东莞市某城市污水处理厂工程初步设计

1第第 1 1 章章 概述概述1.11.1 编制依据、原则和范围编制依据、原则和范围1.1.11.1.1 编制依据编制依据1.东莞市环保产业促进中心委托 XX 环保有限公司编制的东莞市XXXX 城市污水处理厂工程扩建工程可行性研究报告2.东莞市污水处理工程建设规划（第二组） 【2003-2020】说明书图集现状调查报告东莞市环境保护局，中国市政工程中南设计研究院，2003 年 12 月3.XX 镇排污口水质检测统计资料4.其他 XX 镇的基础资料5.江苏 XX 环境工程设计院 2001 年 4 月设计完成的资料：东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程初步设计图纸、设计说明书、地质勘察等资料6.建设部国家环保总局科技部，建城【2000】24 号文件城市污水处理及污染物防治技术政策7.建设部城市建设司文件， 市政工程设计管理标准8 东莞市 XX 污水处理厂特许权（BOT）项目招标文件（2004.3，招标编号 SSZSSZ103024）及其有关答疑文件21.1.21.1.2 编制原则编制原则1.结合 XX 镇实际情况，使之与 XX 镇总体规划相适应。2.认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家有关的法律、法规、标准。3.根据国家和地方的财力，在充分考虑近远期结合的前提下，确定工程分期和规模，有效地使用建设资金。最大限度地发挥工程效益。4.要求工业污水的点源治理和城区污水的集中处理相结合。对有害工业废水在排出点直接采取有针对性的治理措施。处理后达到污水排入城市下水道水质标准（CJ3080-1999） ，以不影响污水处理厂正常运行。5.妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。6.根据国情和地区特点，因地制宜采取行之有效的处理方法和工艺流程，减少占地和基建设备费用，尽可能降低工程造价，采用先进技术、设备和新材料，使工艺先进、技术可靠，同时节省能耗，降低经营成本。同时为远期深度处理，水质达到回用水标准实现资源的重复利用奠定基础。7.适当考虑周围地区的发展状况，在设计上留有余地。31.1.31.1.3 编制范围编制范围东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程的工艺、建筑、结构、电气、仪表、通风、自动控制的设计。1.1.41.1.4 设计采用的主要规范和设计标准设计采用的主要规范和设计标准1.室外排水设计规范(GBJ14-87，1997 年版)2 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）3 水污染排放限值 （DB44/26-2001）4 市政公用工程设计文件编制深度规定 （建设部，2004.3）5.给水排水制图标准 (GBJ106-87)6.总图制图标准(GBJ103-87)7.防洪标准(GB50201-94)8.城市防洪工程设计规范(CJJ50-92)9.建筑给水排水设计规范(GBJ15-88)10.建筑抗震设计规范(GB50011-2001)11.给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)12.混凝土结构设计规范(GB50010-2002)13.砌体结构设计规范(GB50003-2001)14.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)415.建筑设计防火规范(修订书)(GBJ16-87)16.构筑物抗震设计规范 （GB50191-93）17.建筑地面设计规范(GB50037-96)18.工业企业噪音控制设计规范(GBJ.87-85)19.住宅建筑设计规范(GBJ96-86)20.民用建筑设计通则(JGJ37-87)21.宿舍建筑设计规范(JGJ36-87)22.民用建筑电气设计规范(JGJ16-92)23.供电系统设计规范(GB50052-95)24.低压配电设计规范(GB50054-95)25.3110kV 高压配电装置设计规范(GB50060-92)33.10kV 及以下变电所设计规范 （GB50053-94）26.电动装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50060-92)27.工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-95)28.地面水环境质量标准(GB3838-88)29.城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)30.污水排入城市下水道水质标准(CJ18-86)31.城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ31-589)32.城市污水水质检验方法标准(CJ26.129-91)33.水污染物排放标准(DB4426-89)34.城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93)35.城市生活垃圾卫生填埋技术标准(CJJ17-88)36.城市排水流量堰槽测量标准(CJ/T3008.15-93)37.房屋建筑制图统一标准(GBJ1-86)38.建筑模数协调统一标准(GBJ2-86)39.厂房建筑模数协调标准(GBJ6-86)40.建筑制图标准(GBJ104-87)41.建筑楼梯模数协调标准(GBJ101-87)1.21.2 自然条件自然条件1.2.11.2.1 地形条件地形条件东莞地形属平原丘陵型，地势自东南向西北倾斜。境内地形多样，有低山、丘陵、台地、平原、滩涂和水域等。从分布情况看，XX 镇所处的东南部多山岭，且集中连片，起伏较大，海拔多在200600m 之间，坡度 30左右。XX 镇高程约 20.042.0m，地处山区，四周为高山、丘陵，高程变化大，东高西低。61.2.21.2.2 气候条件气候条件东莞市地处北回归线以南，属亚热带海洋性季风气候。冬暖夏长而不酷热，阳光充足，雨量充沛且多暴雨，温差振幅小，季风明显。1996-2000 年，年平均气温为 23.1。