巢湖市柘皋河、烔炀河水环境夏阁污水厂初步设计

巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程初步设计（项目编号201319设026）第一册初步设计说明书（2）夏阁镇污水处理厂信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司2014年6月巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程初步设计（项目编号201319设026）第一册初步设计说明书（2）夏阁镇污水处理厂总设计师李勇给排水设计负责人李勇建筑设计负责人李继烈结构设计负责人张华彩电气设计负责人吴峻经济负责人黄琦玲信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司2014年6月目录第1章项目摘要111项目背景112可行性研究报告批复意见213项目概况214项目介绍3第2章概述521编制依据及原始资料522编制原则523编制范围624工程规划年限625规范和标准626城市概况827城市污水处理设施现状1128项目建设的必要性11第3章水量预测及水质1331供水量现状1332污水量预测13第4章方案论证2041厂址的确定2042污水处理厂方案论证和比较21第5章方案设计5551污水处理厂工艺方案设计5552建筑、结构设计7853电气设计8754仪表、自动控制及通讯设计9355采暖通风设计100第6章工程风险分析10261污水处理厂风险影响预测10262污水处理系统维修风险分析103第7章环境影响分析10571设计依据及采用标准10572项目的环境影响及对策10573污水处理厂对环境的影响和对策108第8章劳动保护11181设计依据11182生产过程中职业危害因素的分析11183职业安全卫生设计中将采用的主要防范措施112第9章节能11491能耗11492节能措施综述114第10章消防116101设计依据116102工程概述116103总图116104建筑防火117第11章项目实施计划118111实施原则118112实施组织机构与分工118113计划主要履行单位的选择119114设计、施工与安装120115调试与试运转121116项目实施进度计划122117污水处理厂运行管理122118人员编制123第12章对下阶段的建议及要求124121需提请在设计审批时解决或确定主要问题124122施工图设计阶段需要的资料和勘测要求124123工程项目实施后建议124巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程前言巢湖，居皖之中，为安徽省最大的内陆湖泊，是我国五大淡水湖之一，2002年被国务院审定为国家级重点风景名胜区。烔炀镇、夏阁镇、柘皋镇是历史悠久的古镇，交通便利，商贸繁荣。近年来，烔炀镇、夏阁镇、柘皋镇充分利用现状的交通以及区位优势和良好的自然环境，依托巢湖国家级风景名胜区，以旅游业为龙头，带动第三产业和其他产业的发展，社会经济建设获得了迅速发展，整体经济实力不断增强。随着城镇规模的扩大和城镇建设速度的加快，城区内基础设施必须跟上城镇建设的步伐，以满足目前各镇大跨越、大发展的需要。烔炀镇、夏阁镇、柘皋镇排水基础设施薄弱，老城区的几条排水管渠均按合流制排水体制建设的。如果不加快排水设施建设步伐，随着城区的不断发展，巢湖水污染问题必将不断加剧。目前，烔炀镇、夏阁镇没有污水处理厂，为了改善巢湖的水环境，改善经济发展环境，巢湖市人民政府特委托我院编制本次巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程初步设计的编制工作。我院在本工程可行性研究报告的基础上，仔细勘查现场情况，根据提供的基础资料，进行了本项目的初步设计编制工作。在编制过程中，得到了巢湖市住建局污水办、巢湖城设公司、烔炀镇、夏阁镇、柘皋镇人民政府及巢湖市各相关部门的大力支持和协助，在此表示衷心感谢巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程1第1章项目摘要11项目背景巢湖位于安徽省中部，水域面积约820平方公里，湖容量4810亿立方米（水位在黄海高程1002米），多年平均水位831米，平均水深306米，是我国著名的五大淡水湖之一，具有航运、供水、灌溉、水产养殖、旅游等多方面的功能。随着巢湖沿湖地区人口的逐年增加，经济的跳跃式发展，人类活动的不断加剧，给巢湖流域原本脆弱的生态系统带来空前压力。巢湖流域约2500家工矿企业，年排放各类废水25亿吨，沿湖城镇人口排放生活污水357亿吨，污水中氮、磷含量分别为6869T/A和367T/A。大量工业、生活污水的排放严重地污染了湖水，破坏了巢湖原有的自净能力和生态平衡。沿湖农田化肥、农药的大量使用，上游水源林地的乱砍滥伐，水土流失的加剧，暴雨期泥沙的淤积，不但加剧了其衰亡过程，造成其水体内营养物质的不断积累，初级生产力不断提高，以致其富营养化程度日趋严重，TN、TP含量严重超标，水生动植物日趋减少，湖滨生态带萎缩，湖底抬高，湖泊加速走向老龄化。近年来，随着柘皋镇、夏阁镇、烔炀镇人口的迅速增加和社会经济的快速发展，柘皋河、夏阁河、烔炀河水环境质量明显下降。三镇镇区处河水水质基本呈现灰黑色，伴有轻微臭味，由于受人为因素的影响，镇区处河道两侧水生植物较少。此外，河口是附近渔民的栖息地，常年有渔船停泊于此，渔民生产生活对入湖口水质变化也造成一定影响。同时，柘皋河河口位于巢湖的东半湖，作为出入巢湖主要河流巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程2中最接近巢湖市自来水厂取水口的支流，湖水的质量将直接影响到柘皋河两岸及巢湖市市区的饮水安全，因此本次巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程对巢湖水质恢复、人民群众饮水健康具有重要的意义。