环境工程毕业设计（论文）重庆市沙坪坝区井口污水处理厂的初步设计

前 言重庆作为一座历史悠久的文化名城，是我国著名的山城。城市依山傍水，空间多变，层次分明。素有“中国的内陆香港”之称。从重庆市主城区穿流的长江和嘉陵江，是主城区生活和工业用水的唯一水源，同时也是接纳城市排水的唯一水体。主城区的雨、污水均直接排入两江。随着重庆市工农业生产、旅游事业的不断发展，污染物的排放量将越来越大。另一方面，2003年6月1日三峡工程蓄水后，库区水流速度大大减缓，水体自净能力下降。为了保护库区水环境，改善主城区居民的生活环境和投资环境，提升城市形象，库区范围内的污染物排放必须得到有效控制。为了避免这种情况的发生，重庆市市政府在深入调查研究的基础上，利用外国资金，建设完成了重庆市主城排水工程。重庆市主城排水工程旨在通过工程措施，有效控制三峡库区最大的污染源重庆市主城的污染物排放，保护重庆市主城段长江、嘉陵江水质，保护三峡库区水环境不受污染。重庆市主城排水工程是庞大的系统工程，其首要目标是保护主城两江生活饮用水源水水质，保护三峡工程建成后的库区水环境。重庆市主城排水工程主要是建设四条污水截流干管（A、B、C、D）和七座污水处理厂。目前大多数污水厂已建成并投产使用，部分污水截流干管还在建设之中。随着三峡大坝蓄水位的升高，建设完善重庆主城排水工程变得日益紧迫。以重庆市主城排水工程的需要，为治理井口双碑组团城市污水对环境的污染，保护嘉陵江水源水质，保护长江三峡水库水体质量和生态环境，促进井口双碑组团社会经济的可持续发展，建设井口污水处理厂及配套主干管工程是十分必要的。该毕业设计中拟建的井口污水处理厂位于井口双碑组团，其服务区域包括詹家溪流域、南溪口流域及二塘流域共三个排水流域，井口污水处理厂将收集、处理该三个流域约14.4平方公里范围内的城市生活污水和少部分工业生产废水。该工程建设的方案符合重庆市主城的实际情况，科学合理，投资省、效益好、可操作性强。该毕业设计主要是通过对相关基础资料的收集，相关设计规范与手册的查阅，同时考虑相似污水处理厂的运行经验，对重庆市沙坪坝区井口污水处理厂进行初步设计。主要内容涉及：根据基础资料，以需要处理污水水质为依据，比较选择出合理的污水处理工艺方法；设计计算污水处理构筑物单元；进行污水厂总体布置等内容。本次设计的主要成果包括设计任务书、计算书以及初步设计的图纸等内容。经过国内外不同污水处理技术的对比，最终该毕业设计选择的工艺是具有脱氮除磷功能的改良型氧化沟工艺。这种氧化沟是在Carrousel 2000型氧化沟前增加一个选择池和一个厌氧池，形成一个组合式生化池，污水和活性污泥的混合液在外加动力作用下，不停地循环流动，有机物质在微生物的作用下得到降解。氧化沟工艺运行稳定，方式灵活，管理方便，处理费用低，有较强的耐冲击负荷能力，且剩余污泥量少1。国内娄底市第一污水处理厂、邯郸市西污水处理厂均采用这种形式2。该方法不仅可满足脱氮除磷要求，而且符合该片区目前进水水质现状。综上所述，该毕业设计井口污水处理厂的建设工程，可以较有效的避免该片区城市污水对环境的污染，保护嘉陵江水源水质，保护长江三峡水库水体质量和生态环境；同时也能提高该片区自来水及工厂自备水水质，造福居民和工厂。故本工程的建设是势在必行，刻不容缓。目 录中文摘要英文摘要第一章 工程项目概述11.1项目概况11.1.1项目名称11.1.2项目建设地点11.2设计依据及资料11.2.1设计依据11.2.2基础资料21.3设计范围及原则21.3.1设计范围21.3.2设计原则21.4法规及标准31.4.1相关法律法规31.4.2采用的规范及标准31.5城市概况及自然条件31.5.1城市概况31.5.2区域现状与规划51.5.3工程自然条件61.6排水现状8第二章 工程总体设计92.1工程规模92.1.1规划建设年限92.1.2人口预测和规划发展92.1.4污水量预测102.1.5工程规模确定112.2污水水质预测112.2.1现状水质监测122.2.2进水水质预测122.2.3进水水质确定13提升泵二沉池2.2.4污水处理程度和出水水质142.2.5污泥处理程度142.3污水处理厂厂址152.3.1污水处理厂厂址选择原则152.3.2污水处理厂厂址选择162.4污水处理工艺162.4.1进水水质分析162.4.2污水处理工艺选择17第三章 污水处理构筑物设计213.1基础数据213.1.1污水处理规模213.1.2进、出水水质213.2格栅213.2.1格栅设计说明213.2.2粗格栅设计计算223.2.3细格栅的设计计算253.3污水泵站273.3.1泵站的设计说明273.3.2泵房的形式及工艺布置273.3.3泵站的设计计算283.4沉砂池293.4.1沉砂池的设计说明293.4.2沉砂池的设计计算293.5改良型氧化沟323.5.1改良型氧化沟的设计说明323.5.2厌氧池的设计计算323.5.3氧化沟的设计计算333.6二沉池373.6.1二沉池的设计说明373.6.2二沉池的设计计算383.7消毒403.8附属构筑物设计41第四章 污水厂总体布置424.1 污水处理厂平面布置424.1.1平面布置原则424.1.2平面布置434.2污水处理厂高程布置444.2.1高程布置原则444.2.2厂区内地面设计标高454.2.3水力高程计算45第五章 设计图纸475.1概况475.2设计软件475.3图纸内容47第六章 总 结486.1结论486.2建议486.3小结48致 谢50参考文献51附图512010届环境科学专业毕业设计（论文）摘 要 本次设计为重庆市沙坪坝区井口污水处理厂的初步设计。