辽宁某市高新技术产业开发区污水处理厂工程可行性研究报告_secret

1 前 言 某 高新技术产业开发区成立于 2003年 1月，同时也是国家级专利技术园区。某 高新技术产业开发区位于 某 市城区西北角，紧邻京沈高速公路 某 出口、秦沈高速铁路 某 站及 102国道和京哈铁路，距 某 港 15公里，距锦州机场 50公里，区位和交通极为便利，高新区总体规划面积 18.62平方公里，由高科技产业园区、创业园区、精细化工园区、生活园区等九个功能区组成。 随着 某 高新技术产业开发区 招商引资工作的不断推进，大量工业企业将进驻产业 区。按照工业发展规划，工业结构为 精细化工 、 制造 业、物流及综合工业 等。在经济高速增长的 同时，我们可以预见到工业区将产生大量工业废水及生活污水。目前 高新技术产业开发区 尚无污水处理厂，为了保证工业区经济可持续发展，保护附近海湾乃至渤海水质，保护沿海养殖及其周边的人居环境， 某 市 高新技术产业开发区 污水处理工程的建设已迫在眉睫。 我院受 某 经济开发区开发建设投资有限公司的委托，进行编制本工程可行性研究报告工作，我院相关工作人员经过现场实地踏勘并深入研究，对本工程的建设规模、水质进行了充分论证。在可研报告的编制过程中，我们得到工业区管委会、建设局、环保局及建设单位等部门的大力支持，在此我们表示深深的感谢。 本工程主要内容包括：处理规模 2010年为 2 104m3/d污水处理厂 1座 （远期为 4104m3/d） 。 工程总投资为 6366.63万 元，其中申请贷款 3258.23万元，企业自筹3108.40万元。 1. 总 论 1.1 项目名称 某 高新技术产业开发区 污水处理工程。 1.2 建设单位 某 高新技术产业开发区 管委会 。 2 1.3 项目规模 污水处理厂 2010年规模为 2 104m3/d。 1.4 工程内容 2 104m3/d污水处理厂 1座。 1.5 设计进出水水质 (单位 mg/L) 项目 进水水质 (mg/L) 出水水质（ mg/L） 去除率 (%) BOD5 153 10 93.75 CODcr 439 50 88.64 SS 289 10 96.97 NH3-N 40 5 87.50 TN 60 15 75.00 TP 4 0.5 87.50 1.6 污水处理厂厂址选择 拟建厂址位于 高新技术产业开发区 西南部（见图），汉江路东北侧及淮河路南侧。周围为回填后的工业用地，地形地貌简单。 1.7 污水处理厂工艺确定 根据方案对比，本工程确定“水解酸化池 +A2/O（底曝式氧化沟） +二沉池 +反应沉淀工艺”作为本工程的实施方案。 1.8 工程投资 本工程总投资为 6366.63万元，其中建设投资 6132.80万元，建设期贷款利息 93.83万元，流动资金 140万元。资金来源为：申请贷款 3258.23万元，企业自筹 3108.40万元。 3 2. 项目概述 2.1 编制原则 根据国家有关技术、经济等方面的政策和省、市政府对污水处理厂的要求，确定以下编制原则： 1） 根据 某 市环境治理与城市发展总体要求，结合 高新技术产业开发区 发展的总体规划和排水系统的现状，在认真进行方案比较的基础上确定污水治理工程方案，同时要结合 某 市及 高新技术产业开发区 总体规划的要求，并能符合渤海湾污染综合治理及 某 市 排水系统总体发展规划的要求。 2） 在工程设计中既要工艺先进、技术可靠、耐冲击负荷能力强、能实现自动监测、自动控制，又要经济合理、节约能源、减少运行费用。 3） 采用高效节能、简便易行的污水处理工艺，确保生活污水、工业废水混合液的处理效果和运行稳定性。 4） 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。 5） 保证污水处理工艺的先进性与合理性，并为城市的可持续发展留有足够的空间。 6） 应注意引进新工艺、新技术、新设备、新材料。在比较和选择工程方案时，要优先考虑工艺先进、技术可靠、经济合理的方案，以降 低工程造价，减少运行成本。 7） 工程规模、投资数额要考虑国家和地方财政的支付能力，做到切合实际，降低工程费用。 2.2 编制依据 1） 某 市 高新技术产业开发区 控制性详细规划 。 2） 国家现行的有关政策、法规、标准和技术规范。 3） 国家计委办公厅 2002年 1月下发的城市基础设施项目可行性研究报告编制指南。 2.3 编制范围 4 受 高新技术产业开发区 管委会委托，依据 某 市 高新技术产业开发区 规划并结合 开发区建设发展 实际情况，确定本次 某 市 高新技术产业开发区 污水处理工程可行性研究报告的编制范围为：污水处 理厂一座。具体内容如下： 污水处理厂工程：兴建污水处理厂一座，污水厂处理规模为 2 104m3/d。 2.4 城市概况 2.4.1 某 市概况 某 市位于渤海之滨，地处辽宁省西南端，东邻锦州市，西接山海关，北靠朝阳市，素有“关外第一市”的美称。东距省会城市沈阳 315公里，西距首都北京市 480公里。 某 全市目前拥有 5条铁路线，其中高速客运专线 1条（秦沈客运专线），铁路支线 1条；拥有 1等客货混合站点一处（ 某 站）， 3等站点 6处， 4等站点 15处，另有 2处待定等级车站为新建秦沈客运专线的站点（ 某 北站及绥中北站）。 