污水处理厂配套再生水管网工程可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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东至某某市外环线，北至东湖、九峰山，南抵豹澥湖北岸。
设计范围约75.7平方公里。
1.3地区概况及自然条件
设计范围属于某某科技新城。
某某科技新城为西起卓刀泉南路以及其向南延伸线穿南湖、至野芷湖中心线，东至某某市外环线，北至东湖、九峰山，南抵汤逊湖、豹澥湖北岸。
约224km2。
某某科技新城地域广阔，属江汉冲击平原与江南丘陵过渡地带。
规划区内地形的基本态势为北高南低，北部九峰山最高，南部豹澥湖最低。
区域内主要有两个山体组团：
北部组团由马鞍山、吊鞍山、长山、宝盖峰、蚂蚁峰、大王峰、纱帽山、丁关峰等众多山头组成，呈正东西向排列，高程（黄海高程，以下同）在120~200m之间；
中部组团由头虎山、荷叶山、二妃山、土库梁、保丰茶场、田张村等山头组成，走向呈东西偏南排列，高程在60~80m之间。
区域水资源丰富，湖泊环绕，围绕科技新城的主要湖泊有东湖、南湖汤逊湖、豹澥湖等，此外，区域周边及内部分布有九龙、九峰、马驿等水库及众多的水塘和沟渠，丰富的水系资源为构建区域良好的水环境提供了有利条件。
科技新城属于亚热带大陆性季风气候，严寒酷暑时间短。
年平均降水量在1260～1350mm之间，年降雨日在124～·
131天之间，年无霜期254~264天之间，年平均气温为16~17摄氏度之间，冬季主导风向为北风和东北风，夏季主导风向为东南风和南风。
1.4设计原则及目的
1.4.1设计原则
⑴根据科技新城城市总体规划，结合现状及近、远期的发展，全面论证本工程建设的必要性与可行性。
并对建设分期、进度安排等从技术、经济上进行充分论述。
⑵贯彻节能方针，根据全国水协二十一世纪水工业规划要求，合理使用符合现代要求的材料。
（3）再生水的输送方式应采取重力输水和压力管道送水相结合的方式，在有条件的地方，采用重力输水或者利用天然河道输送再生水，以降低再生水供水管网投资。
（4）再生水输水管道应充分考虑再生水用水大户的分布，采用环状和枝状网相结合的形式，既要减少供水距离，又要考虑便于远景城市再生水管道系统联网供水。
（5）充分考虑工程施工对交通、市容影响及与投资的关系，合理布置管道位置，做到既要施工、又要得到有关部门的认可和批准，同时又节省投资。
1.4.2设计目的
（1）建设好再生水回用系统，为改善东湖开发区投资环境和经济建设服务。
（2）为城市规划发展提供参考。
（3）选择和推荐最优设计方案。
1.5中水回用工程建设的意义
伴随着人口的增长，人类对水的需求不断增加，污水的产生量也越来越大。
全世界许多地区的可用水资源已经接近或达到极限，水的再生利用无疑成为储存和扩充水源的可行性方法。
此外，污水再生利用工程的实施，不再将处理出水排放到脆弱的地表水系，也为社会提供了新的污水处理方法和污染减量方法。
因此正确实施非饮用性污水再生利用工程，可以满足社会对水的需求而不产生已知的显著健康风险，已经被越来越多的城市和农业地区的公众所接受和认可。
（1）降低供水成本
东湖开发区的供水最初由以东湖为水源的团山水厂和以汤逊湖为水源的庙山水厂提供，但随后在城市的快速发展的过程中，由于缺乏对地区水环境的足够重视和投入，东湖、汤逊湖的水质不断恶化，逐步丧失饮水水源的功能。
为此，某某市在2004年和2006年通过白沙洲水厂五期扩建工程和庙山地区“湖改江”工程将东湖开发区的供水改为以长江为水源的白沙洲水厂。
这种水源更替的结果使得东湖开发区的供水距离由原先的5公里增加到20公里，无疑增加管网建设工程投资和供水的能耗。
当东湖开发区进一步向某某市的东南部发展，这一问题将更加突出。
通常采用统一管网的给水系统的水质是以饮用水为标准。
