昌平南口工业区再生水厂可研

1、京市昌平区南口工业区再生水厂工程项目建议书（代可行性研究报告）2008年7月文件扉页工程名称：北京市昌平区南口工业区再生水厂工程审 核（定）： 项 目 负 责 人： 专 业 负 责 人： 编 制 人 员： 南口工业区再生水厂工程项目建议书（代可行性研究报告）目 录1.概述1项目名称1建设单位1编制单位1项目概况1设计基础资料和规范标准2编制原则32.项目区域背景情况42.1 地理位置42.2 自然条件42.3 社会经济52.4工程建设的必要性53.工程规模及水质63.1设计处理规模63.2设计进水水质73.3设计出水水质74.再生水厂工程设计方案比选114.1厂址选择原则114.2厂址选择比选

2、114.3再生水厂处理技术方案比选115工程设计295.1工艺路线的选择295.2工艺流程295.3工艺处理单元设计315.4建筑结构设计405.5电气、仪表及自控设计436运营管理机构及人员编制576.1劳动定员576.2再生水厂运行管理的基本要求576.3运行人员的职责与管理586.4运行考核的主要指标596.5记录与统计596.6管理制度606.7对工艺和设备的管理606.8组织制定和实施安全技术操作规程607建设进度安排617.1项目实施计划618环境保护、职业卫生、安全638.1环境保护638.2项目施工过程中对环境的影响及对策638.3项目建成后对环境的影响及防治措施659节能及消

3、防669.1节能669.2消防6710劳动保护6910.1安全生产6910.2工业卫生7010.3安全及工业卫生管理机构7011投资估算7111.1投资范围7111.2编制依据7111.3编制说明7211.4投资估算7311.5资金筹措7612成本费用分析7712.1运行成本7712.2固定成本分析7712.3中水回用及配套管网建设分析7813结论及建议8013.1结论8013.2建议80831.概述项目名称北京市昌平区南口工业区再生水厂工程建设单位北京市昌平水务局编制单位北京京江国际工程咨询有限公司项目概况南口镇工业区规划区位于昌平区南口镇西部的南雁路以西，其中心距市区天安门约49km，距首

4、都机场约54km，距昌平区中心约12km。其规划范围是依据镇城规划确定的建设区范围，东以南雁路中心线为界，南、西、北以规划路中心线为界。规划区总面积276.98ha：其中工业用地面积大约112.21ha；特殊用地面积54.98ha；市政设施用地3.3ha；共建用地6.79ha。规划总建筑面积94.64万平方米：其中工业建筑面积82.47万平方米；公共设施建筑面积10.19万平方米；市政设施建筑面积1.98万平方米。北京是个缺水的城市，城市再生水厂的二级出水经过深度处理后作为城市低质用水，是城市水资源合理利用的发展方向。为加快北京市中水设施建设，北京市市政管委、规委、建委联合颁发了关于加强中水设

5、施建设管理的通告，规定建筑面积2万平方米以上的宾馆、饭店，建筑面积在5万平方米以上的新建居住区需按规划配套中水设施。因此，根据南口工业区控制性详细规划、南口工业区再生水厂选址规划）在工业区的东部拟建一座再生水厂，占地面积约2.0ha，该再生水厂流域范围为南口工业区和工业区以北至京包铁路之间的区域，主要收集流域范围内生活污水和工业污水，同时在再生水厂内建设雨水处理设施，出水水质标准都达到城市污水再生利用 城市杂用水水质及城市污水再生利用 景观环境用水水质标准，为南口镇工业区提供中水水源。再生水厂拟分两期建设，污水总规模为12000m3/d，一期拟建规模为5000m3/d，雨水处理设施规模为500

6、0m3/d。此次设计内容包括整个再生水厂厂区范围内的污水及雨水处理工艺、电气自控、建筑、结构、厂区道路、绿化、雨水、消防设计（包括厂区围墙）。设计中充分考虑近、远期的关系，并为远期建设预留接口及占地等。设计基础资料和规范标准一、设计基础资料设计委托书昌平新城规划（2005年2020年）南口工业区再生水厂选址规划）南口工业区控制性详细规划南口工业区供水规划21世纪初期（2001-2005）首都水资源可持续利用规划二、规范标准室外排水设计规范 (GB50014-2006)室外给水设计规范 （GB50013-2006）建筑给水排水设计规范 (GB50015-2003)城镇污水处理厂污染物排放标准 （

