保定市涿州污水处理厂深度处理改造一级A工程项目申请及可行性研究报告.docx

1、保定市涿州污水处理厂深度处理改造一级A工程项目申请及可行性研究报告保定市涿州污水处理厂深度处理改造（一级A）工程项目申请及可行性研究报告第一章申报单位及项目概况1.1项目申报单位概况1.1.1项目名称本项目名称为：涿州市城市污水处理厂西厂一级A改造工程1.1.2业主单位涿州中科国益水务有限公司公司的介绍：公司致力于涿州城市污水治理，始终贯穿“高起点、高标准、高质量、创一流”的经营理念，凝聚人才、技术领先、科学管理，打造了涿州区污水处理精品工程。涿州中科国益水务有限公司于年承建涿州污水处理厂工程，自年月开工以来，克服了缺口资金大、工作紧、任务重等各项实际困难，按期完成施工任务，年月试运行一次通过

2、，于同年月经河北省环境保厅组织专家进行“三同时”验收，各项指标达到城镇污水厂污染物排放标准要求的一级B排放标准。1.1.3项目投资本项目为污水处理厂（一级A）改造工程，本工程总投资为万元。其中：改造深度处理工艺设施投资： 万元二类费用： 万元预备费用： 万元流动资金： 万元1.2项目概况1.2.1建设背景1.2.2建设地点污水处理厂（一级A）改造工程项目地点为原下涿州污水处理西厂内1.2.3主要建设内容和规模涿州污水处理厂一期工程设计出水标准为一级B（TN除外），根据政策要求，提标改造工程出水水质按照城镇污水处理厂污染物排放标准中最高要求一级A排放标准实施。 涿州污水处理厂于年月建成投产，一期

3、设计规模为4.0万吨/天，由于运行时间较短，处理水量尚未达到设计要求，随着地区排水管网的不断完善，污水水量逐渐增加，预计进水量将达到设计进水负荷，一级A改造工程设计规模处理量为4.0万吨/天。表1-1改造出水水质 单位mg/L编号项目单位原一级B出水水质改造出水水质改造去除率1BOD5mg/L2010502CODmg/L605016.73SSmg/L2010504NH4+-Nmg/L185725TNmg/L2015256总磷TPmg/L1.50.566.7一期工程出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准中一级B标准，而总氮并未列入出水标准，在一级A标准中对总氮有了明确的规定，为了在工艺选择设计

4、过程中，明确设计参数，对一期工程二级出水总氮进行分析。一期工程生化部分采用CASS工艺，根据一期工程工艺设计参数，CASS工艺有脱氮功能设计，总氮的去除率应在50%左右，二级出水总氮应在20mg/l左右，参考相同工艺城镇污水处理厂实际运行状况，二级出水总氮以25mg/l计。1.3污水处理现状涿州区现在有污水处理厂二座，西厂于年月建成投产，主体工艺采用CASS工艺，设计处理能力为4.0万吨/天。原设计的进出水水质如下：表1-2 污水处理厂原设计进出水水质一览表序号指标进水水质mg/L出水水质mg/L1BOD5202COD603SS204NN4-N155TN206TP1.5涿州区污水处理厂的工艺流

5、程图如下：图1-1 工艺流程图1.4编制依据1、关于印发淮河、海河、辽河、巢湖、滇池、黄河中上游等重点流域水污染防治规划（2006-2010年）的通知（环发200815号）环境保护部、发展改革委、水利部、住房和城乡建设部20084月2、关于加强河流污染防治工作的通知（环发2007201号）国家环境保护部2007年12月3、关于转发国家环保总局等七部委关于加强河流污染防治工作的通知的通知（冀环控2008123号）河北省环保局等七部委2008年2月4、关于贯彻国务院办公厅转发国家环保总局等部门关于加强重点湖泊水环境保护工作意见的通知（冀环控2008132号）河北省环境保护局等七厅局2008年3月5

6、、河北省人民政府关于推进节能减排工作的意见（冀政200811号）河北省人民政府2008年2月6、保定市涿州区污水处理工程建设项目环境影响报告表国家环境保护总局2005年7月7、保定市涿州区污水处理工程初步设计8、河北省保定市涿州区集中供热改（扩）建工程 可行性研究报告9、保定市涿州区玉带山产业园区控制性详细规划说明书1.5编制原则1、按照国家和河北省所下发的提标改造要求，彻底提升涿州污水处理厂的出水水质，以减少对下游水体的污染。2、结合城市总体规划，充分结合污水处理厂现有设施，发挥建设项目的社会、环境、经济效益。3、采用高效节能、先进可靠的工艺，减少基建投资和日常运行费用，降低对周围生态环境的

