污水处理厂技改扩建工程技术方案

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1、目录第一章 工程概况11.1工程项目概况11.2主要设计资料21.3采用的主要规范和标准21.4城市概况31.5总体规划摘要61.6给水现状与规划71.7排污现状与规划71.8场地现状分析101.9工程建设的必要性151.10法律背景15第二章 设计构思182.1设计原则182.2设计内容18第三章 污水处理厂设计工艺的选择193.1污水处理目标确定193.2处理目标难点分析193.3污染物去除原理203.4生化处理污水工艺介绍233.5生化处理污水工艺比选293.6深度处理工艺的比选303.7污泥处理工艺方案423.8除臭工艺选择46第四章 污水处理的设计514.1污水处理厂工艺流程图514

2、.2各段进出水水质控制目标514.3厂区总平面设计524.4工艺高程设计534.5工艺单体设计544.6厂区道路及给水排水744.7建筑与结构设计754.8电气设计814.9自控设计904.10仪表设计944.11通风工程964.12 土石方工程97第五章 节能、环境保护、消防和安全卫生设计985.1 节能设计985.2 消防设计985.3 环境保护985.4 劳动保护及安全卫生99第六章 机构设置、劳动定员1036.1 管理机构1036.2 劳动定员103第七章 进度计划、设计人员需求计划及其保证措施保证1047.1质量保证1047.2设计的质量保证措施1047.3设计工期1087.4各阶段

3、设计工作方案1087.5设计进度计划1107.6设计项目组织机构及主要人员安排1127.7后续服务工作安排113第八章 运行费用及技术经济指标1158.1运行费用1158.2技术经济指标11651第一章 工程概况1.1工程项目概况1.1.1项目名称宁德市贵岐山污水处理厂技改扩建工程（近期）1.1.2建设单位宁德市城市建设投资开发有限公司1.1.3建设地点宁德市贵岐山污水处理厂1.1.4建设规模贵岐山污水处理厂现状（一期、二期）规模4.0万m3/d，远期总规划规模10.0万m3/d。本期工程规模为扩建4.0万m3/d，分两组建设。（1）本次对现状（一期、二期）4.0万m3/d规模进行技改，主要为

4、增加污水深度处理设施和污泥深度脱水设施。（2）本期新扩建一组2.0万m3/d处理规模的设施，含污水二级、深度处理设施和污泥深度脱水设施。1.1.5排放标准与尾水排放执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中一级A标准，尾水就近临时排放。1.1.6处理工艺污水处理采用“氧化沟+高效沉淀池+滤布滤池”工艺，污泥处理采用“污泥浓缩+调理+高压隔膜板框压滤机”工艺，消毒处理采用“二氧化氯”工艺。1.1.7主要建设内容（1）污水处理厂本期近期技改扩建工程（本期现状技改和近期扩建）主要处理构筑物包括：厂区污水井(1座)、细格栅及旋流沉砂池(1座)、改良型氧化沟(1座)、配水井及污泥泵房(1

5、座)、二沉池(1座)、高效沉淀池(2座)、滤布滤池(2座)、接触消毒池(1座)、尾水监测井(1座)、污泥浓缩池(2座)、污泥调理池(1座)、污泥脱水机房(1座)、加药间(1座)、除臭设施(3座)、尾水监测机房(1座)等。主要附属建筑物有变配电房(1座)、综合楼(1座)、大门传达室(1座)、机修间及仓库（1座）等。（2）配套进厂污水管道工程本期近期技改扩建工程包括：污水提升泵站(1座，土建4万吨/日，设备2万吨/日)，除臭设施（1座），长800m管径DN800污水进厂管道。（3）污水处理厂政府配套工程厂区土石方工程、供水工程、电源外线、桩基及土地征购青苗赔偿费等。1.2主要设计资料招标人提供给投

6、标人的设计有关资料如下：（1）项目可行性研究报告；（2）立项批复；（3）项目选址红线图。1.3采用的主要规范和标准1.3.1国家有关法律（1）中华人民共和国水法（2002）（2）中华人民共和国水污染防治法（2008）（3）中华人民共和国城乡规划法（2008.1）（4）城市供水条例（中华人民共和国国务院令第158号）（5）取水许可与水资源费征收管理条例（6）中华人民共和国环境保护法（2015.1.1）（7）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（2005）（8）建设项目环境保护管理条例（中华人民共和国国务院令第253号）（9）中华人民共和国环境影响评价法（2016.9.1）1.3.2国家和部门有关

7、标准、规范地表水环境质量标准（GB3838-2002）生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93）城市供水水质标准（CJ/T206-2005）城市居民生活用水量标准（GB/T50331-2002）城市给水工程规划规范（GB50282-98）室外给水设计规范（GB50013-2006）城镇给水排水技术规范（GB50788-2012）城市给水工程项目建设标准（建标120-2009）市政公用工程设计文件编制深度规定（2013年版）消防给水及消火栓系统技术规程（GB50974-2014）建筑给水排水设计规范（GB50015-2010）1.4城市概况1.4.1

