某城市生活污水处理工程可行性研究报告 128页

'XX城市生活污水处理工程可行性研究报告122 内容摘要1工程名称：xx城市生活污水处理工程。2建设单位：xx拓新实业有限公司3工程规模：城市污水处理厂总规模3万m3/d，分二期建设。一期规模为1.5万m3/d。4处理工艺：曝气生物滤池（BAF）生物处理工艺5污水处理厂（近期）工程估算投资序号工程费用名称投资（万元）备注一厂内工程投资2570.22执行18918-2002一级A标1建设投资2491.441．1第一部分工程费用2063.031．2第二部分工程其他费用309.781．3基本预备费118.632建设期利息61.383铺底流动资金17.41二厂外截流干管工程投资825.30施工条件差，部分管道需在河槽敷设。概算总投资3395.526污水处理厂一期（2010年）处理成本7总装机容量：kw,有功功率kw8耗电量：年耗电量万度，单位水量耗电度；9污水厂定员：12人；10污水厂占地面积：15.55亩。122 第一章概述1.1工程概况工程名称：xx城市生活污水处理工程；工程规模：污水处理厂总规模3万m3/d，分二期实施；近期按（2010年）实施1.5万m3/d（KZ=1.53）设计，预留远期发展用地；处理工艺：曝气生物滤池（BAF）生物处理工艺；建设（业主）单位：xx拓新实业有限公司；建设地点：xx锁江桥下游3500m处。1.2设计依据1.2.1相关文件1xx污水处理工程项目基础资料,xx建设,2002年11月15日；2污水处理厂征地涉及的相关税费，xx国土资源局,2002.11.15;3xx污水处理厂岩土工程鉴定说明，xx水利电力勘测设计队，2002.11;4xx提供的相关地形图及规划图5xx城市总体规划,重庆建筑大学城市规划与设计研究院，2001年6月;6xx污水厂行洪论证报告,xx水利电力勘测设计队2007年3月;122 1.2.2相关法规、规范、标准《中华人民共和国环境保护法》（1989.12）；《中华人民共和国大气污染防治法》（2000.4修正）；《中华人民共和国水污染防治法》（1996.5修正）;《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1997.3）；《建设项目环境保护管理条例》（1998.11）；《建设项目环境保护设计规定》（1987.3）；《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》（CECS149:2003）；《污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89）；《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）；《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）；《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）；《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）；《水工砼结构设计规范》（SDJ20-78）；《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）；《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）；122 《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）；《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-1999）；《全国通用给排水标准图集》（合定本）S1-S3，2002；《城市污水处理工程项目建设标准》（1994年）；1.3设计原则1贯彻执行国家有关环境保护的政策和法令，遵循国家有关法规、规范及标准，；2从实际情况出发，在城市总体规划的指导下，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远期发展，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根据设计进水水质和出水水质要求，选择技术先进、运行稳定可靠、经济合理的污水处理工艺，确保污水处理效果，减少工程投资及运行费用4妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染；5在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工和维修的前提下，使各构筑物尽量集中，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；6厂区竖向设计力求减少厂区填方量和节省污水提升费用；7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。122 1.4设计范围根据《xx城市总体规划（2000-2020）》和业主的委托，本可行性研究设计范围为：近期（2010年）污水处理厂范围内的污水处理、污泥处理构建筑物及其附属设施；厂外配套污水截流干管。1.5项目建设的必要性xx目前尚无完善的排水系统，大部分污水未经任何处理，任其自然排放，致使水环境遭受严重污染，生态环境受到破坏。这不仅影响xx的城市形象，而且影响了居民的身心健康，不利于城市建设的可持续发展。因此，新建污水处理厂是十分必要的。122 第二章城市及地域概况2.1地理位置及行政区划xx位于四川盆地南部,地跨东径104°03′03″～104°40′15″,北纬29°08′41″～29°38′26″。东邻自贡，西接键为、井研，南连宜宾，北靠仁寿、威远、境内多丘陵，西北高，东南低，平均海拔在320米至450米之间，县境南北宽55.1公里,东西长60.2公里.全县辖7区,27个镇,21个乡,幅员面积1954平方公里,全县人口88.66万人,人口密度454人/km2,非农业人口9.99万人,城市化水平为11.26%。县城xx镇是xx的卫星城市之一，是xx历史名城的重要组成部分，是集生态、文化、旅游特色于一体的川南水城。xx城市的定位是：全县的的政治、经济、文化中心；区域农副产平品科研信息基地与加工配送中心；发展食品、轻工、建材工业的县域基地;县域及周边区域无污染高新工业推广基地；区域旅游休闲度假名胜区。2.2自然条件1气候条件xx年平均气温17.6℃，最冷月平均气温10.3℃,最热月平均气温31.1℃,极端最低气温-2.7℃，极端最高气温39.0℃，全年无积雪。年降雨量962.8毫米，年蒸发量1188.1122 毫米。冬季为西北风和东风,夏季为东南风,平均风速1.6米/秒.境内大小河流80余条,分属沱江、岷江两个水系.xx地区全年无积雪,最冷月气温均在0°C以上,故不存冰冻和冻土层。2地形地貌xx境内多丘陵，西北高，东南低，平均海拔在320米至450米之间，县境南北宽55.1公里,东西长60.2公里。xx地处威远穹隆背斜西南段,以中浅丘为主,兼有部分低山地,最高点在同心乡铁矿凹,海拔高度为901米,最低点位于在王乡蒙子湾,海拔高度为288.2米3山川河流全流域有4公里以上的一二级溪河沟25条,总长394公里,占地面积10678亩,流域溪河沟平均密度0.505/km2.旭水河为山区季节性河流,水位变化大,陡涨陡落,夏秋季洪峰常在1000m3/s以上,冬春季仅为0.5m3/s,甚至断流,洪枯水位差在7～12米,且无集中落差,利用也少,干流高差36米,据理论计算,水能蕴藏量为0.35万KW。4工程地质状况场地位于威远穹隆背斜南东翼,岩石较少裂隙发育,强风化厚度0.8～1.5米,未见断层及大型褶皱形迹.122 2.3城市现状及规划2.3.1城市现状及规划县城xx2001年的城市人口7.67万人（其中非农业人口5.62万人，居住在县城农业人口与暂住一年以上流动人口2.05万人）。建成区面积548.33公顷，按《xx城市总体规划（2000-2020）》，县城xx的近期（2010年）规划人口12万人，远期（2020年）规划人口16万人，远景（2050年）规划人口人口为25万人。其中，远期（2020年）规划城区面积14.25平方公里。2.3.2给水现状及规划县城xx城区内现有水厂一座，日供水能力1.5万吨／天，占地面积6300m2，水源为双溪水库。主要供xx老城居民生活用水和公建市政用水以及部分工业用水。按《xx城市总体规划（2000-2020）》，现有水厂1座，供水能力4万吨/日；规划建新水厂1座，水源为双溪水库，规模为6万吨/日，规划用的5公顷；远期（2020年）采用2座水厂向城市联合供水。2.3.3排水现状及规划1排水现状122 xx县城现状无污水处理设施，除工业废水简易处理排放外，城市生活污水和雨水沿合流暗沟直接排入河内，严重污染了河水，影响了城市的生态环境。2排水规划按《xx城市总体规划（2000-2020）》，在城区东南方向，旭水河下游处设污水处理厂1座，采用二级生化处理工艺处理xx的城市污水，处理后的水就近排入水体或灌溉农田。3排水体制按《xx城市总体规划（2000-2020）》，xx县城排水体制采用雨、污分流制。对于老城区已形成的合流制系统，将根据实际情况逐步改造；新城区新建时要求全部采用雨、污分流体制。4污水管网布置沿梧桐河、东川河、旭水河两侧分别布置污水截流干管，收集河东西两侧污水。污水经汇合后，在旭水河下游设置污水处理厂。城区内污水全部重力排放，不设置污水提升泵站。5雨水系统规划xx县城为丘陵地形，旭水河沿岸地形最低。城区可以接纳雨水和泄洪的河道主要是旭水河。122 雨水排放遵循就近排放的原则，充分合理利用现有沟壑进行排水，以减少暗管长度。暴雨强度公式采用自贡地区暴雨强度公式，设计重现期P取1～1.5年（重要地段取上限）。2.4受纳水体污水厂位于xx城琐江桥下游约3500米处的旭水河右岸（背向琐江桥而言）河边,该处河床高度为331.8米,常年水位333.85米。经处理处理后的污水，通过排水管排入旭水河。122 第三章工程设计方案3.1排水体制城镇采用不同型式的管、渠系统，排除城镇污水、雨水的方式称为排水系统体制（简称“排水体制”）。一般的城镇排水体制，大致可分为“合流制”和“分流制”两种类型。所谓“合流制排水系统”，是将城镇生活污水、工业废水和雨水混合在同一管渠内排出的系统；“分流制排水系统”，则是将生活污水，工业废水和雨水分别由两个或两个以上的系统独立排出的系统。合理选择排水体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题，它不仅关系到排水系统的工程设计、施工和维护管理，而且还影响排水系统的工程投资和维护管理等费用；通常，排水体制的选择，应在满足环境保护的要求、并根据当地条件，进行技术经济比较的基础上确定。采用合流制将城镇生活污水、工业废水和雨水全面截流后，送往污水厂进行处理，然后排放，这从水污染控制来看，虽似合理，但合流制排水管道的尺寸过大，污水厂的处理规模也需随之增加，导致建设费用相应增高；而当采用截流式合流制时，雨天将有部分雨、污混合水通过溢流井直接排入河流，对水体仍会造成一定程度的污染；122 分流制则是将城镇污水单独截留，送往污水厂进行处理；雨水另设排水系统收集后，就近排放；但降雨初期的径流雨水仍受到一定污染。直接通过雨水管道排入水体，也会对河流造成不同程度的污染，此乃分流制系统的不足之处。经对排水系统的经济分析认为，分流制容易适应社会发展的需要，又符合当前城市卫生的要求，因此，目前在国内获得广泛采用，是目前我国城市排水体制发展的主要方向。总之，在工程设计中，排水系统的型式，需根据城镇规划、城镇排水系统的现状、环境条件、城镇地形、接纳水体等因素，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。根据xx的城市规划和实际情况，本可研对xxxx的城市排水系统按以下原则考虑：对于污水：对规划新区采用雨污分流制系统；对旧城区，由于已形成的排水管渠改造困难，可采用不完全分流制系统（截流式合流制），今后逐步过渡到完全分流制；对于雨水：充分考虑当地的地形条件，合理划分区域，就近集中排放。充分利用自然沟渠，结合城市防洪，统一布置雨水系统；暴雨强度采用自贡市暴雨强度公式,即：q＝4392×(1+0.59×lgP)/[(t+19.3)0.804]。122 3.2污水处理厂规模xx城市污水排放量根据城市总用水量来确定。城市用水量受城市地理位置，居民生活习惯、城市发展规划，现有工业结构，产业政策等多种因素的影响，其中存在许多不确定因素。对于城市用水量，采用通常的预测方法并参考国内、外相似地区的经验，在现有资料的基础上，对城市未来一段时期内的用水量进行预测，并以此作为确定城市污水处理规模的基础。根据2001年重庆建筑大学城市规划与设计研究院编制的《xx城市总体规划（2000-2020）》，xx城市规划人口为：近期2010年：12万人；远期2020年：16万人；按照《室外给水设计规范》（GB50013-2006），取平均日综合生活用水量指标进行水量测算，能形成污水的城市用水量为：1城市综合生活用水量Q1本初设对于xx的人均平均日综合生活用水量，近期（2010年）取150L/人.d，远期（2020年）取0.18L/人.d（规范为110～180L/人.d），因此，城市近、远期的综合生活用水量为：Q1近＝12×0.15＝1.8万m3/d；Q1远＝16×0.18＝2.88万m3/d；2工业用水量Q2122 根据业主提供资料，城市污水中工业污水所占比为10～15％，则工业用水量为：近期：Q2近＝1800m3/d远期：Q2远＝2880m3/d3未预见水量Q3城市未预见水量，取上述水量之和的10％（规范为8～12％）：近期：Q3近＝(1.8+0.18)×0.1＝0.198万m3/d远期：Q3远＝（2.88＋0.288）×0.1＝0.317万m3/d4能形成污水的城市总用水量Qg近期：Qg近＝(1.8+0.18＋0.198)＝2.18万m3/d远期：Qg远＝（2.88＋0.288＋0.317）＝3.485万m3/d根据xx城市排水规划和《室外排水设计规范》（GB50014-2006），对污水形成系数和污水收集率分别按以下取值：污水形成系数（规范为80～90％）：近期取83％，和远期取87％；污水收集率：近期取80％，远期取90％。则城市（xx）近、远期的污水处理量分别为：近期（2010年）的污水处理量QW近:QW近＝2.18×83％×80％＝1.45万m3/d;122 远期（2020年）的污水处理量QW远:QW远＝3.485×87％×90％＝2.73万m3/d。根据上述对xxxx近、远期污水处理量的预测，其近、远期的污水处理规模分别确定为：近期（2010年）：1.5万m3/d；远期（2020年）：3.0万m3/d。本可研对污水厂按近期规模（1.5万m3/d）设计，适当预留远期发展用地。3.3污水水质及处理要求3.3.1原污水水质污水处理厂实际进水水质直接关系到污水处理工艺流程的选择和处理构筑物和设备容量的确定。设计水质确定过高，将造成工艺的不合理或设备的闲置和浪费，增加工程投资和运行费用；水质确定过低，则满足不了出水水质要求，不能达到工程建设的目的。一般情况下，污水进水水质应根据当地的实测数据和相关因素，通过统计分析确定。在122 国内城市中，由于经济发展水平的高低不同、生活习惯存在差异，工业产业结构各异等因数，其城市污水的水质特征也各有不同。但就国内多数城市而言，其城市污水中生活污水所占比例多在总排水量的70%～90%之间。工业废水因生产工艺的不同其成分组成差别较大，但生活污水水质的规律性较强，尤其是相同地域，经济水平发展相当，工业结构差别不大的城市，由于居民生活习惯，城市生活布局、行为方式等相近，其城市生活污水成份及水质也基本相似。四川省部分污水处理厂的设计及运行实际原水水质列于表3-1。