污水处理厂及配套管网工程建设项目工程分析

污水处理厂及配套管网工程建设项目工程分析1.1建设项目与相关规划和产业技术政策的相符性根据国家环保部、发展改革委制定的《国家环境保护“十一五”规划》，到2010年，所有城市都要建设污水处理设施，城市污水处理率不低于70%，本项目运营过程中城市污水处理率为75%，因此，项目的建设符合国家环保部的要求。根据某市“十一五”环境保护规划，本项目属于某市环境保护规划项目；根据某县“十一五”环境保护规划，项目的建设属某县十一五期间重点工程项目之一，因此，项目的建设符合环境保护规划要求。根据《三峡库区及其上游水污染防治规划（2001-2010年）》的规划要求，国家将投资392.2亿元对三峡库区上游进行综合治理，到2010年使其三峡库区及其上游主要控制断面水质基本达到国家地表水环境质量二类标准，同时库区要建成污水处理厂151座，建成沿江城镇污水处理设施113座，使库区、影响区和上游区的生活污水处理率分别达到95%、85%和70%，某县属于此范围内，因此本项目的建设对三峡库区的污染防治有重要意义。根据可研，本项目拟选场址位于某县某乡乡板板房村（某市强制戒毒所旁），依据某县城市总体规划，符合规划中县城东北角建污水处理厂的要求，根据某县城市总体规划，城市未来发展的方向为某镇由北向南发展，县城用地将逐步转向县城南侧沿某河和某河两河以内区域发展，最终使城区片连片发展，即某河南片区属于城市未来发展的方向，远景除向南部继续发展外，根据用地环境容量和功能分离原则，将向东北、西南片区逐步分流；污水处理厂周围的村庄原则在原址发展扩建，尽可能利用坡地、旱地建房，不占、少占良田好地，村庄建设用地严格按某省颁发的“村镇建设用地标准”予以控制。村庄建设与城市建设用地发生矛盾时，先控制其村庄扩建，再予以调整或搬迁。因此，项目的建设符合城市总体规划；项目的用地经国土资源局确认属未利用地，经某县建设局对项目选址的意见，项目的用地符合用地规划。根据城市污水处理相关技术政策，项目所在地属于重点流域的建制镇，符合设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理设施，可分期分批实施的技术原则；项目的处理技术经论证成熟可靠，符合城市污水处理设施建设，应采用成熟可靠的技术原则，建设符合城市污水处理技术原则，因此，项目的建设符合城市污水处理相关技术政策。综上所述，项目的建设属于国家鼓励类项目且符合国家和地方的相关规划、产业技术政策，项目的建设对当地的环境保护起到重要作用，项目的建设是可行的。1.2建设项目的服务范围和环评范围污水处理厂的近期服务范围为某镇、某乡乡，远期服务范围为某镇、某乡乡、某乡；项目的环评范围为污水处理厂址周围300m和服务范围内新建、改建管网管道两侧50m。1.3污水处理厂工程某县城近期（2010年）新建15000m3/d污水处理厂一座，建设地点位于某县某乡乡板板房村（某市强制戒毒所旁），占地51亩，建设39亩，预留12亩，工程估算总投资8437.1万元，设计出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准后排入某河。（1）规划污水量预测合理性分析项目的服务范围为某县城某镇及某乡乡生活污水，不处理工业废水，根据可研，规划服务范围内人口现状（2007年）为1.9万人，近期（2010年）约为8万人。根据某县城总体规划，某县城综合用水指标为220L/cap·d，产污系数为0.8，经计算，近期生活污水量为14080m3/d，管网的收集率为0.75，收集的生活污水量为10560m3/d。项目建成后能保证约70.4%的运行水量，即管网与污水处理厂的配套率为70.4%，因此，近期15000m3/d的污水处理量能够满足近期（2010年）县城发展的需要；同时，不会造成因提前量过大而引起的设备浪费，污水处理厂近期的处理规模定为15000m3/d符合某县现状及城市总体规划。（2）污水处理工艺项目的污水处理工艺选择为CASS，其工艺流程见下图。