7、不利影响。4、选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的生态和水处理专用设备。5、采用先进的自动控制技术，做到技术可靠，经济合理。6、通过多方案的技术经济比较，选择满足出水水质要求并且能适应当地条件、节约能耗、降低成本的处理工艺，充分发挥项目的社会、经济和环境效益。1.6编制范围本项目申请报告编制范围为涿州污水处理厂提标改造(一级A)深度处理，通过对浓度处理工程的技术性、经济性比较分析，提出本项目的申请报告。主要包括：1、建设污水处理厂提标改造深度处理工艺设施；1.7设计规范标准1、室外排水设计规范GB50014-20062、城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-20023、室

8、外给水设计规范GB50013-20064、城市污水再生利用 分类GB/T18919-20025、城市污水再生利用 景观环境用水水质GB/T18921-20026、污水再生利用工程设计规范GB50335-20027、城市污水处理工程项目建设标准(2001年修订)8、工业企业总平面设计规范GB50187-939、城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-8910、建筑结构荷载规范GB50009-200111、建筑地基基础设计规范GB50007-200212、混凝土结构设计规范GB20010-200213、建筑抗震设计规范GB20011-200114、给水排水工程构筑物结构设计规范GB50

9、069-200215、给水排水工程管道结构设计规范GB50332-200216、地下工程防水技术规范GB50108-200117、构筑物抗震设计规范GB50191-9318、中国地震动参数区划图GB18306-200119、建筑工程抗震设防分类标准GB50223-200420、给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS138:200221、地基与基础工程质量验收规范GB50202-200222、砌体工程施工质量验收规范GB50203-200223、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-200224、地下防水工程质量验收规范GB50208-200125、给水排水构筑物工程施工及验收规

10、范GBJ141-9026、混凝土外加剂应用技术规范GB50119-200327、建筑与市政降水工程技术规范JGJ111-9828、建筑地基处理技术规范JGJ79-200229、钢筋焊接及验收规程JGJ18-200330、3110kV高压配电装置设计规范GB50060-199231、10kV及以下变电所设计规范GB50053-199432、低压配电设计规范GB50054-199533、供配电系统设计规范GB50052-199534、系统接地的型式及安全技术要求GB14050-199335、建筑物防雷设计规范（2000年版）GB50057-199436、工业企业照明设计标准GB50034-2004

11、37、电力工程电缆设计规范GB50217-200738、建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-200439、电设备电磁兼容性要求GB/T18268-200040、雷电电磁脉冲防护GB/T19271-200341、电力装置的电测量仪表装置设计规范GB/T50063-200842、民用建筑电气设计技术规范JGJ/T16-200843、城市区域环境噪声标准GB3096-9344、工业企业噪声控制设计规范GBJ87-8545、恶臭污染物排放标准GB14554-9346、农用污泥中污染物控制标准GB4248-8447、建筑设计防火规范GB50016-2006第二章改造工程方案论证2.1提标改造需

12、要解决的问题2.1.1增加处理措施，着重进行脱氮根据贵方提出的出水情况改造，在工程中应着重考虑总氮的去除问题，增加脱氮设施，保证出水总氮达标。此外，在脱氮过程中应考虑碳源问题，由于生物脱氮系统通过加碳源为电子供体，利用原污水中的基质作为反硝化的电子受体。由于在二级处理过程中，可作为碳源利用的有机物已经被最大程度地去除，因此需外加碳源才能保证反硝化进行。常用外加碳源有：甲醇、乙酸盐等。其中乙酸钠适应性强、效果好，价格高；甲醇适应期长、价格低，故此次设计采用甲醇为碳源。2.1.2去除有机物和总磷二级处理出水中的有机物主要为溶解性有有机物和悬浮性的有机物。对于溶解性有有机物可以在反硝化脱氮时作为碳源

13、消耗掉；对于悬浮的有机物可以通过截留和吸附作用得以去除。为保证改造后能达到稳定的出水标准，本工程拟采用同步沉淀工艺和后沉淀工艺结合的工艺，分别在好氧池出水区及曝气生物滤池后投加化学药剂，进行化学除磷。2.1.3增加设施，保证悬浮物达标深度处理设计进水的悬浮物为20mg/l，出水要求降到10 mg/l以下。为了进一步去除二级处理出水中的污染物质，应增加处理设施，去除出水中的固体物质、TP和浊度，保障出水水质。2.1.4减少升级改造的占地面积由于涿州污水处理工工程一期设计规划时未考虑升级改造的要求，因此厂区可利用的空闲场地较少。在增加必要的处理构筑物的同时，应考虑工艺的占地情况，来减少新增用地，避

