沾化县开发区污水处理厂可行性报告.docx
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沾化县开发区污水处理厂可行性报告
沾化县经济开发区
30000m3/d污水处理厂项目
可
行
性
研
究
报
告
北方设计研究院
2007年11月
院长
邹毅
总工程师
孔祥胜
副院长
王振宗
副总工程师
任洪国
参加编写人员
项目负责人王方
参加人员饶汉东
李瑞杰
石建会
罗观平
郑路达
附录
财务指标计算表（附表11—1～5）
设计单位资质证书
设计单位部分环境治理工程业绩
前言
沾化县地处山东省北部，濒临渤海，全县总土地面积2215平方公里，辖10个乡镇，人口38.2万。
因盛产"稀世珍果"冬枣，1995年被国家命名为"中国冬枣之乡"。
改革开放以来，沾化县经济和社会各项事业取得了令人瞩目的成就，经济发展的优势和潜力越来越明显。
山东沾化经济开发区位于沾化县城东5公里处，紧靠潮河，南面为永馆路，东西约2.5公里。
开发区始建于2003年5月，2006年3月经省政府批准为省级开发区，核准面积400公顷。
205国道、超二级永馆路、二级新海路从开发区穿过。
距大高通用航空城25公里。
截止目前，开发区企业已达37家，其中：
过亿元项目有9家，5000万元以上项目有6家，千万元以上项目有22家。
随着经济的迅猛发展，环境保护问题日益突出，尤其是污水处理问题成为制约开发区发展的瓶颈。
对于工业废水，必须要求企业自行处理后，能够满足地表水体的水质要求才能排放，这无疑增加了企业的经济负担，直接后果就是影响到开发区的招商引资和长远发展。
对于生活污水，随着园区人口的不断增长，如不加处理，任其排放，也将严重破坏环境。
考虑开发区的未来发展，并根据上级环境保护部门的有关要求，污水处理厂的建设显得更为必要和迫切。
受开发区政府的委托，经过深入的调查研究，结合当地实际情况，提出了经济合理的污水处理方案。
综合各方面因素，确定污水处理厂工程总规模为30000m3/d。
第一章总论
第一节项目概述
1.1项目名称
沾化县经济开发区污水处理厂
1.2项目建设地点
开发区恒业四路与富源四路夹角处
1.3项目建设主要内容及规模
该项目建设的主要内容包括：
开发区30000m3/d污水处理厂一座。
污水处理厂包括污水处理、污泥处理及污泥处理设施。
1.4项目建设拟定起止年限
2008年6月至2009年5月
1.5项目投资总规模
总投资：
5298.76万元
第二节编制依据及原则
2.1编制依据
2.1.1沾化县经济开发区总体规划；
2.1.2沾化县经济开发区发展规划；
2.1.3我国现行相关建筑设计标准、规范及定额
设计
《室外排水设计规范》（GBJ14-87）97
《室外给水设计规范》（GBJ13-86）97
《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）
《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2001）
《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-95）
《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
《建筑电气设计技术规范》（JGJ16-83）
《动力机器基础设计规范》（GB50040-95）
《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ87-85）
《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）
《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）
土建施工
《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-84）