砂水分离S3栅渣外运S砂水分离S3栅渣外运S2进水沉砂池细格栅进水泵房粗格栅沉砂池细格栅进水泵房粗格栅栅渣外运S1栅渣外运S1消毒计量渠道出水消毒渠道CASS反应池G1计量渠道出水消毒渠道CASS反应池G1鼓风机房N1鼓风机房N1泥饼堆置外运S4污泥浓缩脱水车间G泥饼堆置外运S4污泥浓缩脱水车间G3集泥池G2图5-1污水处理厂工艺流程及污染工序图G（大气污染物）：G1：曝气过程中产生的气溶胶；G2、G3：污泥前处理过程中产生的臭气。S（固体废物）：S1、S2、S3：栅渣及沉砂池出渣；S4活性污泥。N（噪声）：N1：鼓风机噪声。工艺原理：CASS工艺是一种应用于市政污水和工业废水，并对生物脱氮除磷具有显著效果的水处理工艺。它是一种完全自动化的、基于“时控”的、可以有效防止流量和冲击负荷的工艺，容易扩建，出水水质良好。CASS工艺是传统的SBR工艺的一种改良形式，它是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期和排水期仍保持进水），间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。在处理市政污水和工业废水方面比传统的SBR费用更省，管理更方便。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，此时有机物经微生物作用被生物氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化作用，被氧化生成为硝态氮。2、沉淀阶段：此时停止向反应池内供氧，微生物继续利用水中的溶解氧进行生化反应。液相主体逐渐由好氧状态向缺氧状态转变，活性污泥逐渐沉降到反应池底部，上层水变清。3、滗水阶段：在沉淀阶段结束后，滗水器系统开始工作，排出反应池内上层处理水。此时液相主体逐渐过渡到厌氧状态。在滗水过程中，由于污泥沉降于池底，浓度较大，可根据需要启动污泥泵将剩余污泥排至污泥池中，以保持反应器内一定的活性污泥浓度。滗水结束后，又进入下一个新的周期，开始曝气，周而复始，完成对污水的处理。4、闲置阶段：在滗水阶段结束后，等待下一周期的运行。工艺中各单元的作用：粗、细格栅及进水泵房通过粗、细格栅不同的删条间隙分别去除污水携带的大、小悬浮物，从而起到降低水流阻力和保护后续处理设备正常运行的作用；通过泵房对进水的一次提升水流高度，从而达到后续设备污水重力自流及降低污水处理能耗的效果。2、CASS反应池通过电脑的时控，完全自动化的完成曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，运行中微生物对污染物进行吸附降解，从而达到降低水中污染物的效果。3、消毒、计量渠道通过紫外线对出水进行消毒，降低污水对环境造成的影响；通过计量渠道对出水水质进行监控，保障污水达标排放的实施。4、集泥池、污泥浓缩脱水车间对活性污泥进行浓缩、脱水，便于对污泥进行集中处理。（3）处理工艺的合理性分析某省目前的污水处理厂工艺主要采用的是氧化沟、A2O和ICEAS，由于ICEAS和CASS同为SBR工艺的改良型，CASS是在ICEAS反应池前增加厌氧生物选择池，并将污泥由反应池回流到厌氧池，目的是增强脱氮除磷的功能，因此可基于ICEAS工艺的污染物去除率来进行一个简单的类比，根据邱令冰发表于2006年《某环境科学》中《某市城市污水处理厂现状调查和分析》对污水处理工艺和污染物去除率的描述，见表5-1。表5-1污水处理工艺和污染物去除率项目处理工艺去除率CODBOD5NH3-NTPSS某第三污水处理厂ICEAS8886708685某第四污水处理厂ICEAS9095829497平均值8990769091某污水处理厂CASS7083606783可以看出，某污水处理厂的设计污染物去除率低于ICEAS工艺的实测值，由于CASS工艺随着自动化的发展已经同ICEAS工艺一样成为一个比较成熟的工艺，工艺是合理可行的。某第三、四污水处理厂目前正常运营且达GB18918-2002一级B标排放，经类比分析后认为，某污水处理厂采取设计CASS处理工艺的出水水质能达到GB18918-2002一级B标。（4）厂址选择可行性分析某县地势南高北低，沿流经城区某河北部是最低点，有利于重力排水，自然地面的排水条件也较好，因此建设一座污水处理厂对服务片区污水进行集中处理是较为经济合理的。