亚行贷款保定白洋淀综合治理项目定州市污水处理厂可行性研究报告

/chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 1 - 第一章 总论 1.1 项目背景 1.1.1 项目名称 项目名称：河北省定州市铁西污水处理厂工程项目可行性研究报告。 1.1.2 主管单位 项目主管单位：定州市 发展改革 局 1.1.3 建设单位 项目建设单位：定州市污水处理有限公司 1.1.4 项目地点 项目工程地点：河北省定州市大寺头村南 1.2 编制目的、依据、原则及范围 1.2.1 编制目的 在充分调查研究、评价预测和必要的勘测资料的基础上，达到如下目的： 1、论述建设河北省定州市铁西污水处理工程的必要性。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 2 - 2、对项目有关的主要因素：如 水质、水量进行论证，对污水收集输送、污水厂厂址、污水处理工艺及投资估算等进行技术可靠性、经济合理性及实施可行性等多方面综合方案研究，进行方案比较和论证。 3、在论证基础上，提出推荐建设方案，为项目决策提供科学依据。 1.2.2 编制依据和主要参考资料 1、定州市铁西污水处理厂工程项目可行性研究报告委托书 ； 2、定州市城市总体规划 1998-2015（河北省城乡规划设计研究院，1998 年 5月）； 3、定州市重点工业污染源排污状况报告（定州市环保局， 2006年度）； 4、定州市环境监测年鉴（ 定州市环境监测站， 2006年度）； 5、定州市水利志（定州市水利局， 1998年）； 6、定州市给水工程项目建议书（河北省城市设计研究院， 2003年 7月）； 7、定州市污水处理厂地质概况（定州市勘测绘院， 1998年）； 8、定州市城区排水管道现状图； 9、污水处理厂范围和出水排放口附近 1： 500地形图。 1.2.3 编制原则 1、认真贯彻执行国家有关环境保护的政策、法规，符合国家有关规范及标准。 2、坚持污水处理和处理后污水回用相结合的原则，充分发挥项目的社 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 3 - 会效益、环境效益及经济效益。 3、污水 处理工艺，因地制宜并力求技术先进可靠、经济合理、高效节能、操作方便。 4、在净化污水的同时，对污泥进行妥善的处置，为污泥利用创造条件。 5、充分利用现有排水设施，同步完善城市污水管网，与污水处理厂共同形成完善的污水排放系统。 6、按照“从近期出发，照顾远期，远期指导近期，近期修改远期”的指导思想，根据资金情况，确定工程方案，确定建设分期。 1.2.4 编制范围 定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告编制范围包括： 1、铁西区污水处理厂和配套污水管网建设两部分。 2、 污水处理厂内的工艺方案论证及推荐选择合适 的工艺方案。 3、 污水处理厂内的工艺、建筑、结构、电气、自控、暖通等配套工程的方案设计。 4、 污水处理厂内的工程投资估算及经济评价。 1.2.5 主要技术规范和标准 1、城镇污水处理厂污染物排放标准 （ GB18918-2002） 2、地面水环境质量标准（ GB3838-2002） 3、污水排入城市下水道水质标准（ CJ3082-1999） 4、城市污水处理厂污水污泥排放标准（ CJ3025-93） /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 4 - 5、城市污水处理厂工程项目建设标准（修订 2001年） 6、室外排水设计规范 （ GB50014-2006年版） 7、室外给水设计规划 （ GB50013-2006年版） 8、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （ CJJ31-98） 9、污水再生利用工程设计规范 （ GB50335-2002） 10、城市污水再生利用城市杂用水水质 （ GBT18920-2002） 11、城市污水再生利用景观环境用水水质 （ GBT18921-2002） 12、再生水作为循环冷却补充水水质标准 （ GB50335-2002） 13、建筑地基基础设计规范 （ GB50007-2002） 14、建筑结构荷载规范 （ GB50009-2001） 15、混凝土结构设计规范 （ GB50010-2002） 16、建筑抗震设计规范 （ GB50010-2001） 17、构筑物抗震设计规范 (GB50191-93) 18、建筑设计防火规范 （ 2006年版） 19、电气设计采用中华人民共和国国家标准 20、其他相关的国家标准和设计规范。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 5 - 第二章 城市概况 2.1 地理位置 定州市地处华北平原中部，河北省中部、保定市最南端。