14、免进行征地。本次改造主体工艺应采用生物处理技术与物化过虑技术相结合的工艺路线，在生物处理部分对COD、BOD、氨氮、总氮、总磷进行最大程度的去除，采用过虑工艺对悬浮物进行去除，同时应考虑加药除磷。2.2深度处理技术工艺介绍目前现在技术通常采用对二级出水深度处理的方法进行深度处理，可供选择的工艺有物化和生化两大类。一般二级出水的总氮多以溶解性硝酸盐氮和氨氮方式存在，混凝、沉淀、过滤对去除率极为有限，因此必须采用生物处理方法才能去除。从本工程的实际情况出发，考虑到原水的特点、污染物的类型及含量、回用的场合和要求，兼顾投资、运行费、工艺的可靠性、场地情况等方面的因素，直接采用物化方法可行性稍差。深度

15、处理能否采用生物处理方法，主要取决于污水在生物过程中自身营养能否平衡，相关的指标能否达到要求，还需对进水水质进行分析。通过对设计水质进行分析，才可得知深度处理是否可采用生物处理工艺。2.2.1曝气生物滤池工艺曝气生物滤池是一种新型高负荷淹没式三相分离器，它兼有活性污泥法和生物膜法两者优点。生物浓度高，有机物负荷高，水力负荷高，水力停留时间短，占地面积小，有机物、悬浮物、氨氮去除效能高。目前市场上有三种形式的曝气生物滤池，分别为法国OTV公司开发的Biocarbone，法国得利满公司开发的Biofor和丹麦克鲁格公司开发的Biostyr。填料作为曝气生物滤池的核心组成部分，影响着该工艺的处理效果

16、和运行控制，选择合适的填料对曝气生物滤池的推广和应用意义非常大。填料选择考虑的因素有：生物膜附着容易，表面必须粗糙及多孔，同时具有较大的比表面积；密度适中，既考虑反冲沅容易，又不至于跑料；形状规则，尺寸均一，使之可以在滤料间形成均一的流速，最好以球形为佳；化学和生物稳定性好，对微生物无害和抑制作用；滤料表面电性以带正电和亲水性为好；水流流态良好，有利于发挥传质效应；空隙率大，阻力小，强度大，经久耐用；货源充足，价格较便宜。曝气生物滤池将作为本研究报告中比选方案之一。曝气生物滤池技术地推广应用并不是偶然的，是社会发展的必然结果。随着环保技术的发展和人们对环境质量要求的提高，世界各国相继推出了更为

17、严格的城市污水和工业废水的排放标准，标准中不仅对出水中的COD、BOD5提出了更严格的要求，而且对二级出水中氮和磷提出了明确的指标。这样必须在传统工艺的基础上增加深度处理或对原有工艺进行改造。由于受到原在处理场地的限制，要求新的处理工艺必须具有占地小、处理效率高、能满足脱磷除氮要求等特点，由此曝气生物滤池应运而生。曝气生物滤池的最大特点是使用了一种新型粒状滤料，在其表面生长在生物膜。通过对滤料表面的电镜照片观察，在滤池中存在种群丰富，结构完整，功能稳定的生态系统。污水自下向上流过滤料，池底则提供曝气，使废水中的有机物得到吸附、截留与生物分解，定期地利用处理后出水进行反冲洗，排除增殖的活性污泥。

18、由于曝气生物滤池独特的设计和全新运行方式，在同一个池中既有好氧区、又有缺氧区，可以在COD得到降解的同时对污水的NH3-N实现硝化和反硝化。对于难生物降解的废水，曝气生物滤池的微生物黏附在颗粒填料表面，可接种和驯化特殊菌种，提高难降解废水的处理效果。另外，由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种。这样，使其运行管理非常简单。另外，曝气生物滤池的粒状填料对微生物有富集作用，即使在处理低浓度废水时仍能具有较高的去除率，而且挂摸埋单短，使系统能够很快进入正常运行状态。曝气生物滤池特点曝气生物滤池能够作为活性污泥法与常规的接触氧化法的革新替代技术，与

19、国内现有的技术相比，它具有以下特点：1）陶粒填料比表面积大，易挂摸，保证了单位容积滤池中有较高的生物量。2）为提高氨氮的去除率，曝气生物滤池采用的气水比为3：1 。3）抗冲击负荷能力强，对生活污水水质、水量变化有较强的适应性，运行稳定性好。4）曝气生物滤池结构设计合理，采用气水联合反冲洗，可在较低的冲洗强度下，获得较好的冲洗效果，可使生物滤池长期保持理想的运行效果。5）生物膜含水率低，不会发生污泥膨胀，运行管理较方便。6）曝气生物滤池内填料经久耐用，由于使用了新型粒状填料，有高效切割气泡的能力，所以曝气量为普通生物处理的1/2；并且由于处理流程简化，因而能源消耗与设备维护费用较低，并可实现微机

