X市污水处理厂项目可行性研究报告.docx
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X市污水处理厂项目可行性研究报告
X市污水处理厂项目可行性
研究报告
2010年
3项目建设的必要性
3.1完善城镇基础设施建设的需要
1）现有排水系统不完善
某区经多年的建设，市政排水管道建设有了较大发展，但普遍存在排水管道系统不完善的状况，现有主城区排水体制为合流制，有的地方干管缺少支管，有些地方有支管缺少干管，造成管道系统不配套、排水管网密度较小、不敷使用的情况。
致使雨水、污水不能及时收集排除，形成雨、污水漫流，已经影响居民生活和环境卫生。
2）市政排水管理不完善和不统一
市政排水管理部门对已建排水设施应进行经常性的维护保养，还需对城市排水设施的使用进行严格的监督与管理。
某些单位将有害有毒和带易燃物的废水排入下水道，而下水道又未设水封井和通气井。
此外，在开发建设过程中，私自占用城市下水道位置或在下水道上修建房屋，甚至毁坏城市排水设施，迫使顺自然地形条件、自然水力条件设置的城市排水沟渠改道等现象也屡有发生。
3）城市污水未经处理直接排入水体，污染了环境
某区污水处理设施及排污管道不完善，污水未经处理直接排放，造成水体污染严重，不利于区域水体资源的保护利用，对下游生态环境有较大影响。
某区经济的繁荣发展，人民生活水平的进一步提高，城市污水已成为当前的环境保护工作热点难点问题，广大群众对城市污水的有效治理呼声十分强烈。
因此，为了保证某区人民正常的生产、生活要求，适应城市经济社会发展的需要，建设城市基础设施，做好城市生活污水的处理和处置工作刻不容缓，是非常必要的。
3.2保护城区水体水质和生态环境的需要
某区的发展以生态环境为根本，对环境保护尤为重要。
区政府对城区水体和环境保护十分重视，严格控制工业废水、生活污水的污染，加大力度对工业废水的监督和治理，全面推行排污许可证制度，实行排污总量控制。
但是，由于新城区发展迅猛，城市建设日新月异，市政基础建设未能跟上城市发展的需要，随着城区的建设，对原有生态环境破坏日趋加剧，城市水环境污染日益严重，工业废水以及生活污水都直接排入湘江，对其水体水质造成了污染，对河岸环境造成一定影响。
作为某区的纳污水体，为了保护湘江水体水质和生态环境，与城市建设同步污水处理工程，是非常必要的。
根据某市人民政府发布的《某市湘江流域水污染综合整治实施方案》（岳政发[2008]22号）要求“以城镇环境基础设施建设为重点，全面提高生活污水处理率”，“到2010年，湘江流域我市段县城都要建成生活污水处理设施，市城区和县城污水处理率分别达到80%和50%以上。
新建污水处理厂必须采取除磷脱氮工艺。
”某区作为某市直辖区，城市污水处理厂的建设任务非常紧迫。
3.3提高生活质量和坚持走可持续发展的道路
环境保护是衡量人民生活水平的一个重要标志。
某区污水处理工程的建设，不仅有利于城区内部环境的改善，也有利于周边环境质量的改善，对于保护某区生态环境，保护人民的身体健康，发展生产力都有重要意义。
某区近年来发展快，经济增长迅猛，人民生活富裕，社会繁荣稳定，但伴随着经济开发区建设的进行，对生态环境的破坏将会加剧。
如果任其发展，不尽快采取消除对环境的污染，我们的环境质量就会不断恶化，环境的损失带有持久性，而环境的恶化反过来就会制约社会和经济的发展，这已被无数事实所证明，并已成为有识之士的共同观点。
如何着力于环境、文化景观和高效服务设施的建设、保持经济的可持续发展，在建设城市的同时，建设适合国情、省情和当地实情的污水处理厂是当务之急，是十分必要的。
4建设规模
4.1城镇总体规划分析
4.1.1城镇发展趋势分析
城市市政公共基础失业的发展与整个城市的发展密切相关，城市污水处理工程是城市建设的基础设施，应适应城市的发展，且适当超前。
总体规划中提出以基础设施建设为基础，以生态环境保护为根本，以经济结构调整为主线，大力发展支柱产业，推进包括农业现代化在内的工业化进程和城镇化进程，适当扩大镇区规模，加强某镇作为某区中心城镇的职能，积极主动拓展水运交通和开发旅游潜力，加强与周边城镇的职能，积极主动拓展水运交通和开发旅游潜力，加强与周边城镇的合作与交流，全面提高和增强城镇核心竞争能力，将某镇建设成为区域性综合服务功能较强的现代化城镇，成为经济繁荣、社会文明、环境优良、具有浓郁湖乡特色的生态田园城镇。
2015年，某区某镇总人口达到9.2万人，城镇人口达5.5万人；2030年，某区某镇总人口达到12万人，城镇人口达8.6万人。
4.1.2城镇排水规划分析
1）规划原则
a）合理选择排水体制，使排水规划既能解决城区排水问题，又能改善城区生活居住环境。
b）加强污水治理，逐步完善污水系统，严格保护湘江水体。
c）分区排水，排污与排渍相结合，加强调蓄，逐步雨污分流。
d）近远期结合，整个排水系统做到远期布置合理，近期建设切实可行。
2）排水体制
近期采用截流式合流制排水体制，远期采用雨污分流排水体制。
