江浙滬片區(qū)某污水處理廠設計項目建議書

第一章概述1.1項目背景**縣位于**省東部沿海，處于象山港和三門灣之間。東北瀕象山港，南毗三門縣，西靠天臺、新昌二縣，北臨奉化市。處于我國經濟最發(fā)達地區(qū)之一的杭州灣經濟圈。縣域東西長63.4公里，南北長47公里，全縣總面積1931平方公里。歷史悠久，人為薈萃，氣候宜人，物產豐富。隨著我國的改革開發(fā)，**縣的經濟發(fā)展迅速。為了適應改革開發(fā)的新形勢，適應經濟發(fā)展和社會進步的新格局，**縣正以城關鎮(zhèn)為基礎，連接到梅林，橋頭胡鎮(zhèn)，規(guī)劃建設一座寧波南部的副中心城市和新型工貿城市。到2020年，**縣城將發(fā)展成一個23萬人口規(guī)模的中等城市，經濟實力大大加強，社會服務設施進一步改善，并保持良好的城市形態(tài)和城市生態(tài)環(huán)境，可以作為部分疏散寧波市中心地區(qū)的人口和產業(yè)，并很好的得到寧波中心城市的影響與輻射的副中心地區(qū)，成為寧波與臺州市之間重要的中等城市。新縣城的規(guī)劃就持續(xù)發(fā)展的要求，就現代中小城市建設中任何合理布局，保護環(huán)境、提高人們的生活質量，使人口、經濟、社會、資源、環(huán)境協調發(fā)展等問題，確立了城市環(huán)境規(guī)劃。規(guī)劃總目標為建設結構合理、效益顯著、環(huán)境優(yōu)美的中小城市生態(tài)系統，促進自然資源的合理利用，改善經濟發(fā)展與環(huán)境不協調的狀況，完善城市基礎設施建設，用可持續(xù)發(fā)展觀點，建設生態(tài)是城市，保護城區(qū)水體，提高居民的生活質量。為解決**縣城市污水出路，解決顏公河的污染狀況，**縣決定在**縣橋頭胡鎮(zhèn)，顏公河畔建造一座污水處理廠，即**縣城北污水處理廠。使該地區(qū)的生活污水和工業(yè)污水達標排放，有效保護顏公河的水域環(huán)境。1.2城市概況1.2.1地理位置**縣位于**省東部沿海，地處北緯29o06'-29o36'，東經121o09'-121o49'?？h景依山傍海，處于象山港和三門灣之間。東北瀕象山港，南毗三門縣，西靠天臺、新昌二縣，北臨奉化市?？h域東西長63.4公里，南北長47公里，全縣總面積1931平方公里。其中陸域面積1655.91平方公里，海域面積275.31平方公里。隸屬寧波市管轄。1.2.2地形地貌**縣縣域地勢西高東低，地形復雜多變，為沿海多山丘陵區(qū)，平原面積約為534km2，占總面積的28.4%。全縣海岸線長166.48km。**縣城地形特征為三面環(huán)山的U字型結構，U字型中間為自南流向北的顏公河，因此在東西方向，地形以東西兩側高，中間顏公河為海拔最低點，由“東側向中間”和“西側向中間”均基本為均勻的降落；在南北方向，顏公河由南偏西向北偏東流，地形為南高北低，但是在縣城的南端東西走向的南大溪流域，則為南北兩端向中間匯集，流入南大溪，顏公河流域和南大溪流域以中大街為分水嶺。1.2.3氣象、水文條件**縣屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，季風明顯，四季分明，年平均氣溫16.2℃。冬季（11月24日—3月26日）歷時124天，全季平均氣溫6.9℃。日照時數569.4小時，占全年的30.2%。1—2月最冷，平均氣溫5.0℃，最低氣溫1.2℃。極端最低氣溫1月為-9.0℃，2月為-9.6℃（1949年2月1日）。春季（3月27日—6月9日）歷時75天，平均氣溫18.0℃，日照329.0小時，占全年17.5%。氣溫波狀上升起伏變化差別大，可分為暖春、短春、寒春、倒春寒等氣候類型。夏季（6月10日—9月22日）歷時105天，平均氣溫26.2℃，日照674.8小時，占全年37.5%。7—8月最熱，均溫7月27.6℃，8月27.2℃，極端最高氣溫7月38.7℃，8月39.5℃，（1971年8月21日）秋季（9月23日—11月23日）歷時62天，平均氣溫17.4℃，人照312.2小時，占全年16.6%。無霜期，日最低氣溫4℃，年平均為218.2天，最短139天，最長252天。平均氣溫是劃分春、夏、秋、冬四季氣候標率，通常以5天滑動平均氣溫穩(wěn)定小于10℃為冬季，大于或等于10℃到小于22℃之間為春季、秋季，大于或等于22℃為夏季。**縣年降水總量的分布趨勢，是隨海拔高度上升而遞增，山區(qū)多于平原和海濱地區(qū)，迎風坡多于背風坡，暖季多于冷季。根據**縣氣象站近年資料，平均年年降水量為1655.3毫米，降水日169.4天。地區(qū)降水量的分布為：山區(qū)年均降水量為1600—1590毫米，降水日150—177天；中部丘陵平原年均降水量為1520—1590毫米，降水日150—160天；沿海平原年均降水量為1380—1451毫米，降水日為140—153天。1984年水資源調查，全縣由兩個多雨區(qū)：西部山區(qū)馬岙、雙峰，多年平均降雨量1753.7毫米；東部茶山區(qū)，多年平均降雨量1623毫米。兩個相對少雨區(qū)：象山港兩岸，多年平均降雨量1450毫米。三門灣沿岸，多年平均降雨量1390.7毫米。降水的季節(jié)變化，與梅雨臺風出現有密切關系。冬季以晴朗寒冷干燥天氣為主，是少雨季節(jié)，多年平均降雨量295.3毫米，占全年降雨量17.8%，降水日數54.3天，占全年30.2%；春季氣溫上升變暖，雨熱同季增加，春雨較多，多年平均降雨量為369.1毫米，占全年21.3%，降水日數40天，占全年23.6%；夏季是季風占絕對優(yōu)勢季節(jié)，臺風頻繁，雨量充沛變化大，多年平均降雨量790.3毫米。占全年47.7%，降水日數53.1天，占全年31.3%。其中梅雨平均雨量為298.6毫米，占全年18%；秋季多年平均降雨量207.8毫米，占全年12.6%，降水日數22天，占全年13%。全縣多年平均降雨量29.93億立方米，年最大降水量（王家梁站）2620.9毫米（1960年），年最小降水量（車岙港）766.9毫米（1967年）1.2.4水系情況**縣縣域位于**省東部，屬寧波市南部沿海地區(qū)，境內山多，溪多、港灣多，山林、水土資源極為豐富。陸地上水資源主要來源于大氣降水，全縣地表年徑流量為15.05其中山丘區(qū)13.71億米3，平原區(qū)1.34億米3。平均每平方公里產水量為93.8萬米3，年平均徑流深937.4毫米，整個徑流由西向東逐步遞減。**縣境內水系倚山走向，從山區(qū)流向象山港和三門港入海，全縣大于10平方公里的獨立水系有13條，主要水系依流域面積大小依次為白溪水系、裊西水系、清溪水系、中堡溪水系及其它小的水系。**縣城范圍內主要水系為：大溪、顏公河兩條水系。·大溪大溪是白溪的一個支流，大溪于**縣城西南端流入，從東南端流出，然后匯入白溪。其中游建設有黃壇水庫，目前大溪是**縣城是主要水源，該溪于黃壇水庫處擊水面積為：114km2，多年平均徑流量13680萬m3。黃壇水庫蓄水主要供給**縣第二自來水廠、下游灌溉、發(fā)電等需要。由于水庫蓄水量主要供給第二自來水廠，而用于發(fā)電、灌溉等用途的水量需要嚴格控制，僅在3—7月豐水季節(jié)可溢流放水。因此大溪黃壇水庫下游流段地表徑流量嚴重不足，其徑流量大小受降雨、黃壇水庫放水等因素制約和影響。在大溪下游**縣濱溪路范家橋邊，建設有**縣第一自來水廠，該廠以大溪為水源，采用大口取水。由于大溪水源不穩(wěn)定，且該廠建設時間較早等原因，目前該廠基本處于停產狀態(tài)，僅作為應急水廠使用?！ゎ伖宇伖游挥跀U大后“三鎮(zhèn)合一”的**縣城境內，源自原城關鎮(zhèn)中大街與桃源中路交匯處，由南向北流經城關、新興工業(yè)園、行政新區(qū)、高科技園區(qū)，橋頭胡區(qū)等功能區(qū)后，流入黃墩港。顏公河全長約19公里，流域面積86平方公里，河道平均坡降1.62‰，沿途共接納支流12條。總蓄水量約17萬立方米。該河無天然源頭，上游為**縣城關鎮(zhèn)的人工河道，主要功能為排除城區(qū)雨洪和城鎮(zhèn)污水。上世紀90年代后期**縣為了創(chuàng)建全國生態(tài)環(huán)境示范縣，于1996年對顏公河原城關鎮(zhèn)區(qū)內河段，人民大道至外環(huán)北路之間河道進行了整治，并建成截流壩將源頭污水截流在人民大道的顏公橋下。平時無雨洪時，污水通過埋設在顏公河兩側的污水管排至環(huán)北路以北的顏公河內，使該河段不再有污水入河；雨天可根據需要，關閉污水管的進水閘門，使雨水和污水翻過截流壩沿顏公河下泄。原城關鎮(zhèn)區(qū)內的河道，引入環(huán)境水量沖洗。目前，顏公河幾經疏浚，從城北的時代橋至尤家橋，河床寬以增至20—50米，兩岸為土堤。