最暖为 1998 年，年平均气温为 23.6；最冷为 1996 年，年平均气温为 22.7。一年中最冷为 1 月份，最热为 7 月份。年极端最低气温 3.1（出现在 1999年 12 月 23 日） 。日照时数充足，1996-2000 年平均日照数为 1873.7小时。占全年可照时数的 42%。其中，2000 年，日照时数最多，达2059.5 小时，占全年可照时数的 46%，最少是 1997 年，仅有1558.1 小时，占全年可照时数的 35%，一年中 2-3 月份日照最多，雨量集中在 4-9 月份，其中 4-6 月为前汛期，以锋面低槽降水活跃。1996-2000 年年平均雨量为 1819.9mm。最多为 1997 年，年雨量2074.0mm；最少为 1996 年，只有 1547.4mm。常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。盛行东风、东北风次之，瞬间风速最大 12 级（35m/s） ，平均风速最大 10 级（26m/s） 。台风是主要的灾害性天气之一，年平均有 2-3 个台风。各季节气候概况：冬季（122 月份）盛行东北风或北风，来自北方既寒冷又干燥的空气，经过长途跋涉以后变性、增湿，强度大为减弱，到达东莞时风速已经变小、气温偏高，所以冬季较温暖，1 月份平均气温7为 14.1，故并无气候意义上的冬季。但个别年份在寒潮来临时，也可出现霜冻天气。1 月份为最冷月，极端的最低气温曾记录到0.4（1967 年 1 月 17 日） 。冬季是东莞干季，降水较少，多晴好天气，光照充足。春季（35 月份）是过渡季节，气温和降水均处在上升时期。正因为这个时候是天气交替的变化季节，所以他的不稳定性很大。有的年份会出现春光明媚的春天，而有的年份却会出现持续的低温阴雨倒春寒天气；在某些年份因为雨季来得迟，可能出现持续性的干旱。但从常年的情况来看，雨季在 4 月份便开始了，各地先后进行前汛期。夏季（68 月份）由于受海洋气团的影响，普遍吹偏南风，带来丰沛的雨水。6 月份是前汛期的降雨高峰期，出现暴雨的机会甚多。同时，每年的 610 月有时热带气团影响的主要时段，影响东莞的热带气旋，有 85%以上出现在这个时段内。据 1949-2000 年的资料统计，平均每年有 78 个热带气旋影响广东，其中影响东莞的有 23 个。年中最热的月份是 7 月，月平均气温达到 28.5。极端的最高气温曾出现过 38.2（1994 年 7 月 2 日） 。秋季（911 月份）冷空气开始影响，气温逐渐下降。此时多晴朗天气，少降水，开始进入干季，秋高气爽天气非常适合外出旅游。热带气旋活动次数减少，11 月份虽不是热带气旋最活跃的季节，但仍有出现的可能。81.2.31.2.3 水文条件水文条件东莞市主要河流有东江、石马河、寒溪河。市境 96%属东江流域。流经 XX 镇境内的主要河流有石马河，石马河流域位于东莞市东南部，是东江的一级支流，源于深圳宝安大脑壳山，流经东莞市凤岗、塘厦、樟木头、XX、常平、桥头六镇，于桥头新开河口入东江，全长 88km，河床总落差约 70m，平均比降 0.51%，总集雨面积1249km2，主流在塘厦以上称观澜河，观澜河与支流雁田水在塘厦汇合始称石马河，塘厦至旗岭为中游丘陵区，其间有较大支流契爷石水、官仓水先后汇入。石马河水面常年水位为 10.5m（珠基） ，历史最高水位为 13.5m。XX 镇共有三座水库：契爷石水库总库容 1138 万 m3，设计库容 946 万 m3。汇雨面积为 17.6km2，水库边有度假村，有一定污染。目前水位较低。茅畲水库总库容 1160 万 m3，设计库容 1010 万 m3。汇雨面积为19.3km2。三坑水库总库容 390 万 m3，设计库容 276 万 m3。汇雨面积为 4.6km2。91.2.41.2.4 地震烈度地震烈度根据广东省地震烈度区划图划分，XX 镇地震基本烈度为度。1.31.3 排水现状及规划排水现状及规划XX 镇现状排水基本为雨、污合流制，尚无完善的污水管网系统，镇区内的雨、污水通过几条明渠的收集，最终汇于镇区西侧的石马河，石马河是 XX 镇雨、污水的主要收纳水体。XX 镇的主要排污口有 2 个：1.镇污水口：纳污范围为谢坑、三中、金桥工业区、金龙工业区、青皇、土桥、厦坭、三星、渔梁围、大埔，现状排污量为36900 吨/日。2.XX 河排污口：纳污范围为银山工业区、镇中心区、浮岗、松岗、居民、重河、银湖工业区，现状排污量为 62700 吨/日。上述两个排污口的污水均直接进入石马河。石马河沿线六镇大量的污水排入石马河，石马河已受严重污染，水体发黑发臭，其污染直接影响东江干流桥头段的水质，严重威胁着东莞市部分地区的饮用水源。XX 镇的污染企业主要为制衣行业，其主要污染大户现状调查见表 1-1：10表 1-1 XX 镇工业污染源调查情况表 厂名工业废水排放量（吨/年）工业废水排放达标量（吨/年）CODcr排放量（千克/年）地址广东省东莞市 XX 食品公司3080030800455XX 镇浮光村东莞 XX 电力有限公司478478东莞市 XX 镇大窝岭东莞 XX 光华制锁厂有限公司7000052500东莞市 XX 镇第二工业区东莞永美制衣厂有限公司25000025000025000东莞市 XX 渔梁围联业制衣（东莞）有限公司17000017000010200东莞市 XX 镇拓新电子（东莞）有限公司576576东莞市 XX 镇厦坭村东莞 XX 土桥立成针织厂54000540003500东莞市 XX 镇土桥村东莞 XX 铁松富弘塑胶五金厂1100011000840东莞市 XX 铁松东莞 XX 好事镇针织厂36003000359XX 镇银湖工业区东莞 XX 谢坑东城针织厂1800017000715东莞市 XX 镇谢坑村东莞 XX 焯荣针织厂16000160001609.3东莞市 XX 镇第二工业区东莞 XX 新强针织厂90009000432东莞市 XX 镇大利工业区合计633454614354其大部分工业企业都建有污水处理设施，工业废水经治理后达到了国家相关行业标准或地方标准，排入附近的河渠。但现场调查时发现部分企业废水处理设施未能正常运行。目前，XX 镇正在建设一座城市污水处理厂，2.0104m3/d 规模的 MSBR 二级处理部分土建工程已经施工完成。同时，在该污水处理厂内还有一座已建成的规模为 5000m3/d 的污水处理站。