污水处理设施及配套管网工程可行性研究报告

XX县XX镇污水处理设施及配套管网工程工程可行性研究PAGE1XX县XX镇污水处理设施及配套管网工程工程可行性研究PAGE6目录1 概述 31.1 项目名称 31.2 项目建设背景 31.3 编制依据及资料 31.3.1 依据性文件 31.3.2 采用的规范和标准 31.4 指导思想 41.5 项目建设目标 41.6 设计范围和主要设计内容 41.7 编制原则 41.8 主要结论 51.8.1 主要技术标准 51.8.2 工程投资（万元） 52 镇域概况 62.1 镇域自然条件 62.2 镇域经济 62.3 镇区性质 72.4 镇区规模 73 镇区工程设施现状和规划 83.1 道路交通工程 83.2 给水工程 83.3 排水工程 93.4 电力电信工程 113.4.1 电力工程 113.4.2 电信工程 113.5 燃气工程 113.6 防洪排涝工程 124 项目建设的必要性 135 总体设计 145.1 工程范围 145.2 设计标准 145.3 方案论证 155.3.1 排水体制 155.3.2 排水管网方案论证 165.3.3 污水处理系统方案论证 185.3.4 工程数量 266 节能设计 286.1 设计依据 286.2 节能措施 287 环境保护 297.1 环境保护设计依据 297.2 环境质量评价标准 297.3 评测项目 298 水土保持 308.1 施工期间对水土的影响及水土保护措施 308.2 建成使用后对水土的影响 309 劳动安全保护、职业健康 319.1 劳动安全、工业卫生 319.1.1 设计中采用的主要技术规程和标准 319.1.2 工程主要劳动安全及工业卫生措施 3110 投资估算 3210.1 工程概况 3210.2 编制依据 3210.3 工程总投资估算 3211 工程效益分析 3411.1 工程效益 3411.2 社会效益 3411.3 经济效益 3411.4 综合评价 34附件：图纸目录 35

概述项目名称项目名称：XX县XX镇污水处理设施及配套管网工程建设单位：XX县XX镇政府项目位置：XX省XX市XX县XX镇项目建设背景2013年，《关于加快农业农村转型发展推进城乡一体化的若干意见》提出了“城乡统筹、镇村联动，产业带动、设施连通，服务均等、均衡发展”的城乡发展一体化总体布局。坚持把城乡统筹、镇村联动作为基本方略，实施规划统筹、建设统筹、产业统筹、基本公共服务统筹、政策支持统筹，做大做强镇区，联动推进村落连片发展，促进镇村互动互利。2013年8月30日，XX省委办公厅、省政府办公厅印发《关于加快百强中心镇建设推进镇村联动发展的意见》，提出“努力将中心镇建设成为和谐秀美乡村建设新亮点、镇村联动的新示范、城乡一体化发展的新平台。到2017年，中心镇建成区面积达3平方公里以上，居住人口达3万人以上。”。2013年，XX镇被选列入XX省百强中心镇之一。XX镇在XX县的位置2015年4月，XX省住房城乡建设厅、省委农工部、省财政厅、省环保厅制定了《XX镇在XX县的位置在此背景下，受XX县XX镇政府的委托，我院开展“XX县XX镇污水处理设施及配套管网工程”可行性研究报告编制工作。编制依据及资料依据性文件《中华人民共和国水污染防治法》中华人民共和国主席令第87号《国务院关于支持赣南等原中央苏区振兴发展的若干意见》国发[2012]21号《城镇排水与污水处理条例》中华人民共和国国务院令第641号《XX省关于加快农业农村转型发展推进城乡一体化的若干意见》赣办发〔2013〕2号《XX省关于加快百强中心镇建设推进镇村联动发展的意见》赣办发〔2013〕18号《XX省百强中心镇污水处理设施建设及工程运行实施方案》赣建村〔2015〕6号《XX县XX镇总体规划（2013～2030）》2015年1月《XX县XX镇中心区控制性详细规划》2015年1月《市政公用工程设计文件编制深度规定》2013年采用的规范和标准《城市工程管线综合规划规范》GB50289-98《XX省城市生活用水定额》DB36/T419-2011《地表水环境质量标准》GB3838-2002《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014年版）《污水综合排放标准》GB8978-2012《污水排入城市下水道水质标准》CJ343-2010《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002《农村生活污水处理项目建设与投资指南》1203《镇(乡)村给水工程技术规程》CJJ123-2008《镇(乡)村排水工程技术规程》CJJ124-2008《村庄污水处理设施技术规程》CJJ/T163-2011《村庄整治技术规范》GB50445-2008《农村生活污染防治技术政策》环发【2010】20号《农村生活污染控制技术规范》HJ574-2010《恶臭污染排放标准》GB4554-1993《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第2部分聚乙烯缠绕结构壁管材》GB/T19472.2-2004《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008《埋地塑料排水管道工程技术规程》CJJ143-2010《合流制系统污水截流井设计规程》CECS91:97已建道路、管线施工图、竣工图资料现行国家及XX省相关设计规范、规程和规定等。指导思想为全面推进XX省生态文明先行示范区建设，践行国家和XX省新型城镇化、节能减排战略部署，按照“乡镇主体、市场运作、部门指导、财政补助”原则，科学谋划、精心组织，扎实推进百强中心镇镇区生活污水处理设施建设，着力改善城乡人居环境，提升城镇基础设施建设和生态保护水平。项目建设目标2015年全面启动XX镇镇区生活污水处理设施及配套管网建设，年底镇区集中连片建成区生活污水收集管网及污水处理设施基本建成，2016年污水处理设施实现有效运行，2017年镇区污水收集率达80%左右，镇区生活污水基本得到有效处理。设计范围和主要设计内容设计范围本工程方案设计范围本东至王家村，西至台州上村，南以禾水河为界，北至泉南高速公路连接线，总计为269.6公顷（2.7km2）面积的污水收集和处理系统。主要设计内容污水收集管网系统；污水最终处理系统；项目的投资估算等。图1.6-1项目设计范围编制原则执行国家环境保护的政策，符合国家和XX省的有关法规、规范及标准；在总体规划和控制性详细规划的指导下，根据统一规划设计分期实施的方针，本着需要和可能相结合、近期和远期相协调原则，使工程建设与镇区的发展相协调，既保护环境，又最大限度地发挥工程效益；污水干管在平面布置上尽量避免或减少与主要道路及现有建筑物、构筑物交叉；充分利用已建的排水设施，尽可能多的收纳污水；工程设计方案力求技术先进，经济合理，安全可靠，便于管理；优化管网设计，确保污水的收集转输，减少工程投资和日常运行费用；采用合理施工方案，减少造价，缩短工期；选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备；采用可靠的维护管理系统，做到技术可靠、经济合理；适当考虑周围地区的发展状况，在设计上留有余地。