污水处理厂扩建项目可研报告

沈北新区新城子污水处理厂扩建项目可行性研究报告PAGE辽宁省城乡建设规划设计院-目录TOC\o"1-3"\h\z前言 61总论 71.1项目概况 71.2可行性研究报告编制目 71.3可行性研究报告编制依据 81.4编制原则 111.5编制范围和内容 111.6法律背景和责任 121.7项目区域介绍 142给排水现状及项目建设的必要性 182.1城市排水现状及规划 182.3项目建设必要性 193设计水量及进出水水质 213.1设计水量 213.2设计进水水质 223.3化学工业园区排水情况及水质 243.4设计出水水质 284污水处理厂厂址选择 294.1厂址选择原则 304.2污水处理厂厂址选择 304.3厂址环境简介 305污水收集管网设计 315.1排水管网现状 315.3化学工业园区压力管道的断面形式及材质 326污水处理工艺方案选择 366.1工艺方案选择的原则 366.2污水水质可生化性分析 366.3污水处理工艺的选择 386.4预处理工艺 386.5二级生物处理工艺比选 406.6污泥处理方案比选 516.7深度处理工艺方案比较 616.8消毒 636.9尾水排放及回用 657污水处理厂推荐工艺设计 687.1工艺设计 687.2结构设计 877.3电气设计 897.4仪表与自控设计 957.5化验与设备维修 987.6辅助生产建筑物设计 1007.7厂区总图及竖向设计 1007.8厂区绿化和防臭 1038节能节水与环境保护 1038.1节能节水 1038.2能耗的构成和用量 1059环境保护 10710劳动保护与安全生产 10910.1设计依据 10910.2区及周边环境状况 11010.3工程建设期间环境影响和环保措施 11010.4项目运行期间环境影响和环保措施 11311消防 11511.1设计原则 11511.2耐火等级 11511.3采取措施 11512组织机构及定员编制 11612.1项目实施原则 11612.2组织机构与分工 11612.3项目服务单位的选择 11712.4生产准备与试运行 11812.5运行组织机构及人员编制 11812.6污水处理厂运行的管理 11913投资估算与资金筹措 12113.1.投资估算编制依据 12113.2投资估算范围 12113.3工程投资总估算 12113.4资金筹措 12113.4成本分析 12214财务评价和社会效益评价 12314.1概述及评价依据 12314.2财务评价 12314.3不确定性分析 12815结论与建议 12915.1可行性研究结论 12915.2建议 131附表 132附表1工程投资总估算污水处理厂及管网工程 132附表2污水处理厂工程投资估算A2/O（推荐） 133附表3污水处理厂工程投资估算MBBR（比较） 140附表4项目投资使用计划与资金筹措表污水处理厂 146附表5总成本费用估算表 146附表6项目投资现金流量表 146附表7利润与利润分配表 146附表8资金来源与运用表 146附图 147——新城子城市总体规划修编-规划区域用地布局规划图 147——新城子城市总体规划修编-污水工程规划图 149——新城子现状排水与新建污水管网平面图 150——新城子污水处理厂平面位置图(推荐) 152——A2/O工艺流程图（推荐） 153——A2/O工艺工艺厂区平面布置图（推荐） 154——A2/MBBR工艺流程图（比较） 155——A2/MBBR工艺厂区平面布置图（比较） 156前言党中央国务院高度重视辽河流域水污染防治工作，1996年国务院将辽河作为国家治理的“三河三湖”之一，1999年批准实施了《辽河流域水污染防治“九五”计划及2010年规划》，“十五”以来，国务院于2003年批复了《辽河流域水污染防治“十五”计划》，辽河流域已成为国家重点治理的流域之一。国务院把辽河流域的水污染治理列为国家“十一五”期间水污染防治工作的重点，用5～10年的时间把辽河水污染治理好。辽河流域水系主要受沈阳等7座城市污水的污染。目前辽河、浑河流域环境整治建设进展较快。七城市正在加速推进《浑河流域环境综合整治规划》、《辽河、浑河流域七城市环境保护与生态建设规划》和《辽宁中部群水环境综合整治一体化合作框架协议》的落实，一批重大环境保护项目已开始启动。

以新城子乡、新城子街和新城子开发区为主体的近100平方公里的新城子现代副城是沈北新区将集中打造两大城市发展空间之一。沈北新区新城子污水处理厂建成运行以来，长河以至辽河水质已经得到了巨大的改善，对开发区的开发建设和发展都起到了极大的推动作用。沈北地区的崛起和发展，将成为沈阳全面振兴的动力引擎，使沈阳实现新的跨越，对实现三大目标起到巨大的推动作用。所以，沈北新区新城子污水处理厂的改扩建，对治理辽河污染是重中之重的项目。沈北新区新城子污水处理厂设计总规模为50000m3/d，分两期建设，其中已完成一期建设规模为2.5万m3/d，目前运行状态良好，二期拟建设总规模2.5万m3/d。城区排水体制为雨污分流制。在可行性研究报告的编制过程中，得到沈北新区政府及各部门的大力支持和协助，在此谨致谢意!1总论1.1项目概况1.1.1项目名称沈北新区新城子污水处理厂扩建项目1.1.2项目承办单位辽宁省城乡建设规划设计院1.1.3工程规模沈北新区新城子污水处理厂扩建项目规模2.5万m3/d。1.2可行性研究报告编制目研究的给水、排水、道路交通、地形地貌、人居习惯等客观现状、评价预测分析后，利用必要的勘测资料，依据总体规划，编制本可行性研究报告，达到如下目的：论述沈北新区新城子污水处理厂扩建项目建设的必要性。对污水处理厂厂址、污水和污泥处理工艺方案及投资估算等方面的技术可靠性、经济合理性及实施可行性进行多方案的综合性研究、分析、比较和论证。在论证的基础上，提出本工程推荐的建设方案，为项目决策提供科学依据。针对本项目实际情况提出问题与建议。1.3可行性研究报告编制依据1.3.1主要法律、法规《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国水法》《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》《城市污染水处理及污染防治技术政策》《辽河流域水污染防治“十二五”规划编制大纲》，环境保护部2010年10月；《辽宁省辽河流域水污染防治条例》2011年1月11日辽宁省十一届人大常委会第21次会议审议通过；《大浑太流域污染治理工程技术指南》（2012年4月）；1.3.2有关资料《沈北新区现代副城污水处理厂工程可行性研究报告》——沈阳市市政工程设计研究院，2008.5《关于沈北新区现代副城污水处理厂工程可行性研究报告的批复》——辽发改地区[2006]1025号—辽宁省发展和改革委员会，2008.5《关于沈北新区现代副城污水处理厂工程环境影响报告书的批复》——辽环函[2006]343号—辽宁省环境保护局，2008.5《沈北新区新现代副城污水处理厂一期工程岩土工程初步勘察报告》——辽宁省建筑设计研究院岩土工程公司，2008.5《沈北新区现代副城污水处理厂1：1000测绘地形图》——沈阳市勘查测绘研究院其他相关资料1.3.3执行大的主要规范、标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）；《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；《污水综合排放标准》（GBJ8978-1996）；《泵站设计规范》（GB/T50265-2010）；《污水排入下水道水质标准》（CJ3082-1999）;《城市污水处理工程项目建设标准（修订）》（2001年）；《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）；《城市污水处理厂管道和设备色标》（CJ/T158-2002）；《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