某工業(yè)園區(qū)污水處理廠建設工程可行性研究報告

1、某工業(yè)園區(qū)3萬m3/d污水處理廠建設工程可行性研究報告目 錄第一章 總論一、項目名稱及主管單位二、項目編制依據(jù)及原則第二章 污水水量、水質預測第一節(jié) 污水量預測一、污水量第二節(jié) 污水水質預測一、污水性質二、污水水質三、污水處理廠尾水排放水體選擇四、尾水水質一、污水處理廠廠址論證二、廠址選擇三、廠址比較第四章 污水、污泥處理方案論證第一節(jié) 污水處理方案論證一、污水處理方案選擇二、污水處理工藝選擇第二節(jié) 污泥處理方案論證一、污泥處理工藝選擇二、污泥處理方案比較第六章 工程設計方案第一節(jié) 總體布置一、污水處理廠總平面布置二、污水處理廠高程布置三、道路設計四、綠化第二節(jié) 建筑設計一、設計依據(jù)二、總體布

2、置三、建筑標準及裝修第三節(jié) 主要建構筑物選型一、粗格柵間及進水泵房二、細格柵及渦流沉砂池三、水質調整池四、 CAST反應池五、消毒池六、取樣池測流槽七、污泥池八、風機房九、污泥濃縮及脫水車間十、配藥間十一、加氯間十二、輔助建筑物設計第四節(jié) 廠區(qū)給排水、消防設計一、廠區(qū)給排水管網(wǎng)布置二、消防設施設計第五節(jié) 電力設計及自動化控制系統(tǒng)設計一、供配電工程二、接地與防雷三、儀表、自動控制和通訊（一）儀表設計（四）自控系統(tǒng)設計（五）網(wǎng)絡及電話設計（六）防雷、過電壓保護及接地第六節(jié) 通風設計一、通風設計二、除臭措施第七章 安全生產(chǎn)、環(huán)境保護、消防和節(jié)能第一節(jié) 安全生產(chǎn)及勞動保護第二節(jié) 環(huán)境保護第三節(jié) 節(jié)能第

3、八章 工程項目實施進度一、實施原則與步驟二、組織機構與分工三、項目實施計劃表四、人員配備第九章 工程投資估算及資金籌措一、編制說明二、工程投資估算三、資金籌措第十章 工程效益及經(jīng)濟評價第一節(jié) 工程效益一、環(huán)境效益二、社會經(jīng)濟效益第二節(jié) 財務評價一、評價依據(jù)二、財務評價的基礎數(shù)據(jù)三、財務評價第十一章 項目招標方案一、招標范圍二、招標方式一、可行性研究結論二、問題及建議第一章 總論一、項目名稱及主管單位1、項目名稱本項目為x市工業(yè)園污水治理工程項目，目前為工程可行性研究階段，項目名稱為：x市工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程可行性研究。2、項目主管單位本工程項目主管單位：x市工業(yè)園區(qū)管理委員會。3、項目建設地

4、點本工程項目建設地點：x市工業(yè)園區(qū)y。二、項目編制依據(jù)及原則（一）編制依據(jù)1、x市城市總體規(guī)劃(20012020)；2、x市工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃；3、城市污水處理廠污水、污泥排放標準(GJ 302 59 3)；4、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GBl 891 82002)；5、項目建設單位提供的其他資料。（二）編制范圍x市工業(yè)園區(qū)污水處理廠污水處理工藝比選、廠區(qū)內(nèi)處理構（建）筑物布置及管線設計。（三）編制目的在工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃指導下，通過充分的調查研究，在收集、分析資料的基礎上，達到如下目的：1、論述建設工業(yè)園區(qū)污水處理廠的必要性。2、對污水廠廠址進行論證。3、對污水處理、污泥處置工藝及工程投資進

5、行技術可靠性、經(jīng)濟合理性、實施可能性、環(huán)境影響等多方案綜合比較、論證。4、在以上論證的基礎上提出推薦方案，并進行工程方案設計。5、根據(jù)投資估算提出資金籌措方式及項目實施進度。（四）編制原則根據(jù)我國有關環(huán)境保護法規(guī)及工程其它要求，本項目可行性研究報告的編制遵循以下原則：1、認真貫徹國家關于環(huán)境保護工作的方針和政策，符合國家的有關法規(guī)、規(guī)范及標準。2、在總體規(guī)劃的指導下，采取全面規(guī)劃，分期實施的原則，既考慮近期建設又考慮遠期發(fā)展，使工程建設與城鎮(zhèn)發(fā)展相協(xié)調，既保護環(huán)境，又最大限度地發(fā)揮工程效益。3、根據(jù)設計進水水質和出水水質要求，所選污水處理工藝技術先進成熟、處理效果好、運行穩(wěn)妥可靠、便于管理及維

6、護、高效節(jié)能、經(jīng)濟合理，確保污水處理效果，減少工程投資及日常運行費用。4、選擇國內(nèi)外先進、可靠、高效、運行管理方便、維修簡便的排水專用設備和控制元件系統(tǒng)。5、妥善處理、處置污水處理過程中所產(chǎn)生的柵渣、污泥，避免2次污染。6、積極創(chuàng)造一個良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境，把x市工業(yè)園區(qū)污水處理廠設計成為現(xiàn)代化的污水處理廠。（五）采用的規(guī)范標準和主要資料1、室外排水設計規(guī)范GBJl 48 7(1997年版)2、建筑給水排水設計規(guī)范GB5001 5200 33、地表水環(huán)境質量標準GB3 8 382 0024、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GBl 891 820025、城市污水處理廠污水、污泥排放標準GJ 302

