佛山市某鎮城區污水處理廠工程可行性研究報告前言某鎮地處珠江三角洲腹地，位于南海區西部，東與獅山鎮相連，南與西樵鎮相接，西、北與三水區接壤。距廣州38KM，佛山22KM，北江支流從鎮的東邊流過，南海區東西干線連接某鎮城區與廣州珠江隧道芳村口，每天有數十班客車往返于廣州、佛山和西樵之間，水陸交通方便。近些年來，隨著某鎮的經濟的發展，排放的生產生活污水水量也隨之增長；而某鎮城區基本上未鋪設污水收集管道，大量的生產生活污水未經收集處理直接排放入水體，對周圍水體造成嚴重污染。根據南海區環境規劃總體要求及某鎮環境規劃要求，某鎮近期即將實施建設城區生活污水收集管道和污水處理廠，以完善某鎮的污水處理系統，改善某鎮的水環境。基于上述背景，2006年3月，受佛山市某鎮污水處理有限公司委托，我院積極組織技術力量，對工程規模及原有方案進行了進一步的綜合分析和研究，相應地調整了技術方案，最終編制了佛山市某鎮城區污水處理工程的可行性研究報告。本研究報告主要結論如下（1）污水廠處理規模根據建設方提供的資料，結合實際調研情況，確定某鎮城區污水處理廠設計規模為6萬噸/日，分期建設。本可行性研究報告主要考慮一期（2007年）處理規模10萬噸/日的設計。（2）進出水水質結合調查數據、城鎮污水廠處理廠污染物排放標準（GB189182002）,確定某鎮城區污水處理廠進出水水質如下設計進、出水水質一覽表序號設計指標進水水質出水水質去除率1CODCRMG/L30060802BOD5MG/L15020873SSMG/L20020904NH3NMG/L308735TPMG/L31067（3）污水處理工藝本方案推薦采用CASS工藝作為某鎮城區污水處理廠污水處理的主體工藝，同時根據城市污水處理工程項目建設標準，經二級處理后消毒排放。（4）污泥處理工藝結合一期10萬噸/日建設規模的實際情況，建議設儲泥池，通過螺桿泵提升進入濃縮脫水一體化機進行濃縮脫水，脫水后污泥外運填埋處理。（5）污水廠主要技術經濟指標序號名稱單位數量1一期廠區占地面積公頃08472建構筑物占地面積公頃03183建筑系數1404道路廣場占地面積公頃0225序號名稱單位數量5綠化占地面積公頃01696綠化系數307總投資萬元143782目錄前言I1概述111編制依據及基礎資料1111編制依據1112基礎資料112采用的主要規范和標準213編制范圍及年限4131編制范圍4132編制年限414編制目的415工程區域概況及自然條件5151某鎮工程區域概況5152某鎮自然條件7153現狀排水系統概括816工程實施的必要性92工程規模、水質與廠址1121污水水量預測1122設計規模1423污水水質論證16231設計進水水質16232出水水質2123污水處理廠廠址223處理工藝方案論證2331污水處理方案23311常規二級處理工藝23312污水處理工藝介紹24313污水處理工藝選擇2732污泥處理工藝4533消毒方式4834曝氣方式5035池型選擇514工藝設計5741工藝流程5742主要處理構筑物工藝設計5743輔助建筑物設計6244廠區總平面設計6345污水處理廠豎向設計6646主要設備表665建筑設計7051設計指導思想和設計原則7052總平面布置及豎向布置7053建筑風格與立面716結構設計7261主要設計參數7262結構材料7263構筑物結構形式737電氣設計7471電源7472設計范圍7473負荷計算7474變配電系統7575設備選型7576保護和控制7577電纜選型及敷設7578接地與防雷7679計量76710設計分界點768儀表及自控設計7781總述7782設計范圍7783設計原則7784污水廠儀表設計7785通訊設計7986防雷及接地7987設備選型799安全防火環保節能8091環境保護8092勞動保護及安全衛生8293消防8494節能減耗措施8610人員編制、經營管理87101人員編制87102經營管理8711工程投資估算與成本核算89111工程概況89112編制內容89113編制依據89114估算中需要說明的問題89115工程項目投資估算90116成本分析9012財務評價93121計算原則和評價參數94122成本費用預測96123財務分析報表和財務評價指標96124不確定分析10013工程效益102131環境效益102132社會效益102133經濟效益10314結論與建議10415附件106151附表106152附圖1061概述11編制依據及基礎資料111編制依據佛山市某鎮城區污水處理廠工程設計委托書。112基礎資料1、佛山市某鎮總體規劃修編某鎮人民政府，深圳市城市規劃設計研究院2006年9月編制2、南海市“十五”環境保護規劃南海市環境保護局1999年12月編制3、城市污水處理及污染物防治技術政策建設部國家環保總局科技部建城【2004】24號文件4、市政工程設計管理標準建設部城市建設司5、佛山市某鎮污水處理專項規劃某鎮人民政府，同濟大學建筑設計研究院2007年3月編制6、某鎮自來水公司提供有關工業園及附近村委的近幾年的用水量7、某鎮地形圖1100008、其它某鎮的基礎資料12采用的主要規范和標準1室外排水設計規范（GB500142006）2泵站設計規范GB/T50265973建筑給水排水設計規范GB5001520034地表水環境質量標準GB383820025城鎮污水處理廠污染物排放標準GB1891820026城市污水處理工程項目建設標準（修訂）2001北京7城市污水處理廠污水、污泥排放