）;《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》(建城[2009]23号文件)；《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-92）；《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）；《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94，2000年版）；《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ93-86）；《自动化仪表选型规定》（HG20507-2000）；《仪表系统接地设计规定》（HG20503-92）；《控制室设计规定》（HG20508-92）；《仪表供电设计规定》（HG20509-92）；《信号报警、联锁系统计规定》（HG20511-2000）；《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》（CJJ120-2008）;《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）；《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；《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）；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）；《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；《国家职业卫生标准》（GBZ159-2004）；《抚顺市地表水环境功能区划》（2001.9.28）；《辽宁省辽河流域水污染防治条例》；《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）。国家有关法令、规范，现场的外部条件。1.4编制原则执行国家环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。在沈北新区新城子环境治理与城市发展总体指导下，以专业规划为基础，采取全面规划、重点实施的原则，使污水处理工程建设与城镇发展相协调，解决污水排放对环境造成污染的问题，充分发挥项目的社会、环境和经济效益。结合城区城市发展的总体规划和城区排水系统的现状，借鉴一期的工程经验，在认真进行方案比较的基础上确定污水治理工程方案。在污水资源化和综合利用原则下，充分考虑处理水回用的经济性和可行性。处理后出水除补充排放水体外，还回用于污水处理厂内的道路喷洒、厂区绿化、车辆清洗等。根据城镇污水处理厂规模较小，技术力量一般较为薄弱的特点，此类小型污水处理厂工艺应选择高效节能，简单易行运行方便的处理工艺，即确保污水处理效果，节省工程投资，降低运行成本。根据当地实际情况，采取恰当的污泥处置方法，妥善处理污水处理过程产生的栅渣、污泥，避免二次污染。污泥经脱水后收集，通过污泥转运车送至工厂进行污泥消化处理。为确保污水处理系统的正常运转，供电系统需有较高的可靠性，运行设备应有足够的备用率。同时污水处理厂用电按照国家相关规定要求必须有双回路的电源保证。结合项目的要求及特点，按现行政策进行静态和动态经济分析和评估。1.5编制范围和内容1.5.1编制范围本可行性研究报告编制范围如下：沈北新区新城子污水处理厂扩建项目服务范围内的配套管网；沈北新区新城子污水处理厂扩建项目，厂内除与一期共用的系统之外的全部污水处理构筑物、设备及附属设施；沈北新区新城子污水处理厂扩建项目内配套供电、供水、通讯等工程。1.5.2编制的主要内容与本工程项目有关的基础资料和基本情况。对新建污水管网进行论证。对沈北新区新城子污水处理厂的进水进行水质和水量的论证。对污水、污泥处理工艺及工程投资等进行技术可靠性、经济合理性、实施可行性及环境影响等多方案综合性比较和论证。在以上论证的基础上提出推荐方案，并进行工程方案设计。根据投资估算提出资金筹措方式及项目实施进度。1.6法律背景和责任1.6.1国家的法律与法规随着国家建设和科技的发展，人们逐渐认识到保护环境对社会进步和经济发展的重要意义。环境保护工作已成为我国的一项基本国策，受到社会普遍的关注和重视。为此，我国政府和有关部门颁布了一系列法律和法规，以保证这项基本国策的贯彻和执行。由国家颁布的有关防治水污染方面的主要法律和法规如下：《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国水污染防治法实施细则》《建设项目环境保护管理条例》《建设项目环境保护设计规定》《水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》《饮用水水源保护区污染防治管理规定》《地表水环境质量标准》GB3838-2002《工程建设标准强制性条文》《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-1999《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20021.6.2法律责任1989年12月26日颁布的《中华人民共和国环境保护法》作为母法，是各项有关环境保护法的基本依据，其要点如下：环境监督和管理规定了各级政府在制定环境质量和标准及环境监督方面的职责，由中央政府制定国家环境标准，省市级政府可根据地方具体情况补充项目和指标。环境保护与污染防治各级政府必须制定工业排污的程序和制度，并提出各种环境保护措施。法律责任授权给环境保护部门，采取适当法律程序来警告和惩罚污染者。1.7项目区域介绍1.7.1概况市区概况沈阳市是辽宁省省会，是全省的政治、经济和文化中心，是东北地区最大的经济中心城市和通往长城以南地区的必经之路。2005年，沈阳市下设：和平区、沈河区、大东区、皇姑区、铁西区、于红区、苏家屯区、东陵区、新城子区等九个市区，新民市、辽中县、法库县、康平县四个县（市）。沈阳市坚持“工业城市”的指导思想，把发展工业放到十分突出的位置，工业成为支撑全市经济增长最重要的力量。新的产业格局初步形成，优势产业主导作用明显，工业建设按照区域规划布局集中展开，“东汽、西重、南高、北农”区域产业格局轮廓日益清晰。优势产业为：装备制造业、医药化工业、农产品深加工业、钢铁及有色金属、航空制造业。三大工业主导区是：铁西新区、浑南新区、大东区。沈阳市现有林地面积35.3万公顷，林木覆盖率为27.2%，水资源总量为29.28亿m3，地下水资源量为22.86亿m3，地表水资源量为14.96亿m3。沈阳的周围有风景秀丽的辉山、天柱山和碧波荡漾的浑河、辽河、北沙河、新开河、南运河等。2005年，全市实现地区生产总值2084.1亿元，比上年增长16%，比2000年增长90.5%。农业生产较快增长，内部结构得到调整，2005年，全市实现农林牧渔业总产值238亿元，比去年增长10.4%。其中种植也产值91.4亿元，下降0.6%；；林业产值5.2亿元，增长14.9%；畜牧业产值115.9亿元，增长19.7%；渔业产值16亿元，下降0.1%。林牧渔业生产继续稳定增长，全市完成造林面积2.47万公顷，植树3116万株；农业生产条件进步一步改善，全市耕地面积67.5万公顷，其中水田12.1万公顷，水浇地1.9万公顷。农用化肥施用量（折纯）17.4万吨，地膜覆盖面积达3.6万公顷，农田有效灌溉面积达到26.3万公顷，增长0.8%。沈北新区概况沈阳市沈北地区范围北到市区北界、东到棋盘山西边界、南到北三环、西到沈山铁路，总面积1098平方公里，包括新城子、于洪、农业高新区、大东、东陵、皇姑六个区域。