8、地理位置宁德市位于福建省东北部，陆地部分地理坐标在东经 1183212043、北纬2618274之间，东临东海，与台湾省隔海相望，南连福州，西邻南平，北与浙江温州接壤，介于长江三角洲、珠江三角洲、台湾三大经济区及福州和温州两个发达城市之间。处于福建省山海交汇地区，是建设“海峡西岸经济区”的重要区域。东西宽约 190.7公里，南北长约155.3公里。图1-1 宁德市政区图1.4.2自然环境1.4.2.1地形地貌宁德市位于鹫峰山脉东麓，地势自西向东呈三级阶梯下降，到市区地势转向南北两侧向中间下降，组成南、西、北三向高，东部低的特征。山脉纵横交错，丘陵起伏连绵，山间盆谷，山前冲积平原错综其间。霍童溪

9、、七都溪、金溪三大河流横贯其中。东部沿海是狭窄的滨海平原多属海滩围垦地。境内地貌大致分为内陆山地、丘陵盆谷、沿海低丘平原和沿海滩涂与岛屿四种类型。其中：中、低山面积占全市面积73.34%，丘陵面积占12.73%，盆谷平原面积占7.72%，滩涂面积占6.21%。域内山地海拔一般在300-1000m（黄海高程系，下同）之间，最高峰是虎内第一旗东侧无名高山，海拔1500m；丘陵、盆谷地海拔小于300m。宁德市中心城区三面环山、一面临海，位于白鹤山脉与东湖塘围垦区之间的丘陵和洪积、冲积平原上。现状城市用地约在海拔标高4-14m之间（黄海高程系，下同）其中城关为冲积扇平原，东湖塘农场属近代围垦地带，地势

10、较低，一般在2-4m左右，滩积地1-2m左右，均低于年洪水淹没线。1.4.2.2水文地质宁德城区内影响及流经城内的溪流共13条，均汇集于东湖。东湖地面总库容156万平方米，规划区水源主要来自金涵水库及七都溪水源。城区海拔标高约在414米之间（黄海高程系），城关为洪积扇平原，东湖农场属近代围垦地带，地势较低，一般在24米左右，滩积地12米左右，均低于年洪水淹没线，地势走向西北向高，东南侧低。东部沿海是狭窄的滨海平原多属海滩围垦地。1.4.2.3气象宁德市属中亚热带海洋性季风气候，光能充足，热量丰富，雨水充沛，境内山地丘陵多，盆谷平原错落，地形破碎复杂，在局部地区具有包括南亚热带，以及南温带的多种

11、多样的农业气候类型。全区各地累年年均气温在13.420.3之间，日平均气温10的活动积温，年为43406240，持续226285天，每年无霜期在206323天之间。全区各地多年平均降水量 12302350毫米，是全省多雨地区之一。降水分布趋势，一般是山区多于沿海，平地多于山地。本区主要农作物生产季节的410月降水量多年平均12001600毫米，能满足作物生长需要。全区多年平均10期间的干燥度为0.621.24，相对湿度为79%83%，一般是干燥度、蒸发量沿海高于山区，相对湿度山区大于沿海。平均每年台风4次，最大风力12级以上。1.4.2.4地质构造根据区域地质资料，拟建场地上覆地层主要为第四系

12、残坡积层、冲洪积层，其厚度较薄；下伏为燕山晚期第四次侵入花岗岩。根据区域地质资料，场地内无大断裂构造通过，无活动性构造迹象。1.4.2.5潮汐在城区内影响及流经城内的溪流共13条，均汇集入东湖塘。东湖塘水面总库容156万m3。规划区水源主要来自金涵水库及七都溪水源。宁德港为规则半日潮，海潮水位如下(黄海高程)：50年一遇高潮位 5.39m50年一遇低潮位 -4.20m10%频率高水位 3.87m90%频率低水位 -3.87 m本湾潮流运动受地形地貌的复杂影响，水道区域呈往复式流动，水道交叉区域一般以顺时针方向旋转流为主，其它区域一般是带有放射性质的往复流。根据有关实测资料，三都澳海域大潮落潮流

13、最大流速大于涨潮流最大流速，涨潮流最大流速为85cm/s，流向为WSW-W；落潮流最大流速为100cm/s，流向ENE-E，落潮流历时一般比涨潮流历时长。官井洋海域大潮落潮流最大流速为105cm/s，表层流向为SW-WSW，底层为SSE-SSW；涨潮流最大流速为90cm/s，流向约为NE-E。三都岛以北区域涨潮流最大流速为121cm/s，流向为W-NW；落潮流最大流速为104cm/s，流向为ENE-SE，涨潮流历时一般比落潮流历时长。1.4.2.6生态环境（1）海洋生物资源三都澳海洋地理位置优越，沿岸四周大量淡水注入，给海区带来大量有机质和无机盐，滩涂底质和海区水质肥沃，饵料丰富。叶绿素a含量

14、以及浮游动、植物的含量年平均值分别为1mg/m3、18.4104个/m3、116.52mg/m3；水域常年平均水温在 1329.9之间，生物种类繁多，以港湾或近岸暖水性种类为主。三都澳内海域资源丰富，10100m等深线内有鱼类500多种，主要鱼类有大黄鱼、马鲛、带鱼、石斑鱼、银鲳、鳗鱼、龙头鱼等，主要贝类有牡蛎、泥蚶、缢蛏、文蛤、泥螺等，主要甲壳类动物有对虾、棱子蟹、青蟹、虾蛄等，经济藻类主要有海带、紫菜等。（2）陆域生态环境工程区域的现有植被类型为山体植被，植被覆盖率不高，土层瘠薄，特别是表层土壤流失严重，植被主要为低矮乔灌木次生植被群落，如相思树、刺芒野骨草、芒箕骨等。本区域陆域动物资源主