1998年進行了在顏公河流域實施五項干流與支流的拓寬整治工程可行性論證以后，黃墩橋以北向海的兩岸海灘上，已于2000年底完成可50年一遇的大堤建筑。尤家橋至黃墩橋的西河岸，也已完成筑堤。由于兩岸筑堤之后河道收縮，河流延長可1.5公里，出?？谝矎膫鹘y的地點黃墩橋北移至位于兩岸的店前王溪與汶溪的出口附近，寬約150米。顏公河河床位勢從南往北順流下降，平均坡降為千分之1.62。從市區(qū)內華山橋至黃墩橋的17公里距離內，兩頭河床位勢相差17.62米。顏公河流域的氣候情況與全縣一樣，屬于亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，季風明顯，四季分明。據**縣氣象臺的1992—2001年觀測資料統計，年平均降雨日數175天，年平均降雨量1725毫米，年平均蒸發(fā)量1277毫米，年平均徑流深426毫米，徑流系數為0.95。雨量受季風影響，集中在4—9月豐水期，占全年總雨量的71.1%，其中7—9月份為臺風季節(jié)；1—3月和10—12月為枯水期，占全年總雨量的28.9%。顏公河多年平均徑流量為3660.2萬立方米，年平均流量為1.161m3/s，即10.031萬m3/日，豐水期平均流量為1.646m3/s，即14.221萬m3/日，枯水期平均流量為0.673m3/s，即5.815萬m3/日。另在縣城西北角有一裊溪，該流入縣城西北角的梅林水陸。裊溪在**縣城內河段流程極短，且該處地勢高，緊鄰梅林水庫的梅林區(qū)平均標高為：22.0m（黃海高程系，本文標高標注除特別表明外，均采用黃海高程系）1.2.5社會經濟概況**縣城作為**縣政治、經濟、文化、教育、信息綜合中心，同時是寧波南部的副中心城市和新型工貿城市。根據**縣統計局提供的資料，該縣2001年國內生產總值68.6億元，工農業(yè)總產值179.4億元。其中第三產業(yè)增加值18.6億元。人均GDP按當年價為11743元/人。2001年**縣擁有鄉(xiāng)鎮(zhèn)個數為17個，其中建制鎮(zhèn)13個，行政鄉(xiāng)4個，行政村832個，全縣鎮(zhèn)區(qū)人口為158284人，占全縣總人口比為27.4%。建制鎮(zhèn)中除城關鎮(zhèn)外，以西店、梅林、岔路，橋頭胡，長街等鎮(zhèn)發(fā)展較快，經濟實力強，城鎮(zhèn)面貌較好。**縣城集中了**縣委，縣政府及主要部門的行政辦公用地和行政辦公人員，是**縣的領導核心。同時，**縣城是**縣域經濟最發(fā)達的城鎮(zhèn)，其工農業(yè)生產總值位居全縣之首，第三產業(yè)發(fā)展迅速，在全縣最為發(fā)達。設計依據、原則及范圍2.1編制依據1.2.1依據及資料（1）甲方提供的有關水質、水量資料及處理要求；（2）甲方提供的區(qū)域環(huán)境資料；1.2.2主要法規(guī)、規(guī)范與標準1、法規(guī)《中華人民共和國水污染防治法》，1995年9月5日；《中華人民共和國水污染防治法實施細則》《中華人民共和國大氣污染防治法》，2000年4月；《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國環(huán)境保護法》，1989年12月26日；《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》，1999年12月；《中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境保護法》，1996年4月1日；《關于加強城市供水節(jié)水和水污染防治的通知》（國發(fā)[2000]36號），國務院；《關于加大污水處理費的征收力度建立城市污水排放和集中處理良性運行機制的通知》（計價格[1999]1192號），國家計委、建設部、國家環(huán)境保護總局；《城市污水處理及污染防治技術政策》（建城[124]號），建設部、國家環(huán)境保護總局、科技部，2000年5月29日；《城市污水處理》（JB99-103）建設部、國家計委，1995年1月1日。2、規(guī)范與標準《地面水環(huán)境質量標準》（GHZB1-1999）《污水綜合排放標準》（GB8979-1996）《室外排水設計規(guī)范》（GBJ14-87，1997年版）《給水排水制圖標準》（GBJ106-87）《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設備設計標準》（CJJ31-89）《污水排入城市下水道水質標準》（CJ3082-1999）《城市污水水質檢驗方法標準》（CJ26.1~26-91）《城市污水流量堰槽測量標準》（CJ/T3008.1~5-93）《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB50289-98）《城市污水處理廠污水污泥排放標準》（CJ3025-93）《農用污泥中污染物控制標準》（CB4284-84）《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095/1996）《惡臭污染物排放標準》（GB14551/93）《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》（GB3096-93）《工業(yè)企業(yè)噪聲設計控制規(guī)范》（GBJ87-85）《工業(yè)企業(yè)廠界衛(wèi)生標準》（GB12348-90）《城市防洪工程設計規(guī)范》（CJJ50-92）《泵站設計規(guī)范》（GB/T50265-97）《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2001）《建筑結構可靠度設計統一規(guī)范》（GB50068-2001）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002/12/5）《砌體結構設計規(guī)范》（JG50003-2001）《給水排放工程結構設計規(guī)范》（GBJ69-84）《建筑抗震設計規(guī)范》（GBJ11-89）《建筑結構設計統一標準》（GB68-89）《建筑設計防火規(guī)范》（GBJ16-87，1997年版）《地下工程防水技術規(guī)范》（GBJ108-87，1998年版）《10kV及以下變電所設計規(guī)范》（GB50053-94）《工業(yè)與民用配電系統設計規(guī)范》（GB50052-95）《低壓配電裝置及線路世紀規(guī)范》（GB50054-95）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》（GB50060-92）《建筑防雷設計規(guī)范》（GB50057-94）《通用用電設備配電設計規(guī)范》（GB50055-93）《城市污水處理廠運行維護及其安全技術規(guī)程》（CJJ60-94）《污水綜合排放標準》GB8978-1996《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB50202-2002《混凝土工程施工質量驗收規(guī)范》GB50204-2002《砌體工程施工質量驗收規(guī)范》GB50203-2002《建筑地面工程施工質量驗收規(guī)范》GB50209-2002《屋面工程施工質量驗收規(guī)范》GB50207-2002《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50205-2001《地下防水工程施工質量驗收規(guī)范》GB50208-2002《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范》GB50303-2002《建筑給排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》GB50242-2002《通風和空調工程施工質量驗收規(guī)范》GB50243-2002《電梯工程施工質量驗收規(guī)范》GB50310-2002《外墻飾面磚工程施工質量驗收規(guī)范》JGJ126-2000《建筑工程飾面磚粘結強度檢驗標準》JGJ110-97《建筑玻璃應用技術規(guī)程》JGJ113-97《塑料門窗安裝及驗收規(guī)程》JGJ103-97《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300-20012.2設計范圍、內容與目的2.2.1設計范圍**縣污水處理廠的工程規(guī)模按總體規(guī)劃、一次設計、分批實施的原則，約定總規(guī)模12萬噸/日，近期6萬噸/日，本期建設3萬噸/日處理能力。