南云省中小城镇垃圾处理及污水处理设计经验总结大学论文.docx
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南云省中小城镇垃圾处理及污水处理设计经验总结大学论文
省两污办设计单位培训会议交流材料2009,1,9昆明
云南省中小城镇
垃圾处理及污水处理设计经验总结
中国市政工程中南设计研究院
2009，1，9昆明
一、垃圾处理设计经验总结
云南省地处高原，各地州县城镇人口规模不大，县城现状人口大部分约1～5万人之间，县城规划人口大部分约3～10万人之间，中小型的山谷型垃圾填埋场较多。
1、库区分区
分期分区：
一般都要分期、分阶段或分区建设，方式主要有设分区坝（库区上游不闭合），临时截洪沟（库区上游闭合）。
明确分区范围及库容，使用年限，防渗面积，工程内容及投资（一期，二期，三期，总体）等（下表）。
分区
库容
（万m3）
使用年限
（a）
防渗面积
（万m2）
投资
（万元）
一期
二期
总体
2、四水分离及渗滤液减量
四水：
渗滤液，地下水，洪水，雨水
渗滤液：
渗滤液收集导排系统，水平：
主次盲沟（次盲沟易忽视），竖向：
导气石笼
地下水：
地下水收集导排系统，水平：
主次盲沟（次盲沟易忽视）
洪水：
截洪沟或库底排洪管涵（上游有客水设有挡水坝时）
雨水：
临时截洪沟，雨水沟（每个锚固平台都设），雨水沟是库区内清污分流，渗滤液减量措施，易忽视。
3、渗滤液收集管及穿坝管
目前垃圾填埋场的渗滤液收集系统设计中，渗滤液管穿越垃圾坝进入调节池的总管一般设计为单根，渗滤液管若堵塞，将会造成不利影响甚至安全事故。
江川县填埋场在渗滤液收集总管穿越垃圾坝时采用了两根平行的管道，增加了渗滤液收集系统的安全性。
通常垃圾渗滤液中BOD、COD浓度非常高，容易滋生微生物群体而逐渐减小HDPE渗滤液管开孔面积，那么渗滤液就难以顺畅排放至调节池，时间长了慢慢会积聚在库区底部，排水量将受到一定的限制，同时影响库区堆体的稳定性。
渗滤液管开孔以前参照的是给水滤池，考虑堵塞，应在保证管子强度条件下，减少开孔数量，加大孔径和孔间距。
4、渗滤液处理
渗滤液处理是填埋场设计中的重点内容，也是目前在填埋场设计中较为薄弱的环节。
渗滤液处理设计本身存在其复杂性，渗滤液属高浓度有机废水，同时含有大量的重金属、病菌等有毒有害物质，普通的污水处理工艺难以适用渗滤液处理的需要。
目前较为一般的渗滤液处理方式是将渗滤液排放至城市污水处理厂处理，但同样存在渗滤液对污水厂水质造成冲击的弊端，且受到污水厂处理规模、渗滤液输送距离、高程等因素限制。
尤其在云南，很多县城在填埋场建设时尚未建设污水处理厂。
《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）规定在2011年7月1日后禁止渗滤液排放至城市污水处理厂处理。
渗滤液处理是填埋场设计中一个较棘手的问题。
较为先进的渗滤液处理工艺是“预处理＋生化处理+膜过滤”技术，该技术能实现较好的处理效果，使渗滤液处理后可直接排放。
已实现工业化，广泛应用于高浓度污水处理，同时具有集成程度高、处理效率高、设备小型化的优点。
但也存在建设投资高、处理成本高的缺点，单位建设投资达二级标准时约为5万元/m3，达一级标准时约为7万元/m3，处理成本约为15－25元/m3，在我国特别是中小城镇较难推广。
在国家对渗滤液处理要求提高，一般不允许以回喷法作为渗滤液处理的背景下，采用符合国情、省请和地方特点的渗滤液处理方法，是填埋场设计中的重要课题。
在今后的设计工作中，结合污水处理领域的经验，加强相关的研究、试验和工程实践。
省两污办技术部门对渗滤液处理已有专门考虑，渗滤液处理可单独招标，由专业公司总包，设计单位确定好边界条件和接口如日处理规模，进出水水质，用地范围，投资估算，运行成本，总用电负荷等即可，不必详细设计。
