某城市污水处理厂建设工程可行性研究报告Word下载.docx
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2.2.1地形地貌
**市地形地貌以丘陵为主，整体构成南北高、中间低的马鞍状地形。
沿信江及丰溪河两岸为小规模的冲积平原，朝阳乡及秦峰乡少部分地域为高丘地形。
市域丘陵地形主要分为构造侵蚀丘陵区及剥蚀堆积丘陵区二类，前者为风化壳厚，植被较好，但面积不大；
后者占全市大部分，主要是红色砂砾岩，经长期风化；
有的呈低缓的浑园状态，植被稀疏，水土流失严重。
**市城区位于丰溪河交汇处，老城区及汪家园区位于河流冲积平原上，主要属信江I、Ⅱ级阶地及河漫滩，城区西部及北部为低丘地形。
出露地层主要有第四系冲积层，及白垩系，震旦系基岩。
2.2.2气象情况
**市位于中业热带湿润季风区，气候温和，降雨丰沛，日照充
足，四季分明，无霜期长。
年平均气温：
17.8℃
极端最低气温：
-8.6℃
极端最高气温：
41.6℃
多年平均降水量：
1737.8毫米
最大年降水量：
2637.2毫米
最小年降水量：
1112.6毫米
全年主导风向为东北风，夏秋两季多南及西南风，平均风速2.4m/s。
2.2.3水文地质
**市地处丘陵地区，地表水系发育，水资源丰富，境内主要河流有信江及其支流丰溪、槠溪、饶北河等，全市地表水平均径流深1092.8毫米，多年平均径流量为56.8亿立方米。
地下水有松散岩类孔隙水，碎屑岩类孔隙裂隙水两大类。
松散岩类孔隙水主要呈条带状分布于丰溪河两岸第四系冲积层内，含水丰富，渗透系数大，水位埋深浅，水质良好，属重碳酸钙型水。
碎屑岩类孔隙裂隙水主要赋有于红砂岩，砂砾岩空隙裂隙中，含水贫乏，属重碳酸钙型水，该类地下水广泛分布于市境内。
2.2.4工程地质
**市城区位于信江与丰溪交汇处，汪家园及老城区出露地层为第四系冲积层，一般厚15—20米，工程地质条件较复杂。
其余地区为低丘岗地，出露地层为砖红色砂岩及砂砾岩，工程地质条件好。
第四系地层中地下水含水丰富，地下水位较高，渗透性好，补给充分，对工程建设有一定影响，但水质良好。
对建构筑物基础无侵蚀作用，红砂岩及砂砾岩中地下水含水贫乏，地下水位低，水质良好，对建筑物基本无影响。
2.2.5地震设防
**市属6级以下地震烈度区，一般建筑物无需考虑防震措施。
2.3给排水现状
2.3.1给水现状
**市以信江为主要生活及工业水源，工业用水量与生活用水量比例约为1:
1。
现城区自来水综合供水水能力为14.55万吨／d。
其中信江水厂设计供水能力9万吨／d，三江水厂现设计供水能力3万吨/d，旭日镇水厂供水能力2.55万吨／d。
2.3.2排水现状
现状排水系统为雨污合流制，城市无污水处理厂。
解放河是城区的主要排水通渠，雨污水最终纳入天然水体信江、丰溪河。
2.4城市规划
根据**市城市总体规划（编制单位：
江西省城乡规划设计研究院、**市规划局，1998年6月），规划以2000年为近期，2010年为远期。
规划远期建设用地3385.83公顷，共分5个组团，各组团用地及人口分布见下表：
表2—1各组团用地及人口分布表
序号
组团名称
建设用地
（公顷）
人口
（万人）
备注
1
老城组团
380
4.5
2
带湖组团
1285
12.1
3
旭日组团
840
11.15
4
汪家园组团
720
5.25
5
水南组团
160
合计
3381
35
建设用地中工业用地为480公顷，近期为370公顷。
3项目建设的必要性
3.1污染现状
由于现状排水体制为雨污合流制，所有雨水均纳入天然水体信江、丰溪河。
所有排污口均为岸边排放，排水出口多且未设闸门，外河水位高时，形成倒灌。