標準CJ3025938城市污水處理廠附屬建筑和附屬設備設計標準CJJ31899城市污水處理廠運行、維護及其安全技術規程CJJ609410建筑結構荷載規范GB50009200111建筑地基處理技術規范JGJ79200212混凝土結構設計規范GB50010200213建筑抗震設計規范GB50011200114砌體結構設計規范GB50003200115鋼結構設計規范GB50017200316給水排水工程結構設計規范GB50069200217建筑樁基技術規范JGJ949418預應力混凝土結構規范19混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204200220給水排水構筑物工程施工及驗收規范GBJ1419021地基與基礎工程質量驗收規范GB50202200222建筑地基基礎設計規范GB50007200223采暖通風與空氣調節設計規范GBJ19872001年版24暖通空調規范實施手冊2510KV及以下變電所設計規范GB500539426低壓配電設計規范GB500549527供配電系統設計規范GB500529528電力工程電纜設計規范GB502179429電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范GB500629230工業企業照明設計標準GB500349231爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范GB500589232建筑物防雷設計規范GB50057942000版33工業與民用電力裝置的接地設計規范GBJ658334自動化儀表選型規定HG205079235儀表供電設計規定HGT20509200036儀表系統接地設計規定HG20513200037建筑防雷設計規范GB50057942000版38計算機機房設計規范GB501749339分散型控制系統工程設計規范HG2057340電氣裝置的電測量儀表裝置設計規范GBJ639041分散型控制系統工程設計規定HG/T205739542控制室設計規定HG20508200043信號報警、聯鎖系統設計規定HG20511200044建筑設計防火規范GB50016200613編制范圍及年限131編制范圍本可行性研究編制范圍佛山市某鎮城區污水處理廠工程。本工程服務范圍為某鎮中心城區。132編制年限本工程編制年限近期一期2007年2010年遠期二期2010年2020年14編制目的編制目的是對工程設計規模、污水水質、處理廠廠址、污水污泥處理工藝等進行技術可靠性、經濟合理性及實施可能性的多方案比較和論證，在此基礎上，提出推薦方案，使所選方案科學合理、技術先進、處理效果好、運行穩妥可靠、占地面積小、造價省、運行成本低。最終使得該項工程的社會效益、環境效益和經濟效益達到最佳統一。1貫徹國家有關環境保護政策，符合國家的有關法規、規范及標準；2經處理后排放的污水水質符合國家和地方的有關排放標準和規定，符合環境影響評價的要求；3在佛山市城市總體規劃及佛山市污水處理工程建設規劃的指導下進行項目的可行性研究；4根據現有的排水體制和水環境保護的要求，綜合規劃和選擇合理的排水體制，使工程具有可實施性；5因地制宜地采用先進的污水處理和污泥處理的新工藝、新技術、新設備和新材料；6采取全面設計、分期實施的原則，既考慮近期的可操作性又考慮中、遠期合理性，使工程建設與城市的發展相協調，既保護環境，又最大程度地發揮工程效益；7采用先進地節能技術，降低污水處理廠的能耗及運行成本；8優先采用集成度高的污水處理工藝，以便實現模塊化設計，以利于污水處理廠的分期建設和擴展；9采用先進、可靠的自動化控制技術，提高污水廠的管理水平，保證污水處理工藝運行在最佳狀態，盡可能減輕工人的勞動強度；10污水處理廠的處理工藝流程力求先進、簡潔、可靠，便于操作管理；11在整個污水處理廠設計中，始終體現“以人為本”的設計精神，美化和改善職工的工作和生活環境。15工程區域概況及自然條件151某鎮工程區域概況1地理位置及歷史沿革某鎮地處珠江三角洲腹地，位于南海區西部，東與獅山鎮相連，南與西樵鎮相接，西、北與三水區接壤。距廣州38KM，佛山22KM，北江支流從鎮的東邊流過，南海區東西干線連接某鎮城區與廣州珠江隧道芳村口，每天有數十班客車往返于廣州、佛山和西樵之間，水陸交通方便。丹灶名源于晉代，距今1700多年，原名珍豐市。相傳東晉道教理論家、醫藥家及煉丹術家葛洪博學多才、淡薄名利，一心鉆研神仙道術，在其擔任勾漏令期間，曾從羅浮山云游至此，在金鋒崗結灶煉丹成圣，珍豐市遂改名丹灶。此地曾出土煉丹灶一只。建國前后19501957丹灶屬南海縣第四區和十三區，1957年又進行撤區建鄉，成立了大的丹灶鄉，1958年改為紅峰人民公社原四區后云溪鄉，十三區石龍村也同時劃歸紅峰公社，1961年底成立丹灶區、分設丹灶、西城和某鎮城區三個公社，1963年三社合并，成立丹灶公社1966年將丹灶公社改稱為紅峰公社，又于1978年復名為丹灶公社，1983年改稱丹灶區，1987年又改稱某鎮。2004年年底，某鎮與金沙鎮合并，并沿用某鎮名稱。某鎮不僅是珠江三角洲著名的魚米之鄉，還是著名的歷史和文化之鄉，不僅有東晉時道教理論大師葛洪在此煉丹，而且清代散文家、教育家、著名的維新變法領袖康有為也出生于此。2行政區劃、人口現狀及預測某鎮現轄區總面積為1436KM2，轄原某鎮和金沙鎮，鎮政府設在某鎮城區。