《防腐工程施工操作规程》（YSJ411-89）
《地基与基础工程施工操作规程》（YSJ402-89）
《钢筋混凝土工程施工操作规程》（YSJ403-89）
《结构吊装、工程施工操作规程》（YSJ404-89）
《特种结构工程施工操作规程》（YSJ405-89）
《砌筑工程施工操作规程》（YSJ406-89）
《给水排水构筑物施工及验收规范》（GB/T50625-97）
设备安装
《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）
《电气装置施工及验收规范》（GBJ232-82）
《采暖与卫生工程施工及验收标准》（GB50242-97）
《机械设备安装工程施工及验收规范》（GBJ231-75）
2.2编制原则
2.2.1根据开发区总体规划，贯彻远近期结合，分步实施的方针，改善潮河的水体质量，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
2.2.2在设计中充分考虑污水、污泥的综合利用，为中水回用创造条件。
2.2.3采用先进可靠的污水处理工艺，保证处理后出水水质稳定、可靠的达到设计要求，使处理工程基建总投资少、运行费用低、占地面积小。
2.2.4污水处理厂采用自动化控制和手动控制相结合，提高污水处理厂现代化管理水平。
2.2.5尽量采用节能技术和设备，节约能源，降低污水厂能耗。
控制污水处理工程中的用地，合理安排并为将来污水厂扩建留有余地。
2.2.6污水、污泥综合治理后，保证无二次污染，并搞好厂区规划，实现污水处理厂区公园化。
第三节编制范围及目的
3.1编制范围
根据区域内污水系统现状，结合开发区总体规划，在对污水现状分析和水量监测基础上，通过分析、比较、论证，提出污水处理厂项目可行性研究报告。
3.2编制目的
3.2.1从开发区的实际情况出发，研究建设污水处理厂工程的必要性、重要性和迫切性。
3.2.2进行国内外污水处理技术经济比较，确定技术可靠、运行合理、经济、实用的方案。
第二章项目建设背景及必要性
第一节城市概况
1.1地理位置
沾化县位于山东省东北部，地处东经117°45′～118°21′，北纬37°34′～38°11′；东、东南分别和东营市河口区、利津县毗连；南接滨州市，西邻无棣、阳信两县，北至渤海。
东西宽53.75公里，南北长68.99公里，总面积为2214.57平方公里。
沾化县经济开发区位于沾化县城驻地——富国镇东5公里处，紧靠潮河，南面为永馆路，东西约2.5公里。
现进驻开发区企业已达40家左右。
1.2自然条件
1.2.1地形地貌
县境域属于鲁西北冲积平原。
地势西南高，东北低，滩涂以上海拔1.6～8.4米（黄海高程，以下同）之间，坡降约为1/7000。
由于流水、海侵、风蚀的作用，形成6种微地貌：
缓岗、浅平洼地、微斜平地、河滩高地、海滩地、滩涂。
主要为浅平洼地。
1.2.2气象条件
沾化县位于暖温带季风气候区，大陆性气象特征明显，四季差别显著。
民间习惯以立春、立夏、立秋、立冬4个节气划分四季，每季日期3个月，6个节气，四季与二十四节气完全对应。
气象统计视3、4、5月份为春季，6、7、8月份为夏季，9、10、11月份为秋季，12、1、2月份为冬季。
农业气象学按候平均气温划分四季（候平均气温大于22°C的连续日期为夏季，小于10°C的连续日期为冬季，10～22°C的连续日期为春、秋季。
），本县春季始于4月8日左右，终于5月28日左右，历期51天，对应清明、谷雨、立夏、小满4个节气；夏季始于5月29日左右，终于9月5日左右，历期100天，对应小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑7个节气；秋季始于9月6日左右，终于10月30日左右，历期55天，对应处暑、白露、秋分、寒露、霜降5个节气；冬季始于10月31日左右，终于4月7日左右，历期159天，对应霜降、立冬、小雪、大