自82年以来，**地区环境监测站对信江河（**段）三个段面，即水文站断面、丰溪河断面和龙潭桥断面进行了十八个项目的水质分析监测。
从三个监测断面例行监测结果表明：
污染程度由大到小排列顺序
为：
龙潭桥＞丰溪河＞水文站；
各断面最主要的污染物是BOD、COD、铜、铅等；
铜、铅等重金属污染来源于信江**段境外的上游；
BOD、COD污染物主要来源于信江**段境内，COD超标率33—50％，从86年至90年五年来，BOD、COD污染呈上升趋势。
由此可知：
**市地表水体质量明显下降，根据**市水环境保护功能区划分：
入境处至南门路口为1—2类，南门门至浮桥为2类，浮桥至龙潭桥为3类，而现状信江水为4—5类水体。
由于历史的原因，老城区现状排水均为雨污合流制，新建城区如带湖区大部分均采用雨污分流制。
3.2项目建设的必要性
信江是**市赖以生存和发展的命脉。
**市地处信江上游，取水水源和污染物的归宿都是信江，如何将矛盾的两方面统一起来，将是**市持续迅速发展的重要课题。
目前，未经处理的生活污水和工业废水直接排入信江，对信江水体造成了严重污染，严重威胁着老信江水厂3万吨／d取水头部，信江流域较小，95％保证率的枯水流量为2.25m3／s，目前，1m3／s以上的污水排入已对信江造成严重污染，同时也对下游的生活用水和工农业用水产生影响，随着城市的发展，这种现象将日益严重，根据国务院及江西省政府《关于环境保护若干问题决定》以及建设部和国家环保局《关于加快城市污水处理工程建设的若干决定》的精神，为城市经济的可持续发展，造福人民，同时也为创建国家卫生城市，兴建**市江北污水处理工程已迫在眉捷．
4工程规模、处理目标
4.1服务区域及排放水体
服务范围：
**市老城区及带湖区部分区域，服务面积约10．23平方公里。
排放水体：
信江
4.2水质预测
由于目前老城区雨污合流，新建城区如带湖区大部分采用雨污分流制。
所有排污口均沿信江分散设置，缺乏城市综合污水的水质监测资料，要准确预测污水处理厂进水水质比较困难。
现分别对生活污水与工业废水水质进行预测。
4.2.1生活污水水质
生活污水污染物排放指标：
BOD5按20~35g/人.d，SS按25~50g/人.d。
根据有关规范及近年来国内城市实测资料，生活污水水质BOD5为100～175mg/1，SS为175—250g／1，CODcr为200—350mg／l。
生活污水排放量占总量的85％
4.2.2工业废水水质
根据《污水综合排放标准》（GB8978—96）的规定，排放设置二级污水处理厂的城市下水道的废水，须达到三级排放标准为：
工业废水水质为：
BOD5≤300mg／1；
CODcr≤500mg／1；
SS≤400mg／l。
为了保证城市污水处理厂的正常运行，避免工业废水中含有特殊的和浓度很高的污染物质对城市污水处理厂的运行管理带来不利影响，纳入城市管网的工业废水同时应满足《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18—86）的有关规定。
工业废水排放量占总量的15％。
根据以上两部分污水水质综合考虑，参照国内同类型城市污水质，拟定本工程设计污水水质为：
BOD5=80～100mg/l
CODcr=250～350mg/l
SS=70～150mg/l
NH3－N＝15～25mg/l
4.3处理规模
设计规模：
远期8万m3／d，近期5.2万m3／d。
4.4处理目标
污水处理厂主要出水水质执行达到《污水综合排放标准》GB8978－1996中一级标准，主要出水水质如下：
BOD5≤20mg/l
CODcr≤60mg/l
SS≤20mg/l
NH3－N≤15mg/l
PH6~9
5总体设计
5.1总体设计原则
在工程方案设计中遵循如下原则
