某钢铁公司综合节水项目——生活污水处理工程可行性研究报告

目录第一章概述111项目概况112编制依据及主要规范、标准113编制范围214编制原则315自然及社会环境现状3151自然环境现状3152供排水现状及存在问题5153雨水系统现状及规划516项目实施的必要性和迫切性6第二章总体设计论证721排水水量论证722污水处理厂设计进出水水质723生活污水处理后的回用用途1024环境污染治理论证1125厂址选择11251厂址选择的依据11252厂址选择的原则11253厂址确定12第三章污水处理工艺论证1331污水处理工艺选择原则1332污水处理工艺方案论证13321污水处理工艺13322微孔曝气氧化沟工艺15323CASS工艺16324曝气生物滤池工艺17325工艺比较与选择1833出水消毒工艺选择19331液氯19332臭氧20333紫外线消毒20334二氧化氯20335几种消毒剂的比较表21336出水消毒推荐工艺2134污泥处理工艺方案论证22第四章优选工艺方案设计2341进出水水质控制目标2342总图设计与高程设计23421污水处理厂总图设计23422污水处理厂高程布置2443工艺设计25431污水处理厂工艺流程25432单体设计26第五章专业设计4051公用工程40511厂区供水40512厂区雨水40513厂区排水4052建筑40521建筑总平面布置40522绿化及卫生防护40523建筑单体42524建筑装修42525建筑噪声控制、通风、防腐蚀4253消防4354结构设计43541结构形式43542材料43543抗震设计43544防火设计43545基础设计4455电气设计44551有关标准44552设计范围44553供电电源及电压44554负荷计算44555供电系统46556主要设备选型47557保护和控制47558计量47559接地及其它485510照明4856自动化控制48561设计原则、标准与测定内容48562自动控制系统设计48563自控系统的可靠性52564自控系统运行特点53565防雷与防干扰53566仪表设计5457通风、采暖与空调设计5458污水处理厂处理效果的监测手段54第六章环保、职业安全及节能专篇5561环境保护55611设计依据55612项目实施过程中的环境影响及对策55613污水处理厂建成后对环境的影响及治理措施5662职业安全卫生58621设计依据58622劳动保护、安全防护58623环境卫生5863节能专篇59631设计依据59632节能措施59第七章项目管理及实施计划6071项目实施原则与步骤6072建设管理机构6073参与项目建设的管理6174污水厂组织管理、人员编制与培训6275工程进度计划64第八章投资估算及投资分析6581工程内容及估算范围6582编制依据6583直接工程总投资6684直接处理成本6784财务分析6885分析结果及建议71第九章项目招投标7391编制依据7392实行招标投标制的优点7393本工程招标的范围7394招标程序7495招标组织形式7596招标方式76第十章结论与建议76101结论76102建议77附表1CASS工艺构筑物、设备一览表78附表2CASS工艺厂区直接工程总投资估算表82附图附图一总平面布置图（CASS工艺）附图二总平面布置图（氧化沟工艺）附图三工艺流程图（CASS工艺）附图四工艺流程图（氧化沟工艺）第一章概述11项目概况项目名称XX钢铁集团有限公司综合节水项目生活污水处理工程项目主管部门XX钢铁集团有限公司建设规模12000M3/D。12编制依据及主要规范、标准1中华人民共和国环境保护法1989年12月；2中华人民共和国水污染防治法1996年5月修正；3中华人民共和国大气污染防治法2000年4月修正；4中华人民共和国水污染防治法实施细则中华人民共和国国务院令第284号；5中华人民共和国环境噪声污染防治法（1996年10月）；6建设项目环境保护管理条例（1998年12月29日）中华人民共和国国务院令第253号；7国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知国发200036号；8国家计委、建设部、国家环保总局关于加大污水处理费的征收力度建立城市污水排入和集中处理良性运行机制的通知计价格19991192号；9室外排水设计规范（GB500142006）（06年版）；10城市给水工程规划规范（GB5028298）；11城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）；12地表水环境质量标准（GB38382002）；13工业企业厂界噪声标准（GB1234896）；14工业企业设计卫生标准（GBZ12002）；15建筑施工厂界噪声限值（GB1252396）；16大气污染物综合排放标准（GB162971996）；17恶臭污染物排放标准GB1455493；18建筑给排水设计规范（GB500152003）；19建筑设计防火规范（97年局部修订）（GBJ1687）；20泵站设计规范（GB/T5026597）；21给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）；22建筑抗震设计规范（GB500112001）；23混凝土结构设计规范（GB500102002）；24建筑桩基技术规范（JGJ9494）；25构筑物抗震设计规范（GB5019193）；26砌体结构设计规范（GB500032001）；27建筑桩基技术规范（JGJ792