雪、冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明12个节气。
候温四季各季历期大不相同，与二十四节气不完全对应。
气温沾化县1959～1987年气象资料统计：
年平均气温12℃。
年内月平均气温：
1月份最低，平均_4.4℃，最高_2.5℃，最低_6.9℃；7月份最高，平均26.3℃，最高28.0℃，最低24.6℃；月平均气温最大较差30.7℃。
年平均最高气温18.3℃，年平均最低气温6.8℃。
历年极端最高气温41.9℃（1959年8月1日），极端最低气温_21.3℃
（1972年1月27日）。
县境虽处渤海岸边，但受海洋影响不大，海防和富国年平均气温仅相差0.1℃。
历年平均无霜期202天，初霜在10月26日左右，终霜在4月8日左右。
历年无霜期最长214天（1978年），最短176天（1961年）。
最早初霜日10月14日（1974年），最晚初霜日11月8日（1977年）。
最早终霜日3月23日（1986年），最晚终霜日5月7日（1960年）。
历年晚秋至早春，县境受寒潮影响强烈，平均每年约有4～5次。
寒潮最早出现在10月上旬，最晚结束在5月上旬。
晚秋和早春的寒潮，影响小麦、棉花、蔬菜等作物的正常生长发育。
霜冻也时有发生，历年平均初霜冻在10月26日，终霜冻在4月15日。
出现霜冻最早为10月9日（1981年），最晚为11月17日（1962年）。
最早终霜冻日为4月2日（1980年），最晚终霜冻日为5月5日（1960年）。
霜冻往往伴随寒潮出现，有时有霜，有时无霜。
随地温降升，境内每年形成季节性冻土层。
历年年平均10厘米冻土始于12月20日，解于2月25日，平均封冻期为67天。
降水主要靠夏季风带来的水气。
雨季的起止和冬、夏季风交汇形成的锋面进退一致。
降水年际变幅大，集中分布于夏季风强盛的夏季，并且多暴雨。
1959～1987年统计：
历年年平均降水量575.5毫米，最大年降水量1006.8毫米（1971年），最小年降水量365.4毫米（1981年），最大年际差641.4毫米。
年内降水量季节分配不均匀。
一般雨季开始于6月下旬或7月上旬，结束于8月中、下旬，雨期近两个月。
历年雨季平均降水量为376.6毫米，月最大降水量539.8毫米（1971年7月）。
县境终年处在冬夏季风的交替控制下，风向季节变换明显。
冬季多偏北风，夏季多偏南风，春秋风向多变。
1959～1987年历年平均最多风向为西南风，频率为14，最少风向为静风，频率为7。
东北风频率为13，东风和东南风频率各为12，南风、西风、西北风频率各为11，北风频率为9。
风向对天气影响显著，具有“北风寒，南风暖，东风潮，西风干”的特征。
年内月平均风速4月份最大为5.8米/秒。
9月份最小为3.7米/秒。
1.2.3地震
县域位于环太平洋地震带，地下岩层断裂发育，局部地区仍有较明显的断裂活动存在，属多地震地区。
历史上多有地震记载，近代也有地震发生。
自1840年以来，共发生地震5次。
震中均不在境内，烈度不大，但震感较强烈，有建筑物损坏，亦有人伤亡，故防震工作不可忽视。
开发区内土壤为中软土，场地为三类，抗震烈度为6度。
1.2.4水文地质
工业园东靠潮河，目前潮河水质为劣五类水质。
潮河南起沾（化）滨（州）和沾利（津）交界，北到渤海，为独流入海河道，1965年开挖。
起于滨州市西沙河。
县境内流经泊头、富国、齐瞿阝、下河、河贵5个乡镇和徒骇河农场，由洼拉沟入海。
下游为沾化县与东营市河口区的交界河。
境内河段长约67.47公里，流域面积354.3平方公里。
1966年和1971年2次扩大治理，底宽60.5米，最大排涝流量达183.7立方米/秒。
潮河为咸水河，潮流可达滨孤公路潮河桥。
由于近年工业废水大量排入，河道污染严重，鱼类已不能食用，亟待治理。
1.2.5地下水动态分析
开发区内没有浅层取水现象，因为浅层地下水太咸，不能用作生产循环。