设计处理废水为城镇综合污水及小型工企业达标废水，规模为：近期（2010年）2.0万m3/d，远期（2020年总规模）4万m3/d。设计进水水质为：BOD5=160mg/L,COD=330mg/L,SS=250mg/L, NH3-N=35mg/L, T-N=40mg/L，TP=6mg/L；设计出水水质为：BOD5=20mg/L,COD=60mg/L,SS=20mg/L,NH3-N=8mg/L, T-N=20mg/L，TP=1.0mg/L。要求废水处理后达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）的一级B排放标准。通过国内外不同活性污泥法的对比，最终选定改良型氧化沟工艺作为污水处理厂厂的处理工艺。该工艺是在Carrousel 2000型氧化沟前增加一个选择池和一个厌氧池，形成一个组合式生化池。该方法不仅可满足污水脱氮除磷的要求，而且符合该片区目前进水水质现状。污水处理流程：进水粗格栅污水提升泵细格栅涡流沉砂池改良型氧化沟辐流式二沉池接触消毒池出水关键词：脱氮除磷,改良型氧化沟工艺,污水处理厂粗格栅改良型氧化沟Abstract This project is a primary design of the Jingkou sewage treatment plant in the Shapin -gba district. The treated wastewater are urban wastewater comprehensive sewage and small enterprise standard work. Scale for: Recent (2010) 2.0 million m3 / d; Long-term (2020 total size) of 4 million m3 / d. The primary water quality is presented as following: BOD5=160 mg/L,COD=330mg/L,SS=250mg/L, NH3-N=35mg/L, T-N=40mg/L，TP=6mg/L；and the effluent need reach the State criterion, Discharge standard of pollutants for municipal waste -water treatment plant (GB 189182002), which is BOD5 20mg/L, COD 60mg/L, SS 30 mg/L, NH4-N 8mg/L, TP 1 mg/L. Through the method of activated sludge process at home and abroad, ultimately selec -ted improved oxidation ditch process as sewage treatment ChangChang process. This proce -ss is in the Carrousel 2000 oxidation ditch before a pool and an increase YanYangChi, formi -ng a combined biochemical pool. This method can not only satisfy the phosphorus and nitro -gen wastewater, and conform to the requirements at current inlet water area.The Wastewater treatment process:Water and sewage pump thick grid - ascension grid - vortex, sand pool and improved sink oxidation ditch and rotate streaming second pond water pool, and contact disinfectionKeywords:Nitrogen phosphorus, Improved oxidation ditch process, Sewage treatment plants 2010届环境科学专业毕业设计（论文）第一章 工程项目概述1.1项目概况1.1.1项目名称重庆市沙坪坝区井口污水处理厂的初步设计1.1.2项目建设地点建设地点位于主城区西北方位的沙坪坝区井口双碑组团，污水厂位于嘉陵江西岸。见上图。1.2设计依据及资料1.2.1设计依据1、污水处理方案的对比与确定，包括各对比方案的优缺点；沉砂池提升泵2、污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计，要求绘制主要构筑物的工艺图；3、污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；4、污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；5、污水处理厂竖向布置及高程计算；6、绘制相关图纸。1.2.2基础资料1.重庆市总体规划修编办公室修编的重庆市城市总体规划文本（19962020）2.