002）；28建筑结构荷载规范（GB500092001）；29地下工程防水技术规范（GBJ10887）；30带式压滤机污水污泥脱水设计规范（CECS7595）；31建筑电气设计技术规范（GBJ1089）；32工业与民用供配电系统设计规范（GB5005292）；3310KV及以下变电所设计规范（GB5005394）；34低压配电设计规范（GB5005495）；35工业企业照明设计标准（GB5003492）；36通用用电设备配电设计规范（GB5005593）；37电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB5006292）；38电力工程电缆设计规范（GB5021794）；39并联电容器装置设计规范（GB5022795）；40XX钢铁集团有限公司总体规划；41XX钢铁（集团）有限公司工业节水项目环境影响报告表；42XX钢铁集团有限公司工业节水项目建议书；43XX钢铁（集团）有限公司提供的其他基础资料。13编制范围污水处理厂范围内的全部工程，即包括污水处理工艺、电气、自控、通风、建筑（及总图）、道路、结构、给排水等专业及配套工程,不包括厂外收集管网工程。14编制原则根据国家有关技术、经济等方面的政策和XX钢铁集团有限公司对污水处理工程的要求，确定以下编制原则1、严格按照开发区规划要求。2、设计中选用的方案必须成熟可靠，工艺先进，对水质水量变化适应性强，有一定的抗冲击负荷能力，保证出水水质；同时尽量减少运行费用，减少外排污泥。3、尽量节省占地，根据拟建污水处理厂附近的地质及水文气象资料，因地制宜地选择构（建）筑物的结构形式及工程材料，达到节省工程投资的目的。4、控制系统自动化，以方便操作管理。5、精心设计，合理布局，建设一座符合开发区总体布局要求、与周围环境相协调、并具特色的污水处理厂。6、妥善处置污水处理过程中产生的排渣、污泥、噪声，避免二次污染。15自然及社会环境现状151自然环境现状1511地理位置XX市位于XX省东南部，地处太行、太岳两山之间，北接晋中地区，东边与河北省、河南省交界，南与晋城市毗邻，西边与临汾地区接壤，地理坐标为东经1120011345，北纬35503710。XX钢铁集团有限公司位于晋东南上党盆地南端的黄碾镇境内，公司具体位置为东经11303，北纬36225。厂部距西北面的太原市222KM，距XX市区约27KM。1512地质地貌XX境内地形复杂，山地居多，太行山耸立于东部，境内长约110KM，最高峰桦树凹，海拔2012米。西部太岳山在境内长约100KM，最高处海拔2454M。此外，南部还有方山、老雄山、五龙山等，海拔均在1300M以上。中部山地盆地相间，以XX、潞城盆地较大。XX厂区区域属黄土丘陵地带，地形起伏不大，均为第四系黄土覆盖，地形开阔平坦，标高为930M左右。1513水文水质XX地区河流以浊漳河为主，均属海河水系，分南、北、西三大源流。南源发源于长子县发鸠山，先后流经漳泽水库、潞城市西部、襄垣县、黎城县和潞城市东部后，至平顺县入河北省，最终注入卫河，经运河入海河，南漳河日均流量579M3/S。西源发源于沁县漳源镇，经沁县后湾水库，于襄垣县王桥镇与浊漳南源会合。北源则发源于晋中地区榆社县，经武乡县关河水库，于襄垣县合河口汇入浊漳南源，形成浊漳河。该河在境内流长180公里。漳泽水库实际库容为174亿M3，是XX市生活饮用水、工农业用水的主要水源。XX的生产、生活用水均由漳泽水库供给。XX南面的南小河是南漳河的一条小支流，河道狭窄，其流量甚小，上游受纳王庄煤矿废水，经过XX又接纳XX排放的生产和生活污水，实际形成一条排污沟，该河向东和南北走向的七一区XX郊区水利局于84年修建汇合，流经1KM分为东、北两支，用于农灌，最终汇入南漳河。XX地区地下水储量比较丰富，浅、中层第四系地下水分布较均匀，流向东南，水质较差，硬度较高，不作为城市供水水源，多用于农业开采利用。深层地下水的奥陶系岩溶水，水质较好，适用于饮用，目前开采的深层水，井深一般在400500M。XX地区最大的水源地为辛安泉群，泉口标高590640M黄海高程，泉域控制面积13800平方千米。根据安乐断面多年观测资料表明安乐断面泉水多年平均流量为96M3/S，最大流量为119M3/S，为XX省第二大岩溶泉。该泉动态稳态，水质良好，是晋东南地区供水的一个大型水源。1514气候本区属大陆性季风气候，四季分明。冬季寒冷干燥，雨雪稀少；春季回暖迅速，时有寒潮，干燥多风；夏季炎热，雨季集中；秋季凉爽。据XX市气象资料统计，年平均气压9108HPA，年平均气温为91，一月份最冷，平均气温为69；七月份最热，平均气温为228。历史极端最高气温为372，极端最低气温293。年平均降水量为6189MM，每年降雨多集中在6、7、8、9四个月，其降水量占年总降雨量的7394。雨量最多月份是7月，平均降雨量为16736MM。冬季12、1、2月降水较少，仅占全年降水量的275，本区最大日降水量1458MM，年平均降水日数为928天。年平均蒸发量为15551MM，是年平均降水量的251倍。本区最多风为静风，频率为3041，春季最低为2201，冬季最高为3750，全年及各季的次多风向为SE风，依次是SSE、S和SSW风；本区年平均风速为274M/S，夏季为267M/S，冬季为243M/S，秋季为264M/S，冬季为243M/S，各风向上的平均风速一般以春季最大，冬季最小。1515地震烈度根据国家地震局、建设部震发办1992160号关于发布中国地震烈度区划图1990和中国地震烈度区划图1990使用规定的通知，该区地震烈度为6级。