XX 镇目前的污水大部分未经处理而直接排入石马河，造成对石马河的严重污染，11加上石马河上游大量的污水排向下游，使得石马河 XX 段水质低于类标准。本次设计为在原污水处理厂厂址旁兴建一座规模为5.0104m3/d 的污水处理厂。12第第 2 2 章章 污水处理厂水质水量分析污水处理厂水质水量分析2.12.1 污水水量、水质预测污水水量、水质预测2.1.12.1.1 规划年限及服务范围规划年限及服务范围根据东莞市污水处理工程建设规划 ，规划年限为：近期：20032005 年中期：20062010 年远期：20112020 年根据建设单位要求，本次设计年限为 2005 年。东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程服务的范围为：XX 镇城区。2.1.22.1.2 污水处理厂设计水量污水处理厂设计水量根据对 XX 镇未来污水量的预测及 XX 镇排水现状污水量调查，又考虑到污水处理的近、中期相结合，根据招标文件确定东莞市XXXX 城市污水处理厂工程的规模为 5.0104m3/d。总变化系数为1.34(与原 2.0104m3/d 处理系统一起共计 7.0104 m3/d 合并计算),日变化系数 1.2。2.1.32.1.3 污水水质的确定污水水质的确定城市污水的水质，直接影响污水处理工艺及其参数的选择、工13程造价以及污水厂经营成本。因此需要调查了解现状城市排放的污水水质，结合城市居民生活水平状况，并参考同类型城市污水处理厂进水水质及城市未来的发展等方面进行综合考虑。进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。1.1.实测污水水质实测污水水质表 2-1 2003 年 XX 镇排污口水质检测结果表 单位：mg/l排污口名称采样时间BOD5CODcrSSTNTPNH3-NXX 镇排污口10 月 24 日-10月 26 日三天平均1655.36820.841.86915.73XX 河排污口10 月 24 日-10月 26 日三天平均1849.56120.191.89814.36表 2-2 2004 年 XX 镇排污口水质检测结果表 单位：mg/l排污口名称采样时间BOD5CODcrSSTNTPNH3-NXX 新长山排污口2 月 20 日55.812513526.163.33421.38由于表中所列数据为现有明渠末端排放口数据，明渠处于厌氧状态，所以水质指标较低。将来排水管网完善时，管内污染物浓度会随之提高。2.2.生活污水水质预测生活污水水质预测在预测 XX 镇污水中生活污水水质时可依据室外排水设计规范的有关规定进行。根据以前实测资料，我国居民 BOD5产生量约为20-35 克/人.日。随着人们生活水平提高，居民生活 BOD5产生量有所增加，因此 XX 镇居民生活 BOD5产生量近期按照 35 克/人计算，14其它指标如下：SS45 克/人日BOD535 克/人日NH3N 8 克/人日由于居民区生活污水经化粪池停留之后排入城市下水管网，其生活污水水质按 SS 去除 30，BOD 去除 20计，则水质指标如下：SS32 克/人日BOD530 克/人日NH3N 8 克/人日COD60 克/人日典型的城市生活污水，其水质变化大体有一定范围。参考给排水设计手册，可知典型生活污水的水质分为高、中、低三种，其主要污染物指标见下表 2-3：表 2-3 典型生活污水水质指标 单位：mg/l指标高中、常低CODcr1000400250BOD540020010015SS350220100TP1584TN8540203.3.同类污水厂的进水水质同类污水厂的进水水质由于地理位置、气候和生活习惯等因素类似，我国南方部分污水处理厂的设计与实际运行水质对于确定东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程的进水水质有一定的参考价值。我国南方部分污水处理厂实际运行水质及设计进水水质见表 2-4：表 2-4 南方部分污水厂实际运行水质及设计进水水质表 mg/lBOD5CODcrSSNH3-NTP备注广州大坦沙污水处理厂45.78103.8102.5620.62.15实际广州经济技术开发区污水厂113.0235.0158.012.11.1实际珠海香洲水质净化厂75.5158.9222.512.43.2实际珠海吉大水质净化厂86.4217.8193.6实际桂林第一污水厂60.0110.0100.0实际桂林第四污水厂91.0144.898.014.7实际昆明第一污水厂78.0212.5102.319.53.24实际荆州市红光路污水厂160300200353.0设计芜湖市朱家桥污水厂160350200304设计铜陵市新民污水处理厂150350250403设计安庆市城东污水处理厂18035020035设计广州大坦沙污水处理厂一、二期工程已正常运行，积累了较为16丰富的水质资料，它的实际进水水质对确定 XX 镇污水厂的进水水质有重要的参考价值。大坦沙污水厂一、二期工程设计确定的进水水质见表 2-5：表 2-5 一、二期工程设计进水水质 单位：mg/l项目BOD5SSTNTPNH3-N一期设计水质20025040530二期设计水质120150303.5大坦沙污水厂一期自通水运行以来，实际进水水质与设计进水水质有所差别，进水有机负荷偏低。故二期工程进水水质根据一期工程实际进水水质进行了调整。大坦沙污水处理厂一、二期工程实际月平均进水浓度资料与实际年平均进水浓度见表 2-6：表 2-6 大坦沙一、二期工程 19982001 年月平均进水浓度表 单位：mg/l月份BODCODSSNH3-NTNTPB/CB/TNB/TP1998 年 1 月59.83129.6566.2618.8921.982.030.462.7229.471998 年 2 月59.83140.2887.3918.7921.552.090.432.7828.631998 年 3 月70.94137.24167.019.1422.252.370.523.1929.931998 年 4 月56.59152.36234.1420.7919.232.280.372.9424.821998 年 5 月44.30105.20165.4014.7415.681.880.422.8323.561998 年 6 月40.32104.48131.7615.7016.781.930.392.4020.891998 