充分利用现有地形地貌特点，尽量减少管道埋深，以降低施工费用，减少日后养护工作的困难。主要结论主要技术标准农村地区居民生活污水量采用110L/cap·d；日处理污水量日处理污水量＝人均日生活污水量定额×当地人口×污水处理率×生活污水量的总变化系数XX镇中心区近期人口约13000人，日均污水处理量约为1430m3/d；远期2030年规划人口30000人，日均处理污水量约为3300m3/d。近期(2016年)污水处理站的建设规模为2000m3/d。污水处理工艺本项目污水处理站的建设内容包括预处理系统、生化处理系统和辅助配套系统等。污水排放标准XX镇区居民生活污水收集、处理后达标排放，出水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的规定执行一级A标准，尾水排入禾水河。工程投资（万元）项目名称设计日处理规模(吨/日)总投资(万元)工程费用(万元)工程其他费用(万元)预备费(万元)XX县XX镇污水处理设施及配套管网工程20001827.131494.94196.85135.34

镇域概况镇域自然条件地理位置XX镇位于XX省南部，XX市南部，XX县西部。东邻禾川镇，南靠在中乡，西连沙市镇，北接台岭乡、龙门镇。距XX县城（禾川镇）14km（公路里程），距XX市114km（公路里程），距省会南昌332km（公路里程）。禾水河自西向东流经XX镇域。XX镇分文铁路东西向从镇域南部穿过，319国道东西向从XX镇区穿过，泉南高速公路从XX镇区北部东西向穿越，并在镇区设立互通出入口，距中心镇区仅2公里。XX镇图2.1-1XX镇地理位置自然条件地质地貌镇区现状地形复杂，区内中部、西北部和东南部多丘陵地貌，多为山地；东北部和西南部为平原，广布农田。规划区总体高程约在125～186米之间，坡度变化较大，少见平坦用地。气候条件XX镇属亚热带湿润性气候，气候温和湿润，日照充足，雨量充沛，无霜期270天，四季特征分明。年平均气温为18℃。极端最低气温为-6.6℃，极端最高气温40.0℃。年平均实照时数为1756.9小时。年平均降水量为1530.7毫米，年最多降水量2154毫米。年主导风向东北，夏季偏西南，最大风速17米/秒。水文XX镇域内主要河流有禾水河，禾水河为赣江一级支流，河的上源是莲花县的莲江。XX镇域内禾水河段，属禾水河中上游，由西向东折向东南，流经中居、汤溪、南城、下王、洋溪、江南、XX、九西村。另有河流溶江水，属赣江水系禾水支流，由黄冈水、禾山水、白李陂水三水汇合而成，境内段由北向南折向东，流经枧田、西陂、合田、田味、弓田村。镇域经济2013年XX镇国内生产总值36000万元，同比增长4.0%，人均国内生产总值7942元，其中，第一产业总产值17700万元，第二产业总产值13200万元，第三产业总产值5070万元，第一、二、三产业总产值占地方生产总值的比重分别为49%、37%和14%。近年来，XX镇的社会经济取得了令人瞩目的成就：国民经济从2009年到2013年，XX镇域经济保持稳步发展状态，且近年有加速发展迹象。在2012年，经济增长加速，年增长率达13.2%。2013年，XX省将XX纳入百强重点镇并给予重点扶持，给XX未来的发展注入新的活力，XX将步入一个快速发展阶段。农业基础全镇桑园保有量9000亩，年养蚕种10000多张。养殖基地年产蚕茧12万担，XX镇剿丝厂年产约150吨，销往江苏、浙江、四川，年产值逾5000万元。XX镇农产品加工工业的品牌产业为酱制品，并成立了酱制品专业合作社，注册“枧田”牌商标，开拓了市场，现年产酱姜、酱萝卜等产量300吨以上，产值2000多万元。同时还在积极发展井冈蜜柚、高产油茶、无公害蔬菜等农产品，丰富的农副产品资源为XX镇发展农副产品加工业和生态农业观光等第二、第三产业奠定了基础。镇区性质XX镇区核心组成部分，以发展农副产品加工、商贸物流为主导的现代化宜居新城镇。镇区规模镇区人口XX镇区2015年人口约为1.3万人，按总体规划中期至2020年约为2.2万人，远期2030年规划人口为3.0万人。镇区建设现状镇区历史形态发展演变XX镇以驻地而名，隶属XX县，是赣西的边贸古镇，初建镇于公元1203年。XX初见名于1928年成立的苏维埃XX区人民政府。红军北上后蒋政权时期，XX归第五区管辖。1949年建国后，设立XX区。1956年，撤区并乡。1957年复XX区。1958年建立XX人民公社，辖南城、合田公社。1986年改为XX镇。1988年并合田乡入XX镇。2001年并江畔乡入XX镇。镇区建设现状XX镇区位于XX市XX县西部14公里，禾水河水从镇区南部自西向东流过，319国道自西向东穿镇区而过。XX镇中心区现状建设用地为66.91公顷，主要由居住用地、公共设施用地、生产设施用地、仓储用地、道路广场用地、工程设施用地组成。其中居住用地为17.39公顷，主要为村民自建房用地；行政管理用地为1.80公顷，主要有XX镇镇政府、XX镇派出所、XX镇法庭和XX镇国土所等；生产设施用地为1.17公顷；仓储用地为2.27公顷；对外交通用地12.39公顷；工程设施用地2.77公顷，主要有35KV变电站、110KV变电站、垃圾中转站、自来水厂、燃气站等。规划区内现状道路主要有胜利大道、希望大道（319国道）、公园路、阳光大道、腾飞大道（泉南高速连接线）。图2.4-1镇区建设现状

镇区工程设施现状和规划道路交通工程道路交通现状XX镇中心区现状道路主要有胜利大道、希望大道（319国道）、公园路、阳光大道、腾飞大道（泉南高速连接线），其中胜利大道现状红线宽度为6米，希望大道现状红线宽度为18米，公园路现状红线宽度为18米，阳光大道现状红线宽度为24米，腾飞大道现状红线宽度为18米，还有部分巷路。虽本规划区内道路的框架已形成雏形，但缺乏辅助的干路和支路，道路系统不够完善，缺乏相应的交通设施，有待改造建设。图3.1-1镇区道路现状道路交通现状规划以胜利大道、希望大道（319国道）、公园路、阳光大道、腾飞大道（泉南高速连接线）为依托，对接XX镇道路骨架，本着“快速、顺畅、通达”的原则，建立以主干路、干路、支路为骨架的道路系统。图3.1-2镇区道路规划给水工程给水现状现有的XX镇自来水厂位于镇区的台岭路，水源取自禾水河，水厂规模为500m³/d，实际日供水量300m³/d，占地面积2400m2，管径de110～de160,由于镇区内相应的配套给水管网及设施尚不完善，多数居民用水仍取用山泉水及自打水井，水质未经检测，水量亦难以保证。图3.2-1镇区给水现状供水规划XX镇中心区给水采用集中统一供给系统，即生活给水，生产给水，消防给水合一套管网。供水水源规划在禾水河上游新建一处自来水厂，采用禾水河地表水，占地规模0.7公顷，日供水规模为10000吨。用水量指标比较单位用地和单位人口指标用水量，取平均值，则XX镇中心区用水量约为9630吨/日，日变化系数取1.4，用水量指标包括不可预见水量。管网规划根据城市给水工程规划，考虑现有供水管道利用，充分考虑满足镇区远期建设用水要求。主干管沿沿河路、腾飞大道和希望大道敷设，其他道路布置干管和支管，管径DN100～DN400；镇区内给水管网按照地形特点、建筑物的布局，采用环状和枝状相结合的方式布置。给水管道采用给水PE管，管顶覆土均大于0.7米。