栾川县县城污水处理方案1.docx
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栾川县县城污水处理方案1
栾川县县城污水处理工程方案
二OO五年三月
一、概况
二、污水水量、水质及处理要求
1、污水水量
2、污水水质
3、出水水质
三、污水处理工艺方案
1、工艺方案的确定原则
2、处理工艺的综合比较
四、厂内配套工程
五、污水处理厂总平面布置
六、生物流漓法主要设备构筑物
七、建设与投产时间
八、总投资估算
九、工程建设资金来源
十、项目实施成效
1、社会效益
2、环境效益
3、经济效益
附图：
1、生物流漓法工艺
2、栾川县县城污水处理厂平面布置图
3、栾川县县城污水处理厂工艺流程图
4、厂外处理工程平面布置图
附件：
上海市松江先锋服装水洗厂生物流漓法测试报告
栾川县县城污水处理工程方案
一、概况
栾川县位于河南省西部，洛阳市西南部，地处伊河上游。
东接嵩县，西连卢氏县，南毗西峡县，北邻洛宁县。
东西长70km，南北宽47.5km，县城总面积为2477km2。
县城位于伊河上游河谷川地。
2002年底县城人口为7万人，城区面积为5km2。
栾川县是以有色金属加工业，食品工业和旅游业为主导业的山水城市。
随着城市发展和人口的高速增长，估计2010年县城总人口将为12万人，整个县城城区面积将为10.2km2。
目前，栾川县城区排水设施不完善，随着城市发展和人口的高速增长，污水排放量日益增加，大量未经处理的生活污水和工业废水直接排入伊河，造成栾川县城区水质环境的污染和生态环境的破坏。
伊河属于黄河流域，也破坏了黄河的水体环境，也会阻碍栾川县的经济和旅游业的可持续发展。
栾川县城污水处理设施尚未建有，生活污水，工业废水和雨水一起合流至附近河道，使下游伊河水污染日趋严重。
解决栾川县城污水处理已迫在眉睫。
所以栾川县城总体规划，建设一座污水处理厂，位于城区东部，伊河南岸，寨沟河以东或者养子沟河以东，洛栾路以北，负责城区生活污水的处理，然后排人伊河。
二、污水水量，水质及处理要求
1、污水水量
根据《栾川县城总体规划》（1994~2010年）和《栾川县县城污水处理工程可行性研究报告》，确定2007年栾川县城污水处理工程建设规模为2.0万m3/d。
栾川县建设局，自来水公司和上海华东环境保护产业联合有限公司洽谈后，在意向书上确定工程建设规模为1.5万m3/d。
2、污水水质
根据洛阳市环境保护科学研究所编制的报告《栾川县城污水处理工程环境评价报告表》，污水处理厂的设计进水水质为：
BOD5≤180mg/L；
CODcr≤350mg/L；
SS≤200mg/L；
TN≤45mg/L；
NH3-N≤30mg/L；
TP≤5mg/L。
3、出水水质
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002规定和环境影响报告表批复的要求，对排入Ш类水域的污水应执行一级排放的B标准，确定栾川县县城污水处理厂的出水标准为：
BOD5≤20mg/L；
CODcr≤60mg/L；
SS≤20mg/L；
TN≤20mg/L；
NH3-N≤8mg/L；
TP≤1.5mg/L。
主要指标的去除率为：
EBOD5≥88.9%；
ECODcr≥82.9%；
ESS≥90%；
ETN≥55.5%；
ENH3-N≥73.3%；
ETP≥70%。
三、污水处理工艺方案
1、工艺方案的确定原则
①符合设计委托书的各项规定和要求。
②积极稳妥地引进/采用先进的污水处理新工艺，新技术和新材料。
③技术成熟，确能保护环境，出水水质优于国家规定的排放标准。
④技术合理，经济合算，运转稳定，耐冲击负荷，管理简便。
