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污水处理厂中水回用工程项目建议书

第一章概述

1.1工程项目的背景、建设的必要性及项目的研究过程

1.1.1工程项目的背景

太仓市位于中华人民共和国江苏省东南部，为苏州市代管的一座县级市。

太仓文化底蕴丰厚，工业发展迅速，是苏州地区最后一个踏上高速发展快车道的县级行政区，经济增速位居苏州市域第一位，太仓也是中国经济最为发达的县市之一，2010年列全国百强县（市）第四位。

根据2010年全国第六次人口普查数据:

2010年全市常住人口为81万,户籍人口为51万.市区人口约28万.2010年全市完成GDP723亿元,财政总收入超过180亿元.下辖6个镇和1个街道办事处，分别是1城厢镇（市区），2双凤镇，3浏河镇，4沙溪镇，5浮桥镇，6璜泾镇,7娄东街道办事处。

太仓市城市污水处理厂自有中水回用设施一套，出水主要用途是街道洒水，但是出水水质不够理想，主要问题是水中SS过高，且出水有臭味。

为此，太仓市城市管理局委托协力环保科技有限公司，在现有处理设施基础上，增设中水回用处理设施一套，使出水水量加大，同时去除悬浮物及臭味，使水质达到洗车用水标准。

1.1.2工程项目建设的必要性

我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源量约为2200m3，约为世界平均水平的四分之一。

而且,我国用水浪费严重，水资源利用效率较低。

目前,我国农业用水利用率仅为40%～50%，灌溉用水有效利用系数只有0.4左右。

工业方面,工业用水重复利用率低,仅为20%～40%，单位产品用水定额高。

城市生活用水方面，供水管网和卫生设备的漏水是形成浪费的主要原因，我国城市供水管网的漏水量约占全部供水量的10%左右。

中水回用，是解决城市水资源危机的重要途径，也是协调城市水资源与水环境的根本出路，生活污水处理回用，既能减小对地下水的开采，又能给我们带来一定的经济效益。

中水是指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。

因为它的水质指标低于生活饮用水的水质标准，但又高于允许排放的污水的水质标准，处于二者之间，所以叫做“中水”。

中水也就是将人们在生活和生产中用过的优质杂排水（不含粪便和厨房排水）、杂排水（不含粪便污水）以及生活污（废）水经集流再生处理后回用，充当地面清洁、浇花、洗车、空调冷却、冲洗便器、消防等不与人体直接接触的杂用水。

太仓市响应国家节约水资源政策，利用中水进行浇灌绿化和洗车。

由于污水处理厂中水水中SS浓度高而且有异味，现对中水进行深度处理，进一步除去水中的SS同时消除异味。

太仓市为苏州代管的县级市，繁荣发达，太仓市城区现有车辆20000辆，每车每周清洗一次，每车每次洗车以70升水计算，需要用水200m³/d；同时，城市管理局道路洒水需要200m³/d。

每天共需要提供冲洗用水400m³。

太仓市城市管理局原有中水回用设施一套，但是出水水质不理想，现需增设中用回用设施一套，对原有设施出水进行再次处理，处理后水用于冲洗车辆与路面，达到节能减排的目的。

1.1.3建设项目承接单位概况

南京协力环保科技有限公司创立于2001年，创始人为董事长施卫东先生。

公司在南京市各级政府的关心支持下，在全体员工共同奋斗下，经过近10年的努力，已发展成为以生物处理技术、智能控制技术为核心，研制开发、生产运营生态环保厕所、智能泡沫节水洁具、分散式污水处理设备为主的高科技企业。