3）污水系统规划
a）污水治理的基本要求
城市生活污水以集中处理为主，工业区的工业废水先预处理再集中处理，经治理的工业废水必须符合国家现行排放标准方可排入城市下水道。
经污水处理厂处理后排入水体的污水，应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。
b）污水处理设施布局
根据规划用地布局和现状用地条件，在某镇余家坪居委会古塘岔建设污水
处理厂。
4.2污水量预测
4.2.1预测年限的确定
城市污水处理工程属于城市建设的基础设施，应与城市建设相配套，且适度超前，以促进经济发展。
据此，本可行性研究认为，某区污水处理工程的设计年限应与规划设计年限一致，预测年限以2008年为基准年，近期确定为2011年，2020年作为远期年限。
4.2.2服务区域人口
根据某区人口统计数据，2008年底，某镇镇区总人口为42150人，其中规划范围内城镇人口42050人，常住人口41750人，暂住人口300人（汩罗航运总公司常住某镇约5000人口未列入统计）。
本报告参照《城市人口规模预测规程》选取综合增长法和指数增长法等方法对某区某镇城镇人口规模进行预测分析。
根据统计结果显示，2001年某镇建成区人口33071人，2008年镇区人口42161人，六年来城镇人口持续增长，人口年均综合增长率为3%，年均增长人口1515人。
今后几年，随着某区经济社会快速发展，城镇基础设施条件及外部交通条件和投资环境的改善，城镇建设将得到飞速发展；伴随着未来长岳高速公路、长湘延伸公路、杭瑞高速公路复线和推山咀深水码头等重大基础设施的建设，以及国家积极推进城镇化的发展战略的实施和“两型社会”改革试验区的实践，可以预计，未来某区某镇城镇建设发展将进入一个新的高峰时期，因此城镇化水平将会大幅度的提高，大量的农村人口将转移到城镇，也将促进城镇人口的增加。
参考《某市市域城镇体系规划2002-2020》确定的某市城镇人口年平均增长率2002-2010年为5.0%，2011-2020年为3.0%，综合考虑各方面的因素，确定某区城镇人口年均综合增长率2009-2011年取4.0%，2012-2020年取3.0%。
1）综合增长法
根据人口综合年均增长率预测人口规模，按下式计算：
Pt=P0（1+r）n
式中：
Pt——预测目标年末人口规模；
P0——预测基准年人口规模；
r——人口年均综合增长率；
n——预测年限。
2）指数增长法
运用指数增长法预测未来人口规模，按下式计算：
Pt=P0er·n
式中：
Pt——预测目标年末人口规模；
P0——预测基准年人口规模；
r——人口年均综合增长率；
n——预测年限。
3）预测结果
根据以上两种预测方法的计算，得到结果如表4.2.2。
表4.2.2预测人口数单位：
万人
预测方法
2011年
2020年
综合增长法
5.29
6.70
指数增长法
5.30
6.74
根据两种方法预测结果，确定2011年某镇城镇人口为5.3万人，2020年为6.7
万人。
4.2.3城镇需水量预测
影响城市供水规模及其增长速度的因素很多，诸如人口规模、工业产值、生产用水、水资源条件、水价、节水措施及供水的政策等。
某区某镇需水量预测力求符合城市用水的实际情况，建立在城镇建设和工业发展规划的基础上，合理地分析当地水资源、水环境质量和用水习惯，工业结构以及及其邻近地区城镇供水经验，采用适当方法，确定合适的用水指标，进行用水量预测。
经综合分析研究，采用人均综合用水量指标法和分项指标法分别进行预测。
a）人均年综合用水量预测
根据《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）确定某区某镇综合用水定额为400L/cap.d～800L/cap.d。
综合用水定额和用水普及率也将逐年递增。
根据《城市给水工程规划规范》以及某镇供水现状，参考周边类似县市，综合确定2011年人均综合用水量为360L/cap.d，用水普及率90%，2020年人均综合用水量为500L/cap.d，用水普及率95%。
综合用水量：
Q1=q×n×p
其中：
Q1——综合用水量（m3/d）；
q——综合用水定额（L/cap.d）；
n——人数；
p——用水普及率。
不可见预见用水量按综合用水的10%考虑（管网漏损已包括在综合用水定额范围
内），根据人口、综合用水量指标和普及率，需水量的预测值详见下表4.2.3-1。
表4.2.3-1综合用水量预测表
规划年份
2011年
2020年
城镇人口规模（万人）
5.3
6.7
综合用水定额（L/cap.d）
360
500
用水普及率（%）
90
95
综合用水量（万m3/d）
1.71
3.19
b）分项指标法
城市总用水量包括生活用水量、生产用水、道路广场浇洒用水、绿化用水以及城市管网的漏损、消防用水等其他用水，分项指标法就是将各单项指标用水分项预测再统一累加计算出总用水量。
1）生活用水量