7、59 36、污水排入城市下水道水質標準CJ 30821 9997、城市防洪工程設計規(guī)范CJ J 5 0-928、給水排水工程構筑物設計規(guī)范GB5006920029、混凝土結構設計規(guī)范GB5 001 0-2 00210、建筑地基基礎設計規(guī)范GB500072 00211、建筑抗震設計規(guī)范GB5001卜200112、建筑結構荷載設計規(guī)范GB5 00092 00113、建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB5 00682 00114、工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準YJ 367915、采暖通風和空氣調節(jié)設計規(guī)范GBJl98716、建筑設計防火規(guī)范GBJl 687(2001年版)17、供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB5 005295

8、18、10KV及以下變電所設計規(guī)范GB5005 3-9419、低壓配電設計規(guī)范GB5 00549 520、建筑防雷設計規(guī)范GB5 00579421、工業(yè)與民用電力裝置的接地設計規(guī)范GBJ6 58 322、泵站設計規(guī)范CBT5 026 59723、城鎮(zhèn)污水廠附屬建筑和附屬設備設計標準GJJ 3189;第二章 污水水量、水質預測第一節(jié) 污水量預測一、污水量x市工業(yè)園區(qū)污水處理廠規(guī)劃規(guī)模3萬m3d。第二節(jié) 污水水質預測一、污水性質本工程污水處理廠主要接納zz公路沿線的居民生活污水(包括居民排水，商業(yè)設施排水，公共設施排水)和x市工業(yè)園區(qū)內(nèi)的一般工業(yè)廢水。該污水水質主要以有機物為主，同時含有一定的氮、

9、磷物質和石油類物質。二、污水水質1、工業(yè)廢水水量、水質污水處理廠服務區(qū)范圍內(nèi)的工業(yè)以醫(yī)藥、食品飼料、建材、機械、紡織等為主。排入污水處理廠的工業(yè)廢水總量約有20055 m3d，預計進入污水處理廠的工業(yè)廢水的水質參數(shù)： CODcr=541.9 mgL BOD5=263.6 mgL2、生活污水水量、水質根據(jù)室外排水設計規(guī)范推薦值及結合x市的經(jīng)濟發(fā)展水平參照國內(nèi)其他同類城鎮(zhèn)污水處理廠運行水質參數(shù)，預測其生活污水的CODcr為250 mgL，BOD5為120 mgL。3、污水處理廠設計進水水質的確定預計排入污水處理廠的污水的水質參數(shù)：CODcr=445.1 mgLBOD5=216mgL。根據(jù)x市工業(yè)園

10、區(qū)污水水質實際情況及以上分析，參照國內(nèi)其他同類污水處理廠運行水質參數(shù)，確定本工程進廠污水水質為：CODcr 450mgLBOD5 220mgLSS 200mgLTN 50mgLNH4,N 40mgLTP 4mgLpH 6.58.5三、污水處理廠尾水排放水體選擇根據(jù)項目確定的位置及河道所處的位置，主出水口為贛江二橋下游勝利電排站，然后排入贛江。四、尾水水質x市工業(yè)園區(qū)污水處理廠尾水水質標準必須執(zhí)行國家頒布的有關標準和規(guī)定，同時應考慮受納水體的環(huán)境容量。表21污水處理廠進出水水質匯總表序 基本控制項目 進水 出水 去除率() 號 (mgL) (mgL) 1 化學需氧量(CODcr) 4 50 10

11、0 77.8 2 生化需氧量(BOD，) 22 0 30 86.4 3 懸浮物(ss) 2 00 30 8 5 4 氨氮(以N計) 4 O 2 5(30) 37.5 5 總磷(以P計) 4 3 25 6 pH 6.58.5 69 第三章 污水處理廠廠址選擇一、污水處理廠廠址論證廠址的選擇應能滿足如下原則：應符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃的要求，并應根據(jù)下列因素綜合確定：1、符合總體規(guī)劃，盡量使規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的污水均能自流流入污水 處理廠或減少污水提升揚程2、位于城市水流的下游或城市下風向3、不受洪水的威脅，有良好的排水條件4、有方便的交通、運輸和水電條件5、處理后的水有較好的出路6、不占或少占

12、農(nóng)田，同時有遠期擴建余地7、有良好的工程地質條件8、少拆遷，有一定的衛(wèi)生防護距離9、便于污水、污泥的排放和利用綜合考慮以上因素，并根據(jù)x市城市總體規(guī)劃和x市工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃，污水處理廠廠址初選的y廠址，符合總體規(guī)劃要求。該處基本無拆遷，地處常年主導風向的下風向，其西面緊靠zz，交通十分便利，地勢平坦開闊，工程地質較好。二、廠址選擇污水處理廠廠址選擇應符合城市總體規(guī)劃和城市的發(fā)展，處理廠有充分綠化帶，處理水的排放水體有足夠的環(huán)境容量，廠區(qū)用地有發(fā)展余地。1、y廠址該廠址位于工業(yè)園區(qū)規(guī)劃區(qū)內(nèi)y村，靠近zz公路。目前為農(nóng)田、魚塘和農(nóng)村民宅，廠址地形平坦。該址外部交通、供電、通信、供水均十分便利，廠址