1.2.6工程地质
土壤或土体结构较差，漏水漏肥，养分含量低，或是土地不平，有中度盐化。
1.3城市排水现状及存在的问题
1.3.1排水现状
开发区没有完善的排水系统，目前所有企业日排污水约为1.1万吨，废水经各企业处理后排入潮河。
但处理后水质仍不达标，致使潮河水污染更为严重。
1.3.2存在的问题
排水设施不完善，污水管网收集能力不足。
随着园区的发展和人们环境意识的提高，修建污水处理厂势在必行。
第二节项目建设的必要性
2.1开发区建设的需要
目前，开发区道路、通讯、供电、供水、供热等基础设施建设已基本齐全。
进一步提高了开发区的工业化水准。
但污水处理设施尚未建设，随着污水排放量的不断增加，由此造成的对环境的不利影响日益凸显。
污水处理问题成为制约开发区进一步发展的瓶颈。
开发区污水处理厂工程是彻底改善园区环境，减少污染物排放的最有效措施，为提高开发区引资的外部环境，提高开发区的综合功能发挥积极作用。
2.2沾化县工业发展的需要
沾化县地处环渤海经济圈和黄河三角洲腹地，威乌和津汕两条高速公路从境内穿过，县内滨孤路、二级新海路和国道２０５线纵贯南北，超二级永馆路横穿东西。
是山东东部地区往返京、津的主要通道。
得天独厚的区位优势和便利交通使沾化县近年来工业发展较快。
枣制品、化工、制革、水产等行业发展迅速。
开发区企业的不断进驻，水污染问题日显突出，如要求企业加大处理力度，无疑会增加企业在污水处理方面的投入，增加企业运行成本，影响投资商的积极性，进而制约了沾化县经济的发展。
经济发展要与环境保护并驾齐驱，因此污水处理厂建设是必要的。
2.3治理潮河水污染的需要
工业园东靠潮河，目前潮河水质为劣五类水质。
园区企业污水经企业处理后直接排入潮河，但与《山东省海河流域水污染物综合排放标准》（gb37/675--2007）相差较远，潮河水体污染更为严重。
为防治潮河水污染，建设开发区污水处理厂是解决潮河水污染问题的有效途径。
另外，根据滨州市环境保护局要求，各省级开发区2007年底必须建设完成污水处理厂。
第三章污水水量与水质
第一节污水水量预测
1.1污水处理厂收水范围
收水范围为整个工业园区。
1.2生活污水量预测
由规划人口和综合生活用水量标准，该区域综合生活用水量预测见表3—1
表3—1生活用水量预测表
年份
2009
2010
指标
总人数
8000
15000
生活用水量（L/人·d）
500
600
综合用水量（万m3/d）
0.4
0.9
生活污水量预测见表3—2
表3—2生活污水量预测表
年份
2009
2010
生活污水量（万m3/d）
0.35
0.80
1.3工业废水量预测
进驻开发区的企业主要涉及食品、化工、热电、冶炼、金属制品、纺织等行业。
根据实际调查情况和沾化县经济开发区提供的资料，以及对几个排水量较大的排污企业的了解，工业排水主要为清洗水、冷却水、化工废水，主要污染物指标为COD、BOD、SS、氮磷。
工业废水量预测见表3—3
表3—3工业废水量预测
2007
2009
2012
工业预测总产值
万元产值用水量
工业用水量
工业废水量
1.1亿立方
1.5亿立方
2.0亿立方
1.4总污水量预测
开发区总污水量预测见表3—4
表3—4污水总量预测表
2009
2012
生活污水量（m3/d）
3000
1000
工业污水量（m3/d）
12000
20000
其他污水量（m3/d）
0
0
总污水量（m3/d）
15000
30000
第二节污水处理厂建设规模
根据沾化县经济开发区污水量的预测结果，结合城市总体规划与发展的实际需求，规划沾化县经济开发区污水处理厂建设规模为30000m3/d。
第三节污水处理厂进出水质的确定
3.1进水水质分析
开发区污水主要由工业污水和生活污水组成，工业污水排水企业涉及食品、化工、冶炼、热电、金属制品、纺织等，按照国家标准，凡是重点污染源的企业污水必须进行预处理，使之达到城市下水道标准后方可排放，最后纳入城市污水处理厂。
