校区污水处理站建设工程可行性分析

1、1 概述1.1 项目概况 项目名称：武汉市理工大学西院校区污水处理站建设工程 研究单位：武汉理工大学资环学院 主管单位：武汉理工大学资环学院 规划范围：800亩 规划年限：20年 建设规模：2000m3/d 建设期限：1年 工程总投资：443.80万元 资金来源：一是拟申请地方财政资金；二是由社会筹款所得；三是银行贷款1.2 项目背景1.2.1 武汉市概况武汉，简称“汉”，俗称“江城”，位于中国腹地中心、湖北省东部、长江与汉水交汇处，是全国特大城市和重要的交通枢纽，华中地区和长江中游的经济、科技、教育和文化中心。地理位置为东经113°41  115 °05 ，北纬

2、29° 58  31°22 。面积8488平方公里，市区被长江、汉水分隔成武昌、汉口、汉阳三镇， 现辖13个区和3个国家级开发区，全市总人口831万人（湖北省总人口为6016万人），其中，7个中心城区人口为481万人。武汉市临江傍水，四周湖泊星罗棋布，河港交织，水资源相当丰富，以长江为干流构成庞大的水网，总水域面积2187平方公里，占城市面积的25.6%。武汉水资源总量不仅大大超过了现有工农业生产和城镇居民用水量，而且价格低、水质优。湖北地貌以山地丘陵为主,根据海拔高度、形态特征,全省地貌可划分为平原、岗地、丘陵、山地4种类型,分别占19.87%、13.16%、2

3、2.59%和44.38%(湖北省土地利用总体规划修编办公室，1998)。武汉市的地貌主要为河湖冲积平原，其次为残丘。残丘在市区中部主要近东西向延伸，相互近于平行，若断若续，而河湖冲积平原广布于残丘带的南北两侧。武汉市国土面积8467.11平方公里，其中城区面积3963.6km2，郊区面积736.51km2，市辖县面积3740km2，为全省土地总面积的4.6。武汉总属江汉平原，市区地势东高西低，大部分地区在海拨50米以下，海拔200米山地面积占全市面积的5%左右，地势中间低平，黄陂、新洲北部属中低丘陵地区，为大别山的绵延部分。河流水系由北部丘陵向南发展，注入长江。平原部分湖泊众多，地势低平，近代

4、冲积层厚达3050米，是很好的农耕地区。这种特殊的地理地貌条件，是形成武汉市气候特征的重要因素之一。武汉市处北亚热带和中亚热带北段,北部接近我国北亚热带的北界,南跨越中亚热带的北界。处于我国东部季风气候区,属典型的亚热带季风气候,具有光能充足、热量丰富、无霜期长、降水丰沛、雨热同季等特点。由于境内地形结构复杂,导致地区气候差异较大,形成一些各具特点的小气候区域(中国自然资源丛书编撰委员会，1995)。湖北省地处亚热带季风气候区，降水充沛，属于湿润带,局部地区甚至属于多雨地带。因而河流水源补给充足,境内以长江、汉江为骨干,接纳了省内干余条中小河流。长江从重庆巫山县入境,浩荡东流,横贯全省,至黄梅

5、县出境长达1061km。汉江自陕西蜀河口入境,由西北向东南斜贯省内,于汉口汇入长江,省境长878km,是湖北省第2大河流。省内河长在5km以上的中小河流共有1193条,总长度达35130km,通航里程10000余公里。全省水资源数量较为富裕,但因受水气来源和地形条件的影响,地区分布不均,各地丰歉程度不一。（1）风向与风速大气污染浓度变化与风速变化成反比，风大时污染轻；风小时，污染重。经查阅武汉市2006年第一季度气象资料得出：武汉市在这个季节里的平均风速小，第一季的平均风速仅为1.5m/s。其中小风（<2m/s）日数有71天，占总日数的59.2%；静风（<1m/s）日数为37天，占

6、总日数的30.8%。而风速小，大气污染物的水平稀释、迁移扩散能力弱，引起局部范围内地面污染物浓度增加。可见，风速是影响污染物扩散的主要因素之一。大气污染浓度与风向也密切相关。一般来说，上风向常常因污染物被带走而浓度降低，下风向是污染物的输送方向，浓度将增高。最多风向的下风向，高浓度污染机会多。但小风时，下风向近距离污染最严重。污染浓度与风向有关，又与风速大小、距离远近有关。本季度13月东北风为主导风向，4月风向以西南风为主导。本季度风速不大，平均在1.5m/s左右，小风和静风的情况占了绝大多数时间。因此，武汉市的大气污染应以本地源为主。（2）风场地面风场：冬季，在不稳定冷锋影响下，武汉市全天盛

