15000人口某县污水处理厂可研报告.docx
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15000人口某县污水处理厂可研报告
江西省石城县污水处理厂
可行性研究报告
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
二0一二年月日
9结论和建议57
前言
石城县位于江西省东南部，赣州市东北部，116°05′46〞-116°38′03〞、北纬25°57′47〞-26°36′13〞。
西毗宁都县，北靠广昌县，南抵瑞金市及福建省长汀县，东邻福建省宁化县。
南北长71.8千米，东西宽53.7千米，总面积1581.53平方千米。
总人口30.2万人。
全县辖5个镇、5个乡：
琴江镇、小松镇、屏山镇、横江镇、高田镇、木兰乡、丰山乡、大由乡、龙岗乡、珠坑乡。
共有13个居委会、131个行政村。
县政府驻琴江镇。
全县通行客家话（属宁龙片），客家文化浓厚。
估测现有排水量已达近2万吨/日,没有污水处理厂,污水仅能靠道路边沟向河体直接排放,街区污水横溢,大大影响市容环境,已经严重干扰到城区人民正常的工作生活，制约了镇区经济的发展。
同时,工业污水和生活
污水未经任何处理就排入大沙河或用于农溉,其结果为危害农作物、污染地表水源,随着排入污水量的增加,大沙河将会受到重度污染。
随着西部大开发的进行，解决镇区污水处理问题以适应石城县各项事业的发展已成为石城县建设的当务之急。
在本项目可行性研究报告的编制过程中，得到了石城县区委，区政府等有关部门领导的关心支持，在工作中区城建局、自来水公司等单位有关同志热情配合，在收集资料方面给予我们极大的帮助，在此表示感谢。
到目前为止石城县的污水处理能力为0万m3/d，大量未经处理的污水的排入河流，导致城市供水水源、自然水域及农作物的严重污染，阻碍了工农业的发展。
为了改善这一现状，省市政府十分重视污水厂的建设。
石城县污水处理工程是石城县市政建设的重要组成部分，是城市生产和人民生活不可缺少的公共设施，是改善城市环境质量，促进旅游业，招商引资和经济建设发展的重要举措。
石城县污水处理厂的建设可加速石城县地区的发展，同时为石城县污水管网的建设提供必要的基础。
近期宜控制在2万吨/日，并提出了完善和改进的意见。
根据石城县城乡建设局和石城县镇政府的意见及申请贷款的具体条件，我们编制了“赣州市石城县污水处理工程”的可行性研究报告。
工程概况
1、工程名称：
赣州市石城县污水处理工程
2、建设内容：
①新建2万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。
污水最终出路达标污水排入大沙河滩。
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。
②新建城市污水管道，DN300-DN800约25.14公里；
3、建设单位石城县镇政府
4、设计单位中国市政工程西北设计研究院
5、投资估算及技术经济指标
建设项目总投资4744.44万元
资金来源
申请银行贷款1000万元（约占建设项目总投资的20%）。
申请西部国债资金2850万元（约占建设项目总投资的60%）。
地方自筹894.44万元（约占建设项目总投资的20%）。
流动资金70%来自银行贷款，年利率为5.85%，其余30%为地方自筹。
第一章概述
1.1编制依据
1、江西省城乡规划设计研究院编制的《石城县城城市总体规划》（2002－2020）；
2、江西省环球建筑设计院编制《石城县源头路街景规划设计》。
3、石城县环保局提供的编制《石城县城市污水处理厂工程可行性研究报告》的其它基础资料；
4、《石城县统计年鉴》。
5、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
分析论证赣州市石城县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。
赣州市石城县污水处理工程的服务范畴是：
石城县的排水设施东起三干四支渠，西至老石城县，南靠旧312国道，北至农大、省机械学校，总收水面积12平方千米。
上述区域即为本项目可行性研究报告设计的排水区域。
以上服务范围的划分详见“赣州市石城县污水处理工程服务范围图”。
因上述范围内的排水管网规划正在修编中，本建议书中有关厂址论证及管网建设的内容，仅用于控制初步估算部分投资。
相关详细内容有待下阶段设计时进一步落实和深化，应当以正式批准的规划为准。
1.4城市概况
1.4.1城市性质及规模
石城县面积1582平方千米，人口1.5万。
是江西著名风景区，古代遗址丰硕，现有国家级文物保护单位1处，省级文物保护单位5处，国家级自然保护区保护区一个，天然风景名胜区6个，温泉4处。
主要景点有赣江源自然保护区，龙岩摩崖石刻，县城东南7千米通天寨中及玉孟寺，如日山普照禅寺，九寨温泉、沔坊温泉、烧湖里温泉、烧水湖温泉等。
革命遗址主要有：
红军长征前夕李腊石石城阻击战遗址、红军秋溪整编旧址（中心临时军事委员会驻地）、红军攻克当年中心苏区最大的白色据点——红石寨旧址、红四军军部旧址、毛泽东和朱德同道观下旧居、红十三军军部旧址、中共太雷县中央县委旧址、石城县苏维埃政府旧址、石城县革命义士纪念馆。
