某地区污水处理工程可行性研究报告.docx
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某地区污水处理工程可行性研究报告
某地区污水处理工程
可行性研究报告
前言1
第一章概述4
1.1编制依据4
1.2编制原则4
1.3编制范围5
1.4城市概况5
1.5工程建设的必要性9
第二章总体建设方案11
2.1服务范围及厂址11
2.2污水水量及工程规模11
2.3污水水质及处理标准14
2.4污水处理工艺16
2.5污泥处置工艺21
2.6污水污泥的最终出路22
第三章污水处理厂设计23
CASS（方案一）工艺工程设计23
3.1基本设计参数23
3.2污水二级标准处理系统23
3.3污泥处置系统29
3.4主要水处理设备30
3.5供配电系统41
3.6仪表及自动控制系统44
3.7采暖通风49
3.8建筑及厂区总图51
3.9结构设计53
第四章排水管道设计56
4.1排水管道现状56
4.2排水区域及排水系统56
4.3污水管道工程56
第五章管理机构、劳动定员及建设进度58
5.1管理机构及定员58
5．2建设进度60
第六章环境保护、节能与安全生产61
6.1环境保护61
6.2节能63
6.3安全生产63
第七章投资估算及资金筹措65
7.1投资估算65
7.2编制依据65
第八章经济分析71
8.1编制说明71
8.2基础数据72
8.3资金筹措及使用计划73
8.4财务评价73
8.5国民经济评价79
8.6评价结论81
第九章结论和建议110
9.1结论110
9.2建议110
第十章、工程招投标111
附图：
附图一：
某市凉州区黄羊污水处理工程总体布置图
附图二：
某市凉州区黄羊污水处理厂总平面布置图
附图三：
CASS工艺流程图
前言
工程概况
1、工程名称：
某地区污水处理工程
2、建设内容：
新建4万m3/d污水处理厂一座。
污水处理工艺推荐采用CASS工艺；
污泥处理工艺推荐采用污泥机械浓缩脱水一体化工艺。
污水排放水质执行GB18918-2002标准的二级标准。
污泥最终出路污泥最终处置形式以脱水泥饼为主。
脱水泥饼可用于绿化、林业施肥或进行卫生填埋。
3、建设单位某地区政府
4、设计单位
5、投资估算及技术经济指标
建设项目总投资4744.44万元
第一章概述
1.1编制依据
1、《某市凉州区黄羊镇总体规划》（2003-2020年）
2、《某市凉州区黄羊镇现状排水管网》资料（截止2002年）
3、主要设计规范及标准：
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
《室外排水设计规范》（GBJ14-871997年版）
《氧化沟设计规程》（CECS112：
2000）
《城市污水处理工程项目建设标准》（建设部2001修订版）
《建筑设计防火规范》（GBJ16-871997年版）
《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87）
《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）
《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
1.2编制原则
1、在城市总体规划的指导下,加强保护城市水资源和改善水环境，对城市污水进行统一规划、综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、国民经济效益和环境效益。
2、积极采用高效节能、简便易行的污水处理新工艺、新技术、新材料、新设备以及污水和污泥的综合利用技术。
3、提高控制和生产管理的自动化、信息化水平，做到技术可靠、便于管理、出水达标、经济合理。
4、按照统一规划、分期建设的指导方针，以需要与可能相结合的原则，合理分期、滚动发展。
5、采用国内技术先进、质量稳定的设备，合理采用国外设备。
1.3编制范围
分析论证某地区污水处理工程的总体布局及建设规模，近期建设项目的工艺论证、投资估算及技术经济分析。
第二章总体建设方案
2.1服务范围及厂址
2.1.1服务范围
某市凉州区黄羊污水工程服务范围详见1.3节。
2.1.2厂址选择
城市污水处理厂厂址的选择应满足以下原则：
a、充分利用现有的污水干管，减少管道的投资。
b、位于城市供水水源的下游。
c、处理后的水有较好的出路。