重庆建筑大学建筑设计研究院、上海市政工程设计研究院重庆主城排水工程可行性研究报告3.井口双碑组团1：500地形图、污水厂址1：500地形图、污水厂预红线图4.重庆市井口污水处理厂水文分析报告2003.115.重庆市水务集团重庆市井口城市污水处理厂工程设计任务委托书1.3设计范围及原则1.3.1设计范围本工程服务区域为重庆市主城区井口双碑组团，含石井坡、詹家溪、井口三个街道办事处，辖区面积为19Km2，规划服务面积为14.4Km2。井口双碑组团包括詹家溪流域、南溪口流域及二塘流域共三个排水流域，井口污水处理厂将收集、处理该三个流域约14.4平方公里范围内的城市生活污水和少部分工业生产废水。该毕业设计中初步设计的范围为上述区域的污水处理厂的工程设计。1.3.2设计原则贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。从重庆市的实际情况出发，在城市总体规划和重庆市“十五”环境保护规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远期发展，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、便于管理及维护、高效节能、经济合理，确保污水处理效沉砂池果，减少工程投资及日常运行费用。在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求经济、合理，并充分利用土地和地形。在便于施工、便于安装和便于维护的前提下，使近期工程各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，使厂区环境和周围环境协调一致。妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程某些关键仪器设备拟从国外引进。采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。竖向设计在满足防洪的前提下，力求减少厂区挖填方量和节省污水提升费用。厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。积极创造一个良好的生产和生活环境，把重庆市井口污水处理厂建设成为现代化的污水处理厂。1.4法规及标准1.4.1相关法律法规1. 中华人民共和国环境保护法2. 中华人民共和国水污染防治法3. 中华人民共和国大气污染防治法1.4.2采用的规范及标准室外排水设计规范（1997年版） （GBJ14-97）地表水环境质量标准 （GH3838-2002）城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）城镇污水处理厂污水污泥排放标准 （CJ3025-93）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 （GJJ31-89）城市污水处理及污染防治技术政策 建城2000124号泵站设计规范 （GB/T50265-97）其他相关的国家标准和设计规范1.5城市概况及自然条件1.5.1城市概况重庆市位于四川盆地东部，地处长江与嘉陵江交汇处，是全国著名的山城。重庆1891年对外开埠，1929年重庆正式建市。中华人民共和国建立之初，重庆作为中共中央西南局和西南军政委员会驻地，是西南的政治、经济、文化中心，为中央直辖市。1954年重庆改为四川省省辖市。1997年3月14日正式设立重庆直辖市。重庆市直辖后，幅员面积8.24万Km2，人口达3090万人。2002年全市共辖15个区4个县级市和21个县。重庆市主城区东临铜锣山，西止中梁山，北起北碚、渝北两路，南至小南海、巴南李家沱。规划面积600平方公里，2010年规划人口303万人，是城市水平较高、人口相对集中的地区。重庆主城区包括渝中区、九龙坡区、沙坪坝区、大渡口区、江北区、渝北区、南岸区、巴南区及北碚区。根据重庆市统计局2000年11月1日第五次全国人口普查结果，主城区总人口为616万人，其中城镇人口为297万人，农业人口241万人，暂住人口和流动人口78万人。2000年主城区国内生产总值为580.64亿元。其中的沙坪坝区，总面积396平方公里，建成区面积37.6km2，常住人口78.82万人，2002年户籍人口68.85万人， 其中非农业人口47.57万， 国内生产总值103.18亿元，下辖13个街道、12个镇和1个工业园区。该区东面为渝中区、南面为九龙坡区、北面则与江北区隔嘉陵江相望、沙坪坝中心区的西面是著名的歌乐山。本项目服务的井口双碑组团位于沙坪坝中心区的西北方位，紧邻沙坪坝中心区。沙坪坝区地处长江以北、嘉陵江以南、从周朝的巴国属地至今，已有三千余年的历史。抗日战争时期，国民政府西迁重庆，大批学校、工厂、医疗机构迁入区内，沙坪坝从此人才荟萃，蜚声中外。中华人民共和国成立后，经过五十年的建设，沙坪坝已成为重庆市重要的经济、文化区。沙坪坝区是重庆市科技实力最雄厚、文化教育最发达的科技文化区。现有大专院校9所，电视大学、职工大学10多所，中等专业学校、中小学300多所，在校生近10万人。全市近三分之一的科研机构集中在该区，科技工作者达5万余人。智力型劳动者占全区在业人数的三分之一。是全国“文化工作先进区”、“科技先进区”、和“国家级星火技术密集区”。沙坪坝区工业基础雄厚，是重庆重要的工业区。工业门类齐全，有嘉陵集团等国有大中型企业近10家，乡镇企业万余家，涉及冶金、机械、电子等30多个门类。