唐河污水库地表水处理技术方案08 130页

'唐河污水库地表水处理工程技术方案（项目编号：HKY-GC-0903）2017年12月8日 中国环境科学研究院目录1概述............................................-1-1.1项目名称及建设单位............................-1-1.2项目建设的目的及意义..........................-1-1.2.1落实国家“千年大计”雄安新区建设的需要.....-1-1.2.2国家“水十条”考核的需要...................-1-1.2.3区域生态环境改善，促进经济发展的需要.......-2-1.3编制依据.....................................-2-1.3.1法律法规..................................-2-1.3.2相关规定及政策.............................-2-1.3.3技术导则、标准及规范.......................-2-1.3.4其它文件..................................-3-1.4技术经济指标..................................-3-2项目区域环境调查.................................-4-2.1区域概况.....................................-4-2.1.1保定市基本概况.............................-4-2.1.2安新县基本概况.............................-4-2.1.3污水库基本概况.............................-5-2.2自然环境....................................-12-2.2.1地形地貌.................................-12-2.2.2水文地质.................................-12-2.2.3气象气侯.................................-12-II 中国环境科学研究院2.2.4地表水...................................-12-2.2.5社会环境.................................-13-2.3周边污染源与环境影响调查与分析...............-14-2.3.1历史工业污染源概述........................-14-2.3.2现状污染源概述............................-15-2.4水量调查....................................-15-3污水库地表水水质调查与分析......................-19-3.1调查过程....................................-19-3.2主要调查情况.................................-19-3.2.1调查范围.................................-19-3.2.2调查方法.................................-20-3.3调查结果与分析...............................-21-3.3.1常规指标.................................-21-3.3.2重金属污染物..............................-28-3.3.3有机污染物................................-31-3.4主要调查结论.................................-34-4方案论证.......................................-36-4.1总体原则....................................-36-4.2地表水水质特性分析及设计进水水质.............-36-4.2.1地表水水质特性分析........................-36-4.2.2设计进水水质..............................-40-4.3处理排放去向分析及设计出水水质要求...........-40-III 中国环境科学研究院4.3.1处理出水排放去向分析......................-40-4.3.2设计处理出水水质要求......................-42-4.4治理技术比选.................................-43-4.4.1投加物化药剂处理技术......................-43-4.4.2生化除COD类...............................-46-4.4.3除磷技术.................................-56-4.4.4脱氮技术.................................-59-4.4.5氧化类...................................