（1）认真贯彻执行国家关于环境保护工作的方针、政策，使工程方案符合国家的有关法规、规范和标准。
（2）以城市总体规划为依据，结合现状，既考虑近期发展，又兼顾远期发展，以近期为主进行全面设计，分期实施，使工程建设与城市建设同步发展，真正起到保护环境改善居民居住环境质量的作用。
（3）根据污水水质及处理程度的要求，选用技术先进、工艺成熟，处理效果好、投资少、占地面积小的工艺流程。
（4）发挥污水处理厂的效益。
（5）充分考虑厂区绿化，改善工人工作和生活环境。
5.2厂址选择
5.2.1厂址选择的原则
（1）污水管线尽可能的短；
（2）位于城市下风向；
（3）处理后污水排放便利；
（4）满足厂区防洪要求；
（5）有充足的用地，便于远期发展；
（6）与目前的截污工程协调。
5.2.2厂址选择
根据**市总体规划，结合正在编制的截污工程，考虑到城区地形南北高中间低向信江下游倾斜的特点，厂址宜选择在城市排水系统下游。
6污水处理厂处理方案设计
6.1污水处理厂设计原则
6.1.1污水处理设计原则
（1）根据原水水质、水量以及尾水排放标准，综合考虑本地区的实际情况，选用低能耗、低运行费、低基建费，操作管理方便、技术成熟的污水处理工艺。
（2）污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资，其绿化面积不小于35％，创造一个优美的工作环境．
（3）妥善处置污水处理过程中产生的污泥和其他栅渣等污物，避免造成二次污染。
（4）污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高管理水平，降低劳动强度。
（5）污水处理厂设计地坪标高根据当地规划和周围环境进行设计。
（6）建成后便于日常运行管理。
6.1.2污泥处理设计原则
污泥处置采用脱水填埋，参照《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025—93）规定，污泥的排放标准为：
（1）本着综合利用，化害为利，保护环境，造福人民的原则进行妥善处理和处置本污水处理厂污泥。
（2）污泥应因地制宜地采取经济合理的方法，减少污泥量，进行稳定处理。
避免引起二次污染。
（3）污泥宜进行脱水处理，其含水率宜小于80％。
（4）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染。
（5）污泥不得任意弃置。
禁止向一切地面水体及其沿岸、山谷、洼地、溶洞以及划定的污泥堆场以外的任何区域排放污水处理厂污泥。
6.2处理工艺的选择
城市生活污水的二级处理通常可选用活性污泥法、生物膜法及化学与物理化学法等。
活性污泥法和生物膜法在处理有机废水方面与化学法和物理化学法相比具有处理效率高，处理效果好，处理较为稳定，运行经验丰富等优点。
根据城市污水处理厂进出水水质分析，污水经过处理，COD去除率要求达到80％以上，BOD去除率要求达到85％以上，SS去除率要求达到80％以上。
生物活性污泥法二级处理方式BOD、SS去除率均可达到90％以上，COD去除率可达到85％以上，因此，本工程污水处理工艺采用生物活性污泥法为宜。
本工程的污水主要为生活污水,根据生活污水的特性,采用厌氧-缺氧/好氧联合处理工艺作为备选方案,经技术经济比较后得出推荐方案。
其中好氧工艺通常采用传统活性污泥法（普曝法）、SBR法、cass法、氧化沟法等等,根据对污水处理水质的要求,本工程提出四种工艺方案：
●传统的活性污泥方案
●水解—-SBR方案
●水解—奥贝尔氧化沟方案
●厌氧-缺氧/好氧（A2/O）方案
6.2.1传统的活性污泥方案
传统的活性污泥发展至今将近有90年的历史。