某鎮城區管轄1個城區辦事處和新農、荷村、石聯、大渦、上沙窖、建設、東升、丹灶、朗心、良登、仙崗、西城、銀河及周邊15個行政村，55個村民小組。根據第五次人口普查資料顯示，某鎮城區總人口為60109人包括外來人口，總戶數為16817戶，人口密度為713人/KM2。在總人口中，男性為31176人，女性為28933人。2001年戶籍人口為41899人，農業人口33962人，非農業人口7937人。2005年末統計總人口為160220人，其中戶籍人口為83067人。某鎮政府設在丹桂路一側。根據佛山市某鎮總體規劃（20052020），某鎮人口現狀與預測見表11表11某鎮人口現狀與預測表年份200520102020戶籍人口萬人831865918暫住人口萬人77113592673總人口數萬人160222243591152某鎮自然條件1地形地貌某鎮城區地勢由西北向東南傾斜，西部為連片崗地面積2236KM2，外廓呈月牙形，東部為沉積小平原6115KM2。丹灶境沃野平曠，河流縱橫，丘陵山崗星羅棋布。某鎮城區面積84KM2，土地肥沃，灌溉便利，農業生產和養殖業發達。城區土地資源相對豐富，擁有大面積的連片土地，有山、水、林，而且只是初步開發，污染較輕，生態狀況良好。2氣象某鎮屬亞熱帶海洋性季風氣候，全年氣候溫和，夏長冬短。丹灶日照充足，年平均氣溫218，1月平均氣溫13，7月平均氣溫288；雨量充沛，年平均降雨量為156337MM，49月為汛期，其降雨量占全年的81；79月為臺風季節，對丹灶影響較大。3河道及水文某鎮地處珠江三角洲河網區，水資源比較豐富，以地表徑流及人工灌渠為主。鎮東面為北江干流東平水道，支流羅行涌從鎮內穿過，南面為西城涌，官山涌環山溝是某鎮城區的主要內涌，貫穿鎮南北，源于三水，流入北江順德水道。某鎮城區地表徑流與人工灌渠大部分都與環山溝相連。153現狀排水系統及規劃1城區排水現狀根據實地踏勘了解，城區范圍內生活污水未經處理直接排入附近水體。雨水管網為道路工程附屬，無統一規劃設計，不成體系。目前沒有完善的污水管網，雨水、污水合流排放，工業廢水和生活污水通過自建管道流入排水站，然后通過排水站提升至官山涌中；官山涌現在是納污河流，河水污染嚴重，水質達不到地表水V類水質。2存在的問題1現狀為雨、污合流制，大部分污水沒有經過處理直接排放，對水體污染嚴重。2部分污水采用明渠排水，污染環境衛生。3城區排水規劃行政村居民點現狀為雨污合流制，受道路、建筑和管位等多方面條件的限制，目前把現狀的合流制完全改建為分流制所需的工程量很大，根據實際情況近期各居民點排水采用合流系統，沿排水出口設污水截流管，將旱流污水和初期雨水進行截流，排入污水系統，等將來統一改造時，再實行污水、雨水分流排放。對于其它新建地塊規劃排水體制均采用雨水、污水分流制，對新建、改建的道路、小區一律要實行分流制，建設污水、雨水兩套排水系統。建設污水處理廠處理管網收集的污水。本工程近期采用截流式合流制排水系統。根據甲方要求，2007年污水廠建成后不建收集管網，只考慮從城區排澇泵站收集污水，因此不考慮截流雨水；2010年建設污水收集管網時再考慮N01的截流雨水的收集。遠期2020年再逐步改造成分流制。16項目實施的必要性城區污水處理廠的建設使十分必要的，主要體現在以下幾個方面1是配合丹灶的河涌整治、截污，改善丹灶河涌水環境的需要。城區污水處理廠的服務范圍主要是某鎮南部城區、西部工業區以及周邊村落。目前該區域內未建成污水收集系統，大量工業廢水、生活污水直接排入內河涌，使水環境嚴重惡化，河涌淤積十分嚴重，影響排澇能力，同時水環境容量遞減，失去水體自凈能力，正逐步影響居住環境和居民身體健康，大量污水排入河道造成某鎮部分河道官山涌等水體呈現劣V類和V類，因此必需加快實施污水管網收集系統，特別對于污染嚴重的城區實施截污管網建設，截留污水，改善河涌水環境質量。根據已完成的佛山市某鎮污水處理專項規劃，城區所在的丹灶南部片區近期污水量為33萬噸/日，這些污水現狀均直排入附近水體，對周圍水環境的影響較大，因此也必須盡快新建城區污水處理廠。2改善生活和投資環境，保護水資源的要求，提高人民的生活水平，促進某鎮社會和經濟發展的需要。水資源是極其寶貴的，是人類賴以生存和社會持續發展的先決條件。水資源的開發利用即要滿足社會經濟發展的需要，又要充分考慮水資源的承受能力，對水資源實施切實且有效的保護，使水資源得以持續利用，支持社會的可持續發展。為了有效解決水環境的污染問題，實現城市可持續發展的戰略目標，根據佛山市人民政府下發的佛山市珠江水環境綜合整治實施方案佛府辦（2003）39號的要求，珠江水環境綜合整治的目標是一年初成見效，三年不黑不臭、八年江水變清，同時廣東省人民政府與佛山市人民政府簽訂2002年至2010年珠江責任書，要求2005年底城市出水處理率達到50以上，而佛山市某鎮污水處理專項規劃中也明確要求某鎮2010年的污水處理率應達到50。因此必須加快對城市污水進行綜合治理，提高城市生活污水處理率，進而實現內河涌治理改善水環境和美化生活環境，并使水資源的可持續利用滿足經濟的可持續發展，新建城區污水處理廠是達到這一目的的重要步驟。2工程規模、水質與廠址21污水水量預測211現狀用水量根據某鎮自來水公司統計數據，城區污水處理廠服務范圍內2004年、2005年、2006年供水量見表21。