7、GB18918-2002）北京市水污染污排放标准 (DB11/307-2005)城市污水再生利用城市杂用水水质 （GB/T18920-2002）城市污水再生利用景观环境用水水质 （GB/T18921-2002）污水再生利用工程设计规范 （GB 50335-2002）城市污水处理工程项目建设标准 (2001年)城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准 (CJJ31-89)给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 （CECS138:2002）给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程 （CECS117:2000）建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范 （GB50

8、032-2003）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）砌体结构设计规范 （GB50003-2001）建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002）给水排水工程构筑物结构设计规范 （GB50069-2002）给水排水工程管道结构设计规范 （GB50332-2002）建筑设计防火规范 (GB50016-2006)工业企业厂界噪声控制标准 (GB12348-90)10KV及以下变电所设计规范 (GB50053-94)工业与民用供配电系统设计规范 (GB50052-95)低压配电装置及线路设计规

9、范 (GB50054-95)电力装置的继电保护和自动装置设计规范 (GB50060-92)建筑防雷设计规范 (GB50057-94)通用用电设备配电设计规范 (GB50055-93)建筑结构可靠度统一标准 （GB50068-2001）编制原则² 执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。² 根据污水的水质、水量的特点及回用要求，选择技术先进、安全可靠、运行管理方便、投资经济合理、适合北地区特点的污水处理工艺。² 在满足施工、安装及维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约占地，扩大绿化面积。² 设备选型以高效节能、可靠、方便维护为原则，

10、确保工艺运行效果，降低运行、维护费用。采用适合国情的监测仪表及自动化技术，便于操作和管理。² 尽量减少对周围环境的负面影响，选择能减少二次污染的工艺；尽量减少处理工艺产生的异味，控制噪声强度，减少噪声干扰。² 根据城市基础设施统一规划、分期建设的方针，在设计中充分考虑近、远期相结合，布置上采用近期为主，兼顾远期建设；因地制宜地利用现有的排水设施，扬长避短，合理确定各排水收集系统的分区范围。2.项目区域背景情况2.1 地理位置根据南口工业区控制性详细规划，南口镇工业区位于昌平区南口镇西部的南雁路以西，规划范围东以南雁路为界，南、西、北以规划路中心线为界，其中心距市区天安门约4

11、9公里，距首都机场约54公里，距昌平区中心约12公里，总规划面积276.98公顷。其中工业用地面积大约112.41公顷；特殊用地面积54.98公顷；市政设施用地3.3公顷；公建用地6.79公顷。南口工业区再生水厂工程是南口镇工业区的基础设施建设工程，项目位于南雁路与李黄路交叉口的东南侧。2.2 自然条件2.2.1 气候条件昌平区位于温带季风区，属暖温带大陆性半湿润季风气候，四季分明，雨热同期，干湿冷暖变化剧烈。冬季受西伯利亚、蒙古高压控制，严寒干旱；夏季受大陆低压和太平洋高压影响，高温多雨。年日照总时数2684小时，日照百分率60%，年平均气温11.7。全年无霜期为200203天，山区无霜期1

12、85天左右，历年冻土层最大深度63cm。平均年降水量550600 mm。2.2.2 地形地貌工程区位于南口西峰山冲洪积扇的中上部，温榆河水系北沙河支流形成的冲洪积平原。总体地势西高东低，南北高，中段低。地面高程一般为72.19108.04m，最大高差35.85米。南口地区大部分为山地，平原面积仅占总面积的25%，该地区西北部均为崇山峻岭，山峰海拔一般在5001000m左右，东南部为平缓起伏的丘陵，并零星分布有孤山残丘，构成自山区向平原的过渡地带。2.2.3 地质特性根据工程地质勘察报告，在最大勘探深度（10.00米）范围内，地基土分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类。地基土以碎石土为主，局部夹粘

