3万吨城市污水处理初步设计说明

. . . 3万吨城市污水处理厂一期工程与配套管网初步设计说明环境保护工程研究二零一零年二月179 / 186初步设计对可研批复与意见响应我院根据省发改委对可研的批复与可研评审时专家提出的宝贵意见，对可行性研究报告进一步复核，完成本初步设计。1、本次初步设计中在某县污水处理厂工程可行性研究报告的基础上调整优化设计参数与工艺计算。2、明确近、远期建设的围。3、本次初步设计按近、远期规模统筹考虑，“一次规划”设计布局。4、本次初步设计中污水消毒工艺采用紫外消毒工艺。5、对生物处理工艺，与可研推荐工艺对比，本初步设计采用“A/A/O微曝氧化沟”工艺。6、污水管网收集服务围、设计思路与可研一致。目 录前言1第一章概述41.1 项目基本情况41.2 设计依据与基础资料41.3 设计采用的主要设计规与标准41.3.1 水质标准41.3.2 勘察、设计规51.3.3 施工和验收规61.3.4 主要政策法律81.4 设计原则81.5 设计围91.6 城市概况91.6.1 地理位置91.6.2 城市性质与规模91.6.3 气象条件101.6.4 水文地质特征111.6.5 地震111.6.6 城市给水现状与规划111.7 建设的必要性12第二章总体设计与厂址选择142.1 设计水量142.1.1 规划人口预测142.1.2 污水量预测152.1.3 污水处理规模确定162.2 设计水质162.2.1 污水进水水质预测162.2.2 污水进水水质确定182.2.3 出水水质与处理目标182.3 污水处理厂近远期结合与中水回用192.4 尾水排放202.5厂区防洪202.6 对可行性研究报告批复与意见的响应212.7 厂址选择212.7.1 厂址选择原则212.7.2 厂址选择方案212.7.3 厂址方案确定22第三章污水管网工程设计233.1管网服务面积233.2排水体制233.2.1排水体制233.2.2现状排水体制233.2.3排水体制的确定263.3污水管网系统263.3.1排水系统方案选择263.3.2推荐方案283.3.3方案材料表283.4 工程设计293.4.1设计原则293.4.3管道基础323.4.4管材选择353.4.5检查井403.4.6污水提升泵站设计413.4.7 管道施工方法45第四章污水处理厂工程设计574.1 污水处理工艺选择原则574.1.1 污水处理工艺选择原则574.1.2 水质处理要求分析574.2 污水处理工艺比选584.2.1 按空间分割的连续流活性污泥法584.2.2 按时间分割的间歇式活性污泥法654.2.3 生物膜法694.2.4 脱氮除磷工艺比较与选择714.3 二沉池工艺的选择764.3.1技术特点764.3.2设备特点774.4 污泥处理处置工艺的选择794.4.1 污泥处理工艺的选择原则794.4.2 污泥处理处置的方法794.4.3 污泥处理处置适用工艺分析804.4.4 污泥处理处置推荐工艺854.5 消毒工艺选择864.5.1 液氯864.5.2 臭氧864.5.3 紫外线874.5.4 二氧化氯874.5.5 几种消毒剂的比较表874.5.6 出水消毒推荐工艺884.6 除臭工艺选择894.6.1 污水厂除臭的必要性894.6.2 污水厂构筑物除臭设计原则894.6.3 污水厂除臭标准894.6.4 除臭方法选择894.7 工艺总平面与高程设计934.7.1 工艺设计基础数据934.7.2 工艺流程934.7.3 工艺描述954.7.4 工艺平面布置964.7.5 厂区管网布置994.7.6 厂区道路与运输1014.7.7 厂区绿化1024.7.8 设计高程1024.8 污水处理工艺设计1034.8.1 预处理设计1034.8.2 A/A/O微曝氧化沟设计1064.8.3 二沉池设计1074.8.4 回流污泥泵站设计1074.8.5 贮泥池（总规模）1084.8.6 风机房设计1084.8.7 加药间与污泥脱水机房设计1084.8.8 消毒出水池（总规模）1094.8.9 除臭系统设计1094.9 噪声控制1104.10 建筑结构设计1114.10.1 设计依据1114.10.2 设计规模与围1114.10.3 设计指导思想和特点1124.10.4 总平面图设计1124.10.5 建筑设计1134.10.6 结构单体设计1154.10.7 建筑指标1184.11 电气设计1184.11.1 设计依据1184.11.2 引用标准1184.11.3 设计围1194.11.4 负荷情况1194.11.5 电源1194.11.6 电能计量1194.11.7 功率因数补偿1204.11.8 供配电系统1204.11.9 继电保护1204.11.10 防雷与接地1204.11.11 电缆敷设1214.11.12 照明1214.11.13 控制说明1224.11.14 设备电气控制原理1224.11.15 用电负荷计算表1264.12 自控系统、仪表1274.12.1 设计依据1274.12.2 设计原则1274.12.3 设计标准和规1274.12.4 设计围1274.12.5 自控系统1274.12.6 仪表1294.12.7 控制要求描述1294.12.8 安装说明1334.13 空调与采暖通风设计1334.13.1 设计依据与条件1334.13.2 空调与通风设计1344.13.3 采暖设计1344.14 