某污水厂污水处理设计可行性实施报告.docx
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某污水厂污水处理设计可行性实施报告
某经济开发区城市污水处理工程
可行性研究报告
第一章总论
1.1项目名称及筹建单位
1.1.1项目名称
某经济开发区城市污水处理工程
1.1.2工程名称
某污水处理厂工程
1.1.3项目筹建单位
某经济开发区管理委员会
1.1.4工程建设地点
某经济开发区
1.2编制依据、原则和围
1.2.1编制依据
（1）《某经济开发区总体规划》
（2）《某“十一五”经济社会发展规划》
（3）某人民政府《关于地表水域环境功能实施划类管理的通知》
（4）某环境保护局《某环境保护“十一五”规划纲要》
（5）《某经济开发区10000m3／d城市污水处理工程项目建议书》
1.2.2编制原则
根据我国有关环境保护法规及对工程项目建设的有关要求，本工程可行性研究报告的编制将遵循以下原则：
（1）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、规、标准。
（2）在总体规划的指导下，采取统一规划，分期实施的原则，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境，又最大限度的发挥工程效益。
（3）采用适合本地区条件的技术，选用高效节能的污水处理工艺，并充分利用污水处理厂厂址地形，因地制宜地采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费用低、技术可靠、运行稳定。
使处理后排放水能达到国家污水排放标准。
（4）选择国外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备和控制元件系统。
（5）妥善处理、处置污水处理过程中产生的格渣、污泥，避免二次污染。
（6）充分利用现有条件，减少工程投资。
1.2.3编制目的
在总体规划指导下，通过充分调查研究，以及收集、分析资料的基础上，达到如下目的。
（1）论述建设污水处理工程的必要性。
（2）对污水、污泥处理与处置工艺、工程投资进行技术可靠性、经济合理性、实施可能性、及环境影响等多方面综合比较和论证。
（3）在以上论证的基础上提出推荐方案，并进行工程方案设计。
（4）根据投资估算，提出投资方式及项目实施进度、计划。
1.2.4编制围
（1）污水处理厂工艺技术方案论证。
（2）以上工程容的工艺设备、建筑、结构、电气、仪表等方面的工程设计及总平面布置。
（3）以上工程容的工程投资估算及技术经济评价。
1.2.5采用的标准和主要资料
1.《室外排水设计规》（GB50101-2005）
2.《给水排水制图标准》（GBJ106-87）
3.《总图制图标准》（GBJ103-87）
4.《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）
5.《防洪标准》（GB50201-94）
6.《城市防洪工程设计规》（CJJ50-92）
7.《建筑给水排水设计规》（GB50015-2003）
8.《厂矿道路设计规》（GBJ22-87）
9.《泵站设计规》（GB/T50265-97）
10.《建筑抗震设计规》（GB50011-2001）
11.《给水排水工程构筑物设计规》（GB50069-2002）
12.《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）
13.《砌体结构设计规》（GBJ3-88）
14.《水工砼结构设计规》（SDJ20-87）
15.《建筑结构荷载设计规》（GB50009-2001）
16.《建筑地基基础设计规》（GBJ7-89）
17.《建筑设计防火规（修订书）》（GBJ16-87）
18.《构筑物抗震设计规》（GBJ50191-92）
19.《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规》（GB50032-91）
20.《污水泵站设计规程》（DBJ08-23-91）
21.《建筑地面设计规》（GBJ50037-96）
22.《汽车库防火设计规》（GBJ.67-84）
23.《工业企业噪音控制设计规》（GBJ.87-85）
24.《地下工程防水技术规程》（GBJ108-87）
25.《建筑灭火器配置设计规》（GBJ140-90）
26.《屋面工程技术规程》（GB50207-94）
27.《住宅建筑设计规》（GBJ96-86）
28.《工业企业总平面设计规》（GB50187-93）
29.《民用建筑设计通则》（JGJ37-87）
30.《宿舍建筑设计通则》（JGJ36-87）
31.《民用建筑电气设计规》（GB50057-94）
32.《供电系统设计规》（GB50052-95）
33.《低压配电设计规》（GB50054-95）
