污水处理厂初步设计.docx
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污水处理厂初步设计
中国泉州出口加工区污水处理厂工程
初 步 设 计
第一册 初步设计说明书
中国市政工程中南设计研究院
二OO七年十二月（福州）
总院院长：
杨远东
总工程师：
李树苑
分院院长：
赵红兵
项目负责人：
陈傲
主要参加编制人员：
工艺：
赵红兵周林凡袁尚
张小刚詹键陈傲
建筑：
胡建华李 涛
结构：
李必正谢立中何远园
电气：
王英豪贾 瑟
工程经济：
徐久红 张俊
总 目 录
第一册 初步设计说明书
第二册 工程概算书
第三册 设计图纸
目 录
1.总论
1.1项目概况
1.1.1项目名称、地点及业主单位
项目名称：
中国泉州出口加工区污水处理厂工程
建设地点：
泉州市出口加工区
业主单位：
福建广汇投资有限公司
1.1.2建设规模
项目总规模：
2万m3/d
近期：
1万m3/d；远期：
2万m3/d。
1.1.3主要建设内容
（1）污水处理厂工程
①总规划控制用地面积22.56亩，近期工程用地22.56亩；
②厂内近期实施主要构筑物
按1万吨/日规模建设：
粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥泵房、储泥池、污泥脱水机房、紫外线消毒池、综合楼等；
1.2编制依据、原则和范围
1.2.1编制依据
（1）泉州出口加工区控制性详细规划文本、说明书、基础资料
重庆市规划设计研究院2006.02
（2）泉州出口加工区环境影响报告书
泉州市环境保护科学技术研究所2005.12
1.2.2编制原则
（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家的法规、规范及标准；落实“福建省城市污水、生活垃圾处理产业化发展规划”，及“福建省城市污水生活垃圾处理产业化政策”；
（2）在总体规划指导下，以《泉州出口加工区控制性详细规划》为依据，根据统一规划设计分期实施的方针，本着需要和可能相结合、近期和远期相协调原则，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益；
（3）采用先进、可靠、高效、经济合理的处理工艺，选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设备。
（4）采用现代化技术，实现科学自动化管理，做到技术可靠，运行稳定，经济合理。
（5）合理进行高程设计和设备选型，节约能源，减少动力消耗，以降低运行成本。
（6）污水厂总平面布置力求在便于施工、安装和便于维修的前期下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，并留有发展余地；污水管网工程充分利用现有地形地貌特点，尽量减少管道埋深，以降低施工费用及减少日后养护工作的困难。
（7）妥善处理处置污水收集、输送过程中产生的栅渣，避免二次污染。
（8）排水干管在平面布置方面，尽量避免或减少与河道，主要道路及现有建筑物、构筑物、管线交叉，少拆迁及破路面，减少工程造价。
（9）积极创造一个良好的生产和生活环境，把污水厂建成一个现代化的清洁式工厂。
1.2.3编制范围
本工程初步设计的编制范围为泉州市出口加工区污水处理厂工程。
以总体规划和排水专项规划的要求，就污水处理厂工程建设方案所涉及的问题进行分析论证编制本文件。
本工程初步设计按照上述有关原则和工作范围，包括下列研究内容：
（1）对泉州市出口加工区污水处理厂工程服务范围内的近、远期污水量与水质进行调查预测，确定近、远期处理规模、处理程度与建设年限；
（2）污水处理厂厂址选择论证；
（3）污水、污泥处理的各工艺技术方案比选，推荐优选方案；
（4）污水处理工艺流程设计；
1.3规范和标准
（1）GB50014-2006《室外排水设计规范》
（2）GB50013-2006《室外给水设计规范》
（3）GB8978-96《污水综合排放标准》
（4）GB3838－2002《地表水环境质量标准》
（5）GJ31-89《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》
（6）CJ3082-99《污水排入城市下水道水质标准》
（7）CJ3025-93《城市污水处理厂污水污泥排放标准》
（8）CJJ50－92《城市防洪工程设计规范》
（9）GB/T50265-97《泵站设计规范》
（10）GB50318-2000《城市排水工程规划规范》
（11）GB50069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》
（12）GB50019-2001《建筑结构荷载规范》
（13）GB50010-2002《混凝土结构设计规范》
（14）GB50011-2002《建筑抗震设计规范》
（15）GB50016-2001《建筑设计防火规范》