但事实上，除与人体直接接触的用水外，其他大量用途可接受低于饮用水标准的供水，而污水再生水为这些用途提供了可替代的选择，尤其是在需要长距离供水的东湖开发区，减少自来水的供应不仅降低了制水成本也减少了输水成本。
（2）缓解水环境保护的压力
东湖开发区的东扩区位于大东湖水系流域和梁子湖水系的豹澥湖流域内。
按现行国家环保政策要求，即使污水处理厂的尾水达到一级A标准也不得排放至东湖和豹澥湖。
另外，东湖开发区内已落户和即将落户的一批电子芯片制造企业，此类企业的生产废水中含有砷、氟化物、氯化物、重金属等有毒有害物质，即使经过处理达到国家排放标准，残余物质在封闭或半封闭的湖泊水体内富集后，也会导致灾难性环境危机的爆发。
为解决中芯国际项目的生产废水排放问题，开发区2007年建设了一条长约33公里的排江管道将汤逊湖污水处理厂的污水排放至长江，整个工程耗资约2.08亿元，运行成本0.85元/m3.根据汤逊湖水厂的经验，开发区拟建豹澥污水处理厂的尾水也将采用排江管道将一期7万m3/d的污水排放至长江。
大规模的尾水排江不仅增加污水管道工程的投资，也提高了污水处理厂的运行费用。
综上所述，东湖开发区的东扩区建立污水再生系统不仅合乎国家有关政策，适应生态城市的发展要求，而且能够获得经济与环境上的效益。
1.6再生水利用工程规划及现状
1.6.1再生水利用工程规划
2010年由某某建设投资有限公司组织编写了《豹澥新城地区污水再生利用规划》，该规划是指导某某市东湖新技术开发区豹澥新城地区污水再生系统建设的专项规划，是指导再生水管网、再生水处理厂建设的依据。
根据规划以某某污水处理厂、豹澥污水处理厂为水源。
规划沿某某三路、某某七路、高新三路布置再生水供水干管，沿高新大道、高新二路、高新四路、高新六路、某某六路布置配水管网，并与供水干管行成环状管网。
沿其他主次干道布置支管。
1.6.2再生水利用工程现状
《豹澥新城地区污水再生利用规划》制定完成后，服务范围内道路设计及建设同时考虑了再生水管道的敷设。
目前沿某某三路已设计完成DN500中水管道7.455km；
高新大道（某某三路～某某七路）已建设完成DN300中水管道5.13km；
某某七路已设计DN300～ＤN400中水管道1.26km。
详见《再生水管道布置总图》。
根据《豹澥新城地区污水再生利用规划》，设计地区内有两座污水处理厂作为再生水利用水源。
其中某某污水处理厂已经完成施工图设计，豹澥污水处理厂也正在设计中。
1.7采用主要标准和规范
（1）水质
《污水再生利用工程设计规范》（GB50335—2002）
《城市污水再生利用分类》（GB/T18919-2002）
《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）
《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）
《城市污水再生利用地下水回灌水质》（GB/T19772-2005）
《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005）
（2）勘察、设计
《市政工程勘察设计规范》（GBJ56—94）
《室外给水设计规范》（GB50013-2006）
《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
《城市给水工程规划规范》（GB50282-1998）
《城市工程管线综合规划规范》（GB50298-1998）
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）
《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》（CECS142：
2002）
2.工程目标
2.1服务年限及供水范围
（1）服务年限