34.《3-110KV高压配电装置设计规》（GB50060-92）
35.《10KV及以下变电所设计规》（GB50053-94）
36.《电动装置的继电保护和自动装置设计规》（GB50060-92）
37.《工业建筑防腐蚀设计规》（GB50046-95）
38.《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）
39.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
40.《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
41.《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）
42.《城市污水水质检验方法标准》（CJ26.1~29-91）
43.《水污染物排放标准》（DB4426-89）
44.《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
45.《城市排水流量堰测量标准》（CJ/T3008.1~5-93）
46.《房屋建筑制图统一标准》（GBJ1-86）
47.《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86）
48.《厂房建筑模数协调标准》（GBJ6-86）
49.《建筑制图标准》（GBJ104-87）
50.《建筑楼梯模数协调标准》（GBJ101-87）
51.《工业企业采光设计标准》（GB50033-91）
52.《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
53.《民用建筑隔音设计标准》（GBJ118-88）
54.《城市污水处理及污染防治技术政策》建城[2001]77号
55.《城市污水处理工程项目建设标准（修订）》建标[2001]77号
1.3项目背景
1.3.1城市概况
项目位于某市区西北35公里的某经济开发区，地理坐标（东经120031′30″、北纬40049′10″）。
开发区位于渤海辽东湾北岸附近，燕山山系的最东部，松岭山脉之南的某连山区西北方向，距港仅35余公里，距山高速铁路仅30公里，距京线火车站32公里，有专用支线通往矿产区。
厂区交通方便，距最近的铁路魏塔线叶家屯车站8公里，厂区紧邻葫六线公路。
开发区与附近各个主要城镇乡村之间，均有公路相连。
并有公路与连山区、兴城、建昌和等地相通，交通非常便利。
1.3.2社会环境
原某经济技术开发区于2000年3月20日正式挂牌成立，目前已经成为省级开发区，为省“十一五”五点一线对外开放的重点经济开发区之一，市委、市政府非常重视开发区建设，提供了有利的建设条件并给予了多项优惠政策，具有良好的政策软环境。
开发区现有人口近5万人，建成区面积967hm2。
辖区共有企业55户。
初步形成了以矿山机械建筑材料等为主导，以商贸、物流、金融保险、餐饮服务等与钼矿产资源采选、冶炼、加工相配套，协调发展的产业格局。
经济实力在发展中增强，某经济开发区已成为经济的重要增长点。
依据国家关于开发区“三为主，一致力”的办区方针，充分发挥地区优势，不断加大招商引资力度，重点发展钼、铅锌及铁的采选冶炼加工、机械设备制造、建筑材料等为主导产业的装备制造业，重点发展低能耗、无污染、高附加值的高科技产业，发展循环经济，大力吸收国外、域外投资参与企业技术改造，大力促进城市规划的实施和城市环境的改善，带动城市化的发展。
预期到2010年完成500公顷土地的配套设施，成为本地区一流的有色金属采、选、炼、加工和矿山机械制造产业项目聚集区和产业集群，努力培育具有国际影响力的产品品牌，形成生产规模产值40亿元，综合实力有明显提高，创造出国有色资源枯竭城市产业转型新模式。
区现有二级甲等医院一所，设病床301，具有高级职称医护人员130多名。
具有高级中学1所，初级中学2所，小学7所。
1.3.3自然条件
项目所在地区某经济开发区位于辽西走廊北部边缘低山地区，属于低山丘陵地貌单元，区地貌形态为剥蚀构造侵蚀低丘。
低山走向为北—南向，地势向东南呈平缓倾斜。
本地区涂层较薄，土壤类型主要是棕壤土，其中大部分为薄层酸性岩棕壤土。
组成物质为第四纪冲击、坡积物与风化残积物，地表构造由上至下为棕壤、亚粘土、中砂、粗砂和基岩。
该地区属于温带半湿润大陆性季风气候区，春季多风少雨，夏季炎热雨量集中，秋季低温少雨雪，冬季干燥寒冷。
主要气象条件如下：
年平均气温：
9.6℃
最热月平均气温：
24.4℃
最冷月平均气温：
-9℃
极端最高气温：
41.5℃
极端最低气温：
-24.2℃
年平均降雨量：
637.3mm
最大积雪厚度：
17cm
最大冻土深度：
1.12m
最大风速：
20m/s
全年无霜期：
170天
风向：
4-8月多南、西风，3、9、10月风向不定，11月—2月为西北风，风速一般不大，年平均风速达3—4m/s，4—5月风速最大为6m/s。