13、緊靠zz道，污水廠尾水通過埋設尾水管至贛江二橋下游*村排入贛江。2、*村廠址該廠址位于贛江二橋下游，靠近勝利電排站。目前為農(nóng)田和農(nóng)村民宅，廠址平坦。該址外部交通、供電、通信、供水均較為便利，污水廠尾水就近排入勝利電排站。三、廠址比較通過方案比選，認為y廠址，盡管尾水管工程量較大，但進出水條件好，拆遷量小，并能有效利用土地，具有可實施性，因此本方案推薦y廠址為工業(yè)園區(qū)污水處理廠廠址。項目總占地58畝。廠址比較表 表3-1優(yōu)點缺點y廠址1.緊靠zz公路，交通方便。2.地勢平坦，工程地質條件較好。3.進水條件好、進水管工程量小4.距供電電源近1.拆遷量較大（1200 m2）2.廠址臨近村莊，對附近居

14、民有影響。3.污水廠尾水管較長。4.距供電電源較遠。*村廠址1.地勢平坦，工程地質條件較好。2.進出水條件好。3.尾水管工程量小，可就近排入勝利電排站1.拆遷量大（2400m2）。2.廠址臨近村莊，對附近居民影響較大。3.進水管工程量很大。4.距供電電源遠。5.交通不夠便利第四章 污水、污泥處理方案論證第一節(jié) 污水處理方案論證x市工業(yè)園區(qū)污水處理廠設計規(guī)模3萬m3/d，是一座中小型污水處理廠，為實現(xiàn)污水處理廠的高效穩(wěn)定運行和節(jié)約費用的目的，設計依據(jù)以下原則進行工藝方案比較和選擇。根據(jù)原水水質、水量，以及受納水體贛江的環(huán)境容量，綜合考慮當?shù)氐膶嶋H情況，通過多方案技術經(jīng)濟比較，優(yōu)先采用低能耗、低運

15、行費、投資省、占地少、操作方便、成熟的污水處理工藝。污水廠總平面布置力求緊湊，減少占地和投資。污水處理過程的自動控制，力求安全可靠，經(jīng)濟實用，提高管理水平，降低勞動強度。一、污水處理方案選擇1、污水處理工藝方案選擇的原則作為城市基礎設施的重要組成部分和水污染控制的關鍵環(huán)節(jié)，城市污水處理廠工程的建設和運行意義重大。由于城市污水處理廠的建設和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對確保處理廠的運行性能和降低費用最為關鍵，因此有必要根據(jù)確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結合設計規(guī)模、污水水質特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行且經(jīng)濟合理的處理工藝方案

16、，經(jīng)全面比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。在本污水處理廠工藝方案確定中，將遵循以下原則：(1)認真貫徹國家關于環(huán)境保護的方針和政策，使設計符合國家的有關法規(guī)、規(guī)范。(2)技術成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質達到國家和地方的有關排放標準和規(guī)定，符合環(huán)境影響評價的要求。(3)在x市和工業(yè)園區(qū)城市總體規(guī)劃和的指導下進行方案設計。(4)基建投資和運行費用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。(5)積極穩(wěn)妥地引進、采用先進的污水處理和污泥處理的新工藝、新技術和新材料。(6)優(yōu)先采用集成度高的污水處理工藝，以便實現(xiàn)模塊化設計，以利于污水處理廠的分期建設和擴展。(7)近遠期結合，統(tǒng)籌兼顧，全面設計

17、，分期建設。(8)采用先進的節(jié)能技術，降低污水處理廠的能耗及運行成本。(9)運行管理方便，運轉靈活，并可根據(jù)不同的進水水質和出水水質要求調整運行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處理構筑物的處理能力。(10)采用先進、可靠的自動化控制技術，提高污水廠的管理水平，保證污水處理工藝運行在最佳狀態(tài)，盡可能減輕工人的勞動強度。(11)整體工藝協(xié)調優(yōu)化，而且構筑物的布置結合建筑美學，以適應周圍的環(huán)境發(fā)展。本方案設計的污水處理工藝選擇針對x市工業(yè)園區(qū)的污水量和污水水質以及經(jīng)濟條件、管理水平考慮適應力強、調節(jié)靈活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟處理工藝。下面將對各種工藝的特點進行論述，以便

18、選擇切實可行的方案。2、常規(guī)二級處理污水處理方法的選用是與進水水質特點及排放所要求達到的處理程度密切相關的。因此首先需要分析進水水質的技術性能及各種污染物的去除機理和所能達到的去除程度。x市工業(yè)園污水處理廠進水水質技術性能指標見表41表41污水廠進水水質技術性能指標表序號項 目比值1BOD5COD0.4892BOD5TN4.43BOD5TP55我國現(xiàn)行室外排水設計規(guī)范(GB J1487，1997版)的表6.1.2中給出了污水處理廠的處理效率，見表4-2。表4-2污水處理廠的處理效率處理級別處理方法主要工藝處理效率(%)SSBOD5一級處理沉淀法沉淀4 0552 03 0二級處理生物膜法初次沉淀