-62-4.4.6泥水分离装置特点及比较....................-65-4.4.7小结.....................................-68-4.5污水处理技术验证实验.........................-68-4.5.1单元试验.................................-69-4.5.2组合工艺试验..............................-91-4.6推荐技术路线.................................-99-5方案设计......................................-100-5.1工艺流程...................................-100-5.2设计水量与处理时间..........................-101-5.3污水处理站选址..............................-101-5.4工艺设计...................................-102-5.5结构设计...................................-104-5.5.1结构形式及基础选用.......................-104-5.5.2主要结构材料.............................-105-IV 中国环境科学研究院5.6电气设计...................................-105-5.6.1设计依据................................-105-5.6.2设计范围................................-106-5.6.3设计方案................................-106-5.7总图设计...................................-109-5.7.1布置原则................................-109-5.7.2子项构成................................-110-5.7.3总平面布置...............................-110-5.8现场给排水.................................-111-5.8.1现场给水................................-111-5.8.2现场排水................................-111-5.9污泥处理...................................-111-6投资估算......................................-113-6.1建设投资...................................-113-6.2运行费用...................................-117-7实施计划......................................-118-7.1实施组织机构及分工..........................-118-7.2实施计划表.................................-118-8工程效益分析..................................-119-8.1环境效益...................................-119-8.2社会效益...................................-119-9结论与建议....................................-120-V 中国环境科学研究院9.1结论.......................................-120-9.1.1区域环境调查.............................-120-9.1.2现状水质调查.............................-120-9.1.3方案论证与设计...........................-121-9.1.4工程投资与实施计划.......................-121-9.1.5工程效益................................-121-9.2建议.......................................-122-9.2.1水质分析方面.............................-122-9.2.2工程实施方面.............................-122-9.2.3其他方面................................-122-VI 中国环境科学研究院1概述1.1项目名称及建设单位（1）项目名称唐河污水库地表水处理工程（2）建设单位安新县环境保护局（3）编制单位中国环境科学研究院1.2项目建设的目的及意义1.2.1落实国家“千年大计”雄安新区建设的需要2017年4月1日，中央宣布将雄县、安新县、容城县三县合并成为雄安新区，并将其定位为“千年大计、国家大事”。