表3-1　　四川省部分污水厂的设计进水水质　　序号工程名称BOD5（mg/l）CODcr（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）T-P（mg/l）1阆中污水处理厂200300200244.02彭山县污水厂1503001503033彭州污水处理厂15030015030-454峨眉污水处理厂1503002253035眉山污水处理厂1602601802016西昌污水处理厂1802601803537德阳污水厂15040020025～308绵阳污水厂200300260259攀枝花污水处理厂1603002502510成都三瓦窑污水厂100～200200180～200表3-1中的数据表明，大多数污水厂的设计进水水质多处于中、低浓度，BOD5为150～200mg/l，CODcr为260～400mg/l，SS为150～250mg/l，NH3-N为25～30mg/l122 。而许多实际运行工程的进水水质往往低于设计水质。究其原因，可能是在设计时，考虑了对水质变化留有一定安全因素所致。据有关资料介绍，污水厂设计水质高于实际进水水质的现象普遍存在。另外，在国内城市中，由于经济发展水平的高低不同、生活习惯存在差异，工业产业结构各异等因数，其城市污水的水质特征也各有不同。但就国内多数城市而言，其城市污水中生活污水所占比例多在总排水量的50%～80%之间。工业废水因生产工艺的不同其成分组成差别较大，但生活污水水质的规律性较强，尤其是相同地域，经济水平发展相当，工业结构差别不大的城市，由于居民生活习惯，城市生活布局、行为方式等相近，其城市生活污水成份及水质也基本相似。鉴于以上考虑，本可研根据业主2002年11月提供的水质报告，并在参考四川省部分污水处理厂的设计、运行实际水质（表3-1）基础上，将xx污水厂的设计进水水质确定为：CODcr250mg/LBOD5150mg/LSS180mg/LT-N40mg/LNH3-N30mg/LT-P3.0mg/LpH6.93.3.2污水处理要求根据国家关于城镇污水处理厂污水排放的有关要求,xx城市生活污水处理厂处理后的出水应满足《城镇污水厂污染物排放标准》GB18819-2002中的一级（A）标准，即：122 BOD5≤10mg/lCODCr≤50mg/lSS≤10mg/lT-N≤15mg/lNH3-N≤5mg/lT-P≤0.5mg/lPH6～93.3.2处理程度根据上述污水水质及排放标准，对xx污水处理厂的设计处理程度列于表3-2。表3-2污水处理设计程度水质指标BOD5CODcrSSNH3-NT-NT-PpH设计原污水水质（mg/L）150250180304036.9出水水质要求（mg/L）≤10≤50≤10≤5≤15≤0.56-9设计处理程度（％）93.338094.4483.3362.5083.33注：表中的“出水水质要求”为“国家GB18918-2002一级A标准”3.4污水厂厂址3.4.1选址原则污水处理厂厂址的选择应符合城市建设总体规划，综合考虑城市及厂址附近乡镇的发展、工程建设、环境保护、运行管理、防汛抗震等方面的要求。确定污水处理厂厂址，一般需遵循以下原则，即：1污水厂厂址应符合城市总体规划，能满足城市远期发展要求；2污水厂址需位于城市集中供水水源的下游；并保证场地没122 有被洪水淹没的危险；3尽量减少拆迁、少占良田，且具有一定的卫生防护距离；4有利于净化出水及剩余污泥外排（运），交通、运输及供水、供电较方便；3.4.2厂址方案1方案1：锁江桥下游4500m处此厂址在县城南部旭水河畔，属xx新农村九社，小地名刘家坝，有村道相通，距县城约5公里。此厂址属耕地，无拆迁户。原始地坪处于339.15－350.41m，地势较平坦开阔。旭水河在此处的二十年一遇的洪水位高程为338.19m。污水厂的设计地坪标高为399.0m，比洪水位标高高0.71m。2方案2：锁江桥下游3500m处此厂址位于xx新星村原附南酒厂边的河滩地，于旭水河锁江桥下游3500m河右岸，即王家坝对面的河漫滩地，距县城约4公里。此处的原始地坪处于334.90～338.80m。根据业主提供的《xx城市污水处理厂行洪论证报告》，拟建河堤护岸高程为338.61m，可满足二十年一遇设计洪水位的要求。3推荐厂址根据上述比较，两个厂址都有位于城市下游便于接纳城市污水；厂区基本无住户；厂址有机耕到相邻，交通较方便的特点。122 本次可研推荐厂址2。与厂址1相比，厂址二属河漫滩地，虽有挖填方量较大于厂址1的特点，但厂址2有以下特点，即：l符合城市总体规划的要求；l距离xx旧城和规划城区较近，节省工程总投资；l场坪的有利于实现截污干管重力流入厂内。3.5污水收集系统根据城市的总体规划和均连镇的地形，城市污水收集系统，对旧城区采用截流式合流制，规划新城为雨、污分流制。污水管网按规划分区设置，全部为重力系统。城市污水经截流后自流进入城市污水处理厂。122 第四章污水、污泥处理工艺4.1处理工艺设计原则合理的污水处理工艺，不仅应当在保证其具有优良处理效果的前提下，运行稳定、管理方便、并尽可能降低工程投资和日常运行费用，确保污水处理厂出水水质稳定达标，而且还应顾及今后对污水厂出水水质要求进一步提高的适应性，使污水厂可能仅通过调整运行条件而毋需进行工程改造来满足进一步提高的出水水质要求。因此，本可研在考虑污水水处理工艺时，遵循以下原则。1遵循国家和地方的各项法规、政策、因地制宜，合理实施。2根据城市总体规划，结合城市实际地形条件，全面规划、合理布局，节约用地；3采用先进、可靠的处理工艺，高效节能的设备，适合国情的控制方案，经济合理的构造型式，使污水厂具有处理效果优越，运行可靠，管理方便、节省工程投资、降低运行成本。逐步实现污水资源化，发挥较好的工程投资效益；4.2污水处理工艺4.2.1城市污水污染物去除概述1SS的去除污122 水中SS的去除主要依靠沉淀去除。污水中较大颗粒的悬浮性污染物质，借重力自然沉淀即可去除；较小颗粒的悬浮性污染物，其有机部分可被微生物吸附、降解而去除，而无机颗粒则往往要借助于活性污泥絮体的吸附、网络，与活性污泥同时沉淀去除。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10mg/L以下。2BOD5的去除去除污水中的BOD5，主要是依靠微生物的吸附和代谢作用，最后通过泥、水分离过程来完成。活性污泥或生物膜中的微生物，在供氧的条件下，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获得细胞合成所需的能量，其最终产物为CO2和H2O等稳定物质。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。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浓度达到很低水平。3COD的去除污水中的COD去除原理与BOD5基本相同。污水厂COD的去除率取决于原污水的可生化性，这与城市污水的组成有关。122 对于主要以生活污水和与生活污水性质相似的工业废水组成的城市污水来说，BOD5/CODCR比值一般在0.5左右，其污水的可生化性较好，出水COD值可以控制在较低的水平。而对于以工业废水为主的城市污水，其BOD5/CODCR比值可能较小，可生化性较差，处理后污水中的剩余COD可能较高，此时，要使出水COD浓度小于排放标准将存在一定的难度。xx污水厂处理以生活污水为主的城市污水，其BOD5/COD比值约0.47，可生化性较好，采用适宜的生物处理工艺，完全可使出水满足CODcr≤40mg/L的要求。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（NO3122 -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μn明显小于异氧菌的比生长率μh，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。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，产生的能量用以吸收、快速降解有机物，并转化为PHB（聚β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。122 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2～2.4mg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1.5～2%，而采用生物除磷工艺的剩余活性污泥磷含量可以达到常规活性污泥的2～3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第二个前提条件。(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。122 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。xx污水厂进水的总磷浓度为3mg/L，其出水水质要求严格，总磷浓度需≤0.5mg/L,其污水处理工艺的设置，必须适应这一水质特点。4.5.2几种常用的城市污水处理工艺城市污水处理厂的污染物质以有机物为主，以往大多采用活性污泥处理工艺。活性污泥工艺除普通曝气外，尚有多种改进型式，常用的有传统活性污泥工艺有A/O、A２/O、氧化沟、SBR及其改进型工艺（如CASS、Unitank）等。当前，随着污水排放标准对氮、磷指标的要求的提高，国内在城市污水处理的活性污泥工艺中，较多采用A２/O及CASS工艺。但自上世纪末/本世纪初以来，国外新型的生物膜技术－曝气生物滤池工艺（BAF）进入了国内污水处理市场，由于BAF工艺所具有的优越性，使其在城市污水处理领域中的应用得到了迅速发展，BAF城市污水处理厂日益增多。122 1生物除磷、脱氮（A２/O）工艺A２/O工艺也是在普通曝气的基础上，企图同时解决除磷、脱氮问题而派生的工艺。其工艺流程是在传统活性污泥工艺基础上，增加了厌氧、缺氧单元。其主体工艺流程为：城市污水→粗格栅、提升泵站→细格栅、沉砂池→（初沉池→）→厌氧池→缺氧池→曝气池→二沉池→消毒接触池→出水排放城市污水首先通过格栅、沉砂、初沉（有的不设初沉）预处理后，进入厌氧池，与由二沉池回流的含磷污泥混合，含磷回流污泥在厌氧池中释放磷，同时降解污水中的部分有机物；厌氧池出水进入缺氧池，与从好氧池回流的硝化液混合，进行反硝化脱氮，将硝酸盐还原成氮气从水中逸出；缺氧池的出流进入好氧池（曝气池），在此发生降解BOD、硝化氨氮、过量吸磷等多项反应，最后在二沉池进行泥水分离，一部分污泥回流至厌氧池，上清液达标排放。由于A2/O工艺的基础是低负荷活性污泥法系统，技术成熟，除去BOD的效果好。但也存在一些显著的问题，主要有：一是工艺流程长、构筑物较多、动力消耗较大；占地面积大；同时存在污泥回流和混合液回流等多重回流系统，工艺管线较长且复杂；对运行管理的水平要求较高；工程投资大，运行成本也也相对较高。二是脱氮、除磷的工艺条难以协调。虽然理论上A2122 /O工艺同时具有除磷、脱氮效果，但实际运行结果却很难如此，我国一些以A2/O工艺运行的污水处理厂，普遍存着脱氮和除磷效果难以兼顾的矛盾，往往当脱氮效果好时除磷效果差，而当除磷效果较好时脱氮效果又不能满足要求。在环境条件方面，一般的A2/O工艺，回流污泥全部由好氧区回流至厌氧区，当系统硝化作用良好时，随回流污泥将硝酸盐大量带入厌氧池；除磷工艺要求必须在混合液中存在能快速生物降解且既无分子态氧又无结合态氧的绝对厌氧环境中，聚磷菌才能释放磷；当水中存在硝酸盐时，系统首先消耗可快速生化降解的有机物进行反硝化，充分脱氮后才能开始磷的厌氧释放过程，这就使得厌氧区实际可利用基质和有效容积都大为减少，最终表现为脱氮效果好而除磷效果差；反之，如系统硝化不完全，则表现为除磷效果改善而脱氮效果下降。在有机负荷方面，对除磷而言，一般要求好氧池的有机负荷至少不低于0.15kgBOD/kgmlvss.d，而对于硝化而言，又要求好氧池的有机负荷最大不高于0.18kgBOD/kgmlss.d，二者运行的协调负荷空间仅0.03kgBOD/kgmlss.d。而污水的BOD浓度又处于经常变化状态，导致处理系统对除磷、脱氮效果难以兼顾。2CASS（序批式）污水处理工艺CASS工艺又称序批式污水处理工艺。此工艺在两个或多个生物反应池中对污水进行批次处理。122 CASS工艺的污水处理机制与普通曝气法完全相同，其区别在于原污水不是顺次流经各处理单元，而是在同一反应池内，按设定的时间程序实现进水、曝气、沉淀、排水和闲置等过程。从污水进入开始到闲置时间结束为一个周期。这种操作周期周而复始循环进行，达到不断进行污水处理的目的。CASS工艺的主体流程为：城市污水→粗格栅、提升泵站→细格栅、沉砂池→CASS池（选择区－缺氧区－主反应区－滗水）→消毒接触池→出水排放序批式（SBR、CASS等）工艺的特点是处理流程简单，构筑物较少，工程投资相对较省；其缺点是各处理过程的切换完全依靠自控进行，因此，对自控系统的质量及操作管理人员的技术水平要求非常高，一旦自控系统出现故障，将立即导致处理系统运行紊乱，且无法以人工替（哪怕是短时间替代）运行；由于SBR为间歇运行，导致反应池和设备的利用率较低；滗水器不仅水头损失大（根据水量不同，一般2.5～3.5m），如设计、运行控制不当，极易发生污泥流失，影响出水超标和系统稳定。3曝气生物滤池（BAF）工艺曝气生物滤池（简称BAF122 ）是在生物接触氧化工艺的基础上，引入给水净化过滤机制而形成的一种新型的污水生物处理工艺。其突出的特点，是在一级处理的基础上，将生物氧化和过滤结合在一起（滤池后不设二沉淀池），通过反冲洗再生实现滤池的周期性运行。曝气生物滤池集生物氧化、生物絮凝、过滤、反冲洗更新等处理功能于一体，通过滤料上生长的高浓度生物膜对污染物的生物降解以及滤层的机械拦截和生物絮凝对悬浮物的综合截留作用，实现对污水中污染物的有效去除。BAF工艺于80年代初出现在欧洲，由于它具有良好的性能，其应用范围不断扩大。在经历了80年代中、后期的较大发展后，到90年代初，这种工艺已基本成熟。在污水的二级或三级处理中，BAF体现出处理负荷高、出水水质好，占地面积省等特点，因此，在90年代及其以后，BAF得到了很快发展。BAF的池形类似于给水处理的V型滤池。滤板均匀安装布水（兼冲洗布气）滤头，装填比重略大于水的“下沉式”滤料；在滤料底层设置以曝气头（或穿孔管）曝气的布气系统，向上依次装填垫层和生物滤料（滤料层厚度一般为3.0～4m）；在滤池底部设置污水进水管、滤池冲洗水管和冲洗空气管。BAF的运行方式多采用水、气同向的上流式。经沉淀预处理后的污水由BAF下部进入池内，通过滤头均匀布水，同时通过曝气头或穿孔管曝气，水、气自下而上穿过滤层，实现对污水中含碳有机物（BOD）的降解、硝化氨氮、截留随污水进入的SS和脱落的生物膜，使最终出水满足排放或回用要求。122 BAF的冲洗，采用先下向水洗（速降），继而气、水上向冲洗的方式，冲洗时滤料呈向上膨胀状态，冲洗（污）出水通过污水回收池和回收泵送入预处理沉淀池。BAF处理城市污水的主体工艺流程为：城市污水→粗格栅-提升泵站→细格栅-沉砂池→缺氧-沉淀池→超细格栅→BAF滤池→消毒→出水回用或排放1BAF工艺的特点曝气生物滤池以其独特的结构特征和运行特点，在对城市污水及其它多种工业废水处理工程的实践过程中，取得了优异的效果，显示出其独特的优越性，主要表现在：l处理构筑物容积小，占地面积省BAF所采用的高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可积聚多达10～15g/L的微生物量，高浓度的生物量导致BAF可承受相当高的容积负荷，其BOD5的填料容积负荷，几乎是常规活性污泥法的5～10倍，大大减小了池容和占地面积。BAF对悬浮物的综合截留作用，可将出水中的SS控制在很低水平，能满足排放标准而不需设置二沉池和污泥回流系统；再加上BAF所采用的集成式布置方式，紧密地集滤池、鼓风机房、泵房、反冲洗清水池、污水回收池等于一体，又进一步节省了相关处理构筑物的占地面积。122 l出水水质优越、运行稳定，抗冲击负荷能力强BAF滤料层中存在的高浓度微生物菌群，具有较高的生化反应速率，处理系统的出水水质十分优越；同时，BAF属于微生物固定生长体系，高浓度的微生物以生物膜的形式固定在滤料上，无污泥膨胀之患，亦不会因受有机负荷或水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，BAF不仅具有较强的耐冲击负荷能力，而且运行十分稳定。有关资料指出，BAF可在比正常负荷高2～3倍的短期冲击负荷下运行，而其出水水质变化很小。