本次设计年限为2011年~2020年
近期：
2011~2015年
远期：
2015年~2020年
（2）供水范围
2.2再生水用途
2.2.1再生水用途
再生水的用途决定了污水再生系统处理等级和运行方式。
因此确定中水水质前需要明确中水的用途。
污水处理厂的尾水再生利用用途大致可以分为农业用水、城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源等五类。
我国颁布的国家标准《城市污水再生利用分类》中给出了这五类用途的适用范围和示例详见下表。
城市污水再生利用类别表2-1
序号
分类
范围
示例
1
农、林、牧、渔业用水
农田灌溉
种籽与育种、粮食与饲料作物、经济作物
造林育苗
种籽、苗木、苗圃、观赏植物
畜牧养殖
畜牧、家畜、家禽
水产养殖
淡水养殖
2
城市杂用水
城市绿化
公共绿地、住宅小区
冲厕
厕所便器冲洗
道路清扫
城市道路的冲洗及喷洒
车辆冲洗
各种车辆冲洗
建筑施工
施工场地清扫、浇洒、灰尘抑制、混凝土制备与养护、施工中的混凝土构件和建筑物冲洗
消防
消火栓、消防水炮
3
工业用水
冷却用水
直流式、循环式
洗涤用水
冲渣、冲灰、消烟除尘、清洗
锅炉用水
中压、低压锅炉
溶料、水浴、蒸煮、漂洗、水力开采、水力运输、增湿、稀释、搅拌、选矿、油田回注
产品用水
浆料、化工制剂、涂料
4
环境用水
娱乐性景观环境用水
娱乐性景观河道、景观湖泊及水景
观赏性景观环境用水
观赏性景观河道、景观湖泊及水景
湿地环境用水
恢复自然湿地，营造人工湿地
补充水源水
补充地表水
河流、湖泊
补充地下水
水源补给、防止海水入侵、防止地面沉降
目前世界上有部分国家和地区采用再生水直接或间接（补给或回灌地表水）作为饮用水使用，但是在我国尚未有成熟的实践经验。
同时，考虑到现代制造业中生产和应用化学物质多大数十万种，而传统的污水处理过程并不能取除所有的化学物质，特别是受分析方法检测限制而无法检测的物质，这些物质的潜在毒性和生理性的威胁使得再生水补充饮用水存在较高的风险。
本次设计不考虑将再生水作为饮用水水源水，并禁止排入饮用水水源保护区。
2.2.2再生水用途的选择
（1）选择原则
该用途有较大规模且较稳定的用水量需求
满足该用途的再生水系统的建设和运行具备较合理的经济性。
用于该用途的再生水与可替代的水源相比具备一定的优势。
该用途的再生水利用应符合国家和地区相关环境保护政策及法规的要求。
（2）用途选择
通过对东湖开发区东扩区的区位关系，城市功能，产业布局、水资源等条件进行分析，确定东湖开发区合适的再生水用途及潜在的用户。
①农业用水
豹澥新城市以工业为主的新城，区域内无农业发展区，主要的农业区位于外环线以外，距离再生水水源偏远。
而农业区周边的湖泊、港渠等水体众多，农业用水的条件较好，因此缺乏使用再生水的需求。
②城市杂用水
城市杂用水的用途广泛，宜鼓励使用。
绿化用水、道路清扫、消防可共用一套管网，管网建设容易，投资少。
冲厕和车辆清洗虽然增加了入户管网的建设投资，但该部分用水量稳定并且具有一定规模，并且使用后的废水纳入污水系统回收，可实现污染物减量的目的。
根据某某市政府制定的《某某市绿色建筑管理办法》，东湖新技术开发区将成为某某市推广绿色建筑的试点区之一。
绿色建筑的标准明确提出必须采用节水和水资源再利用技术，因此鼓励在建筑内安装再生水系统。
③工业用水
区域内有较大规模的产业，且布局相对集中，有利于再生水管网的建设，节省投资。
污水再生作为工业用水回用后，可实现将污染物滞留在污水和中水系统间循环，能有效的削减释放到外部环境的污染物。
④景观环境用水
再生水在景观环境方面的利用途径主要包括改善和修复现有湿地，建立作为野生动物栖息地和庇护所的湿地，以及补给河流等。
区域内有较丰富的景观水系，具有较大的用水需求。
利用水体的自净作用，可以有效地缓解污染物。
⑤补充水源水
