XX污水处理厂二期工程初步设计文件—设计说明书.doc

某污水处理厂二期工程 初步设计 工程编号：XXXX 设计文件 勘察设计证书号:市政公用甲级 1901201 XX 设计研究院 二 OO 一年十二月 XX 污水处理厂二期工程 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 初步设计 院长： 顾问总工程师： 顾问副总工程师： 顾问总建筑师： 副总工程师： 主要审核人： 设计总负责人： 项目负责人： 工艺专业负责人： 电气自控专业负责人： 建筑结构专业负责人： 概算专业负责人： 主要设计人员： 设计文件总目录 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 第一卷：设计文书 第一册 设计说明书 第二册 主要材料及设备表 第三册 工程概算书(另册) 第二卷：设计图纸(另册) 第一册 工艺设计图 第二册 电气自控设计图 第三册 建筑、结构设计图 XX 污水处理厂 二期工程 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 初步设计 工程编号：XXXX 第一卷：设计文书 第一册：设计说明书 勘察设计证书号:市政公用甲级 1901201 XX 设计研究院 二 OO 一年十二月 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OOO 年十一月 XX 设计研究院 -1-1 - 目目 录录 前言前言1 第第一一章章概概述述3 1.1 设计依据、主要设计资料及设计范围.3 1.1.1设计依据3 1.1.2主要设计资料.3 1.1.3 设计主要规范、标准4 1.1.4设计范围.5 1.2 城市概况及自然条件5 1.2.1城市概况.5 1.2.2自然条件.6 1.3 城市排水现状况.8 1.4 城市污水治理情况与规划.9 第二章第二章XX 污水处理厂二期工程工艺设计污水处理厂二期工程工艺设计12 2.1 污水处理厂厂址.12 2.2 工程规模及进水水质12 2.2.1工程规模.12 2.2.2进水水质.14 2.3 出水水质及处理程度14 2.4 污水污泥处理工艺流程.15 2.4.1工艺流程.15 2.4.2工艺说明.16 2.4.3工艺特点.23 2.5 主要构筑物工艺设计23 2.5.1二级污水处理构筑物工艺设计24 2.5.2污泥处理构筑物工艺设计34 2.5.3东濠涌泵站扩容设计.36 2.6 总图设计.37 2.6.1总平面设计37 2.6.2厂区地面高程设计39 2.6.3厂区给排水、消防、道路及绿化.39 2 .6.4厂区管线综合设计.39 2.7.辅助设施.40 2.7.1运输40 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 -1- 2 - 2.7.2 机修.41 2.7.3 化验分析.41 第三章第三章建筑设计建筑设计.42 3.1 概况.42 3.2 总体布局.42 3.3 建筑造型.43 3.4 建筑装修标准43 3.5 建筑通风、空调设计44 3.6 噪声控制.44 3.7 环境美化和绿化方案45 第四章第四章结构设计结构设计.46 4.1 设计依据46 4.1.1场地地貌.46 4.1.2地质情况.46 4.1.3地下水位.49 4.1.4 地震设防49 4.1.5 基本风压49 4.2 结构设计50 4.2.1 结构型式50 4.2.2材料选择.51 4.2.3 钢筋净保护层厚度要求51 4.2.4模板要求.52 4.2.5 混凝土浇筑53 4.2.6 施工缝的留设53 4.2.7 混凝土养护53 4.2.8钢筋制作，安装54 4.2.9 池体注水试验及渗漏检查54 4.2.10 回填土要求54 第五章第五章电气设计电气设计.56 5.1 设计范围.56 5.2 供电设计.56 5.3 负荷计算.57 5.4 变配电系统及接线.57 5.5 计量及无功补偿.58 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 -1- 3 - 5.6 操作电源.58 5.7 设备选型.59 5.8 二次接线与继保.59 5. 9 电机启动59 5. 10 接地.59 5. 11 电缆敷设.60 5. 12 电机控制方式60 5. 13 照明系统.60 第六章第六章自控和仪表设自控和仪表设计计.62 6.1 设计范围.62 6.2 自控原理.62 6.3 计算机系统二级管理的构成及功能62 6.4 仪表.65 6.5 一、二期的衔接66 第七章第七章 通风与机械设计通风与机械设计67 7.1 通风设计67 7.2 机械设计.67 第八章第八章环境保护及劳动安全环境保护及劳动安全68 8.1 环境保护.68 8.1.1厂区环境状况.68 8.1.2项目实施期间污染防治对策.68 8.1.3项目建成后的环境影响和对策70 8.2 节能.71 8.2.1节能设计.71 8.2.2能耗指标.72 8.3 劳动安全.72 第九章第九章人员编制人员编制74 第十章第十章 成本分析和技术经济指标成本分析和技术经济指标75 10.1 运行成本分析.75 10.2 技术经济指标.76 第十一章第十一章 问题及建议问题及建议77 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 1 - 前前 言言 XX 污水处理厂是某城市规划规模较大的污水处理厂，工程总规 模为 66 万吨/日，建设分三期完成，第一期主要收集并处理东濠涌 流域的污水，规模为 22 万吨/日；第二期主要收集并处理西濠涌流 域、沿江自排系统及部分沙河涌流域及体育中心地带的污水，规模 为 22 万吨/日。