152供排水现状及存在问题1、供排水现状概况公司生活用水供应分厂区及生活区两部分，厂区生活用水由动力厂供应，水源为XX市供水公司的辛安泉水，用水量为4000T/D12万吨/月左右，供水公司供应的辛安泉水引入动力厂1000M3和500M3清水池中储存，每日实行定时供水。辛安泉水主要供应厂区食堂、茶炉房以及公司招待所和少部分生活区生活用水。生活区生活用水供应由物业公司负责，水源为自备深井，公司现有自备井六眼，一般采用三开三备运行方式，深井水引入物业公司2000M3清水池中储存，每日早、中、晚定时供应，供水量为4300T/D13万吨/月左右。由于大量开采地下水，在公司及周边范围已形成地下水漏斗，地下水位明显下降，深井出水量显著减少。生活用水供排水系统如下图所示XX生活用水供排水系统示意图2、存在问题1生活用水未经处理全部外排，公司生活区生活用水量约8000吨/日，现全部外排，外排污水每年需交纳50余万元的排水、排污费。2钢城小区、西沟小区排水管道需要改造；部分排水管网尚不完善，仍靠路边排水沟排水，雨浊不分，环境卫生条件较差，已经成为一条小污水河，且给后期污水处理加大了不必要的困难。153雨水系统现状及规划1、现状为雨污合流制，目前尚无集中污水处理厂，生活污水未经处理和雨水合流直接排入浊漳河。2、规划在雨污分流的管路改造方面，应充分利用厂区已有的地沟，并增设一定数量东西、南北方向的地沟，使雨水汇入地沟后，自流入厂区集中处理站，由于雨水冲刷厂区地面，因此SS相当高，需进行简单沉降后方可外排或回用。厂区生活污水由于分散且水量较小，应采用独立的管道进行收集，根据各部分水量，设计适当管径的管道，进行收集后排入生活污水处理站与小区生活污水一起进行处理，实现厂区生产废水与生活污水的分流。16项目实施的必要性和迫切性XX钢铁集团有限公司年生产用水量10000万T，生活用水量256万T，但XX在生产和生活用水的循环利用方面还不够完善，每年的生产废水外排量相当大，生活污水全部外排，外排水水质不符合国家要求的排放标准，又要补给大量的新水，造成了严重的环境污染，浪费大量的淡水资源，且提高了产品成本。一些循环水的水质又不能满足生产工艺过程的水质要求，严重损坏了生产设备，影响产品质量。针对XX的这种情况，XX钢铁集团有限公司生产废水净化回用系统改造工程这一设计就被提上了日程，并显示出了其必要性和迫切性。第二章总体设计论证21排水水量论证XX生活区生活污水外排分两部分一部分沿长太路北侧排水沟排入浊漳河，污水来源主要是钢城小区、西沟楼家属楼及耐火厂等。公司生活区大部份生活污水由故漳公路东侧排水沟进入七一灌区排入浊漳河。具体外排水量见表21来源水质类型水量生活区主排水沟生活区外排水、机关用水等生活污水7000吨/日小区外排水小区、西沟楼生活污水及耐火生活用水生活及生产污水1200吨/日表21XX生活用水外排量表具体用水情况如下1长期住户XX的住户约8000户，其中包括钢城小区1600户，西沟小区600户，四工地464户；2日供水量深井水、直供水、新安泉水总计7000M3/D；3冬季取暖锅炉80M3/D；4生产区生活废水约2000M3/D。一般的，外排生活污水在中午12点至下午1点，下午5点至晚9点处于水量高峰期，且水质复杂。以上数据均为日平均数据，由公司动力科、物业公司等单位提供。通过服务人口核算生活污水量、公司供水单位每日所供自来水量估算生活污水排水量、实际测量三种方法确定XX生活污水量为10万M3/D，考虑到今后发展的需要，确定生活污水处理站设计水量为12万M3/D。22污水处理厂设计进出水水质我国是一个水资源严重匮乏的国家，人均水资源量仅为世界人均水平的1/4。而钢铁企业又是耗水和排水大户，据统计，每生产加工1T钢铁，目前我国的平均大约需耗新水12M3。XX处在缺水地区，供水不足的矛盾日益突出。随着水价的逐步提高，企业的生产成本也随之提高。因此，水资源已成为制约企业生存和发展的重要因素。为了减少对水资源的需求，可以通过提高工业水的循环利用率和废水资源化来实现。根据不同系统用水的质量，可以采用多系统的循环、串级补充以及排污水的综合处理和再资源化等多种措施，节约工业新水用量。同时，生活污水处理后回用作为工业用水也是节约水资源的有效途径。因此，XX生活污水应经过处理后回用于工业用水。XX环境保护处所提供数据如表22和表23表22XX环境保护处所监测数据监测结果MG/L，PH值除外监测日期排放水量T/DPHSSCODS2石油类挥发酚氰化物氨氮BOD5717775235369036520015000615065891621848135486307225001401792966391016116280325996022139003100042171641114116679699228043690046004123534212251059818461090141200230018242451表23XX环境保护处监测2002年7月2003年6月数据监测结果MG/L，PH值除外监测日期排放水量T/DPHCODBOD5S2SS石油类挥发酚氰化物氨氮2002/0787628101841002002/08976877536965803623552001500061502002/0921848138636390725425001401792962002/10716280399616402225139003100042172002/1171667962283420