7、行较强的偏北风。在稳定的天气系统下，白天为较大范围的偏北风流，傍晚时，风向明显换为较大范围的偏南风。因水域或地形影响，某小范围会形成局地环流。在两种不同的天气系统控制下，对大气污染影响截然不同，前者能降低污染物的浓度，后者在不同范围内，形成不同程度的污染物的往复循环，即重复污染。风的垂直变化：冬季，100米以下，风速随高度增加而加大，100-400米之间风速随高度变化不大，但风速的日变化加大，400米以上风速随高度的变化小。各高度风速以夜间大于白天为主。夏季，400米以下风速随高度增加迅速加大，400米以上风速变化小，但日变化大于下层，因白天湍流交换较强，加大风速，夜间停留减弱，容易形成逆温，

8、使得风速减小，成为日大夜小的风速特点。以上是武汉市的地面风场和垂直风场，在夏季对大气污染物的扩散输送作用强，冬季风场对扩散输送不利，使冬季成为污染严重的季节。因此，应重点对冬季的大气污染问题进行研究。（3）气温武汉市冬季气温低，气层稳定，大气污染物浓度高；但进入夏季后，气温高，气层不稳定，大气污染物浓度低。一般来说，气温的日变化与年变化一样，一日中，白天气温升高，夜间气温下降，形成白天大气湍流交换强，大气污染浓度低；夜间气流下沉，湍流减弱，大气污染浓度增高。气温的垂直分布，决定着大气的层结状态，当气温上高下低时，层结稳定；气温上低下高时，层结不稳定，湍流扩散强。因此，气温的时空分布，影响着大气

9、中污染物的堆积扩散程度。武汉市本季均气温约为4.9，13月上旬常出现逆温，4月明显表现出热岛效应。详细情况可见表1-1。表1-1 武汉市气候条件记录武汉气象条件统计表气温多年平均气温：16.9极端高温：42.2（1920年7月）极端低温： -18.1（1997年1月30日）最高月平均： 29.0（1920年7月）最低月平均： 3.0（1997年1月）降雨量多年平均降雨量：1280.9mm（107年平均）最大年降雨量：2105.3mm（1889年）最小年降雨量：575.9mm（1902年）最大月降雨量：819.9mm（1887年6月）最大日降雨量： 317.4mm（1959年6月89日）最大小时

10、降雨量： 102.1mm（1998年7月21日）暴雨多集中在48月份，其间降雨量占全年降雨量的65.6%。汛期510月份降雨量占全年降雨量的73.6%。蒸发量 多年平均蒸发量1494.0mm 年最大蒸发量2131.6mm（1951年） 年最小蒸发量962.9mm（1929年） 最大月蒸发量293.8mm（1934年7月）湿度 多年平均相对湿度80% 日平均相对湿度83%降雪量 年平均降雪日10天风向、风速 全年主导风向东北风 冬季主导风向北风和东北风 夏季主导风向东南风年平均风速2.7m/s最大风速19.1m/s最大风级九级1.2.2 武汉理工大学西院校区概况 武汉理工大学（wuhan uni

11、versity of technology）是经国务院批准，于2000年5月由原武汉工业大学、武汉交通科技大学、武汉汽车工业大学三校合并组建而成的高校，是教育部直属的全国重点大学，是首批列入国家“211工程”重点建设的高校。武汉理工大学马房山校区位于武昌洪山区，地理位置为东经114°7'-114°38'，北纬30°2830 °42'，包括东院 、西院、鉴湖、西院校区，位于武汉市洪山区璐狮路122号，地处璐渝路以南，雄楚大街以北，璐狮路以西，石牌岭路以东，北边毗邻：武汉汽门厂，街03办事处，南边毗邻：黎明村，瓦屋垅，西边毗邻：武汉市

12、啤酒学校，湖北工学院分部，东边毗邻璐狮路。该区处于交通繁华地带，与主干道（璐狮路和雄楚大街）相平，交通较方便。西院校区为原武汉工业大学主校区，居住师生近万人，占地面积约800亩。周边有珞狮路和武珞路两条交通干线。西院校区自合并后，主要承担本科基础实验教学和研究生教学人物，随着南湖教学区的逐渐落成，本科生基础实验教学人物也逐渐迁移到南湖教学区的实验室。故西院现阶段主要承担各学科的专业实验教学以及大部分科学研究工作，以及各学院的学工办均在西院设有办公点，也就是说，西院现在在逐渐向研究方面转型。西院现有学校十几个学院的办公点，有国家级实验教学示范中心（材料科学与工程实验教学中心）、国家级工科基础课程