根据《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）确定生活用水量定额为240L/cap.d～450L/cap.d。
生活用水额定和用水普及率也将逐年递增。
2011年人均综合用水量为230L/cap.d，用水普及率90%，2020年人均综合用水量为300L/cap.d，用水普及率95%。
生活用水量：
Q1=q×n×p
其中：
Q1——综合用水量（m3/d）；
q——综合用水定额（L/cap.d）；
n——人数；
p——用水普及率。
生活用水量的预测值详见表4.2.3-2。
表4.2.3-2生活用水量预测表
规划年份
2011年
2020年
城镇人口规模（万人）
5.3
6.7
生活用水定额（L/cap.d）
230
300
用水普及率（%）
90
95
生活用水量（万m3/d）
1.10
1.91
2）生产用水量
某区是以经济结构调整为主线，大力发展支柱产业，推进包括农业现代化在内的工业化进程和城镇化进程。
某镇以饲料、食品加工，养殖，电力和运输服务业为主。
根据某镇工业现状和发展规划，镇区的工业企业相对较多，确定污水处理厂纳污区生产用水量占生活用水量的比例分别为2011年30%，2020年为50%。
3）浇路、绿化用水量
城市道路、绿化面积用水量类比其他城市，按其用水量占生活用水的的10%考虑。
4）其他用水量
其他用水量主要包括管网漏损水量、不可预见水量，按生活用水量的15%计。
5）总用水量
按分项指标法计算可预测出近、远期需水量，预测情况见表4.2.3-3。
表4.2.3-3分项指标法用水量预测表
规划年份
2011年
2020年
城镇人口规模（万人）
5.5
6.7
生活用水量（万m3/d）
1.10
1.91
生产用水量（万m3/d）
0.33
0.96
浇路、绿化用水量（万m3/d）
0.11
0.19
其他用水量（万m3/d）
0.16
0.29
总用水量（万m3/d）
1.70
3.35
4.2.4城镇污水量预测
一般来说，城市用水中仅有75%～90%能够成为污水排放。
根据《室外排水设计规范》，居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑物内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定，可按当地用水定额的80%～90%采用，考虑到某镇污水收集系统工程具有一个逐步形成规模的过程，用截污系数体现收集污水量的百分比，截污系数以2011年0.90，2020年以0.95计算。
根据以上用水量及污水量折减系数预测的污水量见表4.2.4。
表4.2.4污水量预测结果表
规划年份
2011年
2020年
城镇总用水量（万m3/d）
1.71
3.27
产污系数
0.85
0.85
截污系数
0.90
0.95
城镇预测污水量（万m3/d）
1.31
2.64
4.3工程建设规模
根据某区污水量预测，城市污水处理工程，按照统一规划、分期建设、远近结合，以近期建设为主，适当超前的指导思想，分期建设，工程规划总规模为3.0万m3/d，分两期实施，其中：
2011年建设规模1.5万m3/d；
2020年建设规模3.0万m3/d。
5厂址选择
5.1厂址选择原则
城市污水处理厂是城市排水工程的重要组成部分，恰当地选择污水处理厂的位置对于城市规划的总体布局、城市环境保护要求、污水污泥的利用和出路、污水管网系统的布局、污水处理厂的投资和运行管理等都有重要影响。
污水处理厂厂址的选择应符合以下原则：
1）在城市水系的下游并应符合供水水源防护要求；
2）在城市夏季最小频率风向的上风侧；
3）与城市规划居住、公共设施保持一定的卫生防护距离；
4）靠近污水、污泥的排放和利用地段；
5）应有方便的交通、运输和水电条件。
6污水处理厂设计进、出水水质
6.1设计进水水质
污水处理厂对污染物质的处理程度可以通过进水水质、水量，以及受纳水体的功能、环境容量确定，从而确定与之相适应的处理工艺，获得最为经济的工程建设方案，最大限度降低污水厂投资和运行费用。
影响污水水质的主要因素有污水管网的完善程度、城市化程度和生活水平的高低、工业类型及用水量等。
城市污水厂的进水水质通常根据其服务范围的常年污水水质实测值统计整理得出，缺少基础资料时，亦可参照同类地区城市污水处理厂进水水质情况进行预测。
6.1.1生活污水水质预测
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中要求在无资料时设计生活污水中的BOD5=25-50g/cap.d，SS=40-65g/cap.d，TN=5-11g/cap.d,TP=0.7-1.4g/cap.d。
结合具体情况预测如下，见表6.1.1-1和表6.1.1-2。
表6.1.1-1生活污水负荷预测
序号
项目名称
2011年
2020年
1
CODCr（g/cap.d）