（16）GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》
（17）GB50016－2001《建筑设计防水规范》
（18）GB50057-94《建筑防雷设计规范》（2000年版）
（19）《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002；
（20）《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》GB50032-91；
（21）《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84；
（22）《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97；
（23）GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》
（24）GB50054-95《低压配电装置及线路设计规范》
（25）GB50055-93《通用用电配电设计规范》
（26）GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
（27）GB50052-95《工业与民用供配电系统设计规范》
（28）GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》
（29）GB50046-95《工业建筑防腐设计规范》
（30）GBJ22-87《厂矿道路设计规范》
（31）TJ19-750《工业企业采暖、通风及空气调节设计规范》
（32）GBJ87-85《工业企业噪声控制设计规范》
（33）《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年）
（34）GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》
1.4工程建设产业化政策
2001年9月，受省建设厅委托，中南市政设计院会同省规划院编制了《福建省城市污水、生活垃圾处理产业化发展规划》。
规划制定了福建省城市污水、生活垃圾处理产业化发展战略，确定了“十五”“十一五”期间全省城市污水、生活垃圾处理目标和建设规模，并对城市处理污水厂的布局和建设时序进行了安排，选择了适合福建省实际情况的城市污水、生活垃圾处理方法和处理工艺，进行了城市污水处理厂和生活垃圾场的投资和运行成本分析，提出了城市污水、生活垃圾处理的投融资渠道，建设管理体制以及实施规划的政策保障措施。
该规划对于福建省污水处理产业化推动具有指导意义。
2002年9月，国家计委、建设部、国家环保总局制定了《关于推进城市污水、垃圾产业化发展的意见》。
福建省人民政府以闽政[2001]31号文制定了《关于推进城市污水处理产业化发展的暂行规定》，以闽政办[2002]96号文发布了《关于推进城市污水处理产业化的补充意见》，为污水处理产业化提供了政策依据。
这些文件明确了我省城市污水处理目标为：
至2005年，全省设市城市至少应建成一座污水处理厂，城市污水处理率达45%以上。
至2010年，城市污水处理率达60%以上。
并确定了污水处理产业化的原则：
污水处理厂部分的投资建设和运营推向市场，面向社会通过招投标确定投资和运营主体。
城市污水管网的投资仍主要由政府承担，也可以在国有控股建设经营的前提下引入多元化投资。
2.工程概述
2.1项目开发建设的背景
泉州面积10865km2，人口728.08万，是我国著名的侨乡和台胞主要祖籍地，是国务院首批公布的历史文化名城之一，宋元时代“海上丝绸之路”东端起点，历史上亨有“东方第一大港”的盛誉。
改革开放以来，特别是九十年代以后，泉州市经济发展迅速，经济总量持续增加，已发展为福建省三大城市之一，2002年人均GDP已达13722元，比2001年增长了近10个百分点。
为促进国民经济快速健康发展、扩大出口，国务院于2005年6月3日批准设立泉州出口加工区（国力函[2005]53号，见附件1）。
泉州出口加工区（以下简称“加工区”）位于泉州经济技术开发区内，泉州经济技术开发区（以下简称“开发区”）是由泉州市人民政府直接投资，经福建省人民政府批准的省级开发区，前身为泉州市清濛科技工业更名为“泉州经济技术开发区”。
2004年在全省开发区清理整顿中，福建省人民政府把泉州经济开发区列为保留与重点建设的省级开发区并上报国家有关部门（闽政[2004]14号）。
开发区已经通过国土资源部土地规划审核，符合土地利用总体规划和城市规划。
泉州出口加工区位于泉州经济技术开发区西北片区，即晋江市紫帽、磁灶两个镇交界处，南接324国道，北抵紫帽山，东临紫帽镇驻地（接新建的高尔夫球场），西至磁灶镇驻地，南北长约2700米，东西宽2480米，规划总用地面积3.994km2，其中出口加工区生产用地2.958km2。