2.2.2設計內容污水處理廠的污水、污泥工藝及方案設計。污水處理廠的平面布置。廠區(qū)供電、自動化、綠化及衛(wèi)生防護等設計。管理機構、勞動定員及建設進度設想。投資估算及技術經濟分析。2.2.3設計目的根據**縣城北污水處理廠工程招標書的要求，確定適宜的泵站形式、輸水方式，對污水、污泥處理處置工藝進行多方案比較論證；推薦技術先進、處理效果好、運行穩(wěn)定、投資省、占地少、生產成本底的改進型SBR工藝方案，使該工程獲得最佳的環(huán)境效益、社會效益和經濟效益。2.3方案編制原則符合國家、地方的法律、法規(guī)以及《招標文件》的各項規(guī)定與要求；設計質量能夠為工程的評優(yōu)工作提供所有必須的同等級的優(yōu)秀設計證明。充分考慮工程分期建設中各期中的位置，管線連接，施工方便，充分考慮一期運行中在不停產的條件下正常維修保養(yǎng)。在城市總體規(guī)劃、污水治理、排水分區(qū)規(guī)劃的指導下，綜合現狀，提出污水處理工程方案，有效地保護顏公河水質；積極穩(wěn)妥地采用新工藝、新技術、新設備和新材料，做到流程先進、成熟、簡潔、占地省、確保處理效果好、投資省、運行費低；采用先進的節(jié)能技術，降低污水處理的能耗；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、污泥處理工藝運行在最佳狀態(tài)；提高污水處理工藝的集約化程度，減少管理點；在污水廠征地范圍內，廠區(qū)總平面布置力求在便于施工、便于安裝和便于維修的前提下，使各處理構筑物盡量集中，節(jié)約用地，擴大綠化面積，使廠區(qū)環(huán)境和周圍環(huán)境協調一致。在滿足工藝及工程要求的前提下應盡量節(jié)省土建投資，采用安全簡便、因地制宜的地基處理方法。10、污水流程按最短距離流經各處理構筑物，避免主管道的迂回曲折。11、該工程在建設過程中和投產運行后，遵循國家和地方的有關政策、法規(guī)，不產生二次污染及影響環(huán)境的事情出現。12、廠區(qū)建筑風格力求統一，簡潔明快、美觀大方、并與廠區(qū)周圍景觀協調；13、積極創(chuàng)造一個良好的生產和生活環(huán)境，把污水處理廠設計成為現代化的園林式工廠。第三章污水處理廠工藝方案的選擇3.1設計規(guī)模按照**縣城北污染水處理廠工程招標書的要求，此工程規(guī)模按總體規(guī)劃，一次設計、分批實施的原則約定總規(guī)模12萬噸/日，近期6萬噸/日，本期建設3萬噸/日處理能力。除SBR改進式池、工藝處理設備按一次設計、分期實施外，其中集水井、泵房、污泥處理用房，鼓風機房按12萬噸/日建設，配置3萬噸/日設備，沉砂池按6萬噸/日建設。即：本期設計處理規(guī)模3萬噸/天，平均小時水量1250萬噸/小時，總變化系數K=1.42，則最大時水量為：1775萬噸/小時近期設計處理規(guī)模6萬噸/天，平均小時水量2500萬噸/小時，總變化系數K=1.32，則最大時水量為：3300萬噸/小時遠期設計處理規(guī)模12萬噸/天，平均小時水量5000萬噸/小時，總變化系數K=1.30，則最大時水量為：6500萬噸/小時3.2設計進水水質據**縣城北污水處理廠工程招標書提供的水質情況，生活污水與工業(yè)廢水的比例是50%：50%，具體指標：BOD5200mg/LCODcr400mg/LSS250mg/LTN30mg/LTP4mg/L從以上水質可知，該污水水質的生化性（BOD5/CODcr=0.5）較好，污染物濃度較生活污水高。3.3要求處理出水水質據**縣城北污水處理廠工程招標書的要求，出水水質執(zhí)行現行國家污水綜合排放標準城市二級污水處理廠一級標準：BOD520mg/LCODcr60mg/LSS20mg/LNH3-N15mg/LTP0.5mg/LPH值6-9從以上水質情況可知，對該污水進行處理時，既要降解污水中的有機污染物，又要考慮污水的脫氮除磷。3.4方案設計原則**縣城北污水處理，作為該縣重要的環(huán)保設施之一，為確保該設施能夠充分發(fā)揮其環(huán)境效益，做到可持續(xù)運行，在該污水處理廠設計中通過合理的工藝設計與優(yōu)化，達到既實現其環(huán)境效益，又充分實現經濟上的合理性。基于該種思路，在該污水處理廠設計時，確立了如下設計原則：確保處理出水達到當地環(huán)保部門的要求；通過合理的設計降低一次性投資；使該廠可持續(xù)運行，優(yōu)化日常運行費用體現在工藝技術上為：跟蹤科技前沿、結合成熟技術城市污水處理廠的生化處理技術的運用已經具有較長的時間，其技術日益成熟深化。隨著對微生物生化處理機理的研究的深入以及人們對環(huán)境要求的提高，城市污水的生化處理技術的發(fā)展也非常迅速。近年出現了一批具有良好處理效率和較低投資及運行費用的新工藝、新技術。為城市污水處理廠提供了更多的技術選擇。由于水處理技術的發(fā)展，在城市污水處理技術中出現了這樣的局面：一方面，原有技術日臻成熟，可有效保證污水處理廠的技術可行性，但對近期重視的除磷、脫氮要求有部分局限性；另一方面，新技術的出現實現了高要求的處理效率（如除磷、脫氮），同時又實現了部分降低造價和運行費用的目的。但是新技術由于其出現時間短、實踐檢驗工程數量有限和技術保密等原因，造成了一定的技術風險。由此，基于技術和經濟的考慮，在**縣城北污水處理廠的設計中必須確立：跟蹤科技前沿、結合成熟技術的技術路線。通過新老技術的合理結合，綜合運用，降低技術風險與經濟投入。3.5處理工藝的選擇污水處理廠工藝主要包括：污水處理工藝、污泥處理與處置工藝等。根據原水水質、排放標準要求、污水處理廠的規(guī)模，在結合當地自然、社會經濟和管理水平的前提下，對這幾部分進行分析，最終確定安全可靠、技術先進、節(jié)能、運行費用低、占地少、操作管理方便的成熟工藝。3.5.1污染物的去除及處理工藝分析污水處理的目的是去除水中的污染物，使污水得到凈化，污水中的主要污染物有BOD5、CODcr、SS、N和P等。根據進出水水質，本工程要求的污染物去除率如表4-1所示。表4-1要求達到的污染物去除率項目進水水質（mg/L）出水水質（mg/L）去除率（%）BOD5200≤20≥90.0CODcr400≤60≥85.0SS250≤20≥92.0NH3-N30≤10≥66.7TP4≤0.5≥87.5BOD5和SS的去除日本和我國現行《室外排水設計規(guī)范》（ GBJ14-87，1997年版）中處理工藝或對各種主要處理單元有推薦的處理效率，見表4-2。從表4-2可以看出，二級活性污泥法的處理效率最高，生物膜法次之，生物過濾法最低。常規(guī)二級處理工藝能有效地去除BOD5、CODcr和SS，對氮和磷的去除有限，從剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率約為10~20%，磷的去除率為12~19%，達不到本工程對氮和磷去除率的要求。因此，必須采用污水脫氮除磷工藝。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的。SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的無機顆粒和大直徑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?，二小直徑的無機顆粒（包括大小在膠體和亞膠體范圍內的無機顆粒）則要靠活性污泥絮體的吸附，網絡作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。污水處理廠出水中懸浮物濃度不僅涉及到出水SS指標，出水中的BOD5、CODcr等指標也與之有關。因為組成出水懸浮物的主要是活性污泥絮體，其本身的有機成分就高。較高的出水懸浮物含量會使得出水的BOD5和CODcr增加。因此，控制污水廠出水的SS指標是最基本的，也是很重要的。為了降低出水中的懸浮物濃度，應在工程中采取適當的措施，例如，采用適當的污泥負荷以保持活性污泥的凝聚及沉淀性能，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網絡作用等。在處理方案選用恰當、工藝參數取值合理和優(yōu)化單體構筑物設計的條件下，完全能夠使出水SS指標達到20mg/L以下。（2）BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污泥與水進行分離完成的?；钚晕勰嘀械奈⑸镌谟醒醯臈l件下，將污水中的一部分有機物用于合成新的細胞，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，其最終產物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質。