13、性土和粉土层。2.2.4 区域水文地质概况地下水埋藏类型主要为第四系孔隙潜水，含水层主要为卵砾石及砂层，其主要补给源为大气降水补给、上游地下径流补给及河道地表水补给。排泄以人工集中开采、向下游渗流排泄及为主，地下形成径流方向由西北向东南。地下水位埋深在不同地质单元有较大差异，水位年变幅一般为13m，多年动态变化主要受大气降水控制。2.3 社会经济南口镇是昌平区的人口大镇，第三产业和工业发达，但耕地数量少，农业相对薄弱。人口居全区第二位；耕地居全区第十一位。现农村国内生产总值2.64亿元，居全区第六位。预计，2020年南口镇GDP总量将达到14.9亿元。南口中、市、区属企业单位较多，对南口镇的经

14、济发展起到了一定的积极作用。主要工业企业有南口车辆机械厂、保温瓶厂、玻璃厂、大管厂，这些企业的吸引力使南口镇集聚了一些相关的配套企业。据不完全统计镇外单位职工1.2万人，再加上驻军人口8000多人，由于镇外单位聚集而带来的消费活动带动了南口镇第三产业的发展。2.4工程建设的必要性2.4.1保护昌平水资源的需要北京人均水资源占有量只有300m3，仅占全国人均水资源的三分之一，是全世界最为严重的缺水城市之一。昌平水源保护与生态涵养是长期任务，因此污水处理工程不只是一般意义上的水处理工程，而是水资源安全保护工程。污水处理必须采用当代最先进的技术成果和工艺设备，一步到位地解决水环境污染问题。对排放的各

15、种污水，加大治理力度，提高排放标准，实现污水资源化，再生水回用于工业、农业、河湖环境用水等诸多方面。2.4.2本工程建设是解决迅速增加的污水排放的需要随着昌平区经济的发展和卫星城规模的不断扩大，污水排放总量逐年增加，为将收集的污水全部处理，实现保护昌平区水环境和改善投资环境的目标，提高城区居民的生活质量，使城市能够健康发展，需要新建污水处理厂，提高污水处理能力。2.4.3 南口工业区发展的需要 本工程作为南口工业区的配套市政工程，对工业区发展起着举足轻重的作用，新建再生水厂不仅解决了工业区的污染问题，而且还能为工业区提供高品质的再生水，节约水资源，在节能减排方面起着重要的作用。2.4.4污水再

16、生利用对昌平的可持续发展具有重要意义水在自然界是不可替代、也是可以重复利用的资源。相对于地表水源，城市污水作为一种潜在水源，其水量稳定，且就近可得。因此，再生水是平谷区未来的重要水源。污水再生利用将排水和给水连接起来，实现了水的大循环，是调配水资源的有力措施，可以增加城市供水能力，实现水资源的可持续利用。将污水经过适当再生处理，达到回用标准，按照分质供水的原则，用于生态环境、工业、市政杂用、农业灌溉，此举将产生巨大的生态环境效益、社会效益和经济效益，对实现昌平区可持续发展具有重要意义。污水再生利用已成为现代化建设中的一项长期基本国策。3.工程规模及水质3.1设计处理规模根据南口工业区控制性详细

17、规划、南口工业区再生水厂选址规划），南口再生水厂流域范围为南口工业区和工业区以北至京包铁路之间的区域，主要收集流域范围内生活污水和工业污水，同时在再生水厂内建设雨水处理设施（不收集初期雨水），生活污水和雨水分开进行处理。城市生活污水处理分2期建设，近期规模为5000m3/d，远期规模为12000m3/d，本次按近、远期规模统一考虑，并规划预留远期规模的发展用地。雨水处理规模为5000m3/d。污水总变化系数Kz1.6。南口工业区目前已经开始基础设施的建设，预计2009年底将有第一批企业入住，因此南口工业区再生水厂一期工程规划于2008年开始建设，2009年完工并投入生产。再生水厂二期工程计划随

18、着工业区企业的入住后开始建设，预计在2012年左右入住90%以上，一期工程与二期工程建设间隔较近，因此厂内预处理构筑物，均按远期污水规模建设，其余构筑物按近期污水规模建设；厂内建筑物按远期污水规模考虑，生化池设备按近期规模配置。根据昌平新城规划（2005年2020年）、南口工业区控制性详细规划，南口再生水厂流域范围内总建设用地约273公顷，其中：农村居住用地10.9公顷，科研用地25.8公顷，居住用地49.2公顷，办公用地13.4公顷，工业用地118.8公顷，特殊用地55公顷。按照南口工业区供水规划，采用建筑面积、用地面积用水指标的方法预测流域范围内的需水量，生活污水排除率按0.9考虑，工业污