图3.2-2镇区给水规划排水工程现状概况目前镇区排水系统没有形成完整的体系，污水处理站及配套管网尚未建立，城镇雨水和未经处理的生活污水无组织排放，对规划区的环境及水体造成了较严重污染。排水体制排水采取雨污分流制，生活污水需经化粪池预处理后方可排入市政污水管网，各企业生产污水和处理后的初期雨水达到《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)所允许的标准后，方能排入市政污水管道。污水排放系统污水处理站镇区设置一座污水处理站，污水站位于规划区东南侧，处于区内地势偏低处，紧靠禾水河下游，整个污水厂处理污水能力为6000吨/日，占地0.88公顷。污水排放标准应根据受纳水体要求确定，污水用于农田灌溉应符合《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)。图3.3-1镇区污水规划污水量计算规划区内污水排放量按85%生活用水量计，日变化系数取1.4，规划区平均日污水量约为5846吨/日。污水管网规划生活污水须经化粪池处理后，排入污水管，支管收集后排入污水主干管，由污水主干管送入污水处理站，污水经处理达标后排入水体；生产污水的处理应与生产设施同步进行，生产污水经无害化处理达标后，排入镇区污水主干管，经镇区污水处理站处理后，达标排放。雨水排放系统规划雨水按重力流就近排放的原则，结合地形布置，充分利用镇区内天然水体的调蓄能力，将雨水以最短的距离排入规划区受纳水体中。图3.3-2镇区雨水规划电力电信工程电力工程现状概况镇区供电电源现状引自XX35kV变电站（2×31.5kVA)。用电负荷预测根据《城市电力规划规范》（GB50293-1999）采用规划单位建设用地负荷指标法预测。规划用电同时使用率取0.7，预测镇区规划最大用电负荷为19.77MW。电网规划供电电源镇区供电由规划区西北侧的110kV变电站提供。电网规划镇区10kV及以下均以电力电缆穿管埋地暗敷。电力电缆布置在道路人行道的西侧或南侧。技术经济指标：供电可靠率≥99.99%，线损率≤7%，供电电压合格率≥99.9%。区内电压等级为：110KV、10KV、380/220V三个。本区采用三级网络供电110KV-10KV-380V/220V，规划将区内划分为8个供电分区，在每个分区设一处10/0.4kV变配电站（所），每个变配电站（所）供电半径原则上定为200～500米。为美化区内景观等，规划区内中低压电力线及路灯线全部采用电力电缆埋地敷设（电缆管沟或电力排管），并与电信等弱电异侧敷设。路灯供电镇区路灯采用独立的供电系统，线路采用直埋方式敷设。道路红线宽度30米以上，路灯采用双侧布置，路灯线沿道路埋地暗敷，由就近变配电站（所）出线供电。电信工程现状概况镇区设有电信所，程控交换机容量为5680门，安装电话1680门，采用通信光缆与县城联网，进局光缆架空敷设。电信容量规划在镇区新建电信所，占地0.96公顷，程控交换容量18000门。镇区电信电缆接XX电信所，区内电信光缆布置在道路人行道的东侧或北侧。根据装机容量预测，本规划区内设置8个电信交接箱，交接箱根据实际情况宜采用室内式，墙壁式、落地式等形式设置。规划电信线路沿主、次干道采用树枝状的方式布置，与电力线等异侧埋地敷设（采用电信管道或直埋形式敷设），管道采用4～12孔电信管道。电信线路敷设在道路东侧或南侧，并与市、县电话网对接。镇区广播电视电缆，由XX县广播电视电缆干线直接接入，与弱电电缆同沟埋地敷设。通信电路均与电力电缆异侧埋地敷设。沿规划道路每隔200～300米设置一处IC卡公共电话亭和公共信筒。图3.4-1镇区电力电信现状和规划燃气工程燃气现状镇区东侧现有液化石油气储配站一座，气站采用瓶装供应方式供镇域内部分居民用气。气源镇区气源引自XX县燃气管网。供气量预测镇区总供气量约为0.23万立方米/日。管网规划规划在胜利大道与发展大道交汇处设置燃气储配站，从储配站输气到各用户。规划管网采用中压-低压二级管网系统，布置形式采用枝状相结合的方式。燃气调压站镇区天然气中低压调压站共2座，服务半径为500～700米，每座调压站占地面积约300平方米。图3.5-1镇区燃气规划防洪排涝工程现状分析镇区属滨河地区，南临禾水河，区内多为山地。区内防洪堤、排涝站、消防站等防洪排涝与消防设施缺乏，抗御灾害能力较弱。防洪排涝标准XX镇禾水河水系防洪标准为二十年一遇，按五十年一遇校核。防洪排涝规划规划沿禾水河设置防洪堤，严格按照防洪治涝标准进行防洪堤、排涝站等设施建设。图3.6-1镇区防灾减灾规划

项目建设的必要性项目的建设是加快基础设施建设、提高城镇化水平，实现XX镇可持续发展的需要XX镇区的发展离不开市政基础设施建设，城镇排水管网为镇区必不可少的基础设施，是镇区文明程度的外在体现，是提升XX镇竞争力的重要基础，只有镇区基础设施的日臻完善，镇区承载能力才会大大增强。目前镇区排水系统没有形成完整的体系，污水处理站及配套管网尚未建立，城镇雨水和未经处理的生活污水无组织排放，对镇区的环境及水体造成了较严重污染。随着镇区的发展，对环境要求越来越高，必须加快市政基础设施建设，改善生态环境，实现城镇区经济社会的可持续发展。项目的建设是提高人民生活质量，改善居住环境的需要近年来随着城镇化进程的加快，自来水用水量、污水排放量逐年增加。镇区水系未得到有效保护，污水未经处理直接排至地表水体后汇入禾水河，导致水体感观差，水质恶化。通过本项目的实施，完善污水收集管网，提高污水收集率减少污水对地表水体的污染，将大大提高人民生活质量，改善居住环境，因此项目的实施是非常必要的。项目的建设是实现和符合国家、省相关规划及执行相关政策文件的需要《国务院关于支持赣南等原中央苏区振兴发展的若干意见》国发[2012]21号意见明确指出：加大环境治理和保护力度。支持城镇污水处理厂和污水管网建设，“十二五”末完成所有县城生活污水管网体系建设，支持开发区、工业园、产业园污水处理设施建设。《XX省关于加快百强中心镇建设推进镇村联动发展的意见》赣办发〔2013〕18号意见明确指出：完善城乡基础设施和公共服务设施。加快完善道路、供水、供电、供气、广播电视、排水、防洪、农贸市场、垃圾处理、污水处理、公共交通、通信网络等基础设施，推动城乡基础设施一体化，提高中心镇综合承载力。《XX省百强中心镇污水处理设施建设及工程运行实施方案》赣建村〔2015〕6号方案明确指出：为全面推进我省生态文明先行示范区建设，践行国家和省新型城镇化、节能减排战略部署，按照“乡镇主体、市场运作、部门指导、财政补助”原则，科学谋划、精心组织，扎实推进百强中心镇镇区生活污水处理设施建设，着力改善城乡人居环境，提升城镇基础设施建设和生态保护水平。2015年全面启动全省百强中心镇镇区生活污水处理设施及配套管网建设，年底镇区集中连片建成区生活污水收集管网及污水处理设施基本建成，2016年污水处理设施实现有效运行，2017年镇区污水收集率达80%左右，镇区生活污水基本得到有效处理。综上所述，“XX县XX镇污水处理设施及配套管网工程”项目的建设，不仅是必要的而且非常迫切。