根据可行性研究报告审查、评估及批复文件精神，我院设计人员完成了巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程初步设计的编制工作。初步设计文件包括初步设计说明书（5册）、初步设计概算书（5册）及初步设计图纸（5册）三部分文件。12可行性研究报告批复意见安徽省发改委在本工程可研报告文件中批复如下同意巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程可研报告。本次初设只包括污水处理工程。建设规模及内容在柘皋镇建设2264公里管网，收集镇区污水进入污水处理厂；在夏阁镇建设规模为05万M3/D污水处理厂，配套建设2876公里污水管网；在烔炀镇建设规模为06万M3/D污水处理，配套建设2572公里污水管网。13项目概况131项目名称巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂132建设单位巢湖市城镇建设投资有限公司巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程314项目介绍141项目建设规模在夏阁镇建设规模为05万M3/D污水处理厂。142主要建设内容及工艺主要建设内容新建污水处理厂一座，污水厂均采用预处理改良A2/O深度处理工艺人工湿地，出水达到城镇污水处理厂污染物排放标（GB189182002）一级标准中的A类标准。另外，根据合肥市环保局关于我市城镇污水厂提标执行标准的意见的函，其中COD、氨氮，总磷指标严于一级A标准。具体指标如下设计出水水质及去除率项目BOD5CODSSNH3NTNTP设计进水指标16036022030404设计出水指标10401041504去除率（）93888995586762590143建设地点根据巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程可行性研究报告及批复，夏阁镇污水厂位于竹柯行政村北侧，该处地势平坦，高程在89M左右，临近夏阁河，污水直排入夏阁河。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程4144环境影响评价结论该项目是一项水污染治理工程，污水处理厂建设完成后，对保护水体、减少环境污染具有重要意义。但污水处理厂建设期和运营期内也会给环境带来一些次生影响，本次设计采取切实可行的有效措施可在最大程度上减少对周边环境的影响。详细内容见第7章论述。145总投资夏阁镇污水处理厂工程项目报批总投资319824万元，其中建设投资318210万元，建设期贷款利息936万元，铺底流动资金541万元，贷款承诺费137万元。其中建设投资包括建筑工程费68396万元；占建设投资2149；安装工程费34980万元；占建设投资1099；设备购置费170066万元；占建设投资5344；其它工程费44768万元；占建设投资1408。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程5第2章概述21编制依据及原始资料（1）中标通知书（2）巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程可行性研究报告及批复（3）巢湖市居巢区夏阁镇总体规划（20062020）（4）建设单位提供的基础资料22编制原则根据国家有关技术、经济等方面的政策和省、市、县政府对污水处理厂及排水管网工程的要求，确定以下编制原则（1）根据巢湖流域城市总体规划，从改善环境出发，在认真进行方案比较的基础上确定污水治理工程方案。（2）根据国家和地方财力,在充分考虑近、远期结合的前提下，确定工程的分期和适宜规模，使资金在短期内发挥作用。（3）应充分考虑本工程污水处理厂进水水质指标和要求处理达到的出水水质指标，并考虑污水排放现状，受纳水体的环境容量与可利用情况，通过技术经济比较决定优先采用低能耗、运行费用低、基建投资少、污水处理厂占地省，操作管理简便的成熟处理工艺。（4）污水处理厂总平面布置应紧凑合理，力争达到土方平衡，减少占地和节省投资费用。（5）积极慎重地采用经实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程623编制范围夏阁镇污水处理厂24工程规划年限根据巢湖流域总体发展规划和实际情况，本工程的污水厂规划年限近期为2015年，远期为2020年。排水管网规划年限近期为2015年，远期为2020年，分期实施。25规范和标准根据项目的要求及特点，本项目的运作、设计、建设所选用的规范和标准包括但不限于下列的法规、规范和标准中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境污染防治法中华人民共和国水污染防治实施细则建设项目环境保护管理办法建设项目环境保护设计规范污染排放许可证管理暂行办法污水处理设施环境保护、监督管理办法设计时需要选用的规范、标准如下室外给水设计规范（GB500132006）室外排水设计规范（GB500142006）2014版巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程7泵站设计规范（GB/T502652010）污水再生利用工程设计规范（GB503352002）城市污水生物脱氮除磷处理设计规程（CECS1492003）混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/T118362009）