19、水排除率按0.85考虑，预测南口工业区再生水厂流域内生活污水量为6139m3/d，工业污水量为6059 m3/d，合计12252 m3/d，详见表3-1：表3-1 南口工业区再生水厂流域污水量预测表用地性质用水面积（万平方米）日用水标准（升/平方米）日需水量（平方米）日污水量（平方米）农村居住用地8.7230261.6235.4科研用地8.25650412.8371.5城市居住用地78.72403148.82833.9办公用地21.4440857.6771.8特殊用地用地55.00402200.01980.0工业用地用地118.81607128.66059.3合计14009.412252.03

20、.2设计进水水质本工程原水为流域范围内生活污水和工业污水（经预处理后接入），根据手册、规范、国内污水处理厂的实践经验和监测数据，确定原水水质指标如下：表3-2 设计进水水质指标表序号指标数值1化学需氧量CODcr (mg/L)35040025日生化需氧量BOD5 (mg/L)1501803悬浮物(SS) (mg/L)1502004氨氮(mg/L)20305TN(mg/L)406TP(mg/L)347pH693.3设计出水水质本工程出水主要用于城市杂用（绿化、道路浇洒、冲厕等）、景观用水等。需同时满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准、城市污水再生利用 城市杂用水

21、水质(GB/T 18920-2002)标准和城市污水再生利用 景观环境用水水质（GB/T18921-2002）中观赏性河道类用水标准。表3-3 污染物排放标准（GB18918-2002）序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准AB1化学需氧量（COD）506010012025日生化需氧量BOD5 102030603悬浮物（SS） 102030504动植物油135205石油类 135156阴离子表面活性剂 0.51257总氮 1520-8氨氮（以N计） 5(8)8(15)25(30)-9总磷（以P计）2005年12月31日前建设的0.51352006年1月1日前建设的10色（度） 3030405

22、011pH（无量纲）6912粪大肠菌群（个/L）10 310 410 4-a.下列情况下按去除率指标执行：当进水COD大于350mg/L时，去除率应大于60；BOD大于160mg/L时，去除率应大于50。b.括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。表3-4 城市杂用水水质标准 (GB/T 18920-2002)项目冲厕道路清扫、消防城市绿化车辆冲洗建筑施工PH6.09.0色/度 £30嗅无不快感浊度/NTU £51010520溶解性总固体(mg/l) £1500150010001000BOD5(mg/l) £101520101

23、5氨氮(mg/l) £1010201020阴离子表面活性剂/(mg/l) £1.01.01.00.51.0铁/(mg/l) £0.30.3锰/(mg/l) £0.10.1溶解氧/(mg/l) ³1.0总余氯/(mg/l)接触30min后³1.0，管网末端³0.2总大肠菌群/(个/l) £3表3-5 景观环境用水水质(GB/T 18921-2002)序号项目观赏性景观环境用水河道类湖泊类水景类1基本要求无飘浮物，无令人不愉快的嗅和味2PH值6.09.03五日生化需氧量(BOD5)1064悬浮物(SS)20105浊度(

24、NTU)6溶解氧1.57总磷(以P计)10.58总氮159氨氮(以N计)510粪大肠杆菌(个/L）10000200011余氯 (b)0.0512色度（度）3013石油类114阴离子表面活性剂0.5注1：对于需要通过管道输送再生水的非现场回用情况采用加氯消毒方式；而对于现场回用情况不限制消毒方式。注2：若使用未经过除磷脱氮的再生水作为景观环境用水，鼓励使用本标准的各方在回用地点积极探索通过人工培养具有观赏价值水生植物的方法，使景观水体的氮磷满足此表要求，使再生水中的水生植物有经济合理的出路。a：“”表示对此项无要求。b：氯接触的时间不应低于30min的余氯。对于非加氯消毒方式无此项要求。从以上水