15、要是鸟类为主，无野生动物，无珍稀保护动植物。（3）水产养殖现状2009年，蕉城区海水养殖面积7246hm2。按照品种统计，贝类养殖面积最大，为4019hm2，其次为鱼类，养殖面积为1482hm2。按水域统计，滩涂养殖面积最大，为2803hm2；海上养殖面积为2526hm2；陆基养殖1917hm2。2009年，蕉城区海水养殖产量总计114315t。各类养殖品种中，贝类养殖产量最高，产量约62387t；其次为鱼类，产量约25372t；藻类产量约24541t，虾蟹类约为1899t，其他类共116。1.5总体规划摘要1.5.1城市性质海峡西岸经济区东北翼中心城市，沿海重要枢纽港口，新兴能源和临港产业基

16、地，生态宜居的海湾型城市。1.5.2城市职能海西能源和临港产业基地，地区性交通枢纽和旅游集散中心，地区性服务中心，市域政治经济文化中心，生态和特色居住。1.5.3用地规模规划期末（2030年）主城区建设用地面积为89.4平方公里。1.5.4人口规模规划期末（2030年）主城区人口为71万人，人口综合增长率5.0%。1.5.5主城区发展（2030年）蕉城组团：规划人口15万人，建设用地规模约11.0平方公里。金涵组团：规划人口5万人，建设用地规模约4.8平方公里。金塔组团：规划人口8万人，建设用地规模约3.8平方公里。东兰组团：规划人口5万人，建设用地规模约5.5平方公里。铁基湾北组团：规划人口

17、6万人，建设用地规模约3.0平方公里。铁基湾南组团：规划人口7万人，建设用地规模约3.5平方公里。滨海新城南组团：规划人口5万人，建设用地规模约2.0平方公里。滨海新城北组团：规划人口4万人，建设用地规模约1.6平方公里。滨海新城西组团：规划人口3万人，建设用地规模约3.0平方公里。飞鸾生活组团：规划人口3.5万人，建设用地规模约4.2平方公里。飞鸾游艇产业组团：规划人口0.5万人，建设用地规模约2.5平方公里。城澳组团：规划建设用地规模约1.5平方公里。漳湾临港组团：规划人口5万人，规划建设用地规模约21平方公里。七都及八都组团：规划人口4万人，规划建设用地规模约20.5平方公里。1.6给水

18、现状与规划1.6.1给水现状目前，宁德市区供水设施现有第一水厂、第二水厂、第三水厂和德源水厂，供水能力达到12万m3/d，最高日供水量达10万m3/d。第一水厂位于宁德市金涵大桥右边，占地面积约1.57公顷，设计规模为0.9万m3/d，经技改挖潜后，目前供水能力可达1.5万m3/d。第二水厂位于金涵水库左岸500米山上，占地面积约0.97公顷，设计规模为4万m3/d。宁德德源水厂位于二都车里湾，设计规模2万m3/d。第三水厂位于蕉城七都，设计规模为5万m3/d。1.6.2给水规划规划期末共有6座水厂向宁德主城区供水，总供水能力为54万m3/d（钢铁项目直供10万m3/d），形成多水源联合供水系

19、统。表1.6-1 宁德主城区供水规划水厂一览表序号给水厂2015年2030年预留用地（ha）水源地1第二水厂883金涵水库2第三水厂103012官昌水库、霍童溪3德源水厂221.5陈家洋水库4飞鸾水厂0.51.51沃坪溪、加洋水库5浦岭水厂12.51.5三叉溪水库合计21.544钢铁项目供水设施再生水厂10污水厂尾水钢铁项目直供10万m3/d，其余由官昌水库、霍童溪直接取用1.7排污现状与规划1.7.1排污现状污水排水系统在老城区采用的截流式合流制，截流管道沿城区内的小东门溪、南祭溪和塔平溪沿岸敷设，收集区域污水，管径为d300-d800不等。污水主干管在收集上游来水后由侨兴路开始敷设，过南祭

20、溪沿南大塘排涝渠接入污水提升泵站，提升后污水干管沿福宁路、支提路和金马路接入贵岐污水处理厂，干管采用两根d800管道。闽东东路以北和南侧沿街地块污水通过闽东东路上污水干管收集后沿高速路排至污水提升泵站，管径为d400-d800；金塔组团污水通过污水收集系统直接排向污水处理厂。现状贵岐污水处理厂位于位于蕉城区城南镇贵岐村下鼻山，工程建设规模为日处理污水4万吨，污水处理采用arrousel-2000型氧化沟处理工艺，厂区占地约50亩。排水区域内有污水提升泵站两座，一座位于富春路与高速路交叉口，设计规模6.5万吨/日，占地面积1800m2；另一座为厂区提升泵站，近期规模4万吨/d，远期规模8万吨/日