南距省会石家庄 74km,北距保定 68km，首都北京 208km。地理座标为：东经 114km,东西横卧 40km，全市总面积 1274km2。东邻安国，西接曲阳，北与望都、唐都毗邻，南与新乐、无极、深泽接壤。京广铁路、京深高速公路、 107 国道北纵穿市域，朔黄铁路、定曲公路横贯市域东西。优越的地理位置，辽阔的土地，方便的交通，使定州市自古以来就是南北、东西往来之要津，农业发达之区域。 定州市是县级市，隶属保定市，辖 14 镇， 8 个乡， 3 个城区办事处，506 个行政村。 2001 年末全市人口 111.89 万人，平均人口密度 878.26 人/km2,远高于全省、全平均值，是 河北省人口最多的县级市。 2.2 自然条件 2.2.1 地形地貌 定州市位于太行山东麓的冲、洪积扇平原。境内河流属海河流域，大清河系。定州虽古称中山，其实并无巍峨的山峦，亦无险阻的关隘，绿野平畴，康庄大道，实是一个天然的农业区。全境地势，自西北向东南倾斜，坡度为 1/800 1/1500，地面高程为 79 35m之间 。 2.2.2 气象条件 定州属于暖温带大陆性季风气候区。四季分明，具有春季干旱多风， /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 6 - 夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪的特点。多年平均气温 12.4，最热七月份，月平均气温 26.5 ；最冷一月份，月平均气温 -3.9 ,最差达30. ,最大冻土深度为 0.7m。多年平均无霜期为 190 天。多年平均水量为507.7mm，年降水集中在 6-8 月份，占年总降水量的 72%，多年平均蒸发量为 1930mm, 蒸发量为降水量的 3.8倍。常年主导风向为东北风和南风。 2.2.3 水文 定州境内主要河流有唐河、沙河、孟良河。 唐河，发源于山西浑源县仓凤岭北麓，全长 273km，是大清河支流。经唐县西大洋水库流经市域，位于市域北部，自唐县钩鱼台村南进入市境，东至甄庄村南流入望县境，市境内流程 42.9km，最在流量 2170m3/s,历年平均流量为 28.5 m3/s。 沙河，又名“派河”，是潴龙河的上游，属大清河水系。从山西省繁峙县孤山发源，经曲阳王快水库流经市域，位于市域南部。自定州市大吴村南入境，东流至大定村出境入安国市。至军洗村以下称潴龙河，下至博野、县、高阳流入白洋淀。市境内流程 26.4km，行洪流量达 3000m3/s，行洪河宽 1000m。可通过 10年一遇 1500m3/s 的洪水。 孟良河是沙河的一条支流，发源于曲阳县西北孔山的曲道溪。自市内大寺头村南入境，东至西柴里村南入安国县境。斜贯市域中部，中间有小清河等七 条支流汇入。市境内流程 38.2km，境内集水面积 463km2，设计流量从上游至下游分别为 65 115m2/s。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 7 - 2.2.4 地质 （ 1）水文地质：据 1984 年水利调查，定州西北部靠近山区，表土层薄，下有 20-30 厚的卵砾石层，便于地下水的蓄集与流动，水埋深 6-9m。地下水流向自西向东，补给来源主要为大气降水。水位每年 3-6 月为下降期， 7-12 月为回升期。干旱年通常年升幅 0-2m，降幅 0-3m。监测表明 ,地下水无色无味无嗅 ,均匀淡水 ,属重碳酸钙型 ,年平均水温 13 ,水质良好 ,食用、灌溉、洗涤及工业用水等均无 不良影响。 （ 2）工程地质 据定州市污水处理厂地质概况所提供的资料表明，场地内 11.5 米以上的地层为四系冲洪积相的粘性土及砂土，按其成因、岩性及其物理、力学性质共划分为三层： （ a）粉土：黄褐色，湿一饱和状态，夹有砂层及粉质粘土层，厚度5.80-9.00m。 （ b）细砂：灰白色，以长石石英为主。含有少量的暗色矿物，稍密 中密状态，底部为中、粗砂，顶板埋深 5.80-9.00m，厚度大于 3.70m。 （ c）粉质粘土：黄褐色，硬可塑，含有姜结石，湿一饱和状态，顶板埋深 9.50m。 （ 3）地震：定州市地处华北平 原沉降带与太行山隆起的交界地带，在定州附近的太行山断裂带规模巨大。石家庄以北，断裂走向北东，倾向南东。市区的地震设防裂度为七度。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 8 - 2.3 历史沿革 定州市历史悠久，曾为历代战略重镇。据具志记载，汉景帝前元三年（公元前 154 年）设立中山国时即定都定州城。历史上曾称燕都、安州、定州、博陵郡、中山府等。 1914 年设定县制， 1949 年至 1954 年设县行政公署，辖 13 个县， 1954年 6月撤定县行署，恢复定县，直至 1986 年 3 月5 日，撤定县建定州市。 