439969004600412352002/1260598181094510144612002300182422003/015269786797284402003/02104898311852990226124001400061712003/0392678311343040229937001800041772003/04102498111035786624002700311572003/0584113035801426313001600055242003/0685994014842200120004159年均值76375815135335028897741700220030159地表水水质分析结果如表24表24地表水检测结果平均值MG/L，PH值除外检测断面检测项目漳泽水库XX废水汇入南漳河上游500MXX废水汇入南漳河下游500M黄碾PH832795853792SS312622556COD186377108309BOD52734氨氮02870521260609S2008006挥发酚000200130020034氰化物00030004石油类0051213024NO3N060241253121NO2N0078006600340288处理后的出水再经深度处理和消毒后作为工业回用水，原水水质指标及处理出水预期指标如表25表25生活污水进出水水质指标指标CODCRBOD5SS氨氮PH原水MG/L，PH值除外300150180257585出水MG/L，PH值除外301010369去除率908088988生活污水处理站的出水水质应达到如表25所示。该污水深度处理站出水水质指标确定的主要依据为污水再生利用工程设计规范（GB503352002）中“再生水用作冷却用水的水质控制指标”。根据采用的污水处理工艺污水站的出水质指标均能到达GB503352002再生水用作冷却用水的水质控制指标，其中主要的水质指标CODCR、BOD5、PH、氨氮、粪大肠细菌群、总碱度、总硬度等的水平均高于GB503352002再生水用作冷却用水的水质控制指标。表26生活污水处理站出水水质指标序号项目单位出水水质循环冷却系统补充水水质控制指标（GB503352002）1PH708565902CODCRMG/L40603BOD5MG/L50104SSMG/L5氨氮MG/L201016总磷（以P计）MG/L0517浊度NTU5058粪大肠细菌群个100020009溶解性固体MG/L不高于进水100010CA2MG/L309011MG2MG/L3012总硬度（以CACO3计）MG/L45013CLMG/L225014SO42MG/L15HCO3MG/L16总碱度（以CACO3计）MG/L6015035017游离余氯MG/L末端0102末端010218铁MG/L03003019锰MG/L02002020水温1铜材换热器循环水氨氮为1MG/L；2浓度略高于进水，但相应离子浓度上升的数值不得高于理论加药量所引起的该离子上升的浓度值。23生活污水处理后的回用用途本项目中的生活污水经过深度处理后出水水质满足一般工业用水的水质要求，因此可以应用于以下两种工业用水途径一是进入原厂区净水泵站（六泵站），供炼铁厂3、6、7高炉炉体、热风炉、风机等冷却用水、烧结厂球团车间、二轧厂、机修等单位生产用水；二是进入公司新厂区净水泵站，供新建1080M3高炉、200M2烧结机、焦化厂等单位生产用水，其中1080M3高炉区生产新水用水量3237M3/H，主要供高炉区各循环水系统补充水和其它生产零星用水，200M2烧结机生产新水用水量1584M3/H，其余水量大约1429M3/H供给新建焦化厂生产用水。15万M3/D的水量尚不能满足新厂区的全部用水量，不足部分可取漳泽水库水补充，各单位对水质有特殊要求，可就地建设处理设施，处理达到使用要求后供生产所用。如果处理后的生活污水回用于原厂区，需要新建回用泵站和回用管网，设计、施工难度较大，势必影响该厂区的正常生产，而回用于新厂区，可在新厂区的建设过程中充分考虑回用泵站和管网的位置、设计等问题，所以建议将深度处理后的生活污水回用于公司新厂区。24环境污染治理论证自然界水体虽有一定的自净能力，但其能力是有限的，因此解决独水河及北江水质恶化问题的唯一途径就是在排入水体之前先对污水进行处理，从源头上削减污染物的排放。污水处理厂的建成运行将大量削减排入水体的污染物质，对保护当地的水环境将起着重要的作用。在本污水厂的处理规模达到12000M3/D后，每年可削减排入水体的主要污染物量见表27表27主要污染物去除量和去除百分数表40104M3/D污染物去除量104吨去除百分数CODCR011880BOD5005880SS007900NH3N000768025厂址选择251厂址选择的依据依据规划部门总体规划的要求。252厂址选择的原则选择污水处理厂厂址时，在考虑总体规划要求的基础上，同时考虑如下原则（1）厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇工厂区域及居住区的下游。为保证卫生要求，厂址应与城镇工业区、居住区保持300米以上的距离。但也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价。（2）厂址宜设在城镇主导风向的下风向。（3）结合污水管道系统布置及出水口位置，污水处理厂的位置选择应与污水管道系统布局统一考虑。