5万吨污水处理厂建设工程可行性研究报告.docx
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5万吨污水处理厂建设工程可行性研究报告
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5万吨污水处理厂建设工程可行性研究报告
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第一章总论
1.1项目编制
1.1.1项目名称
5万吨污水处理厂建设工程
1.1.2建设单位
1.1.3编制单位
可研编制单位为北京汇清源水务科技有限公司，负责环境保护区域环境问题、环境标准、建设项目环境影响评价、环境污染治理工程研究；负责污染治理、废物资源化、清洁生产工艺等环保实用技术的研究、开发与推广；承担各类环境工程设计及咨询服务工作。
1.1.4项目地点
1.1.5建设年限及规模
建设规模：
5.0万m3/d
1.1.6服务范围
1.1.7工程内容
本污水处理厂建设工程内容包括污水处理系统工程以及污废水处理中产生的污泥干化处理和运输，不包括生活污水及工业区生产废水收集输送系统。
1.2编制目的、依据、原则及范围
1.2.1编制目的
（1）论证工程建设的必要性和紧迫性。
（2）对项目相关因素进行技术、经济和环境保护方面的综合分析论证，并进行方案比较。
在此基础上，提出工程建设的可行性方案，为项目决策提高科学依据。
1.2.2编制依据及主要资料
（1）《室外排水设计规范》GB50014-2006；
（2）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002；
（3）《城市排水工程规划规范》GB50318-2000；
（4）《给水排水制图标准》（GBJ106-87）；
（5）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）；
（6）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；
（7）《城市污水水质检验方法标准》（CJ26.1～29-91）；
（8）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
（9）《城市生活垃圾填埋技术规范》（CJJ17-2001）；
（10）《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）；
（11）《总图制图标准》（GBJ103-87）。
1.2.3编制原则
（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准；
（2）在总体规划的指导下，采取近远期分期实施的原则，使工程建设与开发区的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。
（3）坚持可持续发展的道路，坚持清洁生产和总量控制的原则。
（4）采用工艺先进、稳定可靠、管理方便的污水处理技术，以节约投资，降低运行费用。
（5）设备选型做到合理、可靠、先进、高效节能。
（6）妥善处理污水处理厂产生的沉渣和污泥，避免二次污染，并在远期考虑部分处理出水回用与污泥的综合利用。
（7）污水管网的布置和污水处理厂厂址的选择，充分结合规划区内的地形地貌，尽量采用重力流，减少提升次数，降低投资和运行费用。
另外，污水处理厂厂址的选择尽量远离环境敏感点。
1.2.4编制范围
本污水处理工程可行性研究范围包括污水处理系统工程以及污废水处理中产生的污泥干化处理和运输，不包括生活污水及工业区生产废水收集输送系统。
具体内容有：
污水水质水量的论证、建设规模和处理程度的确定、污水处理方案的分析论证、处理出水的排放、污泥处置、工程投资估算等。
1.3项目建设的重要性和必要性
1.3.1项目建设的重要性
排水工程是基础设施的必要组成部分，直接影响到开发区各种功能的发挥。
排水系统不仅服务于工业，还服务于居民生活，和人民的生活息息相关。
开发区的环境保护也是开发区发展不可或缺的重要之一。
开发区环境不但是经济发展的基础，也是生活水平高低的标志。
环境质量应与经济发展和小康生活水平相适应。
水环境保护是开发区环境保护的重要组成部分。
本污水处理工程实施后，新建和改造开发区排污体系使得废水集中处理，大大减少对开发区环境污染，有利于开发区环境保护目标的实现。
随着人口规模、用地规模的不断增长以及工业企业的进驻，开发区的排水量日益增大，因此，加快完善污水处理设施，提高污水处理能力，对于实现可持续发展，提高区域环境质量，改善地表水的水质，促进开发区的建设和社会经济的发展，具有重要意义。
必须尽快建设和完善开发区的污水管网，建设开发区污水处理工程。
综上所述，本项目实施是开发区排水规划和环境保护规划实施的重要组成部分，是实现水污染控制和保证水环境质量的有效手段，是改善开发区基础设施的重要途径之一。
因此，本项目在城市建设中的地位是十分重要的。
1.3.2项目建设的必要性
（1）国家政策要求和形势的需要
《城市污水处理及污染防治技术政策》指出：