国内的实际工程运行数据表明，采用BAF处理城市污水，其出水SS、CODCR、BOD5、氨氮等指标的浓度，均大大低于国家一级排放标准值，出水清澈透明，无异味，基本达到城市生活杂用水的标准，可直接回用于场地绿化或市政杂用水。l氧利用率高，节省空气量和电耗BAF所采用的专用曝气系统以及在曝气过程中，藉助于粒状滤料对微小气泡的阻挡和反复切割作用，空气泡在滤层中进一步被细碎，增加了滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，强化了气、液传质效应，从而使得BAF的氧利用率高达30％以上，大大高于常规曝气系统（采用微孔曝气器的常规曝气系统，一般设计的氧利用率为15～18％）。122 众所周知，在城市污水二级生物处理系统中，生物处理单元的电耗约占总电耗的70％左右，氧利用率的高低，是决定污水处理能耗的关键性因素。有专家根据大连马栏河污水厂BAF工程的运行资料进行过测算，大连马栏河BAF污水厂去除1公斤BOD5的耗电量仅约0.8度，大大低于常规曝气去除1公斤BOD5耗电量约1.5～1.8度的水平。我国新的《室外排水设计规范，GB50014》亦指出，曝气生物滤池的充氧量比一般活性污泥法低30～40％，这都充分表明了BAF节能的优越性。l处理流程简单，工程投资及运转费用相对较低由于BAF所具有的诸如紧密集成布置方式、无二沉池和污泥回流系统、氧利率高等特点，使处理流程得以简化，在很大程度上节省了占地面积，使工程投资和运行费用都比常规活性污泥法要低。污水处理厂的规模越大，BAF在减少占地、降低工程费用、节约能耗、降低运行成本等方面的优势就越显著。lBAF工艺采用化学除磷，除磷效果有保证BAF工艺采用化学预处理除磷，其除磷程度可根据实际水质，通过调整除磷药剂的投加量进行控制，运行方便，效果可靠；lBAF具有一定的同程反硝化（脱氮）功能122 国内外的试验研究和工程运行资料表明，在BAF运行过程中，存在同程硝化、反硝化作用，这是由于在BAF滤池布满微生物的滤料凹面孔间隙内部，存在一定的缺氧环境，为反硝化细菌的脱氮提供了条件。在适宜的水力负荷、供氧量等运行条件下，其脱氮效果可达50％左右。清华大学的试验资料表明，在进水总氮为25.5mg/L时，生物滤池对总氮的去除率可达50.27％；哈尔滨工业大学等单位在“曝气生物滤池的短程硝化、反硝化机理研究”中指出，曝气生物滤池具有较强的同步脱氮、除碳效果，对总氮的去除能力可达0.18～0.42kg/m3滤料.d。法国OTV公司的BAF工艺运行资料也认为，以好氧条件运行的BAF滤层中，仍存在着若干厌氧／缺氧微环境以及相当数量的厌氧／兼氧微生物，使得BAF滤池在发生硝化作用的同时，还伴有反硝化作用发生。国内大连马栏河污水厂的实际运行资料也证明了BAF存在同步脱氮的效果。马栏河污水厂2003年曾对总氮进行过检测，其平均去除效果亦达到56％（原水总氮49.4mg/L）。由于上述同程反硝化（脱氮）的效果有一定限度，因此，在进水总氮浓度较高，导致要求取得较高脱氮效果的情况下，尚需通过设置不同功能的单元组合（如设置前置缺氧池）或在同一滤池中设置不同的功能分区（如设置下部缺氧层）来满足较高程度的脱氮要求。l对环境影响小122 BAF系统之所以对环境（包括处理厂区及周边环境）影响小，其一是BAF系统采用了封闭的上流式流程，原污水通过管道从BAF底部进入，原污水的臭味被封闭在BAF系统之中，待污水通过滤料层上升至BAF上层水面时，已是经过充分净化、清澈透明、无任何厌恶感的清水层；其二是BAF系统采用了集成式布置，将产生噪音的主要机、泵等设备及冲洗污水回收池集中设置在集成构筑物内（地下），避免了噪音外泄，对外界环境的影响甚微。BAF“占地少、对环境影响小”的优点，使之在市郊甚至市区内建设城市污水厂成为可能。比如，大连马栏河污水厂就建在市区，过往行人完全不知道围墙内是一座污水处理厂；四川西昌琼海污水厂也建在交通繁忙、店铺及住宅林立的近郊，住户和过往路人完全感觉不到臭味和噪音的干扰，由于污水厂绿化甚密，建筑美观，周围老百姓甚至误以为是新建的“疗养中心”。由此，BAF污水厂对周围环境影响之小，已可见一斑，这实为其它活性污泥污水处理厂所不能及。l自动化程度高，运行管理简单随着相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如传感器、各种在线测定仪表、定时器、变频器及微电脑等产品的普及，使BAF系统的自动化得以顺利实现。通过对处理系统水质、水量及相关工艺参数的在线检测，自控系统可方便地对相关设备和工艺运行参数进行调整和优化，使BAF处理系统始终处于最佳运行状态。如此，BAF的运行管理变得简单易行，可最大限度地减少处理厂定员和降低运行成本。对较大规模的污水处理厂，此举的优越性更显突出。122 BAF系统设置自控系统的目的，是为优化运行参数，减轻工人劳动强度，简化管理，它需要自控，但决不依赖自控，当自控系统故障时，仍可切换为人工手动操作，不致影响处理系统的正常运行，不象序批式工艺那样必须完全依赖自控系统才能运行。l处理设施初期启动极其方便、容易由于BAF属于生物膜处理工艺，当处理设施建成后，不需采取任何“接种”措施，只要按设计要求连续进（污）水并曝气，连续运行一个月左右生物膜即可培养成功，此时的BAF出水已能基本达到排放标准。整个培养过程极其简单方便，不需给予任何特殊维护，实可称其为“傻瓜系统”。l对气温变化及间歇运行的适应性强由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不易流失；如果需要在一段时间内停止运行或间歇运行，只要使滤料处于水浸没状态，就能保持其微生物的活性，可随时恢复运行，且在几小时内即可取得良好的出水水质；如在较长时间停止不用后再恢复运行，亦可在进水、供气后的几天之内恢复正常运行。也正是由于滤池所持有的高微生物量、鼓风曝气的方式以及池体大部分处于地下的型式，使得BAF对低气温以及气温变化的适应性较强。122 活性污泥系统则不然，如果系统处于间歇运行状态，则不可能获得正常出水水质；如果停止一段时间后再恢复运行，则需相当长的时间才能使其恢复正常；如果由于污泥膨胀而使处理系统遭到破坏，则需要重新培养活性污泥，其难度不言而喻。lBAF的构造形式，能较好地适应污水量逐步增加的要求新建的城市的污水处理厂，建成初期的污水量往往不能达到设计的处理规模，而曝气生物滤池的单元式构造，却能较好地适应这种初期污水量不足的情况，只需运行BAF的部分单元，既能满足处理较少污水量的要求，不致浪费能耗。lBAF可立足于国内生产的设备和器材随着我国的技术进步，曝气生物滤池所需的主要设备和器材，国内目前均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构可能需要进口或采用合资企业的产品。BAF的不足之处，其一是设备装机容量较大，主要是由于滤池冲洗系统的设备（反冲洗鼓风机、反冲洗水泵、反冲洗污水回收泵等）的设备容量较大（约占总装机容量的35～40％），但这些设备每日运行的时间很短（滤池一般24小时冲洗一次，每次约30分钟），并不导致耗电相应增大；其二BAF滤池对施工要求较高，需精心施工，确保施工质量。2BAF池应用概况BAF工艺在欧美应用较为普遍，目前，在欧、美和日本等国家已有百余座大小各异的污水处理厂采用了这种工艺，用来处理城市污水和工业废水，而且，许多处理厂是建在122 用地紧张、出水水质要求高的地方。在法国、丹麦、美国也有不少采用BAF的工程实例。BAF工艺的突出优越性，引起了国内污水处理界的极大关注，不少城市污水和工业废水已经或正准备采用BAF工艺。比如，大连市马兰河污水厂（12万吨/日）采用BAF工艺运行已达5年，效果良好；沈阳市已于2003年建成24万吨/日的BAF污水厂已运行2年；广东新会市采用BAF处理4万吨/日的城市污水厂已运行5年以上；河北邯郸市正在建设10万吨/日的BAF城市污水厂；鞍山钢铁公司已于2005年设计完成10万吨BAF污水处理厂，其出水将直接回用于循环冷却水系统的补充水等等。2001年以来，四川省部分市、县已设计、建设了20余座规模1.0～5.0万m3/d的中、小型BAF（Biofor）城市污水处理厂，这些污水厂均位于四川省西部，处于长江上游水系流域，是国家为保护三峡库区及长江中上游水环境而资助兴建的污染治理工程。2003年以来，已有十多座BAF污水处理厂先后投入工程建设，现已建成7座，其中5座已调试完毕投入运行，处理效果十分优异。其它用于处理工业污水的小型BAF处理厂（站）更多不胜数。3BAF实际工程的处理效果(1)大连马兰河污水处理厂采用BAF处理工艺，于2000年建成投入运行，日处理污水12万m3/d,采用串联运行方式,处理效果良好，运行稳定。其2002年4～6月份的实际运行效果列于表3-4;(2)122 四川西昌琼海污水处理厂亦采用BAF处理工艺，于2003年建成投入运行，日处理污水1.0万m3/d,采用并联运行方式,处理效果优异，运行稳定，出水已被用作喷洒城市道路用水。其2003年3～5月份的实际运行效果列于表3-4。表3-4中的数据表明，BAF处理系统在调试期间显示出十分优越的水质净化效果，相关水质指标均达到国家“GB18918-2002一级”排放标准的要求。BAF平均出水的COD小于30mg/L，BOD、SS均在10mg/L以下，氨氮小于5mg/L，已达到城市生活杂用水（厕所便器冲洗、城市绿化、洗车，扫除等）的水质标准，在需要时可直接予以回用。表3-4BAF工艺处理城市污水的实际效果水质项目大连马兰河污水处理厂12万m3/d，12组BAF，串联运行四川西昌琼海污水处理厂1.0万m3/d，4组BAF，并联运行原水（mg/L）BAF出水（mg/L)去除％原水（mg/L）BAF出水（mg/L)去除％CODCR4804091.67146.0～287.0194.124.0～51.028.9785.08BOD52161095.3749.0～69.059.305.00～9.668.1986.19SS3501097.1457.0～178.0117.501.00～14.006.6194.37TKN---36.52～43.3040.012.36～16.005.9285.20NH3-N40587.5027.00～41.2035.621.90～4.502.5392.90T-P---3.00～4.503.790.56～2.101.4661.483.5.3污水处理工艺根据本工程批准的可研报告，针对xx污水处理厂的具体情况，通过对普通曝气、两段曝气（AB法）、氧化沟、SBR122 及曝气生物滤池（BAF）等几种常用生物处理工艺比较表明，新型的曝气生物滤池（BAF）工艺具有较明显的优点，主要表现为：处理构筑物容积小，占地省，投资相对较低；具有抗冲击负荷的能力，处理效果稳定；充氧效率高；对温度变化的适应能力强；自动化程度高，运行管理方便等等。为此，本初设按曝气生物滤池（BAF）工艺设计。本初设研之所以推荐采用BAF生物处理工艺，除BAF系统所具有的上述优势之外，针对xx的具体情况，还主要考虑了以下因素：1BAF系统初期启动和间断后回复运行均比较容易；2BAF系统无产生污泥膨胀之虑，日常运行十分稳定；3对原污水浓度较低的适应性很强。四川若干城市污水处理厂，特别是中小城市（县、镇级城镇）污水厂的实践证明，在污水收集系统尚处于合流制或截流式分流制状态下，实际进厂污水的水质一般都偏低，其COD多在50～150mg/L之间，特别是在雨季，进厂污水的COD甚至可低到40～80mg/L；在此情况下，活性污泥系统往往由于污泥的增殖率低，和出水的污泥流失量（二沉池或滗水器流失的SS）不能平衡而使处理系统的生物量（污泥）呈现“负增长”状态，导致曝气池的污泥浓度逐渐降低，出水水质恶化。而BAF系统由于其微生物固定生长在滤料上，不存在“污泥流失”问题，因此，不论进厂水质浓度高、低，其生物量都可自行维持平衡，保证处理系统始终处于稳定运行状态。122 3.6剩余污泥的处理、处置3.6.1污泥处理BAF系统排出的混合剩余污泥含水率约为98～98.5％，按业主提供的原污水水质（SS＝180mg/L，BOD5＝150mg/L）计算，每日排出的剩余污泥量（干重）约2286kg/d（包括预沉截流污泥、化学除磷污泥及生物同化污泥等），折合含水率约98～98.5％的排泥体积约114.3～152.4m3/d。剩余混合污泥采用污泥贮存（兼浓缩）和机械脱水处理。根据本工艺混合污泥的特征，污泥脱水采用卧螺式离心脱水机，卧螺式离心脱水机占地面积小，固体回收率高，管理方便。3.6.2污泥处置脱水污泥建议运往城市垃圾处理场集中处置。如经有关部门检验确认安全无害，也可用于农肥或供园林部门用于非娱乐场所的绿化和荒地的土质改良。122 第四章污水厂工艺设计4.1污水处理工艺流程根据本工程批准的可研报告，xx污水处理厂采用BAF生物处理工艺，本初设按BAF工艺进行设计，其处理工艺流程示意于图4-1。空气硝化液回流冲洗泵脱水污泥外运处置外运处置回用或排放栅渣栅渣栅渣排砂加药（化学除磷）超细格栅中间水池城市污水粗格栅提升泵房细格栅斜管沉淀池钟氏沉砂池紫外线消毒计量泵污泥贮存污泥脱水污水回收池生物滤池冲洗清水池缺氧脱氮池回流泵图4-1曝气生物滤池（BAF）工艺流程示意图城市污水自流进入粗格栅槽，经粗格栅拦截粗大杂物后进入提升泵集水池，由污水提升泵提升至细格栅槽，由此往后，污水全部依靠自流通过全流程；经细格栅进一步拦截较细渣滓后的污水，进入旋流沉砂池，沉淀去除粒径大于0.2mm的砂粒，以减少对后续设施和设备的磨损；122 沉砂污水自流依次进入缺氧池，斜管沉淀池，在缺氧池中，污水与回流的硝化液（BAF出水）混合实施脱氮；继而进入斜管沉淀池，沉淀去除SS和（化学除磷生成的）不溶性磷酸盐；沉淀出水经超细格栅最终拦截大于2mm的细渣后，由水力配水井均匀分配至各格BAF滤池；BAF滤池在充分供氧的条件下，生物降解污水中的BOD、硝化氨氮、截留SS，其出水已得到充分净化；BAF滤池出水（部分回流至缺氧池进行脱氮）经紫外线消毒（必要时）后排放或回用。4.2BAF工艺设计概要BAF工艺在粗格栅-提升泵、细格渣-沉砂池、消毒、污泥处理等环节与其他常规污水处理工艺基本相同，仅BAF滤池及其除磷、脱氮环节不同。4.2.1前置缺氧池、沉淀池本工程的BAF处理系统为脱氮、除磷、回收滤池冲洗污出水中的的SS、保护BAF滤池而设置了前“置缺氧池－沉淀池”。前置缺氧池和沉淀池为共体连建的钢筋混凝土构筑物，置于BAF滤池之前，沉淀出水经超细格栅自流进入BAF滤池。前置缺氧池内填充纤维填料和潜水搅拌机，以保持、提高缺氧微生物的浓度，加强与回流硝化液的混合，强化脱氮功能；为缩小沉淀池的面积，采用斜管沉淀池，机械排泥；122 为保证后续BAF滤池的正常工作，在沉淀池末端设置缝隙为2mm的超细格栅，拦截漂浮/半漂浮状态的渣滓（毛发、烟头、塑料薄膜片、泡沫塑料碎渣等），防止BAF滤池的滤头被堵塞。4.2.2BAF的构造曝气生物滤池主要由池体、滤床、承托层、布水系统、布气系统、滤料冲洗系统及净化水排出系统组成。1BAF池体本工程BAF采用10个的矩形钢筋混凝土滤池，单个滤池的平面尺寸，从满足工艺所需要的流态，布水、布气均匀，填料安装和维护管理方便等考虑，采用6.08×12m；滤池分4组排列排放，其中一边是6m宽廊道和配电间，为安装管道和曝气鼓风机、反冲洗鼓风机、反冲洗水泵的场地；2生物滤料生物滤料是微生物生长栖息的场所，适宜的生物滤料应具备下述特点：●机械强度好：填料必须具有可以满足所用反应器在不同强度的水利剪切作用以及载体之间摩擦碰撞过程中破损率低的机械强度要求。较好的硬度能使滤料即使在过滤过程中使用多年仍能保持其原有的大小和形状；●122 耐磨损性：滤料必须具有较高的耐腐蚀性，这样能减少滤料在反冲洗过程中的磨损；●比表面积大：填料一般选用比表面积大、开孔空隙率高的多孔惰性载体，这种载体有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量；有利于微生物代谢过程中所需氧化和营养物质以及代谢产生的废物的传质过程；●生物、化学稳定性好：生物膜在新陈代谢过程中会产生多种代谢产物，某些代谢产物可能对载体产生腐蚀作用，因此生物膜载体必须具有一定的化学稳定性和抗腐蚀性，同时需不参与生物膜的生物化学反应，且其本身应是不可生物降解的。●表面电性和亲水性：微生物一般带有负电荷，而且亲水，因此载体表面带有正电荷将有利于微生物固着生长，载体表面的亲水性同样有利于微生物的附着。●空隙率及表面粗糙度：载体表面具有一定的空隙率及粗糙度同样有利于微生物的附着、生长，并减少载体之间摩擦碰撞而造成固着微生物的脱落，有利于生物滤池的稳定运行。