某 全市拥有公路 184条，总里程 3141.17公里；其中国道 2条（ 102国道和 306国道） -233.325公里，省道 5条 -390.949公里，县道 24条 -651.171公里，乡道 152条 -1860.794公里，专用道路 1条 -4.931公里。京沈高速公路由 某 城市北侧东西向贯穿市域。公路密度为 31.59公里 /百平方公里。 市域总面积为 10415平方公里。 某 市辖 3个市辖区（连山区、龙港区、南票区）、 2个县（绥中县、建昌县）、 1个县级市（兴城市）、 35个街道办事处、 34个镇、 59个乡（含 22个民族乡）、 207个社区居委会、 1066个村民居委会。 某 市辖区（连山区、龙港区、南票区）县（绥中县、建昌县）市（兴城市）， 1995年底全市总人口 261.1万人。 某 市中心城区（龙港区、连山区）建成区常住人口约 30万人，暂住人口约 2.3万人。 某 地区具有悠久的历史，上个世纪 30年代，海域潜在的生产力优势更加促进了 某 市的人口增长和生产力的发展，使之成为辽宁西部的工业重镇之一。 1989年， 某 升格为地级市，成为地区的政治、经济中心。 2.4.2 高新技术产业开发区 概况 某 高新技术产业开发区成立于 2003年 1月，同时也是国家级专利技术园区。 某 高新技术产业开发区位于 某 市城区西北角，紧邻京沈高速公路 某 出口、 5 秦沈高速铁路 某 站及 102国道和京哈铁路，距 某 港 15公里，距锦州机场 50公里，区位和交通极为便利，高新区总体规划面积 18.62平方公里，分为九个功能区：综合工业区、精细化工产业区、先进制造产业区、 高新技术产业开发区 、 TDI项目及其产业配套区、物流集散区、科研文化区、生活服务区及绿化休闲区。 2.4.3 气候特征 某 市地处中纬度地带，属温带季风型大陆性气候。四季分明，春季风沙较大，回暖迅速，气候干燥，夏季炎热多雨，秋季凉爽；冬季干 旱、寒冷，温差较大，年平均气温 9.8，最高气温 32.9，最低气温 -22.8。冬季最冷时海岸边有结冰现象，并平均厚度为 30 50mm，冰期 2 3个月。冬季标准冻土层平均厚度1.10米。 主导风向为 西 南，冬季为西北风，夏季为西南风，年平均风速为 3.3米秒，最大风速为 17.7米秒。每年月下旬至月中旬为台风季节。风力一般为 6 9级，最大可达 10 12级。 2.4.4 水文 年平均降水量 560 630毫米，由于本地区属于季风性大陆性气候，四季降水量差异很大，全年降水量主要集中在 7 8月份，冬季降水量仅 占全年降水量的3 4%。 日照时数为 2692 2842小时，年日照最多达 3282.9小时（ 1963年）。年蒸发量 881.4 1193.4毫米。 某 最高潮位 +4.58米，平均潮位 +3.03米，平均低潮位 +0.53米，平均海平面+1.72米，最低潮位 -1.11米。 地下水与海水连通，水位变辐受海水潮汐的影响，地下水埋深为 2.0 2.8米，地下水位高程为 0.8 1.5米。 2.4.5 地震烈度 根据中国地震动参数区划图（ GB18306-2001），工作区抗震设防烈度度，设计基本地震加速度为 0.10g，地震 动反应谱特征周期为 0.35s，设计地震分组为第一组。 2.5 高新技术产业开发区 总体规划概况 6 2.5.1 规划背景 2003年，党中央、国务院做出振兴东北老工业基地的战略决策，面对如此难得的历史时机， 某 抓住机遇加速发展 高新技术 产业，对 产业区 做出了总体部署。 2.5.2 规划建设目标 某 高新技术产业开发区 为辽宁省实施沿海“五点一线”开发开放战略的重要组成区域之一，是 某 市“十一五”期间 重要 工程， 某 高新区总体思路是：充分发挥区位、资源两大优势，紧紧抓住沿海开放和老工业基地振兴的双重机遇，着力抓好 高新技术、专利技术产业化和特色园区建设，推动高新区各项事业的全面进步。使高新区成为 某 市 对外开放的窗口；体制机制创新的试验区；承接产业转移、资源有效配置、转变经济增长方式、形成产业集群的平台；招商引资的载体；实现自主创新的典范；社会经济发展的重要增长极；发展园区经济的龙头；高新技术和专利技术成果转化的产业基地；具备现代化工业城市形象的新城区。 2.5.3 排水规划 根据 高新技术产业开发区 的排水规划，区内排水系统采用雨、污分流制。污水处理厂规划日处理污水能力为 6.4万 m3/d（本 次 建设 一期 2万 m3/d） 。 该污 水处理厂对工业园内生产、生活污水进行统一集中处理，达标排放。 2.6 高新技术产业开发区 给水排水现状 2.6.1 给水现状 高新技术产业开发区总 规划 供水能力可达 8万 m3/d。区内已建成净水厂 (供水能力 2万 m3/d,)供水，不足部分通过扩建市政老合台水厂提供，老合台水厂规划扩建 6万 m3/d规模。水资源由平山水源提供。 目前 已建成的 2万 m3/d水厂实际供水量为 2000 m3/d。 辽宁北方锦化聚氨酯有限公司（ TDI项目） 项目投产后，供水能力将达到 6000 m3/d。 2.6.2 排水现状 开发区经过几年的建 设，部分区域污水管网已经形成。 污水 来源 主要包括部分已经建设投产的企业、公共建筑排放的污水， 由于 处于开发区建设发展阶段，污水量较小， 约为 1600m3/d，马上投产的 TDI项目污水量为 3200m3/d。 