雄安新区的设立起点高、规格高、任务重，担负着疏解非首都功能及探索新时代下城镇化发展的新思路的重任。雄安新区的发展与建设要与环境保护、生态文明建设相衔接，因此，位于新区内的唐河污水库治理显得尤为迫切。1.2.2国家“水十条”考核的需要国家水污染防治行动计划（简称“水十条”）要求，到2020年，全国基本消除黑臭水体。唐河污水库承接保定八大厂多年排放的企业生产废水，污水库内部分水体呈现墨绿色，在夏季时分蚊虫大量繁殖，路人掩鼻而避之，属于典型的季节性黑臭水体。为落实国家环境保护部水十条考核的需要，需对此类坑塘进行恢复性治理。-1- 中国环境科学研究院1.2.3区域生态环境改善，促进经济发展的需要雄安新区的定位是“打造优美生态环境，构建蓝绿交织、清新明亮、水城共融的生态城市”，简而言之为“无生态，不城市”。区域污染源的有效治理将降低污染物排放，生态环境改善使得城市更加宜居；前者将大大加大企业的入住量，而后者将大大吸引人才的居住意愿，有助于人才在雄安新区的急剧。因此，唐河污水库的治理实为安新县促进经济发展，“筑巢引凤”的必要之举。1.3编制依据1.3.1法律法规（1）《中华人民共和国环境保护法》（2014年4月）（2）《建设项目环境保护管理条例》（2017年7月）（3）《中华人民共和国水污染防治法》(2017年6月)（4）《危险化学品安全管理条例》（2013年12月7日）（5）《废弃危险化学品污染环境防治办法》（国家环保总局令[2005]第27号）1.3.2相关规定及政策（1）河北省水利厅“关于颁布《河北省水功能区划》的通知”（冀水资［2004］42号）（2）《河北省人民政府关于印发雄安新区及白洋淀流域水环境综合整治工作方案的通知》（冀政字[2017]18号）1.3.3技术导则、标准及规范（1）《生活饮用水卫生规范》（卫生部，2004）-2- 中国环境科学研究院（2）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）（3）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）（4）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）（5）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）1.3.4其它文件《关于规范纳污坑塘污染整治工作的通知》（河北省水污染防治工作领导小组办公室文件）。1.4技术经济指标3污水库设计总水量：32万m；3设计日处理水量：4800m/d；建设投资成本：2331.36万；运行费用928万元；唐河污水库地表水处理工程总投资为3259.36万元。时间需120天，其中，设计时间15天，建设时间35天，运行时间70天。-3- 中国环境科学研究院2项目区域环境调查2.1区域概况2.1.1保定市基本概况保定，位于河北省中部、太行山东麓，是京津冀地区中心城市之一，素有“北控三关，南达九省，畿辅重地，都南屏翰”之称。今保定之名意为“保卫大都，安定天下”，保定向来是“京畿重地”“首都南大门”。保定市总面积22190平方公里，截至2015年末，下辖5个市辖区、15个县，代管4个县级市，设有1个国家级高新区，全市常住总人口1034.9万人。保定市拥有华北电力大学、河北大学、河北农业大学等16所高校。2016年，完成生产总值3435.3亿元（含定州）。保定是国家历史文化名城、中国优秀旅游城市、国家园林城市，也是中国首个创新驱动发展示范市，WWF低碳试点城市，全国双拥模范城、戏曲之乡、游泳之乡，也被人们称为“长寿之城”“冠军之城”，诞生了荆轲、刘备、赵匡胤、祖冲之、郦道元等一批历史名人。2017年4月，中共中央、国务院决定设立河北雄安新区，涉及保定市雄县、容城、安新3县及周边部分区域。2.1.2安新县基本概况安新县隶属于河北省保定市，由雄安新区托管，位于河北省中部，县境东与雄县、任丘相连，南与高阳接壤，西与清苑、徐水交界，北与容城毗邻，总面积738.6平方公里。全县设9镇3乡，共12个乡镇，207个行政村，全县人口393113人（2011年），有汉、满、蒙、-4- 中国环境科学研究院回、壮等15个民族。安新县有100多年的发展历史，在发展的过程中逐步形成了集回收、电解、线缆加工、精密仪器制造于一体的完整产业链，成为华北地区最大的废旧有色金属集散地。2017年4月1日，中共中央、国务院印发通知，决定设立河北雄安新区。这是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区。2.1.3污水库基本概况唐河，是海河流域大清河南支水系主要支流之一，发源于山西省浑源县，穿山西省灵邱县进入河北省境内，先后流经涞源、顺平、唐县，纳通天河至西雹水村始出山区，进入平原，于定州市穿过京广铁路。下经望都、清苑进入唐河新道，在涝淀入安新县境，经沈家坯，在老河头会府河，在同口镇汇入有“华北明珠”之称的白洋淀，总流域2面积4990km。唐河污水库位于安新境内西南部，是1975年国家第一次大规模综合治理白洋淀污染工程之一（污水库在海河流域水系中的位置如图2-1所示），利用唐河行洪河道内两侧低水槽，距堤150米分别加筑小堤，形成了三河四堤狭长的两个污水库（南库、北库），全长17.5公里，设计污水位10米，污水库总容量1350万立方米，其中，南库630万立方米，北库720万立方米，建成后南库未投入使用，本方案所指污水库为北库（库容720万立方米），1976年建成并投入使用，现唐河污水库外口封堵截流已实施，彻底截断了污水进口。