总体设计工程范围本工程方案设计范围本东至王家村，西至台州上村，南以禾水河为界，北至泉南高速公路连接线，总计为269.6ha（2.7km2）面积的污水收集和处理系统。其中，南部老城片区建设用地132.0ha、北部新城片区建设用地80.2ha、西部产业片区57.4ha。设计标准污水工程设计标准农村地区居民生活污水量采用100L/cap·d；污水量计算公式式中：Q—居住区污水设计流量（L/s）q—农村地区居住生活污水量污水设计（L/cap·d）N—设计人口数（cap）KZ—生活污水量的总变化系数，根据《镇(乡)村排水工程技术规程》CJJ124-2008取值水力计算公式式中：V—流速（m/s）R—水力半径（m）i—水利坡降管道粗糙系数：钢筋混凝土管n=0.013；塑料管选用n=0.011。在满足设计充满度下管道最小设计流速为0.60m/s。日处理污水量根据《农村生活污水处理项目建设与投资指南》规定，集中污水处理项目的设计处理规模按照以下公式进行估算：日处理污水量＝人均日生活用水量×当地人口×排水系数×污水处理率×生活污水量的总变化系数＝人均日生活污水量定额×当地人口×污水处理率×生活污水量的总变化系数合流水量的计算合流管渠的设计流量，应按下式计算：式中：Q—设计流量（L/s）Qd—设计综合生活污水量（L/s）Qm—设计工业废水量（L/s）QS—雨水设计流量（L/s）Qd—设计综合生活污水量（L/s）Qdr—截留井以前的旱流污水量（L/s）截留井以后管渠的设计流量，应按下式计算：式中：Q’—截留井以后管渠的设计流量（L/s）n0—截流倍数QS‘—截留井以后汇水面积的雨水设计流量（L/s）Qdr‘—截留井以后的旱流污水量（L/s）雨水管道工程设计标准XX县暴雨强度公式式中：q—设计暴雨强度（L/s•ha）；P—暴雨重现期，P=3年；t—降雨历时（min），降雨历时计算公式如下：式中：t1—地面集水时间，t1=10min；t2—管道内雨水流行（min）；雨水量计算公式：式中：Q—暴雨水设计流量（L/s）；q—设计暴雨强度（L/s•ha）；Ψ—综合径流系数取0.6（道路取0.90，绿地取0.15）；F—汇水面积（ha）；管道粗糙系数：钢筋混凝土管n=0.013；塑料管选用n=0.011。管道按满流设计，最小设计流速为0.75m/s。方案论证排水体制排水体制比选在城镇和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水，这些污水采用管渠系统来排除。污水的不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制（简称排水体制）。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水在同一个管渠内排除的系统。分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排水的系统。合理地选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工和维护管理，而且对城市和工业企业的规划、环境保护影响深远，同时影响排水系统的总投资以及维护管理费用。通常，排水体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定。而环境保护应是选择排水体制所考虑的主要问题。下面从不同角度进一步分析各种体制的使用情况。从环境方面来看，如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全面截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体污染来看，是较好的，但这时截流干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应的增高。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢流井直接排入水体。实践证明，采用截流式合流制的城市，随着假设的发展，合流的污染日益严重，甚至达到不能容忍的程度。为了改善截流式合流制的这一严重缺点，应将截流式合流制逐步改造分为分流排水方式。分流式是将城市污水全部送至污水处理站进行处理，雨水直接排放。但初降雨水径流水质的调查发现，雨水径流特别是初期雨水径流对水体的污染相当严重。分流制具有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国外获得广泛采用，是城市排水系统体制发展的方向。总之，排水系统的选择是一项很复杂很重要的工作，应根据城镇及工业企业的规划，环境保护的要求，污水利用情况，原有排水设施，水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。表5.2.1-1排水体制特点分析排水体制环境保护影响改造困难程度综合造价维护管理分流制初雨径流不进入污水厂（排入雨水管），对水体造成污染，但污染程度较轻在旧城街道狭窄、两侧建设较完善的情况下，短期内难实施建设两套（雨水、污水）独立排水系统，一次性改建投资高，影响面广流速稳定，不致于污物沉淀，水质稳定，污水厂运行易于控制截流式合流制溢流污水会严重污染水体原合流制排水系统可以保留，只需沿河修建截流干管和溢流井，较易改造实施排水系统的改造工程投资较低，但初雨径流的进入增大了污水处理厂的规模旱流时流速小于污物的沉淀流速；旱流与降雨时流入污水厂的水质变化大，运行较复杂，处理难度大。排水体制选择根据镇区建设情况，南部老城区为已建城区，现状为雨、污合流制，如改造雨、污分流制，实施难度大，且近期达不到收集治理污水目的，因此南部老城区采用截流式合流制排水体制。北部新城区和西部产业片区均为新城区，采用雨、污分流制排水体制。具体的排水分区如下：南部老城片区指希望大道以南，现有镇区街区和政府周边居民区，主要以旧城改造为主要建设手段，并适度开发周边用地。建设用地132.0ha,规划人口13000人拟采用截留式合流制排水体制。北部新城片区指希望大道以北，腾飞大道以东，用地包含商业、行政办公、文化娱乐、体育休闲、广场公园、医疗保健、教育等为一体的镇区综合服务中心。建设用地80.2ha,规划人口7800人拟采用雨污分流制排水体制。西部产业片区指希望大道以北，腾飞大道以西，结合城镇性质配套建设的生产设施用地、农副产品交易市场和物流用地。建设用地57.4ha,规划人口5500人拟采用雨污分流制排水体制。排水管网方案论证布置原则污水收集管网费用占污水工程总投资的50%～75%，合理的管网布置是合理、经济地设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。管网布置一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。管网布置应遵循的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水，管道必须具有坡度。在地形平坦地区，管线虽然不长，埋深亦会增加很快，当埋深超过一定限值时，需设泵站提升污水。这样便会增加基建投资和常年运转费用，是不利的。但不建泵站而过多地增加管道埋深，不但施工难度大而且造价也很高。因此，在管道定线时需作方案比较，选择最适当的定线位置，使之既能尽量减少埋深，又可少建泵站。