7 2.7 工程建设的必要性 2.7.1 现有工程存在问题 目前 高新技术产业开发区 没有污水处理厂，而现在工业区内企业已达到 二十余家 ，马上将会产生大量工业废水，若这些工业废水未经处理直接就近排入水体，将会使连山湾已经改善的水质重新恶化，其后果非常严重。所以为适应 高新技术产业开发区 发展，改善环境污染，尽快解决 污水处理厂问题已迫在眉睫。 污水处理工程属城市公益事业，以往排水设施都被无偿使用，导致污水处理设施迟迟得不到建设。因此，必须采取相应措施，解决城市公用设施的无偿使用问题。 2.7.2 某 市 高新技术产业开发区 污水处理工程实施的目的和意义 新建 某 市 高新技术产业开发区 污水处理工程具有如下重要意义： 1）是保护环境、减轻污染的直接需要。 建设污水处理工程能从根本上对污染进行有效的控制，彻底解决水体的水质污染，保护水体质量，减少乃至杜绝连山湾附近海域发生的“赤潮”现象，项目的建设具有保护环境、造福人民的重要现实意义 。 2）是城市可持续性发展的战略需要。 随着城市的发展和人民生活水平的提高，城市用水量不断增加，对水质的要求也在逐步提高。建设污水处理 厂能够 有效地保护有限的水资源， 保障居民及企业用水安全 。 3）是城市文明和人民生活品质提高的需要。 由于生活水平和城市文明建设的提高，人民对周围的环境质量也有了越来越高的要求。建设污水、污泥处理装置及其配套设施，将极大改善市区及周围的环境质量，提高城市品位，改善人民的生活质量， 使 高新技术产业开发区 建成具有地方特色的“高效、经济、现代化、舒适优美”的工业园。 8 3. 法规、条令专篇 本项目的运作、设计、建设所选用的规范和标准应包括但不限于下列的规范和标准。 1) 中华人民共和国环境保护法 2) 中华人民共和国环境污染防治法 3) 中华人民共和国水污染防治实施细则 9 4) 建设项目环境保护管理办法 5) 建设项目环境保护设计规范 6) 污染排放许可证管理暂行办法 7) 污水处理设施环境保护、监督管理办法 8) 市政公用工程设计文件编制深度规定（ 2004年） 3.1 工艺专业 1) 地表水环境质量标准 GB3838 2002 2) 污水综合排放标准 GB8978 1996 3) 污水排入下水道水质标准 CT3082 99 4) 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 5) 室外排水设计规范 GB50014 2006 6) 给水排水制图标准 CB/T50016-2001 7) 给水排水设计基本术语标准 CBJ125 89 8) 泵站设计规范 GB/T50265 97 9) 给水排水管道工程施工及验收规范 CB50286 97 10) 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准 SYJ28 87 11) 长输管道线路工程施工及验收规范 SYJ4001 90 12) 城市排水工程规划规范 GB50318 2000 3.2 结构专业 1) 给水排水工程构筑物结构设计规范 GBJ50069 2002 2) 给水排水构筑物施工及验收规范 GBJ141 90 3) 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 4) 室外给水排水工程设施抗震鉴定标准 GBJ43-82 5) 构筑物抗震设计规范 GB50191 93 6) 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 7) 混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204 2002 8) 砌体结构设计规范 GBJ50003 2001 9) 砌体工程施工及验收规范 GB50203 2002 10 10) 钢结构设计规范 GBJ50017 2003 11) 建筑地基基础设计规范 GBJ5007 2002 12) 建筑桩基技术规范 JGJ94 94 13) 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 14) 给水排水工程管道结构设计规范 GB50332 2002 15) 建筑结构 荷载设计规范 (2006年版 ) GBJ50009 2001 16) 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 17) 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 2003 18) 建筑软弱地基基础设计规范 DBJ10 1 90 19) 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS138： 2002 20) 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程 CECS141： 2002 3.3 建筑专业 1) 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31 89 2) 建筑设计防火规范 GB50016-2006 3) 总图制图标准 GBJ103-87 4) 建筑地面工程施工及验收视范 