年 7 月39.57110.10128.7815.4617.201.900.362.3020.831998 年 8 月46.48120.6992.3316.1818.442.170.392.5221.421998 年 9 月45.34104.3786.0017.4020.522.420.432.2118.741998 年 10 月59.78114.1793.1721.7221.842.700.522.7422.141998 年 11 月38.00147.9478.6323.0625.222.540.462.7026.771998 年 12 月68.45153.5963.7123.9124.582.700.452.7825.351999 年 1 月69.02160.6590.4024.2226.202.570.432.6326.8617月份BODCODSSNH3-NTNTPB/CB/TNB/TP1999 年 2 月66.92159.5777.2426.2328.832.530.422.3226.451999 年 3 月71.93181.09116.5225.1427.102.390.402.6530.101999 年 4 月57.27152.73100.0521.8725.262.280.372.2725.121999 年 5 月74.51129.52170.6519.0422.532.140.583.3134.821999 年 6 月45.25124.24112.0015.9218.991.960.362.3823.091999 年 7 月31.8792.4972.6714.0417.001.700.381.8718.751999 年 8 月33.6687.86113.2113.0016.071.610.382.0920.911999 年 9 月52.8685.46155.8115.1517.082.000.623.0926.431999 年 10 月52.32106.10127.4418.9520.832.430.492.5121.531999 年 11 月63.82132.68147.1421.6522.772.940.482.8021.711999 年 12 月56.22109.7371.0022.8224.452.550.512.2122.052000 年 1 月60.67127.90100.6723.8825.342.500.472.3924.272000 年 2 月95.34136.3798.1325.9927.162.630.703.5136.252000 年 3 月89.67141.87117.5728.1928.872.590.633.1134.622000 年 4 月67.28153.86168.6218.3522.402.150.443.0031.292000 年 5 月48.75124.60116.3216.3218.261.850.392.6736.352000 年 6 月46.87126.5993.2717.8218.261.970.372.5723.792000 年 7 月62.92126.24102.6717.7319.792.070.503.1830.402000 年 8 月64.39109.73129.4517.1218.892.330.593.4127.642000 年 9 月90.17173.03166.8620.1523.232.790.523.8832.322000 年 10 月62.40150.04101.4319.9522.282.580.422.8024.192000 年 11 月111.41149.24109.9122.9624.653.040.754.5236.652000 年 12 月90.38195.85134.1924.1927.893.100.463.2429.152001 年 1 月104.22189.75151.5728.4732.623.350.553.1931.002001 年 2 月107.67168.32123.3023.0729.653.280.643.6332.832001 年 3 月80.19150.41191.9825.0828.573.240.532.8124.752001 年 4 月64.79138.35184.4722.2324.893.050.472.6021.242001 年 5 月49.78127.21103.3819.2624.472.530.392.0319.682001 年 6 月37.0884.2093.1715.1816.671.950.442.2219.02表 2-7 1997-2001 年年平均进水浓度 单位：mg/l年份BOD5CODcrSSNH3-NTNTP1997 年53.60128.70107.0018.101998 年54.95126.67116.2718.8220.442.251999 年56.30126.09112.8419.8422.342.26182000 年74.19142.94119.9321.1123.092.472001 年73.96143.04141.3122.2226.082.90对上述资料进行分析，得出如下结论：1.从表中可以看出，污水的 BOD/COD 比基本符合一般城市污水的性质，即 B/C=0.5 左右，可生化性较强。2.从上表可以看出，进厂污水水质变化较大，最大可相差 2 倍。3.从近几年的进水年平均的污染物浓度上看，有逐年上升的趋势。一般来讲，南方城市污水水质浓度总是呈现先低后高，逐年增加并达到设计值的趋势。这是由于城市排水管网从不完善到完善，城市建成后逐步稳定而决定。4.由上表可知：BOD5月平均值波动较大，经常运行范围约为 50100mg/l；CODcr经常运行范围约为 100180 mg/l；SS 经常运行范围约为 90170 mg/l；NH3-N 经常运行范围约为 1525mg/l；TP 经常运行范围约为 2.03.0mg/l； 4.4.工业废水排入城市下水道水质要求工业废水排入城市下水道水质要求随着工业的发展，其水量不断增加，水质日趋复杂，对城市环19境卫生及水体污染的影响日趋严重，因此，对工业废水接入城市下水道必须慎重考虑。