13、（化学）教学基地、国家大学生文化素质教育基地和3个国家级人才培养模式创新实验区，有图书馆、校医院、逸夫楼等，西院校区还有部分学生公寓以及大量的教职工住宿公寓。1.2.3 武汉理工大学西院污水处理现状 武汉理工大学西院校区的污水没有经过处理，直接排放到南湖水体中。南湖水质令人担忧：在2008年武昌区污水受纳水体南湖各监测点水质监测指标中仅有高锰酸盐指数和石油类可以满足gb3838-2002地表水环境质量标准类水质标准要求；生化需氧量、总磷和氨氮均存在超标现象，最大超标倍数分别为0.67倍、13.6倍和2.29倍，表明南湖水质已远不能满足gb3838-2002地表水环境质量标准类水质标准。而近三年

14、以来，由于南湖周边人口密集，污水排放量较大，南湖实际水质已经处于劣五类水平，这不仅使得南湖截污工程效益大打折扣，南湖也已丧失了环境美学价值。这种情况如若长此以往，势必将影响我校同学与周围居民的健康，并会对地区环境造成巨大压力，更会对武汉地区的经济社会发展造成严重的不利影响。这是与科学发展观相违背的，更无益于建设社会主义和谐社会。然而不幸的是，来自我校的部分废水依旧在排入南湖在不完全处理的前提下。1.2.4 项目综述 综上所述，到目前为止，每日最大人口近乎达到万人的西院校区并没有任何污水处理设施。为保护西院校区及附近地域水体水质，改善城区环境质量状况，控制城市水体污染，提高居民生活用水质量，保护

15、和改善南湖及附近水体生态环境，恢复地区生态平衡，保障社会经济可持续发展，建设西院校区污水处理站已迫在眉睫。依据武汉市城市总体规划（2005-2020），以及我小组成员调查及专家老师论证，西院校区污水处理站规模为：生活污水2000m3/d。根据社会经济发展进程和规划要求，力争2022年城市污水处理率达85%以上。西院校区污水处理站工程主要包括污水管网、污水收集系统、提升泵站、污水处理系统等工程。污水处理站规模为：生活污水2000m3/d。2 项目论证2.1 编制依据与标准 2.1.1 编制依据 1.中华人民共和国水污染防治法 2.国务院关于环境保护若干问题的决定（1996）31号 3.武汉市城市

16、总体规划4.武汉理工大学总体规划5.国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知（ 200036号）2.1.2 编制标准 污水综合排放标准（gb8978-1996）地面水环境质量标准（gb3838-2002）污水排入城市下水道质标准（gj3082-1999）生活饮用水卫生标准（bg5749-85）城市污水处理站污水污泥排放标准（cj3025-93）泵站设计规范（gb/t50265-97）城镇污水处理站污染物排放标准（gb18918-2002）污水处理站工艺设计手册农用污泥中污染物控制标准（gb4284-84）城市污水处理及污染防治技术政策（建城2000124号）城市污水处理工程项目建设标准

17、（修订）（建标200177号）室外排水设计规范（gbj13-87）建筑结构设计统一标准（gbj68-84）建设结构荷载设计规范（gb50009-2001）建筑设计防火规范（gbj16-87）给水排水工程构筑物设计规范（gb50069-2002）建筑电气设计技术规范（gbj69-84）城镇污水处理站附属建筑和附属设备设计标准（cjj31-89）建筑给水排水设计规范（gbj15-88）混凝土结构设计规范（gb50010-2002）建筑地基基础设计规范（gb50007-2002）建筑抗震设计规范（gb50011-2001）混凝土外加剂应用技术规范（gbj119-88）工业企业噪声控制设计规范（gbj

18、87-85）通用用电设备配电设计规范（gb50055-93）民用建筑电气设计规范（gb50057-94）给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程（cecs117-2000）工业企业设计卫生标准（tj36-79）房屋建筑制图统一标准（gb/t50001-2001）钢结构设计规范（gbj17-88）岩土工程勘察规范（gb50021-2001）砌体结构设计规范（gb50003-2001）构筑物抗震设计规范（gb50191-93）采暖通风及空气调节设计规范（gbj19-87）水工混凝土结构设计规范（dl/t5057-1996）地下工程防水技术规范（gb50108-2001）供配电系统设计规范（bg500