在合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機物（如低分子有機酸等）直接進入細胞內部被利用，而非溶解有機物則首先被吸附在微生物表面，然后被細胞外酶水解后進入細胞內部被利用。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，并且代謝產物的無害的穩(wěn)定性質，因此，可以使處理后污水中的殘余BOD5濃度很低。根據國外有關設計資料，在污泥負荷為0.3kgBOD5/kgMLSS·d以下時，就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L下。2、CODcr的去除污水中CODcr的去除的原理與BOD5基本相同。污水廠CODcr的去除率，取決于進水的可生化性，它與城市污水的組成有關。對于主要以生活污水極其成分與生活污水相近的工業(yè)廢水組成的城市污水，其BOD5/CODcr≥0.5，污水的可生化性較好，出水CODcr值可以控制在較低的水平，能夠滿足CODcr≤60mg/L的要求。而成份主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，或BOD5/CODcr比值較小的城市污水，其污水的可生化性較差，處理后污水中剩余的CODcr較高，要滿足出水CODcr≤60mg/L，有一定難度。本工程服務范圍內的城市污水生活污水：工業(yè)廢水為1：1，其BOD5/CODcr較高（比值為0..5），污水的可生化性較好，采用二級處理工藝能使出水CODcr≤60mg/L。3、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濟和常用的方法。生物脫氮工藝較多，但原理是一樣的；物理化學脫氮主要有折點氯化法、選擇性離子交換法、空氣吹脫法等。物理化學脫氮a折點氯化法折點氯化法是將氯氣或氯酸鈉投入污水中，將污水中NH4+-N氧化成N2的化學脫氮工藝。其化學反應可表示為：NH4++1.5HOCI→0.5N2+2.5H++1.5CI-氯投加量與NH4+-N重量比例為7.6：1，由于污水水質不同，投加量將大于理論計算值。此外，折點氯化法還需要消耗水中堿度，理論計算1mg/LNH4+-N消耗14.3mg/L堿度（以CaCO3計），一般需向污水中投加NaOH或石灰來補充污水堿度的不足，另外還需對出水余氯進行脫除，以免毒害魚類，貝類等水生生物，余氯脫除可用還原劑（二氧化碳）將余氯還原成氯離子或用活性炭床過濾吸附。采用折點氯化法脫氨氮，工藝復雜，投氯量大，再加上補充堿度、余氯脫除等工藝環(huán)節(jié)，而且投氯尚會產生一些新的有毒和有害物質。從經濟上、運行管理上和環(huán)境上分析均不適宜于本工程。b選擇性離子交換法陽離子交換樹脂的離子交換反應可用下式表示：nR-A++Bn+←→Rn-Bn++nA-離子交換樹脂對各種離子所表現的不同親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，但該法在國內尚未應用。該法存在的主要問題是進入交換柱的SS值不應大于35mg/L，以免增加水頭損失，堵塞沸石床；吸附飽和后必須對沸石進行再生，以恢復其離子交換的能力；目前尚無運行管理經驗。C空氣吹脫法污水中的氨氮大多以氨離子（NH4+）和游離氨（NH3）形式存在，并在水中形成如下平衡：NH4+←→NH3+H+當PH值升高時，平衡向右移動，污水中游離氨的比例增加，當PH值升高到11左右時，水中的氨氮幾乎全部以NH3形式存在，若加以攪拌，曝氣等物理作用可使氨氣從水中向大氣轉移，即被吹脫。氨氣吹脫包括三個過程：一是提高污水PH值，將污水中NH4+轉變?yōu)镹H3；二是吹脫塔中反復形成水滴，汽—液界面不斷更新，使液相NH3不斷向氣相轉移；三是通過吹脫塔大量循環(huán)空氣，增加氣水接觸，攪動水滴。該工藝方案主要存在的問題是需調節(jié)污水PH值，投加大量石灰，藥劑投量加大。另外，還產生大量的污泥，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，尾氣中含有大量氨氣，會對大氣造成污染，因此，需要進行尾氣處理；該方法適用于氨氮含量很高的工業(yè)污水或廢水，在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經驗，因此不推薦采用。綜上所述，從經濟、管理等方面物理化學法脫氮考慮不適宜在城市污水處理中應用。（2）生物脫氮氮是蛋白質不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水之中，在原污水中，氮以NH3+-N（包括NH3-N）及有機氮的形式存在，這兩種形式的氮合在一起稱之凱氏氮（用TKN表示），而原污水中的NOx-N（包括亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮在內）幾乎為零，通常進水總氮約等于凱氏氮。氮是構成微生物的元素之一，一部分進入活性污泥細胞體內的氮將隨剩余污泥一起從水中去除，這部分氮量占去除BOD5的5%。在有機物被氧化的同時，污水中的有機氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足，泥齡較長的情況下，進一步被氧化成硝酸鹽。氮是藻類生長所需的營養(yǎng)物質，容易引起水體的富營養(yǎng)化，因此，氮是污水處理廠出水的重要控制指標。脫氮菌在缺氧情況下可以利用硝酸鹽（NO3-N）中氮作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣（N2），從而完成污水的脫氮過程，生物脫氮是目前廣泛采用的污水處理工藝。由此可見，要達到生物脫氮的目的，消化是前提條件，因為消化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率μN明顯小于異養(yǎng)菌的生長率μh，生物脫氮系統維持硝化的必要條是μN≥μh，也就是說系統必須維持在較低的污泥負荷條件下運行，使得系統泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據大量的試驗數據和運轉實例，設計污泥負荷在0.18kgBOD5/kgMLSS·d及以下時，就可以達到硝化及反硝化的目的。4、磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。城市污水采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水磷濃度滿足排放標準內，并盡可能地減少加藥量，降低處理成本。（1）化學除磷向污水中投加石灰，污水中的磷酸鹽與石灰的化學反應可用下式表示：3HPO42-+5Ca2++4OH-→Ca5（OH）（PO4）3+3H2O污水堿度所消耗的石灰量常比形成磷酸鈣類的沉淀物所需的石灰量大幾個數量級，石灰法除磷所需的石灰量取決于污水的堿度，而不是污水含磷量，滿足除磷要求的石灰投加量的為碳酸鈣堿度的105倍。石灰法除磷的PH值通常控制在10以上，過高的PH會抑制微生物的生長，并破壞微生物酶的活性。因此，石灰法不能用于協同沉淀法除磷，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。B投加鐵鹽和鋁鹽以硫酸鋁和三氮化鐵、硫酸亞鐵混凝劑為例，金屬鹽與水中的磷酸鹽堿度進行反應。硫酸亞鐵混凝：3Fe2++2PO43-=Fe3（PO4）2↓三氯化鐵混凝:主反應為FeCI3+PO43-→FePO4+3CI-副反應為2FeCI3+Ca(HCO3)22Fe(OH)3+3CaCI2+6CO2硫酸鋁混凝主反應為AI2(SO4)3.14H2O+2PO43-→2AIPO4↓+3SO42-+14H2O副反應為AL2(SO4)3.14H2O+6HCO3-→2AI（OH）3↓+3SO42-+6CO2+14H2O可見，鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子（PO43-）作用生成難溶性的沉淀物，通過去除沉淀物而除水中的磷。按照德國規(guī)范ATV-A131的規(guī)定，化學除磷所需的金屬鹽消耗量與要求的出水含磷量有關，當要求出水含磷≤0.5mg/L時，一般去除1kg磷需要投加2.7kg鐵或1.3kg鋁。對特定的污水，金屬鹽投加量通過試驗確定，進水TP濃度和期望的除磷率不同，相應的投加量也不同?