-5- 中国环境科学研究院唐河污水库西侧距保定市约19km，东侧距白洋淀入淀河约10km，东北侧距安新县城约21.5km，见图2-2（距离为地图测量直线距离）。唐河污水库的功能是蓄存、调节、直排上游保定市区及周边产生的工业废水，主要接纳保定市西郊“八大厂”工业废水。因此其污染主要来自保定市的污染企业。唐河污水库北侧从西向东分别有老河头镇的前屯村、西涝淀村、东涝淀村和李良辅村。唐河污水库两侧农田夏季主要种植玉米、冬春季种植小麦，主要地表情况见图2-3～图2-6。唐河污水库图2-1污水库水系位置图-6- 中国环境科学研究院安新县城（图外）21500米保定市白洋淀（图外）10000米19000米唐河污水库1234图2-2唐河污水库区域位置图-7- 中国环境科学研究院图2-3唐河污水库局部1-8- 中国环境科学研究院图2-4唐河污水库局部2-9- 中国环境科学研究院图2-5唐河污水库局部3-10- 中国环境科学研究院图2-6唐河污水库局部4-11- 中国环境科学研究院2.2自然环境2.2.1地形地貌所处地区地势平坦、开阔，局部地段有洼地，由于人类活动的影响，地貌的自然形态已不复存在。2.2.2水文地质该区区域地质构造单元属于中朝准地台，构造体系属新华夏构造体系的最发育地区，该区是新生代以来的凹陷区，与太行山新华夏隆起相对应。该地区地表面平坦，地质条件单一，地下水埋藏较深，水量丰富。地层冲洪积平原主要为第四系冲洪积物组成，环境稳定。工程地质条件较好，构造相对稳定。无不良地质现象，未发现有明显地质断裂，破碎等构造。2.2.3气象气侯污水库地处北半球的温带季风气候区，大陆性气候特点显著，春季干燥多风、夏季炎热多雨、秋季天高气爽、冬季寒冷少雪。年平均气温为12.7℃，冬季平均温度为-2.3℃，年平均高温日数（日最高气温超过37℃）为3.2天。在白洋淀的气候调节作用下，春季蒸发量大，降水稀少，多风沙；夏季炎热，易形成大雨，但有时也严重干旱，风向以东南风为主；秋季天气晴朗，十月中旬较强冷空气开始南下，十一月初西北风逐渐侵入，冬季寒冷干燥，以西北风为主，当地冬季不算太冷。2.2.4地表水本地区地表水属唐河流域的唐河干流，发源于山西省浑源县南部-12- 中国环境科学研究院的翠屏山，流经山西省灵丘县，出太行山入河北省保定市的涞源县、唐县、顺平县，以下河段历史上河道几经自然及人工变迁，1966年人工开辟新河道，唐河及其支流在唐县通天河、三会河、逆流河诸水汇集于西大洋水库，出西大洋水库后东流经望都县、清苑县、安新县，在安新境内汇入北方内陆名湖白洋淀。唐河大小支流43条。历史上下游河道几经自然及人工变迁，下游建有唐河新道，干流上建有唐河水库、西大洋水库等水利工程及诸多灌区，水利效益较高。2.2.5社会环境项目所在地区行政上属安新县管辖，安新县管辖9个镇、3个乡：安新镇、大王镇、三台镇、端村镇、赵北口镇、同口镇、刘李庄镇、安州镇、老河头镇、圈头乡、寨里乡、芦庄乡。唐河污水库附近除了中小型工厂和工厂附近小规模居住区外，人口相对集中的居住区则是一些自然村。库区主要涉及安新县4个乡镇和14个村，共3.3万余人，两侧农田约14300亩。整个唐河两岸以农业生产为主，唐河河道内因多年干涸，附近村民也全部种植了农作物，农业生产基本上是种植小麦和玉米，经济作物以棉花为主，保护性的疏菜大棚种植很少。沿河的老河头镇、安州镇、芦庄乡工业发展以有色金属加工业为主，乡镇企业比较分散，土地利用率较低，人均农村居民点居住用地超标，村庄整理潜力较大。唐河污水库北侧从西向东分别有老河头镇的前屯村、西涝淀村、东涝淀村和李良辅村。老河头镇位于安新县西部，距县城17.4千米。保（定）新（安）公路过境。人口3.6万人。辖27个行政村，镇政-13- 中国环境科学研究院府驻沈家坯村。该镇耕地面积52000亩，农产品以粮棉为主，养殖业以养鸡为主。乡镇企业为有色金属行业，是全国废旧有色金属集散地之一。辖张家村、李家村、贺家庄、刘民庄、河西庄、石庄、坨上、席庄、闭大口、冯庄、刘庄、姬庄、胡王庄、前亭子、后亭子、西喇喇地、东喇喇地、南喇喇地、北喇喇地、后屯、前屯、东涝淀、西涝淀、李良甫庄、董庄、沈家坯南队、沈家坯北队27个行政村。2.3周边污染源与环境影响调查与分析2.3.1历史工业污染源概述在国家“一五”期间，建成了保定西郊八大厂，唐河污水库主要用于承接该八大厂污水：1）保定变压器厂，主要生产各种变压器，现在发展成天威集团；2）482厂，现发展成风帆蓄电池集团，铅酸蓄电池为行业龙头老大；3）棉纺厂，现在成为依面集团，主要为纺织生产；4）胶片厂，现在为乐凯集团总部，公司产品涉及影像记录材料、印刷材料、精细化工、膜材料及涂层材料等四大产品体系100多个品种；5）铸机厂，现改名为保定维尔铸造机械股份有限公司，主导产品有，静压自动造型线及砂处理系统、树脂砂、水玻璃砂铸造生产线、垂直分型无箱自动造型线及砂处理系统、各种抛（喷）丸清理设备及生产线、等；6、热电厂，现有火力发电机组九台、装机总容量295MW，水力发电机组两台，装机容量21.5MW；供热能力为210吨/小时，固定资产原值4.7亿元；7）化纤厂，现为天鹅化纤集团，主要产品为纤维；8）604厂，中国唯一的钞票纸生产企业。一直不温不火。-14- 中国环境科学研究院为了供西郊企业用水，当时在一亩泉附近打了近30眼深水井，3还建了加压站称为“一亩泉”加压站，一天抽水20-30万m，90%以上供八大厂用水。