XXX污水处理厂扩建及中水回用工程项目可行性研究报告Word文档格式.docx

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1.4编制原则

⑴依据《包头市XXXX城市总体规划（2008-2020）》、《包头市XXXX资源枯竭地区转型规划》、《内蒙古包头市石拐工业园区总体规划（2012-2030）》，结合XXXX污水排放的实际情况，根据国家的有关法规、标准、规范及城市总体规划、污水工程专项规划等相关规划，进行本项目建议书的编制工作。

⑵充分利用现有污水处理厂的设施和条件，使改扩建后的水厂和现有水厂实现有机结合、统一运行管理。

⑶要求工业废水的点源治理和城区污水的集中处理相结合，对有毒、有害工业废水在排出点直接采取有针对性的治理措施。

提高工业用水的重复利用率，处理后排放的工业废水要达到排放水体标准或污水排入城市下水道水质标准。

⑷根据污水的水质、水量特点及受纳水体的性质，合理确定污水、中水处理标准，选择技术先进、安全可靠、运行管理方便、投资经济合理、运行费用较低，适合本地区特点的污水处理工艺。

⑸以国产设备为主，选择先进成熟设备，节能降耗，提高智能化、自动化水平，使本工程与当地日益发展的现代化水平相适应。

1.5编制范围

本工程为XXXX污水处理厂改扩建工程，具体内容如下：

⑴对现在污水处理厂进行改扩建，新增规模为33500m3/d的生化处理设施及规模为30000m3/d的中水回用设施，污水处理设施出水达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，回用水设施出水水质满足《城市污水再生利用-工业用水水质》（GB/T19923-2005）水质要求，污泥进行资源化利用，消除二次污染。

⑵编制本工程的投资估算。

1.6城市概况与自然条件

1.6.1自然环境概况

⑴地理位置

包头市XXXX地处阴山南麓，大青山西南山岳间，是内蒙古自治区最早开发的煤炭矿区，地理位置为东经110︒06＇03"

-110︒32＇15"

，北纬40︒35＇13"

-40︒53＇41"

。

XXXX东西长约30公里，南北长约33公里，总面积765平方公里。

石拐旧城区距包头市中心城区约38公里，新区约8公里。

⑵区位条件

XXXX北接固阳县，东连土默特右旗，西南与包头市九原区和青山区毗邻，为包北大通道经济走廊的节点位置，铁路、公路畅通便捷，交通发达，南侧距110国道约8公里，且临近210国道。

⑶行政区划及人口

XXXX始建于1956年，XXXX行政区域土地面积为765平方公里，辖1个苏木、1个镇、6个街道办事处，拥有一个自治区级工业循环经济示范园区，全区总人口6.3万，其中工业从业人员2万，工业园区涉及两个行政村庄（青山村、白草沟村）和十六个自然村（魏君窑村、小冬瓜村、大冬瓜村、井子沟村、南冬瓜村、皂火沟村、各亥图、西梁、河北、白草沟、当铺窑、毛忽太、南福永、北福永、后坝、三合义）。

⑷地貌气候

石拐矿区属山间盆地的山丘地带，四面环山，中部为沟壑相间的黄土山丘。

境内最高峰海拔1860米，最低点1150米，平均海拔1450米。

山地南陡北缓，丘陵平缓坡长，沟谷纵横交错，地域弯曲面狭长，沟谷呈南北分布，山沟与山脊的坡度一般在7-25度，坡度最高达40度，沟谷两岸均有较薄冲击层发育，上部则为次生黄土层，平均厚度为40米左右。

石拐属温带大陆干燥性气候，四季温差明显，昼夜温差大，干旱少雨，春末夏初，受风沙影响；

夏短炎热，受东南季风影响；

秋季凉爽，雨后浓雾，冬长寒冷，受西北季风影响。

年平均无霜期270天，冻结期一般为5个月，即从11月至翌年3月，冻结深度一般在0.9-1.3米，最大冻土深为1.82米，全年日照3077小时，年平均生长期206天，多年平均降水量为375.7毫米，年平均蒸发量为2099.6毫米。