“2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，设市城市的污水处理率不低于60%，重点城市的污水处理率不低于70%”，“设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理厂，可分期分批实施”。
（2）实现可持续发展的需要
随着开发区的发展，开发区人口规模、用地规模的不断增长，开发区污水的排放量日益增大，因此必须对未经处理的污废水加以处理以确保当地居民生产生活的健康良性发展。
基础设施的严重滞后，给人民生活水平的提高、工业的进一步发展造成不利影响。
更为严重的是，大部分污水不加处理直接排入水体，严重污染了水系的水质，污染给经济开发区人民的健康带来不可忽视的危害，也给下游地区的工、农业生产及人民生活造成不利影响。
因此，为实现可持续发展，完成省政府的限期治理目标，必须尽快建设和完善城市的污水管网，建设城市污水处理工程。
（3）加快城市化进程，提高人民生活质量，构建和谐社会的需要。
本工程的建设可以使工业、生活污水达标排放，去除大部分有机物和N、P、SS等污染物，净化，开发区的水环境质量将有明显改善，促进开发区社会和经济的持续发展，加快城市化进程，提高居民的生活质量，有利于构建和谐社会。
1.4采用的规范和标准
1.《室外排水设计规范》GB50014－2006
2.《城市给水工程规划规范》GB50282-98
3.《城市排水工程规划规范》GB50318-2000
4.《地表水环境质量标准》GB3838-2002
5.《污水综合排放标准》GB8978-1996
6.《电力工程电缆设计规范》GB50217-94
7.《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
8.《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-1999
9.《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
10.《恶臭污染物排放标准》GB14554-93
11.《城市区域环境噪声标准》GB3096-93
12.《城市污水处理工程项目技术标准》（修订）2001年
13.《城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》JJ31-89
14.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-93
15.《构筑物抗震设计规范》GBJ50191-93
16.《钢筋砼结构设计规范》GBJ17-88
17.《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78
18.《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84
19.《工业企业设计卫生标准》TJ36-79
21.《建筑设计防火规范》GBJ16-87
22.《基坑工程设计规程》DBJ08-61-97
23.《混凝土水池软弱地基处理设计规范》CECS86:
96
24.《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
25.《地下工程防水技术规范》GBJ108-87
26.《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002
27.《砌体结构设计规范》GB50003-2001
28.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
29.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
30.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
31.《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-92
32.《供配电系统设计规范》GB50052-95
33.《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94
34.《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-92
35.《低压配电设计规范》GB50054-95
36.《建筑防雷设计规范（2000版）》GB50057-94
37.《3kV～110kV高压配电装置设计规范》GB50060-92
38.《35kV～110kV变电所设计规范》GB50059-92
39.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
40.《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83
41.《工业企业照明设计规范》GB50034-92