区属工业、乡镇企业依托区域优势快速发展，形成了汽车摩托车配件及整车、电子通信、生物化工三大支柱产业和十大经济园区的经济布局。沙坪坝区商业设施繁华，市场潜力巨大，是重庆重要的商贸区和西南地区重要的物资集散地。全区形成了百万人口的消费市场，年购买力在20亿元以上。区内商业网点万余家，专业市场和综合市场已形成，金融、保险、法律咨询等第三产业蓬勃兴起。国家重大科技产业工程项目重庆住宅产品中心批发市场也将在本区建立。沙坪坝区旅游资源丰富，是重庆重要的旅游区。区内自然景观和历史文物众多，森林植被近3万亩。有渝西第一峰歌乐山风景区，有风景优美的北山长湖旅游区，有数千亩的寨山坪观光果园，有极具开发价值的大型溶洞、瀑布、水库、温泉。1.5.2区域现状与规划根据重庆市城市总体规划（19962020）和重庆市主城区双碑组团C、D、E标准分区控制性详细规划（2003.10），以及重庆大学科技园井口创新创业园控制性详细规划，井口双碑组团是重庆市重要的机械、冶金工业区，应严格治理环境污染。井口双碑组团位于重庆市主城西北部，西靠著名的革命教育基地和风景名胜歌乐山，东临嘉陵江，南接千年古镇磁器口，北与北碚的蔡家童家溪组团相邻。本规划区至渝中区20公里，至江北机场37公里。根据重庆市总体规划对井口双碑组团的发展要求，结合井口双碑组团的地理环境条件和发展方向，井口双碑组团将以双碑和井口为发展中心，呈紧密联系的一片发展格局。井口双碑组团水陆交通便利，即将投入运行的渝怀铁路从区内穿越，特别是规划建设的大竹林大桥与新的歌乐山隧道建成通车后，将大大加强井口双碑组团的城市形象。以下是井口双碑组团的具体情况。井口片区：该片区是以居住、教育、机电工业、建材工业为主的发展区，规划保留农药厂宿舍及原肉联厂宿舍等用地性质。用地面积6.2 km2，现状人口约3万人，规划人口6.0万人。片区内主要有井口工业园区、重庆磨床厂、东风化工厂、渝州大学理工部、重庆油泵油咀厂、先锋街镇、重庆中药厂、地矿部重庆地质仪器厂、半边街农副产品综合市场、重庆二塘中学、民丰农化集团（原重庆农药厂）、井口医院、井口工行、井口派出所、六十四中、重庆医药职业中等专业学校、井口小学、井口粮站、重庆市特检中心气瓶检验站、南溪口加油站、南溪口水厂、重庆光华化工有限公司、北碚宏顺喷塑厂、四川通用机械公司、双景机电配件厂、重庆特钢精密铸造厂、重庆合盛公司、重庆富雅乐、特钢库房等。双碑片区：现状人口基本为非农业人口，主要是重庆特殊钢集团、重庆嘉陵集团等单位人口，居住人口约7.9万人。该片区是以商业贸易、冶金工业、机械工业为主的发展区。用地面积8.21 km2，规划人口9万人。片区内主要有嘉陵集团（含嘉陵公园、重庆职业技术学校、嘉陵军品分厂、嘉陵花卉苗圃、摩托车测试中心)和重庆特殊钢集团公司、重庆特殊钢集团厂区、重庆特殊钢大河沟火车站、特钢钢材仓库、重庆特殊钢集团材料分厂、特钢设计院、特钢医院、耐火材料厂、嘉陵集团厂区、嘉陵集团仓储区、嘉陵医院、以及井口乡敬老院、井口变电站、云珍公司、虹骏公司、合盛工业有限公司、重庆银钢公司、智能公司、银翔集团、泰高开关有限公司、远祖桥变电站、井口加油站、华洋电器厂、十冶租赁公司、远祖桥小学、莲光小学、双碑中学、双碑小学、三十二中、十八冶工建公司、公交二一七车队、双碑机械厂等单位。重庆特殊钢集团、重庆嘉陵集团两大工业占了现状的大部分用地。虽然目前特殊钢集团经济效益差，职工下岗的情况也严重，考虑到特殊钢集团这一老工业规模太大，整体搬迁难度大，还会带来一系列的社会问题；嘉陵集团的单位面积土地产出效益高，考虑规划的经济性和社会性，所以规划近期保留重庆特殊钢集团、重庆嘉陵集团两大工业性质用地。实施“护岸防滑工程”，加强地质灾害防治。重庆市90%的建成区的地貌为丘陵或山地，地质条件极不稳定，是地质灾害易发区，地质灾害发生频率居全国之首，特别是三峡工程建成后，库区沿岸的边坡稳定问题日益突出。为保证城市和人民群众生命财产安全，必须做好地质灾害的防治，通过搬迁避让、工程措施、生物措施等防治措施，对影响库岸稳定和城市安全的重大地质灾害体实施综合治理。同时，完成相应的治前勘查工作。“十五”期间，结合地质灾害治理，全面开展三峡库区地质灾害防治工程。以库岸整治为龙头，结合港口、码头复建工程和排污截流工程、道路绿化工程等综合治理地质灾害，确保城市安全。主城区完成长江及嘉陵江库岸整治46.72公里，沿江15个区县城区库岸综合整治工程完成55.79公里。存在的主要问题：1双碑片区为旧城区，具有相当多的老工业企业，拆迁量较大，就业问题突出。2井口双碑组团内地势起伏较大，基础设施薄弱，改造难度较大。3居住、工业混杂，功能分区不明确，影响人居环境。1.5.3工程自然条件1.地形地貌井口双碑组团属剥蚀浅丘、河谷侵蚀堆积地貌。地形西高东低，南高北低，最高点位于特钢厂专用铁路线西侧苹果林小山顶，其标高为303.5m（黄海高程）；最低点在詹家溪出口附近，标高为167.05米（黄海高程），相对高差136.45m。地形坡度一般530，局部为直立的堡坎。沟谷纵坡度527，沟谷切割深度522m。井口双碑组团西边地形在双碑铁路一线，海拔高程为230米左右，铁路线以西用地地形坡度较大。2.气象井口双碑组团属亚热带湿润季风气候，具四季分明、雨量充沛、无霜期长、湿度大、春早、夏热、秋多绵雨、冬暖而多雾的特点。据沙坪坝气象站19712000年气象资料，区内多年平均气温17.2，极端最低气温-4.5，最高气温42，相对湿度80左右，多年平均降雨量为1104.5mm，其中59月降雨量约占全年降雨量的70，且多大雨、暴雨，多年平均日最大降雨量为93.9mm。