⑸自然条件

①生物资源

本辖区内野生植物主要有针松、侧柏、柞、桑、山杏、山黄芪、甘草、柴胡、秦艽、百合、地黄、远志、黄芩、狼毒、麻黄以及各种杂草、灌木丛等。

野生动物主要有狐狸、青羊、野兔、石鸡、松鼠、蝮蛇、山鹰、鹞子、蝎子、蟾蜍等。

②矿产资源

XXXX矿产资源丰富，主要有煤炭、硬质粘土、石灰石、白云岩、油页岩、石英、石棉、云母、冰洲石、铌、钽等，其中煤炭是XXXX的传统优势资源。

1990年统计，石拐矿区所属煤田累计探明储量为3.3亿吨，占总储量的45.8%。

从煤种储量上看，其中气煤、肥煤、焦煤和瘦煤储量为3亿吨，占总储量的41.7%。

贫煤、无烟煤、弱粘储量为0.3亿吨，占总储量的4.2%。

煤田煤种齐全，共有9种，产煤区主要有6个，煤质佳，发热量高（一般在6000-7000大卡以上），而且低灰、低磷、低硫。

另外硬质粘土主要分布发育于拴马桩煤系上部的杂怀沟组中，探明储量909万吨，保存贮量为567万吨。

③水利、电力资源

XXXX水资源相对贫匮，中心城区水资源主要为地下水，浅层水水位埋深10m左右；

单井涌水量500-1000m3/d，水质较好，矿化度1g/L左右，是有利的开采地段。

目前地下水可开采量2432万立方米/年。

园区铺设供水管网24公里及配套设施，日集中供水能力达2万立方米。

XXXX中心城区用地北侧有500KV的包北变，规划容量为2×

750MW；

西南部有110KV的后营子变，容量为40MW；

东南部有35KV的开洲变，容量为20MW。

园区范围内已建成110KV变电站1座、220KV变电站2座，输变电能力达90万KW。

1.6.2社会环境概况

包头市总面积27768km2，辖九个旗、区、县。

市区包括昆区、青山区、东河区、九原区，另外还有二个矿区和三个农、牧业旗县，分别是石拐矿区、白云矿区、土右旗、固阳县和达茂旗，全市人口230万，其中市区人口109万，占全市人口的47.4%。

石拐矿区现下辖一乡、一镇、五个街道办事处。

包头市矿务局、包钢杂怀沟硬质粘土矿为驻区大企业。

石拐矿区总人口约6万人，由汉、蒙、回、藏、维、朝鲜、满、达斡尔、羌、锡伯等10个民族组成，全区有大专以上文化程度人口1030人，中专文化的1536人，初中以上文化程度的41340人，全区总面积618km2。

矿区内交通便利，服务设施较齐全。

城市建设：

随着经济的发展，矿区城市规划建设和环境保护工作、园林绿化迈出了新的步伐，人均居住面积9.95m2，达到包头市“九五”人均水平。

商贸网点2.8万m2，人均0.46m2，中小学教学用房6.63万m2，人均9.4m2，高于全市平均水平，医疗用房2.23m2，人均0.37m2。

城市道路16km，清洁平整，安装路灯9.18km，城市供水能力充裕，日供水量人均80m3，新XXXX片实现集中供暖，供暖能力6.3万m2。

全区拥有各种树木14万株，绿化面积1.2平方公里，绿化覆盖率8%，人均绿地面积200平方米。

二、城市给排水现状、规划与项目建设的必要性

2.1给水现状及规划

2.1.1水资源概况

①地下水补给量概算

地下水补给量主要由第四系全新统孔隙潜水、区内主要矿井疏干排水（主要为侏罗系地下水）和采空区内储存的地下水三部分组成。

a.第四系全新统孔隙潜水补给量概算

第四系全新统孔隙潜水补给量主要为大气降水垂直入渗补给量，经计算，五当沟正沟范围内大气垂直入渗补给量为3.4448万m3/d，召沟为1.5343万m3/d，石拐子西沟为0.9204万m3/d，白狐沟为0.2367万m3/d，五当沟南沟为0.4733万m3/d，其它地区为1.3280万m3/d。