25、质标准可以看出，各种用水对出水水质指标的要求差别不大，为此，本项目不采取分质供水的形式。出水水标准采用以上标准中水质指标要求较严的标准，以满足各种用途对回用水水质的要求，具体指标见表2-5。表3-6 设计出水水质指标序号指标国家一级A杂用水河道类景观水设计出水水质1化学需氧量CODcr (mg/L)505025日生化需氧量BOD5 (mg/L)101010103悬浮物(SS) (mg/L)105(NTU)205(NTU)4氨氮(mg/L)510555TN(mg/L)1515156TP(mg/L)0.510.57总大肠菌群(个/L)103310438pH696969699色度3030303010

26、余氯管网末端0.20.20.20.24.再生水厂工程设计方案比选4.1厂址选择原则再生水厂厂址选择遵循以下原则：1）厂址选择应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求。2）位于城镇水体的下游，污水尽量能自流进厂。3）位于城镇夏季最小风向频率的上风侧。4）有良好的工程地质条件。5）与城市规划居住、公共设施保持一定的卫生防护距离。6）考虑远期发展的可能性，有扩建的可能。7）便于污水、污泥的排放和利用。8）厂区地形不受水淹，符合防洪标准的有关规定。9）有方便的交通运输和水电条件。10）厂址需考虑污水干管的输送距离是否适宜。11）充分利用地形、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，

27、减少土石方工程。4.2厂址选择比选根据南口工业区规划，南口再生水厂布置在南口工业区区域内。经过现场踏勘结合规划，并根据厂址选择原则，最终确定在李流路和南雁路交口处东南侧作为南口工业区再生水厂厂址。占地面积约2.17ha。4.3再生水厂处理技术方案比选4.3.1工艺方案选择原则在污水处理工艺选择时需要考虑以下几方面内容：工艺能否达到各项出水指标的要求；工艺是否可靠；工艺方案造价的高低；运行管理是否方便；运行成本的高低；现场条件是否允许等。根据出水水质要求，本工程出水达到再生水回用的高标准，其处理工艺主要以去除污水中的悬浮固体（SS）、BOD5、CODcr、TN、TP、NH4-N等有机污染物为目的

28、。目前，国内城市再生水厂大多采用二级生化污水处理工艺及深度处理工艺，一般为活性污泥法及其变型工艺处理城市污水，这类工艺工程实际使用历史最长、应用最为广泛、可靠度高、运行费用低、运行管理经验最为丰富，部分变型工艺对TN、TP的去除效果很高，但要达到高标准的污水深度处理仍有一定困难。首先分析进厂污水水质及出水标准对再生水厂是否可采用生化处理工艺、工艺选择及确定有着重要意义。4.3.2生物处理的可行性分析4.3.2.1悬浮物的去除及分离一般采用物理方法主要通过格栅拦截、设置沉砂池等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物

29、的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。再生水厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水SS指标，且出水的BOD5、CODcr等指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主要活性污泥絮体，其本身的有机成份就很高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODcr均增加。因此，控制污水厂出水的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，应在工程中采取适当的措施，例如采用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，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污

30、泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理工艺方案选用合理、工艺参数取值适当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。本工程进水SS为150200mg/l，出水SS要求小于10mg/l，该SS进水指标与目前国内大多数城市再生水厂接近，但出水指标要求较高，因此，在再生水厂工艺设计时，需对来水进行过滤处理，从而确保出水SS10mg/l。4.3.2.2有机污染物的可生化性分析进厂污水中有机污染物主要以BOD5、CODcr表示，它们的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过对污泥与水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将

31、另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，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。原污水的可生化性，它与城市污水的成分有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，这种城市污水的BOD5/CODcr比值往往接近0.5，其污水的可

32、生化性较好，无需进行特殊处理、设置单独处理构筑物，其出水CODcr值即可控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，或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CODcr50mg/l有一定的难度。BOD5/CODcr值是鉴定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr>0.45可生化性较好，BOD5/CODcr<0.3较难生化，BOD5/CODcr<0.25不易生化。本工程进水BOD5/CODcr180/400=0.45，可生化性较好，可以采用生化处理方法去除有机物。4.3.2