19、、生物膜法、二次沉淀60906 59 0活性污泥法初次沉淀、曝氣、二次沉淀7 0906 595在常規(guī)二級活性污泥法中，不同的污染物是以不同的方式去除。(1)懸浮物(SS)的去除污水中SS粒徑一般大于1um，在生活污水中的SS來自人類生活活動中的排泄物和洗滌渣，工業(yè)污水中的SS來自生產(chǎn)過程中隨污水帶出的顆粒。污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的無機顆粒和大尺度的有機顆粒靠自然沉淀作用就可以去除，小直徑的有機顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ瑹o機顆粒(包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無機顆粒)則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。為了降低出水中的懸浮物濃度，需要在工程中

20、采用適當?shù)拇胧?，例如選用適當?shù)奈勰嘭摵?FM值)以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用較小的二次沉淀池表面負荷，采用較低的出水堰負荷，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡作用等。在污水處理方案選用合理，工藝參數(shù)取值合理，單體設計優(yōu)化的前提下，完全能夠使出水指標在30mgL以下。(2)生化需氧量(BOD5)的去除與SS一樣生活污水中的BOD5量也是在人類生活活動過程中產(chǎn)生，其與生活水平和生活習慣有關，西方人明顯高于東方人，發(fā)展中國家低于發(fā)達國家。污水中的BOD5由溶解性、膠體及顆粒性組成。對于典型的城市綜合污水，其溶解性BOD5約占4050%，膠體和顆粒性的占5060%，其中顆粒性約占2030%。污水

21、中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附與代謝作用，然后對吸附代謝物進行分離來完成。在活性污泥與污水接觸初期，會出現(xiàn)很高的BOD5的去除率，這是由于污水中有機顆粒和膠體被吸附在微生物表面，從而被去除所至。但是這種吸附作用僅對污水中懸浮物和膠體起作用。對溶解性有機物需靠微生物的代謝來完成，活性污泥中的微生物的有氧的條件下將污水中一部分有機物合成新的細胞，將另一部分有機物進行分解代謝以便獲得細胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物CO2和H2O等穩(wěn)定物質，這也是污水BOD5的降解過程。在這種合成代謝與分解代謝的過程中，溶解性有機物(如低分子有機酸等易降解有機物)直接進入細胞內(nèi)部被利用，而溶解性有機物則首先被吸附

22、在微生物表面，然后被酶水解后進入細胞內(nèi)部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質，因此，可以使處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。根據(jù)國外有關的設計手冊資料和國內(nèi)污水處理廠的實踐經(jīng)驗，在污泥負荷0.3kg BOD5kgMLSS.d時，就很容易做到出水BOD5保持在20mg/L以下。(3)化學需氧量(COD)的去除可生化CODB隨BOD5的去除而去除，如污水中CODNB過高時為達到排放標準除生化處理外還應輔以化學、物理或其他方法去除。為提高不易生化污水的生化性能，需采取措施予以提高，對于某些污水可以通過厭氧水解把污水中大而

23、長的分子鏈斷裂成較小而短的分子鏈，供微生物代謝以提高污水的可生化性。3、污水脫氮除磷工藝(1)氮的去除污水脫氮方法主要有物理化學法和生物法兩大類，目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中經(jīng)濟和常用的方法，生物脫氮工藝較多，原理一樣的；物理化學脫氮主要有折點氯法去除氨氮、選擇性離子交換法去除氮氮、空氣吹脫法去除氨氮。物理化學脫氮折點氯化法去除氨氮折點氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水中，將污水中NH4N氧化成N2的化學脫氮工藝。選擇性離子交換法去除氨氮離子交換樹脂對各種離子所表現(xiàn)的不同新和力或選擇性是離子交換的基本條件。目前在污水處理中主要采用沸石天然離子交換物質作為離子交換物質，但該法在國

24、內(nèi)尚無應用?？諝獯得摲ㄈコ钡贝得摪ㄈ齻€工藝過程：一是提高污水pH值，將污水中NH4轉變?yōu)镹H3；二是在吹脫塔中反復形成水滴；三是通過吹脫塔大量循環(huán)空氣，增另氣水接觸，攪動水滴。該工藝方案主要存在的問題是需對污水調節(jié)pH值，投加大量石灰，藥劑投加量大，另外還產(chǎn)生大量的污泥，增加處理難度和污泥處理量；由于需要大量循環(huán)空氣，故動力費用較高；該方法在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經(jīng)驗，因此不推薦采用。綜上所述，物理化學法脫氮從經(jīng)濟、管理等方面均不適宜在污水處理中使用。生物脫氮要達到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因為硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率明顯小于異氧菌的生物率，生物脫氮系統(tǒng)

25、維持硝化的必要條件是系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負荷條件下運行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)和運轉實例，設計污泥負荷在O.18kg BOD5kgMLSS·d及以下時，就可以達到硝化及反硝化的目的。(2)磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標準以內(nèi)?；瘜W除磷化學除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨進行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相結合。按工藝流程中化學藥劑投加點的不同，磷酸鹽沉

26、淀工藝可分為前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀的藥劑投加點是原污水進水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點包括初沉出水、曝氣池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點是二級生物處理之后，形成的沉淀物通過另設的固液分離裝置進行分離，包括澄清池或濾池?；瘜W除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽?；瘜W除磷的優(yōu)點是工藝簡單，除加藥設備外不需要增加其它設施，因此特別適用于舊廠增加除磷設備，缺點是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級生物處理工藝中，僅當出水含磷