从污水自流排放出发，厂址宜选在城市低处，沿途尽量不设或少设提升泵站；此外，厂址宜结合出水口位置考虑，污水处理厂设在接纳污水的水体附近，便于处理后的出水就近排入水体，减少排放渠道的长度。（4）污水处理厂的具体位置的确定还应考虑污水处理厂本身对用地各方面的要求，以利于污水处理厂建设在技术上的合理性与投资上的经济性。（5）污水厂的选址要考虑城市发展和厂址位置远近期结合问题。（6）应考虑交通、供水和供电等方面的条件。253厂址确定根据以上原则，生活污水集中处理站站址，拟选厂址位于XX老厂区东南侧，距离最近的居民点为部队水泥厂家属区，位于拟选厂址东南侧03KM，周围村庄故漳、辛庄等均在10KM之外。第三章污水处理工艺论证31污水处理工艺选择原则选择适宜的污水处理工艺应当根据处理规模、原污水水质、出水要求、用地条件、工程地质、环境等条件作慎重考虑。各种工艺都有其适用条件，因此必须在生产实践上总结优化，提出适合于具体项目的工艺。一般污水处理工艺选择原则为技术成熟，对水质变化适应性强，出水稳定，污泥易于处理。经济节约，电耗少，造价低、占地少。易于管理，操作方便，设备性能稳定。重视环境，臭气防护，噪声控制，环境协调，清洁生产。32污水处理工艺方案论证321污水处理工艺根据排放标准要求，本污水处理厂处理工艺必须有脱氮和除磷功能。目前常用的工艺有A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、CASS工艺、生物膜工艺等等。A2/O脱氮除磷工艺，是为防止封闭或缓流水体的富营养化而采用的生物脱氮、除磷工艺。A2/O脱氮除磷工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增值，无污泥膨胀之虑。但是由于污泥增长有一定的限度，除磷效果难于再行提高，脱氮效果也难于进一步提高，另外对周边生态环境影响较大。氧化沟工艺，是在一条闭合的生化反应沟渠中以转刷或转碟或其它方式充氧的一种处理工艺，流程简单，延时曝气时污泥产量少，污泥易于脱水，此外，具有脱氮、除磷功能。经过多年演变，目前有多种新型氧化沟，例如ORBAL氧化沟、CARROUSEL2000氧化沟、三沟式氧化沟、DE氧化沟等等。SBR工艺，是周期性间歇操作的处理工艺。SBR有以下特点结构简单，运转灵活，操作管理方便；可抑制丝状菌生长，不易发生污泥膨胀，污泥指数低，剩余污泥性质稳定，利于浓缩和脱水；系统通过好氧/厌氧的交替运行，脱氮效果较好；系统处理构筑物少，布置紧凑、节省占地。但是SBR工艺属于间歇性处理工艺，每个SBR池的进水都是通过阀门控制，因此要求阀门质量较高，而且要求SBR自控程度较高。CASS工艺是SBR工艺的改进，因此它继承了SBR工艺的特点，并且还具有自己独特的特点在设计CASS池时对其几何尺寸及内墙的位置和隔墙底部的开孔的数量、面积和布置方式均进行了精心设计，因此当系统停止曝气后整个反应池成为一个近乎理想的推流式反应器，污水经预反应区后以极小的流速运动，在沉淀阶段和滗水阶段进入主反应区的污水不会影响排水水质，使CASS池实现连续进水，因此管道上没有电磁阀等控制元件，单个池子可以独立运行。较SBR及其他变种工艺，CASS的连续进水减小了整个控制系统的复杂程度。生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。借助于固着在载体上的微生物的代谢来分解水中有机物。诸如生物滤池、生物转盘以及接触氧化法等等都是生物膜法。其中新型的上流式曝气生物滤池是近几年在欧洲发展起来的新型工艺，能够有效地去除SS、CODCR、BOD5、氨氮等，但是，该工艺预处理较为复杂，对操作人员要求较高，而且如果管理不善，容易孳生蚊虫，造成二次污染。三种典型的、具有脱氮除磷功能的生物处理工艺优缺点比较见表31。表31生物处理工艺优缺点比较工艺特点氧化沟工艺CASS工艺A2/O工艺优点1、出水水质好，污泥不膨胀，具有良好的脱氮功能2、管理简单、方便3、耐冲击负荷。4、主体设备可靠程度较高1、流程简捷，取消初沉池、二沉池，污泥回流系统简单，回流量少，只有202、出水水质好，污泥不膨胀3、污泥含水率低。4、耐冲击负荷，可根据进水水质的变化及出水水质的要求调整运行方式和周期，方便灵活。1、该工艺在系统上为最简单的脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他工艺2、丝状菌不会大量产生，无污泥膨胀之虞缺点1、流程复杂、占地面积大2、土建投资较大1、要求较高的自动化控制水平1、需要混合液内回流，增加运行费用2、需要设置单独的二次沉淀池，总占地面积较大3、在生产运行实践中，很难协调脱氮和除磷两者关系。污水处理工艺的选择是污水处理厂建设的关键，处理工艺选择是否得当，不仅影响处理厂的处理效果，而且还影响整个工程的投资多少、处理工艺运行的可靠程度、运行费用高低、管理操作的复杂程度等。因此，必须结合当地的水质、水量、气候、地理、经济等实际情况选择合适的处理工艺，使出水符合排放标准。根据高新技术产业开发区的实际情况，确定以下两个比选方案方案一微孔曝气氧化沟工艺方案二CASS工艺方案三曝气生物滤池工艺通过经济技术比较，选择最优方案。322微孔曝气氧化沟工艺微孔曝气氧化沟工艺是在传统的氧化沟工艺基础上，通过改变供氧方式和水力推流方式而产生的。微曝氧化沟将厌氧池、缺氧池和好氧池三个池体合建，对氧化沟池形、工艺组合等方面进行了优化创新，在外形上是个大的氧化沟，但是厌氧段、缺氧段、好氧段分别独立，各池具有不同的优势菌种，分别完成不同的功能，又有机结合，既可降低能耗又可高效去除污染物质。