受环境保护政策的限制，东湖和豹澥湖都不得接纳污水处理厂排放的尾水，因此将再生水直接用于补给东湖和豹澥湖与现状有冲突。
另外，东湖和豹澥湖的汇水面积较大，主水资源较丰富，采用再生水补给缺乏经济性。
综上所述，豹澥新城区域内较适合污水再生利用的用途主要有生活杂用水、工业用水和环境景观用水。
2.3水质及水压
2.3.1水质要求
再生水厂水质应满足城镇杂用水、冷却用水和景观环境用水水质标准中最高要求。
按《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）中相应指标进行控制。
详见下表：
再生水用作冷却用水的水质控制指标表2-2
项目
直流冷却水
循环冷却系统补水
PH
6.0～9.0
6.5～9.0
SS（mg/L）≤
30
-
浊度（NUT）≤
5
BOD5（mg/L）≤
10
CODCR（mg/L）≤
60
6
铁（mg/L）≤
0.3
7
锰（mg/L）≤
0.2
8
CL-（mg/L）≤
300
250
9
总硬度（以CaCO3计mg/L）≤
850
450
总碱度（以CaCO3计mg/L）≤
500
350
11
氨氮（mg/L）≤
10①
12
总磷（以P计mg/L）≤
13
溶解性总固体（mg/L）≤
1000
14
游离余氯（mg/L）≤
末端0.1～0.2
15
粪大肠菌群（个/L）≤
2000
①当循环冷却系统为铜材热交换器时，循环冷却用水的氨氮指标应小于1mg/L
城镇杂用水水质控制指标表2-3
道路清扫消防
色度
嗅
无不快感
20
1500
阴离子表面活性剂（mg/L）≤
1.0
0.5
0.1
溶解氧（mg/L）≥
总余氯（mg/L）s
接触30min后≥1.0，管网末端≥0.2
注：
混凝土拌合用水还应符合JGJ63的有关规定
景观环境用水的再生水水质控制指标（mg/L）表2-4
河道类
湖泊类
水景类
基本要求
无漂浮物、无令人不愉快的嗅和味
BOD5≤
悬浮物（SS）≤
5.0
溶解氧≥
1.5
2.0
总磷（以P计）≤
总氮（以N计）≤
氨氮≤
10000
不得检出
余氯①≥
0.05
色度（度）
石油类≤
阴离子表面活性剂
①氯接触时间不应低于30分钟的余氯。
对于非加氯消毒方式无此项要求。
再生水中的痕量元素铜、钼、镍、锌等对植物的生长有一定影响，将再生水用于城市绿化用途时，应对再生水中的痕量元素予以控制。
另外，余氯对于植物或农作物也有一定程度的影响，根据美国环保局的研究表明，对大多数作物而言，余氯浓度高于5ml/L时都会产生严重的损伤，因此需要引起注意。
下表是美国环保局推荐的灌溉用再生水中成分的限值，可供再生水用于绿化时参考。
灌溉用再生水中成分的推荐浓度限值表2-4
成分
推荐浓度限值
备注
长期使用
（mg/L）
短期使用
铝
会导致酸性土壤作物不产粮食，但在PH值为5.5～8.0间的土壤会促使离子沉降，消除毒性
砷
对植物的毒性有很大的变化，从苏丹草的12mg/L至大米的0.05mg/L
铍
对植物的毒性有很大变化，从甘蓝菜的5mg/L至灌木豆的0.5mg/L
硼
0.75
对植物生长很重要，当浓度为零点几毫克每升时效果最佳。
对多数敏感植物（如柑橘）的毒性浓度1mg/L。
通常在再生水中的浓度较高，可以弥补土壤成分的缺乏。
大部分乔木科植物的相对毒性在2.0～10mg/L之间
镉
0.01
当浓度为0.1mg/L时对豆类、甜菜和芜菁有毒，推荐保守限值
铬
通常认为不是重要的生长元素。
由于缺乏毒性了解而推荐保守限值
钴
浓度为0.1mg/L时对番茄植物有毒。
在中性和碱性土壤中趋于不活泼
铜
浓度为0.1～1.0时对许多植物有毒
氟化物
15.0
在中性和碱性土壤中不活泼
铁
20.0
在通气的土壤中对植物无毒，但会导致土壤酸化和所需要的磷和钼的损失
铅
10.0
在很高浓度时会阻止植物细胞的生长
锂
2.5