1、备选厂址厂址一厂址一位于某县某乡乡（某市大型戒毒所附近），厂址内地势平坦，但地势较低。厂址周边196m内没有建筑物，东面为某河。有乡间土路延伸至污水处理厂处，厂址附近的村庄有高压电线通过，厂址的用电可以从高压线接入。处理后的污水排入某河内。厂址一处于城市排水的下游，地势较低，城区的生活污水可以靠重力流到污水处理厂，污水处理厂的进水不需要建设提升泵站。城区的截污主干管延伸至厂址一的距离有15km。厂址二厂址二位于位于某县城以东2km某镇马家湾。厂址周边地势平坦，厂址西面紧邻某河，厂址周边200m范围内有村庄。有乡村道路延伸到拟建的污水处理厂，厂区附近有高压线通过，厂区用电可从高压线接入。处理后的污水直接排入某河，厂址二处于城市排水的中游，地势较低，城区的生活污水可以靠重力流到污水处理厂，污水处理厂的进水不需要建设提升泵站。城区的截污主干管距离厂址一的距离有2km。2、备选厂址综合比较表5-2污水处理厂备选厂址综合比较编号项目名称厂址一厂址二1距城中心距离（km）15km2km2交通状况交通便利，进场道路约100m交通便利，进场道路约100m3相对接纳水体位置距离某河20m距离某河20m4地形地貌地势平坦地势平坦5处于城市的位置处于城市的排水的最低点处于城市的较低点6排水管网敷设影响城市污水可以自流到厂址处城市污水部分可自流到厂址处7建筑物情况厂址周边没有建筑物厂址周边有建筑物8与居民点的距离距离最近的居民区196m距离最近的居民区200m9处于城市的风向处于城市的下风向处于城市的下风向10供水供电临近村庄有自来水管网，供电方便临近的村庄有自来水管网，供电方便11污水出路处理后污水直接排入某河处理后污水直接排入某河12与城市总体规划的衔接处于县城总体规划区外围与城市总体规划符合在城市总体规划选址的范围内，但处于城市发展的中心地带13主要辅助工程量1、厂址范围内地势较低，需要提高厂地整体高程。2、需要修建进厂道路。3、需要建设较长污水排放管网。1、厂址范围内地势需要整体提高。2、需要修筑进场道路；14今后扩充余地扩建的余地大没有扩建的余地根据城市总体规划的要求及某县城地势特点厂址选择在某县某乡乡板板房村，通过对现场的调查，厂址一位于流经某镇、某乡乡某河下游的某市强制戒毒所旁，占地51亩，建设39亩，预留12亩，地势较为平坦，污水处理厂服务的乡镇生活污水能够重力自流至污水处理厂，占地规划上属于未利用地，现状为自行开发的耕地，有土路延伸至污水处理厂处，附近也有高压电线；交通便利、维持正常运行所需的水电供需情况良好；位于城市夏季主导风向的下风向且厂址周围196m内没有村庄，能够满足卫生防护距离设置的需求；厂址二位于城市远景规划的发展片区，不利于远期污水处理厂卫生防护距离的保证实施。通过厂址的综合比较，选择厂址一为项目的建设场地。（5）总图布置合理性分析项目总体布置合理、布局紧凑，构筑物布置有序、间距合理；项目的功能分区较为明确，污水处理区布置于北方，管理区布置于南方，厂址所在地夏季主导风向为西南风，管理区处于上风向，臭气对员工影响不大；污水处理走向较为明确、简洁且便于二期工程的实施。综上所述，项目的总图布置合理可行。（6）中水回用可行性分析由于项目所在地距离县城较远，有15km，处理后的废水用于城市杂用水回用到县城需要建设管道和泵站，经济可行性较低；某乡乡属于乡村，城市化程度不高，出水用于周围乡的可行性较低，故暂不考虑出水中水回用。1.4截污管网工程管网布置的合理性分析某县城的发展方向为北向南发展，县城河流的走向为西南流向东北，某河是县城地势相对较低的地方，能实现重力自流；管网充分照顾各地块污水收集且铺设在道路下，除道路外不破坏现有地面建筑物。总之，管网布置是合理的。管网建成后，能收集到服务范围内75%的生活废水，即能收集到10560m3/d的废水，管网与污水处理厂的配套率可以达到70.4%。1.5施工期主要污染物来源、排放源强分析1.1.1工程污染工序污水处理厂施工污染工序G1S1N2W2N3G3N4G4G5基础地面建筑结构绿化机械安装土石方基础地面建筑结构绿化机械安装土石方N1W1G2S2S3N5图5-2污水处理厂施工污染工序图G（大气污染物）：施工过程产生的扬尘及弃土堆场产生的扬尘。