3.水文井口双碑组团内地表水体以嘉陵江为主，组团东侧即嘉陵江，总体流向自北向南。嘉陵江发源于陕西省凤县东北马头滩林场东峪沟林区，经广元、南充、合川、北碚，在井口镇二塘村红家湾东进入沙坪坝区，沿东北边境下流，先后接纳了井口河沟、南溪口溪、詹家溪、凤凰溪、清水溪（杨公桥溪）和化龙桥溪等河后，在华村河边出沙坪坝区境，在渝中区朝天门汇入长江。嘉陵江是长江第二大支流。嘉陵江平均水面坡降0.28，实测最大流量44700m3/s（1981年7月）， 最小流量为132m3/s（2003年2月24日）， 多年平均流量2100m3/s， 平均江面宽约150200m， 流速0.13.33m/s。据三峡工程泥沙研究，当水库淤积30年、50年、100年，若重庆遭遇百年一遇洪水，朝天门水位比天然流态状态下，分别抬升1.64、2.64、4.79m。嘉陵江井口双碑段多年平均最低水位163.02m，5年一遇洪水位188.23m，10年一遇洪水位190.23m，20年一遇洪水位192.23m，50年一遇洪水位194.23m，一百年一遇洪水位196.23m。本次观察期间水位175.50177.50m，未来三峡水库蓄水位175m（吴淞）。井口双碑组团内的河沟自北向南有井口河沟、南溪口溪、詹家溪三条主沟，均属季节性流水冲沟，总体流向自西向东，最后汇入嘉陵江，本次观察期间詹家溪流量约94Ls，另两条溪沟的流量差别不大。地下水主要由大气降水补给。詹家溪：发源于巴县新华乡老鸦沟，在井口村进入区境，至詹家溪注入嘉陵江。干流全长5.39公里，平均纵比降67.2，流域面积7.78平方公里。河口多年平均流量0.099立方米/秒，年径流总量311万立方米，其中区内300万立方米。4.地质条件地表平均侵蚀强度为2609吨乎方公里，沿嘉陵江岸，特别是在詹家溪处凹岸段，由于流水冲刷坡脚，常形成牵引式滑坡。其余大部地区为适宜建设区。地质构造及地震井口双碑组团内，自公元1010年以来，未发生过破坏性地震。相邻地区除江津等地发生过少量33.9级地震外，较强的地震均分布在离重庆较远的地区。1989年9月9日，规划区北东的重庆市渝北区（原江北县）统景镇又发生了一次5.45.5级地震，这是有史以来距评价区最近的一次较强的地震，对本区影响较小。据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)该区地震动峰值加速度为0.5g。按建筑抗震设计规范GB50011-2001的划分标准，该区抗震设防烈度为6度。井口双碑组团大部分属城市建设用地，土壤为暗紫泥土。组团内现状植被较好的地域主要分布在特钢专用铁路线西侧小山坡和沟谷处；中梁山歌乐山山脉的山麓地带植被茂密；嘉陵集团内有集中公园绿地一处；厂区内部街道绿化较好；住宅用地宅旁绿地较好。1.6排水现状在1997年版排水规划中，根据排水流域划分，井口双碑组团包括井口流域、南溪口流域及詹家溪流域共三个排水流域，井口污水处理厂及管网系统将收集、处理该三个流域约14.4平方公里范围内的城市生活污水和少部分小型工业企业达标排放城市下水道的生产废水。规划服务人口15万人，修建污水干管28.72km。为满足环保要求，规划三流域采用分流制排水系统，建一座4万m3/d的城市污水处理厂。生活污水直接排入污水管渠，一些小型企业生产废水必须在厂内处理达到污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999后，方可排入城市污水管渠，最终接入城市污水处理厂。一些大中型的工业企业，如特钢厂和嘉陵集团，生产废水均单独处理，目前约有80%的企业达标排放。第二章 工程总体设计2.1工程规模2.1.1规划建设年限该污水处理厂及配套主干管工程建设年限：近期： 2010年远期： 2020年2.1.2人口预测和规划发展1.人口预测：井口双碑组团建成区面积5km2， 2002年井口双碑组团户籍统计常住人口10.9万人。根据重庆市总体规划对井口双碑组团的发展要求，结合井口双碑组团的地理环境条件和发展方向，井口双碑组团将以井口和双碑为发展中心呈紧密联系的一片发展格局。井口双碑组团规划面积14.4km2，人口15万人（2020年），其中：井口片区：包括井口街道办事处、井口工业园区，是以居住、教育、建材工业为主的发展区，用地面积6.2km2，现状人口约3万人，规划人口6万人。其中民丰农化、东风化工等污染企业预计2006年将整体搬迁。双碑片区：包括石井坡街道办事处和詹家溪街道办事处，现状人口基本为非农业人口，居住人口约7.9万人。该片区是以商业贸易、冶金工业、机械工业为主的发展区。用地面积8.21 km2，规划人口9万人。2.规划工业发展规划工业总用地3km2，即井口工业园区和双碑，主要布置一类工业（即对居住和公共设施的环境，基本无干扰污染的工业用地）。井口双碑组团人口表：表2. 1 人口数量统计表项 目2003年2010年2020年井口工业园区1.6 万人1.8 万人2.5 万人双碑组团C标准分区1.4 万人1.7 万人3.5 万人双碑组团D标准分区1.9 万人2.2 万人2.5 万人双碑组团E标准分区6.0 万人6.3 万人6.5 万人总计10.9 万人12 万人15 万人注：2006年前后有主要污染型工厂和相应部分人口迁出，同时区域发展又有新企业和人口迁入。2.1.3供水现状井口双碑组团总供水量达5.78万吨/天，其中绝大部分是特殊钢厂和嘉陵厂生产用水，而生活及公共用水仅为2.1万吨/天。