表21城區污水廠服務范圍內各村自來水用水量情況年份單位2004萬M32005萬M32006萬M3供水量89479272980212污水量預測2121人均綜合指標法污水量預測（1）用水量計算有關參數A）隨著人們生活水平提高，人均用水量會越來越多，但水資源日益短缺，根據節約用水原則，人均綜合用水量標準確定如下近期550L/人D，遠期700L/人D。B）服務范圍內人口。城區污水廠服務范圍內常住人口和暫住人口近期為74萬人，遠期12萬人。（2）污水量計算根據以上計算原則，可推導出污水量預測計算式。設預測用水量為Q用，預測污水量為Q污，則Q用NQ103其中N居民人口數萬人Q用水量標準L/人DQ污Q用80按照公式，近期、遠期生活用水量和生活污水量見表22。表22某鎮城區污水工程服務范圍內生活污水量預測表年份20102020用水量萬M3/D4184污水量萬M3/D33672122單位建設用地綜合指標法污水量預測（1）規劃建設用地某鎮城區遠期規劃建設用地為26212公頃，其中居住用地為4812公頃，占現狀建設用地的1835；公共建筑用地為13726公頃，占現狀建設用地的5236；工業用地為7674公頃，占現狀建設用地的2927。（2）建設用地用水量綜合指標根據城市給水工程規劃規范（GB5028298），某鎮單位建設用地綜合用水量指標應為一區小城市0408萬M3/KM2D。參照2000年建設用地面積和現狀供水量及鄰近城市情況及發展經驗，初步確定某鎮城區遠期單位建設用地綜合用水量指標為04萬M3/KM2D。（3）預測結果根據以上參數，某鎮遠期污水量為04026212102080838萬M3/D2123單位分項建設用地指標法污水量預測（1）規劃分項建設用地根據佛山市某鎮總體規劃，某鎮城區遠期2020年各分項建設用地如下居住用地4812公頃，占城市建設用地1836；工業用地7674公頃，占城市建設用地2928；倉儲用地31公頃，占城市建設用地118；公共服務設施用地264公頃，占城市建設用地101；對外交通用地2704公頃，占城市建設用地1031；道路廣場用地338公頃，占城市建設用地1289；公用設施用地1917公頃，占城市建設用地731；綠地用地515公頃，占城市建設用地1964；（2）單位分項建設用地用水量指標根據城市給水工程規劃規范，某鎮不同性質建設用地分為四大類，其單位用水量指標如下A）城鎮居住用地單位居住用地用水量指標按照一區小城市取值為1119萬M3/KM2D，此次設計取值為11萬M3/KM2D。B）城市公共設施用地城市公共設施用地包括行政辦公用地；商貿金融用地；體育、文化娛樂用地；旅館、服務行業用地；教育用地；醫療、休療養用地；其它公共設施用地。單位公共設施用地用水量指標為050150萬M3/KM2D，此次設計取值為05萬M3/KM2D。C）工業用地按產業結構、主體產業、生產規模及技術先進程度等，工業用地可分為一類工業用地、二類工業用地和三類工業用地。某鎮規劃工業用地基本屬于二類工業用地。單位工業用地用水量指標為2035萬M3/KM2D，此次設計取值為20萬M3/KM2D。D）城市其他用地城市其他用地指倉儲用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政公用設施用地、綠地和其他特殊用地。單位其他用地用水量指標為010090萬M3/KM2D，此次設計取值為01萬M3/KM2D。（3）預測結果根據以上參數，某鎮遠期污水量為（4812117674201917051180801）001081824萬M3/D預測方法二和方法三與方法一相差較大，主要是因為某鎮屬于一個地廣人稀的城鎮，利用單位用地水量考慮明顯偏大，因此，本工程水量預測以方案一為準。22設計規模1某鎮城區污水處理廠規模的確定要考慮的因素1服務范圍內近期及遠期用水量及污水產生量。2近期及遠期污水管網配套情況及管網收集率；根據佛山市某鎮總體規劃（20052020），規劃要求到2010年南海區基本上消除流經城市河段的黑臭現象，工業廢水必須達到排入城市下水道標準方可接入市政污水管網，逐步建立健全污水處理系統，使城鎮污水處理率達到50以上，到2020年城市生活污水處理達標率達到80以上，力爭水污染基本得到控制。因此，本工程近期按照50計算。3考慮污水管網中地下水的滲入量。一般按照10考慮。2某鎮城區污水處理廠工程建設規模的確定某鎮城區污水處理廠服務范圍為南部城區污水，根據對污水量的預測及污水管網建設收集率情況，確定某鎮城區污水廠近、遠期污水處理工程建設規模。某鎮城區污水處理廠總規模預測見表23表23某鎮城區污水處理工程建設總規模年份20102020污水量萬M3/D水3367管網收集率5080收集到污水廠水量萬M3/D165536工程建設規模2060根據預測，近期收集到某鎮城區污水廠的污水量為165萬M3/D，考慮到經濟條件以及用地條件的限制，根據甲方要求，本項目建成期2007年不收集西部工業區的污水，不建設收集管網，只要收集處理流至城區排澇泵站的污水，因此建設規模可以適量減少，2007年設計規模為1萬噸/日。2007年至2010年期間需建設截流污水收集主干管網，至2010年污水處理規模達到2萬噸/日；2011年至2020年期間需建設污水支管，并逐步改造現有的合流制排水系統成分流制排水系統，至2020年污水處理規模達到6萬噸/日。因此確定本工程新建的某鎮城區污水廠設計規模為10萬M3/D。23污水水質論證城市污水水質如何，直接影響到污水處理工藝及其參數的選擇、工程造價以及污水處理廠處理成本。