27、要求較高時，才考慮化學法輔助除磷。生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物，并轉化為pHB儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧條件下時就降解體內(nèi)儲存的pHB產(chǎn)生能量，用于細胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對污泥處理工藝的選擇有一定的限制。4、本工程除磷脫氮工藝選擇根據(jù)x市工業(yè)園污水處理廠的進水水質和要求達到的出水指標，我們認為，最佳的處理工藝是生物除磷脫氮工藝，即(深度)二級生物處理工藝。二、污水處理工藝

28、選擇1、工藝流程的組成根據(jù)污水處理廠進水水質和出水水質的要求，x市工業(yè)園污水處理廠須采用具有二級生物處理才能達到預期的目的。一般情況下，城市污水處理廠的工藝流程包括預處理段、一級處理段、二級生物處理段和污泥處理段。預處理段通常包括粗、細格柵、提升泵房和沉砂池，這是污水處理廠必備的工段。通常，同樣的預處理構筑物和設備選擇可以滿足不同類型的生物處理工藝的預處理要求，在本工程方案選擇中，選用同樣的預處理段單元構筑物及設備，不再進行論證。一級處理段通常指初次沉淀池，也是機械處理方法。污水進行初沉后，SS降低50左右。BOD5相應降2030，但對于NH4N和TP的去除很少。初沉后的污水C：N及C：P的比

29、值都降低許多。雖然初沉池可有效的去SS、BOD5，降低二級生物處理的工程費和運行費，但由于本工程進水濃度較低，為此，工藝方案的選擇中，均按無初沉池的工藝流程進行設計。由于工藝流程中不設初沉池，本工程將生物處理段的污泥齡適當延長至16天，一方面完全滿足生物除磷脫氮對泥齡的要求，另一方面使污泥得到好氧處理，起到污泥部分穩(wěn)定的作用。采用這種設計，在目前國情的條件下，可以省去污泥消化系統(tǒng)，這對簡化污水廠工藝流程，降低工程投資及運轉費是比較現(xiàn)實可行的。因此，工藝流程中將不設置污泥消化處理構筑物。生物處理段產(chǎn)生的剩余污泥將直接濃縮脫水。綜上所述，x市工業(yè)園污水處理廠總體工藝流程包括預處理工段、二級生物處理

30、工段和污泥處理工段。本工程方案的選擇論證將重點在二級生物處理的工藝方案上。2、主要深度二級生物處理工藝綜述所有二級生物處理工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同時交替循環(huán)。目前我國城市污水處理新興工藝雖然層出不窮，但就當前國際上污水處理科技發(fā)展現(xiàn)狀看，真正革命性的發(fā)明尚未出現(xiàn)，并不存在所謂的最先進技術。目前用于城市污水處理采用的工藝大致分為兩大類：第一類為按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法；第二類為按時間進行分割的間歇式活性污泥法。(1)按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法是指各種處理功能如進水、曝氣、沉淀、出水在不同的空間(不同的池子)內(nèi)完成。目前較成熟的工藝有：AO(

31、厭氧好氧)法，A2O法，UCT(包括MUCT)法和氧化溝法等。如前所述，此類工藝的關鍵是在污水處理系統(tǒng)中形成厭氧、缺氧的環(huán)境。如果不外加碳源進行脫氮，還需要混合液的回流。主要工藝簡述如下：AO法AO法即厭氧好氧活性污泥法。污水在流經(jīng)二個不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機物和磷得到去除。二沉池好氧區(qū)厭氧區(qū)進水 外排 回流污泥 圖4.1 A/O法工藝流程簡圖回流活性污泥被回流至厭氧區(qū)中，污泥中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物，并轉化為pHB(聚p羥丁基酸)儲存起來。然后混合液進入好氧區(qū)，聚磷菌在好氧條件下降解體內(nèi)儲存的pH

32、B產(chǎn)生能量，用于細胞的合成和吸磷，形成高濃度的含磷污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到生物除磷的目的。在具有足夠的泥齡的條件下，BOD5在好氧池內(nèi)被降解的同時，也完成硝化反應。因為回流活性污泥被回流至厭氧區(qū)，在好氧區(qū)按硝化設計時，該系統(tǒng)也同時具有脫氮功能，其脫氮效率取決于活性污泥回流比。一般認為AO工藝有硝化時存在以下缺點：*為了避免回流活性污泥所含硝酸鹽氮破壞厭氧系統(tǒng)影響除磷效果，污泥回流量需要控制，因此其脫氮效率有限。也就是說該工藝的主要功能在于除磷。*因為要進行硝化反應，系統(tǒng)的泥齡比無硝化A0工藝的要長，從而使除磷效率有所降低。改良型A0法針對AO法及A2O法的缺點進行改進，即消除回流

33、活性污泥進行的反硝化，因此需要的反硝化停留時間短、容積小。*取消了混合液回流，避免了內(nèi)回流帶來的稀釋作用，提高了硝化過程的反應速率，增加了系統(tǒng)效率，減少了反應池容積。*因為取消了混合液回流，與A2O法相比，使系統(tǒng)得到了簡化，降低了基建費用，同時也降低了能耗。*改良型AO法可以很好地將生物除磷要求高負荷、生物脫氮要求低負荷有機地結合在一起。改良A2O工藝改良A2O 工藝系在常規(guī)A2O法基礎上改進而成。即在常規(guī)A2O法的厭氧區(qū)前增加一個選擇區(qū)(預缺氧區(qū))，回流污泥先進入選擇區(qū)，其目的是消除回流活性污泥對厭氧區(qū)的不利影響，提高除磷效率，這一點與改良AO的優(yōu)點相同；同時，改良A2O工藝保留了常規(guī)A2O