中心化验室设计1344.14.1 化验室设计原则1344.14.2 中心化验室的任务1344.14.3 化验室分析污染指标1354.14.4 化验室化验设备配备要求1354.15 机械设备选型1354.15.1 设计原则1354.15.2 机械设备选型原则1364.15.3 机械设备技术要求1364.16 主要设备表1574.16.1 主要工艺设备1574.16.2 主要化验设备1614.16.3 主要电气设备1624.16.4 主要自控设备1634.16.5 主要仪表设备165第五章环境保护与节能设计1675.1 环境保护1675.2 工程节能170第六章劳动保护与消防设计1726.1 劳动保护和安全生产1726.2 消防设计173第七章污水处理厂的组织管理1747.1 组织管理机构1747.2 技术要求与管理1747.3 人员编制175第八章运行费用测算1768.1 人工1768.2 外购材料费用1768.3 外购燃料与动力费1778.4 污泥外运填埋费1778.5 检修维护、设备大修费1778.6 其他费用1778.7 经营成本汇总表178附：可研与环评批复178前 言项目名称：某县城市污水处理厂一期工程项目地点：省某县博望镇主管单位：省某县城市污水处理厂设计单位：省环境保护工程研究建设规模：根据某县污水处理厂可行性研究报告、某县污水处理工程设计合同书（2009年12月），确定污水处理厂设计规模为：近期：3104m3/d 2015年远期：6104m3/d2025年污水厂厂址：某县博望镇大东关村108国道以南汉江以北。进出水水质：1）设计进水水质根据某县污水处理厂工程可行性研究报告与某县污水处理工程项目设计招标文件编号：城采CCZ200903号与周边地区同类污水处理厂水质，确定进水水质指标：序号项目浓度/指标1pH值7.52悬浮物（SS）300 mg/L3五日生化需氧量（BOD5）200 mg/L4化学需氧量（CODCr）420 mg/L5总磷（TP）3 mg/L6总氮（TN）40 mg/L2)设计出水水质根据某县污水处理厂工程环境影响评价报告与可行性研究报告批复，二级处理排放的水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级B标准。出水水质指标见下表:序号项 目设计出水水质1化学需氧量（CODCr）60mg/L2生化需氧量（BOD5）20mg/L3悬浮物（SS）20mg/L4氨氮（NH3-N）8（15）mg/L5总氮（TN）20 mg/L6总磷（以P计）1.0mg/L7pH698粪大肠菌群数（个/L）10000处理工艺：污水处理采用A/A/O微曝氧化沟工艺，尾水采用紫外线消毒，达标后直接重力排放；污泥处理采用机械浓缩脱水处置工艺，泥饼外运填埋。污水、污泥出路：污水处理厂经生物处理后的尾水消毒达标后重力排放入城南小河；脱水泥饼外运填埋处理。工程主要容：某县污水处理厂工程规划总规模为6104m3/d，近期规划年限2015年，建设规模为3104m3/d；远期规划年限2025年，建设规模为3104m3/d。一期工程按近期规模实施，近、远期总占地面积72.1亩。主要污水处理构筑物包括：l 污水处理工段构筑物有粗格栅与提升泵房、细格栅与沉砂池、A/A/O微曝氧化沟、二沉池与污泥回流泵房、紫外线消毒池。l 污泥处理工段污泥池、清水池、脱水机房。附属与辅助生产生活设施l 辅助生产建筑物：配电房、风机房、维修间、生物除臭装置。l 附属建筑物：综合楼、门岗、食堂。主要经济技术指标近期30000 m3/d规模污水处理厂工程投资情况：厂总投资：7367.93万元直接投资：5428.77万元其它费用：1237.53万元预备费：666.63万元铺底流动资金：35.00万元成本分析：年运营成本：394.28万元单位水量运营成本：0.359元/m3第一章 概 述1.1 项目基本情况某县位于省南部盆地中心地带，总面积2265平方公里，随着经济的发展和人口的增加，某县城市规模不断扩大，污水排放量与日俱增，大量未经处理的污水排入汉江。汉江是南部最大的河流，在作为沿河一带人畜饮用水源和农灌、渔业用水水源的同时，又接纳了全县城区的生产和生活污水，严重影响当地居民的身体健康。污水厂规划年限：近期2015年，远期2025年。污水厂选址与占地：某县博望镇大东关村108国道以南汉江以北，占地面积72.1亩。1.2 设计依据与基础资料(1)省某县污水处理工程可行性研究报告；(2)某县污水处理厂工程可行性研究报告批复(2)某县政府采购中心招标文件；(3)某县污水处理工程设计合同（2009年12月）(4)某县城市污水处理厂可行性研究阶段岩土工程勘察报告；(5) 某县城市总体规划（2005-2020）道路工程规划图；(6) 当地的地形图；(7) 现场勘查的基础资料。