是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。
基本流程如图6-2-1所示，是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管理系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等组成。
曝气池和二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。
由初沉池流出的废水与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池。
其混合体称为混合液。
在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧使活性污泥和废水充分接触，废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群所分解，使废水得到净化。
传统的活性污泥法在工艺上的主要优点是：
（1）处理效果好，BOD去除率高达90-95%，特别适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的废水；
（2）对废水的处理程度比较灵活，根据要求可高可低。
但本系统存在的问题是：
（1）进水有机负荷不宜过高，因此曝气池容积大，占地面积多；
（2）对冲击负荷适应性较弱；
（3）脱氮除磷效果不佳。
6.2.2水解--SBR方案
厌氧发酵从工程上可分为：
水解、酸化和甲烷化三个阶段。
水解池是把反应控制在第二个阶段完成之前,不进入第三阶段。
采用水解池较之全过程的厌氧消化具有以下的优点：
a．水解，产酸阶段产物主要为小分子有机物，可生物降解性较好。
故水解池可改变原污水的可生化性，更适于后段的好氧处理，从而减少反应时间和处理的能耗。
b.对固体有机物的降解，减少污泥产量，功能与消化池—样。
在处理水的同时，也完成了对污泥的处理。
污水、污泥处理一元化简化了传统处理工艺流程。
c．不需要密闭的池、搅拌器、水气固三相分离器，降低了造价，便了维护管理。
d.第一、二阶段反应迅速，水解池体积小，与初次沉淀池相当，提高了对各类有机物的去除率，基建投资省。
SBR工艺是间歇式活性污泥法的简称。
早在1914年，序批式生物反应器系统（简称SBR）即已开发，并有运行情况的报导，因此SBR不是一种新型的污水处理方法。
由于人工管理烦琐，监测和控制问题长期得不到解决，直到70年代未80年代初SBR处理系统才开始流行，并出现了多种变型工艺（CASS、ICEAS等），对SBR处理能力、设计、生产性装置及其优点的评估也有大量的文献报导。
人们之所以对SBR系统感兴趣的原因除了较好的工艺性能外，主要与硬件装置的更新和改进有关。
近年来，随着监控与测试技术的飞速发展，大量新设备被研研制出来，如电动阀、气动阀、电磁阀、水位计、泥位计、流量计、自动计时器，特别是计算机自动控制系统的应用，使监控手段趋于自动化，序批式活性污泥法由于本身具有许多独到之处，重新引起重视。
SBR是一个间歇式的活性污泥系统，曝气池与沉淀池合二为一，
活性污泥的曝气、沉淀、出水排放和污泥回流均在同一池子中完成，
可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。
运行时，污水分批次
进入反应池，然后按顺序进行反应、沉淀、排出上清液和闲置过程
完成—个运行操作周期。
SBR的典型运行方式参见下图。
进水
充水期反应期沉淀期排水期
出水
剩余污泥
缺氧/好氧循环缺氧/好氧循环停止曝气/沉淀停止曝气/出水