21、，占地面积1800m2。北区污水处理厂占地约48亩，日处理1万吨污水，污水处理厂用地拟按远景总规模10.0万吨/d规划预留并控制，分期征用。1.7.2排水规划主城区污水总量约为48万吨/d，主要污水处理设施规划如下表1.7-2：表1.7-2 主城区主要污水处理设施规划表序号污水厂2015年2030年预留用地（ha）收集范围1贵歧污水厂8108老城区、铁基湾片区2第二(东区)污水厂245.8东兰片区、滨海片区3漳湾污水厂102022漳湾片区4北区污水厂102022七都片区、金涵片区5七都污水厂-14.4三屿片区6铁基湾污水厂-13铁基湾片区7飞鸾污水厂124飞鸾镇、铁基湾合计3158污水厂尾水排

22、放规划: 污水厂尾水首先考虑深度处理后作为工业用水回用，部分作为景观补充用水或绿地山林浇灌用水，其次再做排放水体处理。主城区污水厂尾水由于远离三都澳外海，因此规划尾水排放至三都澳，排放口设置应达到环保部门要求（钢铁项目废水排放或回用应通过专项论证，以保证尾水处理的经济性和科学性）。尾水排放标准:生活污水处理厂尾水排入湾内，排放标准执行城镇污水处理厂污染物综合排放标准中一级A排放标准；工业污水处理厂尾水排入湾外，排放标准执行一级B排放标准；同时排污总量应小于环境容量。城市综合生活污水与工业废水排入城市污水管道，其水质满足污水排放城镇下水道水质标准的要求。1.8场地现状分析1.8.1基本概况污水厂

23、位于贵岐村的贵岐山东侧，现状工程处理规模为4.0万m3/d，分两期建设，每期2万m3/d，建构筑物均以4万m3/d实施到位，厂内仅有少许建设用地。污水处理采用Carrousel-2000氧化沟工艺，出水采用紫外线消毒方式，污泥处理采用污泥浓缩脱水一体机工艺，污水处理厂运行以来，处理效果较好，出水水质较稳定，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 中的一级B标准，尾水就近排入三都澳(四孔桥段)，泥饼运至漳湾生活垃圾焚烧发电厂焚烧处置。1.8.2水质及流程污水处理厂设计进、出水水质如下表：表1.8-1 现状工程设计进出水水质及处理程度表项目CODcr(mg/L)BOD5(mg

24、/L)总磷(mg/L)总氮(mg/L)氨氮(mg/L)悬浮物(mg/L)进水水质25012033025150出水水质6020125820处理程度76%83.3%66.7%42.9%68%86.7%污水污泥处理工艺流程如下：1.8.3主要建构筑物污水处理厂主要生产构筑物包括：粗格栅及提升泵房（建于厂外）、细格栅及旋流沉砂池、Carrousel 氧化沟、二沉池、污泥泵房、紫外线消毒池、储泥池、反冲洗水池、浓缩脱水车间，附属生产建筑物有变配电间、综合楼、大门及围墙、传达室等。表1.8-2 已建成建(构)筑物一览表1.8.4运行情况表1.8-3 污水处理厂现处理水量（单位：吨）表1.8-4 污水处理厂

25、现状进出水水质平均值一览表续上表：1.8.5存在问题（1）20142015年污水厂水量为2.664.26万吨/日，平均日处理污水量3.72万吨，今年来日处理污水量接近4万吨。（2）进水浓度偏低，氧化沟运行参数调整变化幅度大，除磷效果稍差；二沉池出水浊度偏高，紫外线消毒效果不甚理想。（3）根据新的环保要求，污泥含水率运往填埋场填埋处置应执行低于60%含水率的要求。（4）尾水排放口尚未按照环评及批复的要求实行，项目尚未环保验收。（5）卫生防护距离(100m)内民宅尚未拆迁安置，厂内未对臭气收集并处理。（6）供电尚未采用二级负荷供给。1.9工程建设的必要性1.9.1污水处理是城镇建设的重要基础设施根

26、据宁德市城市总体规划，贵岐山污水处理厂是宁德市蕉城老城组团、金塔组团、铁基湾北组团和滨海新城南组团的重要市政配套设施，是保障三都澳港区水环境质量的重要部分。因此宁德市应加大基础设施建设步伐，同步扩建污水管网和污水处理厂。并且随着经济的发展，人口的增长，居民生活污水排放量日益增加，扩建污水处理工程作为重要配套基础设施，其建设已是势在必行。1.9.2项目建设是减少水环境污染，提高人民生活水平的需要蕉城老城组团和金塔组团的生活污水日益增多，由于污水管网的不健全，少量污水排至三都澳，将对三都澳港区也造成污染。本项目建成后，将明显改善蕉城老城组团和金塔组团的水环境、社会环境、生态环境，提高人民生活水平。

27、1.9.3项目建设是改善服务范围内组团投资环境的需要根据宁德市总体规划和宁德环东湖雨污专项规划，对给排水管网进行了合理布局和调整，本项目与之相衔接，将进一步改善城镇投资环境，增强城镇功能，提高城镇品味，增强区块的辐射能力和吸引力，促进城镇各行各业的发展，为蕉城老城组团和金塔组团经济社会健康持续快速发展奠定坚实的基础。1.10法律背景随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类已逐步认识到环境保护和污染控制对繁荣经济、稳定社会的重要性。在我国，环境保护已作为一项基本国策，受到了全社会和各级人民政府的重视。中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律与法规，以保证这项基本国的执行。国家及地方颁布的有