2.3.2现状污染源概述唐河污水库北侧从西向东分别有老河头镇的前屯村、西涝淀村、东涝淀村和李良辅村，人口不详，主要排放生活污染源；唐河污水库两侧农田夏季主要种植玉米、冬春季种植小麦。目前，唐河污水库已经开展部分前期工作，沿渠各区于2017年6月6日在大寨渠7个关键节点处完成分段封堵，下游部分渠段已经干涸，唐河污水库已无进水。2.4水量调查聘请有资质的公司对污水库进行水深勘察，污水库由道路桥梁自然分隔为八个坑塘，分别编号为1～8号，见图2-7，其水深测量结果如图2-8～图2-14，水量计算结果见表2-1，由表可知，总水量为26.6万立方米。87123456图2-7唐河污水库坑塘分布图-15- 中国环境科学研究院图2-8坑1水深测量图图2-9坑2水深测量图图2-10坑3水深测量图-16- 中国环境科学研究院图2-11坑4水深测量图图2-12坑5水深测量图图2-13坑6水深测量图注：7号坑塘无成形水域图2-14坑7水深测量图-17- 中国环境科学研究院注：8号坑塘无成形水域图2-15坑8水深测量图表2-1唐河污水库水量计算结果序号面积㎡平均水深m存水量m³水面高程备注7.400水量为估算122373.11.2527966.4结果253456.01.2566685.06.859360800.11.4386797.16.350422336.70.6414315.25.676563837.81.2555215.55.380613976.91.0915212.64.3607基本无水8基本无水合计236780.6266191.81985国家高程基准-18- 中国环境科学研究院3污水库地表水水质调查与分析3.1调查过程2017年10月，完成地表水调查评估方案。2017年10月18日至10月26日，分两次赴安新县唐河污水库开展地表水样品的采集工作。2017年10月中下旬至11月初，完成地表水样品的污染物种类和含量检测分析。3.2主要调查情况3.2.1调查范围唐河污水库由道路和桥梁自然分隔，可分为1-8号坑，采样点位见图3-1。其中坑1有1个采样点位，坑2有4个采样点位，坑3有2个采样点位，坑4有1个采样点位，坑5有3个采样点位，坑6有1个采样点位，坑7有1个采样点位，坑8没有水，无采样。现场采样信息表见表3-1。采样点位图3-1唐河污水库地表水采样点位图-19- 中国环境科学研究院表3-1唐河污水库水样采样点位信息水面漂浮DO序号采样编号水深（米）颜色气味水温（℃）pH油膜物（mg/L）坑11-10.3墨绿臭味无浮萍14.27.252.230.2绿臭味无浮萍14.78.20.662-11.5绿臭味无浮萍14.78.20.662-20.8墨绿臭味无浮萍147.421.12坑20.2墨绿臭味无浮萍15.57.491.442-31.5墨绿柴油无浮萍15.57.492.060.2绿臭味无浮萍14.78.20.662-41.5绿臭味无浮萍14.78.20.660.2绿臭味无浮萍14.78.320.773-11.5绿臭味无浮萍14.78.320.77坑30.2暗绿柴油味无浮萍14.88.272.083-21.5暗绿柴油味无浮萍14.88.293.290.2深绿柴油味无浮萍14.78.371.89坑44-11.5深绿柴油味无浮萍14.68.292.645-12深绿柴油味无浮萍14.68.292.640.2浅绿臭味无浮萍14.77.640.275-2坑51浅绿臭味无浮萍14.77.640.270.2浅绿臭味无浮萍14.37.670.195-31浅绿臭味无浮萍14.37.670.19坑66-10.5暗绿臭味无无14.47.562.12坑77-10.1墨绿臭味无无15.210.5903.2.2调查方法采样点位的布设应结合污水库的水面宽度和水深。污水库实际有水段约4.5公里，采样点位均匀分布于河道中，按照《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002）。共取13个采样点位，根据实际水深采集水样，水深超过1米，采集表层和底层两个水样；水深小于1-20- 中国环境科学研究院米，采集表层水样。共采集24个水样，包括平行水样4个。按照《水质样品的保存和管理技术规定》（HJ493-2009）的要求，采集的地表水样品凡能做现场测定的项目，均应在现场测定。在地表水质采样中通常采集瞬时水样。一般常规的水质检测中广泛使用聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器来贮存水质检测的样品。不能及时运输尽快分析的水样，则应根据不同水质检测项目的要求，在水样采入或装入容器中后，应立即按《地表水和污水监测技术规范》的要求保存。3.3调查结果与分析3.3.1常规指标按照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），唐河污水库的水样测试指标为：常规测试（pH值、溶解氧、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮(NH3-N)、总磷、总氮、氟化物（以-F计）、氰化物、硫化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群（个/L）），金属和元素类（铜、锌、硒、砷、汞、镉、铬（六价）、铅、挥发性有机物（VOCs）和半挥发性有机物（SVOCs）。其中常规测试指标见图3-2。