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB198182002）污水排入城镇下水道水质标准（CJ3432010）污水综合排放标准（GB89781996）地表水环境质量标准（GB38382002）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）给水排水工程管道结构设计规范（GB503322002）混凝土结构设计规范（GB500102010）巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程8砌体结构设计规范（GB500032011）建筑结构荷载规范（GB500092012）建筑地基基础设计规范（GB500072011）建筑抗震设计规范（GB500112010）构筑物抗震设计规范（GB501912012）10KV及以下变电所设计规范（GB5005394）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB/T500622008）建筑设计防火规范（GB500162006）采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003）建筑给排水设计规范（GB500152003）2009版建筑灭火器配置设计规范（GB501402005）巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程9混凝土结构工程施工质量验收规范（GB502042002）2010版给水排水管道工程施工及验收规范（GB502682008）建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB502422002）机械设备安装工程施工及验收通用规范（GB502312009）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB502362011）建筑电气工程施工质量及验收规范（GB503032002）26城市概况261地理位置及交通巢湖市地处安徽省中部偏南，江淮丘陵区南部，地处东径1172511758和北纬311632之间，属长江流域，濒临长江，环抱巢湖。市域与合肥、南京、安庆、滁州市接壤，与铜陵、芜湖、马鞍山三市隔长江相望。夏阁镇位于全国五大淡水湖之一巢湖北岸，与市区仅一山相隔，素有巢湖市北大门美誉，是著名爱国将领冯玉祥将军故里。距省城合肥56，南京120，处在合宁芜“金三角”腹地和皖江经济开发带中心。它东与巢湖市一山相隔，北与苏湾镇接壤，西与居巢区首巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程10镇柘皋镇毗邻，南与中垾镇隔河相望，全镇总面积185平方公里，耕地面积64万亩，山场6万亩，辖16个村居委会，总人口62万人。262自然条件2621地形地貌巢湖市地形南北高，中间低。巢湖市地貌特征是由东北至西南，为低山丘陵所贯穿；东部和东南部为沿江冲击平原；西部和西北部为巢湖碟形平原。三种地貌的分界比较明显。2622气候巢湖市属亚热带和暖温带过度性的副热带湿润季风气候区，气候温和湿润。年平均气温158；最热月平均气温322七、八月份最高平均；最冷月平均气温08（元月）；极端最高气温392，极端最低气温206。无霜期224225天，历年土壤最大冻结深度911CM。降雨量年际变化大，年内分配不均。多年平均降雨量1100MM；最大年平均值1450MM；最小年平均值630MM。春季（35月）降水量占年降水量的21，夏季（68月）占年降水量的39，秋季（911月）占年降水量的21，冬季（122月）占年降水量的11。巢湖市常年主导风向夏季为东南风，冬季为东北风，多年平均风速41M/S，历年最大风速为20M/S。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程112623水文地质夏阁镇区内主要河流为夏阁河，它是柘皋河的一条支流，经柘皋河汇入巢湖。下汤水库，处于夏阁河的上游，位于巢湖市居巢区东北部的夏阁镇里岗行政村，水库总库容1408万M3，为一中型水库。水质优良，水量丰富，可作为供水水源。目前也是夏阁镇的水源地之一。下汤水库坝址以上集水面积185KM2，水库开发任务以灌溉为主，兼有防洪和水产养殖等综合利用功能，其最大径流量12218万M3，最小径流量1918M3。水库最高洪水位482M，其中兴利库容1060万M3，总库容1408万M3。2624工程地质本工程地层共分六层，1、第层耕土，灰色，松散，主要为粘性土；2、第层粉质粘土，可塑，灰、灰黄色；3、第层粉质粘土，软塑，灰、灰褐色，；4、第层粉质粘土，硬可塑，灰、灰褐色；5、第层碎石土，稍中密，灰黄色、杂色，可见56公分的碎石；6、第层强风化泥岩，灰黄色。二、各层土的承载力特征值和压缩模量见下表层号岩土名称压缩模量（MPA）推荐承载力（KPA）备注2粉质粘土5110巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程123粉质粘土3804粉质粘土112405碎石土3006强风化泥岩200根据本工程特点建议一层建（构）筑物采用第2层粉质粘土作为基础持力层；各污水处理当需采用桩基建议采用第5或6层为桩端持力层。其桩设计建议值如下表层号岩土名称极限侧阻力标准值QSIKKPA极限端阻力标准值QPK（KPA）备注2粉质粘土503粉质粘土404粉质粘土705碎石土14020006强风化泥岩140140027城市污水处理设施现状夏阁镇尚未建立污水厂。28项目建设的必要性（1）该工程将改善城市地下水及地表水环境工程建设完成后，将有效的改善城市的环境质量，为城市的景观水体提供水源，为城市提供良好的生活环境。