28、关防治水污染的法规如下：为具体执行上述标准，国家还颁布了以下标准：2015年1月1日颁布的中华人民共和国环境保护法作为母法，是各项有关环境保护法的基本依据，其要点如下：（1）环境监督和管理规定了各级政府在制定环境质量标准和环境监督大纲方面的职责，由中央政府制定国家环境标准，各省、市级政府可根据地方条件补充项目和指标。（2）环境保护与污染防治各级政府必须制定工业排污的程序和制度，并提供各种环境保护措施。（3）污染责任授权给各级环保部门采取适当的法律程序来警告和惩罚污染者。同时，为了提高我省的污水处理率，推进污水处理的产业化，省政府出台了一系列鼓励措施，为污水处理厂建设提供了政策、资金与税收方面的

29、扶持。第二章 设计构思2.1设计原则（1）符合国家、地方的法律、法规和有关文件的规定及业主的要求，确保污水处理厂在建设过程中及投产运行后系统安全可靠，无二次污染，在运行期间不产生异味；（2）采用先进实用、简便易行的工艺方法，以达到污水处理厂投资省、占地少及出水达标排放的目的；（3）采取切实可行的技术手段，提高装备质量，提高自动化控制及管理水平，以保证废水处理站运行可靠、经济合理；（4）基建投资在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省，采用安全可靠、经济合理的地基处理方法；（5）严格执行国家有关工程建设规范，使构（建）筑物达到适用、经济、安全的目标；（6）节约用水，减少排污，降低噪声，减少环境污染

30、，力求获得最大的社会、环境和经济效益；（7）注重水处理厂实际运行的灵活性和抗冲击性，提高水处理厂对水质、水量变化的适应能力。（8）总体规划、综合考虑现状工程、近期工程、中期工程及远期工程合理布局与衔接。2.2设计内容本期近期技改扩建工程、配套进厂污水管道工程及污水处理厂政府配套工程，目前为工艺设计阶段，包括厂区总平面布置、竖向布置，已经各单体的工艺设计。本设计方案的主要设计内容为：（1）厂区总平面布置设计；（2）工程主要技术数据和运行性能的详细描述；（3）水处理工艺选择；（4）水处理系统中各构筑物以及相关的建筑物设计；（5）设备、仪表的选型。第三章 污水处理厂设计工艺的选择污水处理工艺的选择直

31、接关系到处理后出水的水质指标能否稳定可靠的达到处理要求、运行管理是否方便、建设费用和运行费用是否节省以及占地面积和能耗指标是否优化，因此，污水处理工艺方案的选择是污水处理厂成功与否的关键。污水处理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因素进行综合考虑，各种工艺都有其使用条件，应视工程的具体条件而定。3.1污水处理目标确定根据招标方提供的可研资料。污水厂进出水水质及处理的目标，本工程污水去除要求见下表：3.1-1 污水厂去除率表项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)总磷(mg/L)总氮(mg/L)氨氮(mg/L)悬浮物(mg/L)进水水质25012033025

32、150出水水质50100.515510处理程度80.00%91.67%83.33%50.00%80.00%93.33%我国现行室外排水设计规范（GB50014-2006）(2016年局部修改版)给出了污水处理厂采用常规不同处理级数时对有关污染物的去除效率，具体见下表。3.1-2 污水厂去除效率与规范效率比较处理级别主要工艺处理效率（%）本次要求比较结果SSBOD5SSBOD5一级处理沉淀法40-5520-3093.391.67不满足要求二级常规处理生物膜法60-9065-90不满足要求活性污泥法70-9065-95不满足要求由上表可见，常规二级处理工艺能有效去除BOD5、CODCr、SS，但不

33、能达到本工程出水目标，而且常规二级处理工艺对TN、NH3-N、TP的去除是有限度的，仅从剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率约为4050%，磷的去除率约为1219%，达不到本工程对氮和磷去除率的要求，因此，本工程必须采用具有脱氮除磷功能的深度处理工艺。3.2处理目标难点分析BOD5：通过一般常规二级处理工艺BOD5的去除均能达到86%左右，是一个重点但非难点。CODCr：同BOD5去除一样，在一般的二级处理工艺都能实现，是一个重点但非难点。SS：SS目标去除率基本接近规范中一般二级处理工艺所能实现的上限，是一个重点但非难点。TP：一般而言，通过具有脱氮除磷功能的生物处理后，出厂水中磷含量可以达到1

34、mg/L，是一个重点但非难点。NH3-N：污水厂进水氨氮的去除主要靠硝化过程来完成，由于氨氮的硝化过程远比碳的氧化过程缓慢，硝化将成为生化处理好氧单元设计的控制因素，且要求硝化较为彻底才能实现出水水质目标。因此，氨氮是本工程的一个重点也是个难点。TN：总氮的去除主要以充分硝化为前提，靠反硝化过程来完成，反硝化将成为生化处理缺氧单元设计的控制因素，且要求反硝化较为彻底才能实现出水水质目标。因此，总氮是本工程的一个重点也是个难点处理项目。3.3污染物去除原理污水脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法两大类。国外从六十年代开始曾系统地进行了脱氮除磷的物化处理方法研究，结论认为物化法的