2.4 社会经济现状 到 2005 年底，市区建成区人口为 21.3 万 人，其中非农业人口 14.6 万人，农业人口 4.03 万人，流动人口 2.67 万人。城市建设用地 1648.35 公顷，人均建设用地 123.94平方米。近期修建了定洲电厂至市区的道路及跨京广铁路、 107 国道的立交桥与中兴中兴路相连，拓宽了兴定路，另外，建成了一座 1 万吨的给水厂，开然气已开通入户。 2005年末，全市国内生产总值 116.67亿元，人均国内生产总值是 10147元，社会固定资产投资额 60 亿元，财政收入 8.26亿元。 农业作物以粮、棉、油为主。全市总人口 115万人，其中农业人口 93.1万人，占总人口数的 80.9%。年末耕地 82774 公顷（合 1241610 亩。）农村人均耕地 1.27亩。是河北省第一大县级市，农业产值列保定市第一位。 农业和农村经济全面发展，建成了小麦、花生、棉花、蔬菜、草莓、瘦肉型猪和速生丰产林第七个商品生产基地。 1995 年被国务院授于“全国粮食生产先进县”，以菜、梨、油、羊（牛）为主的高效种植业快速发展，棚菜生产、肉类总产居全省先进水平，是国家秸杆养牛示范县。依托农产品资源，建成一批农产品专业市场，并培植形成一批农产品加工龙头企业，加快了农业产业化步伐，促进了农业经济的发展。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 9 - 定州市 1989年被批 准为省级历史文化名城。古城人文荟萃，古迹众多，现在市级以上重点文物保护单位 75 处，其中国家级 3 处、省级 17 处，市极 55 处，开元寺塔为我国现在存最高的砖塔。历史上苏东坡、程颐等人曾在此为官，为定州留下了宝贵的文化遗产；近现代，贫民教育家宴阳初、人民音乐家张寒晖都在这里留下了足迹，定州至今仍保留着他们的纪念馆，以表达人民对他们的敬仰和怀念。 2.6 排水现状及规划 目前，工业区内无排水管道，污水未经集中处理直接排入孟良河。无雨水排水设施，雨水自流灌溉农田或流入孟良河。存在的主要问题：污水未按标准处理便排放，对 周边水环境污染严重；因无雨水排水系统，雨天道路泥泞，使生产、生活受到一定影响。 规划排水体制为雨、污分流制。 污水管道布置原则：充分利用自然地形，尽量使主干管以最短的距离接入污水处理厂。工业废水处理达标后方可排入城市污水管网。根据以上原则进行污水管网的布置，管径 DN300 1400mm,管道总长约 96.088Km。 此次可研中进行了新建区污水管网的设计，其雨水管网以后将由市政分期建设。 污水处理厂规划：污水处理厂布置应充分考虑其对环境的影响，尽量靠近污水排放量大的片区。污水处理厂拟建于工业区南端洨河西部，本 期工程处理规模 4 万 m3/d，占规划用地。规划远期污水处理厂处理规模 6 万m3/d，预留远期用地。污水处理后达到综排一级 A标准，可以进行综合利用，缓解地下水不足的矛盾。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 10 - 2.7 项目建设必要性 我国是世界上 13 个贫水国家之一，人均水资源拥有量 2300 m3，为全球人均拥水量的四分之一。我国城镇的贫水状况更为严峻，而在 21 世纪初暴发的水荒，更需提早应付。据水利部统计， 2010 年后，我国将进入严重缺水期，我国将缺水 400-500亿 m3 。 水环境污染和水资源短缺已成为目前城市水资源可持续利用和城市经济可持续发展的两大障碍。 环境保护是保护生态平衡，保护社会经济发展，保护人民身体健康的一项基本国策，对污水的净化治理是防治环境污染的有效措施，水的综合利用是可持续发展的重要手段。 定州市铁西区污水处理厂项目建设的必要性主要表现在以下几方面： 1、铁西工业区污水处理厂建成后，将会大大减少排入地表水体的污染物数量，提高地表水的环境质量标准，改善当地周边自然环境，对促进当地的经济发展，提高工业区的综合功能将会发挥积极作用。 不仅仅是周边地区，铁西区主要纳污河流 -孟良河，经博野、高阳流入白洋淀，因此，铁西区污水的排放，直接关系到“华北明珠 ”白洋淀的水环境质量。“白洋淀流域生态系统综合管理与环境保护项目”是我省、市“十一五”前期利用国际金融组织 亚洲开发银行贷款的重要项目。总投资 15.6亿元 ,拟利用亚洲开发银行贷款 1 亿美元 ,拟申请 GEF 赠款 350 万美元，是保定市总投资 80 亿元的白洋淀及上游地区生态建设与环境综合治理总体规划中的一部分，已被国家发改委列入 2004 2006年备选项目规划。污水的达标排放对于防治白洋淀污染、保护区域生态系统、建立区域内环境保护长效机制有重要意义。 2、污水经过处理后，可以进行综合利用，最大限度地节约地下水资源， /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 11 - 对于工业园区、定州市的可持续发展有重要意义。 