沈北新区是经国务院批准成立的具有市级经济管理权限的高新区，范围为北到沈阳市区北边界，南至北侧三环绕城高速公路，东至棋盘山风景区西边界，西至于洪区东边界，面积为831平方公里。沈北新区总人口59万，其中城镇人口30.7万。2005年，沈北新区完成地区生产总值128.3亿元，是中国最大的农产品深加工基地；辽宁省用“三化”解决“三农”的典范与龙头；成为国家开发银行全国“三化”解决“三农”的示范区。沈北新区还分布有道义经济开发区、沈阳农业高欣技术开发区两个省级开发区及虎石台经济技术开发区、德国农业园等产业园区，主要以农产品加工（乳品加工、粮油加工、果蔬加工、禽畜加工、生物制药等）、机械制造、医药化工等产业为主。沈北新区的矿产资源主要有煤炭、石灰石等。沈北地区风光绮丽，历史悠久，名胜众多，人文古迹众多，民族风光浓郁，旅游资源十分丰富，自然旅游资源主要有：怪坡、七星山、石佛寺水库等；人文旅游资源主要有：净居院舍利塔、石佛寺、辽双州城址、锡伯族民俗村等。沈北新区处于辽河与浑河两大水系之间，流经境内的较大河流有辽河和蒲河。其中辽河水系有万泉河、羊肠河、长河和左小河；浑河水系有蒲河和九龙河。新城子区概况沈阳市新城子区位于沈阳市区北邻，北隔辽河，万泉河与铁岭、法库县相望，东与抚顺市、铁岭毗邻，西与新民市、于洪区相连。总面积849平方公里在交通上，长大铁路贯穿境内，沈大、沈哈高速公路连结成网、国省、市、区、乡五级公路四通八达。怪坡、棋盘山、七星山，森林公园。石人山等区域内旅游风景、自然保护区享誉海内外。1.7.2自然地理沈阳市位于我国东北地区的南部，辽宁省的中部，在东经122°25’9”——123°48’24”、北纬41°11’51”——43°2’13”之间。东西长115km，南北宽205km。沈阳市国土总面积为12980km2。沈阳地区以平原为主，地势平坦，平均海拔50m左右，山地丘陵集中在东北、东南部，属辽东丘陵的延伸部分。西部是辽河、浑河冲积平原，地势由东向西缓缓倾斜。全市最高海拔高度为447.2m，在法库县境内；最低海拔高度为5.3m，在辽中县余家房镇。地震基本烈度为Ⅶ度。1.7.3水系与水资源沈阳市地表水系，南部有浑河，北部有蒲河、开发区有细河。市区有人工明渠新开河、南运河卫工河，不论天然河流还是人工明渠，非灌溉季节都流入浑河，污水也进入浑河。灌溉季节，部分污水入灌区，其余入浑河。沈北新区处于辽河与浑河两大水系之间，流经境内的较大河流有辽河和蒲河。其中辽河水系有万泉河、羊肠河、长河和左小河；浑河水系有蒲河和九龙河。长河在沈北新城范围为西五旗村至新城堡村段，河长10.5公里。河道宽度20-100米。长河为季节性河流，除城市段蓄水闸坝正常蓄水外，其它段非汛期河水量较少，长河东大桥橡胶坝最大蓄水位为58.50米，东大桥处20年一遇洪水位58.00米，50年一遇洪水位59.82米。1.7.4气象概况（1）气候沈阳市属于北温带季风大陆气候，主要特征是：一年四季分明，雨热同季，冬季寒冷干燥而漫长，夏季高温多雨而短，春夏季短，多风沙。（2）气象资料温度年平均气温7.8摄氏度°C，冬季平均气温-12.7℃，极端最高气温33.3℃年平均风速3.0m/s。风向年主导风向为南风，其次是南南西风，发生频率为10%，静风发生频率为10.5%，根据沈阳地区气象台近年的地面常规定时观测资料统计结果，市区风频12%。冬季盛行西北风，夏季多为南风和西南风，发生频率高达20.7%，其次是南南东与南南西风，发生频率分别是18.5%与13.9%。降雨全年平均降水量747.3mm，主要集中在6-8月份，夏季降水量占全年降水量的50%-60%，夏季平均相对湿度为78%。冻土层土壤冻结深度1.2m。2给排水现状及项目建设的必要性2.1城市排水现状及规划2.1.1污水排放体制该区内市政管网为雨污分流制。2.1.2排水系统现状沈阳市地下排水管道始建于1903年，现已形成南部、北部和西部三大排水系统。城市日产污水量为160×104m3，已有污水处理厂8座，到2006年年底总处理能力达到了127×104m3/d，处理污水量为116×104m3/d，处理率为72.5%。沈北新区新城子县城内的污水由现有的排水管线收集后部分排入已建设的新城子污水处理厂一期，但随着城市的飞速发展，新城子的农业和工业都特得到了长足的发展，新城子污水处理厂一期已超负荷运行，亟需扩建。2.1.3城市排水规划根据《城市污水处理及污染防治技术政策》及国务院《关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》的规定，2020年规划区污水处理率应达到90％以上。达标排放的工业废水应纳入城市污水收集系统并与生活污水合并处理。从近远期结合及利于污水的回用出发，结合现状排水设施、地势及周边水体情况，将该地区污水分为南部和北部两个系统。南部系统为中央路及长河以南地区，北部系统为中央路及长河以北地区。规划污水处理厂两座，分别为：①规划区西部，左小河北侧，该污水处理厂主要负南部地区的污水，污水处理厂处理量为6万立方米/日，占地面积为7公顷，污水经处理后部分排入左小河。②规划区西北角，该污水处理厂主要负担北部地区的污水，污水处理厂处理量为8万立方米/日，占地面积为9公顷。处理后污水部分排入长河。规划区污水处理级别为二级，处理水达标后或经过深度处理即可满足部分工业、农业、景观环境的需要。规划2020年规划区污水回用率达到40%。经处理所产生的中水主要用途为工业及景观用水。2.3项目建设必要性（1）保护辽河与浑河水体水质和生态环境城市污水排放出路一般就近排入自然水体或洼地，但受纳水体污水量的自净能力不是无限的，如果排入水体的污水中污染物含量超过河流的自净能力时，受纳水体将不再保持原有形态和功能，从而逐渐降低水体的水质等级，形成恶劣的水环境，污染地表水源和地下水补给水源、土壤、甚至危及人体健康。新城子有四条河流绕城而过，最北侧的为羊肠河，中部两条相交汇的为小洋河和长河，南侧为左小河，均起源于东侧的东、南侧的山体，四条河流均向西北方向汇入辽河。根据国家环保局关于《辽河流域水污染防治“十二五”规划编制大纲》，环境保护部2010年10月；《辽宁省辽河流域水污染防治条例》2011年1月11日辽宁省十一届人大常委会第21次会议审议通过；《大浑太流域污染治理工程技术指南》（2012年4月）中水污染防治工作相关规定，以水环境容量为基础，总量控制为手段，大力发展循环经济，减少各类污染。由于新城子境内水域水质对辽河的水体水质有着重要的影响。因此，对新城子县城的城市污水进行收集和处理，并逐步完善污水处理系统成为了保护辽河自然水体水环境保护必不可少的一部分。扩建的新城子城市污水处理厂和完善配套的污水收集管线，可进一步保护自然水体的水质和生态环境。（2）本工程是完善城镇基础设施、提高人民生活质量、走可持续发展道路的需要。随着城镇经济的飞速发展，人口增长和城市化进程不断加快，将产生大量的生活污水和工业废水，若直接排入河流，必将造成水体的严重污染，在一定程度上必将制约城镇经济建设的发展，同时也会影响城镇的饮用水源。现代副城总体的规划发展，应与环境保护设施建设相互协调发展，如此才会为本地区的经济发展创造宽松、高效、优美的环境。城镇的发展与建设应是整体的、综合的。而城镇的市政建设、城镇污水处理厂的建设是城镇发展建设与环境保护的重要组成部分，它将大大改善城镇环境，提高人民生活水平，有利于城镇的招商引资。新城子城市污水处理厂的建设不仅可以改善周围水体水质，同时可改善地区面貌美化城镇，为城镇居民生活环境的改善和城镇的社会发展与经济腾飞创造良好的条件。（3）本工程是环境保护和生态保护的要求环境保护是城市发展必不可少的组成部分，随着城镇社会经济的快速发展，环境保护的地位和作用也将日趋重要，水环境保护是城镇环境保护的重要组成部分。随着现代副城的居民生活质量水平的提高和工农业及旅游业的发展，污水排放总量不断地增加，如不及时的采取有效措施加以控制，将会大大增加河流污染负荷，不利于城镇的环保事业。水资源的开发利用，既要满足社会经济发展的需要，又要充分考虑水环境的承受能力，同时对水资源进行切实可行的保护，使之得以持续利用，支持社会经济的可持续发展。