35、缺点是药耗量大、污泥多、运行费用高等，在城市污水处理厂一般仅作为辅助手段。本工程选用生物处理法。在采用生物除磷脱氮活性污泥工艺中，不同的污染物是以不同方式、在不同的条件下去除的。3.3.1 SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。为降低出水中的悬浮物浓度，可在工程中采用适当的措施，比如，采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的良好凝聚及沉降性能，充分利用活性污泥的吸附网络作

36、用等。通过合理选用污水处理方案、工艺参数和合理设计，使出水SS降至20mg/L以下。3.3.2 BOD5的去除污水中BOD5即有机物的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过泥水分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，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。其实质是将液相的有机污染物质转化为固相物质，表现为活性污泥量的增长。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解物质）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面被酶水解后，进入细胞内部被利用

37、。由此可见，微生物的好氧代谢对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都能起到作用，其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浓度很低。3.3.3 CODCr的去除污水中CODCr去除的原理与BOD5基本相同。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，这种城市污水的BOD5/ CODCr比值往往接近0.5甚至大于0.5，其污水的可生化性较好，出水CODCr值可以控制在较低的水平。本工程服务区域的城市污水主要是由生活污水及成分组成，其BOD5/CODCr比值为2.0，污水的可生化性较好。3.3.4 氮的去除氮是蛋白质不可缺少的组成部分，广泛存在于城

38、市污水中。在原污水中，氮以氨态氮及有机氮的形式存在，这两种形式的氮统称为凯氏氮，用TKN表示，而原污水中的硝态氮几乎为零。氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此，氮是污水处理厂出水的重要控制指标之一。氮也是构成微生物的元素之一，在生物处理过程中，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一同排除，随剩余污泥排除的氮一般约为所去除BOD5的5%。在有机物被生物氧化的同时，在溶解氧充足、且泥龄足够长的情况下，污水中的氨氮将被氧化成硝酸盐。脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐（NO3-N）中的氮作为电子受体来氧化污水中的有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2）从水中逸出，从而完成污水

39、的脱氮过程；因此要达到生物脱氮的目的，氨氮的完全硝化是先决条件；由于硝化菌属于自养菌，其比生长率n明显小于异氧菌的比生长率h，因此，生物脱氮系统维持硝化的必要条件，是使生物处理系统的泥龄大于维持硝化菌所需的最小泥龄；大量的试验数据和运转资料表明，完成氨氮硝化的污泥负荷不应超过0.18kgBOD5/MLVSS.d。3.3.5 磷的去除污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两种方式，国内、外城市污水除磷，有采用生物除磷，也有采用化学除磷；如果城市污水总磷浓度偏高，生物除磷一般难以达到排放要求，此时，多采用补充化学除磷。（1）生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生

40、的能量用以吸收、快速降解有机物，并转化为PHB（聚羟丁酸）储存起来。当聚磷菌进入好氧条件下时，则降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和过量吸磷，形成高含磷量的剩余污泥，并通过排除高含磷剩余污泥来达到除磷的目的。据有关资料介绍，聚磷菌在厌氧段释放1mg的磷所吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖后，可再吸收22.4mg的磷。因此，聚磷菌在好氧条件下对磷的过量吸收程度，取决于聚磷菌在厌氧条件下释放磷的程度，而磷的释放程度又取决于进水中存在的可快速降解有机物含量。一般来说，有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。常规剩余活性污泥的含磷量约1.52%，而采用生物除磷工艺的剩余活

41、性污泥磷含量可以达到常规活性污泥的23倍。在工程设计中，除磷剩余活性污泥的含磷量一般采用4%。生物除磷工艺的前提条件之一，是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，然后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须设置厌氧段。由于生物除磷最终是通过排出高含磷量的剩余污泥实现，因此，除磷程度取决于最终的剩余污泥排出量。而要维持一定数量的剩余污泥产量，就需要处理系统保持在相对较高的污泥负荷（即较短的泥龄）条件下运行。有关资料介绍，生物除磷的污泥负荷不应小于0.15kgBOD5/MLVSS.d。这也是生物除磷工艺的个前提条件。(2)化学除磷化学除磷主要是通过向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性

42、磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可通过初沉或二沉的排泥实现。化学除磷，按工艺流程中化学药剂投加点的不同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种。前置沉淀的药剂投加点是原污水，形成的沉淀物与初沉淀一起排除；协同沉淀的药剂投加点包括初沉淀出水、曝气及二沉淀之前的其它位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除；后置沉淀的药剂投加点在二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置（包括澄清或过滤）进行分离。化学除磷的药剂主要有石灰、铁盐或铝盐。3.4生化处理污水工艺介绍根据排放标准要求，本污水处理厂处理工艺必须有脱氮和除磷功能，目前常

43、用的工艺有：A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、生物滤池工艺、MBR工艺等等。A/O脱氮工艺、A2/O脱氮除磷工艺、是为防止封闭或缓流水体的富营养化而采用的生物脱氮、除磷工艺。氧化沟工艺，是在一条闭合的生化反应沟渠中以转刷或转碟或其它方式充氧的一种处理工艺，流程简单，延时曝气时污泥产量少，污泥易于脱水，此外，具有脱氮、除磷功能。经过多年演变，目前有多种新型氧化沟，例如：ORBAL氧化沟、CARROUSEL2000氧化沟、三沟式氧化沟、DE氧化沟等等。SBR工艺，是周期性间歇操作的处理工艺。近几年，出现了许多SBR工艺的改良方法，例如：CASS、ICEAS、MSBR