19、52-95）10kv及以下变电所设计规范（gb50053-94）低压配电装置及线路设计规范（gb50054-95）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（gb50062-92）建筑防雷设计规范（gb50057-94） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（gb50058-92）2.2 编制原则、范围2.2.1 编制原则根据我国有关环境保护法规及对工程项目建设的有关要求，本工程可行性研究报告的编制将遵循以下原则：一、认真彻国家关于环境保护工作的政策和方针，符合国家的有关法律、规范、标准。 二、在总体规划的指导下，采用统一规划，分期实施的原则，使工程设计与片区发展相协调，既保护环境，节约成本，又最大限

20、度的发挥工程效益。 三、采用适合本片区条件的技术，选用具有针对性的，高效节能的污水处理工艺，重点脱氮除磷，并充分利用污水处理站地址地形，因地制宜采用现代化技术，提高管理水平，做到投资最小，运行稳定，维护简单，收益最大，并使处理后尾水能达到国家污水回用标准。 四、选择国内先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备和控制元件系统。 五、妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣，污泥，噪音，避免二次污染。 六、充分利用片区内现有管道，减少工程投资，快速完成工程建设。2.2.2 编制范围一、校区内的污水收集，排放系统，污水处理站工艺技术方案论证及其可行性研究。 二、工程的建筑、工艺设备、结构

21、、电气、仪表等工程方案设计及总平面布置。 三、工程投资估算及技术经济评价。 四、工程经济，环境，社会效益评价。2.3 项目建设必要性分析2.3.1 保护环境是我国的一项基本国策 一直以来，我国把环境保护作为一项基本国策，把实现可持续发展作为一个重要大战略，按照国家“十二五”规划的目标，所有城市都要建设生活污水处理设施，到2020年城市污水处理率不低于90%。同时，保护环境也是地方政府的一项重要职责，也是所有单位的义务。目前，武汉理工大学西院校区污水处理设施已远远滞后于城市建设和发展的需要，为尽快改善水体环境质量状况，保证国民经济可持续发展，必须尽快建设武汉理工大学西院校区城污水处理站设施。2.

22、3.2技术保障 随着武汉市经济的不断发展和国民素质的不断提高，武汉市南湖水质好坏及污染物的排放直接影响到周边环境，和污水处理厂负荷。因此对于该减排项目，地方各级政府在资金及政策上都将给予积极支持、这些都为项目实施提供了资金上的支持和保证。2.3.3提高全市污水处理率，保护附近水质环境由于武汉理工大学西院校区的污水是未经过处理，直接排放到水体。导致南湖及附近水域水质自净能力下降，水质恶化，已成为生活污水的纳污沟，直接危害着集镇居民身心健康。建设南湖污水处理工程，能够实现南湖及附近水体环境资源的综合开发，合理利用，积极保护，科学管理，能有助于彻底解决当前西院校区污水直接排放的窘迫局面，改善校区内外

23、与居民息息相关的水体环境。2.3.4建立污水处理站是提升我校社会形象的有效措施 我校是国家一类，直属211工程的理工科大学，不仅承担着为国家输送优秀理工人才的重要历史使命，我校的建设和发展更对社会有着重大影响。作为这样一所大学，我们在拥有巨大的社会影响力同时也拥有重要的的社会义务，在校区内建设污水处理厂，不仅有利于校区周边环境，更有助于我校在社会上树立负责任大学的优良形象，从而为我校建立起良好的社会口碑，在同类院校中脱颖而出。迄今为止，我国已有数所大学建立起自己的污水处理站并取得良好的收益，我们有理由相信南湖污水处理站的修建会给我校的发展和壮大产生积极影响。2.3.5 建立污水处理站有利于我市

24、形象建设在中部崛起的发展大潮中，我市已成为全国关注的焦点，并积极申报全国文明城市，但武汉市环境问题仍然突出，我市的水环境受到社会各界的高度关注。建立西院校区污水处理站，一方面可处理西院污水问题，减轻周围河流污染压力；另一方面本污水处理站零污染排放的概念符合目前全球节能减排的主题，将得到社会各界的认可，在加速我市的发展的同时大大的提升了我市的环保形象。因此，为了遏制周边地区水质恶化，建设一个符合国家环保标准的，对环境友善的西院校区，建设西院校区污水处理站符合武汉市可持续发展需要，也符合我校发展的必然趋势，因此项目建设是非常必要的。3 污水量预测和建设规模3.1 规划年限与服务范围3.1.1规划年

25、限根据武汉市城市总体规划（2005-2020），并结合环境保护的要求，确定本工程的规划年限至2025年。3.1.2服务范围西院校区位于武汉市武昌洪山区，本工程服务面积：约800亩。根据武汉市城市总体规划（2002-2020）西院校区占地面积约800亩，规划人口为1万人。3.2 污水量预测与规模的确定3.2.1 污水量预测城镇污水，由综合生活污水、工业废水、入渗地下水和被截流的雨水组成。武汉理工大西院校区产生的污水主要是综合生活污水，其他产生的污水，例如实验室产生的污水由专门的处理系统。综合生活污水由居民生活污水和公共建设污水组成，居民生活污水指居民日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水；公共建