5、垃圾坝和调节池结构型式
垃圾坝坝型有浆砌石坝、土坝、混凝土坝等。
我院在2006年以前的垃圾处理工程设计中，垃圾坝和截污坝在结构设计上均采用浆砌块石砌筑。
在水富县垃圾填埋场施工变更设计中，因石料紧缺和消化挖方产生的风化碎石和除去表层无法运出的土方等实际因素，经现场协商后，将浆砌块石截污坝改为碾压式土坝。
从2006年后，根据项目所在地的工程地质条件，部分垃圾坝、截污坝采用碾压式土石坝。
勐海县垃圾填埋场就是按此方式设计。
调节池结构型式有设浆砌块石截污坝、钢筋混凝土调节池、土坑式等。
调节池也是根据地形依山而设置，为追求调节池库容，有时调节池显得很狭长。
调节池清除谷底不良地质层，增加调节池库容。
虽然同为山区小型垃圾填埋场，但因不同地质条件，在施工过程中对其作相应调整的局部设计也很多，例如：
在南华县垃圾处理场设计的调节池，由于两侧山势陡峭，山体表面为中风化泥岩，为保证调节池的有效库容，削坡后对其两侧设置锚杆，整个陡坡调节池范围挂钢筋网，浇注C25砼。
6、填埋场主要技术经济指标（工程特性表）
序号
指标
单位
数值
备注
1
设计规模
t/d
进场，平均，最大
2
服务人口
万人
3
库容
万m3
4
使用年限
年
从年至年
5
防渗面积
万m2
6
最大坝高
m
土坝为坝体土方量
7
渗滤液日产生（处理）量
t/d
多年平均
8
调节池容积
万m3
9
最大填埋高度
m
10
平均填埋高度
m
填埋效率
11
总投资
万元
12
填埋场投资
万元
13
总成本
元/t
14
运行成本
元/t
15
渗滤液处理成本
元/t
16
单位库容投资
元/m3
17
总占地
亩
18
填埋场占地
亩
用地效率
19
填埋机械数量
台套
20
填埋场定员
人
7、填埋场运行管理指南
施工图应有运行管理说明，可参照以下资料：
《城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程》CJJ93-2003
《生活垃圾填埋场运行管理技术规范》DB11/T270-2005（北京市地方标准）
《垃圾卫生填埋实用技术》（栾智慧王树国，北京市渣土管理处）
二、垃圾处理技术标准及平台
1、国家及行业标准、规范：
《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2004
《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008
《生活垃圾卫生填埋防渗系统工程技术规范》CJJ113—2007
《生活垃圾卫生填埋封场技术规范》
《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》建成[2000]120号
《城市生活垃圾填埋处理工程项目建设标准》
《城市生活垃圾处理、给水工程、污水处理工程项目建设用地指标》
《城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程》CJJ93-2003
2、适用于中小城镇的技术标准、指南：
《三峡库区小城镇垃圾处理场标准化纲要》，国家投资项目评审中心，2002，7
《三峡库区城镇污水处理和垃圾处理工程项目初步设计和概算审查暂行规定（送审稿）》
《小城镇垃圾处理工程技术指南》国家投资项目评审中心
《小城镇污水处理工程项目建设标准》国家投资项目评审中心（2007，2）
《小城镇垃圾处理工程项目建设标准》国家投资项目评审中心（2007，2）
3、技术平台：
《环境卫生工程》（1993年创刊，天津市环境卫生工程设计研究所主办）
中国水网www.h20-
中国固废网
垃圾填埋技术网
中国环卫科技网-
美国国家环保局www.epa.gov