●密度：载体密度过大，造成在反冲洗时载体悬浮困难或使反冲洗时能耗增加；密度过小，又不宜于载体在反应器中的运行工况，因此载体密度需在一定范围之内。本初设采用的BAF生物滤料的公称粒迳为d＝4～6mm，滤料层厚度为4m。根据已运行的工程来看，以火山岩质生物滤料较好。3滤料承托层（垫层）122 承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗稳定进行。为保证承托层的稳定，并对配水的均匀性起到再分配作用，要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性，形状应尽量接近圆形，工程中一般选用卵石作为承托层。本初设的滤料承托层厚度采用340mm，分3层铺垫，级配为：第一层（靠滤板）d＝28～40mm，h＝140mm；第二层（中间层）d＝18～25mm，h＝100mm；第三层（靠滤料）d＝8～15mm，h＝100mm；4布水系统曝气生物滤池的布水系统包括滤池最下部的配水室和滤板上的配水滤头。对于上向流滤池，配水室对进水起缓冲、均衡作用，污水经配水室通过配水滤头均匀流经滤料层。布水系统兼作滤池正常运行的布水外和滤池反冲洗布水。本初设采用专用滤头，滤头在滤板上呈方格网形布置，公称网格间距一般为125×125mm，根据具体情况进行局部调整；专用滤头材质采用ABS工程塑料，并强化滤头结构中的螺纹和预埋套管，加设橡胶扩垫圈，使滤头整齐、牢固地在滤板上定位连接，防止松动、脱落；滤头帽底座设置增强底缝，使其与滤板间无死水区，不积泥。本工程采用Ф30×392的ABS工程塑料短柄滤头。5布气系统122 曝气生物滤池内的布气系统包括正常运行时曝气所需的曝气布气系统和进行气、水联合反冲洗时的冲洗布气系统。本工程的曝气布气系统采用BAF专用的“单孔膜片曝气器”（简称“曝气器”）作为滤池的空气扩散装置，在布气支管上按一定间隔距离安装“曝气器”，布气支管被固定在滤板上，处于滤料承托层中，距滤板约100mm。空气在经“曝气器”单孔喷出、并通过滤料层的过程中，可使氧的利用率达到30%以上；这种曝气器不易堵塞。滤池反冲洗空气管直接由滤板底下进入滤池，通过多根布气短管、空气垫层、和滤头均匀分布反冲洗空气。6反冲洗系统曝气生物滤池反冲洗系统与给水处理中的V形滤池类似，采用气、水联合反冲洗，其目的是去除生物滤池运行过程中截流的各种颗粒及胶体污染物以及老化脱落的微生物膜。曝气生物滤池气、水联合反冲洗通过固定滤板上的滤头实现；滤池反冲洗过程，一般先快速泄放滤层上层清水（速降）后，先单独用空气搓洗（气洗），再用气、水联合冲洗，最后再单独用水漂洗（水洗）；根据滤料层的积污情况，有时需反复进行“气洗”和“气、水联合洗”，滤池每次的冲洗时间在30min以内；在滤池的冲洗过程中，需掌握好冲洗强度和冲洗时间，既要达到既清除滤层中的沉积物，又要避免对滤料的过分冲刷，使生长在滤料表面的微生物膜受到过分剥落而影响后续处理效果。滤池的反冲洗周期通过“运行时间”及“滤层阻力损失”122 两项参数控制，由自控系统根据在线检测仪表的信息进行控制。7出水系统曝气生物滤池采用单侧堰出水，出水口处设计为60°斜坡；在出水堰口处设置交错排列的栅形稳流板，以截流可能随冲洗水流至出水口处少量填料，当初水中的滤料与稳流板碰撞后坠落，沿60°斜坡反（滑）回滤池。4.2.3BAF工艺的脱氮BAF系统通过以下三种途径除氮，即：生物同化过程消耗氮、BAF滤池同步脱氮以及前置反硝化脱氮。以上三种途径的除氮效果，都与原污水的BOD5浓度密切相关，特别是对于后两种脱氮途径，只有当进水的BOD5/TKN≥4的条件下，才能取得较好的效果。1生物同化消耗氮在生物同化过程中，微生物合成所消耗氮，其数量一般约为所去除BOD5的5％。本工程的原污水BOD5＝150mg/L，考虑前置沉淀去除的部分BOD5（按去除20％计）以及BAF滤池允许出流的BOD5（按10mg/L计）后，被生物降解的BOD5约在100mg/L左右，本初设将生物降解所消耗的氮以5mg/L计。2BAF滤池同步脱氮。122 在BAF滤池的滤层中，存在同程硝化、反硝化作用，这是由于在BAF滤池布满微生物的滤料凹面孔间隙内部，存在一定的缺氧环境，为反硝化细菌的脱氮提供了条件。在适宜的水力负荷、供氧量等运行条件下，可取得一定程度的同步脱氮效果。在四川西昌琼海BAF污水厂调试运行期间（2005年2月28日至4月2日）的统计检测数据表明，在进水平均BOD5＝59.3mg/L、平均TKN＝41.75mg/L（BOD5/TKN＝1.42）的情况下，BAF对总氮的去除率可达25.08％。实际上，上述两种脱氮（生物同化消耗氮、BAF滤池同步脱氮）所涉及的因素十分复杂，难以准确定量。为简化计算，本初设对BAF系统固有的（生物同化消耗氮、BAF滤池同步脱氮）总氮去除率取为20％。3前置反硝化脱氮本初设为确保污水处理厂的脱氮效果，设置了前置缺氧单元，缺氧单元安装TB/TA-TF-TH型自由摆动纤维填料，池底设置水下搅拌器。通过将硝化液（BAF滤池出水）回流至前置缺氧脱氮。要求前置脱氮单元所具备的硝化液回流率测算：本工程原污水的BOD5＝150mg/L，TKN＝40mg/L。要求最终出水的TN≤15mg/L；122 BAF滤池的硝化能力很强，实际工程运行结果证明，其硝化率可达到90％以上，为简化计算，暂以硝化程度为100％进行测算：将BAF系统固有的（生物同化消耗氮、BAF滤池同步脱氮）总氮去除率取为20％，去除总氮8mg/L；BAF滤池出水中的总氮NT＝40－8＝32mg/L；要求缺氧单元具备的脱氮率α＝（32－15）/32＝53.13％。相应的硝化液回流率R＝α/(1-α)≈113％；BAF滤池采用含硝酸盐的滤池出水冲洗，冲洗污出水返回前置缺氧单元。对于均连镇污水厂的BAF系统，如以每24小时冲洗滤池一次，其相应的回流率约为13％；由此，硝化液回流泵所需提供的回流率为100％。4.2.4BAF工艺的除磷BAF工艺采用化学除磷。除磷药剂通常采用铁盐或铝盐，铁盐或铝盐与污水中的磷酸盐作用，生成难溶解的FePO4或AlPO4沉淀物，随剩余污泥排出系统。1根据有关资料，采用铝盐或铁盐化学除磷，理论上除去1mg/L的P约需要1.742mg/L的AL或1.806mg/L的Fe。除磷常用的药剂有聚合氯化铝（PAC）、三氯化铁（FeCL3）、硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）；由于当前三氯化铁（FeCL3）的市场价格甚高，本工程采用工业硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）或聚合氯化铝（PAC）作为除磷药剂。122 1本工程原污水总磷浓度为3mg/L；生物降解去除的BOD5约在100mg/L左右，生物降解所消耗的磷一般约为去除BOD5的1％，本初设取为1mg/L；处理出水的允许总磷0.5mg/L；因此，化学除磷量为1.5mg/L。3硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）除磷工业FeSO4·7H2O的纯度以85％计，则1mgFe相当于商品FeSO4·7H2O的重量为：[（56＋96＋7×18）/56]/0.85＝5.84mg(FeSO4·7H2O)/mg(Fe)去除1.5mg/L磷需投加的商品FeSO4·7H2O量为：1.806×1.5×5.84＝15.8mg(FeSO4·7H2O)/L4聚合氯化铝（PAC）除磷以PAC含35%的Al2O3计，则1mg-AL相当于PAC商品的重量为：[（54＋48）/54]/0.35＝5.40mg(PAC)/mg(AL)；因此，去除1.5mg/L磷需投加的PAC量为：1.742×1.5×5.4＝14.1mg(PAC)/L；4.3单元构、建筑物设计4.3.1　粗格栅、提升泵房1粗格栅l设计参数：设计流量Qmax＝956.25m3/h＝0.266m3/s；122 过栅流速V＝0.6～1.0m/s,格栅安装倾角75°；l构筑物：粗格栅槽。由进水室、格栅渠道（分两格、并联运行）组成，组合尺寸L×B×H=8.7×4.4×7.6m，地下式，钢筋混凝土结构。在粗格栅槽进水室设置应急溢流管，当设备故障或其他非常原因，使进水室的污水超过最高设定水位时，污水通过应急溢流管溢流超越排出。为检修，在粗格栅前后，分别设置矩形钢闸板。l主要设备：回循环齿耙栅除污机2台，栅宽B=0.7m，高H=7.6m，N=0.75Kw，栅隙e＝20mm；两台粗格栅并列安装，正常状态并联运行；故障时，1台检修，1台短时超负荷运行。皮带输送机1台，B=650mm，V=0.2m/s，N=2.2Kw，粗栅渣由皮带输送机运离生产线，再用人工小车不定时清运。手动提板闸4台，600×600，H=7.6m。l控制方式粗格栅按设定的时间自动周期性运行，运行周期人为可调，格栅与皮带2提升泵房l设计参数：设计流量Qmax=956.25m3/h＝0.266m3/s；122 l构筑物集水池：集水池与粗格栅槽连建，组合尺寸L×B×H=8.7×4.4×9.10m，地下式（地下深度8.80m），钢筋混凝土结构。l主要设备及控制方式：污水提升泵4台（3用1备），Q＝320m３/h，H＝13.5m，N=18.5KW。4台泵分别直接向细格栅进水槽送水，避免交连切换，以节省电动控制阀门。根据集水池水位，对污水提升泵进行自动启停或切换控制，并按工作时间自动轮换水泵工作，可现场手动及中控室集中控制。手动葫芦：1台,起高9m。4.3.2细格栅、沉砂池1细格栅l设计参数设计流量Qmax=956.25m3/h＝0.266m3/s；过栅流速V=0.6～1.0m/s，安装倾角60°；l构筑物：细格栅槽由配水槽和细格栅渠组成，经提升的污水在配水区消能并均匀进入细格栅，出水从细格栅渠进入旋流沉砂池。细格栅槽（含配水区）的组合尺寸L×B×H=7.9×3.36×1.6m，渠底架空高度位3.8m。钢筋混凝土结构。在细格栅槽前后分别设置矩形钢闸板，以便检修。122 l主要设备及控制方式：循环式齿耙细格栅2台，B=700mm、井宽780mm、耙齿间距6mm，N=0.55Kw；2台细格栅并列安装，正常状态并联运行；故障时，1台检修，1台短时超负荷运行；细格栅按设定的时间自动周期性运行，运行周期人为可调，格栅与皮带输送机的启停联锁；螺旋输送机1台，B=300mm，厂为3.8m，水平安装，N=2.2Kw。细栅渣由螺旋输送机送至输料管道，再用小车人工清运。2沉砂池l设计参数：设计流量Qmax=956.25m3/h＝0.266m3/s水力停留时间：T=30－60sl构筑物：沉砂采用2座钟式沉砂池，由进水渠、出水渠、旋流沉砂池、集水井组成。地上式（池底架空1.65m），钟式沉砂池单体工艺尺寸D=2.43m，H=3.75m。沉砂池与细格栅槽连建，钢筋混凝土结构。l主要设备及控制方式：提板闸门2台，配启闭机2台。旋流除砂器2套，Q＝500m3/h；122 配套鼓风机2台（1+1）,单台风量Q＝1.75m3/h、N＝2.2Kw）；螺旋砂水分离器1套，Q＝5～12L/S、n＝5r/min、N＝2.2Kw；螺旋输送机1台；4.3.3缺氧池－沉淀池1设计参数设计流量：Q＝1250m3/h(平均污水量+硝化液回流量)；缺氧池停留时间：2.2h;硝化液回流比：100％；沉淀池水力负荷：4.96m3/m2.h；3构筑物缺氧池－沉淀池由缺氧池、斜管沉淀池、配水井等组成，分两组并联连建，半地下式，钢筋混凝土结构。缺氧池组合尺寸为L×B×H＝20.95×35.4×5m，沉淀池组合尺寸为L×B×H＝27.6×18.8×5m，配水井组合尺寸为L×B×H＝7.3×2.1×5m，4主要设备潜水搅拌器2台，叶轮直径为620mm，n＝480r/min，N＝5kw,用于缺氧池的混合搅拌；122 桁车泵吸式刮泥机2台，跨度10.3m，行走速度V＝1.0m/min；配吸泥泵2台，Q＝100～140m3/h；污泥排泥泵（潜污泵）2台，Q＝80m３/h，H＝11.0m，N=3KW；转鼓式细格栅2台，D＝1400mm，e＝2mm、N＝1.5Kw，安装角度35°。5运行控制方式刮泥机按设定的时间自动周期性运行，运行周期人为可调，刮泥机与吸泥泵的启停联锁。转鼓式细格栅按设定的时间自动周期性运行，运行周期人为可调；细栅渣以容器承接，再用小车人工清运。4.3.4生物滤（池）站生物滤站集生物滤池、风机、水泵、反冲洗污水池于一体，形成紧密组合，节省占地；经过预处理的污水，通过生物滤池中的生物降解和截留作用，除去污水中的BOD等污染物及硝化氨氮，实现污水达标排放。1设计参数：Q平均＝625m3/h＝0.174m3/s（平均污水量）BOD5负荷：1.10kgBOD5/m3滤料.dNH3-N负荷：0.37kgNH3-N/m3滤料.d水力负荷：2.57m3/h（平均污水量），3.93m3/h（最大污水量），5.10m3/h（平均污水量＋硝化液回流量）；122 2构筑物：曝气生物滤池采用4组并联，单级并联运行。单体滤池工艺尺寸L×B×H=6.08×12.0×8.1m，半地下式，钢筋砼结构。生物滤池采用滤头布水，可变孔曝气头布气，填充复合材料生物滤料；3主要设备及控制方式：罗茨鼓风机（曝气鼓风机）：4台、Q＝14.59m3/min、ΔP=68KPa、n=1750r/min、N=3Kw。配套隔声罩、出口消声器、出口安全阀、柔性接头、止回阀。罗茨鼓风机（反冲洗鼓风机）：3台、Q＝42.56m3/min、ΔP=88.0KPa、n=1450r/min、N=90Kw。配套隔声罩、出口消声器、出口安全阀、柔性接头、止回阀。潜污泵（反冲洗回用水泵）：3台、Q＝150m3/h、H=18m。配套电机n=1460r/min、N=15.0Kw。铸铁镶铜闸门：4台、600×600、配套启闭机2T、N=0.37Kw。电动葫芦：2台，分别为：P=1.0T、起吊高度12.0m，配套电动装置N=1.7Kw；P=3.0T、起吊高度12.0m，配套电动装置N=4.9Kw。滤料：972.8m3、粒径4～6mm。曝气头：14720个滤头：12320个122 生物滤站的运行、反冲洗及恢复运行，采用全过程程序自控。4.3.5反冲洗水池－紫外消毒渠1主要功能：反冲洗水池：贮备滤池反冲洗所需的净化水源。紫外消毒渠：污水处理厂出水通过一定剂量和强度的紫外线照射,杀灭出水中的致病菌，达到消毒的目的；同时，在紫外消毒设后部设计了梯形堰对出水进行计量。2构筑物：反冲洗水池组合尺寸：L×B×H=12.0×13.5×5.0m，半地下室，钢筋混凝土结构。紫外消毒渠组合尺寸：L×B×H=2.0×13.5×5.0m，紫外线模块安装位置有效水深0.82m，半地下室，钢筋混凝土结构。3主要设备及控制方式：反冲洗水泵2台，Q＝920m3/hH＝10mN＝37KW;曝气头冲洗水泵1台，Q＝150m3/hH＝24mN＝22KW;回用水泵2台，Q＝25m3/hH＝22mN＝4KW;清液回流水泵2台，Q＝320m3/hH＝13.5mN＝22KW;紫外线模块组1套，由7个紫外模块组成，1个紫外模块由8根低压高强度紫外灯管组成；系统配电及控制设备1套；自动水位控制堰门1套；122 反冲洗水泵的启停受滤池冲洗程序控制。4.3.6贮泥池1设计参数：HRT=12小时2构筑物：采用圆形贮泥池，D×H＝6.0×3.75m，半地下室，钢筋混凝土结构。3主要设备：中心传动污泥浓缩机1套，φ6000，N＝0.55KW。4.3.7　加药间1设计参数：除磷药剂采用硫酸亚铁，投剂量根据污水水质和除磷程度，最终通过调试确定；根据本工程的实际情况，化学除磷药剂采用工业硫酸亚铁（FeSO4.7H2O），设计投剂量根据污水水质和除磷程度（Pin＝3mg/L，Pef＝0.5mg/L）设计为49.4mg/l，最终通过调试确定。2构（建）筑物：建筑物：14.4×9.0，单层，层高5.1m，砖混结构；溶药池4座，φ×H＝φ1.4×1.２m，投配池，LxBxH=1.4×1.4×1.2m3主要设备：122 搅拌机2台，D＝200，N=0.75KW,n=125r/min；溶液池框式搅拌机4台，D＝1000，转速n＝5.2r/min，N＝0.55Kw;计量泵4套，Q=210L/h,H=20m,N=0.37KW；4.3.8污泥脱水间1设计参数污泥量BAF系统的混合剩余污泥量，包括化学除磷产生的化学污泥、预沉池的沉淀污泥以及生物同化过程产生的生物污泥，混合剩余污泥量（干重）为2286kg/d；排除的混合剩余污泥含水率约98～98.5％，每日排出的混合剩余污泥体积为114.3～152.4m3/d；混合污泥经机械脱水后的含水率设计为80％，每日需外运的脱水污泥量约11.5吨/日。