市政排水管网体系不接纳这两个大型企业的生产废水，因此本设计不考虑该部分水量。主城区规划的用水量标准为：2000年人均生活平均日用水量为200250升，供水普及率90%；2010年人均生活日用水量250300升，供水普及率100%。根据中国国家标准城市居民生活用水量标准（GBT50331-2002）中第3.0.1条，重庆的地域分区为五区，城市居民生活用水量标准为日用水量100140升人天。因此，上述规划用水量标准不仅包括满足居民日常生活基本需要的水量，还包含井口双碑组团内的公共建筑用水量如医院、学校、机关、小型工业企业等以及流动人口的需水量。这部分水量产生的污水，本设计统称的城市生活污水（包括小型工业企业达标废水）。本设计主要考虑的是居民生活及公共用水产生的城市生活污水，并包括小型工业企业达标废水。水量如下：表2. 2 用水量预测序年 份2003201020201服务人口(万人)10.912.015.02规划人均日用水量(lpc)定额2503003003503003503实测人均日用水量(lpc)1944拟定人均日用水量(lpc)2002503305设计人均综合平均日用水量(lpc)1942503306用水量（万m3/d）（1项5项）2.113.004.95注：井口双碑组团2010年城市人口为扣除搬迁企业人口后的数量。注：人均日用水量包含常住人口，流动人口及公共建筑等的用水量，还包括区内小型工业生产用水量。2.1.4污水量预测根据井口双碑组团规划，考虑井口双碑组团的发展格局，规划工业用水量所占比重呈逐年下降的趋势，这里有两方面的原因：其一，双碑片区是老工业基地，单位产值耗水量较高，随着产业结构的调整，工业用水重复利用率的提高，用水量增长速度小于工业增长；其二，未来几年井口双碑组团的第三产业将发展较快，公建商业用水量增长较快，使得工业用水所占比重逐渐下降。以现状实测标准为基础，结合总体规划及井口双碑组团规划，井口双碑组团污水量预测，其人均综合污水量按下式计算：人均综合污水量=人均综合用水量式中，：污水排放系数（污水量用水量）表2. 3 人均城市生活污水量年 份200320102020人均综合平均日用水量(lpc)194250330排放系数0.750.800.80人均综合污水量(lpc)146200264设计人均综合污水量(lpc)150200265随着城市规划的逐一落实，区域内小型工业企业的健康发展，在考虑雨水与污水的逐步分离的同时，由于受地形条件、管网改造等条件的制约，污水要全部接纳至污水处理厂需要一个过程，污水收集率分阶段逐步提高。 表2. 4 污水量预测表年 份2003年2010年2020年服务人口(万人)10.912.015.0设计人均综合污水量(lpc)150200265日均污水量(万m3/d)1.6352.44.0污水收集率(%)7080100污水量(万m3/d)1.141.924.02.1.5工程规模确定根据污水量预测结果，确定该污水处理厂规模如下：1.近期（2010年）：2.0万m3/d，污水量总变化系数1.49，最大时设计流量1242 m3/h；2.远期（2020年）：4.0万m3/d，污水量总变化系数1.41，最大时设计流量2350 m3/h。表2. 5 生活污水量总变化系数污水平均日流量(l/s)51540701002005001000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3生活污水总变化系数是按室外排水设计规范(GBJ14-87，1997年版)确定的。由于本工程服务区内小型工业企业排水规模较小，因此综合污水量变化系数按生活污水考虑3（见表2.5）。2.2污水水质预测2.2.1现状水质监测2006年沙坪坝区环境监测站对该双碑组团主要排污口水质进行了监测。监测记录如下表： 表2. 6 该片区城市污水水质监测表 单位：mg/L批次项目CODBOD5TNSSNH3-NpHTP第一批D11169.344.614.8615706.417.792.29D12166.534.914.5815806.097.792.05D21187.743.914.8613007.057.822.12D22178.144.814.7211705.447.832.00第二批157010312842678.87.669.90292219012241883.97.6511.68第一批分两天（2006年11月）采样，每天2个样品，采样点为城市污水沟，该水样相当于合流制水样，无机悬浮物较多。第二批分2个时间段采样（2006年12月），采样点为城市排水管，该水样为纯生活污水水样，因采样点汇流区域面积较小，汇流时间较短，2个点水样的总氮、氨氮和总磷均较高，且差异较大。从水质实测资料分析看，该片区水质的总氮、悬浮物、氨氮和总磷较高。2.2.2进水水质预测因水质受多种因素的影响，实际值是时刻变化的，因此还需要参照重庆市其他污水处理厂的实测与设计数据，来确定本工程的设计水质。重庆主城的污水处理设施比较落后，目前正在运行的有一座唐家桥污水处理厂。该厂规模为5.0104m3/d，于1998年投产运行，地处江北区中心地段唐家桥；处理工艺为污水二级处理，污泥采用厌氧消化，其进水水质实测资料见表2.7，可作为参考。该附近的清水溪磁器口断面水质亦可作为参考，见表2.8。另外，其他运行的唐家沱污水厂和鸡冠石污水厂的设计数据，见表2.9，也可以作为参照。 