33、.3生物脱氮除磷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，结果认为物化法的特点是耗药量大、污泥产量多、运行费用高等，因此，城市再生水厂一般不推荐采用。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技术，在八十年代后期逐步实现工业化流程，目前，国内新建及改扩建的污水处理工程大多数都采用活性污泥法生物脱氮除磷工艺。Ø 生物脱氮基本原理污水中的有机氮、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，此阶段称为好氧硝化。随后在缺

34、氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量。使硝酸态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。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，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的顺利进行。按照上述原理，要进行污水的生物脱氮，必须具有缺氧/好氧过程，可组成缺氧池和好氧池；也可在一座生物池的不同阶段制造缺氧、好氧环境；即都需要有所谓缺氧/好氧（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长的污泥龄和进水的碳氮比。Ø 生

35、物除磷基本原理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（聚B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，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，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（混合液中既无溶解氧DO0，也无结合氧如硝酸盐），同时要有可快速降解的有机物，即BOD5/P比值恰当。同时，希望含磷污泥尽快排出系统，以免污泥回流至厌氧阶段，污泥中的磷又重新释放至水中。按照上述原理，要进行生物除磷必须具备厌氧过程，如在生物脱氮系统前

36、设置一个厌氧池，这样就形成A2/O系统，即厌氧-缺氧-好氧系统。Ø 本工程生物脱氮除磷的可行性根据进水水质及出水水质要求可知，本工程有较高的除磷脱氮要求，因此，分析进厂污水生物脱氮除磷的可行性是十分必要的。BOD5：N：P的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素，氮和磷和去除率随着BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。BOD5/TN值是鉴别能否采用生物硝化工艺的主要指标。因为，只有经过生物硝化以后，将污水中的有机氮通过生物硝化反应转化为无机氮（硝酸盐），才能进行后续的生物反硝化（脱氮）反应。对于活性污泥系统，由于硝化菌的比增长速率低，世代期长，如果泥龄较短，将使硝化菌来不及大量增殖，

37、就从系统中排出。为使活性污泥系统得到良好的硝化效果，就必须有较长的泥龄。活性污泥中硝化菌的比例与污水的BOD5/TN值有关，就是因为产率不同，以及在活性污泥系统中异养菌与硝化菌竞争底物和溶解氧，使硝化菌的生长受到抑制。理论上BOD5/TN值在0.59时硝化反应均可进行，实际运行资料表明BOD5/TN>2时硝化过程能够正常进行。从理论上讲，BOD5/TN2.86才能有效地进行生物脱氮，实际运行资料表明，只有当BOD5/TN3时才能使反硝化正常运行。当BOD5/TN=45时，氮的去除率大于60%，磷的去除率也可达60%左右。对于生物除磷工艺，要求BOD5/P33100，同时要求BOD5/TN

38、4。本工程进厂污水BOD5/TN4.5，BOD5/P45，能满足生物硝化反应、生物脱氮除磷工艺对碳源的要求。因此，本工程采用生物脱氮除磷活性污泥处理工艺是可行的。4.3.3污水处理工艺方案比选4.3.3.1污水处理工艺选择经过认真研究，充分考虑再生水厂建设的实际情况以及现场用地、占地的情况。经过初步筛选，选择“A/A/O（厌氧缺氧好氧）MBR”结合工艺、 “循环式SBR+微絮凝”结合工艺进行经济技术等多方面比较，进行综合比选确定技术可行、经济合理、适合本地情况的工艺技术方案作为推荐方案。4.3.3.2方案一“A/A/O（厌氧缺氧好氧）MBR”结合工艺（1）A/A/O（厌氧缺氧好氧）工艺A/A/

39、O工艺（Anaerobic厌氧、Anoxic缺氧、Oxic好氧）是在厌氧好氧除磷工艺的基础上加入缺氧池，并将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池，同时达到反硝化脱氮的目的。从沉淀池回流的含磷污泥及在厌氧条件下聚磷菌对磷的释放，使污水中磷的浓度升高；同时，部分NH3-N因细胞的合成得以去除，污水中的NH3-N浓度下降、BOD浓度下降。缺氧池的首要功能是脱氮。在此反应器中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将内循环混合液中带入的大量硝酸基还原为N2并释放到空气中，BOD浓度继续下降，NO3-N浓度也大幅度下降，而磷的变化很小。好氧池是多功能的：有机物被微生物生化氧化，BOD再下降；有机氮被氨化继而