废水在微曝氧化沟的厌氧段、缺氧段发生厌氧水解，难生物降解的高分子有机物质在厌氧微生物或兼性微生物的作用下转变成易于好氧分解的小分子中间产物，从而提高废水的可生化性，并且有效去除废水中的色度；微曝氧化沟的好氧段进行好氧生物处理，大部分的有机物和悬浮物等在好氧微生物的作用下被去除。微孔曝气氧化沟工艺的特点（1）在传统氧化沟的基础上，采用微孔曝气方式与水下推流相结合的方式取代同时起推流及曝气作用的曝气转刷（碟）而产生的。在曝气头布置方式上做了改进，从而使氧总转移量增大，有效地解决了提高氧利用率并降低能耗的问题；（2）在氧化沟的推流方式上，采用了潜水推进器，由叶轮产生的水流推动直接作用到水中，被推动的水流由下层向上层传递，而表曝用转刷或倒伞型曝气机将水流从上向下层传递，大部分的动能变成热能散失入空中，因而减少了能量消耗，从一般的表曝形式推流所需的能耗58W/吨水降至13W/吨水；（3）微孔曝气氧化沟工艺通过厌氧、缺氧与好氧相结合，可以提高污水的可生化性，有效去除污染物质；（4）微孔曝气氧化沟抗负荷能力强，适合污水水质的波动、容易调节运行方式。废水进入氧化沟内与沟内大量的水流混合，被几十倍甚至上百倍的循环流量所稀释，有效降低工业污水水质的波动对工艺的影响。具体工艺流程框图见图32323CASS工艺CASS（CYCLICACTIAVATEDSLUDGESYSTEM）工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，它保留了间歇活性污泥法的优点，是一种循环式活性污泥法。其基本操作程序是由以下四个基本过程组成1曝气阶段在此阶段，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混合与接触，从而使有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的NH3N也通过微生物的硝化作用转化为NOXN。2沉淀阶段停止曝气后，微生物继续利用水中剩余的溶解氧氧化分解。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化，并发生一定的反硝化作用。3滗水阶段沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器在程序控制下开始工作，自上而下逐层排出上清液。与此同时反应池内因为溶解氧很低仍会发生反硝化作用。4闲置阶段闲置阶段的时间一般很短，有的也可以取消。设闲置阶段主要是保证滗水器在此阶段内上升到原始位置，防止污泥流失。这种工艺按操作周期周而复始反复进行而不断处理污水，具有以下特点1因基质（BOD5）和生物体（MLVSS）随充水和曝气时间的变化梯度加大而增加了生化反应的动力，处理效率高。2从污染物的降解过程来看，由于它集曝气、沉淀、排水于一体，省去了初沉池、二沉池，污泥回流比只有20，因此工艺流程简单，占地面积比较小；污泥回流系统比较简单，并且省去了沉淀池中的刮泥设备，节省了能耗。3生化反应池进水端设置了生物驯化区，有利于絮凝性细菌的生长，抑制了丝状菌的生长，有效地防止污泥膨胀，从而保证出水水质。4CASS系统在设计时已经考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间才能沉淀排放，而且CASS工艺可以通过调节运行周期及各阶段的时间分配来适用进水水量和水质的变化，因此对冲击负荷的适应性较强。5由于CASS工艺的自控程度比较高，因此操作管理较简单，另外，由于CASS工艺采用了连续进水，在进水管上不需要电磁阀的控制元件，不需要频繁切换阀门，因此对阀门等元件的维修较少。具体工艺流程框图见图32排泥剩余污泥回流出水干泥外运脱水间污泥池接触池二沉池氧化沟细格栅沉砂池粗格栅提升泵池污水加药图31氧化沟工艺流程框图鼓风机污水粗格栅提升泵池细格栅沉砂池池接触池污泥池脱水间干泥外运出水排泥加药图32CASS工艺流程框图324曝气生物滤池工艺曝气生物滤池是世纪年代末年代初在普通生物滤池的基础上开发的新工艺，在欧美及日本等发达国家广为流行，曝气生物滤池也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，并根据污水流向不同分为下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到稳定，填料同时起到物理过滤作用。本方案选择上向流生物滤池。曝气生物滤池具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮除磷、除去AOX的作用，其最大优点是集生物氧化与截留悬浮物于一体，节省了二沉池。上向流生物滤池的工艺流程框图如下经配水反冲洗水回粗格栅井反冲洗水池曝气生物滤池排泥出水干泥外运脱水间污泥池接触池/曝气生物滤池初沉池细格栅沉砂池粗格栅提升泵池污水图33曝气生物滤池工艺流程框图325工艺比较与选择1方案优缺点比较表32各方案优缺点比较表方案特点方案一微孔曝气氧化沟工艺方案二CASS工艺方案三曝气生物滤池工艺优点1、出水水质好，污泥不膨胀，具有良好的脱氮功能。2、管理简单、方便。3、耐冲击负荷。4、主体设备可靠程度较高。1、流程简捷，取消初沉池、二沉池，占地面积少，污泥回流系统简单（回流比只有20）。2、出水水质好，污泥不膨胀，具有良好的脱氮除磷功能。3、污泥含水率低。