表2.7 唐家桥污水处理厂多年统计进水水质表年 份BOD5 (mg/l)CODcr (mg/l)SS (mg/l)PH值1998年平均99.6212.3151.27.71999年平均112.6268.2207.37.72000年平均146.7326.2204.47.72002年平均204.5386.6227.02003年平均266.8422.9294.8平 均1663232177.7表2. 8 2006年清水溪磁器口断面水质监测结果项 目pH悬浮物氨氮总氮总磷COD年均值（mg/l）7.7956917.0224.032.73354项 目石油类动植物油阴离子表面活性剂总铅六价铬粪大肠菌群年均值（mg/l）0.921.521.7060.04L0.004L4.0107注:pH无量纲,粪大肠菌群单位为：个/L。备注当测定结果低于方法检出限时,报所使用方法的检出限值,并加标志位L。 表2.9 主城其它污水厂设计进水水质 单位：mg/l项目BOD5CODSSNH3-NT-NT-P唐家沱污水厂15030022025356鸡冠石污水厂18036025030455由于该污水处理厂辖区工业废水水量虽较多，但基本上为钢厂和摩托车厂生产废水，由于钢厂和摩托车厂及配套企业生产废水自行处理排放至长江，不进入城市污水处理系统，故该片区污染负荷主要以生活、公建、商业污染和少部分冶金工业与机械制造业为主，设计指标应考虑这一方面。2.2.3进水水质确定 根据上述数据，结合该实测水质和临近的清水溪磁器口水质特点，同时参考主城区其他污水处理厂的实测水质或设计水质，确定该污水处理厂的进水水质如表2.10所示：表2. 10 设计进水水质项目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)T-N(mg/l)T-P(mg/l)井口污水厂16033025035406根据国家关于三峡库区总体水质标准执行地表水环境标准类水体水质标准的要求，确定设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准中一级标准中B标准，其粪大肠菌群指标为104个/升4。2.2.4污水处理程度和出水水质2003年7月1日实施的城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002规定：当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级A标准；城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水三类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）执行一级标准的B标准4。本工程中处理厂出水近期暂不考虑回用，因此执行一级标准之B标准。井口污水处理厂设计出水水质见表2.11。表2.11 设计出水水质项目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)T-N(mg/l)T-P(mg/l)限值2060208201.5根据以上确定的污水处理厂进水水质和出水水质，各污染物要求达到的处理程度见表2.12。表2. 12 污水处理程度表污染物进水浓度(mg/l)出水浓度(mg/l)去除率（%）COD3306081.8BOD51602087.5SS2502092.0TN402050.0NH4-N35877.1TP61.575.02.2.5污泥处理程度污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高，且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染5。室外排水设计规范规定，城市污水污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方法选定，首先应考虑用作农田肥料。污泥脱水宜采用机械脱水，有条件时，也可采用污泥干化场或湿污泥池。农用污泥的有害物质含量应符合现行的农用污泥中污染物控制标准的规定，并经过无害化处理。城镇污水处理厂污染物排放标准规定：城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理，稳定化处理后应达到表2.13规定。城镇污水处理厂的污泥应进行脱水处理，脱水后污泥含水率应小于80%。表2. 13 污泥稳定化控制标准稳定化方法控制项目控制指标厌氧消化有机物降解(%)40好氧消化有机物降解(%)40好氧堆肥含水率(%)50蠕虫卵死亡率(%)95粪大肠菌群值0.012.3污水处理厂厂址2.3.1污水处理厂厂址选择原则在城市污水处理系统中，污水处理厂厂址的选定是重要的环节，他与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。污水处理厂厂址的选择应遵循下列原则6：1）符合城市总体规划，尽可能位于规划建成区以外；2）尽可能位于城市集中饮用水水源下游；3）与选定的工艺相适应，有足够的可用地面积，便于污水厂扩建；4）有利于污水收集管网的建设，有利于处理尾水的排放；5）厂址有较好的地质条件；6）厂址标高适宜，不受洪水威胁，也不宜过高，尽量减少污水提升；地形较为平坦，有适当的坡度，场地平整工程量较小；7）尽量位于城市夏季主导风向的下风向；与城镇、居民生活区有适当的卫生防护距离；8）有较好的对外交通条件。2.3.2污水处理厂厂址选择井口污水处理厂近期处理规模2万吨/天，远期增加规模2万吨/天，总规模4万吨/天。