1.1.4建设项目参与设计人员

审定人：

史春龙

项目总师：

刘海波

设计负责人：

王德兴

工艺负责人：

杨晓庆

自控负责人：

李海民

建筑负责人：

王丰收

电气设备：

施林峰

1.2研究依据

1.2.1研究依据

（1）严格执行国家和地方环保、卫生和安全等法规，依照中华人民共和国环境保护行业标准编制。

（2）坚持科学态度，采用的处理工艺既要体现技术先进、经济合理，又要成熟可靠，并且操作简单、运行方便、正常运行时不产生二次污染。

（3）规划实施处理好近期与远期、总体规划与目前需求的原则。

（4）经济性与环境效益双重考虑。

1.2.2科学技术标准

包括国家颁布的其它标准、规范；土建设计相关设计标准、规范等，主要但不限于如下规范及标准：

（1）《室外排水设计规范》GB50014-2006

（2）《民用建筑生活污水处理工程设计规范》DBJ08-71-98

（3）《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002

（4）《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002

（5）《采暖通风和空气调节设计规范》GB50019-2003

（6）《供配电装置及线路设计规范》GB50052-95

（7）《低压配电装置及电路设计规范》GB50054-95

（8）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92

（9）《工业企业照明设计标准》GB50034-2004

（10）《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920—2002

（11）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

第二章城市概况

2.1城市的历史特点、地理位置、行政规划

2.1.1历史特点

清代，太仓是江苏省下属的一个直隶州，下辖4县：

镇洋、嘉定、宝山、崇明，辖境除今太仓市，以及今上海市的嘉定、宝山2区和崇明县以外，还包括今上海市中心城区苏州河以北的杨浦、虹口、闸北、普陀4个区的大部分和今启东市的部分地区。

太仓素有“鱼米之乡”的美称，河道纵横，土地肥沃，农业占主导地位，近年来工业发展迅速，很多农田已被用来筑路和修建厂房，经济发展迅速。

2.1.2地理位置

太仓地处北纬31°20′～31°45′、东经120°58′～121°20′。

总面积为822.9平方公里，水域面积285.9平方公里,其中长江水域面积173.9平方公里，陆地面积为537平方公里。

内陆土地面积为649平方公里，耕地面积为3.66万公顷。

建设项目所在地位于

2.1.2行政规划

太仓市隶属江苏省苏州市管辖，市人民政府驻地城厢镇。

全市辖6个镇1个街道办事处、126个行政村、3483个村民小组、68个居民委员会。

境内有太仓港经济开发区和太仓科技新城。

2.2城市的性质及规模

2.2.1城市性质

太仓市位于中华人民共和国江苏省东南部，为苏州市代管的一座县级市。

2010年全市年末户籍人口51万人。

人口出生率为5.79‰，死亡率为7.88‰，自然增长率为-2.09‰；2010年常住人口81万人。

按常住人口计算，城市化率达到57.42%。

2.2.2规模

2010年全市年末户籍人口51万人。

人口出生率为5.79‰，死亡率为7.88‰，自然增长率为-2.09‰；2010年常住人口81万人。

按常住人口计算，城市化率达到57.42%。

2.3自然条件

太仓地处太湖平原,土地肥沃,全境无山.太仓位于长江口南岸。

东南方毗邻上海市嘉定区和宝山区，西南方毗邻昆山市，西北方毗邻常熟市，隔长江与海门市及上海市崇明县相望。

市区以北有太仓最大的人工湖-金仓湖,水面面积达1000亩,并投资5亿元形成金仓湖公园,面积达3平方公里,是太仓市区的绿肺和市区市民的休憩的好去处.以西将建成德国特色的小镇,以北形成万丰生态园,太沙公路穿湖区而过,在太沙公路两侧形成万亩高产水稻和油菜地.太仓市区和上海市接壤,隔新浏河塘,上海地铁11号线嘉定北站到太仓市区有公交快线相连接,用时20分钟.

2.3.1地形

太仓属长江三角洲冲积平原。

全境地势平坦，自东北向西南略呈倾斜。

市区以北有太仓最大的人工湖-金仓湖,水面面积达1000亩,投资5亿元的金仓湖公园,是太仓市区的绿肺,金仓湖以西将建成具德国风情的小镇,以北将建成万丰生态园.在太沙公路两侧形成万亩高产水稻和油菜地。

2.3.2城市水系及水文地质

太仓港地处长江入海口南侧，太仓市东部。

口岸位于长江白茆沙南水道，上至白茆河口，下至浏黑屋，中心位置在七丫口，即北纬31°37′00"、东经121°14′00"。

口岸线38.8公里，其中深水岸线25公里，距吴淞口仅13海里，是距长江入海口最近的港口。

港区范围内岸线基本平直且边滩稳定，终年不冻不淤，深水区开阔、稳定，能满足5万吨级船舶回转水域的要求，是长江下游地区最佳港址之一。

2.3.3气象特征

太仓气候宜人、物产丰富，境属北亚热带南部湿润气候区。

年平均气温15．3℃，1月和7月的平均气温分别为2．8℃和27．7℃，极端最低气温和最高气温分别为一11．56℃和37，9℃。

年平均降水量为1055毫米，一日最大降水量为229．6毫米，年最小降水619毫米。

年平均霜期135天。

2.3.4地震

2.4城市给排水现状与规划概况

2.4.1给水现状

2.4.2给水规划

2.4.3排水现状

2.4.4排水规划

2.4.5雨水排放规划

2.4.6污水排放规划

第三章工程方案及内容

3.1回用水量水质预测

根据计算，回用水量为每天480吨，水质要求达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920—2002。