因此需要調查了解現狀城市排水的污水水質，并結合城市居民生活水平現狀，參考類似污水處理廠原污水水質的取值，合理確定某鎮城區污水處理廠原污水水質，根據受納水體的功能劃分和容量，選擇污水處理廠處理標準，進而選擇經濟合理、技術先進的污水處理工藝。231設計進水水質1、同類型城市污水處理廠進水水質和設計水質見表24表24廣東省部分城市污水處理廠進水水質一覽表名稱CODCRBOD5SSNH3NTNTP備注/20025030405設計值廣州大坦沙污水廠1617310214/實測值廣州開發區污水廠23211312622/設計值名稱CODCRBOD5SSNH3NTNTP備注250400150150/3024設計值深圳市羅芳污水廠二期18026012017022028021252835實測值深圳市鹽田污水廠300150150/354設計值深圳市南山污水廠3001501503535設計值深圳市橫崗污水廠15018070802002201518246設計值珠海香洲水質凈化廠200100150/253設計值珠海拱北污水廠/150200250/設計值汕頭市東區污水廠350105200/303設計值200130120/254設計值佛山凈水廠1327410715/實測值東莞市市區25030010012010012025302設計名稱CODCRBOD5SSNH3NTNTP備注污水廠值從表中可以看出，廣東大部分城市污水處理廠設計進水水質范圍為BOD5為100180MG/L，SS為150250MG/L，CODCR為200300MG/L，TN為34MG/L。同全國其他城市相比，南方城市污水處理廠設計進水水質總體上比較低。2、南海已建污水處理廠進水水質分析南海區桂城污水處理廠2001年監測數據監測指標（MG/L）時間BODCODNH3NTNTPSS2001年1月78134839254225391822001年2月67628935274325461962001年3月6122223418444521742001年4月6116133673438371582001年5月601241288829391822001年6月496171238334753881142001年7月86821425742781321342001年8月87519226733532321672001年9月1282383330123611842001年10月15721236754312639202時間監測指標（MG/L）BODCODNH3NTNTPSS2001年11月101260408445641762001年12月1262934044657189合計8872368332379441715南海區桂城污水處理廠2002年監測數據監測指標（MG/L）時間BODCODNH3NTNTPSS2001年1月10436541754756082062001年2月1373324142455542252001年3月11722639024454641812001年4月1802023891445512082001年5月10221736676021772001年6月10520736284354241812001年7月121228328438754441692001年8月1132273372395422190時間監測指標（MG/L）BODCODNH3NTNTPSS2001年9月124287291738256351382001年10月1333803562361521742001年11月1783943886541782001年12月16440237948565184合計13152889368426531843南海區桂城污水處理廠2005年2006年監測數據監測指標（MG/L）時間BODCODNH3NPHTPSS2005年6月165181241754222302005年7月78356288760382622005年8月47196225757192242005年9月1422457501222005年10月57142279754301272005年11月7413839674632184時間監測指標（MG/L）BODCODNH3NPHTPSS2005年12月57128235746322202006年1月129294329750892072006年2月8640034749512862006年3月1002003097510197合計716217728877522720593、丹灶城區排澇泵站進水水質丹灶現有污水處理廠2007年3月監測數據監測指標（MG/L）時間BODCODNH3NPHSS城區排澇泵站802132346411554、污水綜合排放標準的規定根據污水綜合排放標準GB89781996第413條規定，對排入設置二級污水處理廠的城鎮排水系統的污水執行三級標準，其最高允許排放濃度為BOD5300MG/L，SS400MG/L，CODCR500MG/L。由于城區排澇泵站進水部分為河涌水，所以水質偏低。考慮到污水收集管網的不斷完善，污水水質將逐步提高。同時參考我國南方部分污水廠以及南海部分污水廠的設計與實際運行的進水水質，為穩妥、可靠起見，確定某鎮城區污水處理廠的進廠水質見表25表25某鎮城區污水處理廠設計進水水質表CODCRBOD5SSNH3NTNTP項目PHMG/LMG/LMG/LMG/LMG/LMG/L指標值69300150150303840232出水水質某鎮城區污水廠處理后的凈化水排入官山涌，最后排入順德水道。