本工程的出水为一级A标准，标准较高，本工程建设完成后，出水可满足城市景观用巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程13水、杂用水等要求。这样一方面节省城市供水资源，另一方面为工业提供用水，有利于工业发展。（2）巢湖流域污染治理的需要为达到减少城镇污水污染物排放量，保护巢湖流域的水环境质量，通过污水处理厂削减污染负荷是十分必要的。（3）有利于改善城市投资换将，促进城市发展目前我国正在建设和谐社会，核心思想是社会稳定、人民健康生活。大量污水未经处理直接排入水体，对水体的污染短时间内无法恢复到原来的水体状况；水体变差影响到社会生活多个方面，成为潜在影响社会稳定的因素之一，影响社会和谐稳定。当污染发生且造成严重后果后，需要投入更长的时间和更多的投入治理污染；滇池治理工程就是一个现实的例子。同时，本工程的建设是贯彻中央“科学发展管”的具体体现。建设本污水处理工程是加强城区基础设施配套建设，提升城区功能的具体措施，更是优化招商引资环境的迫切需要。因此，本工程对改善城区水体景观、增加城市供水安全性、改善城市投资环境、促进产业集聚区更好的发展有着重要的作用，本工程的建设时十分必要和迫切的。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程14第3章水量预测及水质31供水量现状巢湖市夏阁镇目前有自来水厂2座，其中夏阁镇自来水厂建于1991年，日供水规模1200吨，厂址位于夏阁镇竹柯村，服务人口16万人；兴夏自来水厂（沿河自来水厂）设计日供水能力1000吨，主要供应工业园区及周边村庄用水，其余用水皆为自备水地下水取水；根据调查资料，2010年夏阁镇平均日用水量达到053万吨，其中自备水源约占总用水量的20，夏阁镇2010年日均自备水源用水量约1058吨。夏阁工业园区主要依托夏阁自来水厂二次供水。32污水量预测321工程服务范围夏阁镇污水处理厂及配套管网工程总服务范围为巢湖市居巢区夏阁镇总体规划（20062020）2020年整个规划的区域，服务区域建设面积为119KM2（包括夏阁工业区建设面积94KM2），2015年服务范围为建设面积为76KM2的区域。322污水量预测采用以下两种方法对污水量进行预测。方法一城市综合用水定额法根据调查资料，夏阁镇镇区现状人口约23万人，根据巢湖市居巢区夏阁镇总体规划（20062020）及总规中的人口增长率进行计巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程15算，2015年，夏阁镇污水处理厂服务范围内人口将达到45万人；2020年，污水处理厂服务范围内人口将达到59万人。根据近三年夏阁镇综合用水量表计算，现状镇区人均用水量为227L/人D。依据城市给水工程规划规范及现状人均用水量指标，考虑到镇区人民生活水平不断的提高，结合夏阁镇区工业产业性质，综合确定近期2015年夏阁镇人均综合用水定额取280L/人D，远期2020年夏阁镇人均综合用水定额取400L/人D（由于工业区占地面积较大，所以用水指标取值较大）。污水量预测详见下表夏阁镇污水处理厂污水量预测表（方法一）时间项目2015年2020年服务人口（万人）4559用水标准（L/人D）280400用水量（万M3/D）126236折污系数0808管网收集率9095污水量（万M3/D）091179方法二按照城市不同性质单位用地用水量指标法预测巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程16巢湖市居巢区夏阁镇总体规划（20062020）确定了2010年与2020年夏阁镇污水处理厂服务范围内城市建设用地的类型和面积。参考巢湖市以及合肥市已建区域的设计经验和参数，根据不同用地类型，最后确定夏阁镇污水处理厂服务范围内近期2015年综合生活用地用水量指标为030万M3/KM2D，工业用地用水量指标为035万M3/KM2D；远期2020年综合生活用地用水量指标为035万M3/KM2D，工业用地用水量指标为040万M3/KM2D（节水意识的增强）。夏阁镇污水处理厂服务范围内2015年规划居住及公共设施用地面积为202HA，工业用地为558HA；2020年规划居住及公共设施用地面积为250HA，工业用地为940HA，污水量预测见下表不同性质单位用地用水量指标法预测结果表用地性质居住及公共设施用地工业用地年份2015202020152020面积（HA）202250558940用水量指标（万M3/KM2D）030035035040最高日用水量（万M3/D）061087195376日变化系数15141414平均日用水量（万M3/D）041062140268折污系数0808管网收集率90959095巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程17污水量（万M3/D）029047100204预测总污水量2015年129万M3/D2020年251万M3/D注预测污水量为平均日污水量。根据以上两种方法的预测结果进行加权平均，分别得出夏阁镇污水处理厂服务范围内近期2015年、远期2020年的污水量，详见下表污水量预测结果一览表2015年2020年方法一预测污水量结果（万M3/D）091179方法二预测污水量结果（万M3/D）129251平均污水量（万M3/D）110215根据污水量预测结果，可知夏阁镇近期2015年污水总量为110万M3/D，远期2020年总污水总量为215万M3/D。