综上所述，定州市铁西污水处理厂工程的建设，不但切断了白洋淀的重要污染源，而且也改善了市区的城市卫生面貌；污水回用不但能缓解水资源不足、支持城市建设，而且可以改善城市生态环境，保障人民的身心健康。为此建设定州市铁西污水处理厂工程不仅是必要的，而且迫在眉睫。污水处理厂投产运行后，将会产生显著的环境效益、经济效益和社会效益。 2.8 工程概况 1、设计年限 近期： 2010年，远期： 2015年。 2、建设规模与目标 污水处理厂近期处理 规模 4万 m3/d，包括工业区 污水管 网建设。远期处理 规模 6 万 m3/d。本工程按 近期 规模设计，在总图布置上预留 远期发展用地。 厂外污水管网按远期 规模设计，按 近期实施。污水厂供定洲电厂的中水供水管按 2.5万 m3/d 设计和实施。 新建配套污水管网总管长约 90688 米，管径 DN300-DN1400。 建设目标：从可持续发展战略出发，环境建设与经济建设同步发展，污水处理厂的建设应与当地的经济、社会发展同步。根据工业区现状和预测的污水量及污水水质，确定污水处理厂合理的处理工艺，尽量采用先进的技术和优质的设备，方便管理的设施，解决城市污水的污染问题，节约宝贵 的水资源，促进经济发展。从根本上削减污染物的排放量，达到治理污染、保护环境、维护生态平衡的目的。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 12 - 3、设计进水 水质： 未提供水质监测资料，需进一步监测系统水质指标，为工程设计提供更准确的依据。 本项目实施前， 当地市政及环保部门应对进入 污水 厂的污水水质进行监测，监督和控制工业废水中污染物的任意排放，严格执行污水排入城市下水道水质标准（ CJ3082-1999）和污水综合排放标准（ GB8978-1996），以保障污水处理厂的进水水质要求。本项目 进水 水质 参考北方同等城市同等规模 污水处理厂 进水 水质参数，确定本工 程 进水 水质为： CODcr=450mg/L； BOD5=200mg/L； SS=200mg/L； NH4+-N=40mg/L； TP=5.0mg/L。 4、 污水处理后的出 水 水质： 工业区污水排放受纳水体为孟良河，属于白洋淀流域。根据河北省保定市白洋淀流域生态系统综合管理与环境保护规划，铁西区污水处理厂出水水质应达到 城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918 2002）中的一级 A 标准，由此 确定定州市铁西污水厂设计出水水质指标为： BOD5 10mg/1 CODcr 50mg/1 SS 10mg/1 NH4+-N 5mg/1 TP 0.5mg/1 污水经过污水处理厂处理后，部分供给国华定洲电厂作为中水循环利用。其余部分近期就近排入孟良河，远期拟作为中水全部综合利用。 5、处理工艺 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 13 - 通过多方案的技术、经济比较，确定本 污水处理厂的 处理工艺为： CAST工艺 +混凝沉淀 +过滤。 6、主要生产性建（构）筑物 污水处理厂内 主要生产性建（构）筑物包括：污水提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、 CAST 池、絮凝沉淀池、滤池、消毒接触池、污泥泵房、污泥浓缩脱水机房等。 7、处理厂厂址 根据定州市总体规 划，会同定州市建设（规划）、环保、国土资源等部门经过对建设 厂址进行多方案比选， 污水处理厂拟建于 大寺头村村南 550米处， 国华定洲 电厂以北 2 公里偏东。 本期工程处理规模 4万 m3/d，占地 4公顷，预留规划用地。规划远期污水处理厂处理规模 6 万 m3/d，占地约 10公顷。 8、工程总投资及资金筹措方案 本项目推荐工艺方案投资估算总额为 10541.0 万元（含污水管网工程投资），其中， 拟利用亚洲开发银 行贷款 5196.8 万元，地方财政筹措 5344.2万元 。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 14 - 第三章 工程规模及处理程度 3.1 规模确定 根据 定州市铁西区 总 体规划的人口和工业产值增长率推算近、远期工业产值。采用定额指标法进行生活用水量预测，利用万元产值耗水量法推算工业用水量。用水量指标选自室外给水设计规范 GB50013-2006。 1、 生活用水量预测： 目前定州市铁西区常住人口规模为 6 万人，根据定州市整体规划 ， 随着工业区经济不断发展，入住企业越来越多，到 2010 年铁西区 人口 规模达10 万 人 ， 到 2015年 人口 规模可达 13 万 人。 根据实际调查情况和定州市资料，按照供水现状及规划，并参考其他一些县城的用水标准，近期、远期综合生活用水量标准取 140 升 /人 日、150 升 /人 日。