排水管网设计方案图5.2.2-1农村集聚区污水收集系统示意图现状地形和排水走向分析镇区划分为南部老城片区(132ha),北部新城片区（80.2ha），西部产业片区57.4（ha）.镇区建成的道路有腾飞大道、经三路、阳光大道、经一路。均只敷设合流排水管道。镇区总体地势北高南低，西高东低。镇区污水多排入南部灌溉渠道内。本工程区域内污水排出及收集系统拟充分利用现有地形、地貌，以重力自流方式为主。根据镇区地形特点及建设情况，污水收集分为两部分。已建城区采用截污管道，沿灌溉渠道北侧及禾水河北侧敷设截污管网收集居民污水由西至东排至拟建污水处理站。新建城区采用污水管道，沿规划路网顺道路坡度敷设污水管道，总体由北至南、由西向东汇入截污干管至拟建污水处理站。污水管道布置方案根据镇区地形特点及开发现状，本工程污水干管拟沿灌溉渠道北侧敷设，由于灌溉渠道水位较高，水位只比路面低0.3m，截污管道只能在两处排入禾水河地方设置溢流井。沿灌溉渠截污管道西侧起始于经五路，东侧起始于创新大道，由两侧向中间在经二路处汇合。管径为DN800～DN1000。沿禾水河北侧截污管道起始于腾飞大道，污水由西向东，在经二路接灌溉渠截污管道，在创新大道接污水主管，再由北至南汇至拟建污水处理站，管径为DN400～DN500。新城区污水主管分三处接入下游管道：沿经五路由北至南汇入灌溉渠截污干管，管径为DN400；沿阳光大道由北至南汇入灌溉渠截污干管，管径为DN400-DN500；沿发展大道由西向东再由北至南汇至沿河路再由东向西汇入禾水河截污管道，管径为DN400。各道路支管网均顺道路坡度汇入主干管，最终汇至拟建污水处理站。为尽快达到污水收集处理目的。近期拟建设沿渠道截污管道，沿禾水河截污管道，希望大道、腾飞大道、阳光大道的污水管道。污水管道布置方案详见A00P00-06《污水管网设计总图》。管材比选在污水工程中，管道工程投资在工程总投资中占有很大的比例，而管道工程总投资中，管材费用约占50%左右。污水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理选择管材非常重要。污水管道的管材应满足以下要求：在保证正常的排水功能的前提下，排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。排水管渠必须能抵抗污水中杂质冲刷，也应有抗腐蚀的性能，特别对某些有腐蚀性的工业废水。排水管渠必须不透水，以防止污水渗出而污染地下水或腐蚀其它管线和建筑物基础，或因地下水渗入污水管道，而增大了污水泵站及污水处理厂的负荷。排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小。排水管渠应尽量就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，减少运输和施工费用。目前，常用的排水管材有以下几种：钢筋混凝土管（PCP）此管道具有制作方便、造价低的优点，目前在排水管道中应用最广。但缺点是抗渗性能差、管节短、接口多和搬运不便等。钢筋混凝土管的长度在2m左右。其接口形式有承插式、企口式和平口式。钢管钢管具有较好的机械强度，耐高压，耐震动，总量较轻，单管长度大，接口方便，有较强的适应性，但耐腐蚀性差，防腐造价高。钢管一般多用于大口径的压力管道，以及因地质、地形条件限制，穿越铁路、河谷和地震区时。一般在污水自流管道中较少使用。球墨铸铁管球墨铸铁管具有强度高、抗渗性能好、内壁光滑、抗压、抗震性强且管节长，接头少。管道的防腐采用水泥砂浆内衬，施工方便，但价格较高，适用于污水压力管道。玻璃钢夹砂管玻璃钢夹砂管重量轻、运输安装方便、内阻小、耐腐蚀性强，使用寿命可达50年以上。但管材价格较高，施工要求高，目前在国内开始广泛适用，是一种很有发展前途的管材。大型排水管渠排水管道的预制管管径一般小于2m。当排水需要更大的口径时，可建造大型排水渠道，常用建材有砖、石、混凝土块或现浇钢筋混凝土等，一般多采用矩形、拱形等断面，主要在现场浇制、铺砌或安装。塑料管塑料管包括HDPE承插式电热熔钢带增强管、双壁波纹管（UPVC）以及加强聚丙烯模压管（FRPP），其特点为内壁光滑、耐腐蚀性好、不易结垢、水头损失小、重量轻，加工连接方便，小于100mm的塑料排水管道在我国市政适用广泛。目前国内使用较为广泛的几种排水管材的比较见下表：表5.3.2-1常用管材性能比较表管材性能钢筋混凝土管（PCP）钢管球墨铸铁管HDPE管玻璃钢夹砂管使用寿命较长较短长长长抗渗性能较弱强强强强防腐能力较强较弱强强强承受外压可深埋能承受较大外压可深埋能承受较大压能承受较大外压承受外压能力较差、易变形承受外压能力较差、易变形施工难易较难方便方便方便方便施工方法大开挖、顶管大开挖、顶管大开挖、顶管大开挖大开挖、顶管接口形式承插式橡胶圈止水现场焊接刚性接口承插式橡胶圈止水热熔连接套管橡胶止水粗糙度(n值)水头损失0.013～0.014水头损失较大0.013（水泥内衬）水头损失较大0.013水头损失较大0.01水头损失较小0.01水头损失较小重量管材运输重量较大运输较麻烦重量较大现场制作重量较重运输不方便重量较小运输方便重量较小运输方便管材价格d800(元/m)最便宜（528）较贵（1133）较贵（1064）较贵（930）较便宜（652）对基础要求较高较低较低较低较低对回填要求一般一般一般高高从上表可看出，各种管材均有优缺点。合理地选择管材，对降低排水系统的造价影响很大，一般应考虑技术、经济及市场供应因素。根据调查，目前开发区污水管材有使用钢筋混凝土管及HDPE塑料管等，考虑到本工程靠近锦江水域，地下水位高，对管材可靠性要求高，本工程污水管道拟采用HDPE承插式电热熔钢带增强管。污水管道采用HDPE塑料管，设计管道埋深小于4m时，管道环刚度选用10KN/m2；设计管道埋深大于等于4m时，管道环刚度选用12KN/m2。管道基础采用碎石或砾石砂基础，碎石粒径25～38mm，砾石砂粒径≤60mm，基础厚10～15cm，上铺50mm厚砂垫层找平，中粗砂回填至管顶以上500mm。检查井检查井构筑物根据采用混凝土检查井，检查井的选取可根据S515《给水排水专业图集》来选取。工程沿线新建检查井采用自调式防沉降窨井盖框，同时采用防沉降式大盖板，井盖用高强钢纤维防盗检查井盖。φ300～φ800管道检查井均采用圆形检查井；φ900以上管道检查井宜采用矩形检查井。按照新修订的《室外排水设计规范》（2014年版），为避免在检查井盖损坏或缺失时发生行人坠落检查井的事故，污水、雨水检查井应安装防坠落装置，防坠落装置应牢固可靠，具有一定的承重能力（≥100kg），并具备较大的过水能力。管道施工管道施工采用开槽埋管的方式，管道基础及沟槽回填密实度要求和沟槽回填土要求严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008、《埋地塑料排水管道工程技术规程》CJJ143-2010、《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第2部分聚乙烯缠绕结构壁管材》GB/T19472.2-2004的规定执行。管顶以上50cm直至新的道路垫层底部范围内，应采用砾石砂与素土间隔回填至道路结构层，其压实厚度为20cm土和10cm砾石砂间隔填土，并应分层整平及夯实。