323设计规模根据上节污水量的预测结果，充分考虑到夏阁镇污水管网的建设进度及管网收集率、以及污水量的增加是一个渐进的过程，并结合夏阁镇实情、为缓解两镇的财政负担，本次初步设计确定夏阁镇污水处理厂规模按照05万M3/D设计并建设；实施按照两组分步实施，其中一期工程按照02万M3/D设计并建设，可根据污水量的实际增长情况再行建设另外一组03巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程18万M3/D的污水处理构筑物，并预留远期工程建设用地以达到20万M3/D的总处理规模；33污水水质确定331设计进水水质夏阁河污水处理厂收水区域内排水管网系统尚不完善，缺乏各污水排放口的水质检测资料。本次污水厂进水水质预测将结合合肥市几个污水厂设计成果，充分考虑巢湖市现状污水实际水质情况，在巢湖市居巢区柘夏阁镇总体规划（20062020）的指导下，参考给排水设计规范，对夏阁镇污水处理厂进水中生活污水水质和工业废水水质分别进行预测。（1）、生活污水水质巢湖市居巢区夏阁镇总体规划（20062020）中确定夏阁镇污水处理厂服务范围内为居住生活用地和工业用地，其生活污水量总污水量的40左右，工业废水是占总污水量的60左右，本着高起点、高标准的建设思路，确定该区域生活污水污染物排放指标BOD5为40G/人D，SS为52G/人D，TN为10G/人D，TP为10G/人D。2020年夏阁镇污水处理厂服务范围内规划人口为59万人，综合生活污水总量约为20万M3/D，BOD5/CODCR按050计算。则生活污水水质BOD5为157MG/L，SS为205MG/L，CODCR为314MG/L，TN为393MG/L，TP为39MG/L。（2）、工业废水水质根据巢湖市居巢区夏阁镇总体规划（20062020），夏阁镇污水处理厂服务范围内工业用地较多，在与当地管理部门的充分协商后，确定巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程19该区域内的工业废水将采取自行预处理达到污水综合排放标准三级排放标准后排入夏阁镇污水处理厂，即CODCR500MG/L，BOD5300MG/L，SS400MG/L。该措施既加强对工业废水的监管，又分担了企业的高昂污水处理费用，为企业发展创造一定的外部条件。参照安徽省其他同类城镇污水处理厂的设计进水水质，各厂进水水质见下表安徽省部分城市污水处理厂设计进水水质表单位MG/L指标名称CODCRBOD5SSNH3NTNTP备注王小郢污水处理厂二期工程35015020025664合肥市望塘污水处理厂30014018017203合肥市朱砖井污水处理厂32015018020303合肥市经开区污水处理厂330160200203035设计参数巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程20巢湖市污水处理厂250150150303参照同类型城镇污水水质，分析夏阁镇污水水质组成，最终拟定夏阁镇污水处理厂进水水质如下表所示夏阁镇污水处理厂进水水质一览表项目BOD5MG/LCODCRMG/LSSMG/LNH3NMG/LTNMG/LTPMG/L进水设计指标16036022030404（3）、设计出水水质及去除率按环境保护及巢湖市水功能区划要求，纳污水体夏阁河水质执行GB38382002地表水环境质量标准类标准，本工程污水处理厂出水水质执行GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A排放标准，主要进出水指标以及去除率见下表另外，根据合肥市环保局关于我市城镇污水厂提标执行标准的意见的函，其中COD、氨氮，总磷指标严于一级A标准。具体指标如下设计出水水质及去除率项目BOD5CODSSNH3NTNTP设计进水指标16036022030404设计出水指标10401041504去除率（）93888995586762590巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程21第4章方案论证41厂址的确定411厂址的确定原则污水处理厂的厂址确定是一个十分重要的问题，它对厂区周围的环境卫生、水厂基建投资及运行管理都有很大影响。在考虑规划的总体布局的基础上，污水处理厂的厂址选择又考虑了如下原则（1）厂址须位于集中给水水源下游。（2）污水处理厂要和受纳水体靠近并考虑防洪问题。（3）要考虑污水处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价，方便施工。（4）少拆迁、少占农田，有一定的卫生防护距离。（5）充分利用地形，随坡顺势建设污水处理厂，节省能量。（6）厂址选择考虑远期发展的可能性，为以后的扩建留有余地。（7）便于污水、污泥的排放和利用。（8）还应考虑交通、运输、供水和供电等方面的条件。412厂址的确定根据规划建设项目选址意见书和规划调整意见，选址如下夏阁镇污水厂位于竹柯行政村，该处地势平坦，高程在89M左右，临近夏阁河，污水排放管较短，可直排入夏阁河，投资较低。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程22该厂址具有以下优点1）、供电供水情况均较好。2）、厂区范围内现状为空地，不存在拆迁问题。3）、地质条件相对较好，无需对地基做特殊处理，节省工程费用。4）、污水处理厂位于城市主导风向下风向，对城市环境影响小。5）、污水管网系统利于近远期分期建设，有利于污水的收集。42污水处理厂方案论证和比较421工艺处理方案的选用原则污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、污水排放标准所要达到的处理程度、用地面积和工程规模等多种因素综合考虑，不同的污水处理工艺有其适用范围，应根据具体情况而定。还必须充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便、宜于分期建设的、成熟的工艺。