W（水环境污染物）：施工废水，包含生活废水、砂石料拌和废水等。S（固体废物）：S1为废弃土石方；S2、S3为垃圾，包括地面建筑结构垃圾及机械设备安装垃圾。N（噪声）：N1、N2：施工机械噪声；N3、N4、N5：施工噪声，包含结构、安装、绿化等过程产生的噪声。截污管网工程施工污染工序截污管网工程施工主要由开槽（土石方开挖）、管道基础、下管、土方回填、压实绿化、材料运输、废弃土方运输共七个工序组成，相关工序产污组成的污染工序如图5-9所示。材料运输G6N6材料运输G1S1G2W2N2G4N4G5N5压实绿化土方回填下管管道基础开槽（土石方开挖）压实绿化土方回填下管管道基础开槽（土石方开挖）SS2:废弃土方运输N1W1G3N3G7N7图5-3排水管网施工污染工序图G（大气污染物）：主要为施工扬尘和施工、运输机械尾气。本环评重点关注施工扬尘带来的影响。W（水环境污染物）：W1主要是施工人员产生的生活废水；W2主要是砂石料拌合废水。S（固体废物）：S1主要是土石方开挖过程中挖出的土石方；S2主要是废弃的土方。N（噪声）：N1、N2、N3、N4、N5为施工机械噪声；N6、N7为运输车辆噪声。1.1.2施工期污染物排放源强（1）占地污水处理厂位于某县某乡乡板板房村（某市强制戒毒所旁），占地51亩（永久占地），建设39亩，预留12亩，根据国土资源局确认，占地规划上属未利用地，目前的旱地为自行开发的耕地。截污管网占地约70.2亩，为临时占地，其中截污干管约占地34亩。（2）施工固废：项目施工过程中，污水处理厂建设需开挖12315m3，回填5964m3，弃方6351m3；管网建设过程中需开挖61011m3，回填51070m3，弃方9941m3，合计产生开挖量73326m3，回填量57034m3，弃方16292m3，弃方运至指定地点处置。施工期施工人员大约为120人，根据施工进度，施工天数为330天，施工人员选用本地人，按每人每天产生0.6kg生活垃圾计算，施工期共产生生活垃圾23.8t，生活垃圾委托环卫站进行处理。（3）施工废水污水处理厂建设过程中会产生混凝土养护废水和设备、工具清洗废水，产生量较小，主要污染物为悬浮物。工地设置临时沉淀池，施工废水经过沉淀后，全部回用。生活废水：施工期施工人员不住施工现场，本项目施工人数以120人计，每人需供水40L，则每日用水4.8m3/d，排放生活污水量约3.8m3/d，主要污染物为CODcr、SS、BOD5及动植物油等，设临时沉淀池收集生活废水，沉淀处理后用于农灌，施工期场地使用旱厕，定期清理用作农肥。（4）废气：扬尘：施工中有扬尘产生，为无组织排放，及时洒水降尘和设置防护网，可大大降低对环境的影响，对环境影响较小。燃油尾气：主要污染物是一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、总碳氢化合物(THC)等。根据《汽车污染物排放限值及测量方法》及相关技术规范资料，主要污染物排放量为CO2.20~30.18mg/(辆•m)、NOx0.50~10.44mg/(辆•m)、THC8.14~11.21mg/(辆•m)。通过加强管理，使用经检审合格的燃油机械，可做到尾气达标排放。气体异味：主要来自于老管网清理淤泥产生的气体异味，产生量不大，随空气扩散后对周围环境影响不大，应避免在人群密集时段开挖。（5）噪声：施工期噪声主要来源于各类施工机械，其噪声声级值见下表。表5-3主要施工机械的噪声声级值dB(A)施工机械推土机搅拌机气锤切割机载重汽车声级值78—9675—8880—989576—91施工期噪声为间断性噪声，对周围环境影响是短暂的，避免在22：00~次日6：00施工。（6）水土流失影响因素：污水管网和污水处理厂造成水土流失的影响主要表现为：工程基建期的场地平整、管道开挖、弃土和材料的堆放等。根据各项工程活动的特点初步分析，场地平整、管道开挖对原地面及植被造成了扰动和破坏，易诱发水土流失，由于挖填大量的土石方，在强降雨的情况下会形成一定的水土流失。以及在施工过程中，因为机械碾压、人为践踏、施工材料、器具的随意堆放以及施工管理的松懈等原因将可能造成工程建设场地内土地的扰动和损坏。