在综合考虑开发区实际情况及发展的基础上，参考有关部门提供的水质监测资料，以及类似开发区污水处理厂的进水水质情况，确定拟建污水处理厂设计进水水质（见表3—5）
表3—5污水厂进水水质
污染物指标
CODCr
BOD5
SS
TP
TN
数值（mg/L）
500
300
300
3.5
35
3.2出水水质
根据规划，污水经污水处理厂处理达标后向潮河排放。
2007年7月1日起，工业园内企业污水排放标准执行《山东省海河流域水污染物综合排放标准》（gb37/675--2007）标准中所对应的标准。
表3—6污水处理后出水水质
污染物指标
CODCr
BOD5
SS
TP
TN
数值（mg/L）
≤60
≤20
≤10
≤3
≤10
3.3出水用途
出水已达到部分企业回用水质要求，以及环卫、绿化、景观用水标准。
园区可回用约5000m3/d，其余25000m3/d排入万亩芦苇生态湿地，存储消解，循环利用，无污水排放。
3.4污泥处置
开发区污水处理厂污泥经脱水机脱水后制成泥饼外运，送市政固废处理场。
第四章技术方案论证
第一节污水处理工艺选择的原则
1.1污水处理工艺的发展与应用
城市综合污水处理，目前世界上通用的均为生物处理法——利用微生物的好氧和厌氧的特性组成不同的处理方法。
我国在80年代前主要使用的是传统活性污泥法、氧化塘、氧化沟等方法，90年代初引进AO法、A2O法，随后SBR法、生物滤池法、百乐克技术等陆续引进。
众多的方法各有各的优缺点，各有各的适用条件。
总体上讲，后期引进的新技术新工艺，在曝气效果和工艺过程上都有较大改进。
因此从水质处理效果和投资管理上都有很大进步。
沾化县经济开发区企业排放的污水成分比较复杂，化工污水占相当大的比例，主要涉及盐化工、橡胶、合成树脂、彩印等，大多属难降解、有毒有害物质，单纯依靠生化方法处理很难达到排放要求。
而近几年发展起来的几种物化方法对处理此类废水非常奏效，有微电解（氧化还原）法、具有我院自主知识产权的“CFM悬浮膜净化分离技术”等。
生化法和物化法相结合处理成分复杂的化工废水，效果将更为理想。
在方案比选时，主要控制的条件有用地范围、尾水排放、污泥处置、地质条件、发展余地、管理水平、运行费用、工程投资、环境影响等诸方面。
在满足出水水质各项指标前提下，应着重研究运行费用与管理水平。
所以，要从目前国内的现状出发，选择合理的处理工艺，切忌盲目跟风。
1.2污水处理工艺方案选择的原则
1、技术成熟，出水水质好，能够稳定达标。
2、工程建设和运行费用低，占地少。
3、运行管理方便、运转灵活，耐冲击负荷，运行费用低。
4、适合当地的地域特点及技术经济条件。
5、便于实现工艺过程的自动控制，降低劳动强度，节省人工费用。
第二节污水处理工艺的选择
结合以上确定的开发区污水处理厂水质水量条件、排放水质要求，综合考虑运行稳定、易于操作管理等方面的因素，在生化处理方面，初步选定卡鲁塞尔氧化沟和百乐克工艺两个备选方案，同时将微电解法和CFM悬浮膜净化分离技术渗透到整个工艺过程中，经过经济技术分析选出推荐方案。
2.1工艺简介
2.1.1卡鲁塞尔氧化沟
氧化沟是一种改良的活性污泥法，利用微生物代谢作用处理有机物，其曝气池呈封闭的沟渠型，污水和污泥混合液在其中循环流动。
我国设计建造了一批氧化沟污水处理厂，工艺比较成熟。
这种工艺可不设初沉池，污泥不需要进行厌氧处理，曝气池可使有机物彻底降解，并发生硝化反应；曝气池建成环状，污水在其中循环流动，提高对进水的稀释缓冲能力；在氧化沟前设厌氧段和缺氧段，污水可进行除磷和反硝化反应。
卡鲁塞尔氧化沟工艺流程简单，运行管理方便，可不设初沉池和污泥硝化池，占地面积省，节省投资和运行成本。
2.1.2百乐克工艺
百乐克工艺是一种低活性污泥负荷工艺，微生物处于内源呼吸期，污水中的污染物被相对极大量的微生物吸收（分解）殆尽，所以出水非常干净。
百乐克工艺大量回流活性污泥，减少剩余污泥量，曝气池停留时间长，剩余污泥所含有机物已被很好的分解、矿化，污泥没有臭味，易于沉淀，处理，减少了污泥处理系统的投资。
