 使有机物降解更完全 SBR 法处理工艺根据处理需要可满足好氧 缺氧和厌氧条件 进行 SBR 法所特 有的硝化 反硝化作用和实现除磷功能 另外 SBR 法处理工艺中溶解氧变化在 0 2mg L 之间 可减少能耗 SBR 法处理工艺的优点 不设二沉池 曝气池兼具二沉池功能 节省污泥泵房 沉淀的刮泥排泥等设备 自控运行管理简单 建设费用和运行费用都较低 占地面 积少 SBR 法的缺点在于设备闲置率较高 系统控制较传统活性污泥法复杂 4 A O 法 A2 O 法 A O 法 Anaerobic Oxide proce