第一期工程已于一九九九年年底建成并投产试运行。 XX 污水处理系统二期工程是在首期工程的基础上建设，厂前区 和厂内提升泵房、鼓风机房、脱水机房和厂外东濠涌泵站及输水主 干渠等公用建、构筑物均已一次性完成最终规模（66 万立方米/日） 的建设，厂区二期的大部分征地也已完成，主干道路和工艺管线接 口也已基本具备，故二期工程厂内只需增加沉砂池、生物反应池、 污泥浓缩构筑物、消毒池等构筑物以及提升泵、鼓风机、脱水机等 设备的配套便可完成 22 万吨/日处理规模的工程，其工程投资和建 设周期都比新建一个污水处理厂要少得多。同时，二期工程建成投 产后对珠江西航道、前航道上游段的水质将有明显的改善，其中西 航道硬颈海至黄沙段 BOD5下降 0.481.45mg/L，前航道黄沙至海印 桥段 BOD5下降 1.061.45mg/L；西航道硬颈海至黄沙段氨氮下降 0.240.46mg/L，前航道黄沙至海印桥段氨氮下降 0.300.46mg/L， 其环境效益是显著的。因此，XX 污水处理系统二期工程的建设是某 城市加强污水治理、加快珠江水污染治理的过程，保护环境、美化 城市、易于做到的实事，具有深远的意义。 受某城市建设投资发展有限公司和某城市市政管理局市园林局 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 2 - 的委托，XX 设计研究院对 XX 污水处理系统第二期工程进行了可行 性研究工作，200 年 月 日国家计委计 200 号文对 XX 污水处理系统第二期工程可行性研究报告做了批复，根据批复及与 我院签订的建设工程设计合同，进行本工程的初步设计，提交初步 设计的有关文件。本工程设计范围为 XX 污水处理厂厂内二期工程 及东濠涌泵站扩容。厂外污水收集管线及西濠涌泵站作为另一个独 立项目进行设计和施工，不包括在本设计文件中。 本工程初步设计概算投资为 23962 万元,其中，厂内部分概算投 资为 23643.4 万元,东濠涌泵站扩容概算投资为 318.6 万元。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 3 - 第一章第一章 概概 述述 1.1 设计依据、主要设计资料及设计范围 1.1.1 设计依据 本设计文件的设计依据为： (1)某城市市政管理局市园林局与我院签订的建设工程设计合同 （合同编号（市政设研合字200084 号） (2) XX 设计研究院和某城市国际工程咨询公司联合编写的XX 污水 处理系统第二期工程可行性研究报告 （3）国家计划委员会计 200 号文关于 XX 污水处理系统第 二期工程可行性研究报告的批复。 (4) 某城市环境保护科学研究所XX 污水处理系统第二期工程环 境影响报告书及批复。 (5)国家计划委员会关于 XX 污水处理系统二期工程项目建议书批 复的通知（计投资2000150 号） (6)XX 排水分区规划污水管道系统规划方案 1.1.2 主要设计资料 (1)某城市城市总体规划 (2) 某城市市政管理局编制某城市市区污水治理总体规划 (3)中华人民共和国水污染防治法 (4)XX 排水分区规划污水管道系统规划方案 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 4 - (5)XX 污水处理系统第一期工程初步设计 (6)XX 污水处理系统第一期工程施工图设计 (7) XX 污水处理厂厂址地形图 (8) XX 污水处理厂地质勘测报告（一、二期） 1.1.3 设计主要规范、标准 室外排水设计规范（97 年版）（GBJ14-87） 室外给水设计规范（97 年版）（GBJ13-87） 城市污水处理项目建设标准（修订版）（2001） 鼓风曝气系统设计规程（CEC97:97） 污水综合排放标准（GB8978-1996） 地表水环境质量标准（GB 3838-88） 某城市污水排放标准（GB4437-90） 建筑给水排水设计规范（GBJ15-88） 工业建筑防腐设计规范（GBJ46-82） 建筑电气设计技术规范（GBJ10-83） 城市污水处理厂污水污泥排放规范（FCJ3025-93） 建筑结构荷载规范（GBJ9-87） 给水排水工程结构设计规范（GBJ69-84） 混凝土结构设计规范（GBJ10-89） 钢结构设计规范（GBJ17-88） 建筑地基基础设计规范（GBJ-89） 建筑抗震设计规范（GBJ11-89） 水工混凝土结构设计规范（SDJ20-78） 建筑结构设计统一标准（BGJ68-84） 工业企业设计标准（TJ36-79） XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 5 - 工业企业采暖、通风及空气调节设计规范（TJ19-750） 建筑设计防火规范（TBJ16-87） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准（GBJ14-87） 地下工程防水技术规范（GBJ108-87） 