；瘜W除磷方法的產泥量將增加，僅由沉淀劑與磷酸根和氫氧根結合生成的干泥量為2.3kgTS/kgFe或3.6kgTS/kgFe，此外，還要考慮附帶的其他沉淀物，因此，在實際應用中應按每公斤鐵量產生2.5公斤污泥或每kg用鋁量產生4.0kg污泥來計算產泥量。在初沉池投加化學藥劑，初沉池產泥量將增加50~100%，如設后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加60~70%，在二沉池投藥，活性污泥量增加35~45%，全廠污泥量將增加10~25%?；瘜W除磷的優(yōu)點的工藝簡單，除加藥設備外不需要增加其他設施，因此特別適用于舊廠改選。其缺點是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，影響氮硝化，。因此，在二級生物處理工藝中，僅當出水含磷要求較高時，才考慮以化學法輔助除磷。生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧的條件下，受到壓抑而釋放出體內的磷酸鹽，產生能量用以吸收快速降解有機物，并轉化為PHB（聚β丁酸）儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧的條件下時就降解體內儲存的PHB產生能量。用于細胞的合成和吸磷，形成高濃度的含磷污泥，隨剩余污泥一起派出系統，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。據資料介紹，在厭氧段釋放1mg的磷吸收儲存的有機物，經好氧分解后產生的能量用于細胞合成、增殖，能夠吸收2~2.4mg的磷。因此磷的吸收取決于污水中存在的可快速降解的有機物的含量，一般來說，這種有機物與磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含量為1.5~2%，采用生物除磷工藝的剩余活性污泥中磷的含量可以達到傳統活性污泥法的2~3倍，在設計中往往采用4%。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在厭氧條件下受到抑制，而后進入好氧階段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的處理工藝必須在曝氣池前設置厭氧段。綜上所述，根據浙江寧海污水處理廠工程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，即二級強化處理工藝。建設部，國家環(huán)境保護總局及科技部印發(fā)《城市污水處理及污染防治技術政策》（建城2000[124]號），對處理工藝選擇政策為：“處理能力在10萬m3/D以上的污水處理設施，一般選用A/O法、A/A/O法等技術，也可以審慎采用其他的同效技術，必要時也可選用物化方法強化除磷效果。國家計委、建設部頒發(fā)的《中華人民共和國工程項目建設標準—城市污水處理》（JB99-103）對處理工藝的政策是“大于5萬m3/D的污水廠宜采用鼓風曝氣，并盡量選用離心風機和微孔曝氣設備”。3.5.2工藝方案的比選根據**縣城北污水處理廠工程招標書的要求，本工程處理工藝采用改良型SBR法工藝。SBR法：SBR法有叫序批式活性污泥法，其在同一生物反應池中完成進水、曝氣、沉淀、撇水、閑置五個階段的反應操作過程，在不同時間里進行有機物的氧化、硝化、反硝化、磷的吸收、磷的釋放等過程。其所經歷周期，根據進水水質水量預先設定或及時調整。這種工藝不單獨設二沉池,不需要回流污泥,也無專門的厭氧、缺氧、好氧區(qū)。實踐證明，其處理效果可達到常規(guī)活性污泥法處理標準，具有工藝簡單、運行可靠等優(yōu)點，但是它的容積利用率低，對設備、閥門、儀表及自動控制系統的可靠性要求高。近幾年來，SBR已發(fā)展成多種改良型，主要有：ICEAS法、CAST法、Unitank法、MSBR法等。SBR工藝特點如下：A生物反應、沉淀均在一個構筑物內完成，節(jié)省占地，造價低；B承受水量、水質沖擊負荷能力較強；C污泥沉降性能好，不易發(fā)生污泥膨脹；D對有機物和氮的去除效果好。但傳統的SBR工藝用于生物除磷脫氮時，效果不夠理想。主要表現在以下幾個方面：對脫氮除磷而言，為了考慮進水基質濃度、有毒有害物質對處理效果的影響，傳統SBR工藝采取了靈活的進水方式（如非限量曝氣等），雖然提高了抗沖擊負荷能力，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需的環(huán)境條件相左，因而在實際運行中往往削弱可脫氮或除磷效果。就除磷而言，將影響硝態(tài)氮的反硝化效果。這種方法厭氧池的氧化還原電位較高，除磷效果差，總容積利用率低，一般小于50%。適用于污水量較小場合。ICEAS及CAST法ICEAS法、CAST法工藝即連續(xù)進水、間歇操作運轉的活性污泥法，與傳統SBR法不同之處在于可設置多座池子，盡管單座池子為間歇操作運行，但整個過程為連續(xù)進出水。進水、反應、沉淀、出水和待機在一座池子中完成，常用4座池子組成一組，輪流運轉，一池一池地間歇處理。ICEAS法可在一組池中完成脫氮、去除BOD5全過程，但每座池子都需安置曝氣設備，出水潷水器及控制系統，間歇排水、水頭損失大，設備的閑置率較高、利用率低，設備投資較大，要求自動化度高，其基本構造如圖4-5所示。國外，該工藝多用于小于4萬m3/d污水廠，但在中國昆明（處理能力15萬m3/d）、威爾士的Cardiff（30萬m3/d）以及澳大利亞的QuakersHill（5.7萬m3/d）有較大規(guī)模的處理廠。圖4-5ICEAS反應器基本構造T型氧化溝T型（俗稱三溝式）氧化溝，屬于間歇活性污泥法（SBR），它融A/O曝氣池的好氧、缺氧和沉淀工藝于同一構筑物內，流程簡潔，技術先進、節(jié)能。自1990年邯鄲污水廠的T型氧化溝投產和被建設部、國家環(huán)保局列為示范廠以來，采用這種構筑物的污水處理廠較多。根據邯鄲污水廠的運行資料，T型氧化溝的運行過程中，沒有明顯的厭氧段，除磷效果差，僅為除去BOD5量的1%左右。為了使T型氧化溝有交好的除磷效果，在溝前面設置厭氧池，形成磷的厭氧釋放的好氧吸收環(huán)境，排放污泥中磷的濃度可達到去除BOD5的2~2.4%。T型氧化溝具有生物除磷脫氮和碳氧化的功能，強化了T型氧化溝的處理釋放效果。T型氧化溝成功用于邯鄲污水廠、深圳濱河污水處理廠后，改良T型（深型）氧化溝又在羅芳污水廠二期工程中得到了應用。UNITANKUNITANK工藝，又稱單池系統，是比利時史格斯清水公司（SEGHERSENGIEERINGWAYERNV）于80年代末開發(fā)的專利技術。UNITANK池一般又A、B、C三個矩形池組成，三個池水力相通，每個池內均設有供氧設備，在外邊（A、C池）兩側矩形池設有固定的出水堰和剩余污泥排放口，即可作為曝氣池，又可作為沉淀池，連續(xù)分池進水，具有脫氮除磷效果。UNITANK的特點在于一體化，布置緊湊，能交好地利用土地面積，節(jié)約用地效果明顯，不需混合液回流幾活性污泥或六，流程簡單，利用管理；設置不同的循環(huán)時間，適應性較強，序批式控制，易于實現處理過程的自動控制。從工藝機理方面分析，該工藝實際上是一個無污泥回流的連續(xù)活性污泥法，污水從A池向C池流動時，將大量污泥帶入到C池中，B池中的污泥量會逐漸減少?；钚晕勰酀舛鹊慕档停馕吨麄€系統不能充分地利用池子中的活性污泥（系統中至少約有1/3以上污泥不能有效利用）；與此同時，大量活性污泥將被水流挾帶至C池中，將直接導致C池中污泥泥面的上升，出水水質可能變差。當出現峰值流量時，這種缺陷則更為突出，大量污泥將迅速轉移至作為沉淀的C池中。由此可看出，在第一階段后期進入A池的進水（約占總進水的1/3左右），在尚未流入B池之前就因A池轉化為沉淀池，沒有得到充分的生物處理就在后續(xù)的階段中直接排除系統，故系統并不在一個較佳的水力條件下進行泥水分離。而且污泥泥面在池子底部是不均勻的，靠出入流側的污泥泥面將顯著地提高，污泥顆粒容易隨出水流出系統。在設備方面，UNITANK雖通過固定堰槽出水，但在曝氣階段堰槽內存有混合液，排水前必須先進行沖洗，增加了相應設備，另外，該工藝管道系統布置較為復雜，且需要大量的電動進水閥門、電動空氣閥門（當采用鼓風曝氣時）以及剩余污泥閥門，對管理維護要求較高，與三溝式氧化溝類似，也存在著設備閑置問題，一次性設備投資有所增加。UNITANK用于除磷脫氮時，組合交替式反應池各控制時段及相應的供氣狀態(tài)等切換情況如表4-4所示。