这就要求我们必须对城镇污水进行综合处理，进而实现综合治理，改善我们的水环境和生活环境，使水资源可持续利用，以满足可持续发展的要求。综上所述，为了保护环境，促进改革开放、新城镇建设的顺利进行，保证居民的身体健康，新城子城市污水处理扩建工程不仅是十分重要的，也是十分必要的。3设计水量及进出水水质3.1设计水量3.1.1服务范围沈北新区新城子污水处理厂扩建完成后服务范围主要包括新城子区南到常州路北至羊肠河，东到天鹰街，西至哈大线以及铁路西侧的化学工业园区的全部污水及新增食品工业园区的乳制品生产废水。3.1.2污水量预测（1）现状污水量目前一期建设规模2.5万m3/d，实际运行接纳污水量为30000m3/d，其中化学工业园区的污水量约为1000m3/d，由化学工业园区内的调节池经过压力泵送至一期污水处理厂，其余为生活污水和部分小企业的生产排水。（1）预测二期建设污水量根据《沈北新区现代副城总体发展规划》：“2020年规划区污水处理率应达到90％以上。达标排放的工业废水应纳入城市污水收集系统并与生活污水合并处理。南部地区的污水处理厂规划处理量为6万立方米/日，占地面积为7公顷，污水经处理后部分排入左小河。”鉴于此，二期拟建设规模应为2.5万m³/d，最大处理量可达30000m³/d。3.1.3城市污水处理厂建设规模根据《沈北新区现代副城总体发展规划》设计规模如下：扩建规模：2.5万m3/d最大处理量可达30000m³/d3.2设计进水水质污水处理厂进水污染物浓度的高低决定了污水处理工艺流程的选择，与污水厂的基建投资和运行费用密切相关。新城子城市污水处理厂的进水主要为城镇居民生活污水以及化学工业园区的工业废水及新增食品园的乳制品废水，工业废水排入城市污水管网满足《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627-2008）排入污水处理厂的水污染物最高允许排放浓度的要求。下表为表SEQ表\*ARABIC1新城子污水处理厂一期设计进水水质（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）总氮(mg/L)TP(mg/L)PH4001802203040<56-9但根据对一期工程的现场踏勘及运行数据分析，发现化学工业园区工业废水的排放对已建污水系统的稳定性有一定影响，如下表。表SEQ表\*ARABIC22015年新城子污水处理厂运行监测进水水质（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）总氮(mg/L)TP(mg/L)PH43114229533.535.172.677.55表SEQ表\*ARABIC32015年新城子污水处理厂运行监测进水水质（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）总氮(mg/L)TP(mg/L)PH216/14033.52628.762.297.37表SEQ表\*ARABIC42015年6月新城子污水处理厂运行监测进水水质（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）总氮(mg/L)TP(mg/L)PH523/45031.638.96.89/表SEQ表\*ARABIC52015年10-11月新城子污水处理厂连续运行监测进水水质（mg/L）从表2、表3、表4、中的数据可以看出，新城子污水处理厂一期的进水水质与原设计进水水质基本一致，但通过表5可以看出污水处理系统会受到一定的水质冲击。根据现场对污水排放源的踏勘及对现场运行的多方面调查了解，究其原因，是由于化学工业园区污水排放引起的整体水质变化，一期设计的进水水质属于典型的市政生活污水水质，以此为进水水质标准进行新城子污水处理厂的设计，符合市政污水处理厂设计准则。但必须考虑化学工业园区排放的废水对整个污水处理系统的影响。参照一期设计污水水质，初步确定新城子污水厂扩建的进水水质如表3-7，污水处理工艺选择时考虑化学工业园区排放的废水。3.3化学工业园区排水情况及水质新城子污水处理厂接纳的市政排水中有部分来自化学工业园区。化学工业园区生产企业近30余家，主要排污单位2-3家，新城子化学工业园生产企业名单及主要企业污染物统计见下表。表SEQ表\*ARABIC6新城子化学工业园区生产企业名单及主要企业污染物统计表序号企业名称生产情况主要产品1沈阳新纪化学有限公司正式生产荧光增白剂2嘉禾宜事达（沈阳）化学有限公司正式生产染料红（黄）3沈阳欣向化学有限公司正式生产氰酸钠4沈阳高精农化有限公司正式生产5沈阳长城润滑油制造有限公司正式生产6沈阳双倍德化学厂季节性生产7沈阳市和田化工有限公司正式生产8沈阳长顺电缆制造有限公司正式生产9沈阳天龙洋有限公司季节性生产10沈阳豪业化工有限公司11沈阳天邦伟业化工有限公司12沈阳市新化试剂厂13沈阳得宝精细化工有限公司季节性生产14沈阳三宝化工有限公司15沈阳山友重型矿山机械制造有限公司16辽宁正诺生物技术有限公司季节性生产17沈阳大明建材有限公司季节性生产18沈阳民友筑路材料有限公司季节性生产19沈阳市工贝聚氨酯有限公司季节性生产20沈阳汇金源化学有限公司21沈阳永胜试剂厂22沈阳市沈北新区横松纸箱厂纸箱加工嘉禾颜料黄3#及颜料红510产品主要原材料料：苯磺酰氯、氨水、亚硝酸钠、乙醇、氯化铁、氯化亚铁、液碱、盐酸、氢氧化钠环评中描述的污染物：甲醇、醋酸、生产过程的中间体等、Cod、SS、油、氯化钠、乙醇。工艺废水中含有大量的氯化钠。嘉禾颜料黄9#及颜料色桨系列产品主要原材料料：酞菁素、液碱、盐酸、碳酸氢钠、丙二酰脲、苯黄酰胺、二聚丙二酰脲环评中描述的污染物：Cod、氨氮、SS，油、甲硫醇、甲硫醚、硫化氢、乙醇、二氧化硫新纪化学荧光增白剂CF-351产品主要原材料料：联苯、多聚甲醛、氯化锌、磺化物、氯化钠、环已烷、甲苯、甲醇钠、醋酐、亚磷酸二甲酯、亚磷酸三乙脂、二甲基亚砜、二甲亚砜、盐酸、氯仿、DMSO、碱、硫酸、硅藻土。环评中描述的污染物：氯化锌、氯化钠、盐酸、二氧化硫、氯仿、氯甲烷、Cod、SS、氨氮、石油类、单氯苄异构体、双氯苄异构体、单酯、DMSO残液、二甲氧基磷酸钠、环乙烷、氯乙烷、乙基氯、联苯、苯基苯、新纪（欣向）化学氰酸钠产品主要原材料料：尿素、碳酸钠、纯碱、脲、碳酰胺、碳酰二胺环评中描述的污染物：氨气、二氧化碳、Cod、氨氮、SS、二氧化硫其中嘉禾公司污水量约270—300m3/d，新纪公司污水量约30m3/d，总排水量约300—350m3/d，其它为小微企业排水。2016年1月12日中午化学工业园区现场取样，取样地点为嘉禾、新纪排污管出水及调节池混合水样，水质分析如下表：表SEQ表\*ARABIC7化学工业园区水质分析表序号名称水质指标/mg/L/PH无量纲PHCODNH3-N1嘉禾水样6-7243.180.342新纪水样6-7265.622.583混合水样6-7258.620.14化学工业园区水质分析结果显示，其排水水质并无特别，但根据新城子污水厂一期长期运行统计的数据显示（如下图），污水处理系统运行出水氨氮及总氮值较高，且系统的污泥性能不太稳定，特别是夜间水质波动较大，鉴于此，新城子污水处理厂二期的建设必须考虑化学工业园区排放废水的影响。表SEQ表\*ARABIC8新城子污水处理厂一期水样检测结果表SEQ表\*ARABIC9新城子污水处理厂一期水样检测结果表SEQ表\*ARABIC10新城子污水处理厂一期水样检测结果3.4设计出水水质污水处理厂对污染物的处理程度是确定污水处理工艺的基本依据，而处理程度的确定受到排放水体的环境和当地强制性排放标准的影响。处理程度的大小对工程的建设费用和运行费用是至关重要的。处理程度的确定应执行国家颁布的有关水体环境质量标准、相应污水排放标准以及当地强制性排放标准。受纳水体新城子污水处理厂处理后的出水排放的水体是辽河支流长河，长河属于辽河的一级支流。在沈北新区内流域40公里，其中城市段长8.64公里，水质常年超V类。