40、被硝化，NH4+-N浓度显著下降，而随着硝化过程的进行，NO3-N浓度增加；磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。这是一种推流式的前置反硝化型工艺，厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界限分明，可根据进水条件和出水要求，人工创造和控制三段的时空比例的运转条件，只要碳源充足(TKN/CODcr0.08或BOD/TKN4)便可根据需要达到比较高的脱氮率。其他各种生物方法脱氮除磷工艺都是立足于本工艺的基本原理的基础上逐步改进发展而来的。（2）MBR工艺膜技术在水处理中的应用发展简述膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应用开始于20世纪60年代的海水淡化。以后，随着各种新型膜的

41、不断问世，膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理以及医药、食品、生物工程等领域。在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统的二沉池，取得了极好的效果。但当时膜技术处于发展初期，膜价格昂贵，寿命短，能耗高，未能得到推广应用。20世纪80年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器（MBR）开始引入城市污水及垃圾填埋渗滤液的处理。这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特点。

42、膜技术在90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化，膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用，并且可以与传统技术相竞争。膜-生物反应器（Membrane-Bioreactor，简称MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注。在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。一体式膜-生物反应器具有出水水质好、占地面积省的特点。该技术通过膜组件的高效分离作用，大大提高了泥水

43、分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌的出现，提高了生化反应速率。同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而基本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突出问题。（3）膜-生物反应器的优点膜生物反应器根据生物处理的工艺要求，建有三个生物反应区（池），分为厌氧区（除磷）、好氧区（硝化池）缺氧区（反硝化池）。膜组件浸没于好氧区内，各区之间通过潜水推进器来循环混合液。污水先进入厌氧区与缺氧区回流的污泥混合，在厌氧条件下聚磷菌对磷的释放，使污水中磷的浓度升高；厌氧区出水与膜区回流污水相混合进入缺氧区，在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，然后污

44、水进入好氧区进行有机物生物降解，同时进行生物硝化反应，并通过回流到缺氧区进行反硝化，完成脱氮功能，缺氧区中置有潜水搅拌器，达到混合的作用。在膜生物反应器中，由中空纤维膜组成的膜组件浸放于好氧曝气区中，由于中空纤维膜0.4微米的孔径可完全阻止细菌的通过，所以将菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，只将过滤过的水汇入集水管中排出，从而达到泥水分离，无需设置二沉池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度和COD及有机物均得到有效的去除，保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质。由于微滤膜的近乎百分之百的菌种隔离作用，可使曝气池中的生物浓度达到10000mg/L以上，这样不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力，提高了曝气

45、池的负荷能力，而且大大减少了所需的曝气池容积。池容积的缩小又相应大比例降低了生化系统的土建投资费用。通过和传统的活性污泥法及生物膜法比较。MBR工艺有以下特点：l 膜生物反应器采用PVDF膜，其表明孔径只有0.10.4微米，能够高效地进行固液分离，出水水质标准高，品质稳定，悬浮物和浊度接近于零，可直接回用；l 膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定；l 解决了传统活性污泥法造成的沉淀部分对最大生物浓度的限制，反应器内的微生物浓度高，是传统方法的23倍，达800010000毫克/升，对水质水量的变化适应

46、力强，耐冲击负荷强；l 有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率、COD去除率等各项指标得以提高，反应时间也大大缩短；同时大的有机物被截留在池内，保证其被继续降解；l 膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率,COD去除率高；l 模块化设计易于扩容；l 系统采用PLC控制，可实现全程自动化控制，运行管理方便；l 膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强，易清洗，适于污水处理。化学性能稳定，抗氧化性强，可采用常用氧化性药剂清洗；l 污泥龄长，膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够

47、的停留时间。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行，剩余污泥排放量不到传统方法的50；l 容积负荷高，占地少。l 启动快，不受污泥膨胀的影响。（4）工艺流程进水粗格栅细格栅厌氧池缺氧池好氧池膜池接触池进水泵房沉砂池超细格栅间回流回流清水池储泥池污泥脱水机房污泥外运剩余污泥滤液排至进水泵房鼓风机房消毒间出水臭氧图4-1 A/A/O+MBR工艺典型流程图（5）MBR工艺描述Ø 超细隔栅作用：来水经超细滤除1mm以上的颗粒物质，以保护微滤膜，减少反洗次数延长其使用周期和使用寿命。经过滤的水，还存有绝大部分的细菌、病毒、藻类、胶体物质、有机物及微小的颗粒物质等有害物质。Ø