表 2-8 污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）序号项目名称单位最高允许浓度序号项目名称单位最高允许浓度1PH 值6.9-9.019总铅mg/L1.02悬浮物mg/L150（400）20总铜mg/L2.03易沉固体mg/L.15min1021总锌mg/L5.04油脂mg/L10022总镍mg/L1.05矿物油类mg/L20.023总锰mg/L2.0（5.0）6苯系物mg/L2.524总铁mg/L10.07氰化物mg/L0.525总磷mg/L1.08硫化物mg/L1.026六价铬mg/L0.59挥发性酚mg/L1.027总铬mg/L1.510温度3528总硒mg/L2.011BOD5mg/L100（300）29总砷mg/L0.512CODcrmg/L150（500）30硫酸盐mg/L60013溶解性固体mg/L200031硝基苯类mg/L5.014有机磷mg/L0.532阴离子表面活性剂mg/L100（200）15苯胺mg/L5.033氨氮mg/L250（350）16氟化物mg/L20.034磷酸盐（以 P计）mg/L1.0（8.0）17总汞mg/L0.0535色度倍8018总镉 mg/L0.1注：括号内数值使用于有城市污水处理厂的城市下水道系统。当工业企业排出的生产污水能满足上表要求时，可将工业废水排入城市污水管道系统，与生活污水一并排除与处理；当工业企业排出的生产污水不能满足上述要求时，应在厂区内设置局部处理设施，对生产污水进行处理，符合排入城市下水道规定要求后，再排20入城市污水管道。总之，对于工业废水的处理应实行分散控制和集中治理相结合的原则。综合上述几方面的分析，并根据 XX 镇污水水质现状，参考该地区同类型城市污水处理厂实测进水水质资料和设计进水水质，考虑到将来城市的发展，居民生活水平的提高， 东莞市 XX 污水处理厂特许权（BOT）项目招标文件对东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程设计水质确定如下：表 2-9 污水处理厂进水水质表 单位：mg/L项目名称BOD5CODcrSSTNNH3NTP进水水质130250150352842.22.2 污水处理目标污水处理目标污水处理厂尾水直接排入东莞运河流域，最终进入东江。因此，最终受纳水体为东江。根据上述水环境功能区划结果，规划污水处理厂出水水质应招标文件的要求，即执行国家城镇污水处理厂排放标准 （GB18918-2002）的一级 B 标准和广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）第二时段的一级标准，污水处理厂出水水质应为：表 2-10 污水处理厂出水水质表 单位：mg/L21项目名称BOD5CODcrSSTNNH3NTP出水水质2040201580.52.32.3 污泥处理目标污泥处理目标2.3.12.3.1 污泥性质污泥性质根据污水水质特点，本污水厂所产生的剩余污泥主要为有机物，可考虑剩余污泥脱水后用做绿化用肥，但应在污水处理厂建成运行后对污泥成分进行分析，各污染指标满足我国农用污泥中污染物控制标准（GB4284-84）规定的数值后，方可用做农肥。农用污泥中污染物控制标准见表 2-11：表 2-11 农用污泥中污染物控制标准重金属离子名称HgCdCrPbAsZnCuNi在酸性土壤（PH6.5）中最高允许含量（mg/kg）5 55600300755002501002.3.22.3.2 污泥处理要求污泥处理要求鉴于本污水处理厂处理规模不大，剩余污泥不多，而且这种污泥以有机质为主，拟将污水处理厂产生的剩余污泥用浓缩脱水一体机进行机械脱水，泥饼外运，统一由市政处置，或用作农肥。222.42.4 污水处理厂厂址确定及建厂条件污水处理厂厂址确定及建厂条件2.4.12.4.1 厂址选择原则厂址选择原则城市污水处理厂是城市排水工程的重要组成部分，恰当地选择污水处理厂的位置对于城市规划的总体布局、城市环境保护要求、污水污泥的利用和出路、污水管网系统的布局、污水处理厂的投资和运行管理等都有重要影响。污水处理厂厂址选择应符合以下原则：1.尽可能不占良田和少占农田。2.厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城区的下游。3.污水处理厂要和受纳水体靠近。4.污水处理厂的建设位置要考虑防洪问题。5.要考虑污水处理厂的建设位置的工程地质情况，以节省造价，方便施工。6.充分利用地形，随坡顺势建设污水处理厂，节省能量。7.厂址选择考虑远期发展的可能性，为以后的扩建留有余地。238. 厂址选择应便于污水的综合利用，同时综合考虑交通、供水和供电等方面的条件。2.4.22.4.2 厂址现状及条件厂址现状及条件本设计污水厂选址位于 XX 镇西北角银山工业区。地势平坦，地面标高 17m 左右。石马河从西侧经过。该镇内北部区域的污水可自流进入污水厂，南部区域的污水通过泵站提升进入污水处理厂，处理后的尾水可直接排入石马河。厂区东边靠近城区客运站，交通方便，供水供电方便。东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)24东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)25第第 3 3 章章 污水处理工艺方案的确定污水处理工艺方案的确定3.13.1 污水处理厂设计原则污水处理厂设计原则根据国家有关政策和法规以及招标文件，东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程的设计遵循以下原则：1.根据招标文件，污水处理厂设计规模为 5.0104m3/d，由于污水管道为合流制系统，截流倍数为 1.0，故进水泵房和一级处理构筑物按 10.0104m3/d（计算水量用其平均流量）设计；生化处理系统、污泥处理系统及附属的土建及设备按 5.0104m3/d 设计，鼓风机房和污泥脱水间内分别预留 2 台和 1 台设备机组的位置，可以达到 7.0104m3/d（共用）的处理能力。2.考虑到经济发展水平，在达到相应污水处理标准的前提下，力求最大限度地减少投资和日常运行费用。3.考虑到城区的发展规划和石马河的纳污自净化能力，采用的工艺必需能满足对污水的处理可靠达标并且运行稳定。4.设备选型做到先进、可靠、合理。5.妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥及尾水排放问题，最大限度地减少对环境的二次污染。