辽河水系下游有着诸多的灌区，灌溉着数以万计公顷的农田（其中大部分是稻田），下游还有辽中、台安、盘锦、营口等农业地区，过去由于河流污染，污水灌溉已使农田遭到严重损失。张士灌区由于镉污染致使4万亩稻田毁灭；沈抚灌区石油污染，15万亩稻田受害减产，许多河段鱼虾绝迹，下游及边东湾场养殖场受到威胁。根据《辽河流域水污染防治“十五”计划》，长河和蒲河都是2007年沈北新区的重要改造项目，2007年，沈北新区将对长河进行全方位改造，改造后长河将保持生态的景观。沈北新区现代副城污水处理厂建成运行后，长河以至辽河水质将会得到巨大的改善。污水处理厂出水水质的确定根据受纳水体环境保护要求及《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），确定新城子污水处理厂处理出水水质采用GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A类标准：表SEQ表\*ARABIC11 污水处理厂出水水质序号污染物名称GB18918-2002一级A类排放标准1BOD5≤10mg/L2CODCr≤50mg/L3SS≤10mg/L4总磷≤0.5mg/L5氨氮≤5（8）mg/L6总氮≤15mg/L7pH6~98大肠杆菌群数≤103个/L（注：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。）4污水处理厂厂址选择污水处理厂厂址的选择与城市总体规划、污水管网的布局、污水的走向、地形地貌及处理后污水的出路等均有密切关系。4.1厂址选择原则（1）符合总体规划和区域发展规划的要求，有利于综合治理。（2）位于市区排水末端，便于污水收集输送。（3）处于受纳水体边缘，处理后污水可就近排放。（4）厂址处于市区下游市郊结合部位，既远离居住区，不会对市区环境产生不良影响，同时尽可能靠近市区边缘便于污水回用。（5）工程地质条件好，减少地基处理，便于施工。（6）污水厂交通便利，供水供电较为方便，厂址内无拆迁问题。（7）污水输送管线距离短，节省管网建设投资。4.2污水处理厂厂址选择根据《沈北新区现代副城总体发展规划方案》的总规划，结合新城子污水处理厂一期厂址的选择，确定新城子污水处理厂二期厂址定在一期北侧的一片空地，具体位置为期占地1.20ha。4.3厂址环境简介项目与周边环境关系如下图所示。污水处理厂污水处理厂图SEQ图\*ARABIC1项目选址位置图此地已被列为城市规划用地，由区政府统一征用，可以作为污水处理厂建设用地。该厂址无建筑物，现为蔬菜大棚用地，南侧紧邻新城子污水处理厂一期工程，且交通便利。同时处理厂建成以后，处理达标的排放水可以作为长河的景观用水，改善周围的景观环境，可以彻底解决长河的污染问题。5污水收集管网设计5.1排水管网现状5.1.1市政管网北部地区市政管网的设置采用的是雨污分流制，污水干管南北向沿长河布置，截留污水送至新城子污水处理厂。5.1.2化学工业园区的排水管网化学工业园区内的排水管网已经建成，化学工业园区在总排口设排水泵站一座，调节池一座，有效容积2500m3，生产排污单位新纪公司和嘉禾公司单独设有排污管进调节池，其余企业排污统一进泵站地下污水厂再经泵提升进调节池，调节池废水经泵提升至新城子污水厂。统一收集进入园区内设置的调节池，通过独立的压力管道送至污水处理厂附近的汇水井，与生活污水混合排入新城子污水处理厂。考虑到化工废水对市政污水的瞬时影响，现将化学工业园区内的污水通过新增设的独立管路，压力泵送至污水处理厂内，可有效监控化学工业园区的排水水质波动。5.3化学工业园区压力管道的断面形式及材质5.3.1管道断面形式排水管渠的断面形式必须满足静力学、水力学以及经济上和养护管理上的要求。在静力学方面，管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时是稳定和坚固的；在水力学方面，管道断面应具有最大的排水能力，并在最小设计流量下不产生沉淀物；在经济方面，管道造价应该是最低的；在养护管理方面，管道断面应便于冲洗和清通，没有淤积。根据本工程规模，确定采用圆形断面作为污水主干管的设计断面形式。圆形断面具有较好的水力性能，在一定的坡度下，断面面积具有最大的水力半径，因此流速大，流量也大。此外，圆形管便于预制，使用材料经济，对外压力的抵抗力较强，若挖土的形式与管道相称时，能获得较高的稳定性，在运输和施工养护方面也较方便，因此是最常用的一种断面形式。污水管道断面形式图：5.3.2管材确定排水管道必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，外部荷载包括土壤的重量—静荷载，以及由于车辆运行所造成的动荷载。同时排水管道还应具有抵抗水中杂质的冲刷和磨损及抗腐蚀等性能；排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；排水管渠的内壁应光滑，使水流阻力尽量减小；排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工费用。因此，下面对排水中常用的几种管材进行比选。各类管材在排水行业应用比较：第一大类：砼管。种类主要有预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、自应力钢筋混凝土管和一般混凝土管。一般混凝土管道强度低，接口不易做好，承受压力低。预应力钢筋混凝土管可承受一定压力，但因配件不全、接口尺寸不精确易造成管道渗漏及不能承受较高压力，因此不宜继续用于输配水管网。预应力钢筒混凝土管虽然在混凝土管的基础上在管身中央加入1～2mm厚钢板，增强了不透水性，接口采用钢环承插口和橡胶圈止水，但这类管材存在重量大、安装不方便、费用高等缺点。第二大类：铸铁管。灰口铸铁管是以往应用最广泛的管材，但因质脆、易爆管、接口麻烦及内壁结垢等原因，国外已逐步淘汰。球墨铸铁管具有较高的强度和延伸率，抗腐蚀性较之钢管高3～4倍，但是内壁易结垢，加大流阻。因此也不宜用于污水管道。第三大类：钢管。钢管具有较好的机械强度，可承受较高内外压，缺点是极易腐蚀，不宜埋地用作给排水管。若对钢管进行内外层防腐及电化学保护，不但费工费钱，且不易做好。第四大类：HDPE双壁波纹管。此类管的优点是加工安装方便，不结垢、无毒、耐腐蚀、质轻及表面光滑，且具有施工安装方便，接口不渗漏、不易破裂、输水安全可靠等特点，因此在污水量较少的小城镇污水收集上应用广泛。表SEQ表\*ARABIC12各种管材的性能比较材质项目砼管钢管铸铁HDPE双壁波纹管比重4.8-6.07.87.341.14抗拉强度MPa150-34038018950-60比强度3348.725.743.8-52.6表SEQ表\*ARABIC13各种管道的绝对当量粗糙度管道种类绝对当量粗糙度（1×11-3m）钢管、熟铁管（Moody的数据）0.0457铸铁管（Moody的数据）0.26水泥管（Moody的数据）0.30-3.0无缝钢管新的、清洁的管道0.014使用几年以后的管道0.20焊接钢管新的、清洁的管道0.05清扫过、轻度腐蚀的管道0.15中等程度锈蚀的管道0.50严重锈蚀或大量沉积的管道3.0HDPE双壁波纹管新的、清洁的管道0.005-0.023长期使用以后的管道≤0.050综合施工进度、工程造价等因素考虑，新城子污水收集主干管工程管材采用HDPE双壁波纹管，其管道水利损失最小，且安装方便，施工周期短。污水检查井为砖砌井。6污水处理工艺方案选择6.1工艺方案选择的原则作为城市基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，城市污水处理厂的建设和运行意义重大。