用水量指标参考室外给水设计规范（ GB50013-2006） 由此计算近期 铁西区 最终生活用水量为 1.4 万 m3/d，远期生活用水量1.95 万 m3/d。 2、 工业用水量预测： 根据当地统计部门资料， 定州市铁西区工业企业主要以汽车及配件制造业为主，有煤气化工厂、焦化厂等。定州市铁西区 2006 年工业产值为 13.5亿元。参考 定州市 总体规划结合经济发展实际情况，确定 定州市铁西区 近期工业产值年增长率为 8，远期工业产值年增长率为 10，由此预测 定州市铁西区 2010年工业产值为 20 亿元， 2015年工业产值为 32.2亿元。 考虑 定州市 节水的措施，确定万元产值用水量指标：近期为 55m3/万元；远期为 50m3/万元，由此预测近期工业用水量为 3万 m3/d，远期工业用水量 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 15 - 为 4.41万 m3/d。 3、浇洒道路和绿地用水量 浇洒绿地和道路按照 2.5L/ m2d，根据定州市总体规划， 2010、 2015年铁西区人均绿地道路面积分别为 20m2、 32m2。则市政用水量分别为1250m3/d、 2400m3/d。 4、未预见和管网漏失水量 根据规范规定，取总用水量 15%计 。 5、 污水量预测 污水量由用水 总量 与折污系数（取 0.8）的乘积 而得。综合以上，预测定州市铁西区 近期污水量为 4.16 万 m3/d，远期污水量为 6.07 万 m3/d。污水量预测详细数据见下表： 污水量预测明细表 项目名称 近期 远期 生活用水量（万 m3/d） 1.4 1.95 工业用水量（万 m3/d） 3 4.41 浇洒道路和绿地用水量 （万 m3/d） 0.125 0.24 未预见和管网漏失水量 （万 m3/d） 0.678 0.99 折污系数（） 80 80 污水量（万 m3/d） 4.16 6.07 6、处理规模确定 根据定州市建 设局污水处理厂可行性研究报告编制会议纪要会议精神，结合定州市整体规划和铁西工业区的发展情况，确定定州市铁西污水处理厂工程近期处理规模为 4.0万 m3/d，远期为 6.0 万 m3/d。 3.2 处理程度 定州市铁西区污水排放主要有工业污水和生活污水两部分。由于铁西 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 16 - 工业区正在建设中缺乏系统的水质监测资料。 为保证定州市铁西污水处理厂顺利建设及正常运行，降低运行费用，希望定州市有关部门对全市境内所有超标排放污染物的单位实现达标排放，对具体工厂提出要求，下达限期治理计划，对限期治理项目认真监督，分阶段检察，认真验收； 对逾期未完成治理任务的必须依法采取关闭、停产或转产措施；对目前采取内部治理工程的企业，给予支持。 定州市新建区规划企业以汽车及配件制造业为主，有煤气化工厂、焦化厂，其中焦化厂内有污水处理设备，根据定州市政府要求新建区所有排污企业均要求达标排放。 3.2.1 进水水质预测 （一）生活污水水质 根据室外排水设计规范（ GB50014-2006），按人均污染物指标推算生活污水水质，考虑当地居民的生活水平，通过仔细分析现有居民的生活习惯和生活质量，生活污水的人均污染物指标采用 下表中数据。 按照规划资料与环保局所提 供的资料，人均生活用水量指标为 120L/人 d （平均日），产污率为 80%，同时参照典型生活污水水质表 ， 则生活污水水 质见下表 ： 生活污水水质表 BOD5 SS COD 人均污染物指标 25g/人 d 40g/人 d 50g/人 d 污染物浓度 260mg/L 417mg/L 520mg/L 典型生活污水水质表 序号 指标 浓 度 （ mg/L） /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 17 - 高 中常 低 1 悬浮物（ SS） 350 220 100 2 生化需氧量（ BOD5） 400 200 100 3 CODCr 1000 400 250 4 氨氮（ N） 85 40 20 5 总磷（ P） 15 8 4 （二）工业废水水质 由于调查当地企业及数据有限， 以及铁西工业区的一些企业目前尚没有建设 无法真正了 定州市铁西工业区 的工业企业所有的排放水质指标。因此，根据环保部门的监测和临近县市同类企业的资料来进行估算， 铁西工业区 内工业废水某些污染物较高，需自行采取治理措施，降低废水中的污染负荷，使之在进入污水处理厂之前符合 污水排入城市下水道水质标准（ CJ3082-1999）和污水综合排放标准（ GB8978-1996），以保障污水处理厂的进水水质要求。 参考污水排入城市下水道水质标准（ CJ30821999）中规定的工业废水排入城市下水道的水质指标 。 （三）进水水质确定 本项目 进水 水质 参考 我国北方同等规模城市污水处理厂的进水水质 参数，并结合 生活和工业的发展规划及环保部门对全市工业主要污染物的控制要求， 确定 铁西污水处理厂 进水 水质为： COD=450mg/l BOD5=200mg/l SS=200mg/l NH4+-N=40mg/l TP=5mg/l /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 18 - 3.2.2 出水水质要求 根据相关水域、流域的水质要求：小清河水质需满足地面水环 境质量标准（ GB3838-2002） V 类地面水水域的水质要求，但白洋淀流域要求出水水质达到污水处理厂的污水排放一级 A 标准的水质要求：即 BOD 10mg/1,CODcr50mg/1,SS10mg/1，确定定州市铁西污水处理厂处理程度，应以满足排放 V 类水体的水质目标为基础，以实现污水资源化为目标： 执行国家城镇污水处理厂污染排放标准（ GB18918-2002）中规定的污水厂一级 A 排入标准，确定定州市铁西污水处理厂设计出水水质指标为： BOD5 10mg/1 CODcr 50mg/1 SS 10mg/1 NH4+-N 5mg/1 TP 0.5mg/1 3.2.3 处理程度 污水经处理后各污染物的去除率及年削减量列于下表。 项目 去除率（ %） 年削减量（ t/a） COD 88.9 3650 BOD 95 2482 SS 95 2482 NH4+-N 87.5 511 TP 90 65.7 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 19 - 第四章 污水处理方案选择 4.1 污水处理厂厂址选择 根据城市总体规划及排水系统规划，并争取甲方意见，拟定定州市 铁西污水处理厂 工程位置为： 厂址一：电厂以 北 2公里偏东，大寺头村村南 550米处。 厂址二：铁西区东南部，定曲路与电厂路南边。 4.1.1 厂址环境 厂址一地处定州市新建工业区西南部电厂以北 2 公里偏东，大寺头村村南 550 米，孟良河以南 100 米处。厂区范围目前均为砖窑，规划为市政用地。 厂址二地处定州市市区西南部定曲路与电厂路南边，西北为居住用地，西南为居住发展备用地，北面为村庄用地，东面为农田。项目地点目前均为农田，规划为住宅用地。 4.1.2 厂址比选及确定 （）环境影响 定州市主导风向为东北风和南风，厂址一的西北区为规划核心区（管理居住生 活区），在此建污水处理厂处于管理生活区的下风向。因此污水厂运行时产生的气味和噪声污染，将不会影响到居民区。 污水处理厂厂址二位于定州市西北和西南方向，位于规划住宅区的上风向，污水厂运行时产生的气味和噪声污染，将会影响居民生活。 （）中水回用方面 因定州市建设局和河北国华定洲发电有限责任公司已签定中水供、用 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 20 - 水意向书，污水处理厂厂址一比厂址二更靠近河北国华定洲发电有限责任公司的厂址，便于中水的输送。 （）污水厂与管网系统的关系 规划排水系统的走向是由西向东，由北向南。厂址二对于已建管网的利用，及近远期管网的 街接较有利。因此从管网系统布置的角度看，污水厂的规划厂址二是合理的。 厂址一处排水系统的走向应是由北向南，由西向东，排水干管为由东南向西北。污水沿污水干管经中间提升泵站提升后到污水处理厂厂址一处。 （）征地 在污水处理厂厂址一用地范围内，主要是粘土砖生产窑，无住房、居民和其它建筑，因此土地征用较为方便，费用较低。 在污水处理厂厂址二用地范围内，目前均为一般农田，其征地困难。定州市发改委及定州市建设局经多次向保定市及河北省报批均未得到批准。厂址一与厂址二比选表见下表： 污水处理厂厂址比选表 项目 厂址一 厂址二 位置 位于 铁西区西南部 。 污水须经中间提升泵站排入污水处理厂 。 位于 铁西区东南部 。处于县城地势最低端，利于城区污水收集。 大气环境 位于城区主导风向下风向，对城区基 本无影响。 位于城区主导风向下风向，但周边有居住区，有一定影响。 水环境 紧邻排放水体，利于排放。 紧邻排放水体，利于排放。 交通 条件 附近有道路，交通便利。 附近有规划道路，交通便利。 回用条件 离发电厂近，便于中水回用。 离发电厂远，中水管道铺设较长。 施工条件 厂区地块规则，施工条件良好。 但需要穿越河道。 厂区地块不规则， 施工条件一般。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 21 - 长远发展 处于规划区边缘，有利于污水厂的扩 建发展。 处于规划区边缘，有利于污水厂的扩建发展。 征地条件 厂区范围内为废弃砖窑，容易征地 厂区范围内为基本农田，征地较困难。 通过分析以上各方面因素， 结合定州市整体规划和实际情况，确定以电厂以北 2 公里偏东，大寺头村村南 550 米处 （ 厂址 一）作为工程建设地点。 