1.3 设计采用的主要设计规与标准1.3.1 水质标准(1)城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）(2)污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999）1.3.2 勘察、设计规(1)室外排水设计规（GB50014-2006）(2)城市污水处理工程项目建设标准（修订）（2001年6月）(3)建筑给水排水设计规（GB50015-2003）(4)给水排水工程构筑物结构设计规（GB50069-2002）(5)建筑结构荷载规（GB50009-2001）(6)混凝土结构设计规（GB50010-2002）(7)建筑地基基础设计规（GB50007-2002）(8)建筑抗震设计规（GB50011-2001）（2008年局部修订版）(9)水工混凝土结构设计规（SL/T191-91）(10)建筑地基处理技术规（JGJ79-2002）(11)砌体结构设计规（GB50003-2001）(12)采暖通风与空气调节设计规（GB50019-2003）(13)建筑设计防火规（GB 50016-2006）(14)工业企业总平面图设计规（GB50187-93）(15)地下工程防水技术规（GB50108-2001）(16)防洪标准（GB50201-94）(17)市政工程勘察规（GJj56-94）(18)岩土工程勘察规（GB50021-2001）(19)供配电系统设计规（GB50052-95）(20)10 kV与以下变电所设计规（GB50053-94）(21)低压配电设计规（GB50054-95）(22)建筑物防雷设计规（GB50057-94）（2001版）(23)爆炸和水灾危险环境电力装置设计规（GB50058-92）(24)电力装置的继电保护和自动装置设计规（GB50062-2008）(25)通用用电设备配电设计规（GB50055-93）(26)电力装置的电力测量仪表装置设计规（GB/T50063-2008）(27)工业与民用电力装置的接地设计规（GBJ65-83）(28)电力工程电缆设计规（GB50217-94）(29)建筑照明设计标准（GB50034-2004）(30)仪表系统接地设计规（HG/T20513-2000）(31)过程测量和控制仪表的功能标志和图形符号（HG/T20505-2000）(32)自动化仪表选型设计规定（HG/T20507-2000）(33)控制室设计规定（HG/T20508-2000）(34)仪表供电设计规定（HG/T20509-2000）(35)可编程控制器系统工程设计规定（HG/T20700-2000）(36)电子计算机机房设计规（GB50174-93）(37)工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）(38)工业企业厂界噪声标准（GB 12348-2008）(39)泵站设计规（GB/T50265-97）(40)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89）1.3.3 施工和验收规(1) 给水排水管道工程施工验收规（GB50268-2008）(2) 给水排水构筑物施工和验收规（GB/T50265-97）(3) 建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规（GB50242-2002）(4) 埋地钢质管道水泥砂浆村里技术标准（CECSl0-89）(5) 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐技术标准（SYJ28-87）(6) 地基与基础工程施工与验收规（GB50202-2002）(7) 砌体工程施工质量验收规（GB50203-2002）(8) 混凝土结构工程施工与验收规（GB50204-2002）(9) 屋面工程技术规（GB50207-94）(10) 建筑地面技术规（GB50037-96）(11) 建筑地面工程施工质量验收规（GB50209-2002）(12) 地下水防水工程质量验收规（GB50208-2002）(13) 建筑防腐蚀工程施工与验收规（GB50212-2002）(14) 现场设备、工业管道焊接工程施工与验收规（GB50236-98）(15) 混凝土外加剂应用技术规（GB50119-2003）(16) 通风与空调工程施工质量验收规（GB50243-2002）(17) 建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）(18) 建筑电气工程施工质量验收规（GB50303-2002）(19) 工业自动化仪表工程施工与验收规（GBJ93-86）(20) 工业自动化仪表与验收规（GB50093-2002）(21) 自动化仪表安装工程质量检验评定标准（GBJl3l-90）(22) 电气装置安装工程施工与验收规（GB5025450259-96）(23) 建筑工程施工现场供用电安全规（GB50194-93）(24) 钢筋焊接与验收规程（JGJ18-84）(25) 机械设备安装工程施工与验收规（GB50231-98）(26) 压缩机、风机、泵安装工程施工与验收规（GB50275-98）(27) 水利工程钢闸门（包括拦污栅）制造安装与验收规（DL/T5018-94）(28) 钢结构工程施工与验收规（GB50205）(29) 平面格栅清污机标准（CJ/T3048）(30) 排水工程机电设备安装质量检验评定标准（SZ-06-99）(31) 连续输送设备安装工程施工与验收规（GB50270-98）(32) 工业金属管道安装工程施工与验收规（GB50235-93）(33) 泵安装工程施工与验收规（GB50275-98）(34) 起重设备安装工程施工与验收规（GB50278-98）(35) 主闸门制造、安装与验收规（D/T5018-94）(36) 