44、等。SBR工艺，要求较高的自动化控制水平。MBR法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。借助于固着在载体上的微生物的代谢来分解水中有机物。诸如生物滤池、生物转盘以及接触氧化法等等都是生物膜法。其中新型的上流式曝气生物滤池是近几年在欧洲发展起来的新型工艺，能够有效地去除SS、CODcr、BOD5、氨氮等，但是，本工艺予处理较为复杂，对操作人员要求较高。污水处理工艺的选择是污水处理厂建设的关键，处理工艺选择是否得当，不仅影响处理厂的处理效果，而且还影响整个工程的投资多少、处理工艺运行的可靠程度、运行费用高低、管理操作的复杂程度。因此，必须结合当地的水质水量、气候、地理、经济等实际情况选择合适的处理

45、工艺，使出水符合排放标准。根据西湖镇的实际情况，确定以下三个比选方案：方案一：改良型氧化沟工艺方案二：CASS工艺方案三：MBR工艺通过经济技术比较，选择最优方案。3.4.1改良型氧化沟工艺改良型氧化沟工艺以卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺为原型。氧化沟工艺包括选择区、厌氧区、缺氧区、好氧区。选择区：选择区是在厌氧区前端设置停留时间很短的一个池体，使其内的生态环境有利于选择性的发展絮状菌，运用生物竞争机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，从而控制污泥膨胀的发生于发展，并利于反硝化细菌生长，起到一定的脱氮作用，并减弱硝酸盐对厌氧池的不良影响，达到更好的厌氧环境，提供聚磷菌良好的作用条件，从而达到较好的除磷效

46、果。厌氧区：在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD转化成低分子发酵产物，生物聚磷菌将优先吸附这些低分子发酵产物，并将其运送到细胞内、同化成胞内碳源存贮物，所需能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的水解，并导致磷酸盐的释放。经厌氧状态释放磷酸盐的聚磷菌在好氧状态下具有很强的吸磷能力，吸收、存贮超出生长需求的磷量，并合成新的聚磷菌细胞、产生富磷污泥，通过剩余污泥的排放将磷从系统中除去。缺氧区：泥水混合液由厌氧区进入缺氧区，一部分聚磷菌利用后续工艺的混合液(回流液带来的)中硝酸盐作为最终电子受体以分解细胞内的PHB(聚羟基丁酸)，产生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同时反硝化菌利用

47、内回流带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化，达到部分脱碳与脱硝、除磷的目的。好氧区：氧化沟兼有推流型和完全混合型反应池两者的特性，完成一次循环所需时间约为520min，而总的停留时间却很长。在好氧区聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，产生的能量可供自身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内超量贮积。在剩余污泥中含有大量能超量聚磷的聚磷菌，大大提高了氧化沟工艺系统的除磷效果。工艺流程框图如下：3.4.2 CASS工艺CASS法的实质是将可变容积的活性污泥工艺过程与生物选择器原理有机结合的SBR工艺。与常规SBR工

48、艺不同，它具有同步硝化反硝化功能，其反硝化主要是在曝气过程中使污泥结构内部处于缺氧状态和在停止曝气的泥水分离阶段而实现的，因此无需专设缺氧区和内回流系统。1984年Goronszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出CASS工艺，保留了ICEAS工艺的优点，都是连续进水，间歇排水，增加主反应与生物选择区的污泥回流（回流比20%），而污泥负荷大大提高：CASS为0.10.2kgBOD5/(kg MLSSd)或再高一些，ICEAS则只有0.040.05kgBOD5/(kg MLSSd)。通过以上改进，CASS既保留了传统SBR静态沉淀、出水SS低的优点，又构造了专门厌氧区（预反应区只设搅拌），使除磷

49、效果稳定可靠；通过对鼓风量的限制，主反应DO有50%时间接近零，30%时间DO接近1mg/L，20%时间DO接近2mg/L，从而造成了同步硝化与反硝化，不仅使脱氮得到保证，而且氧的利用率也显著提高。CASS工艺在沉淀阶段不进水，污泥在沉降过程中无进水水力干扰，属于理想沉淀，泥水分离效果更稳定。此外，CASS反应池在时间上为理想推流，有机物去除率高。而由于连续进水，CASS部分丧失经典SBR工艺理想推流的优点，也同时丧失高去除率和对难降解物质去除的特点。同时，正是由于设置了生物选择器，虽然CASS流态趋于完全混合，但仍能有效控制污泥膨胀。因此，选择器的设置是循环式活性污泥法区别于其他SBR工艺的

50、显著特点。CASS工艺连续进水的优势在于不用进水阀门之间切换、控制简单，从而使CASS可以应用于较大型污水处理厂（而国外已经有人证明，在污泥沉淀和浓缩阶段，将进水均匀地引入池底，会有助于实现脱氮和除磷）。CASS是分格的生化反应池，其基本操作程序由进水、曝气、沉淀、排水、待机等五个基本过程组成，这种操作周期周而复始反复进行而不断处理污水。具有以下特点：（1）因基质（BOD5）和生物体（MLVSS）随充水和曝气时间的变化梯度加大而增加了生化反应的动力，处理效率高。（2）工艺流程简单，无初沉池、二沉池和污泥回流比只有20%。（3）生化反应池进水端设置了生物驯化区，有利于絮凝性细菌的生长，抑制了丝状