在浓度低于5mg/L时大多数植物都能耐受；
在土壤中可移动。
在低剂量时对柑橘有毒，推荐限值为0.075mg/L
锰
在酸性土壤中，在零点几至几毫克每升的浓度范围内对许多作物有害
钼
在土壤和水中的浓度对植物无毒。
如果草料生长在含有高浓度的可利用钼的土壤中，这种草料会对牲畜有毒
镍
浓度在0.5～1.0mg/L范围内对许多植物有毒；
在中性和碱性条件下，毒性降低
硒
0.02
低浓度时对植物有毒。
如果草料在含有底浓度硒的土壤中生长，对牲畜有毒
锡、钨、钛
与植物显著相斥；
特有的耐受水平未知
钒
在相对较低的浓度时对多数植物有毒
锌
对多数植物有毒，且毒性浓度变化很大；
当PH值升高（高于6）时，毒性降低；
在细质土壤或有机土壤中毒性低
游离性余氯
<
当浓度高于5mg/L时对多数植物产生严重毒性，而对某些敏感植物浓度低至0.05mg/L时也会受到损伤
（资料来源：
《污水再生利用指南》美国环保局组织编写）
2.3.2设计水压
为满足居民生活杂用、市政绿化和道路清洁需求，再生水管网压力应满足居住区附近不小于28m，管网最不利点不小于12m。
3.工程规模
与自来水不同，用户在使用中水时拥有可替代的选择，如选择继续使用自来水，或者在水质要求条件不高的情况下就近取用地表水，甚至使用雨水。
因此再生水的实际使用量除受再生水的需求量决定外，还在一定程度上受再生水系统的服务水平，再生水价格等因素影响，具有较大的弹性。
因而准确预测再生水用量有较大的难度，本次设计主要预测豹澥新城潜在的最大需求量。
根据前一章节对豹澥新城再生水用途的分析，确定豹澥新城区域内较适合污水再生利用的用途主要有生活杂用水、工业用水和环境景观用水。
本次设计也是围绕以上三方面进行再生水用量的预测。
3.1再生水用水量预测方法
1、生活杂用水
影响生活杂用水量的因素有公共市政的配套水平、城市性质、城市规模等，同时与节水管理的方式与管理水平、气候条件等有一定的关系。
因此该指标是随时空变化而变化的，即同一时间不同地点或同一地点不同时间都应是不同。
确定该指标时应充分考虑上述各因素，力争使该指标能符合当时当地的实际情况，以便使预测结果更加真实。
通常对城市各类公共市政历年和现状用水单耗进行统计，并参照有关公共建筑用水标准，确定规划期该城市的生活杂用水标准，从而推算出生活杂用水量。
2、工业用水
城市工业用水量在城市总用水量中占有较大比例，其预测的准确与否对再生水用水量影响比较大。
城市工业用水量预测主要依据是城市国民经济和社会发展计划纲要和规划年远景目标，以城市工业总产值平均增长率作为控制指标进行预测。
总结工业用水量的预测手段，国内以线性拟合外推为主，有采用以时间为变量的线性拟合外推，也有采用以时间、工业产值等变量的多元线性拟合外推。
都是在宏观上把一个离散化的（从用水数据角度看）工业用水问题转化为连续的线性函数，并进行统计处理。
城市工业用水量涉及多方面的因素，与国民经济发展计划和远景规划密切相关。
城市工业用水量预测方法主要有以下几种：
（1）单位面积指标法
在难以精确确定工业种类和产品生产情况，无法按单位产品的生产用水指标精确计算，再者，由于市场经济情况下工业项目的性质、生产管理、项目期限等都有不确定性，所以可采用工业用地单位面积经济指标来预测工业用水量。
因为城市性质、工业种类、生产力水平的差别，工业用地用水指标也因地而异。
各地应根据统计资料分析确定。
（2）单位产品需水定额法
单位产品需水定额法是一种较为准确的工业用水量预测方法，我国还没有被普遍应用，其原因是现阶段我国没有建立该项指标的统计体系，使该方法的应用受到了限制，不过随着统计工作的健全完善，该方法将会被广泛使用。
单位产品需水量定额法是根据单位产品的用水量以及该产品的总生产量，计算出生产该
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