-21- 中国环境科学研究院610总磷氨氮30总氮58254620(mg/L)3(mg/L)(mg/L)154浓度2浓度浓度10211.550.31.501234567891011121314151617181920212223240123456789101112131415161718192021222324012345678910111213141516171819202122232采样点采样点采样点0.0664挥发酚硫化物氟化物5340.04(mg/L)3(mg/L)(mg/L)2浓度21.50.02浓度浓度10.510.0100.0012345678910111213141516171819202122232-112345678910111213141516171819202122232012345678910111213141516171819202122232采样点采样点采样点80BOD500COD2.0阴离子表面活性剂400601.5300(mg/L)(mg/L)(mg/L)401.0200浓度浓度浓度200.51000.363001234567891011121314151617181920212223240123456789101112131415161718192021222320.012345678910111213141516171819202122232采样点采样点采样点12DOPH粪大肠菌群3200049240008320000个/LPH616000浓度(mg/L)24800001234567891011121314151617181920212223201234567891011121314151617181920212223240123456789101112131415161718192021222324采样点采样点采样点图3-2唐河污水库地表水常规指标地表水总氮的含量在2.97~8.95mg/L之间，均值为5.24mg/L。所有点位总氮均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准总氮的标准限值1.5mg/L相比较，每个点位全部超标，超标率为100%，其中最大值超标20.13倍，最小值超标1.98倍，均值超标4.19倍。坑1有1个采样点位，并且总氮的最高点出现在坑1。坑2有4个采样点位，均值为4.60mg/L。坑3有2个采样点位，均值为5.58mg/L。坑4有1个采样点位，均值为8.95mg/L。坑5有3个采样点位，均值为5.94mg/L。坑6有1个采样点位，检出值为6.38mg/L。坑7有-22- 中国环境科学研究院1个采样点位，检出值为2.97mg/L。从总氮的污染程度来看，坑1>坑4>坑6>坑5>坑3>坑2>坑7。其中表层水样的总氮污染要稍大于深层水样。地表水氨氮的含量在0.30~8.64mg/L之间，均值为2.67mg/L。所有点位氨氮均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准总氮的标准限值1.5mg/L相比较，超标率为54.2%，其中最大值超标5.76倍，均值超标1.67倍。坑1有1个采样点位，检出值为7.22mg/L。坑2有4个采样点位，均值为1.73mg/L。坑3有2个采样点位，均值为4.23mg/L。坑4有1个采样点位，均值为8.64mg/L。坑5有3个采样点位，均值为1.6mg/L。坑6有1个采样点位，测试值为3.75mg/L。坑7有1个采样点位，测试值为1.53mg/L。从氨氮的污染程度来看，坑4>坑1>坑3>坑6>坑5>坑2>坑7。其中表层水样的氨氮污染要稍大于深层水样。地表水总磷的含量在0.30~4.33mg/L之间，均值为2.14mg/L。所有点位总磷均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准总磷的标准限值0.3mg/L相比较，每个点位全部超标，超标率为100%，其中最大值超标14.4倍，最小值超标1.0倍，均值超标7.53倍。坑1有1个采样点位，检出值为0.91mg/L。坑2有4个采样点位，均值为1.88mg/L。坑3有2个采样点位，均值为0.58mg/L。坑4有1个采样点位，均值为0.30mg/L。坑5有3个采样点位，均值为3.94mg/L。坑6有1个采样点位,含量为1.92mg/L。坑7有1个采样点位,含量为0.60mg/L。从总磷的污染程度来看，坑5>坑6>坑2>坑1>坑7>坑3>-23- 中国环境科学研究院坑4。其中表层水样的总磷污染与深层水样相当。地表水氟化物的含量在0.96~2.35mg/L之间，均值为1.31mg/L。所有点位氟化物均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准氟化物的标准限值1.5mg/L相比较，有5个点位超标，超标率为20.8%，其中最大值超标1.57倍。坑1有1个采样点位，检出值为0.77mg/L。坑2有4个采样点位，均值为1.14mg/L。坑3有2个采样点位，均值为1.77mg/L。坑4有1个采样点位，均值为2.35mg/L。坑5有3个采样点位，均值为1.02mg/L。坑6有1个采样点位,含量为0.96mg/L。坑7有1个采样点位,含量为1.04mg/L。从氟化物的污染程度来看，坑4>坑3>坑2>坑7>坑5>坑6>坑1。其中表层水样的氟化物污染与深层水样相当。地表水硫化物的含量在0.01~0.03mg/L之间，均值为0.02mg/L，检出率为79.2%。与地表水Ⅳ类质量标准硫化物的标准限值0.5mg/L相比较，有1个点位超标，超标率为4.2%，其中最大值超标11.1倍。