表4-4典型生物處理池運行控制方式表控制時段控制項目A池B池C池階段1進/出水進水—出水工藝/環(huán)境條件好氧好氧沉淀是否曝氣供氣是是否是否攪拌混合否否否階段2進/出水進水—出水工藝/環(huán)境條件缺氧好氧沉淀是否曝氣供氣否是否是否攪拌混合是否否階段3進/出水進水—出水工藝/環(huán)境條件厭氧好氧沉淀是否曝氣供氣否是否是否攪拌混合是否否階段4進/出水—進水出水工藝/環(huán)境條件好氧缺氧沉淀是否曝氣供氣是否否是否攪拌混合否是否階段5進/出水—進水出水工藝/環(huán)境條件靜置缺氧沉淀是否曝氣供氣否否否是否攪拌混合否是否階段6進/出水出水—進水工藝/環(huán)境條件沉淀好氧好氧是否曝氣供氣否是是是否攪拌混合否否否階段7進/出水出水—進水工藝/環(huán)境條件沉淀好氧缺氧是否曝氣供氣否是是是否攪拌混合否否否階段8進/出水出水—進水工藝/環(huán)境條件沉淀好氧缺氧是否曝氣供氣否是否是否攪拌混合否否是階段9進/出水出水—進水工藝/環(huán)境條件沉淀好氧厭氧是否曝氣供氣否是否是否攪拌混合否否是階段10進/出水出水進水—工藝/環(huán)境條件沉淀缺氧靜置是否曝氣供氣否否否是否攪拌混合否是否進入下一循環(huán)從表可以看出，階段V和X，存在著一組（A、B、C）池子均不曝氣的時段，此時對應的供氣鼓風機應停止運行，可能會存在鼓風機頻繁啟、停的現象。3、MSBR（改良SBR）按空間分割的工藝具有處理效果好，管理方便的優(yōu)點，但占地較大，按時間分割的SBR系列，具有一體化，占地省的優(yōu)點。把兩者結合，即在A/A/O后接SBR池就形成了MSBR工藝。MSBR是80年代后期發(fā)展起來的技術，其專利技術歸美國芝加哥附近的AquaAerobicSystem，Inc所有。MSBR是連續(xù)出水的反應器，其實質是A/A/O是生物除磷脫氮功能和SBR的一體化、流程簡潔、控制靈活等優(yōu)點。MSBR系統的運行原理為：污水進入厭氧池，回流活性污泥在這里進行充分放磷，然后進入缺氧池進行反硝化。反硝化后的污水進入好氧池，有機物在這里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再進入起沉淀作用的SBR池，澄清后的污水被排放。此時另一邊的SBR在1.1Q回流量的條件下進行反硝化、硝化或好氧靜置預沉作用?；亓魑勰嗍紫冗M入濃縮區(qū)進行濃縮，上清液直接進入缺氧或好氧池，而濃縮污泥則進入預缺氧池，一方面可以進行反硝化。另一方面先消耗回流濃縮污泥中的溶解氧和硝酸鹽，為隨后的厭氧放磷提供更為有利的條件，在好氧池與缺氧池之間有1.1Q回流量，以便進行充分的反硝化。]MSBR系統各單元的運轉是周期性的，每一個運轉周期為6個時段，共240min，由3個時段組成一個半周期，時段1為40min，時段2為50min，時段3為30min，共120min，在兩相鄰的半周期內，除SBR池的運轉方式不同外，其余各單元的運轉方式完全一樣。從MSBR的運轉原理可以看出，該工藝是實質的A/A/O系統后接SBR，是厭氧/缺氧/好氧工藝，連續(xù)進水，連續(xù)出水。因此，其處理效果好，據其發(fā)明人介紹，對于常規(guī)的城市污水，其PO43--P≤0.5mg/L。4.1.3可用與浙江寧海三期工程的污水處理工藝《招標文件》要求“本期工程的工藝選擇應考慮到整個污水處理廠操作運營管理的連貫的方便”，“論證在同樣用地規(guī)模上可能處理的最大水量”，以及“采用的工藝流程先進成熟、處理效率高、操作方便、自動化程度高，并盡可能節(jié)省占地面積發(fā)能耗、降低運行費用”。根據上述原則，從運營管理的連貫出發(fā)方便角度考慮，應選擇改良型A/A/O工藝；從接生用地發(fā)在擬建場地內提供盡可能大的最大處理水量的角度考慮，應選擇UNITANK和MSBR工藝。的比例列于表4-5中。表4-5UNITANK和MSBR工藝比較表名稱UNITANKMSBR組成A、B、C三池A/A/O（污泥濃縮池+預缺氧池+厭氧池+缺氧池+好氧池）+SBR（缺氧/好氧/沉淀）運行方式按時間順序厭氧池/缺氧池/好氧池連續(xù)運行；污泥濃縮池、預缺氧池間隙運行；SBR池交替運行混合液、污泥回流無混合液的污泥回流，節(jié)省能耗：但A、B、C三個池子污泥濃度不均勻，B池濃度低，池子的利用率低，處理效率下降有混合污泥回流，可以確保污泥濃度均勻及處理效果，由于回流泵的揚程小，并采用變頻調速，能耗低進水方式交替從A、B、C三池進水，過渡段出水水質差連續(xù)固定從厭氧池進水；具有如下優(yōu)點：提高厭氧區(qū)的BOD5和VFA濃度，有利于除磷，加大了厭氧反應區(qū)速率，提高可整個系統的效率，連續(xù)進水，具有完全混合推流式的優(yōu)點，系統抗沖擊能力強。出水方式沉淀出水SBR池底部沒有擋板，進水又SBR池底部配水槽進入，穿過污泥層，把出水頂出去，污泥層起著接觸過濾作用。污泥濃縮池無有污泥濃縮區(qū)，減少了NO3--H進入厭氧池的機會，增加了厭氧池VAF濃度，延長厭氧池實際停留時間，增強了除磷效果出水固定出水，曝氣時固定淹沒后，有懸浮固體，需用水沖洗，管理麻煩空氣堰出水，防止了懸浮固體進入出水堰。管理簡單脫氮除磷效果沒有按空間分割的厭氧池、缺氧池、除磷脫氮效果差為了有效地除磷，設置了污泥濃縮池，預缺氧池，厭氧池，缺氧池。SBR池按缺氧、好氧、沉淀方式運行，除磷脫氮效果非常好。從表4-5中可看出，MSBR工藝在脫氮除磷方面有特色，其脫N除P效果比UNITANK好，管理亦方便。本工程磷的去除率要求高（≥87.5%），用MSBR優(yōu)勢更明顯，故選擇MSBR作為比選工藝。3.6污泥處理工藝污水處理廠是將污水中大部分污染物質，轉化成污泥。污泥含水率高、有機含量較高，不穩(wěn)定，且易腐化，還含有病菌和寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。因此，必須對污泥進行處理和處置。污泥處理的目的是：分解有機物，殺滅致病菌和寄生蟲卵，使污泥穩(wěn)定化；降低水分，減少污泥體積，便于運輸和處置；盡量利用污泥中的資源；避免磷的釋放和污染。城市污水處理廠完善的污泥處理流程框圖如下：污泥穩(wěn)定污泥脫水污泥濃縮活性污泥泥餅污泥穩(wěn)定污泥脫水污泥濃縮2.5.1污泥產量污水中懸浮物質含量越多、溶解性污染濃度越高、污水的凈化率越高，其產泥量也就越多。由于進水水質及處理效率在不斷變化，難以精確計算污泥產量。設計時往往根據有關公式計算污泥量，結合生產中污泥產量統計值，確定污泥產量。采用相關公式計算結果：干污泥產量為15.75t/d。常規(guī)城市污水處理廠的污泥處理要求如下：A.減少有機物，使污泥穩(wěn)定化；減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用；減少污泥中有毒有害物質；利用污泥中可利用物質，化害為利；避免磷的二次污染。通常，城市污水處理廠的常規(guī)污泥處理工藝為：污泥濃縮、消化、脫水。但是由于本設計所選方案所產生的剩余污泥量較少，且在生化主體池內已經得到好氧穩(wěn)定，因此可不進行消化處理。如果采用消化工藝，則需要增加污泥消化池、加熱、攪拌和沼氣處理、利用等一系列構筑物及設備，使投資增加。本方案采用污泥直接濃縮、脫水的處理工藝。污泥濃縮有重力和機械濃縮、兩種。由于重力濃縮會出現污泥中磷的釋放，不適用于生物除磷工藝；重力濃縮效率低、占地面積大；濃縮后的臭氣需要處理，增加了除臭設備的容量。因此，本工程不考慮重力濃縮，而采用機械濃縮脫水方案。污泥經過機械濃縮、機械脫水處理后的泥餅外運至白頭廢棄物處理廠按照固體廢棄物處置。污泥處理、處置方案確定為：機械濃縮、機械脫水、泥餅衛(wèi)生填埋處置。3.7方案工藝流程市政污水提升泵站提升的污水引入污水處理廠進水渠經粗細格柵機去除大顆粒懸浮物后進入旋流沉砂池，去除比重較大的泥沙。出水自流入集水井，再經潛污泵提升進入A/A/O系統進行生物處理。提升污水首先進入A/A/O系統的厭氧反應池，通過厭氧菌的作用，將污水中大分子有機物分解成小分子有機物，使污水中溶解性有機物顯著提高；在短時間內和相對較高的負荷下獲得較高的懸浮物去除率，改善和提高原水的可生化性，有利于后續(xù)處理進一步降解。同時回流污泥中的聚磷菌在厭氧條件下（DO≈0），釋放出體內的所貯存的磷酸鹽。厭氧出水進入缺氧池，缺氧池的主要作用是繼續(xù)降解有機物反硝化脫氮。缺氧池的出水進入好氧池，利用好氧菌吸附、氧化、分解污水中的有機物；同時，在氧化池內發(fā)生消化反應，氨氮被轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。氧化池混合液部分回流缺氧池，以利于脫氮。好氧池出水在輻流沉淀池經沉淀后凈水進入消毒池消毒后排放。輻流沉淀池沉積的污泥一部分回流到厭氧池，一部分經濃縮后送到壓濾機房壓濾后運走。沉淀池的回流污泥和剩余污泥均加入除磷劑，污泥濃縮池和污泥消化池上清液，污泥脫水間壓濾液經混凝沉淀處理后排入集水井。粗細格柵的柵渣及旋流沉砂池產生的泥砂經砂水分離后分別由清渣車外運，生化系統產生的剩余污泥排入污泥濃縮池，初步濃縮后排入污泥消化池。