4、耐冲击负荷，可根据进水水质的变化及出水水质的要求调整运行方式和周期，方便灵活。1、出水水质较好、稳定。2、占地面积较小。3、污泥产量少且含水率低，同时污泥稳定，有利于污泥脱水。缺点1、流程较长，有回流系统。2、占地面积比较大。1、对自控水平要求较高。1、投资最高。2、操作管理复杂，维修量大。3、运营管理不善容易产生二次污染。2各方案技术经济比较表表33经济比较表方案特点方案一氧化沟工艺方案二CASS工艺厂内总投资万元174963181142项目总占地（104M2）113132运转功率KW55506300直接处理费用（元/M3）047056从上优缺点表和经济技术比较表看，在总投资微孔曝气氧化沟工艺最低；直接处理费用微孔曝气氧化沟工艺最低；微孔曝气氧化沟工艺每天的运行功率最低；曝气生物滤池工艺占地最小，微孔曝气氧化沟工艺的占地面积最大，但微孔曝气氧化沟工艺操作管理容易。综上所述，推荐采用微孔曝气氧化沟工艺为优选方案。33出水消毒工艺选择沉淀池上清液除大肠菌群数可能未达标外，其他指标均已达到设计指标，因此须采取消毒措施，一般消毒方法包括液氯、臭氧法、二氧化氯法、紫外线法、漂粉精法及氯片法等。其中漂粉精和氯片的购买和储存不易，且处理效果不稳定，在此不作比较与介绍。331液氯目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂，这主要是由于它应用历史长，积累了丰富的运行管理数据，并且成本低、运输方便、在管网中可保持一定的持续杀菌效果的原因。但随着全球环境污染的加剧，在对一些遭受污染的水源进行处理时，氯化处理常需投加过量的氯气，研究证明这往往易生成大量的有机卤化物（如三氯甲烷）而造成水体的二次污染，对人体的健康产生潜在的危害。另外一些中小型水厂或污水处理厂采用氯气消毒，不仅占地面积大，而且由于管理不善常产生一些人身伤害事故。因此，近年来各国都在研究替代氯气进行消毒的新一代消毒剂。332臭氧臭氧是一种优良的消毒剂，其杀菌效果好，且一般无有害副产物生成。但目前臭氧发生装置的产率通常较低，设备昂贵，安装管理复杂，运行费用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰减速度快，为保证管网内持续的杀菌作用，必需和其它消毒方法协同进行，应用上有如下优点1有效杀灭各种病毒，脱色、除臭效果好。2处理后，水中检测不到三卤甲烷等致病物质。3反应时间短，效果好且稳定。缺点包括1设备复杂、造价高、一次性投入大。2电耗大、运行成本高。3臭氧无法贮存和运输，须边生产边使用。4剩余臭氧消失快，不能保持杀菌持续时间。333紫外线消毒紫外线消毒是近年来发展的一种新型消毒方法，它是通过对水体进行紫外线辐射，将水中的有害菌杀死，同时不改变水的物理化学性质，且不产生气味和其它有害的卤代甲烷等副产物，它是一种高效、安全、环保、经济的技术。因此，在净水、污水、回用水和工业水处理的消毒中，紫外线消毒逐渐发展成为一种最有效的消毒技术。紫外线具有广谱杀菌性，紫外线消毒是通过光化学作用破坏病原体的核酸（DNA和RNA）,从而有效阻止它们合成蛋白质和细胞分裂。最终病原体不能够复制、不能传播而最终死亡。紫外线消毒技术在城市污水处理中运行费用约为002元/吨污水。334二氧化氯二氧化氯是一种强氧化剂和高效杀菌剂，自从美国尼亚加拉水厂最早将其作为消毒剂以来，在欧洲及美国得到广泛应用。在水处理中使用二氧化氯，主要有如下优势1消毒效果好而且具有持续消毒、杀菌作用。2消毒效果不受氨的影响。3在碱性条件下，杀菌效果不受影响。4对病毒具有强力的杀灭作用。5不会形成致癌物如卤化烃。制备二氧化氯的原料在运输和储存方面具有较大的危险性，在制备的过程中会产生氯酸根、次氯酸根离子，也具有致癌作用，且日常运行费用也较高，据我国运行经验，二氧化氯消毒技术在城市污水处理中的运行费用约为004元/吨污水。335几种消毒剂的比较表项目液氯臭氧紫外线二氧化氯消毒效果较好很好很好很好除臭去味无作用好无作用好PH的影响很大小、不等无小水中的溶解度高低无很高THMS的形成极明显当溴存在时有无无水中的停留时间长短短长杀菌速度中等快快快处理水量大较小大大使用范围广水量较小时广广氨的影响很大无无无原料易得仅为耗电易得管理简便性较简便复杂简便较复杂操作安全性不安全不安全安全安全自动化程度一般较高高高投资低高较高低设备安装简便复杂简便较复杂占地面积大大小小维护工作量较小大小较大电耗低高较高低等效条件所用的药剂量较多较少无需药剂较多运行费用低高低较高维护费用低高较低较低336出水消毒推荐工艺通过上述几种方案技术经济综合比较，本工程推荐采用紫外线消毒法。34污泥处理工艺方案论证常用的城市污水厂污泥处理一般有两种形式，一是先消化再浓缩脱水，二是直接浓缩脱水。污泥消化又有好氧消化和厌氧消化两种方法，较小规模的污水处理厂5104M3/D规模以下因污泥量较少，一般采用直接浓缩脱水，大中型污水处理厂比较普遍采用污泥厌氧消化处理工艺。本工程污泥量较少，且污泥性能较稳定，采用直接浓缩脱水处理，污泥经过干化减容处理后，脱水后的污泥送至厂外处置，处置的途径可由以下几个方面选择1送至城市垃圾填埋场和城市垃圾一起进行填埋。这种处置方法较常用，但需和市政等部门协商。2建设污水厂专用的污泥堆放场地。选择距离适中、周围居民较少的闲置凹地作为污泥堆放场地，但容易造成二次污染。3用作城市绿化用肥或农田用肥，需经有关部门进行污泥成分分析，确认对植物无害后方可进行。由于本污水厂接纳的污水是厂区的生活污水，污泥量比较少，本报告暂按污泥送至城市垃圾卫生填埋场进行填埋编制。