随着污水处理工艺技术的发展，工艺方法日新月异、种类繁多。众多工艺方法为工程设计提供了多种选择的机会，也为工程设计中确定最佳工艺方案形成一定的困难，然而就去除污水中的有机物及氮磷营养物而言，采用生物处理法不仅有效、而且经济，对于这一点，业内人士有着广泛的共识。就目前的污水处理工艺技术而言，污水中有机污染物的去除，目前仍以好氧生物降解为主，对于污水中愈来愈多的难降解有机物，通过厌氧水解提高其可生化性或通过缺氧过程提高去除效率，通过好氧处理去除大部分污染物，最终通过深度处理确保达到排放标准。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程231污水处理工艺选择的原则应充分考虑本工程污水处理厂进水水质指标和要求处理达到的出水水质指标，并考虑污水排放现状，受纳水体的环境容量与可利用情况，通过技术经济比较决定优先采用低能耗、运行费用低、基建投资少、污水处理厂占地省，操作管理简便的成熟处理工艺。2积极慎重地采用经实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。3污水处理厂出水水质应满足国家和地方现行的有关标准、法规。4污水处理厂总平面布置应紧凑合理，力争达到土方平衡，减少占地和投资费用。422污水处理厂预处理工艺方案比选污水处理厂的预处理设施主要包括粗格栅、细格栅、沉砂池等。预处理设施主要去除污水中漂浮物、悬浮物、无机砂粒等杂质，能改善和提高后续处理设施的功效，保证后续处理设施的安全。城镇污水处理厂的预处理工艺主要有粗格栅、细格栅、沉砂池等，本方案选取了2种工艺方案进行比选方案一粗格栅提升泵房网板细格栅旋流沉砂池方案二粗格栅提升泵房回转式机械细格栅曝气沉砂池（1）粗格栅回转式机械格栅格栅除污机是一种可以连续自动清除流体中各种形状的杂物，以固液分离为目的装置。它可以作为一种专用设备广泛地应用巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程24于城市污水处理、自来水行业、电厂进水口，同时也可以作为纺织、食品加工、造纸、皮革等行业生产工艺中必不可少的专用设备，是目前我国先进的固液分离设备。回转式格栅主要由驱动装置、耙齿机构、清刷机构等组成，由一种独特的耙齿装配成一组回转格栅链。在电机减速器的驱动下，耙齿链进行逆水流方向回转运动。耙齿链运转到设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下。另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清扫干净。该设备的最大优点是自动化程度高、分离效率高、动力消耗小、无噪音、耐腐蚀性能好，在无人看管的情况下可保证连续稳定工作。本次设计采用了这种应用广泛的粗格栅设备。（2）细格栅本工程细格栅对传统的回转式机械细格栅和网板细格栅进行比选。网板细格栅较传统的机械细格栅具有以下优点细格栅被安置在一个独立式的不锈钢框架中，这种设计减少了土建工作，主链条导向机械不需与土建准确对中。网板的旋转是靠主链来完成，工作平台上部的链轮支撑主链。导轨装，配有防磨条以保护主链和框架。细格栅均采用涡轮减速，驱动装置，电流感应装置能够防止扭矩过载。有效的密封是通过移动网板与框架之间的承重型橡胶密封和低摩擦的塑料密封条来实现的。另外，每一个网格板之间都带有弹性橡胶密封。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程25采用低摩擦的塑料密封翅和低摩擦的塑料轨道面接触密封。这种密封与网格版板结构相结合，为整个回转移动网板提供有效的密封。每一个网板之间，都有栅渣提升阶梯。格栅前面的水流由通过滤网框架与土建墙之间的挡板形成。网板由高新材料制成，这种材料制成的网板可以有效的去除钢或者其他金属制成的网板所不能清楚的毛发絮状物，或者是存在污水中的絮状纤维物。因此本工程选用效率更高的网板式细格栅。（3）沉砂池沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降，防止造成设施淤砂，影响功效，造成磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。城市污水处理厂的沉砂池基本上采用两种类型一种是曝气沉砂池，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的前进旋流垂直于水流方向；另一种是利用水力涡流除砂的旋流沉砂池，旋流沉砂池与曝气沉砂池道理一样，不是采用曝气方式产生旋流速度，而是直接采用搅拌器使水流产生旋转速度。曝气沉砂池和旋流沉砂池除砂效率都较高，应用都比较广泛。本项目进水BOD5总量较低，基本不含油类物质，曝气沉砂池经过预曝气后，污水中溶解氧较高，不利于后续厌氧池的运行，且旋流沉砂池比曝气沉砂池占地面积较小，节省动力，节约土建投资。因此针对本项目特点，本次设计采用旋流沉砂池。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程26423污水处理厂二级处理工艺方案比选污水处理工艺的选择应根据设计进水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模等多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。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。污水处理工艺选择应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。