污水处理系统方案论证设计总体构思整个系统设计遵循总规及排水专项规划的要求，近远结合，充分考虑项目的可实施性。建设污水处理站以解决目前污水不经处理直排河流造成的环境污染，污水处理站的规模确定需满足近期污水处理的要求，也要满足规划设计远期对污水进行处理的要求。充分考虑现状，尽量利用和发挥原有排水设施的作用，使新规划排水系统与原有排水系统合理地有机结合，同时节省投资。考虑尽可能降低工程的总造价和经常性运行管理费用，节省投资。建设规模的确定本工程服务范围为主要为片区内生活污水，XX镇中心区近期（2015年）人口约13000人，远期（2030年）规划人口30000人。结合本项目实际，考虑污水收集情况及近、远期规模的合理配置，污水处理站建设规模确定为：近期（2016年）：2000m3/d远期（2030年）：4000m3/d。远期处理规模在实施前尚需进一步论证。禾水河水文资料常水位标高：125.78m10年一遇洪水位标高：126.50m20年一遇洪水位标高：127.00m污水处理站的布局及站址比选站址选择原则站址选择应符合城镇总体规划及排水工程规划的要求；符合环境保护的要求，如尽可能处于镇区水体下游，处于镇区主导风向的下风向，并与周围居民区有一定的卫生防护距离；应与选定的污水处理工艺相适应；应尽量靠近污水排放点，以缩短排水管道长度，节省投资，便于服务区污水的收集；有良好的工程地质条件，有扩建的余地，以适应将来发展的需要；站址应不受洪涝灾害影响，防洪标准不低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；尽量做到少拆迁、少占农田和不占农田；有方便的交通、运输和水、电条件；要充分利用地形，应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，减少土方工程量。方案比选站址一位置：位于镇区东南侧，禾水河东岸，现状为荒地，征地较易；站址二位置：位于镇区东南侧，镇中学东侧，现状为农田，征地困难。图5.3.3-1污水处理站比选站址位置表5.3.3-1厂址方案比选比选项目厂址一（禾水河东侧）厂址二（镇中学东侧）征地难易度规划用地，征地较易。现状为农田，征地困难。环境影响位于镇区边缘，四周空旷，对居民影响较小西面紧靠镇中学，北面靠近居民点，对居民影响较大规划影响符合镇区规划，不影响镇区进一步规划发展位于镇区规划范围外，占用基本农田投资影响离镇区较远，管网埋深较深，管网投资较大离镇区较近，管网投资较小。施工难易度现状为荒地，厂址西侧有现状道路，施工方便现状为农田，地基需处理；周边无道路进入，施工较难。是否推荐推荐不推荐通过以上分析比选，两布置方案都处于城市水体下游，对水体的影响方面差别不大。主要差别在交通运输条件、供水供电条件、征地难易、对环境影响、对镇区规划的影响，对配套管网投资及土方回填和地基处理的几个方面。厂址二虽然污水管网敷设较易，但从交通运输条件、供水供电条件、征地难易、对环境影响、对镇区规划的影响均不如方案一，因此，本可研推荐污水处理厂厂址采用厂址一（禾水河东侧）。图5.3.3-2备选污水处理站站址现状图进出水水质的确定本工程服务范围仅为生活污水，参照省内同类污水厂（站）设计进水水质情况，并依据《XX省县（市）污水处理厂排放标准和工艺选择的主要依据》中对进水水质的要求，确定本次镇区污水处理站的进水水质。污水处理站处理后水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级标准（A标准），尾水排入禾水河。表5.3.3-2XX镇污水处理站工程进、出水水质表（mg/L)项目BOD5CODcrSSTNNH3-NTP进水水质12022020035253出水水质≤10≤50≤10≤15≤5≤0.5工艺的比选乡镇污水的特点目前我国乡镇污水主要为生活污水，具体特点表现为以下几点：（1）污水水量不稳定现阶段乡镇污水水量的变化较大，水量昼夜变化大、早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，污水排放呈不连续状态，用水量变化系数远大于城市中的取值。（2）污水成分复杂乡镇污水不仅包含乡镇生活污水，还通常包括畜禽养殖废水、使用化肥农药造成的水体污染，部分污水还含有大量工业废水，导致乡镇污水成分复杂，加大了污水处理难度。（3）点多面广，污水收集困难目前乡镇地区污水量较小且污水排放点分散，污水排放点多面广，住户相对分散，污水收集较为困难。由于我国大多数乡镇的建设缺乏科学规划，建筑物布局不够合理；排水管网不完善，基础设施建设滞后；地形复杂，居民分散，道路狭窄等，导致目前乡镇污水收集较为困难，同时污染源分散，使得乡镇污水不适于大集中收集处理。（4）区域差异性明显乡镇污水受地域影响较大，不同地域间存在有较大的差异。在经济发展相对不发达的乡镇中，其污水主要是生活污水，有着良好的可生化性；而在经济发展相对较快的乡镇，其通常包括部分乡镇企业，此类乡镇污水中不仅包含居民生活污水，同时含有大量的乡镇企业污水，乡镇企业废水排放比例明显偏高，其污水可生化性易受影响。乡镇污水治理存在的问题近年来，随着国家对水环境治理工作日益重视，乡镇污水处理工程在全国各地均已得到广泛实施。但各地已建成的污水处理工程运行时均存在一些问题，导致环境效益并不明显，XX乡镇污水处理工程虽然起步较慢，但这些污水处理厂的运行经验却可为本工程工艺选择提供非常宝贵的借鉴意义，目前工程运行时出现的问题具体表现在下几点：（1）建设长距离污水收集管网，污水收集率不高，运行负荷低目前我国已建成的乡镇污水处理工程，均采用大集中式污水处理模式，需建设长距离污水收集管网，导致集中式的污水收集管网投资占乡镇污水处理厂投资的2~3倍。因资金、污水收集管网建设难度等原因造成污水收集管网建设滞后，导致大部分乡镇污水处理厂建成后运行负荷不足，使污水处理厂长期处于低负荷运行状态，造成乡镇处理处理厂处理效果不佳；甚至有的污水处理厂建成后数年都无法通水运行。（2）缺乏专业技术人员传统工艺污水处理厂的运营对污水处理专业人员的素质依存度很大，传统工艺污水处理厂运行效果好坏往往取决于运营人员的专业素养。因乡镇经济发展问题制约，导致乡镇技术人员较少。现阶段我国已运营的乡镇污水处理厂中，大部分现场运行人员是非专业人员，只经过简单培训。导致污水处理厂管理技术水平低，运行经验严重不足。大部分人员只能按部就班，不能及时发现并解决问题。使得污水处理厂运行容易出故障，出现问题难以及时解决，污水处理厂维修和运行费用居高不下。（3）污泥处置不规范，二次污染严重由于乡镇污水处理厂规模普遍偏小，产泥量较少，污泥综合利用价值低，而填埋场距离通常较远，导致污泥处置费用偏高，因而乡镇污水处理厂污泥就地不规范填埋现象严重，极易形成二次污染，污染地表水和地下水。（4）监管体系不全面，不利于污水处理厂运行管理由于受乡镇环境制约，目前乡镇污水处理厂监管体系并不全面。污水处理厂监管体系的不全面使部分地区重视污水处理厂建设而轻视其运行管理，导致污水处理厂未发挥其应有社会效益。乡镇污水处理技术选择原则乡镇污水处理工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响。