26、筑污水指娱乐场所、宾馆、浴室、商业网点、学校和办公楼产生的污水。根据室外给水设计规范gb 50013-2006规定，居民生活用水定额应根据当地国民经济和社会发展、水资源充沛程度、用水习惯，在现有用水基础上，结合城市总体规划和给水专业规划，本着节约用水的原则，综合分析确定。表3-1 居民生活用水定额 l/（人·d）城市规模特大城市大城市中、小城市分区用水情况最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180270140210160250120190140230100170二1402001101601201809014010016070120三1401801101501201609013010

27、014070110表3-2 综合生活用水定额 l/(人·d）城市规模特大城市大城市中、小城市分区用水情况最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260410210340240390190310220370170280二190280150240170260130210150240110180三170270140230150250120200130230100170湖北武汉是属于一区大城市，可取武汉理工大学西院校区综合用水定额为250l/（人·d）。综合生活污水量按综合生活污水定额和服务人口数量计算确定。综合生活污水定额按用水定额的80%90%采用，取武汉理工大西院校区综合生活污

28、水量为200l/（人·d），西院约有一万人，可知产生的污水量为2000m3/d。3.2.2 规模的确定 城市污水量预测与城市经济的发展、人口的数量、城区的开发建设规模、布局、土地面积、人口密度、工业分布等密切相关。一般常用的污水量预测方法有定额法、污水量增长率推算法及比流量增长法三种。由于缺乏统计资料，不宜采用污水量增长率或比流量增长法进行污水量预测，本工程拟采用综合定额法进行污水量预测。 由于西院污水类型基本为生活污水，并且人数也不会发生很大的变化，所以目前产生的污水量亦为今后污水处理站处理量2000m3/d。3.3 污水水质预测3.3.1 污水性质本工程污水处理厂主要接纳校区内学

29、生生活污水，没有生产污水和工业废水，因此组成比较单一。污水主要以有机物和悬浮固体为主，由于包括大量的洗涤和厕所废水，污水中氮磷含量较高。3.3.2 类似城市污水水质调查根据已建成污水处理厂实测数据，我国南方城市污水水质的特点是：污水浓度较低，但有可能在短时间内出现浓度较高值。国内已运转的部分污水厂实际进水水质见表3-3。表3-3 国内部分污水厂进水水质表城 市codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)tn(mg/l)nh3-n(mg/l)tp(mg/l)广州大坦沙污水厂1054510220.162.15广州开发区污水厂23511315812.11.1珠海香洲污水厂158.975

30、.5222.512.43.2珠海吉大污水厂217.886.4193.6深圳罗芳污水厂18026012017022028021252.83.5桂林第一污水厂11060100桂林第四污水厂144.89198昆明污水厂138.7664.9155.1223.012.66昆明第一污水厂212.578102.32319.53.24太原北郊污水厂198.290.189.437.41.04泰安污水厂212.578.42123017.53.36武汉沙湖污水厂75160508060120西安北石桥污水厂18035014020018037017302.33.2邯郸东郊污水厂19810610429.51.9天津纪庄子

31、污水厂278.4128.861.036.332.23.54北京高碑店污水厂16035090180170400 表3-3数据表明，我国南方城市污水厂进水浓度普遍较低，只接纳校园污水的西院校区更是如此。3.3.3 本污水处理站设计进水水质的确定根据西院校区实际情况，参照国内同类城市的污水处理厂运行水质参数，确定西院校区污水处理站的设计进水水质。表3-4 西院校区污水处理站设计进水水质表项目codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)tn(mg/l)nh3-n(mg/l)tp(mg/l)数值250120160403233.3.4污水处理站尾水水质结合西院校区污水处理站的位置和排放现状，

32、确定尾水排入南湖。尾水排入南湖为类水体，因此根据城镇污水处理厂污染物排放标准（gb1819-2002），确定处理程度为一级标准中的b标准，出水水质指标见表3-5。表3-5 污水处理厂出水水质表项目codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss (mg/l)phnh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)数值6020206-98151.0表3-6 污水处理后主要污染物去除率表codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)进水25012016040323出水6020208151.0去除率76%83.3%87.5%80%53

