农产品加工园区污水处理设计方案 1.docx
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农产品加工园区污水处理设计方案1
泰兴市农产品加工园区
污水处理厂
设计说明书
同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
江苏成套设备有限公司
2010年03月
前言
泰兴市农产品加工园区是江苏泰兴市委、市政府主办，集信息、科研、生产、加工、物流于一体的市级园区，是江苏省重点扶持的特色产业园区,是国家鼓励发展的优势产业项目。
园区位于泰兴市域的东北部，地处泰兴、姜堰、如皋、海安四县市交汇处，地理位置优越，水陆交通便捷。
园区以“这里是农产品的天下、这里是天下的农产品”为发展目标，总规划7平方公里，建设五大功能区即粮油加工区、果蔬加工区、畜禽加工区以及仓储物流区、商贸服务区。
作为泰兴市农产品加工园区的配套产业园区——高效农产品加工园区，拥有万亩以上设施种植面积和特色养殖规模，已被命名为“江苏省高效农业示范园区”、“江苏省现代农业科技园区”，荣获无公害、绿色食品认证的“绿色经典”果蔬产品畅销长三角地区大中城市。
国家农业产业化重点龙头企业——江苏三零面粉集团泰兴宇宸面粉有限公司、广西参皇家禽发展有限公司等相继落户园区。
目前，园区的各项基础设施项目均已开工建设。
今后，园区将以科学的创新精神，坚定不移地走“富民、科技、生态、可持续发展”之路，着力将农产品加工园区打造成生产发展、经济发达、社会和谐、科技进步、生态优美的专业化功能园区。
因此防止污染，保护境内水资源，改善环境，是造福本地、泽被下游城镇的大事，因此排水及污水治理工程的建设，早已引起当地政府的重视；建设污水处理工程，对解决开发区水域污染、优化环境、扩大招商引资、保持经济的可持续发展，具有十分重要的意义。
本项目确定的本项目污水处理厂推荐工艺的流程如下：
本报告在编制过程中，与有关部门的领导及工程技术人员就一些具体问题进行反复磋商，编制完成了本工程初步设计投标文件，在此深表谢意！
1概述
1.1项目背景
1.1.1项目名称
本项目名称为：
泰兴市农产品加工园区污水处理厂建设工程。
1.1.2主管单位
本项目的主管单位为：
泰兴市农产品加工园区管委会。
1.1.3项目地点
本项目工程地点：
泰兴市农产品加工园区污水处理厂。
1.1.4项目性质
1.2项目编制
1.2.1编制原则
根据我国有关环境保护法规及排水工程的要求，本工程将遵循如下设计原则：
1.遵照国家对环境保护、城市污水治理制定的有关规范、标准及规定。
2.在城市总体规划的指导下，执行全面规划，分期实施的原则，使工程建设与城市的发展相协调，保护城市水体和环境，最大程度地发挥工程效益；
3.因地制宜，充分利用一期已建处理设施，统筹规划，合理布局；
4.采用技术先进、高效节能、效果稳定、占地少的处理工艺，确保污水处理达标排放，减少工程投资；并充分考虑与一期工程现有处理工艺的结合；
5.妥善处置污水输送、处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染；
6.选择国内外高效节能、运行可靠、管理方便、维修简便的排水专用设备；
7.合理布置处理构筑物及水力流程，减少工程投资，节约能源，降低日常处理费用；
8.采用现代化技术手段，实现自动化管理，做到技术先进、经济合理、运行可靠、操作方便。
1.2.2编制依据
1.泰兴市农产品加工园区总体规划
2.泰兴市农产品加工园区可行性研究报告
3.泰兴市农产品加工园区（2009年新版）
4.《室外排水设计规范》GB50014-2006
5.《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
6.《污水综合排放标准》GB8978-1996
7.《城市污水再生利用景观环境用水水质》GBT18921-2002
8.《城市污水再生利用城市杂用水水质》GBT18920-2002
9.《城市污水再生利用工业用水水质》GBT19923-2005
10.《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002
11.《地表水环境质量标准》GB3838-88
12.《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-84
13.《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89
14.《城市污水处理工程项目建设标准》（修订）2001年·北京
15.《泵站设计规范》GB/T50265-97
16.《室外给水设计规范》GB50013-2006
17.《给水排水设计基本术语标准》GBJ125-89
18.《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-1999