1.3.4排水现状
某经济技术开发区位于某的西北部。
由于历史的原因，开发区的供水、供暖、道路、污水处理、垃圾处理等城市基础设施还很不完善。
境沿河选矿企业，其尾矿库（坑）设计容量小，与生产能力不配套，经常出现尾矿外溢，雨季受山洪影响，尾矿直泄河道，其它排污企业排放的工业废水也经排污渠道或尾矿库渗入河道。
另外，城区排水系统不完善，无城市污水处理系统。
工业废水和生活污水未经处理，通过排、渗、外泄进入河流，地表水和地下水环境受到了严重污染，使全区供水量50%的莲花山水源因污染已停止使用。
随着某经济开发区的不断发展，开发区人口增加，人们生活水平的不断提高，城市污水的排放量不断增大，开发区生活污水和采选冶炼废水混在一起排放，对本地区及下游兴城河的水质日益造成潜在威胁。
1.3.5治理目标
建设某经济开发区城市污水处理工程，日处理能力按近期规模1.0×104m3/d。
污水处理后执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中城镇污水处理厂出水一级A标准。
第二章污水水量、水质预测及工程规模的确定
合理地确定设计污水水量和污水水质，直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。
按规划计算的污水量与实际产生的污水量、实际能收集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的，设计污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量。
对设计的污水水质，应该对现有实测的水质资料进行分析。
2.1用水量
根据区域规划中有关给水工程规划，城区用水量估算如下：
根据《城市居民生活用水量标准》、《城市给水工程规划规》及当地的水资源状况，确定用水标准：
生活用水近期为100L/人•d，远期为120L/人•d，一类工业为121L/m2•d，对外交通用水3.0L/m2•d，道路用水为2.0L/m2•d，绿化用水1.0L/m2•d，供水普及率100%。
消防用水量根据《建筑设计防火规》确定为35L/s，并均按同一时间有二处火灾，灭火持续时间2小时用水计算。
通过用水量估算，经济开发区近期需水约1.26万m3/d，远期需水约3.5万m3/d。
2.2污水量预测及污水厂处理规模确定
某经济开发区用水量，近期1.26万m3/d，远期3.5万m3/d，根据用水量估算污水量。
污水量估算如表2-1所示。
表2-1污水量估算表
用水量（万m3/d）
日变化系数
排放系数
预测排水量（万m3/d）
近期
1.26
1.2
0.8
0.84
远期
3.5
1.2
0.8
2.33
由表2-1，结合经济开发区的发展的现状，确定某经济开发区污水处理厂远期规模为2.5万m3/d，近期1.0万m3/d较为合理。
按近期建设规模为1.0万m3/d，计算总变化系数为1.62。
2.3污水水质预测
2.3.1进水水质
某经济开发区现状排水体制为合流制，雨、污水通过管（渠）均直接排海，没有统一的污水处理设施。
随着该地区的发展，形成新的生活区，因此该地区主要为生活污水，工业废水和其它污水则含量较少，本工程旨在处理这一地区的生活污水，使污水达到排放标准。
根据某经济开发区1.0万m3/d城市污水处理工程项目建议书，考虑城市远期发展，确定污水厂进水水质指标如下：
项目
COD
BOD5
SS
TN
NH3-N
TP
pH
指标（mg/l）
380
185
200
45
25
4
6-9
2.3.2出水水质确定
根据中华人民国《环境保护法》、《水污染防治法》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），考虑污水厂尾水用于莲花湖补水，污水厂出水水质需执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准应达到的指标如下表所示：
项目
COD
BOD5
SS
TN
NH3-N
TP
pH
指标（mg/l）
50
10
10
15
5（8）
0.5
6-9
第三章污水、污泥处理及除臭方案
3.1城市污水处理工艺选择
3.1.1指导原则
污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地气象、工程地质、征地费用、电价等综合因素作慎重考虑。
污水处理的每项工艺技术都有其优点、特点、适用条件，在不同的进水和出水条件下，取用不同的设计参数，设备的选型也并不是一成不变的。
因此具体的工艺选择应遵循以下原则：
①技术合理。
技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。
②经济节能。
耗电小，造价低，占地少。
③易于管理。
操作管理方便，设备可靠。
④结合当地社会、经济发展的实际情况。