标准值见下表。

污染因子质

BOD5mg/L

浊度

NTU

大肠杆菌

个/L

NH3-N

mg/L

嗅味

余氯

mg/L

出水水质

无不快感

≥0.2

6-9

3.1.1水量预测及用途

用水水量分为三个部分：

洒水、绿化、洗车

根据太仓市城区现有车辆约20000辆，参照设计规范设计每车每周洗一次，每次洗车需要70升水，即需要200m³/d，

设计单位面积洒水量为1L/m2.d，城市管理局道路洒水面积为为需要20km2。

共需要400m³/d，考虑不稳定性每天水量按照480m³/d设计。

每天运行16小时，每小时处理水量为Q=30m³/h。

3.1.2进水水源概况

太仓市污水处理厂是苏州市重点项目，太仓城区污水处理厂污水处理量约占市区份额的40%以上。

该厂自1999年至2001年分批上马一期工程后，形成了2万吨的处理能力。

2006年再次扩建二期工程，日处理污水能力增加一倍。

经过试运行后，迅速达产。

各项工艺稳定。

COD（化学需氧量）、BOD（生物需氧量）、SS（悬浮物固体总含量）、氨氮、总磷等指标均符合国家标准，出水可达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标。

表处理前进水主要指标一览单位mg/L

污染因子质

BOD5mg/L

CODcr

mg/L

大肠杆菌

个/L

NH3-N

mg/L

嗅味

余氯mg/L

进水水质

1000

有异味

3.1.3回用水质标准

回用水质要求达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920—2002。

标准值见下表。

《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920—2002

污染因子质

BOD5

CODcr

NH3-N

臭味

出水水质

10mg/L

50mg/L

10mg/L

6.0～9.0

15mg/L

无不快感

3.2深度处理工艺

中水回用处理一般包括预处理、主处理及深度处理三个阶段。

其中预处理阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质；主处理阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物；深度处理阶段主要以消毒处理为主，保证出水达到中水水标准。

中水回用必须消毒，消毒方法大体上可分为两类：

物理方法和化学方法。

物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。

化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学药剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属。

目前常用的污水消毒工艺主要为二氧化氯消毒和紫外线（UV）消毒，现就两种工艺进行详细比较。

①二氧化氯消毒

二氧化氯（ClO2）杀菌消毒剂是美国八十年代开发的新产品，经过美国食品药物管理局（FDA）和美国环境保护署（ERA）长期科学的试验论证，确认它是杀菌、消毒、除臭的理想药剂，世界卫生组织（WHO）确认其是一种高效强力广谱杀菌剂。

二氧化氯药剂由此被国际卫生组织公认的液氯、漂白粉精、优氯净、次氯酸钠等氯系消毒剂最理想的更新换代产品。

广泛应用于钦用水、医院污水、城市污水、工业循环水、化工环保废水、水产养殖、纸浆生产、家禽宰杀、室内空气、啤酒制造、食品加工、泳池水循环、器具洗涤等众多领域的杀菌、消毒、灭藻、剥泥、漂白、脱色、除臭、氧化、防腐、保鲜、抗霉、破氰、破酚等。

使用二氧化氯消毒剂杀菌有以下优点：

A、快速持久B、安全无毒C、广谱高效D、无二次污染E、不受PH值影响。

二氧化氯消毒剂可以灭杀一切微生物，包括细菌繁殖体、细胞芽孢、真菌、分枝杆菌和肝炎病毒、各种传染病毒菌等。

其对微生物的杀菌机理为：

二氧化氯对细胞壁有较强的吸附穿透力，可有效地使氧化细胞内含琉基的酶，快速的抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。