40
60
2
BOD5（g/cap.d）
20
30
3
SS（g/cap.d）
30
40
4
TN（g/cap.d）
6
10
5
TP（g/cap.d）
0.6
1.0
表6.1.1-2生活污水水质预测
序号
项目名称
2011年
2020年
1
人均生活污水排放量（L/cap.d）
196
255
2
CODCr（mg/L）
205
235
3
BOD5（mg/L）
102
118
4
SS（mg/L）
153
157
5
TN（mg/L）
31
39
6
TP（mg/L）
3.1
3.9
6.1.2工业废水水质预测
根据《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）,某区允许工业废水排入下水道水质标准：
CODcr≤500mg/L，BOD5≤300mg/L，SS≤400mg/L，氨氮≤35mg/L，TP≤8mg/L。
同时考虑到某区污水厂服务范围内工厂企业实际排水水质情况，本工程工业废水水质预测指标为：
CODcr≤450mg/L，BOD5≤200mg/L，SS≤200mg/L，氨氮≤35mg/L，TP≤5mg/L。
6.1.3污水厂进水水质预测
综合国内部分污水处理厂的实际进水水质及设计进水水质，并结合某区某镇污水处理厂进水水质预测情况及污水厂服务范围内未来工业废水的排放情况，污水处理厂一期工程的设计进水水质见表6.1.3。
表6.1.3设计进水水质数据表
项目
pH
CODCr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
NH3-N
mg/L
TN
mg/L
TP
mg/L
进水
6-9
≤300
≤160
≤200
≤35
≤40
≤3.5
6.2设计出水水质
根据某市水环境功能区划，湘江某区城区段水体水质应达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水质要求。
因此，某区污水厂处理后的出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。
因此，污水厂出水水质见表6.2。
表6.2设计出水水质数据表
项目
pH
CODCr
mg/L
BOD5
mg/L
SS
mg/L
NH3-N
mg/L
TN
mg/L
TP
mg/L
出水
6-9
≤60
≤20
≤20
≤8
≤20
≤1
注：
NH3-N在水温≤12℃时的限值为15mg/L。
粪大肠菌群限值为≤104个/L。
6.3处理程度
根据设计进水水质和出水水质，确定本工程处理程度见表6.3。
表6.3污水处理程度表
水质项目
BOD5
COD
SS
TN
NH3-N
TP
设计进水水质（mg/L）
≤300
≤160
≤200
≤35
≤40
≤3.5
设计出水水质（mg/L）
≤60
≤20
≤20
≤8
≤20
≤1
处理程度（%）
≥88
≥80
≥90
≥50
≥77
≥71
7工艺方案论证与推荐
7.1工艺选择原则
作为市政基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节,城市污水处理厂的建设和运行意义重大。
由于污水处理厂工程的建设和运行不但耗资较大,而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保污水处理厂的运行效果和降低运行费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从总体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行、经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较后,优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
污水处理厂工艺方案确定将遵循以下的选择原则：
1）认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策，使设计符合国家的有关法规、规
范。
经处理后排放的污水水质符合国家和地方的有关排放标准和规定，符合环境影响评价的要求。
2）在城区城市总体规划的指导下进行方案设计。
3）积极稳妥地引进、采用先进的污水处理和污泥处理的新工艺、新技术和新材料。
4）优先采用集约度高的污水处理工艺，以便实现模块化设计，以利于污水处理厂的分期建设和扩展。
5）采用处理效果稳定，工艺流程先进、成熟、可靠、简洁，运行管理方便的处理工艺。
6）采用先进的节能技术，降低污水处理厂的能耗及运行成本。
7）为了提高污水处理厂的管理水平，实现科学现代化管理，充分考虑我国国情，采用先进、可靠的自动化控制技术及仪表监测系统，以保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人的劳动强度。