34、法的混合液內(nèi)回流，從而保證脫氮效果。因此可以認為，改良A2O工藝同時具有較好的脫氮和除磷效果?；旌弦簝?nèi)回流70901030選擇區(qū)厭氧池缺氧池好氧池二沉池進水 出水 污泥回流 圖4.2 改良型A2/O法工藝流程簡圖倒置A2O工藝倒置A2O工藝的池型布置與常規(guī)A 2O相同，其區(qū)別只是在于取消了混合液的回流，但是為了達到反硝化除氮的目的，必須加大活性污泥的回流量，以滿足脫氮要求。25混合液內(nèi)回流75厭氧池缺氧池好氧池二沉池進水 出水 污泥回流150250 圖4.3 倒置A2/O法工藝流程簡圖倒置A2O工藝與常規(guī)A2O工藝相比，其優(yōu)點在于將常規(guī)A2O工藝的污泥回流系統(tǒng)與混合液回流系統(tǒng)合二為一，組成了唯

35、一的污泥回流系統(tǒng)，使得工藝流程得到簡化，也減少了管理點。倒置A2O工藝的缺點是：*缺氧區(qū)、厭氧區(qū)的進水分配比例較大(一般為3：1左右)，碳源種類的分配不盡合理。*污泥回流比較大，一般為(1.52.5Q)，對系統(tǒng)反應物的稀釋作用依然存在。*與混合液回流相比，污泥回流所需水泵揚程更大，因此其能耗相對于常規(guī)A20更大，運行費用也更高。*由于污泥回流比很大，通過二沉池底流排出的固體量大大增加，因此倒置A20工藝的二沉池面積將會有較大的增加。MUCT工藝UCT(university of Cape Town Process)活性污泥法是一種強化生物工藝，是對A2O工藝的改進。針對A2O工藝直接將活性污泥

36、回流至厭氧池會降低厭氧池的效率，使得所需的厭氧池容積較大的問題，UCT工藝活性污泥回流至缺氧池的前端，以便在缺氧條件下充分去除回流活性污泥中的硝酸鹽后，再將活性污泥回流至厭氧池，完全可以做到硝酸鹽的零回流，從而使厭氧池釋放磷的效率大大提高，強化了處理系統(tǒng)的除磷效果。MUCT活性污泥法，是對UCT工藝的進一步改進。其改進的要點是：進一步對厭氧段、缺氧段的設置方式、污泥回流方式進行了優(yōu)化，增強了EBPR的可靠性，同時提高了運轉的靈活性，可以使生物工藝滿足不同水質、不同季節(jié)的需要。厭氧池缺氧池好氧池二沉池進水 出水 0.30.5Q 污泥回流 圖4.4 倒置MUCT工藝流程簡圖與A2O法相比，UCT工

37、藝不同之處在于污泥先回流至缺氧池，而不是厭氧池，再將缺氧池部分混合液回流至厭氧池，從而減少了回流污泥中硝酸鹽對厭氧放磷的影響。MUCT工藝的缺點在于增加了一級污泥回流，使系統(tǒng)更為復雜能耗更高。同時該工藝也未能很好解決系統(tǒng)反應物的稀釋問題。(二)按時間分割的間歇式活性污泥法傳統(tǒng)的SBR是一個間歇式的活性污泥系統(tǒng)，曝氣池與沉淀池合二為一。SBR工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應器在處理廢水時的操作過程包括如下五個階段：進水期(或充水期)反應期沉淀期排水排泥期閑置期。SBR工藝的特點如下：生物反應和沉淀均在一個構筑物內(nèi)完成，工藝流程簡單，節(jié)省占地，造價低；良好的處理效果；具有較高的脫氮除磷效

38、果；對進水水質的波動具有較好的適應性；污泥沉降性能好，極不易發(fā)生污泥膨脹；SBR還派生出一系列SBR的改型如Unitank、MSBR、ICEAS等。MSBRMSBR工藝是一種改良型序批式活性污泥法，是八十年代后期發(fā)展起來的技術。MSBR工藝的實質是A2O系統(tǒng)后接SBR，是二級厭氧，缺氧和好氧過程，連續(xù)進水、連續(xù)出水。因此其處理效果較好。據(jù)其發(fā)明人介紹，在常規(guī)的城市污水條件下，其出水TP可低于1.OmgL。該工藝的主要缺點是設備眾多，空氣堰制造技術復雜，投資較大。因此該工藝適合于出水要求(尤其對磷)非常嚴格、經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)使用，如深圳鹽田污水廠即是采用該工藝。CASTCAST反應器工藝是以生物反

39、應動力學原理及合理的水力條件為基礎而開發(fā)的一種具有系統(tǒng)組成簡單、運行靈活和可靠性好等優(yōu)良特點的廢水處理新工藝，尤其適合要求脫氮除磷處理的中小型城市污水處理廠。CAST的整個工藝為一間歇式反應器，在此反應器中進行交替的曝氣一不曝氣過程的不斷重復，將生物反應過程及泥水的分離過程結合在一個池子中完成。因此，它是SBR工藝及ICEAS工藝的一種最新變型。CAST反應器由二個區(qū)域組成：生物選擇區(qū)、主反應區(qū)。生物選擇區(qū)是設置在CAST前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運行。主反應區(qū)下部為兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區(qū)對進水水質水量變化的緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化以