云南省建设厅城建处（两污办）
三、污水处理设计经验总结
1、排水管网
1.1排水体制
排水体制是污水处理设计所面临的首要问题，它不仅设计工程投资、环境保护、工程实施的难易程度，还直接影响污水处理厂的工艺选择。
云南省的中小城市城区一般分为老城区和新城区，多为雨污合流制的老城区，少部分为雨污分流的新区。
合流制区域面积至少占建成区面积的70－80%以上，而且老城区大多建筑密集，难度非常大。
目前云南省内大部分已建污水处理工程的中小城市均采用混合制的排水体制，大部分老城区采用截留式合流制，今后有条件时逐步改造为分流制，片面强调雨污分流是不恰当的。
新区建设一般采用完全分流制。
1.2截流倍数
合流制排水系统的截流倍数应根据旱流污水的水质、水量以及水体卫生要求、水文、气象条件等因数进行确定。
截流倍数取值大，截留的污水量多，溢流的污水量少，对环境有利，但截污干管管径大，工程投资增加；截流倍数取值小，截流的污水量少，溢流的污水量多，截留干管管径小，节省工程投资，但对环境不利。
一般认为南方城市截流倍数不宜过高。
当截流倍数成倍增加时，减少溢流时间有限，但工程投资增加很多，不合算。
目前云南省内中小城市排水系统的截流倍数的取值基本上都在1左右，九湖流域如滇池流域的昆明市取值一般在1－3左右。
1.3截污方式
云南省内水资源丰富，大多城镇都有河流穿城而过，城区内的河道为主要的排水方向，特是老城区排往河道的排水管道均已建成，因此沿河截污成为目前最常用的截污方式。
河底铺设易实施，但养护、渗漏等问题多。
沿河铺设拆迁量大，只有和河道整治同步实施才有可能。
1.4污水收集率
由于受地形、管网改造、资金等条件的制约，将城市污水特别是老城区污水全部收集至污水处理厂需要一个过程。
按照《云南省“十一五”城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，目前云南省内中小城市的设计的污水收集率目标为60%-80%左右。
污水收集管网铺设的重点在现状建成区，可兼顾少量近期建设发展区的雨污分流管道。
1.5管材选择
在污水工程中，管道工程投资在工程总投资中占有很大的比例，而管道工程总投资中，管材费用约占60%以上。
污水管道属于城市地下永久性隐藏工程设施，要求具有很高的安全可靠性。
因此，合理选择管材非常重要。
从多年的使用效果看，混凝土管的渗漏率非常高，这大都是由于管道不均匀沉降引起接口开裂，松动造成的，此外早年建设混凝土污水管道结垢、堵塞现象也很严重。
UPVC双壁波纹管、HDPE排水管、玻璃钢管每节长度可为6—12米，采用柔性接口，强度高，抗不均匀沉降能力强，且接口连接方法方便，可靠，施工方便，抗渗漏效果好；且内壁光滑，不易结垢，输水能力大，可减少管道埋设及清通的工程量。
因此从施工难易和使用效果方面比较，UPVC双壁波纹管、HDPE排水管、玻璃钢管优于以前普遍使用的混凝土管。
目前云南省内中小城市污水管网中，管径小于D500污水管一般设计采用HDPE排水管和UPVC波纹排水管，大于D500污水管采用承插接口混凝土排水管，压力污水输送管多采用玻璃钢管或钢管。
2、污水处理厂
2.1污水处理厂规模
云南省中小城镇用水量一般都不高，多数县城日用水量只有数千方，人均综合用水指标
2.2进出水水质
污水处理厂进水水质指标是进行污水处理厂工艺方案、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。
一般经济较发达地区设计进水水质取值较高，山区经济相对欠发达地区设计进水水质取值较低。
通过调查，目前云南省内近几年新建的污水处理厂大部分的实际运行进水水质达不到设计值。
进水水质最好近远期分期。
有工业基础的城镇需注意工业废水所占比例及水质。