d、应符合城市总体规划，使规划区域内的污水均能得到收集处理。
e、少占良田，同时有远期扩建的余地。
2.2污水水量及工程规模
根据《室外排水设计规范》（GBJ14-871997年版），排水量可按当地用水定额的80%～90%采用，设计取80%。
2.2.1需水量分析和预测
2.2.1.1现状供水量
水厂原建设供水规模为：
11000m3/d。
排水量大约为：
8800m3/d。
2.2.1.2、城市总用水量预测
1.按综合用水量标准预测
综合生活用水量标准，按国标（GBJ13-86）（1997年版）中表2.0.2-2，该城区属三区，则最高日定额为130～230L/cap·d，近期采用160L/d·人，则预测出近期（2010年）城区生活总用水量为：
11043m3/d，远期（2020年）采用180L/d·人，城区生活总用水量为：
21390m3/d，其中包括公共建筑（设施）用水。
浇洒道路、绿地用水指标均取1.5L/m2.d。
近期（2010年）浇洒道路面积0.58平方千米，绿化面积1.8平方千米。
远期（2020年）浇洒道路面积1.15平方千米，绿化面积2.58平方千米。
其他用水指未预见水量及管网漏失水量按最高日用水量的15%计取。
综合用水量标准预测计算见表2-1。
黄羊镇总生活用水量预测计算表
（按综合生活用水量标准法）表2-1
序号
项目
单位
近期
（2010）
远期
（2020）
备注
1
综合用水量标准
L/人·d
160
180
2
规划人口
万人
4.8
8.0
3
用水量
m3/d
7680
14400
③=①x②
4
浇洒道路用水量
m3/d
870
1680
5
绿地用水量
m3/d
1725
3870
6
其他用水
m3/d
768
1440
7
城区总生活用水量
m3/d
11043
21390
⑦=③+④+⑤+⑥
2、城区工业用水量预测：
根据2002年度黄羊镇工业用水量和近期正在实施的15万吨变性乙醇厂预测用水量，统计年工业总用水量为4955000吨/年（日用水量为13575.34米3）。
见黄羊镇工业用水年用水量统计表2-4。
黄羊镇工业用水水量统计表表2-4
序号
用水用户名称
年用水量
（吨）
备注
1
红太阳面粉集团
11781
2
泳丰面粉厂
7629
3
其他面粉厂
48157
4
糖厂
600514
5
甘肃内燃机配件厂
416534
6
制杆厂
48363
7
某水泵厂
3188
8
亚麻厂
17573
9
农恳中心（南）
23500
10
农恳中心（北）
26500
11
农大农场
12108
12
醋厂
17298
13
鳞肥肠
2518
14
煤厂
5799
15
其他工业用水户
60218
16
黄羊农场
2168449
17
金穗面粉厂
6000
18
金三角面粉厂
7000
19
普安制药厂
89200
已建工程
20
15万吨变性乙醇
2190000
拟建工程
21
总计
4955000
城区现状工业总产值为40880万元，主要用水大户为药物碱厂、“莫高”酒厂、武、港食品厂等为代表的企业12家，但工业用水量按企业分项难以提供，故本次可研按工业年产值万元用水量指标法计算，参考国内部分城市的工业产值耗水量及根据黄羊镇所在的地理位置，确定工业耗水量近期为125m3/万元，远期为100m3/万元。
黄羊镇工业用水量预测表
（按万元产值耗水量指标法）表2-3
序号
项目
单位
近期
（2010年）
远期
（2020年）
备注
1
年工业总产值
万元
40880
104025
2
工业耗水量指标
m3/万元
125
100
3
工业用水量
m3/d
14000
28500
4、城镇排水量：
通过以上水量预测分析，黄羊镇近期（2010年）城镇总用水量为：
城镇最高日用水量为：
11000m3/d+14000m3/d=25000m3/d,;
城镇排水量为：
25000x0.8=20000m3/d。
则城镇的远期（2020年）城市总用水量为：
21500m3/d+28500m3/d=50560m3/d。
因此确定各阶段污水设计规模如下：
近期污水处理厂设计规模2万m3/d，最大时1167m3/h（总变化系数1.4），本次可研仅就2万m3/d规模进行研究。
远期污水处理厂设计规模将根据近期污水处理厂运行实践再行确定。
2.3污水水质及处理标准
某市凉州区黄羊镇污水处理厂近、远期服务范围内城镇总体规划正在修编、调整之中，无实测水质资料。
为使设计采用的污水处理厂进水水质比较符合黄羊镇的实际情况，污水处理厂进水水质参照国内同性质的城市污水水质确定。