40、硝化作用。主反應區(qū)則是最終去除在機物的場所。CAST工藝脫氮除磷的原理為：除磷是靠厭氧捕捉選擇區(qū)(預反應區(qū))和曝氣反應區(qū)(主反應區(qū))完成。硝化和反硝化在主反應區(qū)完成。從充水曝氣開始，溶解氧(DO)濃度從OmgL逐漸增加到0.2mgL的過程中，大約有50的時間其DO接近于零，約30時間DO在1mgL左右，約20時間DO在2mgL左右。DO能否進入微生物絮體內(nèi)，取決于絮體大小和活性污泥的耗氧速率。一般情況下，耗氧速度較快，當DO含量不高時，溶解氧很難進入絮體內(nèi)部，這樣在絮體內(nèi)形成了微缺氧環(huán)境，而硝化產(chǎn)生的較多濃度梯度的NO3N入絮體內(nèi)部，使絮體內(nèi)部發(fā)生反硝化作用，使硝化反硝化過程同時發(fā)生。無需專設

41、缺氧區(qū)和內(nèi)回流系統(tǒng)。CAST工藝與傳統(tǒng)SBR工藝的不同之處在于：a.CAST工藝在進水階段不設單純的充水過程或缺氧進水混合過程；b.在反應器的進水處設一生物選擇器。生物選擇器是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)，進入反應器的污水和從主反應器內(nèi)回流的活性污泥(回流量僅為20)在此相互混合接觸。生物選擇器的設置嚴格遵循活性污泥種群的反應動力學規(guī)律，創(chuàng)造合適微生物生長的條件并選擇出絮凝性微生物，因而可更有效地保持污泥的良好沉降性能；c.系統(tǒng)是通過潷水器連續(xù)出水的，效果穩(wěn)定；d.可通過調節(jié)曝氣強度而同時實現(xiàn)硝化和反硝化過程。CAST工藝與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝及SBR工藝相比，具有以下四個方面的特征：a.根據(jù)

42、生物選擇原理，利用與主反應區(qū)分建或合建、位于系統(tǒng)前端的生物選擇器對磷的釋放、反硝化作用及對進水中有機物的快速吸附及吸收作用，增強了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；b.可變?nèi)莘e的運行提高了系統(tǒng)對水量水質變化的適應性和操作的靈活性；c.根據(jù)生物反應動力學原理，采用多池串聯(lián)運行，使廢水在反應器的流動呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積的利用率；d.通過對生物速率的控制，使反應器以厭氧一缺氧一好氧一缺氧一厭氧的序批方式運行，使其具有優(yōu)良的脫氮除磷效果，降低了運轉費用。3、本工程污水處理工藝根據(jù)上面對目前常用的具有除磷脫氮功能的污水處理工藝所作的綜述可以看出，各種

43、污水處理工藝都有其適用性及優(yōu)缺點。根據(jù)“城市污水處理及污染防治技術政策(建城2000124號)，對于二級強化處理，“日處理能力在1 0萬立方米以下的污水處理設施，除采用AO法、A2O法等技術，也可選用具有脫氮除磷功能的氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等”。根據(jù)x市工業(yè)園污水處理廠進出指標的要求及x市實際情況，污水處理工藝宜選擇成熟、穩(wěn)妥、易于維護管理、運行費用低的工藝。根據(jù)近年來國內(nèi)外專家的論證與實際工程的運行情況，CAST工藝是公認的高效、簡化的污水處理工藝，是中小型污水處理廠的首選工藝。通過上述章節(jié)的工藝論證和針對本工程情況進行分析，認為本工程中采用CAST工藝合理可行。CAST

44、工藝流程簡圖見下圖： 柵渣外運處理 沙渣外運處理 加藥 水質調整池沉沙池集水池細格柵池粗格柵池進水 加氯設備測流槽取樣池消毒池CAST反應池出水 圖4.5 CAST工藝流程簡圖污水首先進入粗格柵去除較大渣物后，進入細格柵，以保證后續(xù)處理構筑物的正常運行，再經(jīng)過沉砂池的處理。以上部分主要去除水中的懸浮物或漂浮物以及砂粒，為污水的預處理階段。污水經(jīng)沉砂后配水到CAST反應池進行污水生物處理。后設消毒池和污泥泵房。CAST反應池出水流入消毒池進行消毒，達標后經(jīng)取樣池和測流槽排放。剩余污泥由泵送入污泥池，然后進入脫水機房進行機械濃縮脫水、泥餅外運、衛(wèi)生填埋。第二節(jié) 污泥處理方案論證一、污泥處理工藝選擇

45、根據(jù)污水處理推薦方案，本工程經(jīng)脫水后產(chǎn)生的污泥量約為200kg/d（含固率20%）。污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，有機物含量較高，并且很不穩(wěn)定，易腐化，含有大量病菌及寄生蟲，若不經(jīng)妥善處理和處置將造成二次污染，必須進行必要的污泥處理和處置，污泥處理的目的是：1、減少部分有機物，使污泥穩(wěn)定化。2、減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用。3、盡可能利用污泥中可用物資，回收能源。目前國內(nèi)外城市污水廠污泥最終處置和利用不外乎農(nóng)用，衛(wèi)生填埋、焚燒、拋海以及經(jīng)必要的處理后作建材利用的幾種途徑，其中焚燒、拋海的方法受到能源消耗，海洋污染等因素的限制，不予提倡。污泥利用于建材的實驗，近年來進行了不少研究，但尚未進入生