城市污水处理厂工程质量施工与验收规（GB50334-2002）1.3.4 主要政策法律(1)城市污水处理与污染防治技术政策建城2000124号 （2000年6月）(2)中华人民国环境保护法 （1989年12月）(3)中华人民国水污染防治法 （1984年5月，1996年5月修正）(4)中华人民国水污染防治法实施细则 （2000年3月）(5)国务院关于环境保护若干问题的决定 （1996年8月）(6)建设项目环境保护管理条例 （1998年11月） (7)污水处理设施环境保护监督管理办法 （1989年5月）(8)饮用水源保护区污染防治管理规定 （1989年7月）(9)污染物排放许可证管理暂行办法 （1989年3月）1.4 设计原则(1) 贯彻执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规以与地方法规，充分体现业主对该项目的具体要求。(2) 在该工程规划的指导下，充分利用现有场地，对污水处理工程平面布置进行全面规划，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。(3) 根据污水进出水质要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用、管理方便的污水处理先进工艺与污泥处理先进技术，确保污水处理效果，减少工程投资与日常运行费用。(4) 结合本工程实际情况，采用适合国情的自动化仪表、设备与监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。(5) 通过技术经济论证优化方案和设备选型，力求技术可靠、经济合理。(6) 建构筑物造型简洁美观，厂区的环境设计实现园林化。1.5 设计围本工程设计围为某县城市污水处理厂一期工程项目的技术方案设计，在设计中充分考虑近远期扩建的衔接，总平面按总规模进行设计，近期3104m3/d的污水处理规模，远期3104m3/d污水处理规模，总污水处理规模达到6104m3/d。近期工程污水处理厂的所有工艺、设备、建筑、结构、防腐保温、电气、弱电、自控仪表、机械、消防、给排水、厂室外总体工程、出水管线和厂外管网等专业设计（不含绿化部分）。1.6 城市概况1.6.1 地理位置某县位于省南部盆地中心地带，坐落在汉江高漫滩一级台地上，东经10719至l0720，北纬3309至3310之间，北靠岭，南依巴山，长江最大的支流汉江横贯东西，县城东临洋县，西接汉台、留坝，南接南、西乡，县城所在地博望镇距市区30公里，距省会300公里。1.6.2 城市性质与规模某县位于盆地中心地带。全县南北长101公里，东西最宽42公里，最高海拔2602.4米，最低海拔467.0米，总面积2265平方公里，辖18个镇，6个乡，17个社区，392个行政村，总人口50.39万。县域地形呈南北长、东西窄。依据地形特点，南北高，中部低，自然形成三部分：北部为西岭南坡山地，地势由北向南倾斜，峰峭坡陡，山势险峻。中部为汉江平川区，南部系米仓山北部山地，地势由南向北倾斜，山势平缓，山间多平坝。其中，中部平川区人口占全县总人口的80%左右，是全县经济较为发达区域。某初步形成以果、猪、药、菜、茶、蚕六大产业为主导的农业产业化格局，建成“中国柑桔之乡”和西北最大的良种猪繁育基地。大力发展特色农业、效益农业、无公害农业。以柑桔为主的果业和生猪为主的畜牧业成为农村经济的支柱产业。现已拥有面积达3万亩，年产果3000吨的优质猕猴桃基地，4万亩茶园，13万亩柑桔基地，同时畜牧业养殖业不断扩大，势头强劲。某矿产资源有潜在优势。现已探明金属和非金属况19种，产地60处，尤其是石灰石、石、硅石、花岗石、蓝晶石等非金属矿，质优量大，极具有工业开采价值。特别是硅石贮量大、品位高。某县交通便利，有阳（阳平关）安（）铁路，-白河公路，周至-某公路过境，境有阳安支线，治铁路，县境已建成某至许家庙公路，某至龙头公路，某至上原观公路，文川至柳林公路等主要公路干道，全县公路总里程598公里，公路密度0.185公里/平方公里，为促进县域经济发展起到巨大的推动作用。近年来，县委、县政府通过加快“两园、两区、两带”的发展，带动整个县域的经济发展。同事走工业强县、产业富县、旅游富县的道路。在抓住机遇加强基础设施和城镇建设的同时，积极调整产业结构，不断提高工业和第三产业在国民经济中的比重，为今后十年国民经济的超常规，跳跃式发展奠定良好的发展环境。通过高起点规划、高标准建设、高质量管理，体现个性特色，把县城建设成布局合理、设施配套、功能完善、特色鲜明的副中心城市。1.6.3 气象条件某县县城年平均温度14.2，最热月（7月）平均气温25.3，最冷月（1月）平均气温2.1，平均相对湿度79%，平川区平均降水量820-850mm，全年降水量多而月季变化大，主汛期7-10月降水占全年总量的73%，最大积雪厚度8cm，最大冻土厚度7cm,主导风向为东北风，平均风速为1.4米/秒，最大风速13米/秒。1.6.4 水文地质特征某县县城地质特征为：中、下层属更新统冲积层，上部为全新统冲积层，表层为褐黄色、浅棕黄色亚粘土，厚度4-20cm，下部为岩性松散沙、卵石层。地基承载力一般在0.12-0.16mpa之间，地下水位埋深3-5米。该县地下150米深度以属第四系含水层，以河流冲击为主，其潜水含水层、底板埋深65-80米左右，含水层厚度35-60米，水位埋深3-20米，单位涌水量5-12升/秒，渗透系数12-18米/天。