48、 潜水推进器作用：预过滤器的出水进入进水混合段，在进水混合段装有潜水推进器，提供缺氧和好氧区的循环动力，将混合液由好氧区提升到缺氧区，使混合液在好氧池与缺氧池间不断循环。Ø 厌氧反应池厌氧池主要作用是生物除磷。生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，提高活性、产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚B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，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，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。Ø 缺氧反应池缺氧反应池的作用是将废水中的各种复杂有机物

49、分解。其处理过程是一个复杂的微生物化学过程，有机物在缺氧菌的作用下逐步分解为甲烷和二氧化碳。在分解过程中含氮有机物分解产生的NH3又可以提供微生物的养料。潜水搅拌器的作用是提高缺氧反应池的效率。没有搅拌的缺氧池池内料液经常有分层现象。通过搅拌可消除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，避免分层，促进沼气分离；同时还使进料迅速与池中原有料液相混匀。Ø 好氧反应池每座好氧反应池分为好氧曝气区和膜分离区。每座好氧反应池配备一套曝气系统及MBR膜组件。MBR膜片采用的聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜。膜组件有以下特点：膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强，易清洗，适于污水处理；化学性能稳定，抗氧化

50、性强，可采用常用氧化性药剂清洗；膜的透水量远高于其它材质（比如PP 或PE）的同类产品。好氧反应池的作用是通过池底铺设的曝气装置不间断进行曝气，污水在此池内进行有机物生化降解，去除水中的BOD和COD。膜区布置膜生物反应器（简称MBR）,膜区内的曝气装置完成两种功能,既进行膜的气水振荡清洗,保持膜表面清洁,又继续在该段进行生物降解,生物降解后的水在虹吸和滤液自吸泵的抽提作用下通过MBR，滤过液经由MBR集水管汇集到清水池/反洗水池排出。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，有利于增殖缓慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率、COD去除率等各项指标得以提高，反

51、应时间也大大缩短；同时大的有机物被截留在池内，使之得到最大限度的降解。Ø 清水泵及真空泵真空泵的作用是制造虹吸为清水泵的工作创造条件；清水泵的作用是将生物降解后的水抽提作用下通过MBR，滤过液经由MBR集水管汇集到清水池/反洗水池排出。Ø 反洗及化学反洗系统MBR系统设置一套反洗及化学反洗系统，此系统是由反洗水泵、次氯酸钠及柠檬酸加药装置构成。为了保证MBR膜组件具有良好水通量，能持续、稳定地出水，需定期对MBR膜组件进行反洗。当MBR运行一定的周期（可根据运行情况调整）后，以组件为单位依次自动进行反洗，以恢复膜的水通量。在反洗过程中，由反洗泵从清水池/反洗水池内将滤过水由

52、MBR膜组件的清水出口反向泵入中空纤维膜内进行清洗。化学反洗的过程与清水反洗时相同，只是分别由柠檬酸加药泵、次氯酸钠加药泵将清洗药品加入反洗水管内。柠檬酸有助于去除附在膜上的无机结垢物、次氯酸钠有助于去除有机附着物。每次化学反洗时并非都要加入上述两种药液，而是根据MBR的运行情况而定。Ø 化学清洗系统MBR系统设置一套化学清洗系统，此系统是由清洗循环水泵、次氯酸钠及柠檬酸加药装置、双向泵、吊车构成。化学清洗是在MBR运行约半年至一年间（具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定）对膜组件进行的彻底清洗。清洗时用吊车将一套膜组件从曝气池内提出，浸泡到预先配好药液（柠檬酸或次氯酸钠）的化学清洗槽中，每次可浸泡一套膜组件，以充分去除附在膜组件上的污染物，清洗完毕后再由吊车吊回曝气池内。与化学反洗相似，每次化学清洗并非都需要上述两种药液浸泡，而是根据MBR的运行情况而定。化学清洗槽内的药液可定时定量计量，通