江右文化遗迹主要有：
宋宝福院塔，桂花屋（太平天国幼天王洪天贵福囚室），小松杨村亭式坊，清永宁廊式古桥，古驿道闽粤通衢，古城墙、城门，客家民居（沙塅新屋、陈联围屋、大畲黄家屋等），以及江西灯彩、擂茶、宴酒、哭嫁、赛龙船等风俗。
赣江源头，武夷山下，一带“碧水丹山，人文荟萃”之地之。
1.4.2自然条件
⑴地理位置和地形地貌
石城县属东南丘陵低山地区。
东北部群山林立，西南部丘陵连绵，中部地势平坦。
山地约占总面积的89%，水面约占3%。
。
⑵气象条件
属中亚热带潮湿天气。
年均温18.1℃，年降水量1919.6毫米。
（3）水文及水文地质
琴江由东北向西南流贯全境注入梅江。
地下资源有钽、铌、锡、钨、稀土、瓷土等20余种。
省优质烤烟出产基地，白莲出产重点县。
206国道直通南北，石（城）宁（化）公路在境内汇合
1.4.3城市排水现状及规划
（1）城市排水现状及存在的问题
石城县一直以来无污水处理设施，生活污水及工业废水直接通过明渠排入大沙河滩,已造成严重的环境污染,对人民生活及农业发展造成了潜在的威胁。
镇区各街排水均为明沟土渠,排水隶属于石城县城乡建设局管理。
目前镇区内有排水管网7.798km,雨污合流，其中直径600mm的排污管0.5km;直径500mm的排污管5.996km;直径400mm的排污管0.809km;直径300mm的排污管0.171km;直径200mm的排污管0.322km,污水最终流向大沙河滩。
存在的问题：
污水未经处理直接排往大沙河滩，造成周围环境和景观的严重破坏，植被无法长久生长。
（2）城镇排水规划
本项目区域服务范围属于石城县的整个规划范围。
1.5工程建设的必要性
由于受到历史和客观的原因，并受地方经济发展水平的限制，中心城区城市基础设施建设欠帐较多，尤其是环境保护设施严重落后于城市的发展。
至今城市排水设施尚不完善，目前还没有一座城市污水处理厂，部分地区排水管网年久失修，已不能满足城市排水要求。
每天有大量的城市生活污水和工业废水未经处理直接排入星江河，不仅污染了水环境，威胁市民身体健康，而且也造成了河道淤积，局部水体恶化，对生态环境造成威胁，已成为市民反映强烈的一大热点问题。
2、治理目标
拟建污水处理厂尾水排放拟就近排入石城县星江河下游，本可研建议该城市污水处理厂尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002中一级标准的B标准，并依此进行处理工艺和工程方案的研究和设计。
根据石城县区总体规划与近几年的统计年鉴发现，镇区社会经济发展迅速，特别是酿造与第三产业快速增长，由此给镇区财政和人民群众带来了丰厚的收入。
随着生活水平不断提高，排水量进一步扩大，石城县镇现排水状况已不能满足需要，已成为制约石城县经济发展的重要因素，因此，目前迫切需要修建污水处理厂。
由于该地区原有市政给排水系统设施比较薄弱，已不能满足城市区域不断扩大的要求，有些问题还相当严重。
随着国家重点对西部地区的开发和建设，在城市规模扩张的同时，也对城市排水管网、污水处理系统提出了更高的要求。
因此石城县污水管网及污水治理工程必须进行。
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
赣州市石城县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。
根据地形、地势、地质情况和排水出路、现场踏勘结果和石城县总体规划将污水处理厂厂址选在东北角，具体为农大试验农场东北面，广场村十一组。
详见附图“赣州市石城县污水处理工程总体布置图”。
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。
石城县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年度石城县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）。
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石城县所在的地理位置，确定工业耗水量近期为125m3/万元，远期为100m3/万元。
石城县工业用水量预测表
（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，石城县近期（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
赣州市石城县污水处理厂近、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石城县的实际情况，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。
针对赣州市石城县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
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