2.2工程服务范围的确定
根据《泉州出口加工区控制性详细规划》，工程服务范围为位于泉州市市区西南的泉州市出口加工区，规划面积为3.99km2,其中用于出口加工区2.95km2，配套区1.04km2。
该范围内的生活污水和工业废水经收集后进入污水处理厂。
2.3水量预测及工程规模
根据《泉州出口加工区控制性详细规划》，泉州出口加工区东至泉州远期规划外环路，西至磁灶镇井边村曾岭自然村，南至324国道，北至紫帽镇霞茂村。
场地南北长约2700米，东西宽2480米，规划总用地面积408.7374公顷，合6131.06亩，其中出口加工区生产用地254.9827公顷（围网面积），规划一期围网203.7486公顷。
二期围网51.2341公顷，配套区118.2172公顷。
规划片区通过围网隔离形成南、北两大片区布局，即关内与关外，关内依据出口加工区的特点用围网与外界不间断隔离，主要规划用以建设标准厂房、物流保税仓库以及海关监管等。
用地性质以一类工业用地为主，关外为配套服务区，主要为出口加工区提供居住、商业、公共设施、市政公用设施等配套设施。
其中工业用地占地37.51%，公共设施用地占地2.81%，仓储用地占地3.92%，道路广场用地占地18.36%，绿化用地占地12.94%，居住用地占地7%，其余为市政公用设施用地、储备用地或暂不建设用地。
污水量预测通常采用两种方法：
（1）综合指标法：
即将居民生活污水量、工业废水量及公共建设污水量统一归纳为人均综合污水量指标，根据城市污水量综合定额和规划人口进行预测污水量的一种方法。
（2）分项指标法：
即将总污水量划分为居民生活污水，宾馆、饭店、行政办公、商业贸易等公共建筑污水，工业企业生产所产生的工业废水、地下水渗入等四部分。
由于泉州出口加工区用地主要以工业为主，加工区内人口数量受区内企业数量及企业性质的影响比较大，采用综合指标法的误差比较大，本方案主要采用分项指标法预测污水量。
2.3.1水量预测
区内用水量按照《城市给水规划工程规范》包括：
工业用水量、生活用水量、公共设施用水量，其他用水量（交通设施、仓储、市政设施、浇洒道路、绿化、消防、特殊用水）。
用水量测量主要依据加工区规模，产业结构特点采用单位面积用地用水量进行预测，并参照泉州实际情况，计算结算如下表（表2-1）：
表2-1泉州出口加工区最高日用水量计算表
用地性质
用地面积（公顷）
用水标准（立方米/日/公顷）
用水量（立方米/日）
工业用地
139.38
110
15331.8
公共设施用地
10.43
60
625.8
仓储用地
14.57
20
291.4
居住用地
24.55
110
2700.5
道路广场用地
68.24
20
1364.8
市政公用设施用地
3.78
25
94.5
绿化用地
48.09
10
480.9
储备用地
36.41
50
1820
暂不建设用地
29.07
总计
374.52
22709.7
参照上表，得出泉州出口加工区日最高用水量为2.27万m3/d。
生活污水量、公共设施污水量按给水量的100%计，工业污水量按给水量的90%计，浇洒绿地、道路广场不计污水量。
计算结算如下表（表2-2）：
表2-2泉州出口加工区最高日污水量计算表
用地性质
用地面积（公顷）
污水量标准（立方米/日/公顷）
污水量（立方米/日）
工业用地
139.38
99
13798.6
公共设施用地
10.43
60
625.8
仓储用地
14.57
20
291.4
居住用地
24.55
110
2700.5
市政公用设施用地
3.78
25
94.5
储备用地
36.41
50
1820.5
总计
229.12
19331.3
参照上表，得出泉州出口加工区日最高日污水量为1.93万m3/d。
2.3.2工程规模
经上述测算，泉州出口加工区污水处理厂总规模为2.0万m3/d，一期工程规模为1.0万m3/d。
二期再增加1.0万m3/d。
2.4进水水质
合理拟定污水水质指标是进行污水处理厂布局方案、优化技术经济指标的前提。
从污水产生因素方面看,城市污水水质指标主要受当地居民生活及用水习惯、工业性质以及污水排放量等因素影响。
从城市污水组成上看,其水质主要受生活污水和工业区废水中污染物浓度的影响。
按照环保要求，加工区内企业将自行设置工业废水处理设施，将生产性废水处理到《污水综合排放标准》和《污水排入城市下水道水质标准》的要求后，将达标后的工业废水接入区加工区内污水管网，与生活污水一同在污水处理厂集中处理。
根据《泉州出口加工区环境影响报告书》中预测，出口加工区的工业废水水质为：
BOD5280mg/L
CODcr840mg/L
SS280mg/L
TN280mg/L
NH3-N112mg/L
TP14mg/L
考虑到区内企业自行设置工业废水处理设施及区内居民生活污水的影响，并且结合周边与出口加工区相类似的经济开发区的污水处理厂进水水质指标（表2-2），
本方案拟将污水厂进水水质指标定为：