我国自1985年建成首座处理肉类加工污水的SBR系统后，又陆续在城市污水、鱼品、家禽、肉类加工污水、制药污水和游乐场等处理工程中建造了SBR系统。
然而，对于SBR的设计还没有一种可被广泛接受的标准和简单统一的设计方法。
SBR工艺的特点如下：
（1）工艺流程简单，除预处理系统外，只有反应池一个单元，且池深较大，故土建费用较低，节省占地。
（2）具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，能承受水量、水质变化较大的冲击负荷能力，处理效果稳定；
SVI值低、沉降性能好，具有抑制丝状菌生长的特性；
理想静止沉淀，泥水分离效果较好。
（3）SBR工艺运行控制较为复杂，SBR工艺自动化程度要求较高，需要有计算机控制系统，水位、曝气、排水、溶解氧探头等都需要专门的控制技术设备；
对管理人员的技术水平有较高的要求。
（4）SBR工艺为间歇式运行，故设备使用利用率比较低，设备闲置率高，而且设备启动频繁，对设备的损害较大，维修量较大。
（5）由于反应池内水位是变化的，机械表面曝气不适于SBR工艺。
（6）采用微孔曝气器充氧，氧的转移率和动力效率较高，但间歇式运行方式加快了曝气器的性能衰减和老化。
（7）SBR好氧反应和缺氧反应在同一反应器中进行，必须对供氧和混合搅拌作专门考虑。
水解—SBR方案工艺流程框图如图6－2－2
栅渣外运
图6－2－2
6.2.3水解一奥贝尔氧化沟方案
水解处理单元设置同前。
氧化沟是活性污泥法的一种变型，废水和活性污泥的混合液在环形曝气渠道中不断循环流动。
具有特殊的循环流态，既是完全混合式又具有推流式的特征。
氧化沟一般在延时曝气条件下使用，水力和固体停留时间长，固体总量较多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲作用。
又因为氧化沟内循环量高于进水流量的几十倍甚至几百倍，使其产生较大的稀释能力，当受到水质水量波动的冲击或有毒物质的影响时能迅速稀释，所以氧化沟具有很强耐冲击负荷能力，适于处理高浓度有机物废水。
氧化沟的曝气装置按点交替分布而不是全池分布，因而很容易在沟内形成好氧和缺氧交替出现的状态，存在着不同的生物微生长环境，可发挥不同微小物的生物特性。
氧化沟的构造型式、水流搅拌状态和溶解氧的分布有利于活性污泥的生物凝聚作用，且可进行硝化、反硝化达到生物脱氮的目的，由于泥龄较长，污泥在氧化沟内有一定好氧稳定性，无须进行污泥处理，但氧化沟的能耗较高。
目前氧化沟有很多型式种类，如Corrousel氧化沟、Dassveer氧化沟、双沟式氧化沟等。
奥贝尔氧化沟是众多氧化沟中的一种，近年来国内外被广泛采用，它除具有氧化沟上述共有的特性外，还有自己不同的特征。
奥贝尔氧化沟由三个相同断面同心沟道组成，通过三个沟道不同溶解氧呈梯度变化的控制，不仅能很好的降解有机物和悬浮物，还能有效地除磷脱氮，污水经过氧化沟完成生物降解后再进入沉淀池进行泥水分离，经沉淀池达到出水标准后排入水体。
奥贝尔氧化沟系统工艺需另设污泥回流系统，将沉淀后的污泥回到氧化沟中，使微生物处于平衡状态，剩余污泥由剩余污泥泵排出。
（1）奥贝尔氧化沟方案处理工艺机理
奥贝尔氧化沟沟道设计成具有三个相同（或不相同）断面的同心沟道，三沟的容积分配为：
外沟（第一沟）约占总池容的50％～55％，中沟（第二沟）约占总池容积的30％～35％，内沟（第三沟）约占总容的20％～25％。
根据不同的处理目标，通过调整标准氧量与各沟容积的百分数，使系统的去除能力得到提高。
三个沟的溶解氧DO呈0－1－2的梯度分布。
第一沟的DO控制在0～0.5mg／L。
第二沟（中沟）的DO控制在0．5—1．5mg／L，第三沟（内沟）的DO为2～2．5mg／L，从而造成有氧和无氧的生物环境，达到生物降解及除磷脱氮的目的。