大气降水垂直入渗补给总量为7.9375万m3/d。

大气降水垂直入渗补给量主要是补给第四系全新统孔隙潜水，少部分补给侏罗系裂隙孔隙水和太古界基岩裂隙水。

b.煤矿疏干排水量概算

XXXX内有大型矿井6处，即五当沟矿、厂汉沟矿、河滩沟矿、大磁矿、召沟矿和白狐沟矿，其中五当沟矿、厂汉沟、大磁矿和召沟矿已停产，只有白狐沟矿和河滩沟矿仍在生产。

序号

矿井

可利用的地下水量（m3/d）

1

五当沟矿

7200

2

厂汉沟矿

1920

3

河滩沟矿

4320

4

大磁矿

5

召沟矿

6

白狐沟矿

总计

15360

c.采空区内储存的地下水量概算

XXXX是包头市重要的煤炭能源基地，五十年代即开始采煤活动，到目前为止多数煤矿已停产，这些停产的矿坑在地面下形成不同深度、大小不等的采空区，大多数采空区内充满了地下水，这些地下水亦可作为XXXX供水开采的补充水源。

地下水储存量（万m3）

246.2344

1139.8900

177.8018

7112.4834

2276.4096

XXXX6个主要煤矿地下采空区内储存的地下水总量为2276.4096万m3，如果由于XXXX降水量减少而造成天然补给量不足的时候，XXXX供水可以补充开采采空区的地下水。

因此，地下水补给量为9.4735万m3/d，其中大气降水垂直入渗补给量为7.9375万m3/d，石拐范围内6个主要矿区地下水总补给量为1.5360万m3/d。

另外石拐地下采空区内储存的地下水尚可作为备用水源。

②地下水允许开采量概算

地下水允许开采量由沟谷第四系全新统地下水侧向补给量及地下水开采后夺取的基流量和洪水径流量组成。

其中地下水侧向补给量为天然补给量，后再项为激发补给量。

a.沟谷第四系全新统地下水侧向补给量概算

虽然第四系全新统地下水得到的大气降水垂直入渗补给量较多，每日可达7.9375万m3，但因第四系含水层较薄，大部分地下水转化为地表水，因此地下水侧向径流量较少。

根据华北煤田勘探局古城塔断面资料计算地下水侧向补给量。

古城塔过水断面宽度为207.0m，含水层厚度4.251m，含水层渗透系数为207.269m/d，地下水水力坡度为0.0122，其地下水侧向补给量为0.2225万m3/d。

b.沟谷地表基流渗入补给量概算

经计算，地下水开采后，可以夺取的各沟谷地表基流渗入补给量分别为五当沟正沟1.0851万m3/d，召沟0.2071万m3/d，石拐子西沟0.1646万m3/d，白狐沟0.0425万m3/d，五当沟南沟0.0743万m3/d，总渗入补给量为1.5736万m3/d。

c.行洪期内洪水径流流入补给量概算

在行洪期内第四系全新统地下水直接接受洪水渗入补给，其渗入量根据洪水淹没范围、行洪天数及包气带非饱和岩层渗透系数分沟谷计算。

经计算，五当沟正沟官牛犋至古城塔行洪期内洪水径流入渗补给量为0.5134万m3/d，召沟毛忽洞至水磨滩为0.3865万m3/d，石拐子西沟北福永居至西梁为0.1197万m3/d，白狐沟红房子至立甲子南为0.0420万m3/d，洪水径流入渗总补给量为1.0616万m3/d。

地下水补给量为2.8577万m3/d，其中天然补给量即第四系全新统沟谷侧向补给量为0.2225万m3/d，地下水开采后激发补给量为2.6352万m3/d（其中夺取的基流量为1.5736万m3/d，夺取的洪流量为1.0616万m3/d）。

2.1.2给水现状

XXXX目前地下水开采量为2.5151万m3/d，其中农业用水1.3699万m3/d，工业用水0.8219万m3/d，生活用水0.3233万m3/d。

这些开采量主要为第四系全新统孔隙潜水。

2.1.3给水规划

石拐地区第四系全新统地下水允许开采量为2.8577万m3/d，6个主要煤矿的侏罗系地下水允许开采量为1.5360万m3/d，加上XXXX现已开采的2.5151万m3/d，在其他需水计划不变的情况下，支撑工业园区的新增新鲜水资源总量为4.3万m3/d。