今后趋势是工业向工业园区集中和转移，所以城镇污水厂大多已生活污水为主。
注意防止近期设计进水水质偏高。
确定进水水质最好有主要排水沟水质实测资料。
出水水质一般一级B，九湖流域或缺水地区有污水再生利用时至少一级A。
2.3污水处理工艺
根据设计进水水质及环保要求的出水水质，云南省内中小城市的污水处理厂均有脱氮除磷要求，因此污水处理工艺必须具有一定脱氮除磷效果。
目前，用于城市污水具有一定脱氮除磷的较为成熟的污水处理工艺有：
A2/O法、改良氧化沟法、改良SBR法（CASS或CAST）等。
A2/O法处理单元多，操作管理复杂，较适用于大中型污水处理厂。
云南省中小城市污水处理层设计普遍采用氧化沟和SBR工艺，根据大量实际运行实例证明其优点如下：
传统的氧化沟和SBR工艺去除有机物效率高，经过改良后具有良好的与脱氮除磷效果。
抗冲击负荷能力强，能够适应中小城市水质水量变化大的特点。
通常不设初沉池和污泥消化系统，工艺流程简单，适合管理水平相对较低的中小城市。
省会昆明各种常见的污水处理工艺都有应用，省内州市县一般都采用了氧化沟工艺和SBR工艺，已建成的项目氧化沟工艺占三分之一，SBR工艺占三分之二。
拟建项目以CASS居多，氧化沟次之。
CASS管理稍复杂，对自控依赖程度高，氧化沟工艺管理简单，运行可靠，但占地稍大，运行电费稍高。
从云南各县市的情况来看，如果用地紧张，建议选用CASS工艺，如果管理力量跟不上，建议选用氧化沟工艺。
采用MBR、生物滤池等工艺应十分慎重。
云南省现状污水处理厂工艺选用情况
序号
污水处理厂名称
工艺
处理能力
（万m3/d）
备注
1
昆明市第五污水处理厂
MUCT（A2/O）
7.5
2
昆明市第四污水处理厂
ICEAS
6
3
昆明市第二污水处理厂
A2/O氧化沟
10
4
昆明市第六污水处理厂
MUCT（A2/O）
5
5
昆明市第一污水处理厂
A2/O氧化沟
12
6
昆明市第三污水处理厂
ICEAS
15
7
呈贡县排水公司污水处理厂
ICEAS
1.5
8
晋宁县排水公司污水处理厂
氧化沟
1.5
9
阳宗海污水处理厂
1
10
曲靖市两江口污水处理厂
AB法
8
11
宣威市污水处理厂
CAST
3
12
玉溪市供排水公司水质净化厂
改良A2/O氧化沟
5
13
江川县供排水有限公司污水厂
ICEAS
1
14
澄江县污水处理厂
ICEAS
1
15
通海县城市污水处理厂
ICEAS
1
16
保山市面上中心城区污水厂
氧化沟
2
17
昭阳区污水处理厂
氧化沟
6
18
丽江供排水公司第一污水厂
ICEAS
3
19
楚雄市污水处理厂
氧化沟
4
20
个旧市排水公司污水处理厂
ICEAS
2.5
21
开远市污水处理厂
CASS
3
22
蒙自县城市排水公司污水厂
ICEAS
2
23
石屏县污水处理厂
CASS
1
24
景洪市给排水公司污水处理厂
CASS
2.5
25
大理市供排水公司污水处理厂
普通活性污泥法
5.4
26
潞西市污水处理厂
A2/O氧化沟
1.5
27
瑞丽市污水处理厂
氧化沟
1.0
28
文山县污水处理厂
氧化沟
2
29
安宁市污水处理厂
CASS
5
30
砚山县污水处理厂
ICEAS
0.5
31
思茅市污水处理厂
氧化沟
4
31
永胜县污水处理厂
CASS
0.5
33
祥云县污水处理厂
CASS
1
34
香格里拉县污水处理厂
CASS
1
35
洱源县污水处理厂
ICEAS
0.5
合计
35家
126.9
2.3消毒
污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在有病原菌的可能。
因此在排放水体前或在农田灌溉时，应进行消毒处理。
目前用于污水消毒的方法有紫外线消毒法、液氯消毒法、次氯酸钠消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法等。