坑1有1个采样点位，检出值为5.55mg/L。坑2有4个采样点位，均值为0.02mg/L。坑3有2个采样点位，均值为0.01mg/L。坑4有1个采样点位，未检出。坑5有3个采样点位，均值为0.02mg/L。坑6有1个采样点位，含量为<0.005mg/L。坑7有1个采样点位，含量为0.01mg/L。硫化物的污染程度较清，只有坑1出现污染。其中表层水样的硫化物污染与深层水样相当。地表水挥发酚的含量在低于检出限~0.05mg/L之间，均值为0.03mg/L。挥发酚检出率为62.5%。与地表水Ⅳ类质量标准挥发酚的-24- 中国环境科学研究院标准限值0.01mg/L相比较，超标率为25%，其中最大值超标5倍，最小值超标1倍，均值超标3倍。坑1有1个采样点位，检出值为0.04mg/L。坑2有4个采样点位，均值为0.02mg/L。坑3有2个采样点位，均未检出。坑4有1个采样点位，检出值为0.04mg/L。坑5有3个采样点位，均值为0.03mg/L。坑6有1个采样点位,含量低于检出限。坑7有1个采样点位,含量为0.05mg/L。从挥发酚的污染程度来看，坑7>坑4=坑1>坑5>坑2>坑3=坑6。其中深层水样的挥发酚污染与表层水样污染相当。地表水CODCr的含量在18~520mg/L之间，均值为253mg/L。所有点位CODCr均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准CODCr的标准限值30mg/L相比较，超标率为91.7%，其中最大值超标17.67倍，均值超标7.44倍。坑1有1个采样点位，检出值为130mg/L。坑2有4个采样点位，均值为249mg/L。坑3有2个采样点位，均值为274mg/L。坑4有1个采样点位，均值为360mg/L。坑5有3个采样点位，均值为179.8mg/L。坑6有1个采样点位,含量为380mg/L。坑7有1个采样点位,含量为410mg/L。从CODCr的污染程度来看，坑7>坑6>坑4>坑3>坑2>坑5>坑1。其中深层水样的CODCr污染比表层水样污染要严重。地表水BOD5的含量在3~40mg/L之间，均值为18.4mg/L。所有点位BOD5均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准BOD5的标准限值6mg/L相比较，超标率为25%，其中最大值超标12.33倍，均值超标3.78倍。坑1有1个采样点位，检出值为64mg/L。坑2有-25- 中国环境科学研究院4个采样点位，均值为23mg/L。坑3有2个采样点位，均值为10mg/L。坑4有1个采样点位，检出值为3mg/L。坑5有3个采样点位，均值为27mg/L。坑6有1个采样点位，含量为32mg/L。坑7有1个采样点位，含量为31mg/L。从BOD5的污染程度来看，坑1>坑6>坑7>坑5>坑2>坑3>坑4。其中深层水样的BOD5污染比表层水样污染要稍重。地表水粪大肠杆菌的含量在ND~35000个之间，均值为2288个。粪大肠杆菌检出率为54.2%。与地表水Ⅳ类质量标准粪大肠杆菌的标准限值20000个相比较，只有1个点位超标，超标率为4.2%，其中最大值超标1.75倍。坑1有1个采样点位，检出值为35000个。坑2有4个采样点位，均值为110个。坑3有2个采样点位，均值为500个。坑4有1个采样点位，检出值为低于检出限。坑5有3个采样点位，均值为4080个。坑6有1个采样点位，含量为2000个。坑7有1个采样点位，检出值为低于检出限。从粪大肠杆菌的污染程度来看，只有坑1有污染。其中深层水样的粪大肠杆菌污染与表层水样污染相当。地表水阴离子表面活性剂的含量在0.88~2.05mg/L之间，均值为1.38mg/L。所有点位阴离子表面活性剂均有检出，检出率为100%。与地表水Ⅳ类质量标准阴离子表面活性剂的标准限值0.3mg/L相比较，超标率为100%，其中最大值超标6.83倍，最小值超标2.93倍，均值超标4.60倍。坑1有1个采样点位，检出值为1.46mg/L。坑2有4个采样点位，均值为1.31mg/L。坑3有2个采样点位，均值为-26- 中国环境科学研究院1.22mg/L。坑4有1个采样点位，均值为0.88mg/L。坑5有3个采样点位，均值为1.59mg/L。坑6有1个采样点位，含量为1.34mg/L。坑7有1个采样点位,含量为2.04mg/L。从阴离子表面活性剂的污染程度来看，坑7>坑5>坑1>坑6>坑2>坑3>坑4。其中深层水样的阴离子表面活性剂污染与表层水样污染相当。地表水DO的含量在0~4.36mg/L之间，均值为1.42mg/L。与地表水Ⅳ类质量标准DO的标准限值3mg/L相比较，超标率为83.3%。坑1有1个采样点位，检出值为0.77mg/L。坑2有4个采样点位，均值为1.07mg/L。坑3有2个采样点位，均值为2.48mg/L。坑4有1个采样点位，DO值为2.12mg/L。坑5有3个采样点位，均值为0.28mg/L。坑6有1个采样点位，DO值为4.36mg/L。坑7有1个采样点位，DO值为0mg/L。从DO的污染程度来看，坑7>坑5>坑1>坑2>坑4>坑3>坑6。其中深层水样的DO值与表层水样DO值相当。地表水pH在7.09~10.59之间，平均值7.98，呈弱碱性。只有坑7中的1个采样点位超过地表水Ⅳ类质量标准6~9，其余采样点位均在正常值范围之类。从超标率的角度来分析，常规指标中各指标的污染程度从大到小依次为：总氮=总磷=阴离子表面活性剂>CODCr>BOD5>DO>氨氮>挥发酚>氟化物>硫化物=粪大肠菌群。