2.2排水现状及规划

2.2.1排水现状

XXXX现有污水处理厂一座，处理能力为3500m3/d，市政污水经收集后排入污水处理厂，工业园区企业工业废水自建有污水处理站。

2.2.2排水规划

石拐旧区搬迁改造后，XXXX污水处理厂从市政污水处理厂转变为工业园区污水处理厂，计划将工业园区企业全部生活污水及部分工业废水进行集中处理，根据工业园区规划设计，预计2020年工业园区污水处理规模达到37000m3/d，因此污水处理厂扩建规模为33500m3/d。

2.3项目建设的必要性

2.3.1是保证XXXX社会经济发展的需要

XXXX是资源枯竭型城市转型试点城市，工业园区为自治区级的高载能园区，循环经济示范园区，当地地表水资源短缺，制约了工业园区的发展，因此必须加快建设污水处理及中水回用设施，缓解当地水资源紧缺的现状。

2.3.2是保护环境的需要

目前工业园区内企业的生活污水及工业废水还未进行集中处理，部分企业污水处理未达标，部分企业存在偷排现象，造成了水体污染，导致工业园区周边环境恶化。

本工程建成后将工业园区全部污水收集后集中处理并进行中水回用，从根本上解决了水污染和水资源紧缺两方面的问题。

三、污水处理量及水质确定

3.1污水处理量

根据《内蒙古包头市石拐工业园区总体规划（2012-2030）》，到2020年工业园区内企业排水量达到41000m3/d，按污水收集率90%设计，污水处理厂处理中规模为37000m3/d，现有污水处理厂处理规模为3500m3/d，因此污水处理厂扩建规模为33500m3/d。

到2020年工业园区循环冷却水补水需求量为30000m3/d，因此新建中水回用设施规模为30000m3/d。

污水处理厂扩建后预计污泥产量为24t/d，因此新建污泥处理设施规模为24t/d。

3.2进出水水质

⑴进水水质

根据现有污水处理厂进水水质情况及工业园区企业生产特性确定本工程进水水质如下表：

水质指标

CODcr（mg/L）

BOD（mg/L）

SS（mg/L）

NH3-N（mg/L）

TP（mg/L）

PH

数值

≤500

≤300

≤400

≤35

≤8

6-9

⑵出水水质

本工程出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准并同时满足《城市污水再生利用-工业用水水质》（GB/T19923-2005）水质要求。

具体水质标准如下：

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准（单位：

mg/L）

基本控制项目

一级A标准

备注

CODcr

50

BOD5

10

SS

动植物油

石油类

阴离子表面活性剂

0.5

7

总氮（以N计）

15

8

氨氮（以N计）

5（8）

9

总磷

色度

30

11

12

粪大肠菌群数（个/升）

1000

括号外数值为水温>

12℃时的控制指标，括号内水质为水温≤12℃时的控制指标

《城市污水再生利用工业用水水质》GBT19923-2005（单位：

控制项目

冷却水

洗涤用水

锅炉补给水

工艺与产品用水

直流冷却水

敞开式循环冷却水系统补给水

6.5-9.0

6.5-8.5

≤30

-

浊度（NTU）

≤5

色度（度）

BOD

≤10

COD

≤60

铁

≤0.3

锰

≤0.1

氯离子

≤250

二氧化硅

≤50

总硬度（以CaCO3计）

≤450

总碱度（以CaCO3计）

≤350

13

硫酸盐

≤600

14

氨氮

≤1

16

溶解性总固体

≤10000

17

18

≤0.5

19

余氯

≥0.05

20

粪大肠菌群（个/L）

≤2000

⑶污水处理程度

根据确定的污水处理厂进、出水水质要求，各项指标处理程度见下表：

项目

进水（mg/L）

出水（mg/L）

去除率%

500

≥90.0

300

≥96.7

400

≥97.5

NH3-N

35

≥85.7

TP

≥93.8

四、方案论证

4.1厂址的选择

污水处理厂厂址的选择，既要服从城市总体规划和城市远期发展，又要兼顾考虑建厂条件、建设投资、社会影响、生态环境影响等方面因素，做到合理布局，同时还应考虑到配套管线的中、远期结合，以便于实施。