紫外线消毒系统占地小、土建投资省、运行成本低、高效且无后续作用，加上近些年来设备成本的降低和质量的提高，已成为云南省内中小城市污水处理厂目前普遍采用的消毒工艺。
二氧化氯消毒和次氯酸钠消毒法也可考虑。
液氯消毒法渐趋淘汰。
臭氧消毒法目前成本太高。
2.4污泥处理
污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定、易腐化、并含寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。
云南省中小城市污水处理厂规模一般较小，不设消化池，污泥直接进行浓缩、脱水。
且多采用机械浓缩、机械脱水方式。
机械浓缩、机械脱水具有卫生条件较好、污泥快进快出、无磷释放等优点。
机械浓缩、机械脱水设备类型有三种：
一种带式浓缩、脱水一体机；第二种是离心浓缩。
离心脱水机；第三种是螺压浓缩、脱水机。
由于带式浓缩、脱水一体机设备和运行成本低，目前在云南省中小城市污水处理厂较为广泛使用。
离心机使用较少（玉溪，个旧，蒙自，昆明）。
2.5污泥最终处置
城市污水厂经脱水后的污泥一般含有大量的有机物、丰富的氮、磷、钾和微量元素，可以有效利用；但是，未处理的污泥中也含有重金属、病原菌、寄生虫以及某些难分解的有积极毒物，如果处理不当，排放后会对环境造成严重的污染。
因此，妥善、科学地处理污泥作为一个亟待解决的环境问题，越来越受到关注，人们也在积极寻求一个安全可靠、经济合理的污泥处置方案。
污泥处置方法有填埋、焚烧、堆肥、综合利用等。
这些污泥处置方法各有优缺点，就目前云南省的实际情况而言，只有少数几个城市有垃圾焚烧场（昆明，安宁），没有采用污泥焚烧处置的条件；随着中小城镇垃圾填埋场的普及，对于中小城市污水处理厂，污泥卫生填埋是最主要的处置方法。
少数园林绿化业发达的城镇（如玉溪）可考虑作为绿化用肥的底肥。
污泥干化问题：
送填埋场填埋含水率要求60％，一般污水厂脱水后污泥含水率要求80％。
可采用污泥干化场（用地大，污染）和干燥机（能耗高）。
或者预留干化用地。
2.6新设备采用
磁悬浮风机（空气悬浮风机）：
代替罗兹风机，多极离心风机，单级高速离心风机等。
立式搅拌机（昆明五污厂，七污厂，安宁污水厂）：
厌氧区、缺氧区搅拌用
叠螺脱水机（河南长葛污水厂）：
可适用于低浓度（2000mg/l）污泥脱水
滤布滤池（呈贡七甸污水厂，5000m3/d）：
污水深度处理
微滤机：
小型污水深度处理
3、结语
云南省内已有数十座中小城市建设了污水处理厂，这些污水处理工程设计，即采用了稳妥成熟的传统工艺，同时又采用了一些新的工艺，新的技术，新的设备，新的材料。
根据这些污水处理厂的近几年实际运行经验，设计中采用的工艺是较符合云南省中小城市污水处理实际特点的。
在“十一五”期间，云南省还将在数十座中小城市新建城市污水处理厂，以达到2012年底每个市、县及有建设任务的区都必须建成一座以上污水处理厂的目标。
希望根据云南省已建中小城市污水处理工程建设的实际情况，总结其设计中的一些特点，能为今后类似污水处理工程设计提供经验借鉴。
四、污水深度处理
1、为什么要进行污水深度处理
1.1、排水及污水处理发展历程
排水管网一级处理二级处理脱氮除磷深度处理再生利用
西方发达国家早已普及污水二级处理。
我国还处在管网建设和大规模建设污水厂阶段，二级处理尚未普及，深度处理很少，只在一些环境敏感地区（如水源保护区）、重点流域（如太湖、滇池）和北方一些缺水城市要求污水深度处理。
1.2、水环境标准及污水厂排放标准提高
国家环保总局关于发布《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）修改单的公告（2006年5月11日）：