BOD5240mg/L
CODcr500mg/L
SS400mg/L
TN45mg/L
NH3-N35mg/L
TP3mg/L
pH：
6-9
色度≤80倍
（表2-2）省内主要各县市污水处理厂设计资料表
序号
污水厂
BOD5
CODcr
SS
NH3-N
TP
备注
1
三明污水处理厂（二期）
130
250
150
25
不含三钢三化污水
2
泉州市污水处理厂
120
250
150
25
3
以生活污水为主
3
晋江污水处理厂
150
300
200
30
4
以生活污水为主
4
漳州市污水处理厂
250
400
300
3
含漳州糖厂污水
5
南平市污水处理厂
100
250
120
25
3
以生活污水为主
6
石狮市污水处理厂
140
300
200
30
3
中心城污水
7
莆田污水处理厂
120
300
200
3
25
8
福州祥坂污水处理厂
120
240
150
10.5
9
厦门南岸污水处理厂
137
337
336
2.5出水水质
根据污水处理厂的尾水排放标准按《城镇污水处理厂污染物》（GB18918-2002）中的一级B标准执行，具体指标为：
PH：
6-9BOD5：
≤20mg/L
CODcr≤60mg/LSS≤20mg/L
TN≤20mg/LTP≤1mg/L
NH3-N≤8mg/L色度≤30倍
粪大肠菌≤10000个／L
2.6污水厂厂址
根据泉州出口加工区规划，污水处理厂选址应综合考虑各种因素进行选定：
（l）厂址位于加工区及水体的下游，并尽可能远离城市水源地；
（2）少占农田，尽量利用坑塘洼地和江河滩地；
（3）工程地质条件好，以减少工程费用；
（4）避开洪水、潮水淹没区域；
（5）尽量靠近外受纳水体，以减少尾水管道的长度：
（6）厂外交通方便，尽量靠近道路，以减少外部道路工程量：
（7）位于城市或居民区夏季主导风向的下游，并尽量远离居民区，避免废气和噪声扰民；
（8）厂区留有发展余地。
规划区的污水处理有3种方案：
（1）依地势自北排放至福厦公路上的污水主干管内，再向东最终进入市区污水处理厂；
（2）独立在区内设污水处理厂；
（3）在324国道南侧建污水处理厂。
对比以上几种方案，方案一送距太远、运行成本高，方案二成本低，但因为用地紧张，加上污水处理厂选址按照规范要求，一是需设在城市盛行风的下风向；二是其周边300米范围内需设卫生防护绿地；三是厂址标高应在20年一遇的洪水位以上，这样以来会影响出口加工区土地的使用，方案三避免以上2个方案的缺点，本工程选择独立设污水处理厂方案，位置在福厦公路（324国道）南侧，在设计过程中适当提高本地块的设计高程，全区污水在此汇集处理，污水处理厂处理能力2.0万m3/d。
依据上述选址原则，本工程污水厂选址于福厦公路南侧20米，优优服装厂东部的磁灶镇苏安村，占地面积27.90亩。
该厂址位于丘陵地带，远离村庄，无拆迁费，污水厂建设的环境影响小；不涉及基本保护农田，征地费用少；同时距离受纳水体九十九溪距离较近，便于尾水的排放。
2.7污水厂尾水排放
根据污水厂厂址的位置，污水处理厂尾水直接受纳水体是九十九溪。
本方案拟将污水处理厂尾水排放口设在污水处理厂约1公里的九十九溪坝头水闸下游100米处。
九十九溪溪头闸坝处20年一遇设计洪水水位6.16m，在设计过程中适当提高本地块的设计高程，既可使污水厂处理后的尾水通过自流排入受纳水体。
3.污水处理工艺
3.1设计原则
（1）贯彻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）从出口加工区的实际情况出发，在城市总体规划的指导下，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）根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。
（4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。
（5）为确保工程的可靠性及有效性，提高白动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程的设备必须采用国内优质产品。
（6）为确保污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备要有足够的备用率。
（7）在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。
使厂区环境和周围环境协调一致。
（8）厂区竖向设计力求减少厂区填、挖方量和节省污水提升费用。
（9）厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周
围景观相协调。
（10）积极创造一个良好的生产和生活环境，把泉州出口加工区污水处理厂建设成现代化的清洁式工厂。
3.2污水处理工艺
污水处理厂工艺的选择应根据设计进水水质，处理程度要求，用地面积和工程规模等多种因素进行综合考虑。