42.《城市污水处理及污染防治技术政策》建城【2000】120号
第二章概况
2.1自然概况
2.1.1地理位置、面积、人口基本情况
。
2.1.2气象状况
。
2.1.3地质地貌
。
2.1.4水系水文
。
2.1.5土壤与植被
。
2.2社会经济概况
。
2.3总体规划概况
第三章污水水质、水量
3.1污水进厂水质
3.1.1污水进网水质管理要求
GB8978-1996《污水综合排放标准》和CJ3082-1999《污水排入城市下水道水质标准》均对排入城市污水系统的污水水质提出要求，提出以下实施意见。
①GB8978-1996《污水综合排放标准》中的第一类有毒、有害污染物一律在厂内处理（或车间处理），执行相关标准后达标排放。
②按总量控制和浓度控制相结合的原则，污水处理厂进水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中三级标准：
CODcr≤500mg/l；BOD5≤300mg/l；SS≤400mg/l；NH3-N≤25mg/l。
并向各排污单位提出允许排放总量，实行总量控制。
③严禁向污水管道排放剧毒物质、易燃易爆物质和有害气体。
④医院和兽医院等有病原体的污水必须进行无害化处理，并执行有关标准。
⑤排放污水的pH值控制在6～9范围内，防止腐蚀城市污水管网系统或者污水处理设施。
⑥污水系统建成后，生活污水可不经处理（包括化粪池）就直接排入。
（但餐饮厨房污水必须经过拦截沉渣及除油装置。
）
⑦严禁向污水管道倾倒垃圾、粪便、积雪、废渣和排入易于凝集，造成管道堵塞的物质。
⑧重点污染工厂污水出口处要安装计量和水质在线监控装置。
⑨污水进入污水收集管道的水质具体执行《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）,具体指标如下：
表3.3-1排入下水道污水水质（mg/l）
污染物
排放浓度
（mg/l）
污染物
排放浓度
（mg/l）
污染物
排放浓度
（mg/l）
PH值
6.0～9.0
溶解性固体
≤2000
六价铬
≤0.5
悬浮物
≤400
有机磷
≤0.5
总铬
≤1.0
易沉固体
≤10
苯胺
≤5
总硒
≤2
油脂
≤100
氟化物
≤20
总砷
≤0.5
矿物油类
≤20
总汞
≤0.05
总铜
≤2
苯系物
≤2.5
总镉
≤0.1
硫酸盐
≤600
氰化物
≤0.5
总铅
≤1
硝基苯类
≤5
硫化物
≤1
总锌
≤2
阴离子表面活性剂
≤20
挥发性酚
≤1
总镍
≤1
氨氮
≤35
温度
35℃
总锰
≤5.0
磷酸盐
≤8.0
BOD5
≤300
总铁
≤10
色度
≤80
CODcr
≤500
总锑
≤1
对第一类污染物尤其要严格控制，为污泥综合利用作好准备。
3.1.2进厂水量水质的确定
本项目设计进水5万吨/天，进水水质如下：
项目
BOD5
（mg/L）
COD
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
TP
（mg/L）
TN
（mg/L）
pH（mg/L）
水质
250
500
220
25
3
35
6～9
3.2出水水质
综合考虑地表水环境的功能区划、环境容量和总量控制的原则，要求处理出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准，具体指标为：
污水处理厂出水水质标准单位：
mg/l
指标
pH
CODcr
BOD5
SS
氨氮
TN
TP
粪大肠杆菌群数
浓度
6.0-9.0
≤50
≤10
≤10
≤5（8）
≤15
≤0.5
≤1.0×103个/L
第四章污水系统工程
4.1污水处理厂厂址选择
4.1.1污水处理厂设置原则
（1）污水处理厂设置应根据总体规划、污水量以及地形地势等综合因素来确定。
（2）根据水体的纳污能力和作为受纳水体的可能性，考虑污水处理厂设置的位置。
受纳水体应有足够的环境容量，以减少处理水对水域的污染。
厂址应尽可能设在开发区边缘，并要求出水管线短，靠近受纳水体。
（3）污水处理厂尽可能设在开发区或生活居住区的下风向及远离生活居住区，以减少对城市的环境影响。
（4）厂址所在地的地势较低，有利于污水自流，减少污水提升次数，节省投资和运行成本。
（5）厂址没有或很少建构筑物，可节省拆迁费用。
建设场地足够大，便于污水处理工程的扩建。
（6）自来水水厂取水口下游，且有一定的防护距离；地势较高，满足防洪要求。
4.1.2污水处理厂的设置方案
污水处理厂厂址应具有：
1污水收集方便；
2污水处理厂配套管网建设简捷、经济；
3不影响工业园其它企业规划布局；
4位于下风向，附近没有居民区的优良条件。
5厂区周围二百米范围内无居住区和敏感点。
第五章污水处理厂工艺
5.1污水处理工艺选择原则
（1）根据收集区域污水水质与水量，受纳水体的环境容量和利用情况，选择污水处理的处理工艺必需考虑工业废水占污水比重大、处理难度高的现实，确保水体规划及综合利用的目标功能，提高环境效益。
（2）经技术经济比较，优先采用技术先进、经济合理、稳妥可靠的工艺技术，既确保污水达标排放，又尽量降低建设投资和运行成本。