国内部分城市污水厂设计进水水质表表2－1
项目
污水厂
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
TP
（mg/L）
PH
西安北石桥污水厂
400
180
255
32
7.5
西安邓家村污水厂
450
220
300
26
8.5
白银污水厂
350
150
300
30
7.5
天水秦城污水厂
300
180
200
3
7.23
嘉峪关污水处理厂
300
200
250
4
临夏污水厂
300
150
200
30
4
庆阳污水厂
350
180
250
30
2
7
乌鲁木齐河东污水厂
500
200
300
包头污水厂
500
230
300
平均值
383
188
262
30
4
7.3
从总体上讲，上述几个污水处理厂的进水水质基本属于城市污水范畴，但指标均偏高。
这与上述市属缺水城市密切相关，但与更严重缺水的城市如天津、青岛相比要好的多。
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），处理后排向大沙河滩的污水水质应达到标准二级标准；设计进出水水质详见表2－3。
设计进出水水质（日均值）表2－3
项目
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
TN
（mg/L）
TP
（mg/L）
进水水质
350
140
200
30
35
5
二级标准出水
100
30
30
25
30
3
2.4污水处理工艺
2.4.1污水的特性及二级强化处理系统
污水的特性指标：
（1）BOD5/CODCr＝200/400＝0.5＞0.45，可生化性较好；
（2）BOD5/TN＝200/35＝5.71＞3.0，满足反硝化要求；
（3）BOD5/TP＝200/5＝40＞20，生物除磷效果较好。
因此，污水特性完全满足生物除磷脱氮的基本要求。
根据确定的出水水质指标，应采用二级标准处理。
二级标准处理是指在去除污水中有机污染的同时，去除导致水体富营养化的氮磷物质，使有机物和氮磷污染指标均达到较高的排放标准。
二级标准处理可采用物理化学法，也可采用生物法，当采用生物法时称作生物除磷脱氮工艺。
国内目前采用的生物除磷脱氮工艺，比较公认的一般有：
A/O法、A2/O法、卡鲁塞尔氧化沟、CASS工艺等。
A/O法和A2/O法是采用较早且最成熟的污水生物除磷脱氮工艺，但系统复杂、投资较高，现已有逐步被氧化沟、CASS法等取代的趋势。
但无论氧化沟还是序批式活性污泥法（CASS），其实现生物除磷脱氮的基本过程还是厌氧、缺氧、好氧过程，即A/A/O过程。
其间的区别，只在于这些基本过程间的过渡方式为顺序或是交替，污泥负荷的高或低。
氧化沟工艺方法很多，由于沟内缺氧段和好氧段的存在，均有一定的脱氮功能，但要除磷必须增加厌氧段－生物选择区。
在所有的氧化沟工艺中，带有生物选择区的卡鲁塞尔氧化沟，除磷脱氮效果较佳。
CASS是序批式反应器的简写，本意是进出水和曝气间歇运行的污水处理系统。
近年来变型较多，进出水系统有间歇运行的也有连续运行的，但其核心是供氧系统间歇运行，以营造活性污泥厌氧、缺氧、好氧的阶段性环境，达到除磷脱氮的目标。
针对某市凉州区污水处理厂的污水水质及处理后出水水质要求，结合处理厂规模，资金等情况，参照国内外的研究成果及污水处理厂的运行实践，选择卡鲁塞尔氧化沟和改良CASS工艺两种生物除磷脱氮工艺方案进行初步研究。
2.4.2改良CASS工艺（方案一）
本方案定义的改良CASS工艺是在原CASS工艺的基础上，按连续进水运行。
CASS工艺（CyclicActivatedSludgeSystem）是在SBR基础上发展起来的一种循环式活性污泥法。
主体部分为生物反应池，它集曝气、沉淀于一体，以连续进水间断出水为主要特征，工艺过程是：
进水/曝气—进水/沉淀—进水/滗水—进水/闲置；共四个阶段，循环运行。
CASS工艺在反应池进水端设置了一个生物选择区，根据运行需要可少量曝气（缺氧）或不曝气（厌氧）。
设置生物选择器的作用与卡鲁塞尔氧化沟的生物选择区基本相同。
不同之处是该生物选择区可在厌氧或缺氧条件下运行；活性污泥可回流可不回流，回流污泥量比卡鲁塞尔型氧化沟小的多。
总之，运行方式和参数可根据需要调节优化。
生物脱氮是CASS反应池本身的特殊运行方式中进行硝化和反硝化过程而完成的，而除磷作用是利用设置在CASS反应池前的选择区形成厌氧环境和反应池中的好氧环境交替实现的。