4.2 处理工艺方案 4.2.1 选择处理工艺的原则 在选择处理工艺时，一般应遵循以下原则： 1、选择处理工艺首先要满足排放水体和回用对象对水质的要求。 2、因地制宜。结合当地自然 、土地条件等，综合考虑选择适合当地特点的处理工艺。 3、在常年运行中，要保证有机物的处理效率，要求处理效果稳定，技术成熟可靠。 4、为了便于污泥的利用和处置，最好在污水处理的同时达到污泥基本稳定。 5、运行管理方便，运转方式灵活，可根据不同的进水水质，调整运行参数和工况。 6、提高自动控制水平，保证处理效果。 7、远近期全面规划，分期实施，更好地发挥投资效益。 8、在达到出水要求的前提下，减少基建投资和日常运行费用。 4.2.2 污水二级处理工艺比选与确定 城市生活污水的二级处理通常可选用活性污泥法、生物 膜法及化学法与物理化学法等。活性污泥法和生物膜法在处理有机废水方面，与化学法 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 22 - 及物理化学法相比具有处理效率高、处理效率好、处理较为稳定、运转经验丰富等优点。本工程处理工艺处理工艺采用活性污泥法为宜，处理尾水排入小清河。 目前，较先进而又较流行的处理方法主要有： AB 法、 A/O 法、 A2/O 法、氧化沟法、 SBR 法等。通过几种工艺方案的特点比较，根据定州市污水量、进水水质和确定的处理程度，并结合国内城市污水处理的经验， SBR 生化法和氧化沟工艺与其它方法相比较，具有更突出的优点。因此，本报告以这两种方法为主进行工艺方案 和经济效果比较，最终从技术和经济效果两方面选择出最优方案。本次设计为达到要求的出水水质在活性污泥处理工艺后加一滤池以保证出水水质。 1、污水处理方案一（ CAST工艺），方案工艺流程如图 4-1。 （ 1）工艺简介 CAST 集曝气、沉淀于一池，而不需要二沉池及污泥回流设备。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间处理方式运行，处理后混合液沉淀一段预定的时间后，从池中排除上清液。 出水 根据污水流入曝气池和曝气开始的时间， SBR法可分成非限制曝气、半限制曝气和限制曝气三种。非限制曝气是污水流入曝气池起就开始曝气，半限制曝气是当污水流入曝气池一段时间后再开始曝气，限制曝气是等污水全部流入曝气池后才开始曝气。 脱水机房房 贮泥池 剩余污泥 加氯间 泥饼外运 堆肥或填埋 CAST 方案工艺流程图 图 4-1 细格栅、旋流沉砂池 粗格栅、集水井、进水泵房 CAST反应池 原水进水 沉砂外运 分 砂 鼓风机房 回流污 填埋 接触池 絮凝沉淀池 V型滤池 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 23 - 在 SBR 处理系统中 ,可采用单池式和多池式。单池式，即仅有一个 SBR反应池 ,就整个工艺系统而言 ,其进水是间式的。多池式，即整个系统存在 2个或多个 SBR 反应池 ,其进水可在各个反应池间交替进行 ,就整个系统工艺而言 ,其进水是连续式的 . 近年来 ,随着工业技术高速发展 ,各种反应器造价降低 ,便于操作的自动控制系统装置出现并趋于成熟 ,污水供氧效率提高 ,不产生阻塞及回水的曝气装置、性能优良的搅拌装置和能够稳定地排出澄清水的滗水装置的开发 ,解决了间性活性污泥法在工程上应用的技术难点 ,使间性活性污泥法在工程上进入广泛应用阶段 . 间歇式活性污泥法能相应于不同的水量进行处理 ,在处理设施运转初期 ,即使在污水流入极少的情况下也能正常发挥其作用 ,且能耗少 . 近年来 ,水域富营养化提出了除磷脱氮的要求 .间歇式活性污泥法能使有机物不需另加除磷脱氮装置 ,使处理 成本大大节省 ,另处 SBR 法在抑制活性污泥膨胀方面具有极大的优势 . 本工程采用 SBR 的改进型 CAST(Cyclic Active Sludge Technology)工艺 ,即循环式活性污泥工艺 ,这种工艺非常适合城市污水的脱 除磷处理。CAST 工艺是在 SBR 池的前端加上小容积的厌氧区 ,称为生物选择区 ,通常在厌氧或兼氧条件下运行 .生物选择区是根据活性污泥反应动力学原理而设置的 .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加强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 .而且在完全混合反应区之前设置选择区 ,还有利于改善污泥的沉降性能 ,防止污泥膨胀问题的发生 . CAST 工艺分为充水、反应、沉淀、排水与闲置 5 个阶段，其运行方式如图 4-2 所示。 （ 2） SBR 法的特点 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 24 - SBR 工艺集曝气、沉淀于一池，不需设二次沉淀池及污泥回流泵房，且布局紧凑，占地面积少，因此基建、运行管理费用大大减少。 