33、%66.6%4 污水处理站厂址选择4.1 厂址选择原则污水处理站站址的选择在新建污水处理厂工程中是一个重要的环节，与总体规划、排水系统走向、布置、处理后污水的出路都有着密切的关系。因此在厂址选择时满足如下原则：（1）与所采用的污水处理工艺相适应；（2）少拆迁，有一定的卫生防护距离；（3）地址应位于夏季主风向的下风向；（4）要充分利用地形，如有条件可选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；（5）有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；（6）厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。4.2 厂址确定综合考虑以上因素，将西院污水处理站建于图中4-1标

34、注处。图4-1 污水处理站选址图4-2 污水处理厂选址放大图厂址选在西院南面，恰好位于下坡，可以满足污水处理建筑物和设备高层布置的需要。现有的排水管路都基本上汇集于该厂址附近，于是可节约污水收集管网投资成本；校区污水均可靠现有管路流入污水处理站；处理尾水则按现有管路排入南湖，排放便利，对校区的影响较小。5 污水管网系统规划5.1 排水体制分析西院校区污水有生活污水，雨水，实验室废水三个主要来源。；而实验室废水总量很小，一些高危污染物已由实验室自行处理，其他的可按生活污水处理。总体来说，南湖废水主要考虑生活污水和雨水。由于西院校区兴建年代较久，经实地勘察和我校后勤集团提供的相关资料，这些污水是是

35、采用同一个管渠系统来排除，也就是合流制。输送雨水和污水的管道从校区各处并行而出并汇集于一处排污干管中。 合流制污水溢流内含有大量污染物质,在未经处理后排入水体,造成了极大的危害,因此对的污染控制极其必要合流制排水系统。在暴雨或融雪期条件下,由于大量雨水流入,流量超过污水处理厂或污水收集系统设计能力时以溢流方式直接排放,称作合流制排水系统污水溢流。5.2 污水输送干管设计5.2.1污水干管管道设计 西院校区地势从南到北，有高往低，污水站位于西院下方，可以利用自然地势，利用较小的高程差自流入污水处理厂，无需泵站，节约土地投资和运行费用。污水干渠断面及管道的管径按设计流量进行计算。表5-1 渠统计表

36、序号名称管径断面管长(米)1东侧干管400mm5002西侧干管400mm5003总干管500mm300合计6000东侧的排水干管铺设长2km的污水干管将此区污水输送至西侧干管后汇集，设置截流井，截流污水分别经有压总干管送至污水处理站。规划污水干管埋设深度一般为3.0米，坡度为0.1%-0.3%。污水干渠采用砖砌渠道，下底宽1000mm，上底宽1500mm，高1800mm。5.2.2 管材选用规划污水干管采用承插式钢筋混凝土排水管。接口为橡胶圈接口。管道基础视土质情况采用素土基础或砂基础。检查井采用圆形砖砌检查井，间距为35-50m。 由于西院地区土地较松散，地下水丰富，因而排水管渠必须具有足够

37、的强度以承受内部和外部的水压；又必须具有能抵抗土质中杂志磨损和腐蚀的作用。与此同时，排水管还需有很好的密封度，内壁也必须足够光滑，并考虑到与之关键快速施工的可能。现阶段在国内，用于污水管道的的常用管材有钢筋混凝土管，玻璃钢管，球墨铸铁管三种，三种管材的综合造价比见下表：表5-2 三种管材的综合造价比（单位：元）管径（mm）钢筋混凝土管玻璃钢管球墨铸铁管4003607307105004709511100经过综合的技术经济比较，认为：钢筋混凝土管作为在我国应用最为广泛的的一种管材，造价低，施工简易，承受外压能力强，若再辅以一定的防腐措施，使用年限可以达到30年以上，故本工程的无压管道选用钢筋混凝土

38、乙型承插橡胶圈接口。施工法则推荐使用顶空铺管法，虽然投资稍大但是此法无需开挖大量土石，对已建设施影响较小，技术也较成熟。6 污水处理站工艺论证6.1 污水处理工艺选择原则 污水处理站工艺方案的选择一般应满足以下总体要求：因地制宜、技术可行、经济合理。在保证处理效果、运行稳定的前提下，使工程造价和运行费用最为经济合理，同时工艺方案要运行简单、控制调节方便，占地和能耗小，污泥量少。并且要求具有良好的安全、卫生、景观和其他环境条件。16.2 典型的污水处理工艺 根据我国现行gb50014-2006室外排水设计规范，污水处理厂所采用的常规处理工艺的处理效率见表6-1。 表6-1 常规处理工艺的处理效果