污水处理厂的建设和运行不但耗资巨大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保污水厂的良好运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据污水处理厂建设确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在污水处理厂工艺方案确定中，应遵循以下原则：（1）技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到国家规定排放要求。（2）基础设施和运行费用低，以尽可能低的投入取得尽可能大的效益。（3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。（4）选定工艺的技术及设备先进可靠。便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。6.2污水水质可生化性分析根据新城子污水处理厂进水水质的特点及出水水质的设计要求,处理工艺对N、P均须有效的去除，也就是说,本污水处理厂的污水处理工艺应具有除磷脱氮功能。原污水能否采用生化处理,特别是是否适用于生物除磷脱氮工艺,取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要,因此首先应判断相关的指标能否满足要求。计算污水处理厂原污水中营养物比值见表14。表SEQ表\*ARABIC14污水处理厂进水营养物比值项目比值BOD5/CODcr0.45BOD5/TN4.5BOD5/TP36（1）BOD5/CODcr比值污水BOD5/CODcr值是判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。表6-2的结果表明，本工程较适宜采用生物处理工艺。（2）BOD5/TN(即C/N)比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲,C/N≥2.86就能进行脱氮,但一般认为,C/N≥3.5才能进行有效脱氮。分析进水水质,C/N=4.5，可满足生物脱氮要求。（3）BOD5/TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质,故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标,一般认为该值要大于20,比值越大,生物除磷效果越明显。分析进水水质,本工程BOD5/TP=36,比值较高,可以采用生物除磷工艺。综上所述,本污水处理厂进水水质适宜于采用具有良好脱氮除磷效果的二级生化处理工艺，而且应设置三级深度处理工艺。6.3污水处理工艺的选择根据进水水质及排水水质要求，污水处理厂各主要污染物去除率如下：表SEQ表\*ARABIC15主要污染物去除率单位:mg/L项目CODcrBOD5SSNH3-NTNT－PPH大肠杆菌群数进水40018022030406～9出水≤50≤10≤10≤5(8)15≤0.56～9≤103个/L去除率(%)87.5094.4495.4583.3362.5090.00--通过核算，本项目各主要污染物拟处理的去除率在65%～95%左右，考虑化学工业园区污水排放对污水处理厂进水水质的影响，污水处理厂的工艺组成如下:化学工业园区废水预处理化学工业园区废水预处理三级深度处理工艺二级生化处理工艺市政污水预处理工艺三级深度处理工艺二级生化处理工艺市政污水预处理工艺图SEQ图\*ARABIC2污水厂工艺组成6.4预处理工艺6.4.1化学工业园区废水的预处理工艺针对化学工业园区排水的影响，根据2016年1月12日取样并进行的相关实验数据，进行化学工业园区排水的生化毒性试验及芬顿试验。毒性试验：1、取（乳业污水处理站）好氧混合液5L，加1L营养液，加300ml化工混合水，进行混合曝气，18h、24h，混合液污泥性能基本无变化，曝气前后COD：411.1——162.12，均为正常显示；2、取好氧混合液5L，加1L营养液，加600ml化工混合水，进行混合曝气，18h、24h，混合液污泥性能及COD同试验1均为正常显示(COD127.38)。试验小结该混合样对好氧混合液无不良影响。芬顿试验：1、取化工水样500ml，调节PH至3.5，加25%硫酸亚铁溶液3ml，搅拌2-3分钟，加30%双氧水0.3ml，搅拌3-5分钟，静置时间90、120分钟，试验中只有很少絮体产生，测COD(243.18.9/235.46)、NH3-N值与原水样值无明显异常变化；2、取化工水样500ml，调节PH至3.5，加25%硫酸亚铁溶液6ml，搅拌2-3分钟，加30%双氧水0.6ml，搅拌3-5分钟，静置时间90、120分钟，试验中现象同1(COD250.9/274.06)。试验小结芬顿反应对该混合样无明显作用。根据试验结果，目前所取化工水样试验分析尚未找出水样影响因素指标，但介于采样的局限性、条件性及时间限制等因素，亦不能排除化工水对污水厂的运行影响，结合近几年新城子污水处理厂一期的实际运行情况表明，化学工业园区的排水对污水厂运行存在较大影响，仍建议二期将化学工业园区排水单独引致污水厂做预处理，而后再混入市政污水中处理。化学工业园区排水引致污水厂中间池做缓冲，在不影响污水厂正常运行情况下可直接配水进污水厂后续处理；在化学工业园区有事故排水或有其它影响情况下可单独进行预处理后再汇入市政污水进行后续处理，这样即具有污水处理系统操作的可控性又有保证污水厂稳定运行达标排放的可靠性。鉴于前期对化学工业园区水的试验分析，预处理具体工艺有待后续进一步试验分析及确认完善。6.4.2市政污水的预处理工艺新城子污水处理厂一期已建设的预处理工艺有粗、细格栅、提升泵房和沉砂池，根据一期建设情况及运营使用情况，经过现场调研，确定一期建设的预处理部分可满足二期扩建要求。6.5二级生物处理工艺比选所有生物脱氮除磷工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环。应用于城镇污水厂的活性污泥法污水处理工艺主要有三个系列：（1）A2/O系列；（2）氧化沟系列；（3）序批式反应器（SBR）系列。生物除磷脱氮工艺经过不断地发展和改进，目前形成了比较典型的工艺有：A2/O工艺、MBBR工艺、UCT工艺、改良UCT工艺；CARROUSEL-2000氧化沟工艺、双沟式DE氧化沟工艺、三沟式T型氧化沟工艺、氧化沟工艺；SBR工艺、CASS工艺、MSBR工艺、Unitank工艺等等。6.5.1A2/O系列（1）A2/O法A2/O工艺是70年代在厌氧一缺氧工艺上开发出来的同步除磷脱氮工艺，因此具有生物除磷和脱氮的能力。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，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除。其流程简图见下图。滤池出水二沉池厌氧池(A)缺氧池(A)好氧池(O)进水滤池出水二沉池厌氧池(A)缺氧池(A)好氧池(O)进水混合液回流混合液回流剩余污泥排放活性污泥回流剩余污泥排放活性污泥回流图SEQ图\*ARABIC3A2/O法流程简图厌氧、缺氧与好氧池三个功能严格分开，界线分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足(TKN/COD≤0.08或BOD/TKN≥4)便可达到比较高脱氮率。A2/O工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氧来氧化BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节PH值。本工艺在系统上是最简单的除磷脱氮工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺（如巴登甫除磷脱氮工艺）；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI一值小于100，利于处理后污水与污泥的分离。