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）修改单
4.1.2.2修改为：
城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，排入GB3838地表水III类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准。
1.3、污水资源化及再生利用
西北、华北等北方缺水地区污水资源化要求，城镇污水处理出水成为“第二水源”。
2、深度处理进出水水质
一般城镇污水厂二级处理工艺（脱氮除磷）可以稳定达到一级B排放标准，采用深度处理后才能稳定达到一级A或者更高排放标准。
2.1、深度处理进水水质
新建污水厂可按一般二级处理出水达到一级B考虑。
一级B标准（单位：
mg/l）
BOD5
COD
SS
TN
NH3-N
TP
20
60
20
20
8（15）
1.0
粪大肠菌群数小于10000个/l
改建污水厂除按一般二级处理出水一级B考虑外，还应该调查统计污水厂实际运行出水水质，按一定保证率（80％或90％）确定深度处理进水水质。
2.2、深度处理出水水质
一般要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
如有回用要求，污水处理厂（再生水厂）出水水质还应执行《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）、《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）的规定。
一级A标准（单位：
mg/l）
BOD5
COD
SS
TN
NH3-N
TP
10
50
10
15
5（8）
0.5
粪大肠菌群数小于1000个/l
城市杂用水水质标准
序号
项目
冲厕
道路清扫、消防
城市绿化
车辆冲洗
建筑施工
1
PH
6.0～9.0
2
色（度）≤
30
3
嗅
无不快感
4
浊度（NTU）≤
5
10
10
5
20
5
溶解性总固体（mg/L）≤
1500
1500
1000
1000
—
6
5日生化需氧量BOD5（mg/L）≤
10
15
20
10
15
7
氨氮（mg/L）≤
10
10
20
10
20
8
阴离子表面活性剂（mg/L）≤
1.0
1.0
1.0
0.5
1.0
9
铁（mg/L）≤
0.3
0.3
10
锰（mg/L）≤
0.1
0.1
11
溶解氧（mg/L）≥
1.0
12
总余氯（mg/L）
接触30min后≥1.0，管网末端≥0.2
13
总大肠菌群（个/L）≤
3
注：
混凝土拌合用水还应符合JGJ63的有关规定。
景观环境用水的再生水水质指标（mg/L）
序号
项目
观赏性环境用水景观
娱乐性景观环境用水
河道类
湖泊类
水景类
河道类
湖泊类
水景类
1
基本要求
无漂浮物，无令人不愉快的嗅和味
2
PH
6.0～9.0
3
5日生化需氧量（BOD5）≤
10
6
6
4
悬浮物（SS）≤
20
10
—*
5
浊度（NTU）≤
—*
5.0
6
溶解氧≥
1.5
2.0
7
总磷（以P计）≤
1.0
0.5
1.0
0.5
8
总氮≤
15
9
氨氮（以N计）≤
5
10
粪大肠菌群（个/L）≤
10000
2000
500
不得检出
11
余氯**≥
0.05
12
色度（度）≤
30
13
石油类≤
1.0
14
阴离子表面活性剂（mg/L）≤
0.5
*“—”表示对此项无要求。
**氯接触时间不应低于30min的余氯。
对于非加氯方式无此项要求。
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