19.《建筑给排水设计规范》GB50015-2003
20.《农田灌溉水质标准》GB5084-92
21.《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB500069-2002
22.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
23.《砌体结构设计规范》GB50003-2001
24.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
25.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
26.《工业与民用建筑抗震设计规范》GBJ11-89
27.《构筑物抗震设计规范》GB50191-93
28.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
29.《地下工程防水技术规范》GB50108-2001
30.《建筑设计防火规范》GB0016-2006
31.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
32.《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97
33.《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141-90
34.《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002
35.《民用建筑电气设计规范》JGJ/-T16-92
36.《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94
37.《供配电系统设计规范》GB50052-95
38.《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-95
39.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50060-92
40.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）
41.《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》GBJ19-87
1.3项目建设的必要性
1、是加工园区社会经济发展的需要
泰兴市农产品加工园区具有极好的产业积聚能力，受大型企业的带动，现有的产业聚集势头喜人，以大型企业为龙头的循环型积聚模式初步显现。
但是随着企业的的生产和加工园区的快速发展，污水排放量不断增加，必须需要尽快建设污水处理工程。
2、是改善加工园区投资和旅游环境的需要
泰兴市农产品加工园区发展势头良好，国家农业部给其带来了新的发展空间和政策支持。
因此，污水处理工程作为重要的基础设施之一，对改善加工园区的投资环境具有举足轻重的影响。
3、是改善当地水环境的需要
减少污染、改善环境、保护境内水资源是造福本地、泽被下游城镇的大事，因此排水及污水处理工程的建设，早已引起当地政府的重视；建设污水处理工程，对解决开发区水域污染、优化环境、扩大招商引资、保持经济的可持续发展具有十分重要的意义。
泰兴市农产品加工园区污水处理厂近期5000m3/d污水处理厂已经准备建设，已经入商务洽谈中，但由于加工园区发展迅速，新企业入驻。
如不加快污水处理厂的建设，污水将不能得到及时处理，排出后将对周围水环境造成污染。
总之，污水处理厂建设是一个急切需要解决的问题。
2水量、水质
2.1污水量预测
根据加工园区总体规划，排水系统采用雨、污分流制，并且暂时不考虑将初期雨水纳入污水处理厂的处理范畴。
因此，园区污水处理厂的污水来源主要为城市生活污水和工业废水。
2.1.1生活污水量预测
根据城市总体规划及参照类似城市的用水量，并结合园区经济发展的实际情况，依据《室外给水设计规范》（GB50014-2006），采用人均综合生活用水量指标（包括城市居民日常生活用水和公共建筑用水）预测城市生活用水量。
同时综合考虑近年来由于节水措施加强，城市供水量增长缓慢，有些城市还有所下降等因素的影响。
生活污水量按照当地用水定额的80％计算。
预测结果见表2-1。
表2-1城市综合生活污水量预测表
项目
年份
人口
（万人）
综合用水量指标
（L/人·d）
折减系数
综合排水量指标
（L/人·d）
预测生活污水量
（m3/d）
2012年
2
150
128
2350
2020年
160
144
10000
2.1.2工业废水量预测
由于本工程服务范围内企事业单位未完全到位，采用万元产值能耗法估算工业废水量不具备条件。
故本工程工业废水按总体规划确定的工业用地面积测算，采用单位工业用地耗水指标进行测算，并考虑工业用水重复使用率。