絮凝剂（PAM）投加量为绝干污泥量的3‰。2建筑物脱水机房：平面尺寸23.7×7.5m，层高7.5m，建筑面积178m2，钢筋混凝土框架结构；3主要设备卧螺式离心脱水机2台，单机处理能力5～20m3122 /h，主电机功率N＝29.5Kw。无轴螺旋输送机：1套，L＝7.0m，安装角度0°，功率3.0KW。污泥进料螺杆泵：2台，1用1备，单机流量Q＝5-30m3/h、N＝5.5KW。PAM药液制备装置1套。污泥脱水系统为成套设备（包括污泥进料泵、脱水机、螺旋传输机、絮凝剂药液制备装置及配套供应的计量泵等），设备自带控制柜。4.3.9变配电室18.9×10.2m，单层，层高3.6m，建筑面积192.8m2，砖混结构。4.3.10综合楼总建筑面积363m2，三层，内设中控室、化验室、办公室等，砖混结构。综合楼内的功能设置为：一层：厂长办公室、办公室、会议室、厨房-小餐厅，厕所等；二层：中控室、水质化验室、办公室、厕所等；顶层（屋面）平台：活动休闲场地；4.3.11水质化验室化验室设在综合楼内，配备常规污水水质化验设备，对进厂污水、BAF反应器出水、消毒出水进行检测，以指导生产运行；122 水质检测项目包括pH、SS、CODcr、BOD5、氨氮、总氮、磷、生物相观察等；水质化验所需仪器设备，针对上述所需检测项目，按照国家标准检测方法所需的仪器设备购置。由于细菌分析所需设备及条件要求较严格，且不是常规分析项目，在必要进行细菌分析时，采取向外委托的办法解决。4.4管道防腐1厂内埋地钢管防腐厂内埋地钢管采用环氧煤沥青防腐，其处理等级按加强防腐，即底漆一道，面漆四道，涂层间缠绕玻璃布3层，每次厚度0.8mm；当施工温度在10°C以上时，采用常温快干固化剂，在气温近于0°C时，采用低温快干固化剂；2室内外明设管道（件）防腐在管道表面清锈后，先刷底漆（冷底子油2道），再刷面漆2道，面漆颜色按给水、污水、气、冲洗管等工种不同，以颜色区分。本工程建议：给水、兰色；污水、绿色；气、黄色；冲洗管、红色，其余管道颜色现场另行商定。3设备防腐主要为水泵电机、鼓风机等，参照室内明设管道做法。122 设计的不锈钢管道（材），采用Cr18Ni9型材料。DN≤50的钢管采用镀锌钢管，丝口连接。4水中钢管及钢构件防腐：采用氯磺化聚乙烯二道防腐。4.5污水厂定员xx污水处理厂的定员，参照建设部《城市污水处理工程项目建设标准》确定。考虑到本项目污水处理工艺的先进性及自动化水平较高的特点，在标准规定的基础上进行适当调整，确定全厂总定员为12人。其中生产人员8人，管理人员2人，其它人员2人。4.6主要构、建筑物及机械设备xx污水处理厂主要构、建筑物列于表4-1；xx污水处理厂主要机械设备（另册）。122 表4-2xx污水厂(近期)主要构（建）筑物序号构、建筑物名称主要工艺/组合尺寸材质单位数量1粗格栅－提升泵房粗格栅：8.7×4.4×7.6（m）提升泵房：7.4×4.8×9.1（m）钢砼座12细格栅－沉砂池细格栅：7.9×3.36×1.6（m）沉砂池：Ф2.43×3.75（两座）钢砼座13缺氧池－沉淀池缺氧池:20.95×35.4×5.0（m）沉淀池:27.6×18.8×5.0（m）钢砼座14BAF生物滤池（站）27.32×29.1×8.1（m）单格：10.0×6.08×8.1（m）钢砼座15反冲洗水池－紫外线消毒渠反冲洗水池：17.5×12.8×4.0（m）紫外消毒渠：12.8×2.9×4.0（m）钢砼座16加药间14.4×9.0，层高5.1m框架座17污泥贮池Ф6.0×3.75m钢砼座18污泥脱水间23.7×7.5，层高7.5m框架座19综合楼26.7×13.6（m）框架座110岗亭1.8×1.8（m）成品11行政大门宽9.0m成套设备座112生产后门宽4.4m成套设备座113122 第五章污水处理厂总图设计5.1概况污水处理厂的厂址位于县城南锁江桥下游约3500m处的旭水右岸边，属xx新龙村九组，小地名刘家坝，距县城约4公里。场地平坦，场地自然标高在334.90～338.80m之间。场地北面有由西向东流的旭水河，南面有一条小河,场地北面和西面有机耕路相邻，厂区交通比较方便。5.2总平面布置本着满足工艺流程顺畅，合理紧凑布局，使运输便捷，节省工程投资的原则进行总图布置。场地面积应业主要求，在可研基础上进行了适当调正，增加了绿化面积。如此，全厂总占地调整到10364m2，合15.55亩。全厂建构筑物占地3200m2，建筑系数30.88%。全厂分为厂前区与生产区。厂前区：根据城市风向和城市道路的位置在场地南面布置厂综合楼、门卫室，综合楼前侧有380m2广场及绿化用地.122 生产区：按工艺流程与污水管进厂方向将粗格栅-提升泵房、细格栅-沉淀池、缺氧池-沉淀池、BAF滤池、反冲洗污水池、紫外线消毒渠等串联布置，污泥贮池、脱水间、加药间靠近缺氧池-沉淀池布置,反冲洗水池及紫外线消毒渠布置在BAF滤池北面，变配电所靠近主要用户BAF滤池布置。厂区道路从西到东贯穿其中，且环绕各建构筑物，道路路面用砼C25浇筑。道路中心最小转弯半径为9m，在厂区面向南向西各开一座宽9m、4.4m的大门，分别作为行政办公与生产交通通道。全厂四周修建2.2m高砼透空花格围墙，总长401m。5.3竖向设计及道路布置1场地设计高程根据现场地形与50年一遇的洪水位338.19米，将厂前区及生产区地坪的设计高程定为338.61m，全厂总填方20910m3、挖方5100m3。2厂内道路厂内道路出口与厂外公路顺坡相接，厂内道路纵坡按2‰～5‰设计。3场地排水由道路中心按2%横坡坡向路面两侧雨水口，在围墙脚下与场地的适宜位置作排水沟（沟底纵坡5‰），室外场地按3‰～5‰坡度坡向排水沟或雨水口，最后汇入雨水井，由雨水管将雨水从厂区122 北侧排出，流入旭水河。　　5.4绿化全厂绿化面积3110m2，绿化率30%。厂前区重点绿化，为美化城市景观，厂前区有造型的绿化用地在花坛中种植适宜的花草，在绿化用地上可作绿篱、花草的高低错落造型，使立面空间造型丰富，变化多彩，使花园中四季有花；由卵石镶砌的1.0米宽小径，深入草坪观赏景色；在草坪上配置草坪灯、反射灯，在厂区照明灯配合下，夜晚的厂区草坪，树木显得葱绿美观；生产区绿化重点为粗、细格栅间及污泥脱水及堆棚的四周；大量种植防臭、防尘的香花树、常绿树，如黄角兰、桂花、蜀柏等；在建、构筑物四周种草、种树，道路旁边种植矮绿篱，如女贞、黄杨、万年青等。在围墙脚下，种植常绿攀缘植物，如爬山虎、七里香等，达到垂直绿化效果,通过大量绿化，能使厂区空气得到净化，使厂区环境更加美好。5.5消防厂区设置二道大门与外相通、厂内有环形道路与建筑物相通，便于消防。122 污水处理厂按生产的火灾危险分属戌类生产，变配电所属丙类生产，房屋结构为砖混或框架结构，总图布置均满足建筑防火间距要求，厂内设地上式消防栓进行防火保护，确保安全生产。5.6运输设备根据工艺设计，配置8吨自卸车（半封闭式）2辆，1.5t汽车1辆，11客座面包车1辆，可满足生产、行政生活需要。5.7主要工程量总图主要工程量列于表5-1。表5-1　总平面主要技术经济指标序号名称单位数量备注1全厂总占地亩15.55近期占地15.55亩，另为远期预留4.3亩，2土石方挖方M35100填方M3209103挡土墙M32400M7.5水泥砂浆砌块石4道路面积M22800砼C25厚20cm，基层20cm碎石5建筑占地面积m232006建筑系数%30.887绿化面积m23110绿化覆盖率30%8围墙m4012.2米高的砖围墙9大门座2宽9米的电动门、宽4.4米的钢大门各一座。10人行通道m2150厚6cm彩砖122 第六章建筑、结构设计6.1建筑设计6.1.1采用的设计规范及标准图1市政公用工程设计文件编制深度规定2004年3月版。2工程建设标准强制性条文《房屋建筑部分》2002年版。3全国民用建筑工程设计技术措施《规划、建筑》2003年版2003年3月1日执行。4全国民用建筑工程设计技术措施《暖通·空调》2003年版。5建筑工程设计文件编制深度规定2003年6月1日版。6现行建筑设计规范大全2002年6月1日版。7《西南地区建筑标准设计通用图》西南04J（合订本一、二）。8钢梯国标02J401，02（03）J401。9《常用硬聚氯乙烯（V.P.V.C）塑料门窗》西南J604，704。10建筑防腐蚀构造：国标J333-1-2（2002年合订本）。11实验室建筑设备参见国标88J901（一）、（二）。12屋面工程技术规范GB50345-2004。13地下工程防水技术规范GB50108-2001。14《建筑设计防火规范》GB50016-2006。15《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005。122 16特种门窗04J610-1。17《FHP－VC复合硅酸盐材料外墙、屋面节能图集》DBJT20-42。图集号川02J107-2003。18《夏热冬冷地区节能建筑门窗》DBJT20-37。图集号川02J605、705。19《夏热冬冷地区节能建筑屋面》DBJT20-38。图集号川02J201。20本工程必须按国家《工程建设标标强制性条文》及国家现行有关规范、规定执行及检验。6.1.2建筑总体设计根据地形和工艺要求，污水处理厂建筑总体设计根据污水处理流程和构、建筑物的功能分为厂前区和生产区，通过绿化带和厂区道路来分割；厂前区建筑：综合楼建筑设计在满足生产办公、生活要求，防护距离要求以及位于夏季最小频率上风向的前提下，根据生产需要和依托条件将后勤生活服务建筑，集中布置；对污水处理厂的辅助建筑组成及面积，设计考虑了专业化协作、社会化服务原则，并充分利用生产构筑物的平面空间，节约了投资、用地。6.1.3建筑意境122 建筑设计，在满足使用年限和使用功能的条件下，建筑设计做到安全实用，经济合理，卫生条件好，达到污水处理安全和卫生防护高的要求，建筑造型简洁、清新和明朗，建筑主色调采用珠白色，使人感到污水处理厂具有环境卫生意境。6.1.4建筑构造及主要装修1建筑设计构造生产管理中心综合楼建筑及各生产车间在工艺既定的方案平面布置上进行建筑设计。建筑抗震烈度设防：Ⅵ度，建筑物采用钢砼框架结构。建筑防水等级：屋面防水等级为Ⅱ级。建筑使用年限50年，建筑危险等级丙级，耐火等级二级。外装修标准为中等级，建筑形式达到美观大方，配以大片绿化达到环境保护，绿化标准要求高的污水处理厂。2外装修建（构）筑物均为水泥砂浆抹灰底珠白色外墙涂料。3内装修水泥混合砂浆抹灰底白色耐擦洗涂料饰面。楼、地面各建筑均以地砖为主，在卫生间带防水层。加药间及药库为防腐蚀地面，并做坡度及地漏。配电室为塑料防静电地板地面。122 中控室为铝合金架空抗静电活动地板，架空300mm，支承层楼面作防静电措施。4门窗车间大门采用防风雨、保温彩钢折叠门。配电室采用钢门、窗，带8×8钢网，防小动物进入室内。窗采用95型塑钢推拉窗，带纱窗，8厚净白玻璃及中空玻璃。门采用全玻塑钢平开门，8厚净白玻璃及中空玻璃。6.1.5建筑防火各建（构）筑物除工艺厂平面设置消火栓外，在建筑物及车间入口处，设置磷酸铵盐4kg干粉手提灭火器。灭火器放在通风干燥，明显的地方，每半年检查一次总重量，下降1/10就要灌装充气。6.1.6建筑节能生产管理中心综合楼建筑作建筑节能设计：1屋面：60厚FHP－VC复合硅酸盐保温板。2墙体：外墙外保温，30厚FHP－VC复合硅酸盐保温板。3地面：60厚FHP－VC复合硅酸盐保温板。6.1.7建筑通风生产车间，采取机械通风和自然通风形式。122 6.1.8绿化本工程绿化标准较高，要求四季有景，配以树冠美丽的树木花卉、乔木灌木、相应的绿地，绿化率达到30%以上。要求污水处理厂建成之时，相应绿化见景，并列入竣工检验。6.1.9建筑防雷车间内具有电气设备，建筑物设置安全可靠防雷装置。6.1.10建筑设备空调：中控室、化验室放置柜式空调机，其它附属房间在配电设计时考虑空调机的负荷，预留插座。通风：厂房为机械通风与自然通风相结合的通风设计。6.1.11卫生设备分别设置男、女卫生间及淋浴室，浴室内设置电热热水器以便工作人员作为个人防护卫生之用。上下水详工艺图。6.1.12道路主要道路采用砼路面，含消防通道（详总图）。122 6.1.13大门、围墙厂大门：9000宽电动伸缩门及4400宽钢大门各一处。围墙：砖砌围墙2200mm，上设防盗监视系统，引到中控室集中监视。6.1.14建筑安全1以人为本，安全生产，安全第一的生产方针下，除厂内设置警示标志以及配备劳动保护用品外，并教育作业人员遵守安全生产规章制度，服从管理，正确佩戴和使用劳保用品。2各水池车间栏杆上部净高1050mm，下设150mm高挡头，总高1200mm。栏杆均设警示标志，救生圈及救生设备。构筑物地下部分出入口设置应急灯及安全出口灯箱标志。3操作和检修人员进入地下构筑物（污水池、地下泵房、闸门井等）检修，必须穿防静电工作服靴，事前必须进行强制性通风，地下构筑物内经气体检测达标，无有害气体方可进入检修。地下构筑物出入口处应有两人监护及中间联络，不得擅离职守，同时还必须对地下构筑物进行不间断的通风照明，直至操作人员及检修人员撤离为止。地下构筑物出入口处，设置警示标志，安全出口警示灯和应急灯。4各车间以中控室为中心设置城市直拨外线电话。5围122 墙设置防盗监视装置，车间及综合楼内需设置防火报警装置引到中控室，集中监控，请当地公安、消防部门协助设置以及许可。6.2结构设计6.2.1设计依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；《砌体结构设计规范》GB50003-2001；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；《建筑抗震设计规范》GB50011-2001；《建筑结构制图标准》GB/T-50105-2001；《建筑结构设计统一标准》GB50068-2001；《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002；《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138:2002；《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153-92；xx城市生活污水处理工程《污水处理厂岩土工程勘察报告》2007年6月。6.2.2一般说明1场地位于xx县城南东侧，旭水河下游约3.5公里，小地名“二美桥农场”，行政区划属xx城区东部xx，乡村公路通达，交通方便。122 场区总体属于浅丘陵剥蚀地形。场地位于旭水河右岸一级阶地，地势开阔，总体南高北低，高差约6米；距河岸最近处约20米。旭水河在此折向南流形成90急湾，场地北、东两面临水，西为山丘斜坡。场地现为耕作旱地，林场种植桑树。2根据国家标准《建设抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A，该场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组；根据场地地层结构及土质性状判断，场地类别为Ⅱ类。3本工程抗震设防类别，建筑为乙类建筑，主要水处理构筑物及变配电为乙类，其余为丙类。4根据《建筑结构设计统一标准》（GB50068-2001），结构安全等级为二级，设计基准期为50年，结构设计使用年限为50年。5本工程的环境类别：室外地坪以上为一类；地下部分为二a类。6.3抗浮设计对于埋地较深的粗格栅·提升泵站、BAF滤池构筑物应考虑其抗浮问题。抗浮设计标高，系根据xx城市生活污水处理工程《污水处理厂岩土工程勘察报告》和xx污水处理厂《行洪论证报告》提供,取20年一遇最高洪水位337.60m为设计抗浮水位，即场内地坪下1.0m；经设计验算后，以构筑物本身自重均能满足抗浮要求。6.4主要构(建)筑物结构型式6.4.1建筑物结构型式122 污泥脱水间、加药间和综合管理楼均采用钢筋混凝土框架结构，楼面及屋面采用现浇钢筋砼结构，围护结构采用轻质加气砼砌块；基础均采用钢筋混凝土柱下独立基础。变配电室、大门及门卫等建筑采用混合结构，屋面采用现浇钢筋砼屋面板，基础为墙下条形基础。各类管沟为钢筋混凝土结构；其它附属工程为混合结构。6.4.2构筑物结构型式所有构筑物均采用现浇钢筋砼结构，构筑物砼强度等级为C25，抗渗标号为S6。1粗格栅-提升泵站、BAF滤池、反冲洗水池及紫外线消毒渠均为地下式整体现浇钢筋混凝土结构，底板垫层均用C10素混凝土。