GB50209 95 5) 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87 85 6) 建筑采光设计标准 GB/T50033 2001 7) 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 95 8) 屋面工程技术规范 GB50345 2004 9) 建筑内部装修设计防火规范 GB50222 95 10) 办公建筑设计规 范 JGJ67 89 11) 工业企业总平面设计规范 GB50187 93 12) 公共建筑节能设计标准 GB50189 2005 13) 建筑设计文件编制深度规定 3.4 电气及自控专业 1) 10kV及以下变电所设计规范 GB50053 94 2) 供配电系统设计规范 GB50052 95 11 3) 低压配电设计规范 GB50054 95 4) 建筑照明设计标准 GB50034 2004 5) 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 6) 35 110kV变电所设计规范 GB50059 92 7) 3 110kV高压配电装置设计规范 GB50060 92 8) 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 9) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 10) 电力装置的电测量仪表装置设计规范 GBJ63 94 11) 电力工程电缆设计规范 GB50217 94 12) 建筑电气工程施工质量验收规范 GB50303 2002 13) 低压母线槽选用、安装及验收规程 CECS170 2004 14) 自动化仪表工程施工及验收规范 GB50093 2002 3.5 热力暖通专业 1) 城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ/T81 98 2) 工业企业设计卫生标准 TJ36 79 3) 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 4) 采暖通风与空气调节术语标准 GB50155 92 5) 采暖通风与空气调节制图标准 GB50114 2001 6) 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50242 2002 12 4. 工程方案论证 4.1 工程规模论证 4.1.1 污水处理厂规划规模 依据 某 高新技术产业区控制性详细规划污水厂设计规模为 6.4 万 m3/天，考虑开发区目前正在发展过程中， 目前 污水量 较小，所以考虑分期建设。 4.1.2 给 水 量预测 1） 居民综合生活用水量 根据室外给水设计规范（ GB50013-2006）的规定， 考虑目前当地经济发展状况， 居民最高日综合生活用水量标准， 2010年采用 200L cap d。 综合生活用水定额包括居民日常生活用水和公建用水之和，但不包括浇洒绿地、道 路用水和消防、市政用水。 居民综合生活用水量预测 年限 项目 2010 居民综合生活用水量标准（ L/人 *d） 200 总人口（万人） 1.3 用水普及率（） 100 供 水量（ m3/d） 2600 2） 工业企业用水量 根据 高新技术产业开发区 规划，工业区工业产值 2010年 50亿元 。 万元产值消耗水量的大小，影响因素较多，根据工厂的性质，生产的工艺流程，生产规模的大小，生产设备的先进程度，生产人员的熟练程度，管理人员的技术水平，工业用水的重复利用率及废 水回收程度等因素有关。 由于 某 高新技术产业区主要企业均为节水型企业，无 农业园区、林牧业园区 ， 并根据目前企业用水现状 推算 ， 万元产值耗水量 2010 年为 15 m3/万元。最高日工业用水量 预测表见下表： 13 工业用水量预测 年限 项目 2010 工业总产值（亿元 /年） 50 万元产值综合耗水量（ m3/万元） 15 需水量（ m3/d） 20547 3） 总用水量 综合以上各项，城市总用水量见下表： 总用水量预测 年 限 项目 2010 居民综合生活需水量（ m3/d） 2600 工业 供水 水量（ m3/d） 20547 最高日供 水量（ m3/d） 23147 平均日供 水量（ m3/d） 21052 注：浇洒绿地及消防水量未计入 4） 总污水量 城市污水量的发生与城市的供水量密切相关，我国各大中城市的排水系数一般在 K=0.75-0.90 之间。考虑 开发区市政设施均为新建，排水系统渗漏较少，排水系数取 K=0.85。即污水排水量按城市总用水量的 85%计算，总污水量预测见下表： 总污水量预测 年限 项目 2010 总需水量（ m3/d） 21042 排水率（） 85 总排水量（ m3/d） 17885 4.1.3 工程规模确定 根据以上水量预测，污水处理厂 近期 规模确定为 2010年： 2.0 104m3/d。二期 计划建设 规模 2.0 104m3/d，达到 4.0 104m3/d。 远期 计划建设 规模 2.4104m3/d，达到 6.4 104m3/d。 