1.6.5 地震根据建筑抗震设计规（GB50011-2001），某县城区地震设防烈度为6度，第二组，设计地震基本加速度为0.05g。1.6.6 城市给水现状与规划1.6.6.1 给排水现状某县水源为地下水，现有水厂一座，水源井6眼。日供水能力1.5104m3/d，最高日供水能力为1.61.7104m3/d.该水厂自来水供城区的生活用水和部分工业企业的生产用水，其中70%为生活用水，30%为生产与其他用水；某氮肥厂、酒厂、烟厂等单位水源均来自自备水源井，全县共有大小自备水源井94眼，日供水量2104m3/d。某县是以老城为依托，边建设边发展的城市，目前县城已建成面积约15平方公里。主排水管网采取钢筋混凝土管道与水泥砌护渠相结合的合流制排水系统，生活污水、工业污水、雨水通过已敷设排水管道汇入丰东、家巷等主排水渠道排入城南小河，最终进入汉江。1.6.6.2 给排水规划概况根据某县总体规划与城市发展趋势，现城东水厂保留，保证日供水能力1.5104m3/d，拟新建北环路北侧邸村第二水厂，近期建设规模2104m3/d，远期扩建至5104m3/d。根据某县城总体规划（2005-2020）中的“排水规划”明确了雨、污分流的排水体系。规划要求依据某县城地形、地势与规划用地布局，采用分区排放的形式。丰东排污渠、家巷排污渠等原有的合流制排水体系，因其对汉江水质污染严重，改为分流制，旧排水系统经维修后留作排除雨水，新建污水排水系统。1.7 建设的必要性1.7.1保护“南水北调”中线工程源头水质的要求汉江区域是我国南水北调中线工程的重要水源涵养区，丹江口水库控制汉江60%的流域面积，多年平均天然径流量408.5亿方。保护汉江、丹江水源直接关系着南水北调中线工程取水点丹江口水库的水质和水量。汉江自西向东横穿某，在某境流长26km。而自改革开放以来，某依靠县独特的资源优势，国民经济和社会发展都得到了长足发展，截止2006年底，全县总人口达到50万人，其中规划城区人口10万人，随着国民经济的飞速发展，城市规模的扩大，人口数量的增加，热别是改革开放以来，人们生活水平逐步提高，人均用水量的增加，城市污水日排放量已达到20000余立方米，均未经处理直接排入汉江。为此，某县污水厂项目只有尽早实施才能将丹江口库区与上游水污染防治和水土保持规划落到实处，才能从根本上推进丹江口库区与上游水污染的改善，从而保证南水北调工程源头水的水质。1.7.2 实施西部大开发战略决策的要求九届全国人大四次会议时提出：实施西部大开发战略要突出重点，着重加强基础设施和生态环境建设，力争五到十年取得突破性进展。作为环境基础设施重要组成部分的城市污水处理厂的建设，不仅可以加强和改善城市基础设施，而且可以保护环境、防治污染，符合国家提出的建设开发生态大西部的要求。1.7.3.保护人民健康，改善投资环境的要求随着经济的发展和人口的增加，某县城市规模不断扩大，污水排放量与日俱增，大量未经处理的污水排入汉江。经对城区排污口水质的监测数据分析，以SS、BOD5、COD为主要污染物，造成程度不同的有机性污染、病原性污染和富营养性污染。破坏了水体生态环境，对以汉江水源作为人畜饮用水水源和农灌、渔业用水水源的水体周围群众的生产和生活带来不利影响，严重影响当地居民的身体健康。某县污水处理厂的建设，保护了人民健康，改善了投资环境，有利于某县经济的可持续发展，其建设是必要和必须的。第二章 总体设计与厂址选择2.1 设计水量2.1.1 规划人口预测根据某县城市总体规划（2005-2020年）中人口规模预测方法：1）趋势外推法考察1990年至2003年某县城人口的发展，可以看出其城镇人口的年均增长率为60.16。按照此人口增长趋势推算，可以得出规划近远期的城镇人口规模。即用公式：Px=12.82*(1+60.16)n；（式中：Px规划目标年的城市人口数；n增长年数；12.822003年某县城市现状人口）。照此预测，某县城城市近期（2015年）为25.84万人；远期（2025年）为46.35万人。2）综合分析法城市人口的增长主要是通过对周边人口的吸引，通过人口的非农化、从乡村向城市的迁移来实现的，因此在城市人口规模预测中主要应考虑人口的机械增长的速率。1990年县城人口规模为60000人，到2003年增加到128228人，平均年增长率为60.16。扣除1990-2003年之间平均年自然增长率4.24，那么13年的机械增长率为55.92。根据某县城市发展的前景看，今后一段时期应是城市发展加速的时期，某县的城镇发展采取“强化中心，突出重点，抓好一环，带动全面”的发展战略，要把县城建设成为初具实力、带动作用强的东部的小城市。全县的非农业人口的增长将主要向县城区域集中，因此县城人口在机械增长率将会较高。规划确定近期（2005-2015年），某县城人口中的机械增长率为45，远期（2016-2025年）为30，人口的自然增长率近期为5，远期为3。则某县城近远期人口分别为：近期：23.02万人；远期：35.96万人。根据以上两种预测，参照某县域城镇体系规划和市城市总体规划对某县城规模的预测，规划确定某县人口规模的控制目标为：近期（2015年）：23万人远期（2025年）：36万人2.1.2 污水量预测1)按室外给水设计规（GB50013-2006），某县属二区，人均平均日综合生活用水定额为110180L/cap.d。