根据乡镇污水特点同时结合目前我国乡镇污水处理厂普遍存在的问题，乡镇污水处理工艺与建设模式应满足“就近收集、就近处理、就近回用”等特点，同时以“建得起，用得了”为总原则，其具体选择原则应满足如下几点：（1）选择的处理工艺应确保出水水质满足国家和地方现行的有关规定；（2）充分考虑乡镇污水水质、水量特点，处理工艺满足污水处理要求，所选择的工艺需工艺成熟、技术先进、处理效果好，在满足处理效果的前提下，尽量选择工艺流程简单的工艺；（3）由于乡镇缺乏专业的污水处理技术人员，因此所选择工艺需简便易行、维护管理方便，尽量选择自动化程度高的处理工艺，以减小污水处理厂对运营人员专业素养的依存度，确保污水处理厂可随时随地发挥其良好的环境效益；（4）由于乡镇的经济实力薄弱，所选用的污水处理工艺在确保达标排放同时应尽量做到运行费用少、造价低，基本上不投加药剂或者少投加药剂。同时，所选工艺应产泥量少或尽量不产污泥，以减少二次污染，降低污泥的处理费用。主要污染物的去除分析鉴于乡镇主要处理污水为生活污水，该类污水污染物主要以有机物、无机悬浮物等为主，目前国内对该类污水处理技术已相当成熟，采用生物处理有多种工艺，处理乡镇污水主要有氧化沟、SBR、A/O法等以及一种新型的城镇污水处理方法——膜技术。根据南昌县黄马乡实际情况，选择CASS、氧化沟、人工湿地和兼氧FMBR四种处理工艺进行比选。主要的污染物有三类，第一类为悬浮物SS，第二类为有机污染物CODcr及BOD5，第三类为无机营养盐N和P。两种工艺去除各主要污染物机理及办法如下。4.5.1氧化沟法、CASS法、人工湿地法=1\*GB3①悬浮物（SS）的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大尺度的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小尺度的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小尺度的无机颗粒（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、网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水处理厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水SS指标，还因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮体，其本身的有机物成份就很高，因此对出水的BOD5、COD等指标也有很大影响，所以控制污水处理厂出水的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。需要在工程中采用适当的措施，例如选用适当的污泥负荷（F/M值）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，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网捕作用等。在污水处理方案选用合理，工艺参数取值合理，单体设计优化的前提下，完全能够使出水指标在20mg/L以下。=2\*GB3②生化需氧量（BOD5）的去除污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行分离来完成。在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的BOD5的去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所至。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用。对溶解性有机物需靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物的有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将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CO2和H2O等稳定物质，这也是污水中BOD5的降解过程。由于微生物好氧代谢作用对污水中溶解性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，可以使处理后污水的残余BOD5浓度很低。=3\*GB3③化学需氧量（COD）的去除污水中COD去除原理与BOD5的基本相同，但COD去除率取决于原污水的可生化性，它与城镇污水的组成有关。对于那些主要以生活污水为主的污水，其BOD5/CODcr比值往往接近0.5甚至大于0.5，其污水的可生化性较好，出水中CODcr值可以控制在较低的水平。=4\*GB3④氮（N）的去除氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城镇污水中。在原污水中，氮以NH3-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称为凯氏氮，用TKN表示。而原污水中的NO2-N和NO3-N量很少。氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除，这部分氮量占所去除的BOD5的5%。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥龄足够长的情况下被进一步氧化成硝酸盐。因为氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处理厂出水的控制指标之一。脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐NO3-N中的氧作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气N2，从而完成污水的脱氮过程。生物脱氮工艺是目前广泛采用的污水处理工艺。由此可见，要达到生物脱氮的目的，完成硝化是先决条件。因为硝化菌属于自养菌，其比生长率μs明显小于异养菌的比生长率μh，生物脱氮系统维持硝化的必要条件μs≥μh即系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统的泥龄大于维持硝化所需的必要的最小泥龄。根据大量的试验数据和运转实例，设计污泥负荷≤0.18kgBOD5/kgMLSS·d时，就可以达到硝化及反硝化的目的。氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城镇污水中，氮主要以NH3-N及有机氮形态存在，硝酸盐氮NOX-N（包括NO3-N和NO2-N）几乎为零。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，污水中有机氮在好氧的条件下转成氨氮，而后在硝化菌作用下变成硝酸盐氮，随后在缺氧条件下，由反硝化菌的作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，整个生物脱氮过程就是氮的氧化还原反应，反应能量从有机物中获取。