SBR 法系统的污泥沉降性能好，可以有效地控制污泥膨胀。 操作灵活，可进行多种运行方式。 适用面广， SBR 法不仅可降解常规的有机污染物使 出水的 COD、 BOD5达到排放标准，而且能同时去除水中的 N、 P等营养物质。 自动化程度高，管理人员少，易于操作。 耐冲击负荷能力强，运行稳定。 （ 3） SBR法在本设计中的应用要点 本工程采用脱氮除磷效果好的 SBR工艺的改进型 CAST工艺。 采用多个操作单元组合的设计方式，以适应水量水质的变 采用 PLC逻辑控制器，依靠软件实现 SBR系统全自动控制。 采用微孔曝气器，以提高氧的传输效率，节约能耗。 鼓风机采用离心鼓风机，以减少能耗及投资。 CAST 反应池每个操作单元处理周期根据实际水量水质变化，可 在现场高度时重新设定。 2、污水处理方案二（奥贝尔氧化沟工艺） 奥贝尔氧化沟工艺流程见下图 4-3。 （ 1） 工艺原理 氧化沟工艺是活性污泥法的一种变型，它最初在五十年代出现于荷兰，现已广泛应用于世界各地。早期的氧化沟工艺占地面积大，仅用于小型污水管理厂，随着对氧化沟工艺的充分认识和改进，氧化沟正以其基建费用低、运行管理简便、处理效果好、出水水质稳定等优点，逐步向大中型污水处理厂发展，沟深已由 1.0m 增加至 4.0m 以上，曝气转刷和转碟直径也 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 25 - 增加到 1.0-1.5m。近年来，氧化沟发展出多种形式，可以满足不同的要求。按 池型可分为分建式和合建式，其中又可细分为很多种形式。曝气机械也有转刷、转碟和表曝机等多种，它的功能也从单一的去除有机物发展到可以脱氮除磷。它可以采用延时曝气，一池代替初沉池、曝气池、二沉池和污泥消化池，这对小型污水管理厂最为合适，运行管理非常简单。它也可以仅作为二级处理使用，代替曝气池和二沉池，或者只代替曝气池。一般情况下，由于氧化沟耐冲击负荷能力强，可省却初沉池。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 26 - 最低水位 进水 Q 开始曝气 回流污泥 0.2Q 曝气开始阶段 回流污泥 0.2Q 最低水位 关闭进水 Q 关闭曝气 闲置阶段 回流污泥 0.2Q 处理出水 关闭进水 Q 关闭曝气 滗水和排泥阶段结束 回流污泥 0.2Q 最高水位 进水 Q 关闭曝气 曝气结束阶段 回流污泥 0.2Q 最高水位 关闭进水 Q 关闭曝气 沉淀开始阶段 回流污泥 0.2Q 最高水位 关闭进水 Q 关闭曝气 沉淀阶段 结束滗水和排泥阶段开始 CAST工艺流程图 图 4-2 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行性研究报告 /chess95660 - 27 - （ 2）奥贝尔氧化沟工艺具有以下特征： 每座氧化沟由三个椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入池内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经 中心岛流出至二次沉淀池。外沟道溶解氧控制为 0mg/L，中间沟道起着过渡区的作用，溶解氧控制为 1mg/L，内沟道溶解氧控制为 2mg/L，保证 BOD的去除率和最终的除氮。外沟道体积占整个氧化沟体积的 45-55%,主要生物氧化过程和 80%的脱氮过程在外沟道完成。 采用转碟曝气，混合效率高，水流在沟内的流速达 0.6-0.7m/s，在外沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，由于快速的循环交换，污水在外沟道进行硝化反硝化的同时，又不断与刚刚进入的原污水混合，保证了充足的碳源，脱氮效率高；在中沟、内沟污水中有机物进一步降 解，出水水质好。 氧化沟内水流呈循环流态，在正常设计流量下，沟内混合液的流量是进水量的 10-100 倍，混合液在沟内 5-30 分钟可完成一次循环，具有很强的混合和稀释作用，因而有很强的耐冲击负荷能力，出水水质稳定。 由于污泥龄较长，污泥趋于好氧稳定，泥量较小，可不设污泥消化池，使工艺流程简单，管理方便。 在曝气过程中由于特定的溶解氧梯度提高了氧的吸收和传递效率，因而可以节约供氧量，起到节能的作用。 转碟曝气盘表面密步凸起的三角形齿结，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，提高了充氧能力和混合能力，较其它 充氧设备（如表曝机、转刷）的充氧能力高。另外采用转碟曝气可以氧化沟的水深达到 4.5m，因而占地方面比采用其它表曝设施的氧化沟节省。 /chess95660 河北省定州市铁西污水处理厂工程可行