2细格栅-沉砂池：为地面式现浇钢筋混凝土结构；池底位于地面以上部分采用钢筋混凝土框架架空，其下为独立柱基础。3缺氧-沉淀池：为地面式整体现浇钢筋混凝土结构；4污泥浓缩池：为地面式园形水池,池体为全现浇钢筋混凝土整体结构。5场周沿河及两侧为重力式浆砌块石挡土墙结构。6.5构造措施1建（构）筑物按平面单元及荷载大小设置沉降缝或温度伸缩缝；对建（构）筑物的受力的关键部位，予以适当加强。2构筑物在不影响工艺流程的前提下，尽量按《给排水结构设计规范》对温度缝允许的长度设置温度缝。122 3对超长砼构筑物在适当位置设置变形缝贯通池壁与底板，采用橡胶止水带进行连接；也可采用无缝施工技术进行处理。4为防止混凝土中出现干缩和温差裂缝，进一步保证水池构筑物的抗裂防渗性，加入适量混凝土抗裂防渗外加剂十分必要。6.6基础持力层及其处理措施1工程地质及水文地质条件根据根据xx城市生活污水处理工程《污水处理厂岩土工程勘察报告》钻探揭露，场地覆盖层厚约5米，其下即为基岩。覆盖层主要为杂填土、粘土、细砂、砂夹卵石；下覆基岩为侏罗系中统（重庆统）沙溪庙（J2S）上亚组紫红色泥岩及青灰色、黄灰色砂岩互层。场区所处构造位置为威远背斜西段南翼，地层产状平缓，165°∠3～5°，单斜地层。无大的断层和滑坡现象。出露及下覆基岩地层为侏罗系中统（重庆统）沙溪庙（J2S）上亚组紫红色泥岩及青灰色、黄灰色砂岩互层，相变较大。基岩厚～巨厚层状；砂岩构造节理、裂隙主要有两组，均为不发育～稍发育，一般1～3米左右1条，部分0.4～1米左右1条。裂隙倾向：1组倾向北西，倾角陡，一般70～90度，另1组倾向南西，倾角60～80度。泥岩类地层网状裂隙稍发育～较发育。综合上述可知场区区域地质构造不复杂，基岩地层也较单一，区域稳定性良好；场区内未见滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、溶洞等不良工程地质现象。122 因场区砂土部分较厚，透水性、连通性较好，故场区地下水宜与旭水河统一布署排水、排洪沟道。且地下水水质对混凝土结构及混凝土结构中钢筋无腐蚀性。由于拟建场地位于旭水河水系河漫滩上，根据污水处理厂场地的工程地质和水文地质条件，结合工艺要求的各构（建）筑物相对高度，考虑20年一遇最高洪水位约337.80米，此处河堤顶高为338.61m，故拟定场坪高程为338.61米，而现状场地高程范围为334.60米～343.50米，故场地需回填。同时考虑到洪水或上游“双溪水库”调节性排水时的冲刷作用，为保证场地的稳定和安全，场地临河一侧设置防洪堤，而两侧设置挡土兼防洪墙。2基础持力层及其处理措施（1）场地回填根据该场地工程地质条件、建（构）筑物特征及变形要求，场地需首先清除表面耕植土层，再采用砂卵石料分层夯实，要求压实系数≥0.96；（2）对粗格栅·提升泵站、BAF滤池埋深较大的构筑物，以强风化泥岩为持力层，其地基承载力特征值fak为250kPa；（3）对缺氧-沉淀池，因埋深较浅，基础为换填级配砂卵石人工地基，以砂夹卵石层为下卧层，其地基承载力特征值要求fak≥200kPa；122 6.7其它厂区内检查井、阀门井等井室采用钢筋混凝土结构。管道施工基坑开槽施工，埋深较深的管道基坑应视周边建（构）筑物距离酌情采取必要的支护措施，避免对邻近建筑安全使用留下难以预计的隐患，基坑施工务必遵循先深后浅的原则进行。对开挖较深的粗格栅·提升泵站、BAF滤池，以压入预制桩围护为宜，并在基坑内侧设置降水井，把水位降至基坑开挖标高以下1米左右。6.8主要材料1水泥配置防水砼和管桩用的水泥不得低于32.5级，水泥品种宜选用大厂出品的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。配置普通钢筋砼结构的水泥也不得低于32.5级。2砂石配置防水砼的砂石，砂应采用中、粗砂；石子采用碎石或卵石。砂石级配、材质应符合防水砼施工规范要求。普通钢筋砼结构及管桩用的砂、石质量应符合《建筑用砂》GB/T14684-2001和《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2001的规定。3钢筋钢筋混凝土结构用的钢筋直径φ≥12，用HRB335级（φ），直径φ≤10，用HPB235级（φ）。122 第七章电气、自控设计7.1设计依据7.1.1依据的资料相关专业所提供的有关电气、自控设计资料及控制要求。有关该工程的供电设计资料。7.1.2所采用的规程、规范《供配电系统设计规范》（GB50052-95）《10KV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)《3～110kv高压配电装置设计规范》（GB50060-92）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）《低压配电设计规范》（GB50054-95）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）《过程检测和控制流程图用文字和图形符号》（GB2625-81）《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-95）《控制室设计规定》（HG20508-92）《自动化仪表选型规定》（HG20507-92）7.2电气设计7.2.1设计范围122 电气部分设计范围包括污水处理厂界区内的变配电所，低压配电系统，各车间用电设备的供电、控制、照明、建筑物防雷、接地及厂区道路照明等。7.2.2供电设计1供电电源为了保证污水处理厂能连续正常运行，本工程按二级负荷设计，采用双电源供电，电压等级为10kV。由当地电力部门提供的电源，由电力部门提供两路10kV电源。两路电源采用一用一备的方式运行。2负荷计算及变压器容量根据工艺设备的选型，全厂无高压电动机，全部采用低压配电，其负荷计算结果列于表7-1。表7-1用电负荷计算结果装机容量（kw）Pjs（kw）Qjs（kvar）Sjs（kVA）无功补偿容量（kvar）备注873.12560.59369.68671.51180560.59189.68591.81根据负荷计算结果选择400kVA变压器2台，二台变压器同时运行，互为备用，变压器负荷率约为74%。3功率因数本工程自然功率因数在0.81左右，采用低压母线上集中自动补偿，补偿后的功率因数可达0.93左右。122 4变配电所及其它建筑内的配电间设10kv/0.4/0.23kv变配电所一座，内设高压配电室、低压配电室、变压器室；在BAF滤池、污泥脱水间内设置分配电室，并对现场设备供电和控制。5低压供配电系统接线0.4/0.23kV低压配电接线采用单母线分段接线，中间设母联开关，正常运行时母联断开，变压器分别接在两段母线上，分列运行互为备用。低压负荷按其重要性分别接在母线上，BAF滤池、污泥脱水间二级配电间均按双回路配电。所供用电设备均接在各自配电间内动力配电箱上放射式配电。7.2.3电能计量电能在高压侧计量。照明配电柜上安装有功电度表，作为照明用电计量。7.2.4控制及继电保护1控制污水处理厂的控制原则上分为二部分，一是PLC自动控制，二是机旁现场手动控制，二者可以通过转换开关进行选择。正常运行情况下，由PLC自控系统根据工艺控制流程要求实现自动控制，手动控制用于设备的检修、调试、也可作为生产过程中临时应急操作之用。122 2继电保护原则上按国家规程规范配置，高压采用微机综合自动化保护，低压配电系统采用空气开关、熔断器及热元件等对其相应回路进行短路保护及过载保护，并按不同的回路装设测量表计。7.2.5电动机的起动控制方式根据变压器的容量，本工程大部分电机均可直接全压起动，考虑到主要工艺设备的运行要求和使用寿命，提高电源质量，因此，对曝气鼓风机、污水提升泵、回流污泥泵采用变频调速。其余55kW及以上的电机采用软起动器起动，剩余电机采用全压起动。7.2.6主要设备选型根据额定电压、额定电流、开断容量及其工作环境等条件，选用国内较为先进、安全、可靠、性能高、节能效果好、检修维护方便的设备。变压器选用SC9-系列干式变压器，高压开关柜选用KYN28型金属铠装式开关柜，低压配电装置选用GCS型固定分隔式配电柜，动力配电箱选用XLL2型，电容补偿装置选用自动投切装置。7.2.7全厂电缆敷设全厂设备配电电压为380/220V122 ，均采用电缆配电。配电线路的敷设方式根据现场实际情况，主要采用电缆沟敷设，BAF池廊道内采用电缆桥架敷设，电缆沟伸不到的地方采用直埋或穿管埋地敷设，电缆在穿越马路或受压较大处均穿套管保护，其材质为镀锌钢管。电缆的选择根据电缆的载流量，使用地的环境温度、电缆的敷设长度等条件选择电缆的截面，电缆型号选用VV或VV22型，控制电缆选用KVV或KVV22型，配电箱至电动阀或电动闸门的电缆选用VR型铜芯橡皮绝缘电力电缆。7.2.8照明在保证照度的前提下，优先采用高效光源和高效节能灯，在每个较大建筑物内装设照明配电箱，供灯具及插座使用。工作照明灯具按环境条件、厂房结构及工艺生产装置条件选型和配置。厂房内一般采用单灯混光型灯具、办公室、值班室、控制室等采用高效荧光灯，室外采用庭园灯、草坪灯，BAF池廓道采用防水防尘灯，灯具形式与建筑物风格和厂区绿化环境相谐调，衬托出舒适、优雅的气氛。7.2.9检修电源检修电源的配置根据各厂房内设备的多少对检修需要的电源情况，在污泥脱水间、加药间、机修间等建筑物内配置检修电源插座或检修铁壳开关，供检修时使用。7.2.10防雷接地122 污水处理厂建筑物按三类建筑物防雷考虑。低压接地系统采用TN-S接地系统，接地电阻不大于1欧姆，全厂电气、自控共用一个接地网。并实现全厂等电位接地。对手握式电气设备加装漏电开关，进一步提高安全性。7.2.11通讯设施根据本厂规模，全厂在综合楼设置30对市话电话交接箱，按需要分别在变配电所、综合楼及有关建筑物内设置有线电话。7.3自控及仪表设计7.3.1设计范围本设计范围包括污水处理厂工程厂界内污水处理、污泥处理及附属设施需要检测、控制应提供的仪表及有关辅助装置等。7.3.2系统概述自动控制系统采用中央监控计算机、可编程控制器（PLC）、自动仪表、电气执行元件组成完整的自动控制系统。污水处理厂的控制系统统一由中央控制室管理，采用国内外污水厂成功运行的PC+PLC集散控制系统，由可编程控制器（PLC）对全厂工艺过程参数、电气参数及设备运行状态进行监视、控制、联锁、报警，并通过中央控制室的打印机进行事故、报表打印。根据该污水处理厂实际情况和从全厂安全生产的角度上考虑,设立设备就地手动、PLC子站现场监控和中控室远程监控。122 中央控制室操作站设在办公楼二楼；预处理、污泥处理控制站（1#PLC），设在污泥脱水间控制室内；BAF处理控制站（2#PLC），设在BAF滤池配电控制室内。7.3.3控制要求在中央控制室可对主要设备实施开、停控制。同时，设备运转状态也通过通讯总线送入上位计算机，在计算机上对全厂设备运转情况进行监控。1操作站主要功能显示各种操作画面、工艺流程总貌图、工艺流程分段图；对各远程模块采集到的工艺参数（液位、流量、浓度、PH值、COD、SS、加药量等）进行实时在线动态显示、主要参数的直方图显示或趋势曲线显示；主要设备（水泵、格栅机、曝气鼓风机、电动阀门、污泥脱水机等）工作状态显示，出现故障时设备图标应变色并闪烁，提示操作人员及时处理，并将故障纪录在数据库中。中央控制室还设置了以太网交换器，可与厂级管理自动化层以太信息网络相连接。2主要设备操作方式设现场手动控制和远程控制转换开关；122 PLC远方手动操作方式：操作人员用计算机键盘或鼠标通过PLC对设备进行开、停控制。操作人员不用到现场即可控制设备；自动操作方式：各种设备的开、停，各种工况的切换，都由PLC按照预先编制的程序自动完成，不需要操作人员干预，每种设备和每种工况的运行情况由PLC进行监视；设备成套的电控柜必须实现本地手动控制和安全保护功能，通过无源开关接点与PLC系统连接，以便实现联动操作和自动操作方式。电控柜接收PLC发送的开、停命令，PLC接收电控柜给出的运行状态、故障报警等信号。7.3.4测控内容及控制要求1污水处理流程控制（1）预处理的主要测量和控制方式根据超声波液位计测得的格栅前后水位差值自动控制机械格栅的运行，即水位差达到设定值时，自动启动格栅。当机械格栅停止运行的时间超过设定值时，系统转为时间控制，此时限为可调式设计。根据超声波液位计测得的泵房水位值自动控制4台水泵的轮值运行。当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动增加水泵的运行台数。相反，当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动减少水泵的运行台数。同时，系统累积各个水泵的运行时间，自动轮换水泵，保证各个泵累积运行时间基本相等，使其在最佳运行状态。当水位降至干运转水位时，自动控制全部水泵停止运行。122 细格栅前渠内在线监测污水温度和PH。沉砂池气排砂按预设的时间排砂。沉砂池为成套设备。并可远程监控。缺氧、沉淀池按预设的时间排泥。沉淀池为成套设备，采用周期运行方式。并可远程监控。（2）BAF的主要测量和控制方式污水经预处理后进入生物过滤池，污水通过滤池进水管进入滤池底部，利用滤料上高浓度生物膜的生物氧化能力对污水中的污染物进行快速降解，此为生物降解过程；同时，当污水流经滤层时，利用滤层的截留及生物膜的生物絮凝综合作用，使污水中的悬浮物得以有效截留，保证滤池出水的SS达标，此为截留作用；BAF曝气生物滤池通过生物氧化降解过程及截留作用实现对污染物的去除。经生物过滤处理后的污水即直接进入紫外线消毒渠、计量渠消毒、计量后外排，在该排放渠内设巴氏计量槽计出水量、COD、NH3-N水质在线检测分析仪表。生物滤池每格进水量按设计流量，采用电动调节阀调节进水流量。生物滤池按时间及水头损失控制滤池的反冲洗。反冲洗按预设反冲洗程序进行。BAF曝气生物滤池控制过程：A.根据时间设定为周期性反冲洗.B.根据压力变送器所测水头损失值确定反冲洗过程。122 整个反冲洗过程按预设的BAF反冲洗程序进行。2污泥处理流程控制反应沉淀池的剩余污泥，经污泥排泥泵排入污泥贮池，然后送至污泥脱水机房浓缩、脱水，脱水污泥外运处理置。污泥储池泥位的测量、控制、报警。检测污泥储池的泥位，设置上、下限报警，控制污泥进料泵的开、停，使泥位保持在正常范围内。对污泥进料泵、脱水机和皮带输送机进行联锁控制。污泥脱水系统为成套设备，（包括污泥进料泵、加药泵、浓缩脱水机、清洗泵等），设备厂家自带现场控制柜。3紫外线消毒装置部分为成套设备。只远程监视。7.3.5自控设备及仪表选型BAF工艺成功运行的关健在于检测仪表和自控系统的先进性和可靠性，根椐国内大、中型污水处理厂成功运行经验，结合国内目前仪表现状，本着技术先进、实用可靠、节约的原则，自控系统选用国外具有先进产品，分析仪表和部分仪表选用国外或中外合资的产品，其余的采用国内大型仪表厂（公司）的产品。1PLC系统选用进口大公司系列产品。2液位（液位差）、污泥界面测量。根据污水处理厂的特点，采用非接触式仪表测量液位，如超声波液位计和超声波泥位计等。122 3温度测量。就地选用双金属温度计，远地选用一体化的温度变送器。4电磁流量计。此装置由传感器和转换器两部分组成。选用中外合资产品。5压力测量。BAFA滤池底压力的测量是BAF反应池反冲洗的关键参数，要求该测量仪器可靠、耐用，因此选用国外压力变送器；其它可采用中外合资产品。6PH测量。选用PH测量仪。7COD测量。选用国外COD测量仪。8NH3-N测量。选用国外NH3-N测量仪。9出水计量采用三角堰计量。7.3.6仪表的动力要求及接地系统1仪表供电中央控制室、各子供电要求为：交流电压：220VAC±10%50Hz±5%；直流电压：24V-5%～+10%。中控室电源采用双回路电源供电，并装设防雷器和UPS，计算机不得与空调等大容量电器共回路。PLC子站电源取自所在配电室配电箱仪表供电回路，回路装设电源防雷器及UPS。现场仪表供电由相应的控制柜、仪表供电柜提供。2接地系统122 自控专业接地与电气共用，全厂接的电阻小于1Ω。第八章节能及环境保护8.1节能措施本设计在工艺设计中，通过采取技术措施，以最大限度地降低能耗，具体措施如下：1采用先进的BAF工艺,合理组织流程，减少机械设备，降低能耗；2采用性能好、效率高的机械设备，降低电耗；3优化处理系统高程布置，减少联络管（渠）水头损失，节省污水提升能耗；4采用全厂微机自动管理系统，使整个污水厂，特别是BAF反应池处于最佳运行工况，可在相当程度上减少能耗。