6.由于 XX 污水处理厂厂区东边靠近城区客运站，故本次设计考虑对污水处理厂主要产生臭气的构筑物（粗格栅及进水泵房，细格东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)26栅及沉砂池、污泥脱水间）进行除臭处理。3.23.2 污水处理工艺方案的选择污水处理工艺方案的选择污水处理工艺，应根据原水水质，排放标准要求以及污水处理厂的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定。选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证出水水质。污水处理通常采用物理、化学和生物化学处理法，将污水中所含各种形态的污染物质加以分离去除，或转化为无害和稳定的物质，从而使废水得到净化的处理过程也称为废水无害化处理系统。一般情况下，采用粗格栅、细格栅、沉砂池和沉淀池等处理设备组成的物理处理系统，可去除废水中的可沉杂质，称为一级处理。一级处理一般可除去悬浮物 40%-55%，一级处理出水中，还含有较多溶解性有机污染物质，还不能直接排放。以活性污泥法或生物膜法等生物化学处理技术为主体的二级处理，可大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，BOD5去除率达 8595%。由于一级处理部分和污泥处理部分选择的设备及构筑物都适用于所有待选定的二级生化处理部分，因此，这两部分在工艺分析过程中较为独立，本优化方案只针对二级生物处理部分进行工艺选择，以确定设备和构筑物的设计参数。根据我国现行室外排水设计规范（GBJ14-87），污水处理东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)27厂的处理效率见表 3.2。表 3.2 污水处理厂的处理效率表处理效率（%）处理级别处理方法主要工艺SSBOD5一级沉淀法沉淀40552030二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60906590活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70906595从上表可见，二级活性污泥法的处理效率最高，但常规二级处理工艺仅能有效地去除 BOD5、COD 和 SS，而对氮和磷的去除若依附剩余污泥排出，氮的去除率约为 10-20%，磷的去除率约为 12-19%，达不到本工程对氮和磷去除率的要求。因此，必需采用污水脱氮除磷工艺。1.1. SSSS 的去除的去除污水中的 SS 的去除主要靠沉淀作用。污水厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水 SS 指标，而且与出水中的 BOD5、CODcr等指标相关。这是因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮体，本身有机成分就很高，因此，控制污水处理厂出水的SS 指标是最基本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中选择适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用较小的二次沉淀池表面东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)28负荷和较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理整体方案合理和单体设计优化的条件下，完全能够使出水 SS 指标达到 20mg/l 以下。2.2. BODBOD5 5的去除的去除污水中的 BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水进行分离来完成的。微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余 BOD5浓度很低。根据国外有关设计资料，在污泥负荷为 0.2kg BOD5/kgMLSS.d 以下时，就很容易使得出水 BOD5保持在 20mg/l 以下。为获得好氧代谢作用的充分发挥，增长泥龄是获得有机物降解和污泥稳定的最佳选择。3.3. CODCODcrcr的去除的去除污水中 CODcr去除的原理与 BOD5基本相同，取决于原污水中的可生化性，它与城市污水的组成有关。城市污水的 BOD5/CODcr比值大于 0.5，可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平。BOD5/CODcr比值较小的城市污水，其污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的 CODcr会较高，要满足出水 CODcr40mg/l 有一定的难度。根据东莞市 XXXX 城市污水处理厂工程的设计进水水质和出水水东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)29质标准，本工程设计须采用生物脱氮除磷工艺，在满足生物脱氮除磷要求的前提下，BOD5、CODcr和 SS 的去除都可以满足排放标准要求。根据对进水水质的分析，工艺选择主要考虑去除 B0D5、CODcr及氮磷为目的，污水中 B0D5/CODcr=0.52 生化性好。4.4. 生物脱氮除磷基本原理生物脱氮除磷基本原理污水脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法两大类。国外从六十年代开始曾系统地进行了脱氮除磷的物化处理方法研究，结果认为物化法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等，因此，城市污水处理厂一般不推荐优先采用。从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代初开始研究生物脱氮除磷，在八十年代后期逐步实现工业化流程，目前，常用的生物脱氮除磷工艺有 A2/O 法、A/O 法等。a.