⑤重视环境。
厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。
3.1.2常用处理工艺介绍及比选
城镇污水的主要污染物是有机物。
污水中主要污染物为有机物，其BOD5：
CODCr=0.48，该比值大于0.3，比较适合选用生化方法进行处理，因此污水处理工艺选择二级处理方案。
目前，国外经济适用的处理方法主要是生物法。
在生物法中活性污泥法占绝大多数。
活性污泥法有多种形式，应用最广泛的主要有以下三种：
3.1.3传统活性污泥法
传统活性污泥法及其传统形式改进型，有A/O与A2/O法。
A/O法有两种，一是用于降磷的厌氧－好氧工艺，一是用于降氮的缺氧－好氧工艺。
A2/O法则是即除氮又除磷的工艺。
活性污泥法的最基本流程是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。
活性污泥法则是以活性污泥为主体的生物处理方法，它的主要构筑物是曝气池和二次沉淀池，如下图所示：
需处理的污水与回流的活性污泥同时进入曝气池，成为混合液，随着曝气池注入空气进行曝气，使污水与活性污泥充分混合接触，并供给混合液以足够的溶解氧，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，澄清液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不断增长，有一部分剩余污泥需要从系统中排除。
3.1.4氧化沟法
氧化沟又称循环曝气池，类似活性污泥的延时曝气法，氧化沟具有传统活性污泥法的特点，有机物去除率高，也具有脱氮功能。
氧化沟这种高效、简单的特点，但氧化沟不宜采用地下式，占地也较大。
其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因而氧化沟又名“连续循环曝气池”。
氧化构构造简单，运行管理方便且处理效果稳定。
随着对氧化沟污水处理技术的不断改进，氧化沟的脱氮功能得到增强，在一定条件下，也可获得较好的生物除磷效果。
氧化沟的型式很多，有卡鲁塞尔式氧化沟，三沟式氧化沟和目前国际国比较先进的奥贝尔氧化沟等等。
奥贝尔氧化沟工艺流程见下图：
3.1.5SBR工艺
SBR工艺为间歇式延时曝气活性污泥法，它的基本特点是在一个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥。
SBR工艺具有一些优于传统活性污泥法的特征：
（1）SBR工艺运行简单，基本实现无需搬运操作，进水、曝气、沉淀、排水、闲置五道程序可由一台小型的PLC实现程序控制，运行的程序也可根据水质变化情况重新编排，使本来十分繁琐的操作变成全自动运行；
（2）造价低，占地少，不设置一沉池、二沉池，没有污泥回流系统，多数情况下也可不设调节池，因此可减少占地，降低造价；
（3）耐冲击负荷。
污水逐渐进入池，被池的水缓慢稀释，污水与原池的水的比例是逐渐提高的，所以耐水质变化的冲击；
（4）出水水质好。
池水沉淀时是在水平流速为零的理想静止状态下沉淀，沉淀效果好。
池溶解氧值交替变化。
沉淀排水时，溶解氧接近零，抑制了丝状菌的生长，污泥沉淀性能好；
（5）能耗低。
由于池溶解氧的交替变化，使溶解氧浓度梯度大，提高了氧的利用率。
没有污泥回流系统，节省能耗，降低了运行费用；
（6）除磷脱氮。
一个运行周期，厌氧、兼氧、好氧交替变化，在一个池实现了除磷脱氮。
其工艺流程如下（包括污泥处理）。
随着SBR工艺的改进，目前SBR工艺变种有多种形式，比较典型的有连续进水周期循环活性污泥法（简称CASS法），间歇进水周期循环式活性污泥法（简称CAST法），间歇式循环曝气活性污泥法（简称ICEAS法），连续曝气和间歇曝气相结合的活性污泥法（简称DAT－IAT法），三池连体型前部连续曝气和后部交替曝气相结合的活性污泥法（简称UNITANK法）等，以上几种改进型的SBR工艺都各有其特点。
3.1.6工艺方案
上述工艺方案各有其特点，比选情况见下表：
各工艺方案比选情况一览
比较容
方案一
传统活性污泥法
方案二
氧化沟及其改进法
方案三
SBR及其改进法
工艺特点
好氧条件下运行，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，
污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，好氧、兼氧条件下运行
在一个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥，好氧、兼氧条件下运行。
运行管理
设备及构筑物较多，运行管理相对复杂及要求高。
管理简单，方便。
但由于设备数量较多，因此维修工作量较大。
对设备自动控制要求较高，方便操作。
设备
设备种类及数量相对多，维护要求高
设备数量多，但品种单一，维护工作量虽较大。