20、控制。7）占地面积小：其池容积和占地面积只是常规二级生物处理的1/5左右，不需要二沉池。8）脱碳、硝化、反硝化均在同一反应器内完成，运行管理简便。曝气生物滤池出水进入高效过滤池后自上向下流过滤层，使水中残留的悬浮物得以附着，以去除原水在曝气生物滤池后的残留絮体和杂质，从而达到降低浊度的目的。滤池的配水系统位于滤池底部，其作用是，过滤时均匀收集过滤水，反冲洗时均匀分布冲洗水。该滤池滤料直径小，具有比表面积大等优点，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。同时该快滤池还具有过滤速度快、出水水质好、占地面积小及操作稳定简单等优点。当滤层被污染需清洗再生时，应

21、用空气冲洗滤料上的污泥，然后用水反冲洗使污泥排除。用气水联合反冲的形式可达到较好的冲洗效果，从而延长过滤周期，提高过滤水水质；且因降低反冲洗强度而节约冲洗水量。冲洗后可有效地恢复滤池的过滤性能，保证污水的处理效果。采用此工艺方案，将带来如下效果： 处理能力大 高度集成化水处理技术1 高性能生物滤池，除碳去氮2 各处理工艺均拥有超过一百个工程案例 集成化处理系统的作用1 节省厂区用地2 除臭味、去噪音及肉眼可见污物2.2.2 MBR工艺MBR法是可以用于低浓度污水处理的新型活性污泥法。MBR是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。除磷脱氮功能是工艺设计的

22、核心部分，膜系统的合理设计是稳定运行的关键。总水力停留时间一般为1.012.0小时，污泥负荷一般为0.060.12kgBOD5/(kgMLSS.d)，泥龄2540d这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。超、微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有机物的氧化率。同时，经超、微滤膜处理后，出水质量高，可以直接用于非饮用水回用。系统具有较高的抗冲击能力，实际应用前景广阔。膜的高效截留作用，将全部细菌及悬浮物截流在曝气池中，特别

23、是可以有交截留增殖速度缓慢的硝化菌，使硝化反应顺利进行，在效去除氨氮；同时也可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。膜组件下部设置有连续式的充气装置，定时吹扫抖动膜片，以缓解膜组件周边的污泥浓度累积。通过膜区回流泵将截留下来的微生物根据需要送至生化区，从而可以根据水质的变化，控制各段的生物负荷与生物活性，以确保生化降解的顺利进行。并可定期排出剩余污泥。经过膜分离后的产水，清澈透明，其中的污染物质含量较低（COD50mg/L，NH3-N1 mg/L），可以直接回用于冷却循环水的补水系统。MBR技术具有许多传统生物处理技术无法比拟的明显优势：1）高品质的

24、出水采用膜生物反应器技术处理后的污水，其COD可达50 mg/l以下，BOD可达5 mg/l以下，NH3-N接近于0，可以直接回用于冷却循环水、生活杂用水等方面，这是一般传统工艺很难达到的。高品质的出水，可以直接回用，从而有效减少后续处理工艺，降低投资和运行费用。由于采用膜分离（膜孔径在0.10.4m之间）可以将活性污泥全部截流在曝气池内实现生物富集，并进而实现生物的共代谢作用，从而大大提高对难降解有机物的去除率，其COD去除率可达98%以上；由于膜分离作用，可以有效控制泥龄。因此可以使世代周期较长的硝化细菌得到有效地繁殖，从而大大提高污水中NH3-N的去除率，可达95% 以上；由于采用膜分离

25、，因此可以获得清澈优质的回用水。经膜生物反应器处理后的出水，其浊度可以达到0.1NTU以下，SDI值小于3，可以直接作为鈉滤或反渗透的进水，为污水资源化、经济可持续发展，提供了可能。2）节省占地由于膜生物反应器工艺采用一个处理构筑物替代了传统污水处理工艺的多个构筑物，因此大大减少了对土地的占用；由于膜生物反应器工艺采用膜分离，因此其中的MLSS浓度为传统工艺的35倍，可达600020000mg/l。因此，在处理相同的污水时，较传统工艺效率更高，构筑物尺寸更小，占地更小。3）抗冲击负荷能力强膜生物反应器具有较强的抗冲击负荷能力。由于膜生物反应器中活性污泥浓度较高，为传统工艺的35倍，微生物种群丰