⑤采用先进，可靠并符合国情的自动化控制技术，减轻劳动强度，提高污水处理的管理水平，确保污水处理科学，经济，完全。
⑥因地制宜，根据当地地理特点和经济条件采用最佳工艺。
⑦减少有机污泥量，充分利用无机污泥和格栅垃圾种植花木，建成花园式污水处理厂。
⑧工程建设投资少，运行费用低，占地面积小。
2、处理工艺的综合比较
根据栾川县县城污水处理厂污水的处理目标和已确定的污水进水水质，出水水质，主要是去除生活污水中有机物和悬浮物，同时需去除磷和脱氮。
污水处理工艺的选择直接关系到出水水质，运行管理和建设，运行费用以及占地面积和能耗。
因此，慎重选择污水处理工艺是十分重要的。
传统活性污泥工艺已有100多年历史，氧化沟工艺是传统活性污泥工艺的一种变形。
从1954年荷兰建成世界上第一座氧化沟处理厂，至今氧化沟已发展为多种多样。
曝气生物滤池是80年代末在欧美发展起来的一种污水处理技术，它最大的特点是使用了颗粒状填料，具有过滤作用和吸附作用，并能固定微生物。
A2/O法系由厌氧/缺氧/好氧段组成的二级生物污水处理工艺，80年代出现，近内来，国内已有数座大中型污水处理厂采用了A2/O工艺。
SBR工艺是70年代初出现于美国的一种序批式活性污泥工艺，近年来，国内一些大中型污水处理厂已经采用SBR工艺。
根据河南省城乡规划设计研究院编制《栾川县县城污水处理工程可行性报告》。
经技术经济比较后，提出采用Orbal氧化沟处理工艺。
工艺流程如下图：
Orbal氧化沟处理工艺主要技术特点如下：
每座氧化沟的弯道舒缓，使弯道阻力降低，三个椭圆形沟道，污水由外沟道进入池内，外沟道容积占整个容积的50~55%，主要生物降解过程和80%的脱氮过程在外沟道完成，然后依次进入中间沟道和内沟道，除磷可达75%。
出水由中心岛流人二沉池。
各沟道上的曝气转蝶是调节供氧量，控制各沟道充氧，还承担水力推动的作用。
一般外沟道溶解氧控制在0.0~0.5mg/L，中间沟道溶解氧为1.0mg/L，内沟道溶解氧为2.0mg/L。
通过改变转蝶运转台数，转速和氧化沟的液位，改变转蝶的浸水深度，来调节供氧量。
曝气转蝶与水体接触将污水打成细密水花，可以提高污水充氧效果和混合效果。
Orbal氧化沟工艺参数可以通过改变转蝶旋转方向，浸没深度，转速和数量控制在如下范围：
F/M=0.05~0.15kgBOD5/（kgVSS*d）
泥龄SRT≥15d
回流比R=100%
外沟道溶解氧很低，小于0.5mg/L，是在缺氧条件下进行水解酸化，所以能耗少。
在循环交换中，外沟道污水不断与原污水和回流污水混合，保证了硝化反硝化需要的碳源。
污水在外沟道的流速为0.5m/s左右，流速在0.3m/s以上，污泥就不会沉积。
Orbal氧化沟处理工艺基建费用低，运行方便，有较好的脱氮除磷功能。
其工艺参数及各建构筑物如下表：
构（建）筑物名称
主要尺寸
设计参数
单位
数量
主要设备
粗格栅间
8.0×5.0
栅条间隙20mm
过栅流速0.6~1.0m/s
栅前水深1m
座
1
GLGS980高链式
机械格栅2台
（1用1备）
细格栅间
8.0×6.0
栅条间隙5.0mm
过栅流速0.6~1.0m/s
栅前水深1m
座
1
XGS1000旋转式
细格栅2台
（1用1备）
涡流沉砂池
D=2.48m
H=3.8m
污水流速0.8m/s
水力表面负荷200m3/m2h
停留时间20~30s
座
2
配中心旋转浆板，
砂水分离设备
沉砂设备
水解池
L×B×H=
22×9.0×4.3
停留时间1.0hr
有效水深4.0m
座
2
内装加温装置
Orbal氧化沟
中心岛宽6m
长12m，内
沟、中沟宽
4m，外沟宽
6m
有机物污泥负荷NW=
0.08kgBOD5/（kgMLSS·d）