但某县位于岭（是中国地理最重要的气候分水岭）以南，与省比邻，属于丰水地区，夏季气候炎热，空气湿度大，居民生活习惯接近、，且现状人均用水量较高，城市单位人口综合用水定额达到了273 L/cap.d。故设计中综合用水量20052015年取120 L/cap.d ，污水量按用水量的80%计，20162025年取150 L/cap.d，污水量按用水量的85%。2)工业用地面积按照某县城市总体规划中工业用地规划计算。单位工业用地用水量指标参照城市给水工程规划规（GB50282-98），近期采用0.45万m3/km2.d，远期采用0.50万m3/km2.d。3)污水量预测表a)生活污水量预测表编号名称（单位）2015年2025年1规划人口（万人）23.036.02综合生活用水定额（L/cap.d）1201503用水量（104m3/d）2.765.404污水排放百分比80855生活污水量（104m3/d）2.214.59b)工业污水量预测表编号名称（单位）2015年2025年1规划工业用地（km2）2.473.762用水指标（万m3/km2.d）0.450.503工业用水量（104m3/d）1.111.884污水排放百分比80855工业污水量（104m3/d）0.891.60c)城市污水总量预测表编号名称（单位）2015年2025年1人口（万人）23.036.02生活污水量（104m3/d）2.214.593工业污水量（104m3/d）0.891.604城市污水总量（104m3/d）3.106.192.1.3 污水处理规模确定综上，根据某县政府采购中心招标文件与省某县污水处理工程可行性研究报告（工程号2008-1858）的要求，确定某县污水处理厂设计规模分别为：近 期：3104m3/d； 2015年远 期：6104 m3/d； 2025年近期总变化系数：KZ=1.45远期总变化系数：KZ=1.362.2 设计水质2.2.1污水进水水质预测1)工业废水城市污水处理厂处理对象主要为经过预处理后的工业废水和未经处理、但水质较好的企业排放的工业废水以与居民生活区排放的生活污水，不接纳工业企业排放的有毒有害工业废水以与尚未进行预处理的工业废水，排入污水处理厂的工业废水要求须经过预处理，水质必须达到污水排入城市下水道水质标准（GJ3082-1999）中规定的允许值或处理到当地环保部门规定的水质标准后，方可进入城市污水处理厂进行处理。污水排入城市下水道水质标准污染物标准值污染物标准值pH69氟化物15悬浮物400汞与其无机化合物0.05易沉固体15min10ml/l镉与其无机化合物0.1油脂100铅与其无机化合物1矿物油类20铜与其无机化合物1苯系物2.5锌与其无机化合物5氰化物0.5镍与其无机化合物2硫化物1锰与其无机化合物2挥发性酚1铁与其无机化合物10温度35锑与其无机化合物1生化需氧量（BOD5）100(300)六价铬无机化合物0.5化学需氧量（CODcr）150(500)三价铬无机化合物3溶解性固体2000硼与其无机化合物1有机磷0.5硒与其无机化合物2苯胺3砷与其无机化合物0.5注：摘自污水排入城市下水道水质标准（GJ3082-1999），除水温、pH与易沉固体外，其余单位均为mg/L。在执行污水排入城市下水道水质标准时，要求做到以下6项要求：（1）严禁排放能腐蚀下水道设施的工业废水；（2）严禁向城市下水道倾倒垃圾、积雪、粪便、工业废渣和排放易于凝集的堵塞下水道的物质；（3）严禁向下水道排放含有剧毒物质（如氰化钠、氰化钾等）、易燃、易爆物质（如汽油、煤油、重油、煤焦油、苯系物、醚类与其有机溶剂等）的工业废水和有害气体；（4）医疗卫生、生物制品、科学研究、肉类加工等含有病原体的污水必须经过严格消毒处理，除遵守本标准外，还必须按有关专业标准执行；（5）放射性污水向城市下水道排放，除遵守本标准外，还必须按放射防护规定（GBJ8-74（部试行）执行。2)生活污水某县周边城市生活污水处理厂进水水质：序号污水处理厂所在城市/厂名BOD5(mg/l)SS(mg/l)COD(mg/l)TN(NH3-N)TP(P043-P)1勉县污水处理厂1801803503562镇巴县污水处理厂1902003603533宁强县污水处理厂2002303803244西乡县污水处理厂1602203603035旬阳县污水处理厂2003004003546北石桥污水处理厂180400225252.8-37长安污水处理厂2302204002538邓家村污水处理厂220300450268.52.2.2 污水进水水质确定综上，根据省某县污水处理工程可行性研究报告和某县政府采购中心招标文件的要求，并参考相近地区、相近情况、相类似城市污水处理厂进水水质资料，确定本污水处理厂的进水水质为：表2-1某县污水厂进水水质指标序号项目浓度/指标1pH值7.52五日生化需氧量（BOD5）200mg/L3化学需氧量（CODcr）420mg/L4悬浮物（SS）300mg/L5总氮（TN）40mg/L6总磷（TP）3mg/L2.2.3 出水水质与处理目标根据省某县污水处理工程可行性研究报告，汉江为某县污水厂尾水的受纳水体。按照水域环境规划，汉江河属于地表水环境质量标准（GB3838-2002）中类水体。依据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的规定，对排入类水体的污水执行一级B标准。