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（GB50053-92） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92） 低压配电装置及线路设计规范（GB50054-92） 建筑防雷设计规范（GB50057-92） 35KV-110KV 变电所设计规范（GB50059-92） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92） 工程建设强制性标准 1.1.4 设计范围 根据批准的工程可行性研究报告和设计合同，XX 污水处理 系统第二期工程初步设计包括：XX 污水处理厂污水处理、污泥 处理工艺、土建、电器、仪表和自控以及总图等各专业的初步设 计，厂外污水收集系统只进行东濠涌泵站的扩容初步设计。 1.2 城市概况及自然条件 1.2.1 城市概况 某城市位于珠江三角洲北部边缘，毗邻港、澳，处在北回归线 上，东经 11311430，北纬 22402416。某城市已 有两千年历史，是广东省的省会，全省政治、经济、文化和交通中 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 6 - 心，是国务院颁布的全国第一批历史文化名城之一，有众多文物古 迹，到 1999 年末，已公布的国家、省、市三级文物保护单位共 155 处，其中南越王墓、光孝寺、六榕寺、怀圣寺等都有 1000 多年的历 史。同时，某城市是我国对外贸易的重要口岸，是国际交往的重要 场所，又是全国环境保护的重点城市之一。 目前，某城市共辖 10 区 2 市（县级），其行政区划是：越秀区、 东山区、海珠区、荔湾区、天河区、白云区、黄埔区、芳村区、番 禺区、花都区、从化市和增城市。区、市（县级）以下设街道办事 处 81 个、镇 78 个。据 1999 末统计，某城市区人口 405.50 万人， 市区日平均流动人口约 182 万人（某城市区人口为不包括番禺和花 都的其它八个区的人口）。2000 年进行的全国第五次人口普查显示， 全市 8 区总人口为 618.1 万人。 珠江河道在白鹅潭处由西航道分成前后航道，将某城市区分割 成芳村、海珠和河北三大部分，前后航道在黄埔大濠洲汇合，流经 虎门入南海。XX 污水系统纳污范围在前航道以北，包括荔湾区少 部分、越秀区、东山区全部和天河区大部分以及白云区少部分地区， 即珠江前航道以北的大部分市中心区，总纳污面积达 5523.95 公顷。 至 2010 年该分区纳污范围内规划总人口为 148.82 万人。 1.2.2 自然条件 1.2.2.1 气候 该市地处南亚热带，属南亚热带典型的季风海洋气候。由于背山 面海，海洋性气候特别显著，具有温暖多雨、光热充足、温差较小、 夏季长、霜期短等气候特征。 (1)风向 冬夏季风的交替是该市季风气候突出的特征。冬季的偏北风因 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 7 - 极地大陆气团向南伸展而形成，干燥寒冷。夏季偏南风向因热带海 洋气团向北扩张所形成，温暖潮湿，夏季风转换为冬季风一般在 9 月份，而冬季风转换为夏季风在 4 月份。主风向频率：北风 16%； 东南风 9%；东风 7%。 (2)气温 该市年平均气温为 21.421.8，日均气温都在 0以上。 无霜期北部 290 天，南部 346 天。 (3)日照 该市光热资源充足，年平均日照时数为 1875.1 小时1959.9 小 时，年太阳总辐射量 105.3 千卡/平方厘米109.8 千卡/平方厘米。 (4)降水量 该市雨量充沛，年降水量为 1689.3 毫米1876.5 毫米，雨季 （4 月9 月）降水量占全年的 85%左右；因受地形影响，山区多于 平原，北部多于南部。同时，雨季与强光和高热同期，形成了相当 高的气候生物潜力（光温水潜力），达 77865 千克/公顷97950 千 克/公顷。 1.2.2.2 湖泊 某城市于解放后在市区修建了以蓄洪为主的流花湖、东山湖、 荔湾湖和麓湖等四大人工湖，其中麓湖和东山湖属本收集系统范围 的东濠涌水系，流花湖和荔湾湖归属于大坦沙污水收集系统范围的 水系。 麓湖位于白云山东南脚，是东濠涌的起点，汇水面积约 1015 公 顷，库内正常蓄水位标高为 118.0 米，最高滞洪水位标高为 120.6 米 （黄海高程系统），可调洪库存容积（百年一遇）为 60.5 万米 3。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 8 - 东山湖位于东山区南侧，紧靠珠江北边，东北面与新河浦涌相 通。汇水面积 315 公顷，库内正常蓄水位为 105.5 米（黄海高程系 统），最高滞洪水位为 106.8 米（黄海高程系统），可调洪库存容 量（二十年一遇）为 48 万米 3。 1.2.2.3 地形、地貌 某城市位于珠江三角洲与广花平原的交接处，市区东北面的白 云山是九连山的余脉，主峰高 372 米（黄海高程系统），其余多是 残丘和台地，市区南部和西部是冲积平原，地形平坦。 某城市地区的地质构造：西北部的三元里、江村一带为石灰岩 层；东北部的火炉山以东为花岗岩层；其余属红色岩层。某城市区 就是在红色岩层的上面，地震烈度为 7 度。 