污水经过厌氧、缺氧、好氧阶段达到脱氮除磷的目的。
改良CASS工艺主要特点：
（1）无初沉池及二沉池，占地少、投资省。
（2）静态沉淀，有机物去除率高、出水水质好。
（3）周期性曝气，活性污泥处于厌氧、缺氧、好氧交替的环境中，除磷脱氮功能较强。
（4）由于“改良CASS工艺”进水的连续性，取消了水力切换设备，比传统的SBR工艺降低了控制复杂性，容积利用率提高。
实践证明沉淀阶段连续进水不会恶化出水水质。
（5）低污泥负荷，剩余有机污泥量较少。
污泥基本稳定，不需再进行稳定化处理，可直接浓缩脱水。
（6）系统能耗低于卡鲁塞尔氧化沟。
（7）多用于中小型污水处理厂，用于大型污水处理厂的较少见。
控制系统较复杂，除磷脱氮效果比卡鲁塞尔氧化沟稍差。
CASS工艺流程：
进水闸室→粗格栅及污水提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→CASS反应池（带生物选择区）→接触消毒池→计量出水。
2.4.3卡鲁塞尔氧化沟工艺（方案二）
本方案定义的卡鲁塞尔氧化沟是在标准的卡鲁塞尔氧化沟的上游增加前置厌氧池及前置缺氧池，氧化沟与终沉池分建，并有独立的污泥回流装置。
卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮作用是通过氧化沟本身特殊的运行方式，创造一定条件使硝化和反硝化反应在氧化沟中交替发生而完成的。
由于氧化沟系统的污泥泥龄较长，一般为10～20d，池中硝化作用进行得比较充分，污水中氨氮基本上可完全氧化成硝酸盐氮。
为了进一步脱氮，就要使反硝化作用得以进行，其主要条件是维持缺氧条件和有机碳源，使反硝化菌繁殖，卡鲁塞尔氧化沟生物脱氮工艺就是按此原理操作运行的。
为了利用卡鲁塞尔氧化沟进行生物除磷，必须在卡鲁塞尔氧化沟之前设置厌氧池（亦称生物选择池），其作用一是抑制丝状菌的增长，防止污泥膨胀，改善污泥的沉淀性能；二是聚磷细菌在厌氧段把磷从化合状态下从体内释放出来，污水中BOD5浓度下降，而磷含量上升。
随后在好氧段内聚磷细菌超量吸收在厌氧段释放出的磷和原污水中的磷，形成高含量磷污泥，利用排除剩余活性污泥达到降低出水中磷的目的。
污水经过厌氧、好氧段达到除磷目的，而缺氧、好氧段联合达到脱氮目的。
卡鲁塞尔氧化沟是在普通氧化沟基础上加以改进的，氧化沟作为整个工艺的核心，通过控制表曝机的转速和开停，创造了好氧和缺氧两个对氮、磷转化至关重要的生化环境。
也就是说，氧化沟已经将曝气池和缺氧池、厌氧池有机融合在一起，池容得到了更充分的利用。
卡鲁塞尔氧化沟的优化组合，使其在占地和基建投资方面，与一般的脱氮除磷工艺相比显得比较优越。
卡鲁塞尔氧化沟的主要特点：
（1）抵抗因水量和水质变化所引起的冲击负荷能力强。
（2）具有不同菌群的生物特性，处理效果稳定，不仅满足SS和BOD的去除，而且脱氮除磷效果好。
（3）反应状态易于控制，运行方式灵活，可调节性强。
（4）运行可靠，管理简便，易于实现自动化操作。
（5）污泥生成量少，且已在污水处理过程中基本得到了好氧稳定，一般不需作厌氧消化处理。
（6）表曝系统调节维修性能较底曝系统好。
卡鲁塞尔氧化沟工艺流程：
进水闸室→粗格栅及污水提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→生物选择池→卡鲁塞尔氧化沟→最终沉淀池→接触消毒池→计量出水。
2.4.4工艺方案比较
对于能满足出水控制标准，可供选择的生化处理方案很多，要确定出符合当地实际条件，技术上先进可行，经济合理的设计方案是非常重要的也是比较困难的。
对于上述两种方案，设计采用优缺点比较法，在初步方案设计、工程技术可靠性、投资估算、能源消耗、运行费用等基础上，进行多方面的综合分析与比较，详见表2-4。
污水处理工艺综合评价表表2-4
序号
评比项目
内容、含义
（一）CASS法
（二）氧化沟
一、技术可行性
1
技术适用情况
应用的广泛性，对水量水质的适应程度。
国外应用较多，国内使用较少，适应中小规模，对水质水量变化适应性强。
国外应用较多，国内已推广应用，适应于各种规模，对水质水量变化适应性强。
二、水质目标
2
出水水质
满足排放标准
出水水质好且稳定
出水水质好且稳定
3
外界条件适应性
气温、水温、进水水质变化对出水的影响。
出水水质稳定，对外界条件的变化适应性好。
出水水质稳定，对外界条件的变化适应性好。
三、费用指标（万元）