根据污水处理厂用地指标计算，规模为4万吨/天的污水处理厂建设用地指标为1.21.5m2/m3.d左右，厂区占地面积约需4.86.0ha，即约需72亩以上。根据该规模的污水处理厂用地条件，厂区占地面积至少约需54亩以上。另依据井口双碑地区嘉陵江段的防洪水位要求，厂址地形标高应在197m以上。根据重庆市发展和改革委员会以渝发改投2004976号文关于主城区井口城市污水处理工程可行性研究报告的批复，以及建设项目环境影响评价的结论，确定井口污水处理厂厂址位于南溪村的双漩子，本初步设计即按上述推荐方案的厂址进行设计的。2.4污水处理工艺2.4.1进水水质分析井口污水处理厂进水水质技术性能指标见表2.14：表2. 14 污水厂进水水质技术性能指标7项 目比 值BOD5/CODCr0.48BOD5/TN4.0BOD5/TP26.67a. BOD5/CODCr比值污水BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODCr0.45可生化性较好，BOD5/CODCr0.3可生化，BOD5/CODCr0.3较难生化，BOD5/CODCr0.25不易生化。井口污水处理厂进水水质BOD5 =160mg/L，CODCr =330mg/L，BOD5/CODCr=0.48，可生化性较好，生化法易于处理。b. BOD5TN（即C/N）比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N2.86就能进行脱氮，但一般认为， C/N3.5才能进行有效脱氮；城市污水生物脱氮除磷处理设计规程则规定，C/N宜大于4。本工程进水水质C/N=160/40.0=4，满足生物脱氮要求。c. BOD5TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析本工程进水水质，BOD5TP =160 / 6= 26.7，可以采用生物除磷工艺。综上所述，井口污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且具有采用生物脱氮除磷的工艺条件。2.4.2污水处理工艺选择1.处理工艺选择考虑的因素城市污水处理工艺流程是指达到所要求的处理程度的前提下，污水处理个操作单元的有机组合，确定各处理构筑物的形式，以达到预期的最佳处理效果8。城市污水处理工艺流程由完整的二级处理系统和污泥处理系统所组成。该流程的一级处理是有格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数毫米的悬浮物。污水的BOD值通过一级处理能够去除20%30%。二级处理系统是城市污水处理工程的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理，污水的BOD5值可降至2030mg/L,一般可达到排放水体和灌溉农田的要求5。污泥是污水处理过程的副产品，也是必然的产物。如从初沉池排出的沉淀污泥，从生物处理系统排出的生物污泥等。这些污泥应加以妥善处置，否则会造成二次污染。在城市污水处理系统中，对污泥的处理多采用由厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。选择污水处理工艺流程时，工程造价和运行费用也是工艺流程选择的重要因素，当然，处理水应当达到的水质标准是前提条件。以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为约束条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理工程的经济效益和社会效益有着重要的影响。当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。在寒冷地区应当用低温季节也能够正常运行，并保证取得达标水质的工艺，而且处理构筑物都应建在露天，以减少建设与运行费用。对污水处理工艺流程选择还应与处理后的污水流入水体的自净能力及处理后污水的出路有关。根据水体自净能力来确定污水处理工艺流程，既可以充分利用水体自净能力，使污水处理工程承担的处理负荷相对减轻，又可防止水体遭受新的污染，破坏水体正常的使用价值。不考虑水体所具有的自净能力，任意采用较高的处理深度是不经济的，将会造成不必要的投资9。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则：1).城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定。2).工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益。3).应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状，水质特征，污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测。4).在水质组成，复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究。积极审慎地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。2.SBR工艺和氧化沟工艺的对比按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A