因此，施工期造成的水土流失主要有：建设场地开挖平整、沟槽基础、管网建设等对地表的开挖、扰动或再塑，使地表层植被受到破坏，失去固土防冲的能力，造成的水土流失及弃土和建筑材料的临时堆放受雨水冲刷引起的流失。1.1.3运营期污染物排放源强分析运营期主要污染物来源于各工段产生的臭气、噪声，格栅、沉砂池产生的栅渣及生物处理系统产生的活性污泥。其污染工序图详见P27图5-1（1）固体废弃物：本项目的删渣量和污泥产生量见下表表5-4删渣量与污泥产生量一览表编号项目参数单位备注1粗栅渣量0.6m3/d0.02m3/103m32细栅渣量2.4m3/d0.08m3/103m33沉砂量0.9m3/d0.03m3/103m34剩余污泥干重3.6t/d5剩余污泥量550m3/d含水率99.2％6脱水后的污泥量22m3/d含水率80％本项目运营过程中产生的删渣量为3.9m3/d；污泥产生量为550m3/d，采用机械浓缩脱水设备可保证剩余污泥含水率小于80％，剩余污泥量相对较少，该项措施满足GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中对污泥含水率小于80％的要求，经脱水后的污泥量为22m3/d，污泥脱水后填埋处理。项目运营过程中，场内员工会产生一定量的生活垃圾，按每天每人产生1kg来计算，每天将产生生活垃圾27kg/d，项目年运行过程中产生9.9t/d。（2）废水正常工况下污染物源强通过管网收集服务范围内的生活污水后经某县污水处理厂处理后排入某河，排放的废水可达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》表1中一级B标准，进出水水质、污染物源强情况可见下表。表5-5正常工况下进出水水质、排放的污染源强及削减量分析单位：mg/L项目近期水量BOD5CODcrSSNH3-NTP设计进水水质1.5万m3/d120200120203设计出水水质1.5万m3/d20602081日排放量（kg）30090030012015年排放量（T）109.5328.5109.543.81.5正常工况下，污水处理厂排水满足GB8978-1996《污水综合排放标准》城镇二级污水处理厂一级B标准要求；县城污水经处理后，主要污染负荷得以大幅度削减，对改善城市水环境和水质及保护某河水环境具有重要意义。污水处理厂运营期间，场内员工会产生一定量的生活废水，每人每天用水按100L计，产物系数取0.8，共计产生生活废水1.2m3/d，438m3/a，收集后汇入污水处理系统处理后达标排放。非正常工况下污染物源强污水处理厂运营过程中，可能由于受到负荷、酸碱冲击、设备故障、管理松懈原因，而造成处理效率下降，下面就运营过程中正常、非正常排放的污染源强进行分析，详见下表。表5-6非正常排放的污染源强工况项目效率和浓度BOD5CODSSNH3-NTP1处理效率下降20％排放浓度40884010.41.4日排放量600132060015621年排放量219481.821956.947.78.82处理效率下降50％排放浓度7013070142日排放量10501950105021030年排放量383.3711.8383.376.7113无处理直排排放浓度120200120203日排放量18003000180030045年排放量6571095657109.516.4注：表中排放浓度单位mg/L，削减量T/a，日排放浓度kg，年排放T。非正常工况下，污水处理厂排水难以满足GB8978-1996《污水综合排放标准》城镇二级污水处理厂一级B标准要求，主要为生化处理工段污泥负荷过高、曝气过度等原因导致丝状菌膨胀、活性污泥老化，应加强人员培训，尽早发现、解决生化池故障问题。当污水处理厂主设备出现重大故障、停电等原因导致全厂全面停止运作，进厂污水通过部分管道未经任何处理通过污水处理厂排放口排出至某河，排放时间为设备修复时间，污水排放源强即为进水水质。（3）废气本项目的废气主要为无组织排放的臭气，主要来源于格栅栏截物、污水处理过程中的厌氧、缺氧工段及污泥处理系统，它们属于无组织排放源。具体污染源是：预处理系统、生物处理系统、污泥浓缩池、污泥脱水机房、污泥堆棚。本