厂址选择主要原则：

1）与所采用的污水处理工艺相适应；

2）少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护距离；

3）厂址位于城市给水水源下游，且应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向；

4）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，以便于运输；

当处理水排放时，则应与受纳水体靠近；

5）要充分利用地形，如有条件可选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；

6）有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；

7）厂址不应设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁，厂址应尽量设在地形条件好的地方；

8）厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。

9）充分利用现有设施。

根据本次工程的内容，结合XXXX现有污水处理厂运行的实际情况，本工程扩建的污水处理设施部分位于现污水处理厂预留地内，利用部分已有建构筑物。

其余污水处理设施、中水处理设施及污泥处理设施设在现有污水处理厂南侧。

4.2方案论证

4.2.1方案选择的原则

XXXX污水处理厂改扩建工程处理规模为污水33500m3/d，中水30000m3/d，污泥处理24t/d，属于中型污水处理厂。

为了同时实现污水处理厂的高效稳定运行和节省费用的目的，我们依据下列原则进行污水和中水处理工艺方案的选择：

1）在常年运转中，工艺稳定可靠、技术成熟、出水水质能达到设计处理标准。

2）工程投资和运行费用低、占地面积小、电耗低、尽量利用现有处理设施，以尽可能少的投入取得尽可能大的效益。

3）管理简单、方便、运转方式灵活，并可根据不同的进出水水质要求，调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。

4）便于实现污水处理过程的自动控制，提高管理水平。

5）所选工艺能够适应霍林郭勒市的实际情况和管理水平的要求。

4.2.2处理工艺的选择

4.2.2.1生化处理工艺选择

目前，国内外城市污水厂大多都采用生化处理，绝大部分为活性污泥法，这种方法能有效地去除城市污水中的主要污染物质，并且处理费用最少。

生物除磷脱氮工艺的类型和实施方式多种多样，各具特点，根据本污水处理厂进水水质特点和出水水质要求，从上述工艺中筛选出具有生物脱氮除磷功能的A2/O工艺、SBR的改良型-CASS工艺以及百乐克工艺为本工程的备选方案，进行技术经济比较，从中确定推荐方案。

1）.A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺（方案一）

A/A/O工艺是在A/O法生物除磷系统的基础上增加一个缺氧过程，通过混合液回流（内回流）将硝化产生的硝酸盐还原成氮气从系统中逸出，既达到脱氮的目的；

又使回流至厌氧阶段（外回流）的污泥尽量少含化合态的氧（即NO3-电子受体），从而造成厌氧池比较完全的厌氧环境，以利于聚磷菌较彻底地释放磷，为其在后续好氧阶段中过量地摄取污水中的磷创造必要的条件。

因此，A/A/O法的技术核心是在好氧反应阶段前增加厌氧阶段和缺氧阶段。

A/A/O工艺的厌氧阶段是该工艺除磷的关键所在。

污水与来自二沉池的回流污泥在厌氧池中充分混合，活性污泥中的聚磷菌将细胞物质中的磷释放出来，以溶解性的磷酸盐形式存在，通过对磷的释放，聚磷菌在好氧阶段能从污水中吸收几倍于所释放的磷，即所谓过量摄取，从而达到生物除磷的目的。

因此，聚磷菌对磷的释放程度成为除磷效果好坏的关键。

实践证明，聚磷菌良好的释磷效果，有赖于较理想的厌氧环境，污水CODcr/P的值（一般要求大于10：

1），较高的回流污泥浓度（MLSS）和相对较长的厌氧水力停留时间HRT（一般为1.0~1.5hr）。

而厌氧环境和CODcr/P值是最基本也是最重要的。

严格的厌氧环境使污水通过厌氧水解与发酵，其中所含难降解高分子化合物转化为易于生物降解的低分子物质，为后续好氧处理创造了有利的条件，更重要的是，这种水解作用所引起的CODcr/P值增大，直接导致了聚磷菌在厌氧环境中释磷效果的提高，同时水解产生的挥发性脂肪酸（VFA）对聚磷菌释磷以及在好氧阶段贮磷也产生了十分重要的作用，从而促进了系统的除磷效果。

A/A/O工艺的缺氧阶段的主要作用是反硝化脱氧，反硝化菌利用NO3-作为最终电子受体氧化污水中的有机