51、菌的生长，有效地防止污泥膨胀，从而保证出水水质。（4）耐冲击负荷。工艺流程框图如下：3.4.3 MBR工艺MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。MBR膜是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，

52、泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在 1.53.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题，MBR将膜分离技术与传统生物处理技术有机结合，MBR实现污泥停留时间和水力停留时间的分离，大大

53、提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 (特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。与许多传统的生物水处理工艺相比，MBR具有以下主要特点：一、出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使 微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，

54、不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。二、剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。三、占地面积小，不受设置场合限制生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。四、可去除氨氮及难降解有机物由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌

55、的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。五、操作管理方便，易于实现自动控制该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。六、易于从传统工艺进行改造该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。膜-生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面：一、膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工

56、艺；二、膜污染容易出现，给操作管理带来不便；三、能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。3.5生化处理污水工艺比选三个方案都是较为先进的污水处理技术，具体技术比较见下表3.5-1。表3.5-1 典型污水处理技术比较表方案特点方案一氧化沟工艺方案二CASS工艺方案三MBR工艺出水水质及稳定性出水水质满足一级排放要求，工艺运行稳定出水水质满足一级排放要求，工艺运行容易波动，出水悬浮物高出水水质满足一级排放要求

57、，工艺运行稳定脱磷除氮效果具有脱磷除氮功能具有脱磷除氮功能具有脱磷除氮功能适应水量、水质变化能力强强强工艺流程需要污泥回流、二沉池等，工艺流程较复杂无需污泥回流及二沉池等，工艺流程简单无需污泥回流及二沉池等，工艺流程简单占地面积污水停留时间长，构筑物大且多，占地大污水停留时间较长，构筑物较大，但构筑物少，占地较小污水停留时间短，构筑物小且少，占地小自动化程度较低高高操作管理设备较少，操作简单设备较少，但操作自动化程度要求高，且要求操作人员技能和素质要高设备多，膜组件需定期药剂清洗及更换，操作自动化程度要求高投资造价适中较高高运行成本较低较高高主要缺点占地面积较大设备利用率不高；对自控化依赖的程

58、度较高，出水指标波动较大，悬浮物较多。膜片需要酸碱液反冲洗；风机功率配置较其它工艺大；各组件设备维护费用高；对自控化依赖的程度较高综合技术评价推荐不推荐不推荐综上技术比较，推荐改良型氧化沟工艺为优选方案。3.6深度处理工艺的比选城市污水经一级、二级处理后，为了达到一级A排放标准，需要行进一步进污水处理。针对污水的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质、盐类以及细菌、病毒等。由于污水成分的复杂性及出水水质的要求不同，深度处理工艺也千差万别，城镇污水三级处理的工艺一般可分为基本的处理单元如混凝沉淀、过

59、滤、消毒等。3.6.1混凝沉淀混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-310-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。混凝是通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，以净化废水的方法。混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称。前者系因投加电解质，使胶粒电动电势降低或消除，以致胶体颗粒失去稳定性，脱稳胶粒相互聚结而产生；后者系由高分子物质吸附搭桥，使胶体颗粒相互聚结而产生。混凝剂可归纳为两类；无机盐类，有铝盐（

60、硫酸铝、硫酸铝钾、铝酸钾等）、铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁等）和碳酸镁等；高分子物质，有聚合氯化铝，聚丙烯酰胺等。处理时，向废水中加入混凝剂，消除或降低水中胶体颗粒间的相互排斥力，使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成较大颗粒或絮凝体，进而从水中分离出来。影响混凝效果的因素有：水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等。沉淀是去除水中悬浮物的主要单元，沉淀池的沉淀效率决定了水中悬浮物的去除率，因此沉淀池的设计总是以提高沉淀池的沉降效率为目的。物料自身特性、水力条件、絮凝效果等因素决定沉淀池的沉淀效率。提高沉淀效率主要有两种方法：缩短颗粒的沉淀距离、增大沉淀池面积，斜板(管)沉淀池属这一

61、类；增大矾花颗粒的下沉速度，通过采用高效絮凝剂和优化絮凝工艺来实现。常见的传统沉淀池：平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、斜板（管）式沉淀池；新型沉淀池：高效沉淀池。一、 平流式沉淀池平流式沉淀池是水厂设计中应用较早也是较普遍的一种沉淀形式，它可用作预沉或终沉池。图3.6-1 平流沉淀池二、 竖流式沉淀池竖流式沉淀池是20世纪50年代流行的一种沉淀池，竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。污水从中心管流出，在池中由下向上作竖向流动，絮凝颗粒在上升水流的顶托和自身重力作用下，沉降到沉淀区。图3.6-2 竖流式沉淀池三、 辐流式沉淀池辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径范围为6-60m，最大可达100m，其构造多为中心进水、周边出水，中心转动排泥。图3.6-3 辐流式沉淀池四、 斜板（管）式沉淀池斜板（管）沉淀池是把与水平面成一定角度的众多斜板（管）放置于沉淀池中构成，水从下往上流动（也有从上往下流动，或水平方向流