设备种类和数量较多，元件要求高，自控水平高。
投资
设备、构筑物投资最高
设备、构筑物投资居中
如用国元件、时间控制、则设备构筑物投资较少。
运行费
相对最高
相对较少
相对较少
占地
相对居中
相对最多
相对最少
在进行工艺方案的选择时，根据项目具体的实际情况，我们主要考虑以下几方面的因素：
首先是污水水量、水质变化幅度较大，排水量时变化系数很大，甚至间断排放，形成水质、水量的冲击。
因此所选择的工艺必须具有较好的经受冲击负荷的能力，适应水质、水量变化较大的冲击。
其次，污水处理厂工程运行、管理中一般大多没有污水处理专业人员，对处理工艺原理了解甚少，操作人员普遍技术水平较低，因此要求所选处理工艺成熟、可靠，工艺流程简单，维护工作量要小，选用设备的操作与控制要简单，易被操作人员掌握，维修技术水平要求较低，以便适应管理和操作人员专业知识水平较低的特点。
第三，土地征用费较高，因此要求工程占地小。
第四，污水处理建筑必须与周围环境相协调。
因此工程尽量采用与周围环境相近的风格，并进行绿化，不影响园区景观。
第五，为了保护经济开发区的整体环境，必须尽力减轻污水处理机械噪音及散发的异味对环境的影响。
因此应选择运行噪声低、污泥量产生少的工艺方案。
第六，一般资金总额有限，特别关心工程总投资及其运行成本费用。
根据以上分析，选择推荐SBR法的改进工艺——改良型CASS工艺（连续进水周期循环式活性污泥法）作为某污水处理厂污水处理的主体工艺方式。
3.2CASS工艺简述
3.2.1CASS工艺介绍
CASS工艺是SBR工艺的改进型，在国外得到广泛应用，其特点是占地小，运用费用低，技术成孰、工艺稳定。
CASS工艺是通过充氧、缺氧和厌氧条件的连续变化达到降低BOD5、COD，硝化，脱氮及除磷的目的。
反应池分为选择区和反应区，反应池污泥从反应区不断循环至选择区以吸收易溶性基质中的降解部分并促使絮凝性微生物生长，氧的供给会在一个预定的时段停止，此时整个体系处于均衡状态，活性污泥中的微粒便不断沉淀到达池底而形成上清液，上清液再经过特殊设计的滗水器在不扰动污泥层的情况下排除，与众不同的是反应过程中需氧量任何微小的降低都能被探测到并反馈到中心控制台而引起充氧强度的自动降低，系统因此能始终保持在低耗能，高效率的状态，从而极大地降低处理污水的运行费用。
CASS工艺与其它活性污泥处理技术比较有以下优点：
Ø以一组反应池取代了传统方法及其它变型方法中的调节池、初次沉淀池、曝气池及二沉池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性；
Ø在污水处理厂刚建成运行时，流量一般来说较设计值低，CASS可以调节液位计的设定值使用反应池部分容积，避免了不必要的电耗。
其它生物处理方法则无这样的功能；
Ø因为对于每个反应单体而言出水是间断的，在高负荷时活性污泥才不会流失，因而可以保持系统在高负荷时的处理效率。
而其它的生物处理方法在高流量负荷时经常会出现活性污泥流失的问题；
ØCASS在固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可得到有效的固液分离，因此，出水质量高于其它的生物处理方法；
Ø易产生污泥膨胀的丝状细菌在反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制；
Ø在正常的进水条件下，可以不用添加化学药剂而达到硝化，反硝化及除磷的效果；
Ø采用自动化控制和在线仪器，以保证出水水质达到标准；
Ø模块化设计有利于今后扩容；
Ø处理流程简洁，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强；
3.2.2CASS反应池技术特点
本项目污水处理厂建设的总体工艺流程包括一级处理工段、生物处理工段及污泥处理工段。
总体工艺流程的确定对污水处理厂的技术经济性能有决定性的影响，同时各单元处理工艺及构筑物的选择也是非常重要的，直接影响污水处理厂运行的稳定、可靠性和灵活性。
因此必须根据工程的外部条件、确定的进出水水质及总体处理工艺方案等因素综合考虑工艺流程单元及构筑物的选择。
CASS反应池分为选择区和反应区。
反应池的运行操作由进水、反应、沉淀、滗水和待机五个阶段组成。
●进水期:
与其它SBR工艺不同，CASS系统的污水原水是连续流入反应池前部的选择区与从反应池后部的反应区不断循环至此的污泥混合，使污泥吸收易溶性基质中的降解部分，并促使絮凝性微生物生产，污水在选择区厌氧状态下停留2小时后沿选择区与反应区隔墙下部的入口及相联的多孔管匀速流入反应区。
连续进水可简化对进水的控制，这样的分池系统也避免了水力短路；
●反应期：
污水进入反应区池中发生生化反应，在这阶段可以只混合不曝气，或即混合又曝气，使污水处在反复的好氧—缺氧中，反应期的长短一般由进水水质及所要求的处理
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