26、富，生物链完备，因此其抗冲击负荷的能力较强。由于采用膜分离，实现了污泥龄与水力停留时间分离，可根据来水水质水量变化情况，人为控制污泥浓度，进而控制系统的容积负荷，以保证稳定的出水水质。4）易于扩展处理能力由于膜分离技术具有很强的模块化特征，因此具有放大容易的特点，扩容十分方便。它可以通过在生物处理构筑物内增加出水膜单元、提高污泥浓度等手段，十分方便地实现处理能力的增长。5）剩余污泥量少可以效减少污泥后续处置费用，减少对环境的二次污染。由于泥龄长（30天以上），因此剩余污泥产生量少，且十分稳定。大量的工程实践表明，膜生物反应器工艺排放的剩余污泥量仅为传统污水处理工艺的1/31/2 。6）自动化程

27、度高，控制运行稳定对于含有工业废水的污水处理系统，其稳定运行十分重要，而提高自动化控制水平，减少人为因素干扰，显得尤为重要。2.2.3 石英砂过滤工艺石英砂过滤工艺采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。石英砂过滤器是常用的水质深度净化处理装置，填装天然石英砂，用于去除水中悬浮物，有机物，胶质颗粒，微生物，氯，嗅味及部分重金属离子，改善出水浊度，石英砂过滤池的大小依据水量而定。还要根据原水水质的情况出水

28、水质的要求，可选用单层滤料，双层滤料或多层滤料。石英砂过滤工艺特点：滤池是水厂净水工艺中的重要环节，而滤池过滤能力的再生，是滤池稳定高效运行的关键。若采用较好的反冲洗技术，使滤池经常处于最优条件下工作，不仅可以节水、节能，还能提高水质，增大滤层的截污能力，延长工作周期，提高产水量。而滤池过滤能力的再生，就采用了先进的气、水反冲洗兼表面扫洗这一技术。因此滤池的过滤周期比单纯水冲洗的滤池延长了75% 左右，截污水量可提高118% ，而反冲洗水的耗量比单纯水冲洗的滤池可减少40% 以上。滤池在气冲洗时，由于用鼓风机将空气压入滤层，因面从以下几方面改善了滤池的过滤性能：1）压缩空气的加入增大了滤料表面

29、的剪力，从而使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落，从而提高了反冲洗效果。2）气泡在滤层中运动产生混合后，可使滤料的颗粒不断涡旋扩散，促进了滤层颗粒循环混合，由此得到一个级配较均匀的混合滤层，其孔隙率高于级配滤料的分级滤层，改善了过滤性能，从而提高了滤层的截污能力。3）压缩空气的加入，气泡在颗粒滤料中爆破，使得滤料颗粒间的碰撞摩擦加剧，在水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强了水冲清污的效能。4）气泡在滤层中的运动，减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力，使水冲洗强度大大降低，从而节省冲洗的能耗。5）优质的滤料耐磨损，降低损耗，滤料的补充是微量的，运行

30、费用低。6）系统自动运行，操作简便。2.2.4 活性砂滤工艺活性砂滤器是一种连续过滤的砂滤池，即不需要将砂滤器停止运行就可以清洗砂床。过滤自上而上进行（水向上流经砂床，而砂子慢慢向下移动）。在过滤过程中脏砂在一个清洗容器中清洗，脏物随清洗水一起排出。1）水路污水通过进水管（1）进入滤器，通过中心进水管（2）和分配器进入滤床（4）.在上流过程中，水体被砂滤层净化，并经底部溢流堰（5）排出。2）砂路当水流上升的同时，过滤砂层连续向下运动，脏砂（6）在底部被吹向顶部，被清洗后再生释放于顶部砂层（7）.3）气路砂的循环依靠气提的作用，驱使脏砂和水沿着中心上升管（8）上流。强劲的冲洗使杂质从砂粒中分离出来。在管道顶端空气被释放出来，脏水也排放出来（9），而砂粒沉降在清洗器中。通过气提作用转移的砂子量取决于通过气提作用压缩的空气量的多少。气省将脏砂从砂滤器底部运送到砂子清洗槽。气流通过在一个长的管道底部充入空气而形成。低密度的砂子/水/空气和周围介质共同导致了该混合物的上升。这是由物理泵原理形成的。气流在一条垂直的保护管（中心管）中。气流完全浸入到水中，气流的吸入端紧接着滤器底部，而排出端止于清洗器（滤器上端）。压缩空气通过供应管道进入气流室和分配室。气流室中的水将被压缩空气所代替，从而产生了密度小于周围水的空气与水的混合物。周围水的静压力