4
总投资
含污水厂、污水管网。
4744.44万元
4961.98万元
5
年运行费用
仅指电费
400.21万元
358.50万元
四、工程实施
6
分步施工
分步实施难易程度
可分组实施
可分组实施
7
施工
施工难易程度
较难
较难
五、环境影响
8
对周围环境影响
噪音及臭味
噪音较大，臭味一般
噪音小，臭味一般
9
污泥的影响
污泥产量大小
较少
少
六、占地情况
10
占地
生产区占地大小
较小
较大
七、运行管理
11
运转操作
操作单元多少和方便程度。
较复杂
简单
12
维修管理
维修工作量和难易程度。
微孔曝气器位于水面以下，维修量大，复杂
表曝气机位于水面以上，维修量小，简便
2.4.5推荐方案
根据以上的方案比选和分析，两种方案各有优缺点。
CASS工艺（方案一）投资较少，但运行管理复杂。
卡鲁塞尔氧化沟工艺（方案二）投资较多,但系统较稳定。
经技术经济比较后最终推荐采用CASS工艺（方案一）。
2.5污泥处置工艺
在普通活性污泥法污水处理过程中产生的剩余污泥，容量大、不稳定、易腐败、有恶臭，如不加以妥善处置，任意排放，将引起严重的二次污染。
CASS工艺污水处理过程中所产生的剩余污泥，比普通活性污泥法产生的剩余污泥性状要好一些。
一般污泥量较小，有机物含量在50%以下，含水率在99.5%左右。
泥龄较长（15日以上）的系统污泥已基本好氧稳定，寄生虫卵和病原菌等微生物已基本失活，并且富含促进植物生长的氮、磷、钾等营养元素，可以作为有机农肥使用。
普通活性污泥法的剩余污泥，要经过无害化（好氧稳定或厌氧稳定）、脱水、减容、固化处理过程；而CASS工艺剩余活性污泥在水处理过程中已好氧稳定，处置的主要任务是脱水、减容、固化。
污泥的脱水、减容、固化指降低污泥的含水率，减小体积，消除流动性，使之易于运输处置、实现污泥资源化利用的过程。
污泥的脱水减容固化，可采用污泥浓缩池－机械脱水系统，也可采用污泥机械浓缩－机械脱水系统；随着技术进步和新设备的推广使用，近来采用较多的是生产环境较好、占地较少、管理较方便的机械浓缩脱水一体化污泥处置系统。
特别对于具有除磷工艺的系统，其污泥应当采用机械浓缩以缩短污泥的厌氧时间。
本项目推荐机械浓缩脱水一体化污泥处置系统。
工艺流程如下：
污泥泵房→污泥均质池→污泥投配泵房→污泥浓缩脱水机房→泥饼外运。
2.6污水污泥的最终出路
处理后的污水排入大沙河滩。
按照处理后的污水水质和水量，向大沙河滩的年总排污量见表2－4。
某市凉州区黄羊污水处理厂出厂水向大沙河滩年排污总量（t/a）表2－4
项目
BOD5
CODcr
SS
TN
TP
NH3-N
处理前纳污总量（2万m3/d）
1022
2555
1460
255.5
36.5
219
处理后排污总量（2万m3/d）
219
730
219
219
21.9
182.5
处理后减污总量（t/a）
803
1852
1241
36.5
14.6
36.5
根据黄羊镇排水规划，黄羊镇污水处理厂的污泥最终处置形式以脱水泥饼为主。
近期脱水泥饼有效利用或与城市垃圾一并填埋。
本污水厂脱水泥饼主要用于绿化、林业施肥及卫生填埋。
如脱水泥饼用于农作物或蔬菜施肥，必须经过严格的检验，经市环保局批准方可。
第三章污水处理厂设计
CASS（方案一）工艺工程设计
3.1基本设计参数
（1）设计流量
旱季流量（用于生物处理设计）：
Q＝20000m3/d＝833m3/h
雨季流量（用于水力流程设计）：
Q＝28000m3/d＝1166m3/h
（2）设计水质及去除率
详见表3－1。
设计水质及污染物去除率表3－1
序号
污染物
名称
进水水质（mg/L）
二级标准出水水质（mg/L）
二级标准去除率
（％）
1
BOD5
140
30
78
2
CODCr
350
100
71
3
SS
200
30
85
4
TN
35
30
14
5
NH3-N
30
25
17
6
TP
5.0
3
40
7
PH值
7.3
≥6
8
水温
10～200C
3.2污水二级标准处理系统
3.2.1进水控制井
尺寸：
LxBxH=3.2mx2.0mx7.5m
进水控制井除控制进厂污水外，井内还增设高位溢流管，溢流管底高出井底3.9m,当峰值流量过大或污水厂发生事故时超越排放，进水管DN800入口处设铸铁闸门一套，配启闭机一台。
出水渠宽1.0m，设铸铁闸门一套
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