4.2 水质论证 14 城镇污水水质如何，直接影响到污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水处理厂处理成本。因此需要调查了解现状城镇排水的污 水水质，并结合城镇居民生活水平状况，参考类似城镇污水处理厂原污水水质的取值，合理确定污水处理厂原污水水质，根据受纳水体的功能划分和容量，选择污水处理厂处理标准，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。 由于没有实测的基础资料，进水水质通过以下方法预测。 1） 计算生活污水水质 根据室外排水设计规范（ GBJ50014-2006），我国生活污水污染物排放指标： BOD5为 25 50g/cap.d， SS为 40 65 g/cap.d，类似城市的水质资料，我们确定 某 市的居民污染物排放指标为： BOD5为 35g/cap.d， SS 为 40g/cap.d。由前面论述可知： 2010 年污水厂服务区人口为 1.3 万人，水量为 0.26 104m3/d。因此 某 城市居民生活污水水质为： COD 为 350mg/l ， BOD5为 175mg/l， SS为 200mg/l。 2） 计算工业污水水质 根据环保及规划要求，服务区内的工业企业污水排放时，其水质必须达到污水排入城市下水道水质标准（ CJ3082-1999）。根据 高新技术产业开发区 工业的特点 ， 同时工业区工业还在迅速发展过程当中，因此有很强的不可预测性，所以我们参照污水排入城市下水道水质标准及同 时借鉴同类开发区工业废水的性质，将工业水质预测如下：即 项 目 COD BOD5 SS 指标（ mg/L） 450 150 300 3） 计算综合污水水质 根据前面的水量预测和水质分析，采取实测和加权平均法，计算出市政污水进水水质主要参数为：此计算出的水质作为污水处理厂的进水水质指标。 项目 COD BOD5 SS NH3-N TN TP 指标（ mg/L） 439 153 289 40 60 4 4.3 厂址 选择论证 15 本项目污水处理厂位置在规划中已经 确定，位于开发区东部 。 该厂址具有如下特点： 1） 在城镇水体的下游； 2）位于开发区污水系统末端， 便于污水排放， 与开发区排水系统协调一致 ， 3）污水厂进水管线 无穿越公路、铁路等情况。 。 4） 厂址距离居民区 较 远， 有一定的卫生防护距离； 对周围生态环境影响较小 5）有扩建的可能； 6） 有方便的交通、运输和水电条件。 由以上特点可知，该厂址符合污水厂选址要求。该厂址在规划过程中已经进行过比较论证，本可研不再进行详细论述。 16 5. 工程方案选择及比较 5.1 污水处理方案论证 5.1.1 污水控制目标 根据前述污 水处理厂进水水质和处理标准及水质数据，污水处理厂要采用三级处理，在去除 COD、 BOD、 SS的同时考虑除磷脱氮工艺并达到一级 A排放标准，最后确定污水处理厂排放污水按下表控制处理水质： 水质指标控制表 项目 进水水质 (mg/l) 出水水质（ mg/l） 去除率 (%) BOD5 153 10 93 CODcr 439 50 89 SS 289 10 96 NH3-N 40 5 87 TN 60 15 75 P 4 0.5 87 5.1.2 污水处理工艺方案的选择 污水处理工艺方案的选择依据 ： 污水 处理工艺的选择应根据进厂污水水质、出水要求、处理厂规模、污泥处置方案以及当地气温、工程地质、 排放 环境等条件来慎重选择。各种处理工艺都有一定的适用条件，工程设计时应因地制宣，适度引进一些新技术和新设备，把污水处理厂建设成为一个现代化的 水 厂。 目前，国内外城镇污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物的生命 活动 等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有 机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥法、氧化沟、 A2 O 工艺、间歇式活性污泥法及悬挂曝气 链 工艺等。这些技术各有长短，很难说其中一种工艺有绝对的优势。城镇污水处理厂的工艺选择主要考虑以下因素： 17 1）进水水质和处理要求 当进水组成杂，工业废水所占比例较大时，氧化沟、悬挂曝气链工艺及间歇式活性污泥工艺的优越性大，因为工业废水的排放波动大，因而要求工艺要有较强的耐冲击负荷能力。 污水的有机物浓度对工艺选择有很大影响。当有机物浓度高时， AB 法、 A2 O工艺。 AB法的 A段只需较小的池容和电耗就可去除较多的有机物，节省了基建费和电耗，污水的有机物浓度越高，节省的费用就越多。而厌氧处理多用于大辐削减特高浓度有机污染 物 。 选择工艺同时必须考虑处理要求。如果进水水质与生活污水接近，则一般生物处理法均能达到二级排放标准。但如果进水有机物浓度高，或者出水指标要求高，则需选用处理效率高的工艺。如果有脱氮除磷要求则需选择具有脱氮除磷能力的工艺如 A2 O、 SBR 及其改良型 ICEAS 工艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR工艺、前置厌氧池的氧化沟法、悬挂曝气 链 工艺及前置厌氧池的 UNITANK 工艺等。 