混合液污泥浓度
MLSS=4000mg/L
有效水深4.0m
泥龄SRT=15d
停留时间HRT=11.8hr
污泥产率
0.81kgMLSS/kgBOD5
总需氧量（两座）
254kgO2/h
座
2
转蝶曝气机
6m12套
4+4m8套
电动出水堰门
2套
二沉池
辐流式
D=28m
有效水深3.5m
表面负荷q=1.00m3/m2h
停留时间HRT=3.5hr
座
2
刮泥机2套
周边线速度为1.8m/min
加氯间
18.0×9.0
二氧化氯5g/m3水
座
1
WJ-7000二氧化氯发生器
（1用1备）
接触池
15.0×9.0×6.0
消毒杀菌时间30min
座
1
污泥泵房
12.0×8.0
回流比R=100%
座
1
回流污泥泵4台（3用1备）Q=300m3/hH=7m
剩余污泥泵2台（1用1备）Q=200m3/hH=12m
污泥浓缩脱水机房
22.5×12.0
干污泥量2184kgMLSS/d
进泥含水率99.2%
泥饼含水率≤80%
工作时间16h
絮凝剂用量3g/kgMLSS
座
1
污泥浓缩高位槽2台
污泥脱水机2台（1用1备）
每套处理能力为20m3/h
在城市生活污水处理中采用的氧化沟、A2/O法、A-B法、SBR法、传统活性污泥法等，基本原理不变，都是利用微生物使污水中有机物得到降解，同时产生一定的剩余污泥。
剩余污泥还需处理。
例如，栾川县县城污水处理厂采用Orbal氧化沟工艺处理，每天产生含水率99.2%的剩余污泥324m3，根据可行性报告中概（预）算，二沉池和污泥浓缩，脱水必须投资500万元左右，占污水厂总投资的四分之一，加上运行费，维修费和人工工资，污水处理的总成本增加。
由于Orbal氧化沟中污泥泥龄长，剩余污泥量较少，其它方法剩余污泥量更多。
我公司开发了生物流漓载体，改变了污水处理中污水流动的形态，形成无数条快慢流道，使有机物（污泥）聚集在流速慢的载体上蓄积起来，富集于其上的好氧，缺氧，厌氧微生物把蓄积的有机物污泥分解，优势微生物增生，在好氧，缺氧，厌氧微生物共生的流漓作用下，大大地提高了生物流漓法的生化传质效率和生物降解有机污泥的能力。
新一代污水处理方法是利用流漓的原理，在污水处理全过程中，无论哪一个环节都综合了固液分离，生物氧化，污泥分解这三种功能，使流漓载体上的有机物，氧和微生物达到最佳状态，从而使污水中的有机物，污泥分解得到矿化。
例如，上海松江先锋服装水洗厂污水处理曾采用活性污泥法、A2/O、生物接触氧化法处理，多年来一直不能达标排放，2003年用直径为100毫米的流漓球改造为生物流漓法，二年来出水水质都优于国家规定的一级排放标准，CODcr≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,NH3-N≤8mg/L。
详见附件“上海市松江环境监测站测试报告”。
用城市生活污水进行二年多的生物流漓法处理试验，试验期间出水CODcr≤50mg/L,SS、BOD5为10~15mg/L,NH3-N≤8mg/L，TP≤1mg/L。
二年来一直没有排泥，流漓载体上没有蓄积污泥，没有污泥堵塞和沉积现象，所以出水不用沉淀池。
生产味精的废水采用活性污泥工艺、SBR工艺、生物接触氧化工艺、A2/O工艺、各种氧化沟工艺等都无法实施充分的净化处理。
用生物流漓工艺在南通天字味精厂进行了现场试验，经生物脱硫的含高硫酸根味精废水，用生物流漓法连续试验三个月，没有排一次泥，用显微镜镜检流漓载体发现好氧、缺氧、厌氧优势菌共生，自养菌（硝化菌）富集固定在流漓载体上，污泥已被分解。
流漓池底部没有沉淀污泥，CODcr降至200mg/L以下，出水不需沉淀，SS≤20mg/L,由于碳源不足，碱度不够，氨氮含量尚高。