（3）选择的处理工艺应确保出水水质满足国家和地方现行的有关规定，符合环境影响评价报告的要求。
（4）对工业废水强调源头控制，确保污水的达标排放。
（5）总平面布置力求流程顺畅，合理紧凑，减少占地，土方平衡并考虑防洪、预留远期处理用地。
（6）对工程系统进行深入的技术经济分析，选用效果好、投资省、能耗低、占地少、操作管理方便、技术成熟的处理工艺，为工程建成后的运行管理体制提供可靠的依据。
5.2污水处理程度及重点处理项目
5.2.1处理程度及要求
污水处理厂处理到GB18918-2002中一级A标准，相应的标准值及去除率见表5.1。
表5.1进出水水质及去除率表
项目
pH
CODcr
BOD5
SS
氨氮
TP
设计进厂污水水质（mg/l）
6～9
500
250
220
25
3
GB18918一级A标准（mg/l）
6～9
50
10
10
5（8）
0.5
去除率（%）
/
90.0
96.0
95.4
80.0
83.3
5.2.2污水处理重点项目
5.2.2.1污水处理工艺几个问题的讨论
1、BOD5/CODcr
该指标是鉴定污水可生化性的最简单易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr＞0.45时可生化性较好。
本项目该项指标值为0.50，适合采用生物处理方法。
2、BOD5/TN
该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于生物脱氮系统主要利用原污水中的基质作为反硝化的氢供体，该比值越大，反硝化进行越快。
理论上BOD5/TN＞2.86时反硝化才能进行，实际运行资料表明BOD5/TN＞3才能使反硝化过程正常进行，BOD5/TN=4～5时，氮的去除率＞60%，本项目BOD5/TN为8.3。
故可采用生物脱氮工艺。
3、BOD5/TP
该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，
该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。
生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-β-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解而释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-B-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。
进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值应大于20。
比值越大，除磷效果越明显，本项目BOD5/TP为83，可以采用生物除磷工艺。
根据以上分析，本工程采用生物法除磷脱氮工艺可行。
5.2.2.2污水处理重点处理项目
污水处理厂的各个出水水质指标之间并不是彼此无关而是相互联系的，我们需要采用系统分析的方式，分析各指标之间的内在联系和相互影响，确定污水处理厂需要重点处理的项目。
所谓重点处理项目就是该项出水指标达标了，其他一些出水指标也同时能满足排放的要求的项目。
抓住主要矛盾、解决主要矛盾，其他问题就可以迎刃而解。
因此污水处理厂的工艺选择与设计主要是围绕着重点处理项目来进行的。
（1）BOD5
排放标准要求的出水BOD5指标为10mg/L，满足一级排放标准要求相应去除率为96.0％。
从目前常采用的一些污水处理工艺来看，该项指标要求较高。
当要求对污水进行硝化或者硝化及反硝化时，处理后出水BOD5浓度低于10mg/L，其相应的去除率能够大于90％。
这是因为自养型的亚硝酸菌具有很小的比增长速率μN，与去除碳源的异养型生物相比要小一个数量级以上，因此需要硝化系统比单纯去除碳源BOD5的系统具有更长的泥龄或更低的污泥负荷，在此条件下，BOD5的去除率不难达到排放标准要求。
根据对出水NH3-N的要求，污水处理厂必须采用带硝化（反硝化）的污水处理工艺，因此BOD5出水值不是处理工艺的重点控制指标。
由此可见，BOD5不是本工程的重点处理项目。
（2）CODcr
根据要求的出水CODcr指标为50mg/l相应的去除率为90％，应满足GB18918-2002一级A排放标准。
采用生物脱氮除磷工艺，因此硝化所需的泥龄较长，长泥龄可提高CODcr的去除率。
出水CODcr≤50mg/L能够达到。
（3）SS
要求出水SS浓度小于10mg/L，去除率为95.4%，要求达到的去除率较高。
根据国外现有资料，在采用生物除磷工艺时，出水SS中所含的磷将占1.0mg/L磷排放指标中的大部分。
SS是本工程的重点处理项目。
（4）NH3-N
要求出水NH3-N小于5（8）mg/L，不考虑进水有机氮、出水有机氮等影响因素，其去除率要求大于80.0％。
污水处理厂进水氨氮的去除主要靠硝化过程来完成，氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。