厌氧池与缺氧池只设水下搅拌器，使污水与污泥充分接触，所需电量小，运行成本也低。A2/O法的布置形式即聚磷菌生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极其重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。（2）A2/MBBR工艺A2/MBBR工艺是基于A2/O工艺的基本原理开发的，将传统O池内填料其特有的生物填料，是一种结合生物膜法较高的污泥浓度和长泥龄，以及活性污泥法无堵塞/配水及混合均匀的特点的生物处理工艺，活性生物膜在悬浮在生物池内的特制的塑料载体上生长。该工艺利用了活性污泥工艺和其他生物膜工艺的特点，克服了它们的缺点。A2/MBBR工艺部分的关键在于比重接近于水，轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。生物填料具有有效表面积大，适合微生物吸附生长的特点。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20-40天），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力。同时附着生长方式利于其他特殊菌群的自然选择，而这些特殊菌群可有效的降解废水中的一些难降解的污染物，从而获得更低的出水COD浓度，提升出水水质。由于移动填料表面生物膜本身的结构特点和氧扩散区的存在，使生物膜由内到外形成好氧区—缺氧区—厌氧区，这为不同种群的微生物生长提供了良好的环境和空间上相对独立，因而具有实现同步硝化反硝化脱氮除磷的良好条件。在厌氧条件下，水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流动起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而生物分解的目的。A2/MBBR工艺大大提高了系统脱氮除磷的效率，而且使得系统占地面积有所减小，但是其所增加的设备投资也较大，需要综合考虑。（3）UCT工艺及MUCT工艺与A2/O法相比，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，而不是厌氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响。但是UCT降低了脱氮能力，工艺本身增加了一次回流，多一次提升，运行费用增加一些。为了避免UCT工艺因两套内回流交叉而使缺氧段的停留时间不易控制，以及避免溶解氧自好氧段经缺氧段进入厌氧段，从而干扰磷的释放，产生了MUCT工艺（改良性UCT工艺）。与UCT工艺相比，MUCT工艺的不同之处在于将缺氧段一分为二，形成两套独立的内回流，提高了运转的灵活性，可以使生物除磷脱氮工艺满足不同水质变化和不同季节变化的要求。但MUCT工艺多了一级污泥回流，因此系统的复杂程度和自控要求有所提高，能耗有所增加。6.5.2氧化沟工艺氧化沟是由活性污泥法演变发展成的一种新型污水处理工艺，它在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流。污泥与污水的混合液保持一定的水平推进速度，使污水的污泥的传质作用不断进行，效率很高，通过采取延时曝气，也使污水净化的同时，污泥得到稳定。目前在国内外较为流行的氧化沟有：卡鲁塞尔氧化沟、奥伯尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟及A2/O法氧化沟。氧化沟是活性污泥法的一种改进型，具有除磷脱氮功能，废水和活性污泥的混合液在氧化沟中不断循环流动，因此氧化沟又名“连续循环曝气法”。过去由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，其推广运用受到影响。（1）CARROUSEL（卡鲁塞尔）氧化沟该工艺在曝气渠道端部装有低速表面曝气机，在曝气渠内用隔板分格，构成连续渠道。表曝机把水流推向曝气区，水流连续经过几个曝气区后经堰口排出。卡鲁塞尔2000型把厌氧/缺氧/好氧与氧化沟循环式曝气渠巧妙的结合起来，改变了原调节性差，除磷脱氮效果低的缺点，但水力设计更为复杂。卡鲁塞尔氧化沟的缺点是池深较浅，一般为4.0m，占地面积大，土建费用高。（2）“O”型氧化沟是ORBAL（奥贝尔）氧化沟的简称。美国U.S.Filter公司开发,该工艺一般是由三个相互嵌套的同心椭圆沟体组成的一个完全混合环形反应池系统。奥贝尔氧化沟系统设备的关键是它的独特的曝气转碟，该转碟有较大的氧传递效率和良好的混合效率。“O”型氧化沟缺点是从内沟到中沟（或外沟）之间没有回流设施，所以总的脱氮效果会受到一定的影响。（3）D型氧化沟为双沟交替工作式氧化沟，由池容完全相同的两个氧化沟组成，两沟串联运行，交替地作为曝气池和沉淀池，不单独设二沉池。D型氧化沟的缺点主要是曝气设备利用率低、池容积利用率低。（5）“T”型氧化沟又称三沟式氧化沟，缺氧、好氧及沉淀池融于一体（其中的两条边沟交替进行反应及沉淀）。流程简洁，具有生物脱氮功能，属于SBR（序批式活性污泥法）的一种，采用连续进水、连续出水的方式运行。其缺点是设备台数多，装机容量大；因为不设专门的沉淀池，排除的剩余污泥浓度低，不利于污泥处理；无专门的厌氧区域，因此生物除磷效果差；因为无回流设施，因此造成连续曝气的中沟的MLSS较边沟低（中沟MLSS浓度的设计值只为边沟的77%，设计运行中还更低），使得整个系统的利用效率很低。6.5.3序批式反应器（SBR）系列（1)CASS工艺CASS工艺是于1968年由澳大利亚开发的一种间歇运行的循环式活性污泥法，是SBR工艺的一种变型。每个CASS反应器由三个区域组成，即生物选择区、兼氧区和主反应区。CASS工艺的运行模式与传统SBR法类似，由进水、反应、沉淀和出水及必要的闲置等五个阶段组成。从进水至出水结束作为一个周期，每一过程均按所需的设定时间进行切换操作，其每一个周期的循环操作过程如下：·充水/曝气·沉淀·撇水·闲置在CASS系统中，一般至少设两个池子，以使整个系统能接纳连续的进水，因此在第一个池子进行沉淀和撇水时，第二个池中进行充水/曝气过程，使两个池子交替运行。CASS工艺基建费用低，无需设置二沉池，运行费用低。但该工艺全自动运行，对设备、自控系统质量及操作管理要求较高；水位变化大，提升水泵扬程增大，设备利用率低，装机容量大。（2）MSBR法MSBR法是一种改良型序批式活性污泥法，是八十年代后期发展起来的技术，其实质是A2/O系统后接SBR，是二级厌氧、缺氧和好氧过程，连续进水、连续出水。因此，其具有A2/O生物除磷脱氮和SBR的一体化的特点，且流程简洁、不需二沉池、占地面积小和控制灵活。缺点是需要污泥回流和混合液回流，所需潜污泵等设备较多，总容积利用率仅为73%。设备利用率低；要求自动化设施高；处理流程及运行管理相对较复杂。综上所述，二级处理工艺选择的目的是根据污水量、污水水质和环境容量,在考虑经济条件和管理水平的前提下,选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、操作管理方便的成熟处理工艺技术。从上述各种工艺的比较来看,A2/O系列是较适合市政污水处理系统的工艺，工艺厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群有机配合，负荷较高，占地面积小，可实现较好的脱氮除磷效果、出水稳定的特点，工艺处理产泥量少，剩余污泥磷含量高，污泥沉降性好，不宜产生污泥膨胀。处理工艺更加灵活。根据表16中的特性比较并结合新城子污水处理厂二期进水水质水量特点及各种处理工艺在实际工程中的应用情况，选择A20系列中的A2O和A2/MBBR工艺进行技术、经济比选，最终推荐出适合新城子污水处理厂二期的处理工艺。