◆同时硝化／反硝化
对于奥贝尔系统，同时硝化／反硝化包括两个方面的含义：
其一，奥贝尔氧化沟0－l－2的DO分布提供了一个良好的脱氮环境，在奥贝尔系统内不仅发生硝化反应，还发生了反硝化反应，反硝化细菌利用硝酸盐中的氧，以有机碳源为电子供体，使有机物得到分解氧化，这就相当于回收了一部分被消耗的氧。
在整个第一沟内存在缺氧区域与曝气区域，曝气转碟上下游一定围内为曝气区域，其DO一般大于0.5mg／L，部分区域甚至可达4~6mg/L，除此而外的其它区域则为缺氧区域。
虽然第一沟与其它两沟一样都有大量的氧，且氧传递速率高于其它两沟，但由于仍不能满足第一沟的实际需氧量，故而形成缺氧环境，而非仅仅是DO等于零（二者未必同义）。
生物处理系统为多种微生物群体共生的系统，在经过曝气区域时被氧化发生硝化反应，在缺氧区域发生反硝化反应进行氮的脱除，加之污水是先进到第一沟，为反硝化反应提供了充足的碳源。
这个机理关键的动力学是氧输入区和缺氧区之间交替循环，可凭借高沟速和无数个低强度投氧点来增加循环次数。
在典型的设计中，流量通过氧输入区一千多次才进入下一沟。
大多数奥贝尔系统，第一沟内发生的完全硝化率约为65％，而反硝化率（包括回流污泥中的硝酸盐）则为80％。
其二，奥贝尔氧化沟系统同其它氧化沟一样，由于曝气装置按点交替布置，以及没有初沉池，十分利于形成大颗粒菌胶团等原因，微环境的变化可能可能非常明显。
即是说，由于受菌胶团结构、氧传递和硝态氮传递的不均匀性的影响，外部曝气状态下菌胶团内部也可形成缺氧环境。
因而曝气状态—F也可出现某种程度的反硝化，这是另一种“同时硝化反硝化”现象。
总的来说，在奥贝尔氧化沟系统中，第一类型的“同时硝化反硝化”占主导地位。
◆生物除磷
任何得以提高生物除磷效果的活性污泥法都是利用了“过量吸收”的机理。
在厌氧条件下某些细菌能吸收（同化）低分子的有机物（如挥发性脂酸）于细胞内合成聚β羟基丁酸盐（PHB），同时释放细菌原生质中聚磷酸盐的磷以提供能量。
贮存的PHB在好氧条件下被氧化并提供能量，同时细菌从废水中吸收超过其生长所需的磷并以聚磷酸盐的形式贮存起来。
通过排放富含磷的剩余污泥可达到除磷的目的。
奥贝尔系统如要达到“过量吸收”必须特别注意第一沟的氧传递速率。
奥贝尔氧化沟系统中，第一沟设计成大部分为缺氧区域，而同时原污水最先进入这一沟，第一沟中极具除磷与反硝化同时存在的可能。
但对这种可称之为“反硝化除磷菌（DPB）”存在的条件、影响因素等还需进行深入的研究。
（2）奥贝尔氧化沟工艺的组成及作用
在奥贝尔氧化沟工艺方案中，氧化沟中的生物降解与沉淀池的泥水分离为整个工艺的核心，是与SBR之间不同的关键所在。
奥贝尔氧化沟由以下组成：
◆氧化沟的不同溶解区域
奥贝尔氧化沟由三同心沟道组成，其DO梯度为0-1-2设计在第—个沟道内完成反硝化及大部分硝化，污泥回流至第—沟道内与原水充分混合。
第二：
沟道为过渡区，进一步降解有机物，或继续完成硝化。
第三沟道中DO控制在2—2.5mg／L，以保证出水中有足够的溶解氧带入二沉池。
另外，三个沟道还可分流水力上的冲击负荷。
◆曝气装置
曝气设备是氧化沟的主要装置与关键设备，它起着供氧、混合推动水流作循环流动和防止活性污泥沉淀等作用。
其性能的好坏和效率的高低，直接影响氧化沟的处理效果、动力消耗、建设投资和运行费用。
奥贝尔氧化沟的曝气设备采用曝气转碟（亦称曝气转盘）。
与同类曝气设备相比，曝气转碟具有工作水深大、充氧效率高、混合能力强以及结构简单、组装灵活、使用寿命长、安装维
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