按照廣東省地表水環境功能區劃、珠江三角洲水質保護條例及珠江綜合整治要求，北江的水質目標是地表水II類水質標準。根據南海市“十五”環境保護規劃的規劃官山涌2005年要達到地表水IV類水質標準。另外在環評報告，提及污水處理廠應執行城鎮污水處理廠污染物排放標準GB189182002一級B標準。根據環評報告及排水接納水體官山涌的水質類別，城區污水廠工程的出水標準執行國標一級B標準。出水標準確定為CODCR60MG/LBOD520MG/LSS20MG/L氨氮8MG/L總氮20MG/L總磷以P計10MG/LPH值69根據本工程設計進水水質、出水水質，確定本工程處理程度，見表26表26設計進、出水水質及處理程度名稱BOD5CODCRSS氨氮總氮總磷設計進水水質MG/L150300150303840設計出水水質MG/L20602082010處理程度867808677334727523污水處理廠廠址某鎮城區污水處理廠廠址位于官山涌邊，已規劃預留135畝，廠址現狀是丹灶電鍍廠，地勢平坦，土地開闊，水電交通較為方便，可以作為污水處理廠廠址。廠址用的控制范圍東北角控制坐標點（X547149414，Y391919363）、西北角控制坐標點（X547132891，Y391865211）、東南角控制坐標點（X547015105，Y391979137）、西南角控制坐標點（X547001339，Y391933948），總用地0847公頃。3處理工藝方案論證31污水處理方案污水處理工藝的選擇應根據設計進水水質、污水排放標準所要達到的處理程度、用地面積和工程規模等多種因素綜合考慮，不同的污水處理工藝有其適用范圍，應根據具體情況而定。必須充分考慮污水量和污水水質以及經濟條件和管理水平，優先選用技術合理先進、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便、宜于分期建設的、成熟的工藝。311常規二級處理工藝我國現行室外排水設計規范GB500142006的表中給出了污水處理廠BOD5和SS的處理效率，見表31表31污水處理廠的處理效率處理效率處理級別處理方法主要工藝SSBOD5一級處理沉淀法沉淀40552030二級處理生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60906590活性污泥法初次沉淀、曝氣、二次沉淀70906595從表中可以得知，二級活性污泥法的處理效率最高，這也是目前國內外大多數城市污水處理廠都采用的方法。但常規二級處理工藝對氮、磷的去除是有一定限度的，僅靠從剩余污泥中排除約1020的氮和約1219的磷，達不到本工程對氮和磷去除率的要求，因此，必須采用脫氮除磷的二級處理工藝。312污水處理工藝介紹污水的脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學法二大類。物理化學法即需投加相當數量的化學藥劑，運行費用較高。而一般污水生物處理又可分為活性污泥法和生物膜二種。生物膜法采用填料或濾料掛膜提高微生物單位體積的密度可大大提高容積負荷，占地面積小，但在實際運行控制過程中廣泛存在池型復雜、控制困難、膜易積存、濾料流失、水流短路以及池底布氣管檢修不便、填料堵塞、板結等問題。活性污泥法同生物膜法相比，具有處理效率高、處理效果好、運行穩定、運轉經驗豐富、環境良好等優點，因此，對城市污水進行脫氮除磷，生物活性污泥法是其中的首先方案，在國內外亦被普遍采用。1生物脫氮除磷工藝的歷史從60年代開始，美國曾系統地進行了氮磷物化處理方法研究，結果認為用物化法的缺點是耗藥量大，污泥多，處理大量城市污水經濟上不合算，因此著手研究生物法脫氮除磷。從70年代開始，采用活性污泥法脫氮已逐步實現工業化流程，1977年正式命名為A/O法。A/A/O法是在其基礎上進一步研究開發而成的生物脫氮除磷工藝流程。我國從80年代初開始開展生物脫氮除磷研究，在80年代后期實現工業化流程，目前常用的生物脫氮除磷處理工藝有A/A/O法、SBR法SEQUENCINGBATCHREACTOR,序批式活性污泥法、氧化溝法等，均取得較好效果。傳統的充、放水SBR法逐漸發展演變成多種形式如ICEAS間歇循環延時曝氣法；DATIAT需氧池、間歇曝氣池；CASS循環活性污泥系統；UNITANK（運行與三槽式氧化溝相似）、MSBR（改良型SBR）等。典型的SBR及其變種均可通過控制污泥負荷、厭氧缺氧好氧分配實現生物部分脫氮除磷。氧化溝法改良為帶有沉淀槽的三槽式氧化溝、AC氧化溝及卡魯塞爾2000型氧化溝等等，氧化溝法及其改良型通過增加厭氧段、單獨隔離開缺氧段來更好地實現生物脫氮除磷。常規的活性污泥法A/A/O終又派生出各種變法，例如A/A/O法中變為UCT法及MUCT法等，均可實現生物脫氮除磷2生物脫氮除磷工藝基本原理生物脫氮是利用自然界氮的循環原理，采用人工方法予以控制。首先，污水中有機氮、蛋白氮等在好氧條件下轉化成氨氮，而后由硝化菌變成硝酸鹽氮，這個階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮變成氮氣逸出，這階段稱為缺氧反硝化。整個生物脫氮過程就是氮的分解還原反應，反應能量從有機物中獲取。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、PH值以及反硝化碳源等。生物脫氮系統中，硝化菌增長速度緩慢，所以，要有足夠的污泥泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用順利進行。