本工程服务区域工业用地按二类工业用地测算，耗水定额采用万m3/km2d。
表2-2工业废水排放量预测
项目
年份
工业用地面积
（Km2）
耗水定额
（万m3/km2d）
工业需水量
（m3/d）
工业用水
重复利用率
工业废水量预测
（m3/d）
2012年
5888
55%
2650
2020年
34300
70%
10000
2.1.3污水总量预测
截至到2012年城市排水管网的建设并不完善，并不能将所有的污水全部收集，根据加工园区污水管网建设步伐及城镇发展，确定2012年污水收集率为90%，2020年污水收集率100%。
综合以上各污水预测量汇总见表2-3。
表2-3污水总量预测表
项目
年份
生活污水量
（m3/d）
工业废水量
（m3/d）
总排水量
（m3/d）
污水收集率
总收水量
（m3/d）
2012年
2350
2650
5000
90%
4500
2020年
10000
10000
20000
100%
20000
2.1.4现状污水量
根据加工园区提供的资料，2008年现状人口约为万人，生活用水量为2611m3/d，按折减系数计算，2008年生活污水量约为2350m3/d。
目前园区尚未有企业排放污水，因此工业废水主要依据预测。
2.2污水处理建设工程的设计规模
污水处理工程的发展应与当地社会经济发展相一致，污水处理设施的规模应该根据经济的发展程度和污水量的增长情况通盘考虑，分期分批实施，以便最大限度的节约社会资源，并使社会资源效益最大化。
由于2012年左右加工园区的排水量将达到近5000m3/d。
因此，此确定本期建设工程规模为5000m3/d。
3工程方案论证
3.1污水厂进出水水质指标的确定
3.1.1进水水质指标
污水处理厂所接纳的污水主要包括园区生活废水和企业生产废水两部分生活废水必须达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）中的相关标准后方可排入市政污水管网。
企业排放的废水根据加工园区管委会及当地环保部门的要求，需要达到表3-1的要求：
表3-1污水处理厂设计进水水质
序号
污染物
排放标准
1
pH
6～9
2
色度（稀释倍数）
-
3
悬浮物（SS）
400
4
五日生化需氧量（BOD5）
600
5
化学需氧量（COD）
1000
7
动植物油
100
8
挥发酚
9
总氰化合物
10
硫化物
11
氨氮
60
12
氟化物
30
13
磷酸盐（以P计）
-
14
甲醛
15
苯胺类
16
硝基苯类
17
阴离子表面活性剂（LAS）
20
18
总铜
19
总锌
20
总锰
21
元素磷
22
有机磷农药（以P计）
3.1.2污水处理厂出水水质指标
根据加工园区管委会及环保部门对污水处理项目处理标准的意见，本工程污水处理出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
具体指标如下：
BOD5≤10mg/L
CODcr≤50mg/L
SS≤10mg/L
NH3-N（以N计）：
水温≤12℃时为8mg/L；水温＞12℃时为5mg/L
TN—N（以N计）≤15mg/L
TP（以P计）≤L
PH：
6～9
3.2工艺路线选择
3.2.1污水处理工艺选择的原则
污水处理厂本期建设工程设计规模为5000m3/d，属于中小型污水处理厂。
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处理工艺方案的选择：
1）在常年运转中，处理工艺稳定可靠、技术成熟、出水水质能达到设计排放标准。
2）工程投资和运行费用低、电耗低、以尽可能少的投入取得大的效益。
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）所选工艺能够适应开发区的实际情况和管理水平。
3.2.2污水处理程度
根据前述进、出厂污水水质，现将污水中污染物去除率分示如下：
表3-3污水污染物去除率表
项目
进水（mg/L）
出水（mg/L）
去除率%
CODcr
≤1000
≤50
≥95
BOD5
≤600
≤10
≥
SS
≤400
≤10
≥
NH3-N
≤60
≤5
≥
TN-N
≤80
≤15
≥
TP
≤
≤
≥
根据各项污染物去除率的要求，表明污水处理工艺在满足常规去除BOD5、CODcr以及SS的同时，应具一定的除磷脱氮的功能。
通过对国内外采用生物脱氮除磷工艺的污水厂设计参数及运行经验的分析，采用适宜的污水生物除磷脱氮处理工艺，对表中污染物的去除是能够得到保证的。
3.2.3污水水质特性分析
污水采用生物处理工艺，特别是生物脱氮除磷工艺，对进水中污染物质的配比和平衡有较高的要求。
现将污水处理厂进水水质配比指标列表如下并予以分析。
表3-4进水水质各污染物配比表
项目
BOD5/CODcr
BOD5/NH3-N
BOD5/TP
指标
3
20
数值
10
150
一、BOD5/CODcr