百乐克工艺区别于其它工艺最主要的方面是采用悬挂链微孔曝气方式曝气管和曝气头悬浮在水中，不需要固定于池底，所以池体结构不受限制。
曝气头悬挂在浮链上停留在水深4-5m处，曝气头孔隙小气泡在其表面溢出时直径约为50µm,这意味着氧气与水的接触时间长，接触面积大氧气传送率高。
再者曝气链受水流流动和气体向上运动的影响，使之产生摆动，因此气泡并不是垂直向上运动，而是斜向运动，延长在水中的停留时间，提高了氧转移率。
百乐克曝气头悬挂在浮动链上，浮动链被松弛固定在曝气池两侧，每条浮链可在一定区域内蛇行运动。
曝气链的运动过程，自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果，节省了混合所需要的能耗。
所以悬挂链曝气既节省投资，节约能耗，氧转移效率高，单位体积的鼓风机功率低，运行成本比其它工艺节省许多。
百乐克脱氮除磷工艺是借鉴A2O法和AB法开发的新工艺。
该工艺采用大回流比90%以上，从沉淀区回流，一大部分回流到厌氧区，还可以直接回流到曝气区。
厌氧区的主要功能是将从沉淀区回流来的含磷污泥释放。
在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，释放出H3PO4和能量，形成ADP。
而在好氧条件下，聚磷菌进行有氧呼吸，不断的氧化分解其体内储存的有机底物，同时不断的通过主动输送的方式，从外部环境向其体内摄取有机底物，由于氧化分解，又不断的放出能量，能量为ADP获得，并结合H3PO4形成ATP.H3PO4除一小部分是聚磷菌分解其体内聚磷酸盐而取得的外，大部分是聚磷菌利用能量，在酶的催化作用下，通过主动输送的方式从外部将环境中的H3PO4摄入体内的，摄入的H3PO4一部分用于合成ATP，另一部分则用于合成聚磷酸盐。
过剩摄取H3PO4的污泥一部分回流到厌氧区放磷，一部分在通过沉淀排泥去除总磷。
如果总磷含量较高，可在厌氧区加入FeCI3混凝剂去除磷。
曝气区通过阀门控制曝气链的不同曝气，使曝气池分成不同的好氧缺氧区，实现多级A/O处理，达到脱氮除磷效果。
这一反应区是多功能的，好氧区主要功能是去除COD、BOD，吸收磷，使有机磷转化，完成硝化过程。
硝化是个两步的过程，分别利用了两类微生物，即亚硝酸盐菌和硝酸盐菌。
这些细菌所利用的碳源是CO32-，HCO3-和CO2等无机碳，不是有机碳。
第一步把氨氮转化成亚硝酸盐，氨氮首先由亚硝酸盐菌转化成亚硝酸盐。
而把亚硝酸盐转化为硝酸盐是由硝酸菌完成的，硝酸菌和亚硝酸菌统称为硝化菌。
硝化菌利用氨氮转化过程中释放的能量作为自身新陈代谢的能源。
而氨氮转化为硝态氮并不能去除氮。
想要真正去除氮，还要进行反硝化反应。
该反应由硝化菌产生的硝酸盐在反硝化菌的作用下转化成氮气，从水中溢出，最终从系统中去除掉。
反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐被还原过程中产生的能量作为能量来源，但反硝化菌是兼性菌，在有分子态溶解氧存在时，反硝化菌将分解有机物来获得能量而不是还原硝酸盐或亚硝酸盐。
另一方面，在反硝化菌体内某些酶系统组分只有在有氧条件下才能合成。
因此，反硝化过程要在缺氧（溶解氧在0.5mg/l以下）状态下进行，否则，反硝化过程就不起作用了。
但反硝化菌以在厌氧、好氧交替的环境中生活为宜。
反硝化异化过程两步：
一由硝酸盐转化成亚硝酸盐，二由亚硝酸盐转化为一氧化氮、氧化二氮和氮气。
同时还有一个同化过程，硝酸盐转化成氨氮用于细胞合成。
在反硝化过程中要有含碳有机物作为该过程中的电子供体，该碳源既可以是污水或细胞体内碳源，也可外部投加。
缺氧区的首要功能是脱氮，硝态氮是在好氧区形成的。
所以通过控制曝气链的曝气，形成多个缺氧区、好氧区
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