由此可見，生物脫氮系統中硝化與反硝化反應需要具備如下條件硝化階段足夠的溶解氧DO值2MG/L以上，合適的溫度，最好20,不低于10，足夠長的污泥泥齡，合適的PH條件。反硝化階段硝酸鹽的存在，缺氧條件DO值02MG/L左右，充足的碳源能源，合適的PH條件。通過上述原理，可組成缺氧與好氧池，即所謂A/O系統。A/O系統設計中需要控制的幾個主要參數就是足夠的污泥泥齡與進水的碳氮比。3生物除磷利用活性污泥中聚磷菌。這種菌的特點是既能貯存磷酸鹽，又能貯存碳源以羥丁酸形式貯存，即PHB形式貯存，在厭氧條件，進水中有機物與細菌體內磷酸鹽作用，由菌體內磷酸鹽分解后提供能量，合成PBH，并放出磷，在好氧條件下，利用體內的PHB，吸收液體中的磷，形成磷酸鹽形式，貯存在細胞內，因此，生物除磷僅指液相中的磷酸鹽轉移到細胞中去，所以污泥的含磷量很高，可達810一般15，影響生物除磷的因素是要厭氧條件DO0，同時要有快速降解COD，即P/COD比值恰當。希望含磷污泥盡快從系統中排出。也就是說，污泥泥齡要短，否則泥中的磷又會解析到液體中。按照上述原理，在生物碳氮系統前再設置一個厭氧池，這樣就形成所謂A/A/O系統，即厭氧/缺氧/好氧系統。4生物脫氮除磷的影響因素從生物脫氮除磷原理看出，兩者要求的有些方面是相互制約的。要正常發揮脫氮除磷系統效率，詳細分析進水水質是十分必要的，有如下幾點值得注意COD濃度TKN/COD比值P/COD比值水溫COD濃度，達到除磷要求取決于進水中易生物降解COD濃度，一般不得小于50MG/L比值一般為進水COD的1/41/3，所以進水COD低于150MG/L，不能達到除磷要求。TKN/COD比值，TKN/COD值小于008，可完全去除硝酸鹽，若在008011之間，不能完全去除硝酸鹽，可以采用UCT工藝，從厭氧池中去除磷酸鹽，011014之間，UCT工藝也不能完全消除厭氧池中的硝酸鹽，要控制回流比，減少硝酸鹽對厭氧池影響，當TKN/COD大于014，城市污水不能用生物脫氮除磷方法。P/COD值，P/COD值應小于0025，方能達到除磷要求。水溫，供氧量用夏季水溫復算，生物降解用冬季水溫復算。313污水處理工藝選擇對市政污水的處理，目前已經研究開發出了各種各樣的生物處理方法。就生物處理而言，從初期普通活性污泥法發展至今，經過不斷改進，出現了多個改進型的方案，如氧化溝、A/O法、A2/O法、AB法、SBR工藝及其改進型等多種工藝。尤其近年來，隨著城市污水中N、P等污染物指標的升高以及受污染水體富營養化問題的日益突出，脫氮、除磷已成為必不可少的工藝環節。因而曝氣池也由單純的好氧反應工藝發展到包括缺氧反應池和厭氧反應池在內的復合工藝，利用多種反應池功能的組合，可以達到生物脫氮除磷的目的。本工程擬對下列三個工藝進行技術經濟比較，氧化溝法、A/A/O法、CASS法等，各處理工藝的機理簡述如下一CASS法（方案一）1901年英國ARDERN和LOCKETT在其試驗成功的基礎上在世界化學學報上首先發表了一篇重要的科研報告，介紹了在單一的反應器內將空氣注入污水中，將其所產生的污泥進行循環并按間歇方式運行，就得到良好的污水凈化效果，從試驗成果，誕生了活性污泥法。80年來活性污泥法一直處于污水生化處理的主導地位。但是由于當時的活性污泥法雖然處理效率很可觀，由于監控和檢測技術的限制，SBR法未得到廣泛應用。70年代起，由于西歐各國財政上的原因，政府對小城鎮環保項目的投入減少，迫使小城鎮的環保事業著眼于低投資低能耗，同時由于程控技術，電子計算機技術的發展，一些水質儀表如溶氧測定儀，ORP計的開發應用，于是SBR法又得到了重視。日本、美國、澳大利亞、法國等國家開始了高層次重新研究間歇活性污泥法。被命名為序批式活式污泥法（SEQUENCINGBATCHREACTOR簡稱SBR）。根據SBR工藝運行模式，其操作由進水、曝氣反應、沉淀、排出和閑置5個基本過程，從進水至閑置間的工作時間為一個周期。在一個周期內的5個過程都在一個反應池內按程序完成，整個處理系統可以通過二個或二個以上的反應池進行組合交替完成。由于SBR工藝流程短，反應過程在一個池內按時間程序完成，所以在時間程序中進水階段可以降低曝氣強度使池內產生缺氧狀態，而曝氣階段的時間可根據實際反應時間而定。通過時間順序可以對缺氧、好氧的比例進行調整，使處理系統更適應水質的變化和達到期望的出水標準；通過時間程序可控制沉淀出水水質，根據活性污泥的實際沉淀時間使出水SS濃度更低。由于SBR法中，曝氣、沉淀集同一池內，節約了二次沉淀池和污泥回流系統，但曝氣池體積、曝氣動力設備均要增加，在中小規模污水處理中是較好的處理工藝。典型的SBR法的運行模式見圖一所示。典型的SBR工工藝已發展出了許多變種，CASS（CYCLICACTIVATEDSLUDGETECHNOLOGY）工藝是其中一能夠達到脫氮除磷功能完善的方式。本工程擬采用CASS工藝作為方案一進行比較。全稱為循環式活性污泥法，是近年來應用較多的生活污水及工業廢水處理的先進工藝。與傳統的SBR間歇反應器不同，每個CASS反應器一般由三個區域組成，即生物選擇區厭氧區、缺氧區和主反應區，三個部分的比例一般為1530。通常在主反應區前設置一兼氧區。生物選擇區設置在反應器的進水處，這是一容積較小的污水污泥接觸區，進入反應區的污水和從主反應區內回流的活性污泥（約20Q50進水）在此相互混合接觸。