1.3 城市排水现状 某城市的排水设施包括污水处理厂（站）、防洪排涝闸、雨水 泵站和污水泵站，按其所属性质可分为市政排水设施和专用排水设 施两大类，主要集中于旧市区，芳村、天河和黄埔区也有少部分。 八十年代前旧市区兴建的排水管道大部分采用雨水、污水合流 制，就近排入流经市区的各河涌，再由河涌流入珠江，只有靠近珠 江边一带才直接由管渠排入珠江。八十年代末以后，新建城区和生 活小区，原则上采用完全分流制排水系统。在 XX 污水处理系统集 水范围内，沙河涌以西旧市区为合流制，沙河涌以东新市区为分流 制，其中合流制污水量约占总污水量的 60。1998 年城市总污水量 为 296 万吨/日，属于城市生活污水处理的只有大坦沙和经济开发区 污水处理厂投入运行，日处理量分别为 30 万吨和 3 万吨，XX 污水 处理厂一期 22 万吨/日工程已于 1999 年 11 月投入试运行，及大坦 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 9 - 沙污水厂的挖潜改造 3 万吨/日的实施，至今，某城市的城市污水处 理率为 26.28%（最新统计）；公共建筑专用排水设施的处理厂（站） 较多，绝大部分为二级处理，但由于规模较小及其它多种原因，大 部分运转不正常，对整个市区大环境的改善也极有限。因此，某城 市的污水处理现状与 2005 年处理率要求达到 70%还差较远，只有不 断完善排水系统，同时加快城市大型污水处理厂的建设进度，才能 从根本上解决珠江污染的问题。 1.4 城市污水治理情况与规划 随着某城市工业的发展、人口的递增和人民生活水平的提高， 珠江该市河段日益受到污染。近几年来，市政府重视工业污染源的 治理，使得工业废水量和排放污染物总量有一定程度的降低，但生 活污水的处理由于种种原因，处理率还比较低，造成生活污水量、 有机负荷量持续增长。目前，某城市现有污水处理量为每日 58 万吨， 仅占污水排放量的 26.28%，因此，每天仍有大量污水就近排入流经 市区的各河涌，再由河涌流入珠江，使得某城市区的水域环境状况 已遭到严重破坏。珠江该市全河段污染较重，石油类和有机类污染 严重，溶解氧年平均仅为类地面水水质标准的 56%，石油类超标 0.8 倍，总磷超标 1.4 倍，溶解氧、石油类、总磷超标率均在 70%以 上。 1998 年、1999 年珠江该市河段为类水体，水质总体水平为中 度污染，水质监测见附件 1 所示。九个监测断面中，鸦岗断面为轻 度污染，其余断面均为中度污染。XX 和黄沙断面污染最重，鸦岗 断面最清洁。最主要的污染指标是石油类、总磷、溶解氧和非离子 氨。 该市城区四个人工游览湖 1998 年水质平均污染指数范围为 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 10 - 0.793.25，其中流花湖、东山湖、麓湖属重度污染，荔湾湖属中度 污染。水体以有机物污染为主，主要污染物有石油类、氨氮、生化 需氧量和化学耗氧量；由于大坦沙污水厂一、二期建成运行，加之 荔湾涌系统截污治理工程的建成，与 1997 年相比，荔湾湖水质污染 情况有所好转，而东山湖、流花湖和麓湖水质污染有所加重，其中 麓湖水质从中度污染变为重度污染（麓湖的截污、治理工程已完成， 水质在逐步改善中）。由此可见，水体有机污染的程度很严重，加 速城市污水处理的进程已成为当务之急。根据 1996 年 3 月该市城市 总体规划（上报国家送审本）按照其污水处理专项规划把某城市市 区污水处理划分为 12 个区域性系统，后经某城市总体规划的调整， 改为 9 个区域性系统。 随后又根据“北优、南拓、西联、东移”，的城市总体发展方 针，对城市污水处理系统作了一定调整，琶洲污水处理系统已并入 沥滘系统，龙归、江高、黄金围等三个系统暂划分到市区范围以外， 故目前城市污水系统的分区规划编制中已把城市污水处理系统划分 为以下 8 个系统。 （1）大坦沙污水处理系统 （2）XX 污水处理系统 （3）西朗污水处理系统 （4）沥滘污水处理系统 （5）黄沙围污水处理系统 （6）大沙地污水处理系统 （7）云埔污水处理系统 （8）该市经济开发区污水处理系统 目前，某城市已建成投入运行的污水处理厂有大坦沙污水处理 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 11 - 厂（33 万吨/日）、XX 污水处理厂一期工程（22 万吨/日）、该市 经济开发区污水处理厂一期工程（3 万吨/日），每天处理城市生活 污水总量 58 万吨。另外，西朗污水处理厂于 1997 年完成可行性研 究报告，99 年完成工程总承包招标，现正在施工中；沥滘污水处理 厂第一期工程已完成项目建议书的编制及审批工作，正在设计招标； 大坦沙污水处理厂第三期工程今年可开始工程的设计和建设阶段； 其它的污水处理系统还有待于今后开展工作。总之，某城市的污水 治理距离总体规划的目标仍有较大差距，今后的工作任务还很重。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 12 - 第二章第二章 XX 污水处理厂二期工程工艺设计污水处理厂二期工程工艺设计 2.1 污水处理厂厂址 XX 污水处理厂厂址在一期工程中已确定，控地 39.011 公顷(不 包括厂外路道用地)，原规划处理水量为 75 万 m3/日 ,根据污水分区 规划，调整为 71.39 m3 /日，XX 二期可研报告再调整为 66 万 m3/日。 