三级深度根据水质要求不同，分别为反应气浮（ +过滤），反应沉淀（ +过滤）等，由于其在给水处理中早已得到充分应用，工艺非常成熟，这里不再赘述。 处理要求同样决定了污泥浓缩的方式。由于生物除磷需要一个好氧 厌氧的环境，当出水要求除磷脱氮时，为了防止重力浓缩池中（厌氧环境）磷的释放，必须采用机械浓缩法 ,减少污泥停留时间 。 2）处理规模和当地条件 污水处理厂规模大小对处理工艺选择影响较大。一般大型污水处理厂多用常规活性污泥法，中、小型污水处理厂则多用氧化沟法和 SBR法及其改进法。污水处理厂的环境 条件也是确定处理工艺的重要因素，在大城市、人口稠密等环境质量要求高的地区或占地受限的地区，直接采用占地少、卫生条件好的工艺，如SBR工艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR工艺等。 3）处理工艺成熟度和可靠度 城镇污水处理的各种技术中，活性污泥法及其变型工艺是使用历史最长、运行管理经验最为丰富的处理工艺。但自七十年代以来，随着人们对 NH3-N和 P危害认识的提高，脱氮和除磷成为城镇污水处理的一大主要目标。随之也发展了很多脱氮除磷工艺，如前置厌氧池的氧化沟工艺、 A2 O 工艺、 ICEAS 工 艺、间歇式活性污泥法工艺、 MSBR 工艺、悬挂曝气 链 工艺、前置厌氧池的 UNITANK 工艺 18 等，目前悬挂曝气 链 工艺、氧化沟工艺、 SBR 工艺、间歇式活性污泥法工艺在国内均有大型成功运转实例，运行管理经验相对丰富； MSBR 工艺在国内城镇污水处理厂中已有应用。 5.1.3 预处理方案 预处理就是在一级处理前去除水中比较大的漂浮物和砂砾，以避免损害后序工艺的机械设备，确保安全运行。预处理包括粗细格栅及沉砂池。目前国内常用的沉砂池有曝气沉砂池和旋流沉砂池，旋流沉砂池是利用水力旋流使砂水分离较曝气沉砂池节能，同时避免了对随后酸化水解要求的厌 氧环境的影响，因此本工程采用旋流沉砂池。 5.1.4 一级处理方案 一级处理就是在二级处理前调节进水水质以及降低后续构筑物负荷，同时提高污水的可生化性。 从本工程上看， 污水处理厂进水主要以工业和生活污水为主 ，水质特点为污染负荷高且变化幅度较大 ， BOD5/COD的比值为 35%，污水可生化性一般。为提高污水可生化性 ，因此我们采用“脉冲式”酸化水解池，该形式的酸化水解池能解决填料形式的堵塞和排泥不畅问题。 这种工艺优势在于酸化水解池为完全混合式，对水质变化幅度较大的工业水质有很强的适应性，在经过水解酸化后，污水 的可生化性也大为提高，对降低污水厂运行费用 、 保证污水厂正常生产起到十分重要的作用。 5.1.5 二级处理方案 从前面论述我们可以看出，本污水处理厂进水为常规的城市污水，规模为中等规模，冬季气温较低。因此在污水处理工艺的选择上必须考虑这些因素，同时在安全稳妥的前提下选择出经济合理的技术方案。 根据 目前 污水处理工艺 技术发展及应用情况 ，本设计对 A2 O法 和 CAST工艺进行详细的比选。 5.1.5.1 方案一： A2/O系统 A2/O工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的生物环境完成除磷脱氮反应的。在厌氧条件下，聚 磷菌释放出体内的磷，同时使水中的磷酸盐充分溶解；在 19 缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；而在好氧条件下，一方面聚磷菌将体内的 PHB进行好氧分解，释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐；再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备。 A2/O工艺的特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，在缺氧段为 脱氮提供合适的反应条件，在最后的好氧段为三个指标的处理提供了共同的反应条件。这就能够利用简单的流程、尽量少的构筑物，完成复杂的处理过程。 本处理工艺流程是污水经管道收集后，经过细格栅和旋流沉砂池后，进入酸化水解池、 A2/O池、二沉池、反应沉淀、消毒池后出水，其工艺框图如下： A2/O二级处理流程框图 5.1.5.2 方案二： CAST工艺 CAST工艺是循环式活性污泥法（ Cyclic Activated Sludge Technology）的简称，是间歇式活性污泥法的一种变形，由澳大利亚 Goronsy教授开发而成。 CAST工艺在实践上已经得到了大量的应用，积累有非常丰富的经验，是一种适用于各种规模的经济高效的污水处理方法，在一个（或多个平行运行）的反应容积可变的池子中，完成生物降解过程和泥水分离过程，由于 CAST工艺按“充水 排水”以及“曝气 非曝气”顺序完成污水处理过程并不断重复循环进行，故隶属于序批式活性污泥法（ SBR-Sequencing Batch Reactor）工艺，是 SBR工艺的改进。 20 5） CAST 工艺流程 CAST 工艺流 程见下图： CAST 工艺 二级处理流程框图 5.1.5.3 二级处理工艺技术比较 各方案主要优缺点比较表 方案 主 要 优 点 主 要 缺 点 方案一 1、污水厂内水头利用充分； 2、运行管理简单， 3、出水水质稳定。 