8.2环境保护措施BAF工艺的显著特点是对周围环境小。为确保污水厂对外环境环境不产生影响，本设计采取了以下环境保护工程措施。1通过对污水处理厂总平面的合理布置，并由道路与周围相邻区域分隔，减少对周围环境的影响；2对污水处理厂周围及厂内空地充分进行绿化，厂前区用绿化带及道路与生产区相隔，营造良好的工作环境；3水泵采用潜污泵，将鼓风机置于滤池地下廊道内，并采用隔声罩；如此可消除噪音外泄，避免污染外部环境；122 4对污泥脱水间，采用相应的减震、隔音措施，可基本消除噪音对外部环境的污染；5厂内采用雨、污水分流系统，全厂污水汇集到进水泵房，随工艺流程进行处理，做到厂内污水不直接向水体排放。6污水处理厂的栅渣及脱水污泥及时外运处置，避免日久产生臭气污染环境。122 第九章安全卫生和消防9.1劳动安全、卫生防范措施1污水处理厂按照国家有关法律、条例、规范进行设计，保证各项设计合理，符合劳动、安全卫生规范；2对污水处理厂操作人员、管理人员应进行必要的安全教育、培训，制订必要的操作规程和管理制度，同时还必须考虑以下的劳动保护及安全措施；3各处理构筑物走道及临空设施均应设置保护栏杆、防滑梯、水池及配备救生设备；4根据污水厂平面布置的实际情况，在厂内适当地点设置冲洗、照明、通信及休息设施；5在有可能产生有毒气体工段，如污泥脱水间、化验室等处，设置报警测定仪表、通讯、通风设施；6对于药品的使用及管理特别是剧毒药品，应由专人负责保管，定期检查；7所有电器设备的安装、防护以及操作条件均按电器的有关安全规定设计、操作；8操作和检修人员进入地下构筑物（122 污水池、地下及车间、闸门井等）操作，检修、巡视，必须穿工作服及工作靴，且事前必须进行强制性通风，地下构筑物内经气体检测达标，无有害气体方可进入检修；地下构筑物出、入口处应有两人监护及中间联络，不得擅离职守，同时还必须对地下构筑物进行不间断的通风照明，直至操作人员及检修人员撤离为止。地下构筑物出入口处，设置警示标志，安全出口警示灯和应急灯。9污水处理厂的生产管理人员及操作人员宜定期进行身体检查，建立健康登记卡。9.2消防措施1污水处理厂按前述消防条例及建筑设计防火规范的有关条款进行消防设计；2厂区设置两道大门与外界相通、厂内设置环形道路与建筑物相连，消除交通死角，便于消防；3污水处理厂按生产的火灾危险分属戌类生产，变配电所属丙类生产，房屋结构为砖混或框架结构，总图布置均能满足建筑防火间距要求；4在厂区内建立完善的消防给水系统，由市政给水管网供水，在厂区内形成环状管网，按规范要求设置室内、外消火栓。主要建筑物内每层设室内消火栓；5在厂前区布置有室外消火栓，在BAF廊道及其他辅助建筑及内部，设置磷酸铵盐4kg8A干粉手提灭火器及4kg8B1211压力式气体灭火器，以保证消防安全；在厂内关键部位设置防火报警装置，并将其引至中控室，集中监视，以便及时发现火情，避免或减少损失。122 第十章厂外污水截留干管10.1　设计原则1鉴于xx县城老城区的雨、污水合流排水体制业已形成，且现阶段不易进行雨、污分流，因此排水体制按规划意见，老城区采用合流制，规划的新城区采用分流制；2根据环境保护要求和经济条件，合理确定老城区的截污倍数；3根据现有排污口设置情况，合理布置截流管线，以充分收集区内污水;4合理确定截流干管设计标高；10.2设计规模xxxx污水厂远期总规模3.0万m3/d，近期设计规模1.5万m3/d；污水截流干管按远期设计规模3.0万m3/d设计。10.3截流干管纳污范围根据xx县城的规划分区，县城污水截流干管的总纳污范围为xx老城片区和规划新城片区的城市污水。本初设城市污水截流干管的纳污范围为xx县城主城片区，包括老城区和已建成的规划新区，截流干管的总服务面积为1425.00ha。122 县城区污水系统主要收集对象为居民生活污水、公共建筑污水和部分工业废水。其中工业生产废水应通过必要的预处理，在达到相关标准后才允许接入市政污水管道。10.4截流干管布置县城老城区的排水系统，近期沿用已存在的截流式合流制，随旧城区改造，逐步过渡到分流制；规划新区的排水系统采用完全雨、污分流制。对县城的污水截流干管，根据城市地形沿旭水河布置，尽可能采用重力截流，尽量避免设置中途提升泵站。将县城主城片区的污水截流干管在旭水河的上游按2条主干管布置。在旭水河的下游按1条主干管布置，具体布置方式为：1旭水河右岸的截流主干管：从锁江桥头起，老城区的两个排污口末段设置截流井两座，把污水截流到管中，其中左岸的污水管道跨河后与右岸的污水在检查井P0处汇合后，沿旭水河的右岸布置截流干管一条，沿旭水河到二眉桥，该段旭水河的右岸地势险突，施工不便，故在二眉桥的下游处管道过河到旭水河的左岸走约1公里后跨到旭水河的右岸后到污水处理厂。2截流次干管：沿旭水河的左岸铺设截流干管一条，用于收集王家坝的污水，其服务面积约550.00ha，收集污水量约1.0万立方米/天。此干管段按雨、污完全分流制设计，该管道沿旭水河的左岸敷设约1公里后穿过旭水河，与旭水河右岸的截流干管在P30跌水井汇合。截流干管的总体平面布置详图《截-水-02》。122 10.5管道材料10.5.1排水管道的基本要求1排水管道必须具有足够的强度，以承受外部荷载和内部水压，外部荷载包括土压力形成的静荷载和由车辆运行所造成的动荷载。重力流排水管道在发生淤塞或雨水管道的检查井充水时，也会形成内部水压，因此重力流排水管道也需适当考虑承受内压力。2为了保证排水管道在运输和施工中不致破裂，还须使管道具有足够的强度。3排水管渠除具有抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用外，还应该具有一定的抗腐蚀的性能，以免受污水或地下水的侵蚀作用而损坏。4排水管道应具有良好的防渗漏性能，以防止污水渗出或地下水渗入。污水从管道渗出，不仅会污染地下水或水体，还可能导致破坏管道及附近建筑物的基础；而地下水渗入污水管道，将降低管道的排水能力，增大污水泵站及处理构筑物的水力负荷。5排水管渠的内壁应光滑，以尽量减小管道输水的阻力损失。6排水管道宜就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管道的造价及运输、施工费用。10.5.2常用的排水管材1混凝土管和钢筋混凝土排水管122 混凝土管和钢筋混凝土管适用于排除雨水、污水，可在专门的工厂预制，也可在现场浇制。主要有混凝土管、轻型钢筋混凝土管、重型钢筋混凝土管3种，管口型式通常有承插式、企口式和平口式，目前，后两种接口型式已很少使用。混凝土管的管径一般小于450mm，长度多为1m，适用于管径较小的无压管。管道埋深较大或敷设在土质条件不良地段的排水管道，为抗外压，当管径（内径）大于400mm时，通常都采用钢筋混凝土管。混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根据抗压的不同要求，制成无压管、低压管、预应力管等，在排水管道系统中得到普遍应用。混凝土管和钢筋混凝土管除用作一般自流排水管道外，钢筋混凝土管及预应力钢筋混凝土管还可用作泵站的压力管及倒虹管。它们的主要缺点是抗酸、碱浸蚀及抗渗性能较差、管节短、接头多、施工复杂。在地震强度大于8度的地区及饱和松砂、淤泥和淤泥土质、冲填土、杂填土等地区不宜敷设。另外大口径管道因其自重大，搬运不便。2陶土管陶土管由塑性粘土烧结制成，为了防止在焙烧过程中产生裂缝，通常按一定比例加入耐火粘土及石英砂，经过研细、调和、制坏、烘干、焙烧等过程制成。根据需要可制成无釉、单面釉、双面釉陶土管。若采用耐酸粘土和耐酸填充物，还可以制成特种耐酸陶土管。陶土管一般制成圆形断面，接口型式多为承插式。122 普通陶土排水管（俗称缸瓦管）最大公称直径可到300mm，有效长度800mm，适用于居民区室外排水管；耐酸陶瓷管最大公称直径国内可做到800mm，一般在400mm以内，管节长度有300、500、700、1000mm几种，适用于排除酸性工业废水。带釉的陶土管内外壁光滑，水流阻力小，不透水性好，耐磨损，抗腐蚀。但陶土管质脆易碎，不宜远运，不能受内压。抗弯抗拉强度低，不宜敷设在松土中或埋深较大的地方。此外，管节短，需要较多的接口，增加施工麻烦和费用。由于陶土管耐酸抗腐蚀性好，适用于排除酸性废水，或管外有侵蚀性地下水的污水管道。3金属管常用的金属管有铸铁管及钢管。室外重力流排水管道一般很少采用金属管，只有当排水管道承受高内压，高外压或对渗漏要求特别高的地方，如排水泵站的进出口管、穿越铁路、河道的倒虹管或靠近给水管道和房屋基础时，才采用金属管。在地震烈度大于8度或地下水位高，流砂严重的地区也采用金属管。金属管质地坚固，抗压、抗震、抗渗性能好；内壁光滑，水流阻力小；单根管道长度大，接头少，但价格昂贵；钢管低抗酸碱腐蚀及地下水浸蚀的能力差，因此，在采用钢管时，必须进行防腐处理并注意绝缘。4塑料管材随122 着新型建筑材料的不断发展，用于制作排水管道的材料也日益增多，特别是近年来高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管、改性聚氯乙烯（PVU-U）双壁波纹管和夹砂玻璃钢等塑料管道开始大量应用于城市排水管网。塑料管道内壁光滑，阻力小，具有良好的水力条件，不透水性好，耐磨损，抗腐蚀和安装方便等优点。各种管道综合性能比较见表10-1。表10-1各种排水管材的优缺点比较管材种类优点缺点适用条件钢管及铸铁管1质地坚固、抗压、抗震性强，2每节管子较长、接头少，1价格高，2钢管对酸碱的防腐蚀性能较差。适用于需承受高内、外压力或对抗渗漏要求特别高的场合，如过河、过沟等，钢筋混凝土管及混凝土管1造价较低，耗费钢材少，2大多数是在工厂预制，也可现场浇制，3可根据不同的内压和外压分别设计制成无压管、低压管、预应力管等，4采用预制管时，现场施工时间较短，1管道较短，接头较多，2大口径管道重量大、搬运不便，3易被含酸含碱的污水侵蚀，钢筋混凝土管适用于自流管、压力管或穿越铁路（常用顶管施工）河流、谷地（常做成倒虹管）等HDPE缠绕管1重量轻、施工运输方便，2抗蚀性较好，3管节长，接口方便，密封性好，4柔韧性好，便于施工，5水力条件好价格贵，工程造价较高，适用于自流管、常规压力管等场合，PVC-U排水管1重量轻、施工运输方便2抗腐蚀性较好，3管节长，接口方便，密封性好，4水力条件好价格贵，工程造价较高，适用于自流管、常规压力管等场合，双壁波纹管1重量轻、施工运输方便2抗腐蚀性较好，3管节长，接口方便，密封性好，4水力条件好价格贵，工程造价较高，适用于自流管、常规压力管等场合，砖砌沟渠1可砌筑成矩形、拱形、圆形等多种形式的断面2抗蚀性较好，3可就地取材，1断面小于800mm时不易施工，2现场施工周期较长适用于大型下水道工程，122 10.5.3管道材料的选择合理地选择管渠材料，对降低排水系统的造价影响很大。选择排水管渠材料时，应综合考虑技术，经济及其它方面的因素：污水性质因素：当排除生活污水及中性或弱碱性（PH=8-10）的工业废水时，上述各种管材都能使用。当生活污水管道和合流污水管道采用混凝土或钢筋混凝土管时，若管道坡度较小，运行时沉积的污泥会析出硫化氢，而使管道可能受到腐蚀。为减轻腐蚀损害，可以在管道内加专门的衬层。管道受压及土质条件因素：压力管段（泵站压力管、倒虹管）一般可采用金属管、钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管。在地震区、施工条件较差的地区（地下水位高、有流砂等）以及穿越铁路时，一般采用金属管。而在一般地区的重力流管道常采用陶土管、混凝土管、钢筋混凝土管。管道价格因素：近年来，省内几种常用排水管材的综合造价列于表10-2。表10-2省内几种常用排水管材的综合造价比较管材名称综合造价（单位：元/m）DN400DN500DN600DN700DN800DN900DN1000DN1100DN1200钢筋混凝土管222244371426474549734839976HDPE排水管35444563083510851281143016971861双壁波纹管31841463578611101319194818692395注：表中的综合造价内容包括：管道及管件安装，水压试验，冲洗；为安装管道所需开挖的管道沟槽，基础，支墩等土建工程。材料价按市场价并参照相关厂家报价。122 总之，确定选择管道材料时，在首先满足技术要求的前提下，应尽可能就地取材，采用当地易于自制、便于供应和运输方便的管材，以降低运输及施工费用。从表10-2可见，HDPE双壁缠绕管和双壁波纹缠绕管等新型塑料管材的综合造价较高。结合xx的具体情况和财政状况，在与业主协商后，本初设确定xx截流干管采用钢筋混凝土管道。10.6管道水力计算10.6.1分流制污水管道水力计算1污水设计流量根据可行性研究报告，xx城区截流干管按远期污水量规模3.0万/d、纳污（服务）面积1425ha设计。将纳污面积的污水量平均分配到每个街区计算。每ha街区面积生活污水的平均流量（比流量）为：q0＝30000/(86.4×1425.00)＝0.24(L/s·ha)设计管段的平均日污水流量，为转输流量（q2）与本段流量（q1）之和。本段流量q1=q0×F，F为街区面积；设计管段的合成流量为Q＝q1+q2；总变化系数Kz按《室外排水设计规范》（GBJ14-87，1997）第2.1.2条计取。122 表10-3生活污水量总变化系数平均日流量（L/S）5154070100200500≥1000总变化系数KZ2.32.21.81.71.61.51.41.3截流干管设计管段的设计流量Qmax＝Q×KZ（Q为平均日污水流量，l/s）。2管道水力计算参数（1）计算公式流量公式：Q＝A×V式中：Q－设计流量（m3/s）A－水流断面积（m2）V－流速（m/s）流速V采用曼宁公式计算：V＝（R2/3I1/2）/n其中：n－粗糙系数R－水力半径（m）V－流速（m/s）I－水力坡降（2）粗糙系数污水管道粗糙系数主要取决于管壁结膜和管底沉积情况，而这又与污水水质及其流动情况相关。122 排水管渠多为重力流，一般按粗糙型紊流考虑，钢筋混凝土排水管粗糙系数n值满流采用0.013，非满流采用0.014。（3）设计流速范围最小设计流速：污水管道在设计充坡度下的最小设计流速取为0.7m/s。（4）最大设计充满度污水管道按非满流设计的最大设计充满度，见表10-4。表10-4最大设计充满度表管径或渠道（mm）最大设计充满度200-3000.55350-4500.65500-9000.70＞10000.7510.6.2雨污合流制管道水力计算县城老城区的排水系统已建成，为节省投资，本工程近期仍沿用其雨污合流制，在其临河渠排放口处设置溢流井。今后随着城市的发展，远期改造为雨污分流制。1合流制管道设计流量（1）第1个溢流井以上管段的设计流量Q＝Qh＋Qy122 式中：Q－第1个溢流井以上管段的设计流量（L/s），Qh－溢流井以上的旱流污水量（L/s），Qy－溢流井以上的设计雨水量（L/s）。（2）雨水量计算Q1＝qΨF式中：Q1－雨水设计流量（L/s），q－设计暴雨强度（L/s·ha），Ψ-径流系数。根据xx城区情况，设计取Ψ＝0.6，F－汇水面积（ha）xx县城区采用自贡市暴雨强度公式计算，即：q＝4392×(1+0.59×lgP)/[(t+19.3)0.804]式中：q—暴雨强度,P—重现期（年）,t－降雨历时（min），t＝t1＋mt2式中：t－设计降雨历时（min），t1－地面集水时间（min），t2－管内流行时间（min），m－延缓系数，对暗管m＝2，对城区雨水管道设计，重现期P＝1年，地面集水时间t1＝10min，t＝t1＋2t2，则单位面积的径流量为：122 Q1＝q×Ψ＝4392×(1+0.59×lgP)×ψ/[(t+19.3)0.804]＝4392×(1+0.59×lgP)×0.6/[(t2+29.3)0.804]＝2635.2/[(t2+29.3)0.804]当2∑t2＝0时，单位面积的径流量为：Q1＝174.36（L/s.ha）（3）旱流污水量计算设计旱流污水量（Qh、Qh’）与前述分流制污水管道的设计流量计算相同。由于涉及今后老城区将按分流制改造，本设计对溢流井以上的截流倍数取低值，即n0＝1。（4）溢流井以下管段的设计流量Q’＝（n0+1）Qh＋Qh’＋Qy’式中：Q’－溢流井以下计算管段的设计流量（L/s），Qh－溢流井以上的旱流污水量（L/s），Qh’－溢流井以下计算管段的旱流污水量（L/s），Qy’－溢流井以下计算管段汇水面积的设计雨水量（L/s），N0－截流倍数，即溢流时所截流的雨水量与污水量之比。