建成花园式的污水处理厂可以提高城镇的形象，生物流漓法处理城镇生活污水实现了和谐有序治理环境污染，为建成花园式的污水处理厂创造了条件。
生物流漓法工艺流程如下图：
生物流漓法工艺参数及各构筑物如下表：
构（建）筑物名称
主要尺寸
设计参数
单位
数量
主要设备
粗格栅间
同Orbal氧化沟
细格栅间
同Orbal氧化沟
涡流沉砂池
同Orbal氧化沟
水解池
同Orbal氧化沟
生物流漓池
68.0×10.0×6.0
容积负荷0.3～0.5kgBOD5/m3d
有效水深6.0m
总需氧量（2座）218kgO2/h
座
2
悬吊式框架280个
微孔曝气装置280套
2m×2m×5m=20m3流漓载体280个
加氯间
18.0×9.0
同Orbal氧化沟
消毒杀菌池
15.0×9.0×6.0
同Orbal氧化沟
两方案技术经济对比一览表：
项目
Orbal氧化沟法
生物流漓法
征地面积（亩）
35.76
征地35.76污水处理用地20亩，其余15亩可建成活水荷花养鱼塘
厂区总投资（万元）
2721.65
2215.60
定员
30
25
池深（m）
4.0
8.0
总装机容量（kw）
960
650
单位污水耗电（度）
0.22
0.18
年均总成本（万元）
363.97
330.00
单位总成本（元）
0.50
0.45
单位经营成本（元）
0.30
0.25
吨水处理价（元）
0.66
0.58
主要优点
1、艺流程简单，运行管理方便，经验较多。
2、耐冲击负荷，处理效果稳定
3、可省去鼓风机房和曝气头以及管道系统
1、运行稳定可靠，操作维修简便
2、脱氮除磷效果好
3、无剩余污泥处理，投资少，占地面积小
主要缺点
1、耗电量高
2、占地大
3、剩余污泥处理费用高
流漓载体量大
安装、土建要求高
Orbal氧化沟工艺和生物流漓法工艺在技术尚都是可行的，处理城镇生活污水都能满足排放出水的水质要求。
生物流漓法占地面积小，管道少，无剩余污泥处理，投资少，维修、运行费用低，经济上更适合于城镇污水处理。
四、厂外配套工程
由栾川县自来水公司根据《栾川县城市总体规划》分区域安装排水系统。
管网工程投资为1763.70万元。
五、污水处理厂总平面布置
以节约用地为原则，利用自然高位差，使工艺流程中少用泵和阀门，平面布局合理紧凑，增加苗圃和绿化面积，确保污水处理厂内环境优美。
在节约用地的原则上，在空余的15亩地上设置一荷花池活水养鱼塘，使栾川县县城污水处理厂成为花园式污水处理厂，以提高栾川县的城市形象。
六、生物流漓法主要设备、构筑物
根据意向书确定污水处理厂设计规模为1.5万m3/d，进水流量总变化系数KZ=1.5。
日最大流量为2.25万m3/d。
主要设备、构筑物如下：
1、粗格栅间
厂外压力管道前设置粗格栅间，采用地面式，内安装一套垂直格栅、一套机械粗格栅、一台皮带运输机、电动单梁悬挂吊车、闸板阀等设备，并要有通风设施。
合理控制污水过栅流速，过栅流速控制在0.6～1.0m/s，最小流量为0.18m3/s，栅前水深1m，格栅倾角为75º，定时启动栅耙清除栅渣，除污耙行走速度为4.42m/min。
联动皮带输送机，把栅渣输送至栅渣箱，栅渣易腐败，应将栅渣脱水后及时运出处理。
主要设备参数：
粗格栅
设备类型：
GLGS980高链式机械格栅
设备数量：
2套（1开1备）
栅槽宽度：
980mm
栅条间隙：
20mm
过栅流速：
0.8m/s
栅渣输送机
设备类型：
皮带输送机
设备数量：
2套（1开1备）
长度：
6.0m
进料斗：
2个
2、细格栅间
内设二台XGS1000旋转式细格栅及螺旋输送机、栅渣压实机等设备。
由PLC自动控制。
主要设备参数：
细格栅