消化后的熟污泥送帶式壓濾機脫水后外運處理。3.8設計處理效果3.8.1污染物的去除率根據坦洲鎮(zhèn)提供的數據和排放標準，各種污染物應達到去除率如下表：表3—5(單位：百分比)項目BOD5CODcrSSNH3-NPO4-P去除率≥84≥84≥87≥67≥833.8.2設計處理效果一覽表：表3—6(單位：mg/lpH除外)項目PHCODCrBOD5NH3-NPO4-P進水7～9250125303粗細格柵7～9237.5(5%)122.5(2%)303旋流沉砂池7～9225.6(5%)120.1(2%)303厭氧池6.5～9180.5(20%)90.1(25%)303缺氧池6.5～9135.4(25%)63.1(30%)10.5(65%)3好氧池6.5～947.4(65%)18.9(70%)8.4(20%)0.9(70%)輻流沉淀池6.5～937.9(20%)15.1(20%)8.40.45(50%)排放標準6～9≤40≤20≤10≤0.5注：括號內的數據為去除率。第四章污水處理廠工程設計4.1改良型SBR組成與運行方式4.1.1改良型SBR系統組成改良型SBR技術是中國環(huán)境科學院環(huán)境工程研究設計中心在原有SBR的基礎上，結合現代社會對脫氮除磷的要求，而開發(fā)出來的具有脫氮除磷效果的改良型SBR法，其系統由7個單元格組成，見下圖：單元1和單元7是SBR池，單元2是污泥濃縮池，單元3是預缺氧池，單元4是厭氧池，單元5是缺氧池，單元6的好氧池。單元1和單元7的功能是一樣的，起著好氧氧化、缺氧反硝化、預沉淀和沉淀作用；單元2是污泥濃縮池，被濃縮的活性污泥進入單元3，而上清液（富含硝酸鹽）則進入單元5和單元3是預缺氧池，除回流活性污泥中溶解氧在本單元中被消耗外，硝酸鹽也被微生物的自身氧化所消耗；單元4是厭氧池，原污水由本單元進入MSBR系統，回流的濃縮污泥在本單元中利用原污水中的快速降解有機物完成磷的釋放；單元5是缺氧池，污水與由曝氣單元6回流至此的混合液混合，完成生物脫氮過程；單元6是好氧池，其作用是氧化有機物并對污水進行充分的硝化。4.1.2MSBR的運行方式與T型氧化溝、UNITANK等SBR系統類似，MSBR也是將運行過程分為不同的時間段，在同一周期的不同時段內，單元1和單元7采用不同的運轉方式，以便完成不同的處理目的。MSBR將一個運轉周期分為6個時段，由3個時段組成一個半周期，在兩個相鄰的半周期內，除SBR池的運轉方式不同外，其余各單元的運轉方式完全一樣。MSBR的運轉半周期持續(xù)120min，由3個時段組成，各時段的持續(xù)時間如下：時段1——40min（可調）時段2——50min（可調）時段3——30min（可調）第二個半周期內各時段（時段4~時段5）的持續(xù)時間與第一個半周期相同。原污水由MSBR的單元4進入，在各個時段內的流向見表5-1。從表、5-1可以看出，第一個半周期內，單元7起的是沉淀池的作用，而在第二個半周期內單元在起沉淀池作用。MSBR系統的回流由兩部分組成，一部分是污泥回流，另一部分是混合液回流。而污泥回流又有兩條路徑：濃縮污泥回流路徑和上清液回流路徑。MSBR的回流情況見表5-2、表5-3。根據各循環(huán)周期內的時段確定MSBR各單元的工作狀態(tài)，見表5-4。表5-1MSBR的污水流向時段進水單元流經單元出水單元時段1單元4單元5、單元6單元7時段2單元4單元5、單元6單元7時段3單元4單元5、單元6單元7時段4單元4單元5、單元6單元1時段5單元4單元5、單元6單元1時段6單元4單元5、單元6單元1表5-2MSBR的污泥回流時段回流種類回流途徑時段1濃縮污泥回流單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元1上清液回流單元1單元2單元6單元1時段2濃縮污泥回流單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元1上清液回流單元1單元2單元6單元1時段2濃縮污泥回流無回流上清液回流無回流時段2濃縮污泥回流單元7單元2單元3單元4單元5單元6單元7上清液回流單元7單元2單元6單元7時段2濃縮污泥回流單元7單元2單元3單元4單元5單元6單元7上清液回流單元7單元2單元6單元7時段2濃縮污泥回流無回流上清液回流無回流表5-3MSBR的混合液回流時段回流途徑時段1單元6單元5單元6時段2單元6單元5單元6時段3單元6單元5單元6時段4單元6單元5單元6時段5單元6單元5單元6時段6單元6單元5單元6表5-4MSBR各單元的工作狀態(tài)時段單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7時段1攪拌濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣沉淀時段2曝氣濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣沉淀時段3預沉濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣沉淀時段4沉淀濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣攪拌時段5沉淀濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣曝氣時段6沉淀濃縮攪拌攪拌攪拌曝氣預沉4.2工藝設計4.2.1平面布置平面設計原則布局合理，水流順暢，布置緊湊，功能分區(qū)明確。功能分區(qū)污水處理廠平面布置按功能分區(qū)，分為廠前區(qū)、主體生化區(qū)、配套設施區(qū)、污泥處置區(qū)和預留發(fā)展區(qū)，預留發(fā)展區(qū)可為今后廠區(qū)發(fā)展、中水回用等設施預留，各區(qū)之間有道路和綠化帶相隔。綜合樓為廠前區(qū)，污水的主體生化部分為污水處理區(qū)，污泥處理區(qū)包括污泥中間池、脫水機房等。廠前區(qū)布置廠前區(qū)內布置有綜合樓、倉庫、停車場、園林小品等，把它們布置在廠區(qū)上風向，將廠前區(qū)布置在污水廠近期、遠期工程管理區(qū)對面，交通方便。廠前區(qū)與主體生化區(qū)之間用綠化隔離帶分開，保證廠前區(qū)優(yōu)美的環(huán)境。綜合樓樓上可俯視寧海城北污水處理廠全廠，也可觀看廠外市景等。整個污水處理廠風景優(yōu)美、視野開闊。污水處理主體生化區(qū)布置進水管在污水廠運期工程的南面進廠，處理后的水直接排入珠江顏公河。把廠內提升泵房、細格柵以及沉淀池布置在南面，鼓風機房和配電室亦布置于4座MSBR池旁邊，供氣、配電亦均勻、方便。設一座消毒接觸池，以避免管線的遇廻，并減少水頭損失。污泥處理處置區(qū)布置從管理方便、減少運行管理人員的角度考慮，污泥處理處置區(qū)應盡量與次門出口靠近并遠離辦公區(qū)。3、廠區(qū)道路為便于交通運輸、消防、設備的安裝維護，道路布置成環(huán)狀，每個建（構）筑物間均有道路相通，廠內主干道寬8ｍ，次干道寬４m，廠主干道象西線相連。廠區(qū)道路轉彎半徑大于9m，混凝土路面。4、廠區(qū)給水廠區(qū)給水由縣自來水公司提供，來自于周邊供水干管并與本工程給水管相連，壓力大于4kg/cm2。廠區(qū)給水主要用于生活，生產及消防等。給水干管管徑DN200，廠區(qū)內呈環(huán)網狀，利于消防和安全供水。5、廠區(qū)排水廠區(qū)排水為雨污分流制，廠區(qū)雨水由道路雨水口收集后匯入廠區(qū)雨水管道，并自流排入顏公河；廠內生活污水，生產污水、清洗水池污水、構筑物放空水、上清液等經廠內污水管道收集后匯入廠內小泵房，與進廠污水一并處理。6、通訊廠內通訊接自城市道路網絡，為了通訊方便，配置了5門程控電話通訊系統。7、廠區(qū)豎立向設計（1）設計地面高程招標單位就本方案設計暫按擬建廠區(qū)室外高程為6.50M考慮。（2）豎向設計在土方平衡的基礎上，盡可能減少構建筑物的基礎處理、挖填方量。主要構（建）物基礎盡量放在原狀土上，避免回填土層，減少人工基礎，保證安全，節(jié)約投資。4.2.3污水處理構（建）筑物設計本工程設計方案的主要構筑物包括：粗格柵、污水提升泵房、細格柵、旋流沉砂池、MSBR系統、污泥脫水間、鼓風機房等。1、引水渠與粗格柵（1）功能：市政污水管網來的污水進入引水渠，設粗格柵攔截污水中較粗大的懸浮物，防止水泵等設備堵塞。（2）設計參數：設計流量：構筑物按遠期12萬m3/d考慮，平均水量Q=5000m3/h，K=1.30，最大設計水量Q=6500m3/h；設備按本期3萬m3/d考慮，K=1.42，最大設計水量Q=1775m3/h。