39、表处理级别处理方法主要工艺处理效率（%）ssbod5cod一级沉淀法沉淀40-5520-3015-30二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60-9065-9045-85活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70-9065-9555-90 从上表可见，以二级污水处理厂采用活性污泥法工艺的处理效率最高，但常规二级处理工艺一般只能有效去除bod5、codcr和ss，而氮和磷的去除是通过剩余污泥排放实现的。因此，对氮和磷的去除是很有限的，一般氮的去除率约为1020%，磷的去除约为1219%，达不到对氮和磷去除率的要求。目前，常用于城市污水处理并具有一定脱氮除磷效果的较为成熟工艺有：a2/o法、氧化沟法

40、、a/o法、传统sbr法及改进型sbr法(iceas)等。（1） a/o法 a/o法即厌氧好氧活性污泥法。污水在流经二个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物和磷得到去除。其流程图见图6-1。回流活性污泥被回流至厌氧区中，污泥中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压制而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为phb（-羟丁酸）储存起来。然后混合液进入好氧区，聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的phb产生大量能量，用于细胞的合成和吸收磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排除系统，从而达到生物除磷的效果。在具有足够泥龄的条件下，bod5在好氧池内被降解的同时，也完

41、成了硝化作用。因为回流活性污泥被回流至厌氧区，在好氧区按硝化设计时，该系统也同时具有脱氮的作用，其脱氮效率取决于活性污泥回流比。 图6-1 a/o法 一般认为a/o法在硝化时存在以下缺点：为了避免回流活性污泥中所含硝酸盐氮破坏厌氧系统影响除磷效果，污泥回流量 需要控制，因此其脱氮的效率有限。因为要进行反硝化反应，系统的泥龄要比无硝化a/o工艺的要长，从而使除磷效率有所降低。在此次西院污水含磷较多，a/o工艺不予考虑。（2）a2/o法系列a2/o工艺即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区的过程中，使污水中的有机物、氮、磷得以去除。本工艺在系统上是同步除磷脱氮工艺。在厌氧(缺氧)

42、、好氧交替运行的条件下可有效抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，svi值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻微搅拌。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格区分，有利于不同微生物的繁殖生长。因此脱氮除磷效果好。目前该方法在国内外使用广泛。但由于增设内回流系统，增加了投资和运行费用，操作复杂。故一般仅适用于大型污水处理厂，a2/o法对小水量、小规模的污水处理厂不宜考虑。其流程简图见图6-2。进水混合液回流 出水二沉池好氧池缺氧池厌氧池 污泥回流剩余污泥图6-2 a2/o工艺流程图（3）氧化沟系列 传统的氧化沟不具备脱氮除磷功能，随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超

43、出早先的实践范围。因其具有技术经济优势和除磷脱氮的客观需求使两者以不同的方式相结合，得到广泛应用。氧化沟从五十年代发展至今，已有许多类型，其中最典型、最常用的有de型氧化沟和carrousel氧化沟，其特点如下：de型氧化沟 de型氧化沟是丹麦克鲁格公司在间歇运行的氧化沟基础上发展的一种新型的氧化沟。在运行稳定可靠的前提下，操作更趋灵活方便。de型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与d型、t型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并有独立的污泥回流系统。两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转刷，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，

44、使两沟交替处于缺氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。若在de氧化沟前增设一个厌氧段，可实现生物除磷，形成脱氮除磷的de型氧化沟工艺。该工艺的运行分为四个阶段，具体如下。阶段a：污水与二沉池回流污泥均流入厌氧池，经池中的搅拌器作用使其充分混合，避免污泥沉淀，混合液经配水井进入第一沟。第一沟在前一阶段已进行了充分的曝气和硝化作用，微生物已吸收了大量的磷，在该阶段，第一沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。第二沟的出水堰自动降低，处理后的污水由第二沟流入二沉池。在阶段a的末了时，由于第一沟处于缺氧状态，吸收的磷

45、将释放到水中，因此沟中磷的浓度将会升高。而第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，微生物吸收水中的磷，因此该沟中磷的浓度将下降。阶段b：污水与二沉池回流污泥、配水后进入第一沟，此时第一沟与第二沟的转刷均高速运转充氧，进水中的磷与阶段a第一沟释放的磷进入好氧条件的第二沟中，第二沟中混合液磷含量低，处理后污水由第二沟进入二沉池。阶段c：阶段c与阶段a相似，第一沟和第二沟的工艺条件互换，功能刚好相反。阶段d：阶段d与阶段b相似，阶段b与阶段d是短暂的中间阶段。第一沟和第二沟的工艺条件相同。两个沟中转刷均高速运转充氧，使吸收