生物選擇區是按照活性污泥種群組成動力學的規律而設置的，創造合適的微生物生長條件并選擇出絮凝性細菌。在生物選擇區內，可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放，同時污泥回流液中存在的少量硝酸鹽氮（約2MG/L10MG/L）可得到反硝化，生物選擇區反硝化量可達整個系統反硝化量的20左右,DO一般控制在150200MV左右。兼氧區不僅具有輔助的厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區對進水水質水量變化的緩沖作用，同時還具有促進磷的進一步釋放和強化氮的反硝化作用，DO一般控制在050MG/L左右。主反應區是最終去除有機物的主要場所，運行過程中，通常將主反應區的曝氣強度以及曝氣池中溶解氧強度加以控制，以使反應區內主體溶液中處于好氧狀態，保證污泥絮體的外部有一個好氧環境進行硝化，活性污泥結構內部則基本處于缺氧狀態，溶解氧向污泥絮體內的傳遞受到限制，而較高的硝酸鹽濃度（梯度）則能較好地滲透到絮體內部，有效地進行反硝化，從而使主反應區中同時發生有機污染物的降解以及同步硝化和反硝化，DO一般控制在200250MG/L左右。CASS系統使活性污泥不斷地經過好氧和厭氧的循環，有利于聚磷菌在系統中的生長和累積，而選擇器中活性污泥（微生物）能通過快速酶去除機理吸附和吸收大量易降解的溶解性有機物，從而保證了磷的去處。CASS工藝既可采用連續進水、間歇排水，也可采用連續進水、連續排水的模式。本工程采用連續進水、間歇排水，目的是創造理想的沉淀條件，但在今后運行中，遇到高峰流量或事故狀態，SBR的調節水位不夠時，也可采用后者運行方式。CASS主反應區后部安裝了可升降的撇水裝置，曝氣、沉淀等在同一池子內周期循環運行，省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統。CASS工作原理如下在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在反空氣潷水器出水進水水預反應區主反應區應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS集工藝集反應、沉淀、排水于一體，對污染物的降解是一個時間上的推流過程，微生物處于好氧缺氧厭氧周期性變化之中，因此，CASS工藝具有較好的脫氮、除磷功能。完整的CASS操作周期一般分為以下四個步驟曝氣階段由曝氣系統向反應池供氧，此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3N通過微生物的硝化作用轉化為NO3N。沉淀階段此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解，反應池逐漸好氧狀態向缺氧狀態轉化，開始進行反硝化反應。活性污泥逐漸沉到底，上層水變清。潷水階段沉淀結束后，置于反應池末端的潷水器開始工作，自下而上逐漸排出上清液。此時，反應池逐漸過渡到厭氧狀態繼續反硝化。閑置階段閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。CASS工藝與SBR的區別在于CASS工藝為連續進水，而SBR為間斷進水，因此在池子結構上前分為兩個區，中間設置了隔墻，而后者只有一個反應池，因此在廢水排放為連續或半連續時，CASS工藝更適應。CASS工藝特點如下1）增加了選擇配池和污泥回流，因此具有更高的去除率和適應能力，短時間內可抗30的沖擊負荷；2）、污泥濃度高，排除的剩余污泥體積小；3）建設費用低，比普通曝氣法省25，省去了除沉池、二沉池；4）占地面積省，比普通曝氣法省2030；、5）運行費用省，自動化程度高，管理方便。氧的利用率高。脫氮、除磷效果好；6）處理效率高，出水水質好。CASS方案詳見方案一流程示意圖二氧化溝法（方案二）氧化溝最初于五十年代出現于荷蘭，主要由環形曝氣池組成，具有出水水質好、處理效率穩定、操作管理方便等優點，同時，也能滿足生物脫氮要求。氧化溝布置有多種形式，除了常用的轉刷型氧化溝外，還有采用垂直軸表面曝氣葉輪的卡羅塞爾氧化溝以及轉碟型曝氣器的奧貝爾氧化溝。同時，在運行方法上又可分為連續流及分渠式氧化溝。后者，氧化溝中一部分體積兼作沉淀池，故不再設二次沉淀池和污泥回流設備。上述各種形式的氧化溝，目前國內均有工程實例，大部分氧化溝運行良好，去除效率穩定，取得了較好的處理效果。在間歇運行的氧化溝基礎上，丹麥又發展了一種新型的氧化溝，即三溝式氧化溝。在運行穩定可靠的前提下，操作更趨靈活方便。隨著氧化溝工藝的不斷發展，作為活性污泥法的一種變型的氧化溝現已廣泛應用于世界各地，并正向著大中型污水處理廠發展，曝氣型式的多樣化和不斷改進，使氧化溝工藝迅速得到推廣。早期的氧化溝工藝占地面積大，僅用于小型污水處理廠，隨著對氧化溝工藝的充分認識和改進，目前溝深已由10M增加至40M以上，曝氣轉刷和轉碟直徑也增加到1014M。據報導，從1963年至1974年，英國共興建了約300多氧化溝污水處理廠，1962年至1975年，美國建成了約558座氧化溝污水處理廠。氧化溝發展出各種型式，可以滿足不同的要求，它可以采用延時曝氣，一池代替初沉池、曝氣池、二沉池和污泥消化池，這對小型污水處理廠最為合適，運行管理非常簡單，它也可以僅作為二級處理使用，代替曝氣