結構形式：采用地下式鋼砼結構引水渠土建尺寸：B(m)×H(m)=2.0×4.0柵前水深：0.5m過柵流速：0.69m/s（3）主要設備：①回轉式粗格柵型號：GS-2000數量：1臺性能參數：柵條間隙：b=10mm格柵高度：H=4.00m安裝傾角：θ=70°電機功率：P=2.2kW②閘門（手、電動操作）數量：2臺性能參數：規(guī)格（B×H）：2000mm×1200mm電機功率P=1.5kW③超聲波液位計數量：1臺（3）運行及控制：根據柵條前后水位差或時間間隔自動控制格柵機清渣。粗格柵前裝有超聲波液位計，隨著格柵上柵渣量的累積，格柵前后水位差增加。當水位差達到一定高度時，格柵自動啟動進行清渣。格柵上柵渣清除，水位差下降，格柵停止工作，這樣周而復始的運行，從而達到自動控制格柵機清渣的目的。同時，也可設定格柵每天的工作時間，通過時間間隔來控制格柵機。該格柵機的特點是采用齒條傳動，不會出現卡住的情況，并且所有傳動部件均在水面以上，可以在地面檢修，非常方便。集水井、泵房（1）功能：進行水量調節(jié)，蓄積一定的水量，以保證水泵正常穩(wěn)定的運行；同時將污水提升至下一級污水處理構筑物。（2）設計參數：構筑物按遠期12萬m3/d考慮，平均水量Q=5000m3/h，K=1.30，最大設計水量Q=6500m3/h；設備按本期3萬m3/d考慮，K=1.42，最大時設計水量Q=1775m3/h。集水井按最大一臺水泵5min的流量設計。結構形式：半地下式鋼砼結構，集水井為地下式，上建提升泵房，泵房為框架結構。集水井土建尺寸：D(m)×H(m)=11.0×6.0泵房土建尺寸：L(m)×B(m)=12.0×11.0（3）主要設備：①污水提升泵：型號：數量：2臺(一用一備)流量Q=1775m3/h揚程H=18mP=150kW②超聲波液位差計1臺③吊車型號：CDI2-18數量：1臺起重量2噸H=18m起重電機功率P=3.0kW運行電機功率P=0.4kW④軸流風機型號：DZF-3數量：3臺風量：2200m3/h功率P=1.5kW⑤泄漏傳感器1套（4）運行及控制：集水井內裝有超聲波液位差計，根據進水水量大小不同，集水井內水位高度將發(fā)生變化，當集水井內水位達到一定高度時，潛水泵將自動啟動；當集水井內水位低于某一水位時潛水泵將停止工作。從而達到通過集水井內水位高度來自動控制其啟停。水泵在定子室中裝有一探測液體泄漏的傳感器，所有信號都分別在水泵或電機出現嚴重損害前分別發(fā)出報警訊號。電機的每一項均由常閉型溫度傳感器保護，三個傳感器串聯連接，這些傳感器都在攝氏140℃時斷開，可以與電機過載保護連接，并接至控制柜，與控制柜連接。同時，為了保護電機，啟動采用變頻軟啟動。為了指示軸承的磨損，在上、下軸承處各設有一常閉型溫度傳感器。在主軸或電機的其它部件出現嚴重損害前溫度傳感器自動斷開。污水提升泵采用潛水泵，濕式安裝。其具有節(jié)省土建費用，安裝方便，運行可靠，易于維護等特點。3、引水渠與細格柵（1）功能：經污水泵房提升來的污水進入引水渠，設細格柵去除污水中粒度較小的固體顆粒和懸浮物。（2）設計參數：設計流量：構筑物按遠期12萬m3/d考慮，平均水量Q=5000m3/h，K=1.30，最大設計水量Q=6500m3/h；設備按本期3萬m3/d考慮，K=1.42，最大時設計水量為Q=1775m3/h。結構形式：地上式鋼砼結構進水渠土建尺寸：B(m)×H(m)=2.4×2.5柵前水深：0.7m過柵流速：0.50m/s（3）主要設備：①回轉式細格柵：型號：GS-2000數量：1臺性能參數：柵條間隙：b=3mm安裝傾角：θ=60°格柵高度：H=2.0m電機功率：P=2.2kW②螺旋輸送機型號：2個斗數量1臺功率：P=0.75kW③閘門4臺規(guī)格（B×H）：1000mm×1200mm功率：P=1.1kW（3）運行及控制：回轉式格柵機的電氣控制箱內包括對螺旋輸送壓榨機的控制，并可對其進行單獨或聯動控制。聯動控制時，先啟動螺旋輸送壓榨機，延時2min后格柵除污機動作；當格柵除污機停機時，無軸螺旋輸送壓榨機延時5min后停機，以便停留在輸送機上的柵渣輸送完畢。回轉式格柵除污機的電氣控制具有手動、自動、手動自動切換、急停、切斷、報警等功能，手動用于除污機的現場短時間控制運行，格柵在自動狀態(tài)下運行時，可以通過格柵前后水位差來控制格柵除污機的開或停，也可以通過時間繼電器10min內調節(jié)格柵除污機的“開—?！惫ぷ髦芷??；剞D式格柵除污機電氣控制柜設有遠方集中（PLC）控制的接口，該接口包括開關量的顯示與控制。每臺回轉式格柵除污機的電氣控制具有單獨電氣控制箱，并留有集中控制的接口格柵除污機具有機械和電氣過載保護功能，一旦出現故障，即向控制中心發(fā)出報警信號?；剞D式格柵除污機在無人看管的情況下，將操作旋鈕旋至自動位，格柵除污機將在指定的工作下自動運行。采用回轉式細格柵，其特點與粗格柵相同。清渣及反沖洗均為機械操作，震下的雜質直接落入運輸小車人工清運。4、旋流沉砂池（1）功能：去除污水中比重較大的無機顆粒和泥砂，使無機顆粒與有機顆粒分離，便于后續(xù)生物處理。（2）設計參數：設計流量：按近期6萬m3/d設計，平均小時水量Q=2500m3/h，K=1.32，最大時設計水量為3300m3/h；同時預留三期用地。結構形式：半地上式鋼砼結構土建尺寸：D(m)×H(m)=3.6×3.8數量：2座進水流速：v=0.8m/s（3）沉砂池的選擇常用的沉砂池有旋流沉砂池和曝氣沉砂池。旋流沉砂池是污水沿切線方向進入砂區(qū)，靠離心力的作用把砂甩向池壁，掉入砂斗而去除。其優(yōu)點是：管理簡單、占地較少、污水未充氧，對生物除磷有利；但對含砂量過大的污水，因砂斗容積小易使已下沉砂粒重新帶入出水，且不能去除污水中的油脂。旋流沉砂池在我國應用較為廣泛，尤其在有初沉池的工藝中，其除砂效果良好。近年來，由于進廠污水濃度偏低以及除磷脫氮工藝對碳源的要求，污水處理工藝中的初沉池的應用日趨減少。在沒有初沉池的工藝中旋流沉砂池對合流污水中砂的去除效果欠佳。曝氣沉砂池是靠壓縮空氣的作用把砂同表面的有機物分開，再把砂甩向砂斗，通過砂泵把砂吸出。其優(yōu)點是：停留時間較長，特別適合含砂量大的污水，它的除砂效果好，分出的砂較干凈，能撇除污水中的渣和油脂；但占地較大，投資較高，能耗費用較高，污水的充氧作用，對生物除磷可能會有負面影響。本工程進水污染物濃度較一般的城市污水高，并且要求脫氮除磷，選擇旋流沉砂池較為有利。本方案采用比氏360°旋流沉砂池。此池型是美國S&L公司在其第二代比氏沉砂池產品基礎上開發(fā)的新一代沉砂池，它針對老池型的缺點進行了改進，使其更為合理。比氏360°旋流沉砂池的主要特點如下：A改變自由液面進水渠為傾斜式滿流坡道，提高了進水穩(wěn)流效果，進水射流作用利于砂粒的離心分離效果。B由分選區(qū)下部進水，上部出水，進水渠和出水渠之間由一半月型水平格板分開，利于防止短流和沉砂帶入出水。C進水渠與出水渠在平面上呈直線布置，平面布置簡潔，水利條件好，水頭損失小。D進出水呈360°，增加了90°旋流流程，增加了除砂效果。E砂泵吸砂管下端設置砂粒流化葉片，防止沉砂板結。（4）主要設備：①漿葉分離機：功率P=0.75kW數量2臺②吸砂泵：功率P=4.0kW數量2臺③砂水分離器型號：LSSF-355數量1臺功率P=0.75kW（5）運行及控制控制箱等置于沉砂池旁，電氣控制具有對葉片式攪拌裝置和螺旋式砂水分離器等進行單機或聯機控制的系統功能。漿葉分離機連續(xù)運轉，吸砂泵按程序控制定時運轉，砂水分離器與吸砂泵同步運轉延時停機?？刂葡鋵γ颗_電機應設有短路和過載保護系統。沉砂池設備的電器控制柜留有供遠方集中(PLC)接口控制。上述設備具有機械和電氣過載保護功能，一旦出現故障，應向控制中心發(fā)出警報信號。在無人看管的情況下，將操作旋鈕旋至自動位，攪拌、輸砂、及砂水分離設備將自動運行。砂水混合物由吸砂泵輸至砂水分離器，分離后的干砂外運處置。5、配水井（1）功能：給MSBR池配水，均勻負荷。（2）設計參數：設計流量：按近期6萬m3/d設計，平均小時水量Q=2500m3/h，K=1.32，最大時設計水量為3300m3/h；同時預留三期用地。結構形式：半地上式鋼砼結構外形尺寸：D(m)×H(m)=2.0×3.5數量：1座6、改良型SBR系統（1）功能：集生化池和沉淀池于一體，利用厭氧、缺氧、好氧等不同功能區(qū)的作用去除污水中的污染物，進行固液分離，使出水達標排放。（2）設計參數：設計進水量：按本期3萬m3/d設計，平均小時水量Q=1250m3/h，K=1.42，最大時設計水量為1775m3/h；結構形式：半地上式鋼砼結構污泥濃度：MLSS＝3200mg/lMLVSS/MLSS=0.75設計污泥負荷Ns＝0.12kgBOD5/MLVSS·d有效容積：Ve=19511m3總停留時間：HRT＝15.5h1#、7#SBR區(qū)停留時間：HRT=3.2h2#污泥濃縮區(qū)停留時間：HRT=0.6h3#缺氧區(qū)停留時間：HRT=0.5h4#