该指标是鉴定污水是否适宜采用生物处理的一个衡量指标，也是一种最简单易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr>的污水才适于采用生化处理。
该比值越大，可生化性越好。
二、BOD5/NH3-N
该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标。
由于生物脱氮的反硝化过程中主要利用原污水中的含碳有机物作为电子供体，该比值越大，碳源越充足，反硝化进行越彻底，理论上BOD5/NH3-N>时反硝化可进行。
实际运行资料表明BOD5/NH3-N>时可使反硝化过程正常进行。
本厂进水BOD5/NH3-N指标为10，生物脱氮时不需外加碳源。
在具体实施时与CODcr和BOD5的生物降解过程统一考虑外，关键是与除磷过程在时间或空间上予以分隔。
三、BOD5/TP
该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标。
一般认为有较好的磷去除率须BOD5/TP>20，比值越大，除磷效果越好。
本厂进水BOD5/TP＝150，通过控制TN的去除效率，降低与原污水接触的回流污泥中的硝酸盐含量，则回流污泥所携带的硝态氮不会影响厌氧区的释磷效果，从而提高系统的磷去除率。
根据以上对污水中营养物和污水处理程度的分析，确定，本次工程在常规去除BOD5、CODcr及SS的同时，必须具备一定的除磷脱氮功能。
而在常规的生化处理工艺中，由于微生物正常合成细胞就需要一定的氮和磷，按其化学组成通常对磷和氮的去除率为10～20%及20～40%。
因此，本工程采用常规的二级生化处理工艺，并针对一定的除磷脱氮要求，须增设适宜的生物脱氮和除磷工艺。
3.3污水处理工艺方案论证
根据国家最新颁布的污水排放标准，城市污水处理厂必须采用二级处理。
城市污水处理厂的污染物质以有机污染为主，可供选择的处理方法通常有生物处理法和物理化学法两大类，物理化学法由于需投加相当数量的化学药剂，运行费用高，残渣量大，经营费高等缺陷，城市污水处理中一般不推荐采用，而通常采用生物处理方法；生物处理方法主要有活性污泥法和生物膜法两大类，生物膜法占地面积过大及环境卫生条件差等因素，在城市污水处理厂中采用的较少。
因此，污水处理工艺选用活性污泥法进行比较。
目前，国内外城市污水厂大多都采用二级生物处理，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。
3.3.1污水处理工艺方案选择考虑的主要因素
1）进水水质和处理标准
污水的有机物浓度对工艺选择有很大影响。
当有机物浓度高时，AB法、厌氧-好氧工艺等比较有利。
AB法的A段只需较小的池容和电耗就可去除较多的有机物，节省了基建费和电耗，污水的有机物浓度越高，节省的费用就越多。
而厌氧处理多用于大幅削减高浓度有机物。
当有机物浓度低时，氧化沟、CASS等延时曝气法具有明显的优势。
氧化沟和CASS法有很多突出的优点，但它们的污泥负荷很低，池容相对较大，电耗相对较高，如果有机物浓度较低，就能大大减少氧化沟和CASS反应池的容积，降低电耗，这就淡化了它们的缺点，突出了它们的优越性。
而普通活性污泥法的适用范围很广，当其它工艺的优点不明显时，普通活性污泥法往往是最合适的工艺。
选择工艺必须考虑处理要求。
如果进水水质与生活污水接近，则一般生物处理法均能达到二级排放标准。
但如果进水有机物浓度高，或者出水指标要求高，则需选用处理效率高的工艺。
通常活性污泥处理效率较高，生物膜法则较低。
在活性污泥中，CASS法、氧化沟法、A/O法等处理效率更高，所以在进水浓度高时宜用AB法，进水浓度一般而出水水质要求较高时，以氧化沟和CASS法较好。
除此之外，CASS法、氧化沟法、A/O法等均有较好的除磷脱氮功能，而普通活性污泥法则不具备。
2）处理规模和当地条件
污水处理厂规模大小对处理工艺选择影响较大。
一般大型污水处理厂多用常规活性污泥法，中小型污水处理厂倾向于采用常规活性污泥法、氧化沟法、AB法和CASS法等。
污水处理厂的环境条件也是确定处理工艺的重要因素，在大城市、人口稠密地区等环境质量要求较高的地区，宜采用占地面积较少、卫生条件较好的工艺。
另外，大型污水处理厂因其规模大，通常技术力量较强、管理水平较高，可选择操作及管理较复杂的工艺如A2/O、AB法和普曝法等；中小型污水处理厂则宜采用运行管理方便的工艺，如氧化沟、CASS法等。
3）污泥稳定方式
污泥稳定是污水厂中的一道重要工序，它的基建费用高，直接影响到污水处理厂工艺的选择。
在优选污水厂的最佳工艺时，应先确定污泥稳定方式。
污泥稳定方法很多，国内基本上采用生物法。
生物法分好氧稳定和厌氧稳定。
厌氧稳定可节省能量，但基建投资大、管理相当复杂，环境条件差；好氧稳定基建费用低，消化后的污泥易于处置，管理方便，但能耗大。
污泥好氧稳定方法之一是在污水生化处理系统中通过提高污泥龄使污泥实现好氧稳定，这就是各种延时曝气法。