结合城市现状与发展规划，确定某县城污水处理厂其污水排放控制标准指标如下：表2-2某县污水厂污水排放指标项 目设计出水水质pH值69生化需氧量（BOD5）20 mg/L化学需氧量（CODCr）60 mg/L悬浮物（SS）20 mg/L氨氮（以N计）8（15）mg/L总氮（TN）20 mg/L总磷（以P计）1 mg/L粪大肠菌群数（个/L）104注：NH3-N项括号数字为水温12C时的水质指标，括号外数字为水温12C时的水质指标。2.3 污水处理厂近远期结合与中水回用本次初步设计考虑某县城市污水处理厂污水处理部分近远期结合，预留远期建设用地。土建预处理部分按照近远期一次性建设完成（包括进水井、粗细格栅、提升泵房与沉砂池等），远期增加或者更换设备。生化处理部分按近期建设，考虑和远期部分连通。其余附属设施按远期一次建成。本次初步设计主要设计污水处理一期工程，在经济条件允许的情况下，中水回用是非常必要的。拟在污水处理厂远期建成后进行中水回用设计的建设，回用率根据今后发展情况与回用目标进行核算。因此在污水处理厂规划红线预留中水回用用地，业主对此用地进行征地。2.4 尾水排放根据省某县污水处理工程可行性研究报告，污水处理厂尾水排入某县城南小河后流入汉江。2.5厂区防洪按设计某县污水处理厂场地平整后标高为474.0米，尾水排入城南小河，城南小河常水位标高为468.8米，三十年一遇洪水位为475.24米，故应建设防洪堤进行防洪。做法如下：1、防洪堤与进厂公路相结合，按单车道四级公路标准设计。该路堤北端接G108国道，起点设计标高479.20米,向向城南小河，建一座钢筋混凝土小桥跨越，桥面设计标高479.20米，桥宽5.0米，桥下净跨（即过水净宽）约为16.0米，堤经污水处理厂厂区北面，在中段分叉进入厂区。堤再向两面延伸，与汉江现有江堤相接，接合点标高与汉江江堤标高一致（479.50米）。2、该堤为堤路结合一体，在跨越城南小河后，路面逐渐降至防洪堤堤顶设计标高（476.50米）。整个堤防直至将与汉江江堤相接前，再逐渐爬坡，升至与汉江江堤相接（标高479.50米）。3、污水处理厂防洪堤在进厂道路跨越城南小河后共由三道防洪堤组成，一条位于厂区西面，向南延伸至与现有汉江堤相接；中间一条分叉路通污水处理厂西面正门进入厂前区，另一条在厂区北面先向东再向南延伸与现有汉江堤相接，在东段开一分叉路通污水处理厂东面侧门进入厂区；同时与厂区南面现有汉江堤形成对污水处理厂厂区的完整防洪堤防工程。4、整个堤防堤顶设计控制标高为476.50米，堤面宽5.0米，堤两侧边坡为1：2。2.6 对可行性研究报告批复与意见的响应1、本次初步设计中在某县污水处理厂工程可行性研究报告的基础上调整优化设计参数与工艺计算。2、明确近、远期建设的围。3、本次初步设计按近、远期规模统筹考虑，“一次规划”设计布局。4、本次初步设计中污水消毒工艺采用紫外消毒工艺。5、对生物处理工艺，与可研推荐工艺对比，本初步设计采用“A/A/O微曝氧化沟”工艺。2.7 厂址选择2.7.1厂址选择原则按污水集中处理方案选择厂址。污水处理厂厂址的选择结合实际情况遵循以下原则：(1)结合城镇建设用地现状，尽量减少工程拆迁量和节约利用土地。(2)污水处理厂尾水接纳水体为汉江，厂址选择在某县城区下游，并尽可能远离城市水源地。(3)保障污水处理厂有充足的发展用地与绿化隔离带用地。(4)应位于城市或居民区夏季主导风向的下游，并尽量远离居民区，避免废气和噪声的污染。(5)尽量少占农田，利用坑塘洼池和江河滩地。(6)便于处理后污水、污泥的排放和利用。(7)工程地质条件良好。(8)交通方便，运输与水电条件较佳。2.7.2 厂址选择方案根据某县政府采购中心招标文件（项目名称：某县污水处理工程项目设计），提供了厂址二和厂址三供选择。两处厂址均紧邻108国道，在某县城江北生活区的西南端。1、厂址二位于汉江一级阶地前缘至高漫滩的过渡地段，在108国道与城南小侧，西侧为316国道，108和316国道在厂址西端相交。南距西（安）汉（中）高速公路入口约3km，阳安铁路沿场地北侧通过。2、厂址三位于108国道北侧，某江北居住区的东侧，阳安铁路沿场地南侧通过。2.7.3 厂址方案确定1、拟选两厂址均位于断陷盆地之中东部，区未见全新活动断裂，区域上是稳定的，属可以进行工程建筑的一般场地。两厂址均未见不良地质作用和地质灾害，对拟建污水处理厂、管线是适宜的。2、拟选两厂址均位于某县城最低处，处于城市管网的末端，北区污水可全部自流进入污水处理厂。3、拟选两厂址均紧靠108国道，处于县城边沿，交通、供水、供电等条件便利。4、厂址二相对而言地形较平坦，标高在472.5m474m左右，平整场地土方量一般；场地与108国道中间有小河穿过，需在小河建小桥，需做防洪处理；场地紧临108国道，交通极为便利，不占农田，施工条件好。5、厂址三相对来说地形平坦，标高在473.5m左右；在南侧有铁路防洪，因此无需另外建设防洪工程。但该厂址所占农田量大，征地费用高，交通条件较差，仅有一条小路从场地北面通过，在东北面有居民区，处于夏季主导下风方向，污水处理厂产生的臭气对居民区有一定影响。污水经二级处理后退水距汉江排入口较远且需穿越铁路，施工困难。以上所选两厂址均有利弊，综合考虑本次设计拟选用厂址二作为污水处理厂厂址，厂区面积为48043.75m2。第三章 污水管网工程设计3.1管网服务面积根据某县城市总体规划(2005-2020)，本项目服务片区的2015年的污水管网服务面积为18km2；2025年的污水管网服务面积为26km2，其中江北片区污水管网服务面积为22 km2，江南片区污水管网服务面积4km2。 