设备类型：
XGS1000旋转式格栅
设备数量：
2套
栅槽宽度：
1000mm
栅条间隙：
5mm
栅前水深：
1m
过栅流速：
0.6~1.0m/s
栅渣输送机
设备类型：
无轴螺旋输送机
设备数量：
2套（1开1备）
长度：
6.0m
进料斗：
2个
栅渣压榨机
设备类型：
螺旋式压榨机
设备数量：
2套（1开1备）
能力：
1～3m3/h
3、涡流沉沙池
圆形池中心设有一台可调整的旋转浆板，进水由切线方向进入，出水渠道对应圆池中心，中心旋转浆板下部设有积砂斗，在向心力和螺旋桨作用下，形成涡螺流态。
进水渠道内的污水流速为0.8m/s，通过调节旋转浆板的转速，有效地去除粒径大于0.1mm的砂粒，以保证后续生物处理的正常进行。
主要设计参数：
单池设计流量：
0.18m3/s
池内径：
2.48m
池数：
2座
主要设备参数：
变速叶片搅拌器
叶轮转速：
12～20r/min
设备数量：
2套
配套电机：
1.5kw,380v,50hz
砂水分离器
设备类型：
螺旋式砂水分离器
设备数量：
1套
处理能力：
30m3/h
4、水解池
在缺氧条件下，新进污水与回流污水混合，内填固定化载体500m3，池底装有蒸汽加温管道，在冬天低温的情况下可以加温。
水解池的作用主要是完成磷酸盐的释放，将大分子和不易降解的有机物水解为小分子和易降解的有机物，为后续生物流漓作用创造条件。
主要设计参数
设计停留时间：
1hr
主要设备参数
潜水搅拌器：
叶轮直径：
480mm
设备数量：
4套
电机功率：
4kw,380v,50hz
5、生物流漓池
生物流漓池为长方形钢筋混凝土结构，分为两池，单池分为16格，形成上下交换推流，有效水深6m，水力停留时间为12小时。
每格内安装由悬吊框架组合成的流漓载体和微孔曝气装置共280套。
1～5格连续进水、连续曝气，6～8格半限制曝气，9～12格限制曝气，13～14格半限制曝气，15～16格静置。
根据氧化、还原和硝化、反硝化需要可以调整限制曝气、非限制曝气和半限制曝气，保证出水中BOD5的去除率。
主要设计参数
设计流量：
最大流量2.25万m3/d
容积负荷：
0.3～0.5kgBOD5/m3d
流漓载体容积：
5720m3
设计水温：
≥12℃
有效水深：
6m
池数：
2座
总需氧量：
5232kgO2/d
曝气方式：
微孔曝气
池总容积：
8160m3
停留时间：
9～12hr
主要设备参数
三叶罗茨鼓风机
数量：
3台（2开1备）
风量：
18m3/min
风压：
68.6KPa
电机：
37kw,280v,50hz
6、加氯间及消毒杀菌池
采用化学法二氧化氯发生器，工艺简单、产率高，产生的二氧化氯为主要成分的复合消毒剂杀菌消毒效果好；操作简单，运行完全可靠；自动化程度高，有余氯在线检测装置自动检测水内的余氯量，由计量泵控制原料的投加，实现全自动控制，而且能保持水中恒定的二氧化氯浓度。
加氯间内设WJ-7000二氧化氯发生器2台，二氧化氯发生器需0.～0.3MPa压力水做动力，有自动报警功能，缺水时能自动停机。
消毒杀菌池用钢筋混凝土结构，接触消毒杀菌时间30min，1m3污水消毒杀菌需5～8g二氧化氯，同时能降低10％左右的CODcr，使水得到更好的净化。
七、建设与投产时间
根据目前情况和工程的需要，必须在2005年6月完成初步设计和审批。
施工图的设计在2005年8月底前完成。
项目施工期自2005年9月至2006年6月，完成土建、管道、设备安装、在线仪表电气等全部施工内容。
项目调试、试运行期自2006年7月至2006年12月，完成项目的调试、试运行工作。
2007年1月工程验收和正式投产运行。
八、总投资估算