在厌氧稳定与好氧稳定优劣比较中，影响最大的是污水处理厂的规模。
包括好氧稳定在内的延时曝气工艺，其基建费用和电耗随处理厂规模增大而明显增长，但污泥厌氧稳定的基建费用则随处理厂的规模增长较慢，而节能效益却增长较快。
显然，处理厂规模越大，污泥厌氧稳定越有利。
从管理的角度看，小型污水处理厂则有条件从管理中出效益。
因此，中小型污水处理厂一般不采用污泥厌氧稳定工艺，最好采用流程简单、易于管理、能使污泥稳定化的各种延时曝气工艺如氧化沟、CASS法等。
3.3.2污水处理工艺方案论证
3.3.2.1预处理段
预处理段通常包括粗、细格栅、提升泵房、沉砂池、调节池，这是污水处理厂必备的工段。
通常，同样的预处理构筑物和设备选择可以满足不同类型的生物处理工艺的预处理要求，现就本工程的几项重点工程。
一、曝气沉砂池
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。
污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。
最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。
沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度m的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。
沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等四种形式。
由于曝气沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点，故本设计采用曝气沉砂池。
曝气沉砂池是在平流沉砂池的侧墙上设置一排空气扩散器。
使污水产生横向流动。
形成螺旋形的旋转状态。
其构造特点在于进水装置、出水装置、沉淀区、曝气系统和排泥装置组成。
曝气沉砂池的水流部分是一个长形渠道，在池壁一侧的整个长度距池底~0.9m高度处设有空气扩散装置，并设有集砂槽，池底设有i=01~的坡度，以保证砂砾能够滑入。
曝气沉砂池能够克服平流沉砂池中沉砂夹杂15%有机物，可以提高污水中有效碳源，为生化脱氮除磷提供保证。
二、进水调节池（事故池）
污水厂进水多为园区企业生产废水，虽环保部门要求企业预处理至接管标准接入，但生产废水多为难处理废水，预处理设施稳定性很难保证，势必造成污水厂进水水质有时远远高于设计进水水质，从而对整个系统造成较大的冲击负荷，使污水厂出水超标。
因此在预处理阶段设置进水调节池（事故池），调节池分为两块内容，分别实现均质、均量功能，具体示意见下图：
三、水解酸化池
污水厂进水多为园区企业生产废水，虽环保部门要求企业预处理至接管标准接入，但生产废水多为难降解的有机化工污水，预处理设施稳定性很难保证；另外污水处理厂进水不同用于一般的市政生活污水，污水的含有大量难降解的有机化工污水，可生化性比较差，不经过调理直接进入生化系统，生化系统很难达到按正常设计的负荷运转；
难降解的有机化工污水处理，是环保高新产业技术中的一部分。
污水处理的本质是采用各种技术手段将污水中的污染物质分离出来，或将其转化为无害的物质，使之得到净化。
国内外处理难降解的有机物通常有两类方法，一类是采用吹脱、吸附、膜分离、氧化、焚烧、电化学处理等物理化学法；另一类是立足于生化法，通过预处理或生物处理的一些强化手段，提高生物对难降解有机物的分解能力。
近年来，国内外的环保科研人员研究了一种介于厌氧和好氧之间的水解－酸化工艺，作为难降解有机物的预处理工艺，它对提高后续生化处理的能力有显着效果。
水解－酸化工艺可以从有机物的厌氧分解过程的分析得出。
有机物的厌氧分解一般可以分解为三个阶段，第一阶段是由兼性细菌产生的水解酶类将大分子物质或不溶性物质水解成低分子可溶性的有机物，这一阶段主要是促使有机物增加溶解性。
第二阶段为产酸和脱氢阶段。
它把水解形成的溶性小分子由产酸菌氧化成为低分子的有机酸等，并合成新的细胞物质。
第三阶段是由产甲烷细菌把第二阶段的产物进一步氧化成甲烷、二氧化碳等，并合成新的细胞物质。
难降解的有机化合物通常都是一些大分子的有机化合物、纤维素等，这类污染物的降解首先要经过水解过程，而好氧微生物的水解能力很弱，致使有机物降解缓慢。
[1]厌氧生物处理恰恰利用了水解－酸化阶段，使一些难降解的物质得到降解。
只要适应水解－酸化的微生物菌群生成，就可以使一些难降解的物质得到降解。
1967年，人们发现氯代烃在厌氧条件下可以脱氯而分解为较易生物降解的中间体。
[2]在水解和酸化阶段，主要微生物为水解菌和产酸菌，他们均为兼性细菌，利用水解菌和产酸菌，将大分子、难降解的有机物降解为小分子有机物，改善废水的可生化性，为后续处理创造
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