在保证出水水质的大前提下，应选择处理效果稳定、技术成熟的工艺，同时，所选择的处理工艺也应该具有管理方便、能耗节省、运行费低、设备先进等优点，尽可能保证以最少的投入取得最大的效益。
由于目前进入污水处理厂工业废水，CODcr、BOD5指标较高。
必须对工业废水进行一定程度的预处理和生化处理后，才能进行常规的城市污水二级处理。
生物处理技术：
在工业废水生物处理工艺流程的选择上，在去除有机物方面，主要是根据废水的可生化性选择处理流程，当BOD/CODcr不小于0.3的工业废水，可选用好氧生物处理。
对于难降解的工业废水，可选用厌氧（水解酸化）-好氧处理工艺，水解酸化主要是提高工业废水的可生化性，使难以降解的高分子有机物通过水解酸化作用，而变成低分子有机酸，提高工业废水的可生化性，为好氧处理创造条件。
一般厌氧段的水力停留时间（HRT）为8-10h，好氧段的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段的固体停留时间（SRT）很长，使整个系统无剩余污泥排放。
而对易于生物降解的工业废水，可采用好氧生物处理。
水解酸化后的好氧生物法目前采用较多为活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘及塔式滤池等。
①活性污泥法
活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法、表面曝气池等。
活性污泥法具有投资相对较低、效果较好等优点。
其中，表面曝气池因存在易发生短流、充氧量与回流量调节不方便、表面活性剂较多时产生的泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较少采用。
而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。
污泥负荷的建议值通常为0.3-0.4kgBOD5/kgMLSS·d时，BOD5去除率可达90%以上，COD去除率为60%-80%。
②生物接触氧化法
生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥量少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有机物的专性微生物等特点，因而近年来在工业废水处理中被广泛采用。
生物接触氧化法停止运行后，重新运行启动快，能减少因企业节假日和设备检修停止生产无废水排放对生物处理效果的影响。
因此，尽管生物接触氧化法投资相对较高，但因能适应企业废水处理管理水平较低、用地较紧张等困难处境，应用越来越广泛。
其特别适用于中小水量的工业废水处理，通常，容积负荷为0.6-0.7kgBOD5/m3·d时，BOD5去除率大于90%，COD去除率为60%-80%。
③缺氧水解一好氧生物处理工艺
如前所述，缺氧段的作用是使部分结构复杂的、难降解的高分子有机物，在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物，提高其可生化性，从而提高后续好氧生物处理的有机物去除率。
近年来，该工艺己在工业废水处理中得到应用，并达到较好的处理效果。
缺氧段的水力停留时间，一般是根据进水COD浓度来确定的。
当缺氧段采用填料法时，通常建议按每100mg/L的COD需水力停留时间1h累计取值。
好氧段负荷取值有两种方法，一是不计缺氧段去除率，此时好氧段负荷的取值略高于一般负荷值；另一计算法是按缺氧段BOD5去除为20%-30％计，而好氧段的负荷按一般负荷值计算。
经过这一工艺处理后，BOD去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%，色度去除率较单一的好氧法也有明显提高。
④生物转盘、塔式滤池
生物转盘、塔式滤池等工艺在工业废水的处理中也曾被采用，取
得了较好的效果，有的厂目前还在运行。
但由于这些工艺占地较大，对环境的影响问题较多，处理效果相对其他工艺低，目前己很少被采用。
⑤厌氧处理
对浓度较高、可生化性较差的工业废水，采用厌氧处理方法能较大幅度地提高有机物的去除率。
厌氧处理在实验室研究、中试中己取得了一系列成果，是有发展前途的新工艺。
但其生产运行管理要求较高，在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。
目前这方面还缺乏工程经验和工程典型实例。
根据上述几种好氧生物法的特点，鉴于本工程是工业园区污水处理厂，不是工矿企业的废水处理站，其规模较大。
从本工程的实际出发，生物处理工艺采用水解酸化＋好氧活性污泥法。
水解酸化一好氧活性污泥工艺是国内自主开发的污水处理新工艺。
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