厂址位于珠江该市河段前航道北面 XX 涌以东的谭村附近，此处水 电、交通均很方便，地质条件亦较好。在 XX 污水厂一期建设之前， 此处周边是一片农田，没有工厂和住宅，随着珠江新城规划的确定 及随后的开发，不仅使厂址的交通大为改善，同时，厂区西面已成 商贸区和住宅区，这对处理厂的卫生防护有了更高的要求。由于本 工程是在一期工程基础上进行的扩容，现有厂址交通条件很好，二 期工程所需的水、电容量在一期工程建设时均已预留考虑，不需重 新申报，只需进行厂内处理构筑物建设和部分共用构筑物扩容建设。 另外，一期工程已建的公用设施（如机修间、仓库等）可供二期使 用，这些都为本工程建设提供了许多优越条件。 2.2 工程规模及进水水质 2.2.1 工程规模 根据 XX 污水处理系统二期的纳污范围，参照XX 污水处理系 统第二期工程可行性研究报告中论述，按其人口密度、人口数、 污水量指标分述如下： 西濠涌流域纳污范围面积 323.2 公顷，其中 190.36 公顷常住人 口密度按 4.45 万人/平方公里，则西濠涌流域生活污水量为 6.45 万 吨/日。 沿江自排系统集污范围面积 103.22 公顷，按常住人口密度 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 13 - 4.45 万人/平方公里，沿江自排系统常住人口 4.59 万人，则沿江自 排系统流域生活污水量为 1.92 万吨/日。 天河地区体育中心分区集污范围为 XX 涌以西、黄埔大道以北、 沙河涌以东、广园路以南的地区，纳污面积 552.3 公顷，该区纳入 二期的生活污水量为 6.12 万吨/日。 沙河涌流域纳污面积 1824.6 公顷（集水面积 3027 公顷），根 据某城市规划局提供的某城市城市规划文本知沙河涌流域人口总数 为 33.14 万人，则沙河涌污水量为 13.89 万吨/日。 工业污水根据某城市环保监测站提供的 1999 年各行政区域工业 三废排放量，荔湾区 0.194 万吨/日，越秀区为 0.41 万吨/日，东山区 为 0.306 万吨/日，天河区为 7.09 万吨/日，其中沙河涌流域约为 2.23 万吨/日。 表 4-1 XX 污水处理厂第二期处理污水量一览表 序号系统名称 总污水量 （万吨/日） 其中:工业污水量 （万吨/日） 1西濠涌流域系统6.45 2沿江自排系统1.92 0.41 3天河体育中心分区及珠江新城系统6.12 4沙河涌流域13.892.23 合计28.382.64 由以上可得，二期总污水量为 28.38 万吨/日，为了与一期工程 相应的处理设施相协调，因此，XX 二期的处理规模取为 22 万吨/日。 污水总变化系数 K 取 1.3，截留倍数取 1.0，即雨季时水泵、格 栅、沉砂池总处理能力为 44 万吨，生化系统处理能力为 22 万吨/日。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 14 - 2.2.2 进水水质 由近年来水质监测结果和 XX 污水处理厂近期的实测数据知，实 际水质 BOD5和 CODcr等指标均低于一般生活污水浓度，主要是目前 河涌截污和整治工程还没有完成，污水水质受地下水和雨水等多因 素的影响较大。可从长远考虑，随着城市建设的发展，市区排水系 统将逐步完善，污水水质浓度将会因为更多地区采用雨污分流制排 水系统而有所提高，也考虑到在冬季枯水期(十一月三月)雨量明 显减少，旱流污水水质浓度较高等情况，另外，结合该污水处理厂 的实际情况、某城市水质抽查情况以及珠江三角洲地区污水处理厂 的水质特点，二期工程的进水水质定为： BOD5=120mg/L； CODcr=250mg/L SS=150mg/L； T-N=30mg/L； T-P=4mg/L； NH3-N=20mg/L； 2.3 出水水质及处理程度 根据国家和地方标准、可行性研究报告及环评要求，二期工程 的出水水质定为： BOD520mg/L； SS20mg/L； CODcr60mg/L NH3-N10mg/L； 磷酸盐(以 P 计)0.5mg/L 根据二期工程的进出水水质指标，其要求的处理程度如下表。 该污水处理工艺主要以去除有机物为主，同时须有脱氮除磷的功能。 进出水水质及处理程度 BOD5CODcrSSNH3-N 磷酸盐 进水(mg/L) 120250150204 出水(mg/L) 206020100.5 处理程度(%) 83.37686.75087.5 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 15 - 2.4 污水污泥处理工艺流程 在本工程的可行性研究报告中(2001 年 6 月)，根据某城市城市 污水的水质特点，处理程度及除磷要求，提出采用 A/O 工艺、组合 交替式活性污泥法(Unitank)工艺、A2/O 工艺对污水进行处理，并作 了详细的技术经济比较，最终确定采用组合交替式活性污泥法 (Unitank)工艺(Unitank)。 根据可行性研究报告的批复意见，确定二期建设规模为 22 万吨 /日，处理工艺采用组合交替式活性污泥法工艺。 