生物脱氮污水中的有机氮、蛋白氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨氮，而后在硝化菌的作用下变成硝酸盐氮，随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮还原成氮气从污水中逸出，此阶段称为缺氧反硝化。在硝化和反硝化过程中，硝化菌增长速度较缓慢，要有足够的污泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)30按照上述原理，要进行脱氮，必须具有缺氧/好氧过程，组成缺氧池和好氧池，即所谓缺氧/好氧（A/O）系统。b. 生物除磷生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放体内的磷酸盐，产生能量用以吸收易降解有机物，并转化为PHB（聚 羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的 PHB 产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，形成含磷量高的污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。影响生物除磷的因素是要有厌氧条件（DO2.86 才能有效地进行脱氮，实际运行资料表明，BOD5/N3 时才能使反硝化正常进行。在 BOD5/N=45 时，氮的去除率大于 50%，磷的去除率也可达 60%左右。东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)31对于生物除磷工艺，要求 BOD5/P=33100，且 BOD5/N4。本工程 BOD5/N 约等于 4，BOD5/P 约等于 33，能满足生物脱氮除磷工艺对碳源的要求，由此本工艺采用生物脱氮除磷的工艺。在脱氮方面，由脱氮除磷的机理可知，有机负荷是影响硝化反应的重要因素之一，在碳化与硝化合并处理工艺中，硝化菌所占的比例很小，约 5%。一般认为处理系统的 BOD5负荷小于0.15kgBOD5/kgMLSS.d 时，处理系统的硝化反应才能正常进行。根据招标文件所给定的污水水量及水质，XX 镇的污水主要为生活污水。参考目前国内外城市污水处理厂的设计及运转经验，对于生活污水占比例较大的城市污水而言，以下几种方法最具代表性：A2/O 法、AB 法、生物滤池、循环式活性污泥法（改良 SBR）CAST 法、填料性活性污泥法。2、氧化沟法氧化沟（Oxidation Ditch）属延时曝气法，由于工艺流程较为简单，BOD5去除率高，有较好的脱氮除磷功能，运行较为稳定可靠，有较成熟的运行管理经验，已广泛用于处理城市污水，国内外都有成功的实例。如我国河北省邯郸市东城市污水处理厂、云南省昆明市兰花沟城市污水处理厂、广西桂林市东区污水处理厂、燕山石化牛口峪污水处理厂等。氧化沟法是 40 年代末 50 年代初期开发，几经创新的一种污水生化处理工艺，在我国曾经风行一时。东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)32原始氧化沟呈间歇运转，集进水、处理、出水、污泥好氧消化于一沟。60 年代开始发展动态过流式氧化沟，继而派生多种型式，如单沟氧化沟（Pasveer） 、DE 型（BioDenipho）氧化沟、T 型（三沟式）氧化沟等；目前常见的几种商业氧化沟有循环折流式氧化沟【荷兰 DHV 集团于 60 年代开发的卡鲁塞尔（Carrousel）型】 、同心圆向心流氧化沟【美国 Envirex 公司开发的奥贝尔（Orbal）型】 、交替工作式氧化沟【丹麦克鲁格（Gruger）公司开发】等。各种商业氧化沟中，比较有代表性，同时也是发展较快、较新的一种变形是美国 EIMCO 公司开发的 Carrousel denitIR A2/C 型氧化沟，亦称为 Carrousel 2000，该型氧化沟是在传统的氧化沟前端增设了厌氧池，在沟体内增加了缺氧池，因此具有生物除磷脱氮功能。流程简图见图 3.2-1。图 3.2-1 Carrousel 2000 型氧化沟流程简图。各型氧化沟共同的特点为：混合液流态是无终端循环流动，稀释能力强，污泥负荷低，曝出水氧化沟缺氧池进水厌氧 池二沉池活性污泥回流东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)33气时间长，故耐冲击负荷，出水水质较好，污泥量较少且稳定，一般可不设初沉池，维护管理简单。氧化沟的缺点是需要设置单独的二次沉淀池，使得占地面积较大，处理水量较大时，能耗较高。另外氧化沟对进水水质低于设计水质时的应变能力较弱。1996 年 12月1997 年 3 月全国市政工程情报网和污水处理情报网通过前后三次派出大量工程技术人员对国内大部分污水处理厂进行调查研究，经分析得出结论：“号称工艺简单而投资省的氧化沟工艺，除个别情况外，大部分使用氧化沟的厂家，其投资指标高居不下，明显高于鼓风曝气工艺的厂家。 ”3、SBR 法SBR 法是 Sequencing Batch Reactor 的英文缩写，为间歇式活性污泥法。在序批式反应器系统（SBR 法）中，曝气池、二沉池合二为一，在单一反应池内利用活性污泥完成城市污水的生物处理和固液分离，传统活性污泥法曝气池，是一种空间顺序的处理方式，有机物降解也是空间的推流，有机物是沿着空间而降解的。而间歇式活性污泥法是一种时间顺序的处理方式，同一构筑物在不同时间完成不同功能。SBR 法处理工艺在流态上属完全混合型，在有机物降解方面是时间上的推流，有机基质含量是随着时间的进展而降解的。间歇式活性污泥法主要的运行操作是:入流、反应、沉淀、排放和待机等五个工序所组成。这五个工序是在同一构筑物（SBR 池）内进行、实施。SBR 法处理工艺中生物反应过程是在非稳定条件下进行的，SBR东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)34池内生物相复杂，微生物种类多。特别是在反应初期，反应池内溶解氧浓度低，一些兼氧性细菌通过厌氧和不完全氧化过程，把部分难降解物质转化为可降解物质，有机质经历缺氧、好氧阶段，微生物通过多渠道进行代谢，使有机物降解更完全。SBR 法处理工艺根据处理需要可满足好氧、缺氧和厌氧条件，进行 SBR 法所特有的硝化、反硝化作用和实现除磷功能。