2水力计算采用的公式合流制管道的流量、流速计算公式与分流制污水管道相同。3主要设计参数（1）设计充满度和设计流速122 合流制管道最大设计充满度按满管流考虑，雨水管道最大设计流速小于5.0m/s。在满管流时，管道的最小流速一般不低于0.75m/s，在管道起始段地形较平坦部位的最小设计流速，按0.60m/s计取。截流干管水力计算结果详附表1《水力计算表》。10.7管道附属设施1管道基础排水管道基础一般由地基、基础和管座组成。根据地勘资料，本工程场区内地质构造简单，区内无断层通过，未见大型的明显不良地质现象。场内地震设防烈度为7度。截流干管敷设区域的地基土为5层结构，即1层杂填土、2层粉质粘土、3层粉土、4层砂土、5层卵石。根据地勘资料，管道可选用第2、第3、第5层作天然地基持力层，对铺设于未经扰动的良好天然地基管道等可不作地基处理；局部地段管底为砂土时应采用换填处理方案，换填后地基承载力应不小于120KPa。埋地管道采用砂石基础，根据管道的覆土深度（H）选择不同的基础形式：当H≤3.5m时，采用120°砂石基础；当H≥3.5m时，采用180°砂石基础。2管道接口122 钢筋混凝土管道接口采用承插连接，橡胶圈柔性接口；过河钢筋混凝土管采用混凝土满包。3检查井污水检查井、雨水检查井采用砖砌圆形井或矩形井，检查井间距一般按表10-5选用。表10-5排水检查井的最大间距管径检查井最大间距（m）污水管道雨水（合流）管道200～4004050500～7006070800～100080901100～15001001204跌水井管道跌水水头大于1m时，需要设跌水井。在旁侧管与干管的连接点处；若连接处侧管的埋深大于干管埋深，则需在旁侧管上游接入或在干管上设置跌水井，若连接处的旁侧管管底标高高于干管管底标高1m以上时，为使干管获得较好的水力条件，需在连接处前的旁侧管以上设置跌水井。5排放口溢流排放口采用门字式排放口。122 10.8主要工程量截流干管的主要工程量列于表10-6。表10-6截污干管主要工程量表序号名称规格材质单位数量备注1排水管d400Ⅱ级钢筋混凝土米1352排水管d500Ⅱ级钢筋混凝土米4513排水管d600Ⅱ级钢筋混凝土米11304排水管d800Ⅱ级钢筋混凝土米9205排水管D1000Ⅱ级钢筋混凝土米2217截留干管合计米48536圆形检查井φ1000混凝土座387圆形检查井φ1250混凝土座218圆形检查井φ1500混凝土座609阶梯式混凝土跌水井3500×1400×3300混凝土座210截污井1800×1200混凝土座2122 第十一章存在问题及建议11.1存在问题在初步设计过程中，尚缺乏部分资料，主要是：截流干管沿线的地质资料；截流干管沿线地下埋设物（如给水管、煤气管、电力电缆、通讯电缆等）等资料；截流干管沿线接纳各排污管口的污水流量、管径、高程等；污水厂净化水排出口处的局部地形图及地勘资料。进一步确定拟建污水厂的洪水位高程。待上述资料齐备后，在施工图设计时，对截流干管及排出口予以完善。11.2建议1进一步齐备截流干管设计所需的资料细节及场地工程地勘资料。2继续收集、完善施工图设计所需的其他基础资料（资料清单另详）。122 第十二章工程概算、资金筹措及成本12.1概算编制说明1建设规模：日处理污水量15000m3/d；2编制范围：污水处理厂内各种建（构）筑物、管道、总平面布置、工艺、电气设备及安装；厂外截留干管；3定额：四川省建设工程工程量清单计价定额；建筑工程计价定额；装饰工程计价定额；安装工程计价定额；市政工程计价定额；仿古园林工程计价定额；措施工程计价定额；4工程量：依据设计所提供的各子项资料进行概算。5设备及材料价格设备价格：依据市场询价(含运杂费)；材料价格：主要依据《四川工程造价信息》2007第三期xx相关信息计算，部分采用市场询价；6其他工程和费用：土地征用及补偿费：6.5万元/亩，占地15.55亩（依据建设单位提供资料）。122 建设单位管理费：第一部分工程费用总价1.35%。工程建设监理：第一部分工程费用总价1.5%。生产准备费：按设计定员60%计算，培训期6个月，培训费按5400元/人。办公及生活家具购置费：按设计定员每人1000元计算。勘察设计费：按《工程勘察设计收费标准》（2002修订本）规定计算。前期工程费按：国家计委计价格[1999]1283号文计算。环境评估费按：国家计委计价格[2002]125号文计算施工图预算编制费：按设计费的10%计算。竣工图编制费按设计费的8%计算。审图费：按省物价局、省建设厅关于建设工程施工图设计审查收费标准及有关问题的通知计算。工程招标费：按国家发展计划委员会文件计价格（2002）1980号计算。备品备件及工具购置费：分别按第一部分工程费用设备费总值1%计算。联合试运转费：按第一部分工程费用内设备费总值的1%计算。基本预备费：按第一、二部分工程费用之和的5%计算。12.2工程投资概算1工程概算总投资为3395.52万元。其中：122 污水厂内工程概算投资2570.22万元；厂外截流干管工程概算投资825.3万元。2工程概算投资表：工程概算总投资构成列于表12-1；。污水厂内工程概算投资总表列于表12-5；。厂外截流干管工程概算投资总表12-6；。表12-1工程概算总投资构成表序号工程费用名称投资（万元）备注一厂内工程投资2570.22执行18918-2002一级A标1建设投资2491.441．1第一部分工程费用2063.031．2第二部分工程其他费用309.781．3基本预备费118.632建设期利息61.383铺底流动资金17.41二厂外截流干管工程投资825.30施工条件差，部分管道需在河槽敷设。概算总投资3395.5212.3三材用量：钢材：561.577吨水泥：2241.129吨锯材：61.035立方122 12.4资金筹措本工程可行性研究报告于2002年12月经省发改委《川计投资[2002]1057号文》批复，批复总投资为3100万元。本工程原初步设计于2003年4月完成并于同年4月19日经省发改委组织专家评审通过，由于资金问题，未得及时实施。从2003年至今期间，出现了xx城市规划调整，污水厂址易地；新设计规范、新标准实施；污水处理水质排放标准提高等，为此，本公司在重新核定污水厂规模的情况下，中心提出此工程的初步设计。由于以下原因，导致工程概算投资有所变化：(1)原材料价格上涨;(2)采用新定额计费;(3)建设期按可研批文由1年变成2年,原贷款年利率5.76%变为现贷款年利率7.20%,流动资金贷款利率5.31%变为现贷款利率6.57%。12.4.1污水厂内工程资金筹措污水厂内工程概算投资值为2570.22万元（含建设投资、建设期利息、铺底流动资金），按以下方式筹措：1地方及企业自筹资金1033.22万元；(含铺底流动资金及建设期利息)；2其他资金777万元;3银行贷款760.00万元,贷款年利率7.2%。银行贷款额度与利息见表12-2。122 4本项目流动资金按正常运行期三个月的经营成本概算为58.00万元；其中有30%的铺底流动资金使用企业自有资金,计17.41万元；70%流动资金申请银行借款,计40.60万元,借款年利率6.57%。表12-2银行贷款额度与利息序号年份贷款额度年利率(%)建设期利息本利合计1建设期第一年456.007.2016.42472.422建设期第二年304.007.2044.96348.96合计76061.38821.3812.4.2厂外截流干管工程资金筹措厂外截流干管工程概算投资825.3万元，按以下方式筹措：1地方及企业自筹资金337.3万元(含建设期利息)；2其他资金248万元;3银行贷款240万元,贷款年利率7.20%。银行贷款额度与利息见表12-3。表12-3银行贷款额度与利息序号年份贷款额度年利率(%)建设期利息本利合计1建设期第一年144.007.205.18149.182建设期第二年96.007.2014.20110.20合计240.0019.38259.3812.5污水处理成本122 污水处理厂工程达产年总成本费用为386.38万元，折合单方污水处理成本为0.71元/M3；年经营成本(运行成本)为233.77万元,折合单方污水经营成本为0.43元/M3。年运行成本基本数据列于表12-4。表12-4xx（1万吨）污水厂处理成本计算序号项目单位年耗量单价(元)年金额(万元)备注1PAMt2.5200005.002硫酸亚铁t27060016.23外购电kwh20962900.56117.394外购水t29201.50.445污泥外运补偿费t4200208.406工资及福利费人121080012.967折旧费105.138大修理及检修维护费45.389摊销费0.76固定资产基本折旧费率4.17%10固定资产投资利息44.41固定资产原值的1.8%11流动资金利息2.31摊销年限5年12其他费用28.00年利率7.20%13总成本费用386.38年利率6.57%其中：固定成本164.23可变成本222.1514经营成本(运行成本)233.77122 表12-5(1)xx城市污水处理厂投资总概算表（单位：万元）序号工程名称土建设备安装其它总值　工程总投资823.76841.16398.10507.202570.22Ⅰ第一部分工程费用823.76841.16398.102093.031总图251.3647.4362.66361.452粗格栅－提升泵房22.5737.947.7668.273细格栅－沉砂池13.5537.9011.2162.664缺氧池－沉淀池175.22114.6266.60356.445BAF生物滤池193.14208.3092.41493.856反冲洗水池－紫外消毒池52.2383.9916.65152.877加药间16.777.252.0326.058污泥贮池5.646.502.1914.339污泥脱水间23.3493.487.83124.6510综合楼45.3910.002.2357.6211变配电间24.5524.5512全厂电气89.5880.57170.1513全厂自控88.6145.96134.5714备品备件购置费7.787.7815工器具及生产家具购置费7.787.78Ⅱ第二部分工程费用309.78309.781征地安置补偿费101.08101.082建设单位管理费27.7627.76122 表12-5(2)xx城市污水处理工程投资总概算表（单位：万元）序号工程名称建筑设备安装其它总值3工程建设监理30.9530.954前期工作费7.767.765环境评估费5.845.846生产准备费3.783.787办公及生活家具购置费1.201.208联合试运转费8.418.419勘察费20.6320.6310设计费75.4475.4411施工预算编制费7.547.5412竣工图编制费6.046.0413审图费3.093.0914工程招标费10.2710.27Ⅲ基本预备费118.63118.63建设投资2491.43建设期利息61.38流动资金17.41工程总投资2570.22122 表12-6(1)xx城市污水截流干管投资总概算表（单位：万元）序号工程名称土建设备安装其它总值　工程总投资476.53188.05160.72825.30Ⅰ第一部分工程费用476.53188.05664.581厂外管道476.53188.05664.58Ⅱ第二部分工程费用81.6481.641青苗补偿费2.502.502建设单位管理费9.979.973工程建设监理14.2914.294前期工作费4.694.695环境评估费5.845.846勘察费6.656.657设计费27.1227.128施工预算编制费2.712.719竣工图编制费2.172.1710审图费1.001.0011工程招标费4.714.71Ⅲ基本预备费59.7059.70建设期利息805.92流动资金19.38工程总投资825.30122 附表附表－1（1）～（4）xx城市生活污水厂主要工艺设备表附表－2（1）～（8）xx城市生活污水厂主要工艺材料表附表－3（1）～（10）xx城市生活污水厂主要电气、自控设备仪表附表－4（1）～（2）xx城市生活污水厂主要工艺材料表122 目录内容摘要1第一章概述31.1工程概况31.2设计依据31.2.1相关文件31.2.2相关法规、规范、标准41.3设计原则51.4设计范围6第二章城市及地域概况72.1地理位置及行政区划72.2自然条件72.3城市现状及规划92.3.1城市现状及规划92.3.2给水现状及规划92.3.3排水现状及规划92.4受纳水体11第三章工程设计方案123.1排水体制123.2污水处理厂规模123.2.1城市用水量预测（能形成污水的用水量）133.2.2城市污水处理量143.2.2污水处理厂规模143.3污水水质及处理要求153.3.1原污水水质15 3.3.2污水处理要求173.3.3处理程度173.4污水厂厂址183.4.1选址原则183.4.2污水处理厂址183.5污水处理工艺203.5.1城市污水污染物去除概述203.5.2几种常用的城市污水处理工艺253.5.3污水处理工艺393.6剩余污泥的处理、处置403.6.1污泥处理403.6.2污泥处置40第四章污水厂工艺设计414.1污水处理工艺流程414.2BAF工艺设计概要424.2.1前置缺氧池、沉淀池424.2.2BAF的构造434.2.3BAF工艺的脱氮474.2.4BAF工艺的除磷494.3单元构、建筑物设计504.3.1　粗格栅、提升泵房504.3.2细格栅、沉砂池524.3.3缺氧池－沉淀池544.3.4生物滤（池）站554.3.5反冲洗水池－紫外消毒渠57 4.3.6贮泥池584.3.7　加药间584.3.8污泥脱水间594.3.9变配电室604.3.10综合楼604.3.11水质化验室604.4管道防腐614.5污水厂定员624.6主要构、建筑物及机械设备62第五章污水处理厂总图设计645.1概况645.2总平面布置645.3竖向设计及道路布置655.4绿化655.5消防665.6运输设备665.7主要工程量67第六章建筑、结构设计686.1建筑设计686.1.1采用的设计规范及标准图686.1.2建筑总体设计696.1.3建筑意境696.1.4建筑构造及主要装修706.1.5建筑防火716.1.6建筑节能71 6.1.7建筑通风716.1.8绿化716.1.9建筑防雷726.1.10建筑设备726.1.11卫生设备726.1.12道路726.1.13大门、围墙726.1.14建筑安全736.2结构设计746.2.1设计依据746.2.2一般说明746.3抗浮设计756.4主要构(建)筑物结构型式756.4.1建筑物结构型式756.4.2构筑物结构型式766.5构造措施766.6基础持力层及其处理措施776.7其它786.8主要材料79第七章电气、自控设计807.1设计依据807.1.1依据的资料807.1.2所采用的规程、规范807.2电气设计807.2.1设计范围80 7.2.2供电设计817.2.3电能计量827.2.4控制及继电保护827.2.5电动机的起动控制方式837.2.6主要设备选型837.2.7全厂电缆敷设837.2.8照明847.2.9检修电源847.2.10防雷接地847.2.11通讯设施857.3自控及仪表设计857.3.1设计范围857.3.2系统概述857.3.3控制要求867.3.4测控内容及控制要求877.3.5自控设备及仪表选型897.3.6仪表的动力要求及接地系统90第八章节能及环境保护918.1节能措施918.2环境保护措施91第九章安全卫生和消防939.1劳动安全、卫生防范措施939.2消防措施94第十章厂外污水截留干管9510.1　设计原则95 10.2设计规模9510.3截流干管纳污范围9510.4截流干管布置9610.5管道材料9710.5.1排水管道的基本要求9710.5.2常用的排水管材9710.5.3管道材料的选择10110.6管道水力计算10210.6.1分流制污水管道水力计算10210.6.2雨污合流制管道水力计算10410.7管道附属设施10710.8主要工程量109第十一章存在问题及建议11011.1存在问题11011.2建议110第十二章工程概算、资金筹措及成本11112.1概算编制说明11112.2工程投资概算11212.3三材用量：11312.3资金筹措11412.3.1污水厂内工程资金筹措11412.3.2厂外截流干管工程资金筹措11512.3污水处理成本115附表120'