2.4.1 工艺流程 提升泵房及格栅间 旋流沉砂池 组合交替式 生物处理池 加氯消毒池 鼓风机房 贮泥池 脱水机房 污泥外运 卫生填埋 剩余污泥 栅渣 砂粒 上清液 外运 图 3-1 组合交替式活性污泥法(Unitank)工艺流程图 出 水 物化除磷系统(季节性运行) 原 污 水 浓缩池 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 16 - 2.4.2Unitank 生物反应工艺说明 （1）组成 Unitank 池由生物反应池及沉淀池组成，共有三个池，三个池水 力相连通，每个池中均设有供氧设备，可采用鼓风曝气或采用表面 曝气，在外边两侧矩形池，设有固定出水堰及剩余污泥排放口，该 池既可作生物反应池，又可作沉淀池，中间一只矩形池只作生物反 应池。进入系统的污水，通过进水闸门控制可分时序分别进入三只 矩形池中任意一只池，如图 1 所示。 （2）运行 运行过程中，有两只池处于曝气阶段，而边池的一只是处于沉 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 17 - 淀状态，处理后水从堰口排出，剩余污泥从池底排出。例如，污水 从左侧矩形池进水，该池作曝气池，从连通管到中间矩形曝气池， 再经连通管至右侧矩形沉淀池，处理水由固定堰排出，水流方向由 左向右，经过一定时段后，关闭左侧池进水闸，开启中闸池进水闸， 此时，左侧池开始停止曝气，而污水从中间池流向右侧池，经一个 短暂的过渡段后，关闭中间池进水闸，而改从右侧池进水，此时右 侧池曝气，左侧池经静止沉淀后出水，水流从右向左流动，完成一 个切换周期，这样周而复始，污水即达到净化目标。 由于三只池有水位差，促使水流从一只边池流向中间池再从另 一只边池流出，此时，进水的一只边池水位最高，并淹没了作为固 定堰的出水槽，当该边池由曝气池过渡为沉淀池时，水位必定下降， 残留在出水槽中的污泥污水混合液需排除，并要用清水冲洗水槽， 排出的混合液及冲洗水汇集到专门的水池，再用小水泵提升后至中 间水池。这过程均可用程序控制。其过程如图 2 所示。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 18 - (3)控制 一体化活性污泥法系统的生化降解过程，设有一套简单而紧凑 的生物处理监测与控制仪器，包括溶氧仪、氧化还原电位（ORP）， 污泥浓度仪、流量仪、PH 仪等等，根据水质与水量情况，改变或设 定运行周期，改变进水点，获得相应的污泥负荷。 在需要脱氮除磷的系统中，在池内除了设有曝气设备外，还有 搅拌装置，可以根据监测器的指标，切断曝气池供氧，改为开动搅 拌器，形成交替的厌氧、缺氧及好氧条件，如图 3 所示。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 19 - 另外，依照好氧过程的溶氧值，可以控制鼓风机开启程度，维 持溶氧值在一定范围内变动。还可通过 ORP 的测定值，监测与控制 反硝化过程，使系统进入除磷所要求的厌氧状态。从而达到脱氮除 磷的处理要求。 若设定一个周期为 8 小时，其运行过程如图 4 与图 5 所示。 图 4 说明如下： 在 A 段 时间 1.5h 从 0:001:30 左池进水,此时为厌氧、缺氧、,中池曝气,右池出水。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 20 - 在 B 段 时间 1.5h 从 1:303:00. 左池停进水,并曝气,中池进水曝气,右池出水。 在 C 段 时间 0.75h 从 3:003:45 左池停止曝气沉淀,中池进水,停止曝气,右池出水。 在 D 段 时间 0.25h 从 3:454:00 左池出水,中池曝气,右池进水不曝气。 在 E 段 时间 1.5h 从 4:005:30 左池沉淀出水,中池曝气,右池进水不曝气。 在 F 段 时间 1.5h 从 5:307:00 右池停进水,并曝气,中池进水曝气,左池出水。 在 G 段 时间 0.75h 从 7:007:45 左池沉淀出水,中池进水停止曝气,右池沉淀。 在 H 段 时间 0.25h 从 7:458:00 左池进水不曝气,中池曝气,右池出水 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 21 - 图 5 说明:为进一步说明三个水池工作情况，横向为时段，纵向 为一、二、三池，在时段中工作状况，例如 A 段一池进水，缺氧厌 氧，而再时二池，硝化，再进三池沉淀出水，时间为 1.5h，从 0:001:30。如此类推。 具有除磷脱氮要求的组合交替式反应池各控制时段及相应供气 状态等切换情况可见表 3-2。 3-2 生物处理池运行控制方式表 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 22 - 控制时段控制项目A 池B 池C 进/出水进水出水 工艺/环境条件好氧好氧沉淀 是否曝气供氧是是否 阶段 是否搅拌混合否否否 进/出水进水出水 工艺/环境条件缺氧好氧沉淀 是否曝气供氧否是否 阶段 是否搅拌混合是否否 进/出水进水出水 工艺/环境条件厌氧好氧沉淀 是否曝气供氧否是否 阶段 是否搅拌混合是否否 进/出水进水出水 工艺/环境条件好氧+加药除磷缺氧沉淀 是否曝气供氧是否否 阶段 是否搅拌混合否是否 进/出水进水出水 工艺/环境条件静置缺氧沉淀 是否曝气供氧否否否 阶段 是否搅拌混合否是否 进/出水出水进水 工艺/环境条件沉淀好氧好氧 是否曝气供氧否是是 阶段 是否搅拌混合否否否 