第四章优选工艺方案设计41进出水水质控制目标本工程设计污水水质具体指标为项目PHBOD5CODCNS2油类NH3NSS挥发酚范围77585963965879736900040179014072121392962422526300120046均值815335135003002884171599770022本工程污水处理厂出水执行城市污水再生利用工业用水水质GBT199232005中“敞开式循环冷却用水的水质控制指标和城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002中的一级A标准，主要指标如表41表41污水处理各阶段水质控制目标水质指标PHCODCRBOD5CNS2油类NH3NSS挥发酚城市污水再生利用工业用水水质65856010110城镇污水处理厂污染物排放标准69501005101581005出水（按两标准中较严者执行）658550100510158100542总图设计与高程设计421污水处理厂总图设计在厂区总图设计中，首先满足工艺流程的具体要求。在此前提下，结合厂区地形条件，力求总图布置功能分区明确、布局紧凑、管理方便、有利生产、方便生活，并尽量节约建设资金及厂区用地面积。在厂区总图布置上，将整个厂区按生产管理区、生产区等各自功能分为两个既相关、又相互独立的区域。总图布置时将综合楼布置在常年主导风向的上风向。污水处理厂厂区内有各种处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。1、各污水处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定他们在厂区内平面的位置，主要考虑1贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；2土方量做到基本平衡；3在处理构筑物之间，保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求及消防要求；4各处理构筑物在平面布置上，考虑适当紧凑，节省用地。2、管、渠的平面布置在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠；在厂区内还设有给水管、排水管、输配电线路等。这些管线有的敷设在地下，但大部分都在地上，对它们的安排即要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，或者考虑采用架空的方式敷设。3、辅助性构筑物污水厂内的辅助构筑物有泵房、办公室等，它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件。在总图设计中，整个厂区道路设置以方便管理、方便生产和内外运输为原则。主干道布置成环状路，以方便生产及管理，使交通顺畅；车间引道力求满足生产工艺要求。主干道为60M，次干道宽为45M，沥青混凝土路面；人行道宽为12M，预制水泥方砖铺砌。主干道及次干道转弯半径为90M、60M。将大门设在西南侧，侧门设在东南侧。422污水处理厂高程布置污水处理厂污水处理流程高程布置主要是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间的连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。在确保水头损失满足工艺的要求前提下，为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物中的流动，采用以重力流为主。43工艺设计431污水处理厂工艺流程在综合考虑了水质及工艺的特点后，采用详细的工艺流程框图如图41图41工艺流程图流程说明来自污水管网的污水进入污水处理厂后，首先经粗格栅去除一些漂浮物，再提升至沉砂池，沉砂池采用旋流式，可有效地去除附着在砂粒表面的有机物。除砂后的污水进入微孔曝气氧化沟（以下简称微曝氧化沟）。氧化沟内分为厌氧段、缺氧段、好氧段，可将一些难降解的大分子物质在厌、缺氧状态下降解为易于生物降解的小分子物质（如有机酸等）后由好氧微生物将污染物处理至达标。微曝氧化沟采用水下推流的方式，即把潜水推进器叶轮产生的推动力直接作用于水体，在起推流作用的同时又可有效防止污泥的沉降。因而，采用潜水推进器既降低了动力消耗，又使泥水得到了充分地混合，同时采用微孔曝气器进行供氧，提高了氧的转移能力，降低了鼓风设备的功耗。微曝氧化沟的出水进入二沉池进行泥水分离，如果二沉池出水达标就可以经紫外线消毒后排放，如果稍微超标就抽至反应过滤池，并投加PAC絮凝剂进行深度处理，保证出水达标，过滤池的出水经消毒后外排。为保证生物除磷脱氮工艺有效地运行，并结合当地的实际情况，污泥处理工艺采用剩余污泥直接进行机械浓缩脱水方式处理，污泥机械浓缩脱水一体化设备的浓缩段污泥停留时间短，磷释放量少，对于要求除磷脱氮的工艺较合适。经过浓缩脱水后的干污泥送至城镇垃圾填埋场进行卫生填埋。432单体设计4321粗格栅及提升泵站污水来自污水总管，有可能含有部分漂浮物，首先经过粗格栅去除大的漂浮物，以保证污水提升系统的正常运行，粗格栅井分2格，一格装机械格栅机，一格装手动格栅作为备用。机械格栅的种类很多，有回转式、循环齿耙式、高链式、三索式、阶梯式、转鼓式等，从诸多工程应用来看，回转式格栅具有不易被堵塞、捞渣彻底等优点，因此本工程选用回转式格栅。格