1、工艺处理构筑物多； 2、占地较大； 方案二 1、占地较小； 2、流程简单。 1、管理复杂，对自控依赖性高； 2、间歇出水，与后续三级处理不匹配； 3、滗水器工作需 2米多的水头损失； 4、中间水池的调节水深在浪 费水头的同时，导致提升泵出水不均匀，使三级处理进水量不稳定。 5.1.5.4 结论 根据以上 技术 比较，从便于管理，保证出水安全角度出发，本工程推荐方案一（ A2/O）工艺作为污水处理厂的处理工艺。 5.1.6 三级处理工艺方案的比选 21 5.1.6.1 方案一： 反应气浮工艺 气浮与絮粒进行自然重力自然沉降的沉淀、澄清工艺不同，它是依靠微气泡，使其粘附于絮粒上，从而实现絮粒强制性上浮，达到固液分离的一种工艺。由于气泡的重度远小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固液分离速度。 由于微生 物细胞及其残片形成的活性污泥具有易流动、难沉淀的特性，故气浮恰好适应了上述特点。另外，气浮提高了水中的溶解氧，可避免后续水质恶化、发臭。 5.1.6.2 方案二： 反应沉淀工艺 沉淀是利用絮粒与水的密度差，使絮粒进行沉降使其达到固液分离的目的。按水流方向分竖流式、平流式和辐流式；按颗粒沉降距离不同，又可分为一般沉淀和浅层沉淀。 由于污水已经经过初、二沉池沉淀，加上生物絮体较轻，因此到三级处理阶段悬浮物沉淀性能较差，故污水三级处理采用沉淀工艺对絮凝效果和絮凝药剂要求都较为严格。 5.1.6.3 三级处理工艺 技术比较 各方案主要优缺点比较表 方案 主 要 优 点 主 要 缺 点 方案一 1、构筑物容积小； 2、对絮凝效果要求不高； 3、出水效果好。 1、设备较多； 2、运行费用稍高； 方案二 1、结构简单； 2、运行费用稍低。 1、土建费用稍高； 2、对反应效果要求高； 5.1.6.4 结论 根据以上技术比较，反应沉淀工艺管理简单、经验十分成熟 ，处理效果可以达到要求 。综合考虑本工程推荐方案二（反应沉淀）工艺作为污水处理厂的处理工艺。 22 5.2 污泥处理工艺方案论证及最终处置 5.2.1 污泥处理设计原则 1）根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合 某 市的自然环境及处置条件选用符合实际污泥处理工艺。 2）根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率大于 20。 3）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。 4）尽可能利用污泥中的营养物质，变废为宝。 5.2.2 污泥处理工艺方案论证 污水经二级处理后 , 水中大多数有机物和无机物都转化为污泥 ,如果污泥处理不当，将造成二次污染，形成新的公害，使污水处理事倍功半。 污泥处理要求如下： a、减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； b、减少污泥中有毒物质； c、利用污泥中可用物质，化害为利； d、因选用生物脱氮降磷工艺，尽量避免磷的二次污染。 污泥处理单元技术及其组合工艺流程虽然多种多样 , 但有些处理工艺如：好氧消化、热处理、焚烧等耗能大、技术复杂、维护困难、运行费用昂贵。厌氧消化能有效地杀死污泥中的病原菌 , 缩小污泥体积，使之易于脱水，欧美一些国家污水处理厂 , 污泥处理大都设厌氧消化池，消化池产生的沼气可用于发电。我国污水处理厂也有采用，已运行的污水处理厂消化池所产沼气量远远低于设计值，沼气发 电设备不能正常运行 , 所产生的能量根本无法维持消化池自身的正常运行，其主要原因是居民饮食以蔬菜为主，食物中肉类比例少，此外还有大部分工业废水 ,所以城市污水中有机成份少，污泥沼气产率很低，一般只为 4-6m3/m3(湿泥 )，不可能用来发电。 结合 某 市目前的技术、经济力量，污泥处理与处置宜采用技术成熟、耗能低的工艺方案。常用工艺有： 23 方案一、污泥经浓缩后直接进行脱水，即： 方案二、污泥直接浓缩脱水，即： 两方案的区别在于浓缩阶段采用池体还是机械。方案一采用重力浓缩池，造价低运行费用省，但由于重 力浓缩池停留时间较长，厌氧条件小污泥中的磷很容易释放到上清液中，不利于磷的去除。国内除少数新建大型污水处理厂外，一般不再采用。所以我们认为方案二更适合本工程的实际情况。 结合 某 市目前的技术状况和经济实力，污泥处理与最终处置必须选用技术成熟的技术路线，确保不会造成二次污染。 从本工程的实际出发，由于污泥干化技术投资大，且运行费用相对较高，因此本次设计采用卫生填埋的方法。 污泥的最终处置是一项耗资高，适应性强的工程。 某 市污水处理厂产生污泥的最终处置方法有待于城市的进一步规划，应寻求最为经济合理、最科学、又可持续 发展的可靠技术。 5.2.3 污泥量 根据污水处理工艺推荐方案，本工程污水（规模 2 104m3/d）经二级生化处理后产生污泥量约为 5.15T DS/d。 5.3 出水消毒论证 处理后的城市污水，水质已经改善，但水中仍含有大量的致病细菌和寄生虫卵。根据国家城市污水处理及污染防治技术政策关于“为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施。”