常规活性污泥法能满足COD、BOD5、SS的去除率，但对氮、磷的去除率是有一定限度的，采用常规的好氧曝气仅从剩余污泥中排除氮、磷，其去除率分别为1025和1219，均达不到污水厂出水要求，因此本项目必须采用具有较强脱氮除磷功能的工艺方案。污水的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二大类。物理化学法由于需投加相当数量的化学药剂，有运行费用高、残渣量大难处置等缺陷，因此，城市污水处理一般不推荐采用。而一般污水处理又可分为活性污泥法和生物膜二种。生物膜法采用填料或滤料挂膜提高微生物单位体积的密度可大大提高容积负荷，占地面积小，但在实际运行控制过程中广泛存在池型复杂、控制困难、膜易积存、滤料流失、水流短路以及氧化池底布气管检修不便、填料堵塞、板结等问题。活性污泥法同生物膜法相比，具有处理效率高、处理效果好、运行稳定、运转经验丰富、环境良好等优点，因此，对城市污水进行脱氮除磷，生物活性污泥法是其中的首先方案，在国内外亦被普遍采用。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程271生物脱氮除磷工艺的历史从60年代开始，美国曾系统地进行了氮磷物化处理方法研究，结果认为用物化法的缺点是耗药量大，污泥多，处理大量城市污水经济上不合算，因此着手研究生物法脱氮除磷。从70年代开始，采用活性污泥法脱氮已逐步实现工业化流程，1977年正式命名为A/O法。A/A/O法是在其基础上进一步研究开发而成的生物脱氮除磷工艺流程。我国从80年代初开始开展生物脱氮除磷研究，在80年代后期实现工业化流程，目前常用的生物脱氮除磷处理工艺有氧化沟法、A/A/O法、SBR法等，均取得较好效果。氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟法改良为带有沉淀槽的三槽式氧化沟、AC氧化沟及2000型氧化沟等等，氧化沟改良型也可通过增加厌氧段、单独隔离开缺氧段来更好地实现生物脱氮除磷。A/A/O法是由传统活性污泥法普曝法发展起来的工艺，是一种典型的具有既除磷又脱氮的工艺，其生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成，其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界限分明，可根据进水条件和巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程28出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，达到较好的除磷脱氮的效果。SBR是序列间歇式活性污泥法（SEQUENCINGBATCHREACTORACTIVATEDSLUDGEPROCESS）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。传统的充、放水SBR法逐渐发展演变成多种形式如ICEAS间歇循环延时曝气法；DATIAT需氧池、间歇曝气池；CASS循环活性污泥系统；UNITANK（运行与三槽式氧化沟相似）、改良型SBR等。典型的SBR及其变种均可通过控制污泥负荷、厌氧缺氧好氧分配实现生物脱氮除磷。2生物脱氮工艺基本原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有机氮、蛋白氮等在好氧条件下转化成氨氮，而后有消化菌变成硝酸盐氮，这个阶段称为好氧消化。随后在缺氧条件下，有反消化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及反硝化碳源等。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件硝化阶段足够的溶解氧DO值2MG/L以上，合适的温度，最好20,不低于10，足够长的污泥泥龄，合适的PH条件。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程29反硝化阶段硝酸盐的存在，缺氧条件DO值02MG/L左右，充足的碳源能源，合适的PH条件。通过上述原理，可组成缺氧与好氧池，即所谓A/O系统。A/O系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够的污泥泥龄与进水的碳氮比。3生物脱磷工艺基本原理利用活性污泥中聚磷菌,这种菌的特点是能贮存磷酸盐，又能贮存碳源以羟丁酸形式贮存，即PHB形式贮存，在厌氧条件，进水中有机物与细菌体内磷酸盐作用，由菌体内磷酸盐分解后提供能量，合成PBH，并放出磷，在好氧条件下，利用体内的PHB，吸收液体中的磷，形成磷酸盐形式，贮存在细胞内，因此，生物除磷仅指液相中的磷酸盐转移到细胞中去，所以污泥的含磷量很高，可达810一般15，影响生物除磷的因素是要厌氧条件DO0，同时要有快速降解COD，即P/COD比值恰当。希望含磷污泥尽快从系统中排出。也就是说，污泥泥龄要短，否则泥中的磷又会解析到液体中。按照上述原理，在生物碳氮系统前再设置一个厌氧池，这样就形成所谓A/A/O系统，即厌氧/缺氧/好氧系统。本工程拟对下列三个工艺进行技术经济比较改良A/A/O工艺、改良CARROUSEL氧化沟、改良型SBR工艺，各处理工艺的机理简述如下4231改良A2/O工艺方案一A2/O法系（厌氧/缺氧/好氧）工艺的简写。A2/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。根据生化反应原理，生物脱氮必须经过巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程30硝化（好氧反应），把NH3N氧化成硝酸盐；再经过反硝化（厌氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气溶解度很低，逸入大气，污水得以净化。