3.2排水体制3.2.1排水体制城市排水体制的选择是城市排水系统规划中的首要问题。它影响排水系统的设计、施工、维护和管理，对城市规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资、初期投资和运行管理费用。城市排水通常采用混合制的排水系统，即既有分流制，也有合流制，这是与城市发展的不同时期相联系的。城市中由于各区域自然条件与建设境况的不同，因地制宜地在各区域采用不同的排水体制都是合理的。排水体制的选择应因时因地制宜。一般新建的排水系统宜采用分流制，但是若在技术经济比较的基础上，有些新建地区采用合流制也可能合理。如离旧城较近，又靠近污水处理厂，则可用合流制，既节省管网投资，还能同时处理部分雨水。两种排水体制的实施，对受纳水体都存在负面影响。降雨量较大时，实行合流制排水体制的区域，将有部分污染负荷随溢流带入水体；而实行分流制排水体制的区域，只要可形成径流降雨，必将把整个地域的地表污染负荷全部带入江河里。某县的排水体制应根据城市总体规划、环境保护要求、污水利用处理情况、可行性研究报告与设计合同等条件综合考虑。3.2.2现状排水体制某县城区现状雨污合流制，污水没有经过处理，直接排入汉江，局部地段的雨、污水排入外围低地和农灌渠道。排水管很少，主要采用明沟、暗沟排放雨水、污水。通过对排水现状可以看出，某县基本采用旧合流制排水体制管渠系统，通过直排式合流管渠，直接将雨水和生活污水就近排入丰东渠、家巷等水体，污水直接造成水体严重污染，并由此影响城镇居民的生活环境。因此，要兴建城市污水处理工程，必须对现状合流制排水管渠系统进行逐步改造。现阶段，对合流制排水管渠系统改造方式主要有四种，分述如下：1）改旧合流制为分流制将旧合流制改为分流制，是一种彻底的改造方法。由于实施雨、污分流，可以将污水全部引至污水处理厂，从根本上杜绝污水直接排放对水体的污染。同时，由于雨水不进入污水厂，处理水水质水量可维持较小的变化围，保证出水水质相对稳定，容易做到达标外排。要实施分流制，对于现状条件要求较高。不论是住宅还是工业企业，部的管道系统必须健全，要求有独立的污水管道系统和雨水管道系统，便于接入相应的城市污水、雨水管网；同时要求城市街道的横断面有足够的位置，允许新增管道的敷设。一般城镇由于建设标准低，地面建筑拥挤，路面狭窄，如若将合流制改为分流制，存在投资大、施工困难等诸多问题，短期很难做到，近期实施可操作性较差。2）保留部分合流管，实行截流式合流制大部分城市，如果水体环境有足够的自净能力，基本上采取截留式合流制排水系统，保留老城市部分合流管，沿城区周围水体敷设截留干管，对合流污水实施截留，并视城镇发展状况，逐步完善管网，改为分流制。这种过渡方式，由于工程量较小、节约投资、易于施工、见效快，已得到广泛应用，并取得良好效果。旱季时，截流式合流制排水系统可将污水全部送入城市污水处理厂。雨季时，通过截流设施，只能将部分合流污水输送至污水厂处理，超出截流水量的污水排入附近水体，不可避免会对水体造成局部和短期污染。而进入污水处理厂的污水，由于混有大量雨水，使原水水质、水量波动较大，势必对污水处理厂各处理单元产生冲击，这就对污水处理工艺提出更高的要求。3）在截流式合流制的基础上，设置合流污水调蓄构筑物有些城镇，周围水体稀疏，环境容量有限，自净能力较差，不允许合流污水直接排入。这种情况下，可在截流干管适当位置设置合流污水调蓄构筑物，将超过截流干管传输能力与污水厂处理能力的合流污水引入调蓄构筑物暂时储存，待暴雨过后再通过污水泵提升至截流干管，送入污水厂进行处理，基本上保证水体不受或少受污染。需要指出的是，这种调蓄构筑物往往占地面积很大，并且雨水量不是一个定值，合理确定合流污水调蓄构筑物容积有较大难度；再者，调蓄合流污水量最终再通过污水泵提升至截流干管（极少数有高差利用的城镇除外），造成日常运行、维护、管理的不便，同时也提高了污水处理厂的负荷与运行费用，所以不提倡采用合流污水调蓄构筑物，必须经充分论证，无实施分流制的可能时才予以考虑。4）在截流式合流制的基础上，对溢流混合污水进行处理。同上一种情况类似，如果城镇周围水体自净能力有限，水体环境相当脆弱，采用截流式合流制排水管渠系统，在溢流合流污水排入水体前，必须进行处理。针对合流污水水量大、浓度低的特点，可采用一级处理，选择筛滤、混凝沉淀、投氯消毒的处理工艺。合流污水经处理后，污染浓度可显著降低，从而大大减轻对水体的污染。该措施由于包含了对雨水的处理，与前种情况存在类似的不足：日常运行费用高，且分散处理设施远离城镇集中污水处理厂，运行、维护、管理均存在诸多不便。根据我国城市水污染控制技术政策要求，应加强城市市政排水管网的改造、调整和建设，做到雨水、污水分流，为城市污水集中处理创造条件。因此，对城市旧合流制排水管网系统的改造，应优先考虑分流制，在实施难度较大的情况下，才考虑采用截流式合流制排水管渠系统。以上第3）、第4）种情况，是在截流式合流制的基础上加以改进，针对环境有较高要求而提出的具有一定的特殊性。3.2.3排水体制的确定根据某县城市总体规划与某县可行性研究报告与设计合同，排水体制采用雨、污分流制排水，现状的排水管渠经过水力计算之后雨水管渠保留和改造。城区现有合流制出户管与街坊管排水体制改造（不在本设计围）由某县有关部门统一改造，且须随该工