46、磷的微生物和硝化菌有足够的停留时间。但第一沟和第二沟的进出水条件相反。从上述的运行过程来看，通过适当调节处理过程的不同阶段，则可以得到低浓度的tp和tn的出水。 de型氧化沟的特点：由于两沟交替硝化与反硝化，缺氧区和好氧区完全分开，污水始终从缺氧区进入，因此可保持较好的脱氮效果，且不需要混合液内回流系统；而且二沉池单独设置，提高了设备的利用率和池体容积的利用率；同时两沟池体和转刷设备的交替运转均可通过自控程序进行控制运行。然而，de氧化沟仍存在氧化沟占地面积较大，投资和运行费用较高和转刷配双电机的增加设备投资和运行检修的复杂性。carrousel氧化沟 carrousel氧化沟是由荷兰dhv技

47、术咨询公司在六十年代后期发明的，当时开发这一工艺的主要目的是寻求一种渠道更深、效率更高和机械性能更好的系统设备来改善和弥补当时流行的转刷式氧化沟的技术特点。与其它池型氧化沟相比，其最大的特点是采用特殊设计的立式低速表曝机作曝气设备，由于曝气设备的不同(区别于其它水平轴式曝气装置)，使污水在混合曝气充氧的同时具有泵的局部水力提升作用，使混合液和原水得到彻底的混合。但是传统的carrousel氧化沟不具备除磷功能，因此改进型在沟前增设厌氧池，达到除磷的目的，形成改良型氧化沟，便具备生物脱氮除磷功能。但氧化沟采用机械表面曝气，水深不宜过大，充氧动力效率低，能耗较高，占地面较大。其流程简图见图6-3。

48、 二沉池进水出水厌氧池 好氧 缺氧污泥回流剩余污泥图6-3 改良型氧化沟工艺简图此类型氧化沟由卡氏氧化沟改进而来，目前国内中、小型污水处理厂采用此工艺较多，工艺成熟、维护简便。 改良型氧化沟具有以下特点：a. 增加厌氧区，在厌氧条件下，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能依靠释放体内磷酸盐获取能量，以吸收污水中的可生化降解的溶解性有机物来维持，并在细菌体细胞内将有机物转化成-羟丁酸（phb）。b. 氧化沟前段处于缺氧状态，仅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进行“无氧呼吸”，将回流液中的硝态氮还原为氮气释放出来，完成反硝化过程。从而实现污水脱氮。c. 氧化沟后段经曝气机增氧

49、，在好氧条件下，聚磷菌将体内贮存的phb进行好氧分解，释放能量用于细胞合成，增殖和吸收污水中的游离态磷，以合成聚磷酸盐，最终随剩余污泥排出，从而实现污水脱磷；另一方面经硝化细菌在有氧条件下的硝化作用，将污水中的氨氮氧化成硝酸盐，向缺氧池回游，为缺氧池脱氮作好了必要的准备。d. 污泥龄较长，不需增设污泥消化池，管理较方便。e. 供氧量可通过改变曝气转碟的转速，浸没深度来调节，使池内溶解氧值能够控制在最佳值，保证系统稳定，经济和可靠运行。总之，改良型氧化沟把除磷、脱氮和有机物的降解三个生化过程结合起来，在厌氧池和氧化沟中的不同功能区，在特定微生物作用下完成了污水净化的目标。8（4）sbr法 sbr

50、是序列间歇式活性污泥法（sequencing batch reactor activated sludge process）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。该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，有利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的sbr工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。与传统污水处理工艺不同，sbr技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主

51、要特征是在运行上的有序和间歇操作，sbr技术的核心是sbr反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是sbr工艺这些特殊性使其具有以下特点：a. 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。b.运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 c.自动化控制要求高d.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 e.处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 f.由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。(5)cass工艺是近来年国际公认的

52、生活污水及工业废水处理的先进工艺。其主要原理是：把序批式活性污泥法(sbr)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。codcr去除率90，bod5去除率95，并达到良好的脱氮除磷效果。目前，该方法在美国、加拿大、澳大利亚已有多家污水处理厂得到应用，我国上海、昆明、北京等地也相继应用该工艺处理生活污水及工业废水。cass工艺原理：在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对

53、进水水质、水量、ph和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。cass工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于好氧缺氧厌氧周期性变化之中， 因此，cass工艺具有较好的脱氮、除磷功能。11完整的cass操作周期一般可分为四个步骤：(1)曝气阶段由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的nh3-n通过微生物的硝化作用转化为n03-n。(2)沉淀阶段此时停止曝气，微生物利用水中剩余的d0进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。(3)滗水阶段沉淀结束后，置于反应池末段的滗水器开始工作，自下而上逐渐排出上清液。此时，反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。(4)闲置阶段闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。cass工艺流程为：图6-4 cass工艺流程图