46、產(chǎn)應用階段。因此，目前城市污水廠污泥的出路還是應立足于農(nóng)業(yè)應用以及衛(wèi)生填埋的方法。城市污水廠污泥由于有機物含量高，有較大的肥用價值，長期以來在污泥農(nóng)用方面做了大量工作，但是化肥的使用在農(nóng)業(yè)上已相當普及，與化肥相比，污水廠污泥由于含水率偏高，在運輸、儲存和使用中帶來諸多不便，同時農(nóng)用污泥大多不經(jīng)必要無害化處理，造成了一些環(huán)境污染或疾病傳播的問題，影響了農(nóng)民的積極性。所以，污水廠污泥作為農(nóng)用必須加強對衛(wèi)生標準的控制，一般可經(jīng)過中溫消化處理方法。污泥的衛(wèi)生填埋是解決污水廠污泥的另一途徑。由于填埋處置具有適用范圍較廣，技術、工藝、設備較簡單，運行管理較方便等優(yōu)點，特別是與城市生活垃圾一起處置更是一種比

47、較經(jīng)濟可靠的處理方式，采用該方法在實施中也要采用衛(wèi)生的填埋技術，堆場技術包括：防滲襯層、表層封土及滲出水及氣體的收集處理設施，防止并減少了二次污染的產(chǎn)生。城市衛(wèi)生填埋是另一系統(tǒng)工程不屬于本范圍。城市污水廠污泥用衛(wèi)生填埋的方式，則污水廠污泥原則上可不考慮中溫消化，但必須進行污泥濃縮及脫水，盡可能減少污泥體積。根據(jù)本工程的污泥處理要求，擬采用的污泥處理工藝流程為：剩余污泥污泥濃縮池儲泥池污泥脫水外運或剩余污泥儲泥池污泥濃縮、脫水一體化外運。根據(jù)以上污泥處理工藝，因污泥脫水設備的不同而采用如下三個方案進行污泥處理方案比選。方案A：帶式壓濾機帶式壓濾機是連續(xù)運轉的固液分離設備，污泥中投加絮凝劑絮凝，經(jīng)

48、重力脫水，濾布輥輪擠壓脫水后，泥餅隨濾布運行到卸料輥時落下，見流程。方案B：離心脫水機污泥從空心轉軸的分配孔進入離心機，依靠轉筒高速旋轉產(chǎn)生的離心力，利用固液比重不同達到分離固液的目的，見流程。方案C：濃縮脫水一體機將濃縮與脫水兩種功能組合在一個系統(tǒng)中進行污泥處理，污泥首先進入濃縮機，在濃縮機入口處形成泥卷，污泥中的水通過重力進入濾液池，轉鼓內(nèi)的螺旋輸送機將濃縮后的污泥以一斜槽被送至壓濾機進行脫水，見流程。二、污泥處理方案比較污泥處理三方案參數(shù)見下表。 污泥處理工藝參數(shù)表 表5-3工藝參數(shù)方案A方案B方案C1.污泥濃縮池污泥濃縮池數(shù)量（座）設計污泥流量（m3/d）污泥量（kg/d）平面尺寸X有

49、效水深（m）污泥固體負荷（kg/m2.d）停留時間（h）210006000D12X3.53016.8210006000D12X3.53016.8無2.儲泥池儲泥池數(shù)量（座）平面尺寸X有效水深（m）停留時間（h）1D7.5X3.5201D7.5X3.5201D7.5X3.5203.污泥脫水機房污泥脫水機房數(shù)量（座）平面尺寸（m）污泥脫水機數(shù)量（座）128X182128X182128X182 污泥處理方案綜合比較表 表5-4比較項目方案A方案B方案C工藝特點脫水效率較好，附屬設備少脫水效率好，結構緊湊，在密閉狀態(tài)下運行，能長期自動連續(xù)運轉脫水效率較好，可不設濃縮池運行費相對最低相對最高相對居中投資

50、相對較少，710.6萬元相對居中，754.2萬元相對較高，781.8萬元占地稍多稍多稍少噪聲較輕較大較輕管理工作條件操作管理方便，工作條件差操作方便，工作條件較好操作方便，工作條件好通過以上比較可以看出，盡管方案C在投資上稍高，但不必設濃縮池，為避免濃縮池臭氣對周圍環(huán)境影響，推薦采用方案C。第六章 工程設計方案第一節(jié) 總體布置一、污水處理廠總平面布置x市工業(yè)園污水處理廠東西長220m，南北長176m，污水由西北側進入污水處理廠，出水向南排入贛江。總圖布置中既考慮到城市污水的來向及其處理后的排水方向，同時兼顧風向、地形，以利于創(chuàng)造較好的生活工作環(huán)境。x市常年主導風向為東北風，夏季主導風向為偏南風，因此原則上將輔助建筑布置于廠區(qū)北部，位于常年風向上風，污水處理建筑物布置在廠區(qū)中部，污泥處理區(qū)布置在廠區(qū)西南側，位于常年風向下風，這樣污水處理中產(chǎn)生之惡臭對廠前區(qū)影響較小。