的规定，本污水处理厂出水应进行消毒处理。 目前国内常用的消毒方法有液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒等。 5.3.1 液氯消毒 液氯溶于水 后，产生次氯酸 (HClO)，离解出 ClO-，利用 ClO-极强的消毒能力，杀灭污水中的细菌和病原体。 24 液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，但出水中的余氯及某些氯化合物对水生物有毒害作用，同时可能产生 THMS等致癌物质。 液氯消毒系统主要由加氯机，氯瓶及余氯吸收装置组成。 5.3.2 二氧化氯消毒 二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢等均有较高的杀死作用。 二氧化氯消毒处理工艺成熟，效果好。二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，不会生成有机氯化物；杀菌 能力强，消毒效力持续时间较长，效果可靠，具有脱色、助凝、除氰、除臭等多种功能，不受污水 pH值及氨氮浓度影响，消毒杀菌能力高于氯，但必须现场制备，设备复杂，原料具有腐蚀性，需化学反应生成，操作管理要求高。 5.3.3 紫外线消毒 细菌受紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核酸所吸收，使核酸结构破坏，从而达到消毒的目的。 紫外线消毒速度快、接触时间短，反应快速、效率高，无需投加任何化学药剂，不影响水的物理性质和化学成分，不增加水的臭和味，操作简单，便于管理，易于实现自动化，但是紫外线消毒无持续消毒作用，水中悬浮物 浓度直接影响消毒效果，当水中悬浮物浓度较高时不宜采用。 5.3.4 三种消毒方式的比较 紫外线消毒利用电能转化为光能来杀灭细菌，操作安全，不占地，维护简单，但不具备持续杀菌功能。液氯消毒需要贮存液氯，管理较简便，操作不安全，可能产生 THMS等物质。二氧化氯应用范围广，消毒效果好并有除臭、脱色等效果，同时产生 THMS等致癌物质的机会较少，生产安全性高。 三种消毒方式性能比较 消毒剂 优点 缺点 液氯 消毒效果好； 设备简单，运行管理方便；在世界范围内大规模水厂应用广产生三卤烷等致物质； 氯气的运输和储存具有一定的危险性； 25 泛，具有成熟可靠的运行经验；投 资及运行成本低。 接触时间较长，约 30min。 二氯 化氯 消毒效果好，能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等； 能大大降低消毒后水中三氯甲烷等氯消毒副产物； 药剂用量大，价格较高，消毒成本较高； 二氯化氯的检测手段还不完备；对于二氯化氯的消毒副产物亚氯酸根的毒理学认识尚无定论，目前仍处于研究阶段。缺乏大规模污水处理厂的使用和运行经验； 接触时间较长，约 30min。 目前化学法制备二氯化氯的设备，产生的二氯化氯气体中仍然存在较多的氯气成分。 化学法制备二氯化氯的原料氯酸钾属于易爆品，不易运输，不能大量储存，给运行管理带来麻烦。 紫外线 消毒效果好，对细菌、病毒、原生动物具有广谱性； 无消毒副产物； 无危险品的运输和储存； 接触时间短，约 2 4s，占地面积小，基建费用省； 运行费用低。 设备价格较高； 不具备持续杀菌功能 。 经过上述对消毒方法的比较，本工程中采用紫外线消毒方式进行消毒。 26 6. 污水处理厂工程方案设计 6.1 污水厂设计外部条件 根据现场收集的材料，本方案设计外部条件如下： 1）供电 电压等级为 10KV。 2）污水处理厂的厂址确定在 开发区 东 部 ，兴园路与高新路交叉路口东侧 。 3）厂区 供热 及供水均来自市政管网 。 6.2 污水厂总体工艺设计 进入本工程污水处理厂处理的原生污水经污水收集系统收集后进入污水处理厂厂区内的粗格栅及提升泵房，经提升泵房提升后进入细格栅及旋流沉砂池，去除废水中的部分漂浮物和短纤维，以确保后续处理正常运行。 沉砂池出水进入水解酸化池。由于本工程以处理工业废水为主，废水的排放存在着一定的不均匀性，为此酸化水解池采用完全混合式反应池，以调节进水水质，同时利用此部分容积进行酸 化水解，污水经过酸化水解池中兼性菌与厌氧菌的作用，将大分子物质和难于生物降解的物质转化为容易降解的小分子物质，液相中的溶解性物质一部分在酸化池内被细菌吸收利用，转化为能量 CO2、 CH4、 N2、NH3等代谢产物，另一部分将随水流进入生物处理阶段被好氧菌代谢。 经过一级处理后的污水自流进入环形曝气池进行生物处理，曝气池采用类似于氧化沟回转型式，采用鼓风机供氧，为保持池内污泥浓度，从二次沉淀池污泥进行回流。曝气池内设溶解氧测定仪，根据曝气池内 DO高低自动调节鼓风机的风量，以节省能耗。曝气池出水流入二次沉淀池，进行 泥水分离，处理出水进入反应沉淀池，反应沉淀池出水经过消毒后排海。 本工程污泥采用重力浓缩机械脱水方案，来自沉淀池排出的多余的酸解池污泥及剩余污泥直接通过污泥泵输送至污泥浓缩脱水机进行脱水，经浓缩脱水后的污泥输送至处理厂内填埋场进行卫生填埋。 经过计算，污水经过各阶段的水质情况详见下表： 27 单位： mg/L 项目 进水 一级处理 二级处理 三级处理 CODcr 439 350 60 50 BOD5 153 150