Orbal氧化沟工艺投资估算，详见《栾川县县城污水工程可行性研究报告》附表。
其中：
厂区工程投资2010.87万元，工程总投资2721.65万元，工程预备费196.23万元，厂区征地费216.05万元。
生物流漓法工艺投资估算如下表
序号
项目名称
估算价值（万元）
建筑工程
安装工程
设备工程
其他
合计
一
第一部分费用
597.18
223.45
710.96
1531.89
（一）
厂区主要生产项目
396.40
172.00
601.00
1169.40
1
细格栅及涡流沉沙池
18.00
6.00
38.00
62.00
2
水解池（2座）
65.92
2.00
8.00
75.92
3
生物流漓池（2座）
240.00
18.00
280.00
538.00
4
消毒杀菌池
29.45
3.00
32.45
5
加氯间
10.53
5.00
40.00
55.53
6
变配电间
10.50
18.00
115.00
143.50
7
厂区工艺
12.00
55.00
67.00
8
厂区电气
45.00
45.00
9
厂区三通一平
10.00
10.00
10
厂区自控仪表设备
20.00
120.00
140.00
（二）
厂外处理工程
12.51
4.00
20.00
36.51
（三）
厂外配套工程
12.00
47.45
59.45
（四）
辅助生产建设项目
176.27
176.27
（五）
化验、机修、通讯、交通
设备购置费
82.00
82.00
（六）
工器具、餐具购置费
7.96
7.96
二
第二部分费用
征地、迁移、管理、办公
培训、试车、设计等费用
442.01
三
第一、第二部分费用合计
1973.60
四
工程预备费
180.00
五
建设期贷款利息
50.00
六
铺底流动资金
12.00
七
工程总投资
2215.60
生物流漓法工艺投资估算，其中：
厂区工程投资1531.59万元，工程总投资2215.60万元，工程预备费180.00万元，厂区征地费216.05万元。
少征15亩地，征地费可减少87.00万元。
九、工程建设资金来源
1、银行贷款1500万元，年利率为5.76％。
2、厂区工程总投资2215.60万元，根据河南省建设厅2004年11月23日举办的全省市政公用行业市场化暨项目洽谈会精神，融资可以多种渠道，引入市场机制，形成多种经济成分参与市场竞争的局面，经初步协商，意向确定栾川县自来水公司与上海华东环境保护产业联合有限公司共同融资。
十、项目实施成效
1、社会效益
栾川县水环境质量总体已遭到不同程度的污染，水环境质量的好坏直接影响到社会经济的可持续发展，影响到人民的身体健康。
栾川县城区内生活污水和工业废水直接排入地表面系统，形成较长的岸边污染带，使备用水源的水质加速恶化。
栾川县是河南省西部地区重要的工农业区和文化旅游城市，栾川县县城污水处理厂工程的建设，一方面解决了水环境污染的现状，对整个地区的水资源的保护起到了重要作用，另一方面对树立栾川县良好的城市形象，改善投资环境，促进经济繁荣有着重大的意义。
和谐有序地治理环境污染，是实现和谐社会不可缺少的一部分，才能确保子孙后代繁荣昌盛、永葆福祥，其社会效益显著。
2、环境效益
按2万m3/d污水处理计，全年可减少污染物的排放量为：
BOD5：
1168t/a
CODcr：
2117t/a
SS：
1314t/a
TN：
183t/a
NH3-N：
161t/a
TP：
26t/a
削减排入地表水系的污染物质，就能减少对地表水环境污染的负荷，有效改善栾川县城环境，提高城市形象和卫生水平，在保
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