进/出水出水进水 工艺/环境条件沉淀好氧缺氧 是否曝气供氧否是否 阶段 是否搅拌混合否否是 进/出水出水进水 工艺/环境条件沉淀好氧厌氧 是否曝气供氧否是否 阶段 是否搅拌混合否否是 进/出水出水进水 工艺/环境条件沉淀缺氧 好氧+加药 除磷 是否曝气供氧否否是 阶段 是否搅拌混合否是否 进/出水出水进水 工艺/环境条件沉淀缺氧静置 是否曝气供氧否否否 阶段 是否搅拌混合否是否 进入下一循环 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 23 - 2.4.3 工艺特点 (a)一体化活性污泥法与常规法比，可以不建单独沉淀池，也可 省去回流污泥设施，特别是当采用生物脱氮、除磷系统，可以省大 量投资与经常费用； (b)由于采用三个矩形池作为一个单元，一个处理厂有若干个单 元组成，均可利用公共池壁，而三个矩形池之间水力相通，中间池 壁不受单向水压，所以土建省，占地也很省。 (c)各池之间采用渠道配水，并在恒水位下交替运行，减少管道、 闸门、水泵等设备的数量，水头损失小，降低了运行成本。 (d)系统中反应池有效容积能得到连续使用，不需设置闲置阶段， 出水堰是固定的，不需设置浮式撇水器,上述两点与 SBR 有所不同。 在此工艺运行的不同阶段，测得其氧化还原电位是不同的。氧 化还原电位（ORP）与 BOD5、N、P 形态关系见表 3-3。 表 3-3 ORP 与 BOD5、N、P 形态关系 ORP（mv ） 状态BOD5NP 100 曝气、有氧分 子 氧化为 CO2、H2O 硝化过量吸磷 0 缺氧、存在结 合态氧 NO3- 氧化为 CO2、H2O 反硝化 -300 无氧发酵为脂肪酸转化为 NH3-N磷释放 -500厌氧无 NO3-发酵为甲烷转化为 NH3-N磷释放 2.5 主要构筑物工艺设计 XX 污水处理厂总规模为 66 万吨/日，一期和二期工程规模均 为 22 万吨/日。虽然这两期工程将在不同时间独立完成，可相互间 又存在着密切联系。由于在第一期工程建设时,厂内提升泵站、鼓 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 24 - 风机房、污泥脱水机房、污泥码头、中控室及厂前区综合楼、食堂 等共用设施土建均已按两期或三期规模建成，二期工程的征地工作 亦已在一期工程中大体完成，因此在二期工程中不需再建上述构筑 物，只需增加相应设备，其它构筑物则分期独立建设。总之，二期 是在一期工程的基础上进行建设的，同时，一期工程也充分考虑了 后两期工程的建设。 有关上述提及的已在一期中完成的公用构筑物的土建工程不属 于本次二期工程的内容，但新增加的设备是二期工程考虑的范围， 二期主要的处理构筑物包括旋流式沉砂池、组合交替式生物处理池、 除磷加药间、二期水区控制室、接触消毒池、加氯间、污泥浓缩池 和储泥池。 2.5.1 二级污水处理构筑物工艺设计 XX 污水处理系统的纳污范围的排水体制为部分合流、部分分 流。总变化系数为 1.3，截留倍数为 1。因此厂内进水泵房新增的泵、 粗细格栅、旋流式沉砂池按雨季合流污水量计算；Unitank 生物反应 池、接触消毒池、加氯间按旱季流量计算。 2.5.1.12.5.1.1 进水泵房及粗、细格栅进水泵房及粗、细格栅 格栅间和进水提升泵房合建，全厂三期工程合建一座，其土建 工程已在一期工程中完成，采用半地下式建筑，总尺寸为 50.23818m。 1、进水粗格栅 粗格栅采用机械反捞式自动除渣格栅，用来拦截污水中悬浮物 和较大颗粒，保护水泵和其它机械免受损坏。 设计参数： XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 25 - 粗格栅：共三台 设计流量：Qmax=2.55m3/s（每台） 过栅流速：V=0.30.6 m/s 栅条间距：b=20mm 栅条宽度：B=10mm 主要工程内容： 由于一期工程已将格栅间的土建完成，每条栅道宽 3m，格栅安 装角度为 75 ，粗格栅每台功率为 3 kW。 粗格栅拦截的栅渣量反应约为 6.8m3/d，含水率为 80%。栅渣由 一期工程已完成的皮带输送机运走。 粗格栅和皮带输送机的操作均有 PLC 自动控制进行，也可手动 控制。 2、进水细格栅 细格栅采用机械回转式自动除渣格栅，用来拦截污水中较小的 悬浮物。 设计参数： 细格栅：共三台 设计流量：Qmax=2.55m3/s（每台） 过栅流速：V=0.4 .10 m/s 栅条间距：b=10mm 栅条宽度：B=10mm 主要工程内容： 由于一期工程已将格栅间的土建完成，每条栅道宽 3m，格栅安 装角度为 70 ，细格栅每台功率为 3 kW。 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 26 - 细格栅拦截的栅渣量约为 2.73m3/d，含水率为 80%。栅渣由一 期工程已完成的皮带输送机运走。 格栅和皮带输送机的操作均由 PLC 自动控制进行，亦可现场人 工操作。 3、污水提升泵 污水提升泵的配置考虑适应水量变化可灵活调配，并与一期工 程相协调，二期工程增设 5 台水泵，3 大 2 小，采用离心式潜水污 水泵，雨季 4 用 1 备，旱季 23 台运行。 性能参数为: 潜水污水泵：3 台， 流量 Q=1700l/s，扬程 H=17m，功率 N=370kW； 潜水污水泵：2 台，流量 Q=850l/s，扬程 H=17m，功率 N=200kW。 