要满足5（8）mg/L出水要求，实际上需要进行完全硝化，出水中残余氨氮浓度要低于排放标准规定的要求，在设计中至少应控制在5mg/L以内。
在进行完全硝化的同时，碳源也被氧化，将会得到较高的BOD5去除率，出水的BOD5将低于10mg/L。
因此，NH3-N是污水处理厂的重点处理项目。
（5）磷酸盐（即TP）
要求出水TP浓度小于0.5mg/L，去除率为83.3％，要求很高。
要满足出水磷浓度低于0.5mg/L的要求，采用具有生物除磷功能的污水处理工艺或者进行化学除磷。
磷的去除将在很大程度上决定所选污水处理工艺的类型。
磷也是本工程的重点处理项目。
综上所述，污水处理厂的重点处理项目包括NH3-N、SS和TP，这些项目是需要在工艺设计中重点考虑的控制因素，其余指标BOD5、CODcr等则需要兼顾考虑。
在上述重点处理项目中，SS主要是靠物理方法解决（通过沉淀或过滤去除），而CODcr、NH3-N和TP则主要靠生物处理的方法解决。
5.2.3污水生化处理工艺论述
5.2.3.1污染物去除及处理工艺要求
污水处理的目的是去除水中的污染物，污水中的主要污染物有BOO5、CODcr、SS、N和P等，而污水处理工艺的选用是与要求达到的处理效率密切相关的，因此首先需要分析各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。
（1）SS的去除
污水中SS的去除主要靠沉淀作用。
污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小粒径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，小粒径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。
污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODcr、TP等指标也与之有关．因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODcr和TP增加。
因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。
（2）BOD5的去除
污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BOD5降解，利用BOD5合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成BOD5的去除。
活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。
在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。
由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。
根据国外有关设计资料，在污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSS·d以下时，就很容易使得出水BOD5保持在20mg/L以下。
但是要满足硝化要求时，污水处理系统必须有足够的泥龄，因而污泥负荷不能太高，也使得出水BOD5浓度较低，也就是说，设计BOD5去除率不单与排放标准对单项污染物去除率的要求有关，也与排放标准对污染物去除率的总体要求有关。
（3）CODcr的去除
污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同。
污水厂CODcr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。
对于主要以生活污水及其成份与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，其BOD5/CODcr≥0.5，污水的可生化性较好，出水CODcr值可以控制在较低的水平，能够满足CODcr≤50mg/L的要求。
（4）氨氮的去除
污水去除氨氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，在市政污水处理行业中生物法去除氨氮是主流，也是城市污水处理中经济和常用的方法。
物理化学去除氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等；生物去除氨氮工艺较多，但原理是一样的。
从经济、管理等方面考虑，物理化学法去除氨氮不适宜在本工程中应用。
氨氮的去除应该采用生物处理的方法。
生物去除氨氮
氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于各类污水之中。
在原污水中，氮以NH4+-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用TKN表示。
而原污水中的NOx-N（包括亚硝酸盐
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