4.5.2兼氧FMBR技术膜生物反应器（MBR）是一种将膜分离技术与生物处理单元相结合的污水处理工艺，近年来倍受关注。常规好氧MBR工艺能耗较大，运行费用较高，在工程应用上受到了一定程度的制约。为此研发出一种新型膜生物反应器—FMBR，首次提出并成功开发应用了FMBR工艺、气化除磷技术等，在技术上取得了四个方面的成功，简称为兼氧FMBR，含意如下：成功建立兼氧FMBR—SuccessfullycreatingfacultativeMBR；成功实现有机污泥近零排放—Successfullyrealizingsludgezerorelease；成功实现污水气化除磷—Successfullyrealizingphosphorusgasificationremoval；成功实现同步脱氮—Successfullyrealizingsychronousnitrogenremoval。膜技术污水处理工艺就是针对有机废水的处理，以兼氧FMBR为核心技术研发而成。兼氧FMBR的主要特点：兼氧FMBR污泥以兼性厌氧菌为主，有机物的降解主要是通过形成较高浓度的污泥在兼性厌氧性菌作用下完成的。大分子有机污染物是被逐步降解为小分子有机物，最终氧化分解为二氧化碳和水等稳定的无机物质。由于兼性厌氧菌的生成不需要溶解氧的保证，所以降低了动力消耗。曝气的主要作用是对膜丝进行冲刷、震荡，同时产生的溶解氧正好被用来氧化部分小分子有机物和维持出水的溶解氧值。（a）污水污泥同步处理（有机污泥近零排放）兼氧FMBR技术在实现污水处理回用的同时，实现了有机污泥的大幅度减量，可实现基本无有机剩余污泥排放，成功解决了剩余污泥处置难题。F/M比是影响污泥增值的重要因素，低F/M将使得生化系统中污泥处于高度内源呼吸相，进入系统有机基质最终被内源呼吸而代谢成为二氧化碳、水及少量无机盐。兼性厌氧菌新增有机物在兼性厌氧菌的作用下一部分被分解为小分子有机物，继而被氧化分解为CO2、H2O等无机物；另一部分被合成为细胞。在低污泥负荷条件下，该细胞作为营养物在兼性厌氧菌作用下一部分又被分解为小分子有机物，继而又被氧化分解为CO2、H2O等无机物；另一部分又被合成为新细胞。依此类推，在低污泥负荷条件下，该新细胞又作为营养物在兼性厌氧菌的作用下继续作分解与合成的代谢，直至细胞最后全部代谢为CO2、H2O等无机物。由图4-1可见，从整个分解、合成代谢的过程来看，有机物已被彻底代谢，系统内有机污泥没有富集增长。兼性厌氧菌分解分解分解分解CxHyOzO合成细胞小分子有机物C1……CO2、H2O等O合成细胞小分子有机物C2CO2、H2O等O合成细胞小分子有机物C3CO2、H2O等OCO2、H2O等兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌当系统内新增细胞等于代谢速率时，有机污泥零增长。通过某长期实验，监测出当污泥自身消化与增殖达到动态平衡时，系统内的污泥负荷基本维持在0.072kg（COD）/kg（MLSS·d）。进水有机污染物浓度高，新增细胞多，代谢速率高，MLVSS升高；反之，进水有机污染物浓度低，新增细胞少，代谢速率低，MLVSS降低。由于膜生物反应器能够将细菌截留下来，污泥浓度随进水浓度可以在比较宽的范围内波动，确保系统能在0.072kg（COD）/kg（MLSS·d）这个污泥负荷下运行，实现有机剩余污泥近零排放。且通过不排泥方式的运行，可以维持较长污泥龄，抑制了丝状菌的增殖，解决了不排泥情况下的污泥膨胀问题。(b)实现了污水气化除磷污水除磷技术主要有化学除磷和生物除磷，化学除磷药剂用量大，产生的化学污泥多，运行成本高；生物除磷需通过排泥实现，存在剩余污泥处理难题，近年来，利用膜生物反应器强化生物脱氮除磷越来越受重视。受自然现象中某些场合下磷被转化为气体磷化氢的启发，如自然界中的“鬼火”现象，稻田、沼泽、氧化沟中的磷损失现象等，金达环保公司首次提出并开发应用了兼氧生物气化除磷工艺，该工艺完全不同于传统的生物除磷工艺，是一种全新的高效低耗生物除磷新工艺。(c)同步脱氮（厌氧氨氧化）厌氧氨氧化的反应机理：在一定条件下，硝化作用产生大量的NO2-累积，厌氧氨氧化菌首先将NO2-转化成NH2OH，再以NH2OH为电子受体将NH4+氧化生成N2H4；N2H4转化成N2，并为NO2-还原成NH2OH提供电子，实验中有少量NO2-被氧化成NO3-。由于实现了短程硝化、厌氧氨氧化作用，减少了供氧，大幅降低曝气能耗和反硝化所需碳源，从而实现了高效脱氮目的。在实施上，不仅要优化营养条件和环境条件，促进厌氧氨氧化菌的生长，同时要设法改善菌体的沉降性能并改进反应器的结构，促使功能菌有效持留。厌氧氨氧化涉及的化学反应为：NH2OH+NH3→N2H4+H2ON2H4→N2+4[H]HNO2+4[H]→NH2OH+H2O处理工艺方案比选根据上述，选择了CASS工艺、氧化沟工艺（奥贝尔）、人工湿地和膜技术污水处理器（兼氧FMBR工艺）四种方案进行比选。方案一：CASS工艺CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，它是在CASS反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。CASS工艺分预反应区和主反应区。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、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有一定的脱氮、除磷功能。CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体如下：（1）充水-曝气阶段边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。（2）沉淀阶段停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。（3）滗水阶段沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。（4）闲置阶段闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，防止污泥流失。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以及恢复污泥的吸附能力。方案一的工艺流程如下：污泥外运污泥外运污泥回流污水栅渣、砂渣外运处理上清液粗格栅细筛机沉砂池污泥池沉砂池CASS池V型滤池清水池回用或排放消毒污泥脱水方案二：奥贝尔氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法之一，其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因而氧化沟又名“连续循环曝气池”。氧化沟构造简单，运行管理方便且处理效果稳定。随