典型A2/O工艺是把厌氧及缺氧工艺提前到好氧工艺段之前，利用原水中的有机物作为有机碳源，故称为前置反硝化流程。将污泥回流至最前端的厌氧段，优先利用碳源满足厌氧释磷的需要、再通过混合液回流把硝酸盐带入到厌氧段后的缺氧工艺段，利用剩下的碳源进行反硝化；要取得满意的脱氮率，必须保证足够大的混合液回流比，一般回流比为200300，脱氮效率在80以上。A2/O工艺的优点（1）处理效果好且稳定，不但能去除含碳有机污染物，还能在好氧区完成较彻底的硝化，在缺氧区内完成较彻底的反硝化，具有较高的生物脱氮功能。（2）A2/O生物池内循环的混合液量是进水时流量的34倍，因此有较大稀释均化能力，较能承受水质水量的冲击负荷。（3）由于生物污泥泥龄长，污泥负荷低，合成污泥在A2/O池内趋于好氧稳定，污泥产量少，降低了污泥处理的费用。（4）采用氧转移效率较高的微空曝气系统，有效降低了动力消耗，节省了运行费用。A2/O工艺的缺点（1）典型A2/O工艺流程长，设备数量多，工程资金投入较大，在当地经济条件有限的情况下，会给资金筹措带来很大的困难。巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程31（2）典型A2/O工艺要取得满意的脱氮效率，必须保证足够大的混合液回流比（300400），动力能耗较高，运行费用相对较高。（3）设备维护管理要求较高，因此对操作管理人员的专业素质要求较高，设备如得不到妥善的维护管理，系统将无法正常运转，投资不能真正的发挥效益。（4）采用微孔曝气设备，其设备维修管理不便，如果某一曝气头损坏，需将整池放空才能维修。为发挥A2/O工艺的优点，并克服传统A2/O工艺存在的缺点进行如下改进。在传统A2/O工艺基础上，引入先进的改良A2/O工艺的概念。其目的是充分利用改良A2/O工艺显著的氮磷脱除功能。这种工艺在厌氧池、缺氧池、好氧池中分别添加酶浮填料，其优点如下在厌氧水解系统中1设立在反应分离过渡区能有效拦截较轻的游离厌氧污泥，并使其吸附固定在填料上，增加厌氧池内微生物总量，尤其是适应该类废水水质的有益微生物量；2填料以一定的倾角布置，起到增加分离区分离面积的作用，有效降低水力负荷。前期污水以垂向流穿过填料，使得填料层及所附污泥层对进入分离区的污水起到过滤、吸附作用；当填料上生物膜层达到一定厚度，垂向流阻力增加时，填料层起到斜板作用，增加分离区表面积，有效降低水力负荷，提升出水水质；巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程323填料上老化的生物膜在较长周期后会剥落，由于生物膜较为密实，剥落后的生物膜将沉降到池底，有效增加反应区生物量。在好氧系统中1比表面积大，微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高；同时固定微生物，减轻膜分离负担，减少膜清洗的周期，更好的保证膜的分离效果。2具有较强的生物降解能力，同时可使工程占地面积减少40以上，土建投资减少30以上。3污泥沉降性能好，易于固液分离；剩余污泥量少，降低污泥处理与处置费用。在表面负荷1520M3/M2HR条件下，仍可达到较好的分离效果，体系内剩余污泥量比常规活性污泥法减少50。4耐冲击负荷，对水质、水量变动具有较强的适应性。5易于运行管理，减少污泥膨胀问题，无需污泥回流及对填料进行反冲洗。6安装方便，易于施工，且不影响池内设施检修。其工艺流程见下图巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程33粗格栅进水泵房深度处理沉淀池缺氧池沉砂池细格栅出水厌氧池好氧池水解池污泥回流混合液4232改良型CARROUSEL氧化沟氧化沟最初于五十年代出现于荷兰，主要由环形曝气池组成，具有出水水质好、处理效率稳定、操作管理方便等优点，同时，也能满足生物脱氮要求。氧化沟布置有多种形式，除了常用的转刷型氧化沟外，还有采用垂直轴表面曝气叶轮的卡罗塞尔氧化沟以及转碟型曝气器的奥贝尔氧化沟。同时，在运行方法上又可分为连续流及分渠式氧化沟。后者，氧化沟中一部分体积兼作沉淀池，故不再设二次沉淀池和污泥回流设备。上述各种形式的氧化沟，目前国内均有工程实例，大部分氧化沟运行良好，去除效率稳定，取得了较好的处理效果。在间歇运行的氧化沟基础上，丹麦又发展了一种新型的氧化沟，即三沟式氧化沟。在运行稳定可靠的前提下，操作更趋灵活方便。早期的氧化沟工艺占地面积大，仅用于小型污水处理厂，随着对氧化沟工艺的充分认识和改进，目前沟深已由10M增加至40M以上，采用倒伞型表曝机的CARROUSEL氧化沟水深可以达到45米。随着氧化沟工艺的不断发展，作为活性污泥法的一种变型的氧化沟现已广泛应用进水巢湖市柘皋河、烔炀河水环境综合治理工程夏阁镇污水处理厂工程34于世界各地，并正向着大中型污水处理厂发展，曝气型式的多样化和不断改进，使氧化沟工艺迅速得到推广。卡鲁塞尔氧化沟的曝气设备是表曝机，它安装在沟道转弯处。表曝机的转动将水流提升向四周扩散，形成旋涡流并向前推进，它同时发挥着充氧、搅拌和推流的功能，其中大部分能量用于充氧和搅拌，一小部分用于推流，要求保持沟内平均流速大于03M/S。在表曝机推动下，整个氧化沟形成一道循环流动的水流，混合液的溶解氧浓度沿沟长变化，当某一沟段的溶解氧值降至05MG/L以下，形成缺氧环境，就会出现反硝化工况。目前全世界已建成卡鲁塞尔氧化沟近千座，最大的在德国一个化工厂，全厂有5个单元，安装了110台曝气叶轮，每台功率132KW，总处理水量200万M3/D。卡鲁塞尔氧化沟除具有一般氧化沟的特点外，还有以下特点（1）采用叶轮曝气，单台功率可达160KW，而转刷最大功率只有45KW，这就减少了设备台数，便于维护管理。（2）由于曝气