8）充分利用现有地形，对污水处理厂总图合理布局，尽量减少占地。
选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证出厂污水水质。
根据对污水水质的分析，本工程要求的污水处理程度较高，因此，应考虑具有脱氮除磷功能的强化二级生化污水处理工艺。
本工程的污水处理工艺选择充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。
下面将对各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。
7.2污水处理工艺方案
7.2.1污染物的去除机理
城市污水主要的污染物有三类，第一类为悬浮物SS，第二类为有机污染物CODCr和BOD5，第三类为无机营养盐N和P。
几种污染物的去除机理及方法分别简述如下：
a）SS的去除
污水中的SS去除主要靠沉淀作用，污水处理厂中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标，而且出水的BOD5、CODCr等指标也与其有关，这是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的环节。
为了尽量去除水中的悬浮物浓度，需在工程中采用适当的措施。
常用的措施是选用适当的污泥负荷，以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷、较低的出水堰负荷或充分利用活性污泥悬浮层的吸附网捕作用等。
b）BOD5的去除
污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行泥水分离来完成。
在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的BOD5去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所致，但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物不起作用。
溶解性有机物需靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，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，这也是污水中BOD5的降解过程。
微生物的好氧代谢作用对污水中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浓度降低。
c）CODCr去除
污水中的CODCr去除的原理与BOD基本相同，即CODCr的去除率取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。
对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的加工工业废水组成的污水，这类城市污水的BOD5/CODCr比值往往接近0.5，甚至可达0.6以上，其污水的可生化性较好，出水中CODCr值可控制在较低的水平；而成分主要以工业废水为主的城市污水，其BOD5/CODCr比值较小，其污水的可生化性较差，处理后污水中残存的CODCr会较高，要满足出水CODCr≤60mg/L有一定的难度。
对于这种情况，所选择的处理工艺是要在前端设置厌氧段，即可提高BOD5/CODCr的比值，也就是提高污水的可生化性。
对于本工程项目而言，待处理的污水可生化性较好，其BOD5/CODCr＝0.53，通过采取一定的工程措施，本污水处理厂CODCr达标是有保障的。
d）N的去除
在原污水中，氮以NH3-N及有机氮形式存在，这两种形式的氮合在一起称为凯氏氮（TKN），生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。
生物脱氮包括好氧硝化和缺氧反硝化两个过程。
污水中的有机氮，在生化处理系统中将很快水解为氨氮，而后在氧充足的条件下，亚硝化细菌和硝化细菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；在缺氧的条件下，并有外加碳源提供能量时，由反硝化菌作用，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气逸出。
影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源；生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较
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