沈北新区新城子污水处理厂扩建项目可行性研究报告辽宁省城乡建设规划设计院- 表SEQ表\*ARABIC16可选工艺方案的特点比较表工艺方法A2/O系列氧化沟系列序批式反应器（SBR）系列工艺原理A2/O法是将反应池分为前段缺氧和后段好氧两部分，将好氧段流出的混合液部分回流到缺氧段，使其在兼性菌作用下进行反硝化反应，使硝态氮还原成氮气从水中逸出去除，然后混合液再流入好氧段完成有机物的去除和NH3-N的硝化反应，在降解有机物的同时完成脱氮。A2/O法是将反应池分为厌氧、缺氧、好氧三部分，将回流污泥回流至厌氧池进行磷释放，然后混合液流至好氧池过量吸收磷，通过剩余污泥的排放达到除磷目的。其缺氧、好氧部分的脱氮反应与A/O法相同。氧化沟是活性污泥法的变种。其主要处理构筑物是环状封闭的沟渠，由污水和活性污泥的混合液在环状的渠道中循环流动，达到去除有机污染物的目的。由于曝气装置在池中不是均匀设置，水中的溶解氧沿池长有所变化，通过调节可用于硝化、反硝化，达到生物脱氮的目的。序批式生化法，即SBR法，是采用间歇方式运行的活性污泥法。其主要构筑物为序批反应池，该池子运行周期内依次完成进水、曝气、沉淀、排水、闲置等步骤。在自动控制下可以对多个池体分阶段进水，可调节时间长短，运行操作较为灵活多变。工程总投资估算中等较低较高运行费用估算中等较低较高主要优点（1）A/O具有稳定的脱氮功能，A2/O法具有脱氮除磷效果。（2）各功能区划分明确，可调整性好。（3）处理效果稳定，出水水质好。（4）连续流适宜大水量工程。（1）工艺流程简单。（2）抗冲击负荷能力强，对高浓度工业废水有较好的稀释作用。（3）通过调节可以达到脱氮的目的，在其前端增加厌氧池，还可以达到除磷的目的。（4）连续流适宜大水量工程。（1）无须设置二沉池、污泥回流以及调节池，占地面积和基建费用较低，设备投资较大，运行费用中等。（2）操作灵活，可采用多种运行方式。（4）要求运行操作人员有较高的技术水平。主要缺点（1）增加了内回流系统及搅拌设备，因此投资和运行费用都有所增加。（1）占地面积较大。基建投资较大（2）水下设备多，设备寿命短，能耗高，维修量大。（1）对运行过程的自动控制技术要求较高。（2）对容积利用率较低，水头损失较大。（3）SBR池有规律进水要求与水厂来水无规律很难匹配，无调节池时，污水溢流多。（4）设备投资较大使用经验国内建成了多个大型污水处理厂国内较早建设的市政污水厂了多采用此种工艺国内建成了中小型市政污水处理厂多采用此种工艺使用条件适用于水量水质稳定的大型污水处理厂①。投资和运行受限，用地不受的区域较为适用适用于中小型污水处理厂注：①污水处理厂的进水水量、水质稳定与否主要和污水收集范围的大小、收集水量的多少、城市发展规模的大小等因素有关。大型污水处理厂收集的范围大、水量多、城市规模大，因此污水处理厂的进水水量、水质较稳定。中小型污水处理厂污水收集范围相对较小，水量较少，因此其水量水质变化较大，对污水处理厂的冲击负荷大，使处理厂运行很不稳定。对于普通活性污泥法和A/O法、A2/O法，其水流流态为廊道推流式，其抗冲击负荷能力弱，故不适合于中小型污水处理厂。而氧化沟、SBR工艺其流态主要属于完全混合式，其抗冲击负荷能力强，因此比较适合于中小型污水处理厂。沈北新区新城子污水处理厂扩建项目可行性研究报告辽宁省城乡建设规划设计院-6.5.4方案比选处理工艺简介方案一：A2/MBBR工艺A2/MBBR工艺是保持了A2/O工艺的优点的基础上发展出来的，大大提高了系统脱氮除磷的效率，节省了系统总占地面积，工艺优点如下：使用高效的改性生物悬浮填料，为微生物提供了最适合的生长环境及较大比表面积，使移动床内维持很高的微生物量，BOD处理负荷达到活性污泥法10倍以上。填料粗糙多孔的表面为硝化细菌提供了良好的固着生活与繁殖的场所，大大提高系统内硝化菌的数量，氨氮去除效率能达到96%以上。工艺特有的进水水流与曝气气流形成逆流，使反应器内的填料在内部循环移动，相互碰撞，提高了填料上的生物膜与水中的污染物与氧气的传质速率和传质效率，极大地提高了处理效率。抗冲击负荷能力强，无污泥膨胀、无堵塞，填料上的微生物根据水质水量自动调节生物量，所以在较大范围内F/M比及MLSS浓度系统自行调整，运行管理方便简单。当污水成分发生变化，或污水毒性增加时，生物膜对此的耐受力很强。污泥产生量极少——高效的改性填料能够减少很多污泥量（减少40-80%）。占地小、氧转移率高，耗电量低、运行成本低。填料使用寿命长：优质耐用的生物填料（使用寿命30年以上），曝气系统和出水装置可以保证整个系统长期使用而不需要更换，折旧率低。方案二：A2/O工艺A2/O工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氧来氧化BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节PH值。本工艺在系统上是最简单的除磷脱氮工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺（如巴登甫除磷脱氮工艺）；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI一值小于100，利于处理后污水与污泥的分离。厌氧池与缺氧池只设水下搅拌器，使污水与污泥充分接触，所需电量小，运行成本也低。传统A2/O法的布置形式即聚磷菌生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极其重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。6.5.5方案比较及推荐方案的确定方案的技术比较（1）出水水质两个方案同样具有除磷功能及硝化、反硝化生物脱氮功能，出水水质均能达到设计目标。（2）占地面积A2/O工艺和A2/MBBR工艺相比较，在A2段的设计是相同的，不同点在于有氧段的负荷，MBBR的负荷要高于普通的O段的负荷，所以MBBR的占地面积要更小。（3）能耗A2/O工艺和A2/MBBR工艺的动力设备配置是相同的，所以动力消耗相同。（4）运行稳定性A2/O工艺和A2/MBBR工艺想比较，MBBR工艺的挂膜时间稍长，系统的去除率受池内填料的填充比影响。（5）污泥处理两个方案相同。（6）工艺方案主要工艺参数和构筑物尺寸比较表17表SEQ表\*ARABIC17工艺方案主要工艺参数和构筑物尺寸比较表构筑物名称A2/O工艺A2/MBBR格栅间（钢筋混凝土结构）与一期共用与一期共用沉砂池（钢筋混凝土结构）与一期共用与一期共用生化处理构筑物（钢筋混凝土结构）单侧规格：33*21*8双侧总有效容积：9700m³名义停留时间：7.76h污泥负荷：0.086kgBOD5/(kgMLSS.d)单侧规格：33*15*8双侧总有效容积：6930m³名义停留时间：5.54h污泥负荷：0.095kgBOD5/(kgMLSS.d)其它设置均相同方案的经济性比较下面通过表格对经济性进行比较，如下表：表SEQ表\*ARABIC18方案的经济性比较序号项目单位污水处理厂比选工艺A2/OA2/MBBR1污水厂投资万元6691.687914.262单位水量投资元/m32676.673165.703单位处理经营成本元/m34单位处理总成本元/m35总装机容量KW939.77939.776运行容量KW656.02656.027单位处理耗电量度/m30.030.038近期占地面积m29人员编制人1818工艺方案选定（推荐方案）因此根据以上方案的技术及经济分析，推荐采用A2/O工艺作为新城子污水处理厂的处理工艺。理由如下：①技术先进可靠，能够保证出水水质要求，可以满足较高脱氮除磷的水质排放要求。②该工艺系统总投资较低，运行成本低。③系统运行稳定，污泥排放量较小。④系统抗冲击负荷能力较强，可接受市政污水水质水量的较大波动。⑤系统机电设备维修量小，减小了人力的投入。通过对A2/O系列进行的经济技术等多方面比较，设计推荐采用A2/O工艺。6.6污泥处理方案比选6.6.1城市污泥处理概述城市污泥是污水处理厂污水处理