二氧化氯的消毒能力和氧化能力远远超过氯气，不会像氯气那样生成对人体有害的有机卤化物和三卤甲烷（致癌物质）。

能有效的破坏酚、硫化物、氰化物等有害物质。

二氧化氯消毒剂具有无毒、无害、消毒后的水果、蔬菜不用清洗便可直接食用的众多优点。

化学反应方程式：

NaClO3+2HC1=NaC1+C1O2+1/2C12+H2O；

5NaC1O2+4HC1=4C1O2+5NaC1+2H2O

原料供应系统内的氯酸钠水溶液和盐酸（浓度30-31%）在计量调节系统、电控系统的作用下被定量输送到发应罐内，在一定温度下经过负压曝气发应反应生成二氧化氯和氯气的气液混合物，经吸收系统吸收制成一定浓度的二氧化氯混合消毒液，投加到待处理的水中或需要消毒的物体，完成二氧化氯和氯气的协同消毒、氧化等作用。

②紫外线（UV）消毒

根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个部分：

A波段（UV－A），又称为黑斑效应紫外线（400～320nm）；B波段（UV－B），又称为红斑效应紫外线（320～275nm）；C波段（UV－C），以称为灭菌紫外线（275～200nm）；D波段（UV－D），又称为真空紫外线（200～10nm）。

水消毒主要采用的是C波段紫外线。

绝大部分UV消毒系统产生紫外线的能量均来源于汞气灯。

根据产生紫外光强的不同，目前有三种发展已比较成熟的紫外光灯包括：

低压低强紫外光、中压高强紫外光、低压高强紫外光。

低压高强度紫外光灯由于在效能和强度两个方面取得了最佳的平衡，紫外光管寿命可达12000～16000小时，因此成为目前市场上最有效、经济及安全的消毒方法。

现代紫外C消毒技术就是采用低压高强紫外光灯做为消毒光源。

现代紫外C消毒技术是基于现代防疫学、光学、数学、生物学及物理化学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置产生的强紫外C光照射流水（空气或固体表面），当水（空气或固体表面）中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后，其细胞中的DNA结构受到破坏（键断裂，或光化学反应，如使DNA中THYMINE二聚等），从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭水中的细菌、病毒以及其它致病体，达到消毒和净化的目的。

它不产生任何二次污染，以其高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量等其它消毒手段无法比拟的优点，已在西方发达国家成为一种主流消毒手段，广泛应用于生活污水，食品工业污水，自来水和纯净水等的消毒。

紫外C水消毒技术对细菌病毒以及其它致病体的消毒效果已得到全世界的公认。

紫外C水消毒技术具有下列明显的优点。

a.高效率杀菌：

紫外C消毒技术具有其它技术无可比拟的杀菌效率。

紫外C对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒以内。

而对传统紫外、氯气以及臭氧方法来说，达到紫外C的效果一般需要20分钟至一小时的时间。

b.高效杀菌广谱性：

紫外C技术在目前所有的消毒技术中，杀菌的广谱性是最高的。

它对几乎所有的细菌，病毒都能高效率杀灭。

并且对一些对人类危害极大的，而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类（例如隐性包囊虫cryptosporidium，贾第鞭毛虫giardia等）都能有效杀灭。

c.无二次污染：

由于紫外C技术不加入任何化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生二次污染。

不改变水中任何成分。

对氯消毒来说，其与水中有机物产生的有机氯已被公认为对人体有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些场合下会起到反作用，对水中生物以及水环境产生毒害。

臭氧方法也有类似的问题。

大量难闻的未溶解到水中的臭氧挥发到空气中，有害于附近工作人员的身心健康。

d.运行安全、可靠：

传统的消毒技术如采用氯化物或臭氧，其消毒剂本身就是属于剧毒、易燃、易爆的物质。

这些物质的使用对操作现场人员以及周围环境和居民安全产生潜在的威胁，需要特别小心。

我国的公安、消防及环保等部门对这些高危物质的使用有严格的运输、保存和操作规定。

这些都极大地增加了基层使用单位领导、操作人员和周边居民的心理负担和不安全感。

现代紫外消毒系统不存在这样的安全隐患，是一种对周边环境以及操作人员相对安全可靠得多的消毒技术。

e.运行维护简单，费用低：

通常一种高效率的技术总是和高成本，高运行费用联系在一块。

但是，紫外C技术却是例外。

由于九十年代对紫外C核心技术的完善，紫外C消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的，而且消毒运行维护最简单，运行成本最低，在千吨处理量水平可达到每吨水4厘人民币甚至更低，因此，其性能价格比是所有消毒技术中最高的。