另外，SBR法处理工艺中溶解氧变化在 02mg/L 之间，可减少能耗。SBR 法处理工艺的优点：不设二沉池，曝气池兼具二沉池功能；节省污泥泵房、沉淀的刮泥排泥等设备；自控运行管理简单；建设费用和运行费用都较低；占地面积少；SBR 法的缺点在于设备闲置率较高；系统控制较传统活性污泥法复杂。4、A/O 法、A2/O 法A/O 法（Anaerobic-Oxide process，厌氧好氧法） ，A2/O（厌氧/缺氧/好氧）法处理系统的工艺流程与常规活性污泥法基本相同，不同之处就是在普曝池前设置厌氧区和缺氧区，是为满足脱氮除磷功能衍变而来，在很长一段时间内曾是脱氮除磷的标准工艺。本工艺成熟可靠，可以满足一般工程的脱氮除磷要求，但需要有庞大的内回流系统（包括污泥回流、混合液回流） ，因此在运行管理上比较复杂，在能耗和对水质、水量的适应性上与新开发的工艺比较有一定的差距。A2/O 工艺流程简图见图 3.2-2。东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)35.图 3.2-2 A2/O 流程简图A/O 法，A2/O 法处理城市污水的特点：运行费用较传统活性污泥法低，曝气池池容小，需气量少，具有脱氮除磷功能，BOD5和 SS去除率高，出水水质较好，工作稳定可靠，有较成熟的设计、施工及运行管理经验，产泥量较传统活性污泥法少；污泥脱水性能较好；无需设初沉池；对水质和水温度化有一定适应能力；另外，从节省能耗的角度看，A2/O 工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氧来氧化 BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节 PH。A2/O 法的缺点主要在于该工艺本身，如必须设置污泥回流泵房，需要设置单独的二次沉淀池，占地面积较大。近年来，A2/O 法在国内外采用比较多，如北京高碑店污水处理厂、天津东郊污水处理厂均用此法。对较高浓度的城市污水，A2/O法更能体现其优点。进水厌氧池（An）缺氧池（Ax）好氧池（O）二沉池出水混合液回流活性污泥回流厌氧池(An)缺氧池(Ax)好氧池(O)二沉池出水进水东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)365. FABT 工艺【即 A2/O(O 段添加织物填料)工艺】FABT 工艺兼有活性污泥法和接触氧化两种工艺优点。FABT 池包括厌氧区、缺氧区和好氧区，好氧区添加织物填料。它主要解决了传统的接触氧化能耗高的弱点和接触氧化除磷工艺中的不足，保持了填料高氧利用率、高生物量特点，它具有占地面积小、能耗低、运行管理简单等优势。与浮动填料相比，本方案填料在生化池内固定分布，无填料堆积和回流之忧。由于填料工艺均属固定生物的运行工艺，具有运行稳定可靠、管理简单和耐冲击负荷的优势，是当今世界水处理工艺发展的趋势。采用新型的填料技术在我国污水处理技术中已有部分开始使用，是新型的污水处理工艺。处理工艺流程如下：消毒池进水粗格栅/进水泵房细格栅/沉砂池二沉池缺氧区厌氧区好氧区(添加织物填料)污泥脱水间排放污泥回流内回流外运加药 国内外采用该工艺处理城市污水部分工程实例见表 3.2-1：东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)37 表表 3.2-13.2-1地点地点处理能力处理能力（m/dm/d）备注备注Geiselbullach（德国）56,000服务 250.000 人口Unterpleichfeld（德国）2,100服务 14.000 人口Bad Klosterlausnitz（德国）1,500服务 10.000 人口Lahnstein（德国）6,600服务 44.000 人口Zoo Leipzig（德国）1,200服务 8.000 人口山东省广饶县污水处理厂25,000_江苏句容市污水处理厂25,000(二期50,000)BOT 方式建设综合上述几种污水处理工艺分析，本工程采用二级生化处理工艺为主导工艺，推荐生化处理工艺中成熟、效果稳定的 FABT 工艺和A2/O 工艺进行选择。3.33.3 方案比较方案比较两种方案优缺点比较见表 3.3表 3.3 常规 A2/O 与 FABT 工艺比较项目项目常规常规A2/O工艺工艺FABTFABT 工艺工艺比较比较设计流量50000m3/dK=1.2K 总=1.3450000m3/dK=1.2K 总=1.34东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)38污泥浓度3g/l6g/l 污泥负荷0.1kgBOD/kgMLSS.d0.09kgBOD/kgMLSS.d厌氧区停留时间 1.5hr有效容积 4200m3停留时间 1.5hr有效容积 4200m3数量:2 组厌氧区有效容积相同缺氧区停留时间 2.0hr有效容积 5600m3停留时间 2.0hr有效容积 5600m3数量:2 组缺氧区一半面积预留曝气头安装点以便进水浓度过高时备用。缺氧区有效容积相同生化池好氧区停留时间 5.5hr有效容积 13750m3数量:2 组停留时间 2.7hr有效容积 6800m3数量:2 组FABT 工艺好氧区有效容积减少6950m3生化池总有效容积23550m316600m3FABT 工艺总有效容积减少 6950m3填料32000m2填料架8 个LxBxH=34x2.5x3.5曝气头3680 个 通气量 2.55m3/个.h2720 个通气量 2.55m3/个.hFABT 工艺数量减少 960 个鼓风机4 台(3 用 1 备)Q=65m3/min风压 6 米单机功率 90kW3 台(2 用 1 备)Q=65m3/min风压 6 米单机功率 90 kWFABT 工艺气量减少 65m3/min生化池土建费用770 万560 万FABT 工艺节省210 万设备费用(生化池及鼓风机)220 万319 万FABT 工艺增加 99万合计990 万879 万FABT 工艺节省111 万根据表 3.2-2 的对比分析，本工程采用 FABT 工艺为东莞市 XXXX城市污水处理厂工程的主选处理工艺。主选处理工艺描述:东莞市清溪长山头城市污水处理厂工程初步设计说明(优化方案)39FABT 工艺为活性污法和接触氧化法相