水泵的运行方式：由安装在泵房集水井的超声波液位计根据水 位高低调节运行水泵台数，每台泵配备一套低液位保护器。5 台水 泵由程序控制，轮流工作。 2.5.1.22.5.1.2 旋流式沉砂池旋流式沉砂池 本设计沉砂池采用旋流式沉砂池，它是利用水力和机械搅拌造 成的旋流，使泥砂和有机物分离，以达到除砂的目的，同时去除砂 粒上粘附的有机物，该类池不曝气，较适用于厌氧缺氧活性污泥法； 旋流式沉砂池具有基建、运转费用低和除砂效果好等优点。 设计参数： 设计流量：Qmax=5.09m3/s 最大流量水力表面负荷：1595m3/m2h XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 27 - 平均流量水力表面负荷：798m3/m2h 水力停留时间：54s 主要工程内容： 旋流式沉砂池一组，一组设两池，每池直径 D=7.32 米，池深 3.86 米，砂斗直径为 1.83 米，砂斗深度为 2.44 米。污水沿进水渠道 以切线方向进入沉砂池，在轴向螺旋桨的作用下作圆周运动，由于 砂的比重比水大，砂到达池壁后滑向沉砂池砂斗中，砂泵从砂斗中 将沉砂抽出，进入砂水分离器，将砂分出。 每座池中间设有一台轴向螺旋桨，功率 2kW，每池配套一台砂 泵，两池合用一台砂水分离器，功率分别为 7.5kW 和 0.75kW。分离 后的干砂外运。二期每天平均排砂量约为 5.5m3/d，含水率为 60%， 最大流量时为 11 m3/d。 2.5.1.32.5.1.3 组合交替式生物反应池组合交替式生物反应池 有机污染物和悬浮物在组合交替式生物反应池的厌氧、缺氧和 好氧区被氧化，转化为 CO2, H2O 和新的细胞物质，同时进行脱氮除 磷。空气通过微孔曝气系统进入到生物反应池，并提供足够的氧给 活性污泥。当曝气系统关闭时，潜水搅拌器开动使污泥保持悬浮状 态。 总体设计参数： 平均日流量： 220000 m3/d 平均时流量： 9167 m3/h 峰值流量： 11917 m3/h BOD 负荷： 26400kg/day 本期工程建组合交替式生物反应池（Unitank 池）8 组，每组组 XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 28 - 合交替式生物反应池（Unitank 池）由三个水力相通的方形池组成， 为半地下式，钢筋混凝土结构。每组组合交替式生物反应池设计参 数如下： 1) 设计参数的确定 平均时流量： 1146 m3/h 峰值流量： 1489 m3/h BOD 负荷： 3300kg/day 容积负荷 0.36 kgBOD/ m3.d 污泥浓度 3kgMLSS/m3 2kgMLVSS/m3 污泥负荷 0.18 kgBOD/kgMLVSS.d 水力停留时间 11.9 h. 反应时间 7.94h 沉淀时间 3.96h； 设计泥龄 9.1 d 设计最低水温 T=15； 设计最高水温 T=30； 生物反应有效容积: 9094 m3 (包括中间池和一边池的有效容积) 每组平面净尺寸: 长 84m，宽 28m 有效水深： 5.8m 每组有效容积: 13642 m3 每池平面净尺寸: 长 28m，宽 28m 有效水深： 5.8m XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 29 - 单池有效容积: 4547 m3 2需氧量和供氧能力 每组理论需氧量： 4707kgO2/day 曝气方式： 微孔曝气 氧利用率： 25% 气量： 130208m3/d/line 曝气头密度: 0.07% 总气量: 1041664 m3/d 峰值流量时总气量： 1248000 m3/d 气水比： 4.7：1 峰值流量时气水比： 4.3：1 有问题：2002 年 11 月 14 日星期四备注：反应池每格池内 300 曝气头 992 个，曝 气量最大 6.56，最小 2.73m3/h.个。 3每条线沉淀池（边池）设计参数 平均时流量: 1146 m3/h 峰值流量: 1489 m3/h 平均表面负荷: 1.46 m3/m2h 最大表面负荷: 1.9 m3/m2h 沉淀面积: 784 m2 最大堰上负荷: 7 m3/mh 堰长: 213m 4产泥量： 平均 BOD 负荷： 26400kg/day XX 污水处理厂二期工程初步设计文件设计说明书 二 OO 一年十二月 XX 设计研究院 - 30 - 平均 SS 负荷： 33000kg/day 平均污泥浓度（剩余污泥）： 78g/l 平均产泥量： 24000kg/day 每组平均产生化污泥量： 3000kg/day 每组平均产化学污泥量： 376kg/day 每组平均产泥容积： 450m3/day 每边池平均产泥容积： 225m3/day 平均排泥时间/边池： 3h/day 每天循环次数： 6nr./day 每循环排泥时间/边池： 0.5h/cycle 主要工程内容： 组合交替生物反应池采用微孔曝气器，以提高氧的利用率，节 省能源。曝气器总数量为 23648 个。 每格边池内装有斜管、微孔曝气器、潜水搅拌器、剩余污泥泵。 中间池装有微孔曝气器,潜水搅拌器。每池剩余污泥排放泵 1 台，污 泥泵性能参数：Q60m3/h，H=10m，N=3.3kW。 为了达到除磷脱氮的目的，每格池中均设有 2 台潜水搅拌机， 共