它既具有其它消毒技术无法比拟的高效率，又具有成本和运行费低的优点。

在千吨水处理量水平，它的成本只是氯消毒的1/2，是氯加脱氯消毒的2/5，更只有臭氧消毒成本的1/9。

即使在十万吨处理量水平，紫外C的投资及运行成本也远远低于其它消毒技术。

d.占地小，无噪音：

紫外C消毒设备占地小。

另外，紫外C水消毒设备依靠自流式供水（无水泵），将不产生任何噪音。

e.连续大水量消毒：

九十年代末紫外C消毒技术的另一特点是一年365天，一天24小时连续运行。

除定期需一、二小时以内的例行保养外，其最佳操作条件是24小时连续运行。

大水量消毒是现代紫外的另一大特征。

除了可以消毒小水量（每小时几十升），也可以消毒大水量。

目前紫外技术在实际应用中最大已达到每小时6万吨。

如果实际需要，还可以更大。

UV消毒器按水流边界的不同分为敞开式和封闭式。

污水处理厂一般多用敞开淹没式系统，在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流经外加石英套管的紫外灯，并灭活水中的微生物。

UV消毒法最早应用于美国，现已在美国和加拿大普遍应用。

国内近年来也逐渐普及。

UV消毒在目前的运行中还存在以下不足：

a）UV消毒法不能提供剩余的消毒能力，当处理水离开反应器之后，一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子，使细菌再生。

因此，要进一步研究光复活的原理和条件，确定避免光复活发生的最小紫外线照射强度、时间或剂量。

b）UV消毒效果易受到原水水质的影响，如原水某些物质、总悬浮物（TSS）会吸收和分散紫外线能量，降低紫外线的穿透率，影响消毒效果；固体颗粒尺寸（PSD）可能会使紫外线产生“黑洞”，额外增加紫外线的剂量；

c）石英套管外壁的清洗工作是运行和维修的关键。

当污水流经UV消毒时，其中有许多无机杂质会沉淀、粘附在套管外壁上。

尤其当污水中有机物含量较高时更容易形成污垢膜，而且微生物容易生长形成生物膜，这些都会抑制紫外线的透射，影响消毒效果。

因此，必须根据不同的水质采用合理的防结垢措施和清洗装置上，开发研制具有自清洗功能的紫外线消毒器。

随着对UV消毒机理的深入研究，紫外线技术的不断发展以及消毒装置在设计上的日臻完善，UV消毒法有望成为代替传统氯化消毒的主要方法之一。

3）消毒工艺的确定

通过以上分析，将二氧化氯消毒和UV消毒技术进行综合比较，本工程在污水处理中采用消毒技术来最终控制出水水质，通过以上的分析和比较可以看出，两种消毒技术各有优劣，均能满足污水处理厂消毒要求，但从污水消毒的安全性、可靠性、操作管理简便、运行成本低等因素，推荐本工程采用二氧化氯消毒工艺。

因为工程进水引入的是污水处理厂处理后的二级出水，所以采用活性炭过滤、二氧化氯消毒等主要工艺，就满足回用要求。

工艺流程图如下所示：

工艺说明：

（1）污水处理厂出水流进调节池，通过潜水泵提升至活性炭吸附罐内过滤除去水中的SS并除去异味。

（2）活性炭吸附罐出水进入消毒池进行消毒杀菌。

（3）消毒池出水通过供水池收集，通过变频机组供水系统向管网中供水。

（4）洒水车在供水管网取水口补给清水用于路面冲洗，树木、绿化带、草坪绿化等。

3.3厂区总平面布置

厂区总平面布置严格遵循安全，卫生要求。

在流程顺畅，方便管理、保证安全，便于检修的前提下，充分考虑减少占地和缩短管线长度。

中水回用完全采用地下设计，不占用地上空间。

3.4自控及仪表设置

建设项目设计采用PLC自动定时控制，安全可靠，性能稳定。

使无人值守成为可能。

建设项目设有：

第四章供水管网工程

4.1管网

4.1.1项目规划

4.1.2工程管网设计