从最大值超标的角度来分析，常规指标中各指标的污染程度从大到小依次为：总氮>CODCr>总磷>BOD5>硫化物>阴离子表面活性剂>氨氮>挥发酚>粪大肠菌群>氟化物。-27- 中国环境科学研究院3.3.2重金属污染物表3-2唐河污水库地表水重金属污染统计表最大值最小值均值中位数重金属(µg/L)(µg/L)(µg/L)(µg/L)检出率Cr(µg/L)11.481.473.692.57100%Cu(µg/L)82.6511.0419.3913.98100%Zn(µg/L)613.9935.53164.00128.25100%As(µg/L)6093.032.73260.105.98100%Se(µg/L)8.792.735.585.81100%Cd(µg/L)15.29<0.011.330.1971%Hg(µg/L)<0.1<0.1<0.1<0.10%Pb(µg/L)85.032.4010.145.7310%6+Cr(mg/L)<0.1<0.1<0.1<0.10%地表水Cr的含量在1.47~11.48µg/L之间，均值为3.69µg/L。所有点位Cr均有检出，检出率为100%。与第一类污染物排放标准Cr的标准限值1.5mg/L相比较，超标率为0%。坑1有1个采样点位，检出值为11.5µg/L。坑2有4个采样点位，均值为3.67µg/L。坑3有2个采样点位，均值为1.97µg/L。坑4有1个采样点位，检出值为2.03µg/L。坑5有4个采样点位，均值为2.55µg/L。坑7有1个采样点位,含量为7.58µg/L。从Cr的含量来看，坑1>坑7>坑2>坑5>坑4>坑3。其中深层水样的Cr含量与表层水样含量相当。地表水Cu的含量在11.04~82.6µg/L之间，均值为19.39µg/L。所有点位Cu均有检出，检出率为100%。与国标地表水Ⅳ类水Cu的标准限值1mg/L相比较，超标率为0%。坑1有1个采样点位，检出值为68.2µg/L。坑2有4个采样点位，均值为16.77µg/L。坑3有2个采样点位，均值为13.21µg/L。坑4有1个采样点位，检出均值为-28- 中国环境科学研究院13.7µg/L。坑5有3个采样点位，均值为13.23µg/L。坑6有1个采样点位，均值为41.9µg/L。坑7有1个采样点位,含量为82.6µg/L。从Cu的含量来看，坑7>坑1>坑6>坑2>坑4>坑5>坑3。其中深层水样的Cu含量与表层水样含量相当。地表水Zn的含量在35.53~613.99µg/L之间，均值为164µg/L。所有点位Zn均有检出，检出率为100%。与国标地表水Ⅳ类水Zn的标准限值2mg/L相比较，超标率为0%。坑1有1个采样点位，检出值为614µg/L。坑2有4个采样点位，均值为148.11µg/L。坑3有2个采样点位，均值为88.62µg/L。坑4有1个采样点位，检出均值为35.5µg/L。坑5有3个采样点位，均值为139.3µg/L。坑6有1个采样点位，含量为41.9µg/L。坑7有1个采样点位,含量为596µg/L。从Zn的含量来看，坑7>坑1>坑2>坑5>坑3>坑6>坑4。其中深层水样的Zn含量与表层水样含量相当。地表水As的含量在2.73~6093µg/L之间，均值为260.1µg/L。所有点位As均有检出，检出率为100%。与国标地表水Ⅳ类水As的标准限值0.1mg/L相比较，有1个点位超标，超标率为4.2%。坑1有1个采样点位，检出值为12.6µg/L。坑2有4个采样点位，均值为5.35µg/L。坑3有2个采样点位，均值为2.98µg/L。坑4有1个采样点位，检出均值为6.17µg/L。坑5有3个采样点位，均值为6.01µg/L。坑6有1个采样点位，含量为3.28µg/L。坑7有1个采样点位,含量为6093µg/L。从As的含量来看，坑7>坑1>坑4>坑5>坑2>坑6>坑3。其中深层水样的As含量与表层水样含量相当。-29- 中国环境科学研究院地表水Se的含量在2.73~8.79µg/L之间，均值为5.58µg/L。所有点位Se均有检出，检出率为100%。与国标地表水Ⅳ类水Se的标准限值0.02mg/L相比较，超标率为0%。坑1有1个采样点位，检出值为5.38µg/L。坑2有4个采样点位，均值为7.07µg/L。坑3有2个采样点位，均值为3.93µg/L。坑4有1个采样点位，检出均值为6.20µg/L。坑5有3个采样点位，均值为4.12µg/L。坑6有1个采样点位,含量为3.05µg/L。坑7有1个采样点位,含量为5.52µg/L。从Se的含量来看，坑2>坑4>坑7>坑1>坑5>坑3>坑6。其中深层水样的Se含量与表层水样含量相当。地表水Cd的含量在<0.00~15.29µg/L之间，均值为1.33µg/L。检出率为71%。与国标地表水Ⅳ类水Cd的标准限值0.005mg/L相比较，超标率为4.2%。坑1有1个采样点位，检出值为0.04µg/L。坑2有4个采样点位，均值为0.53µg/L。坑3有2个采样点位，均值为0.03µg/L。坑4有1个采样点位，检出均值为0.14µg/L。坑5有3个采样点位，均值为0.48µg/L。坑6有1个采样点位,含量为0.24µg/L。坑7有1个采样点位,含量为15.3µg/L。从Cd的含量来看，坑7>坑1>坑2>坑5>坑6>坑4>坑3。其中深层水样的Cd含量与表层水样含量相当。地表水Pb的含量在2.40~85.03µg/L之间，均值为10.2µg/L。检出率为100%。与国标地表水Ⅳ类水Pb的标准限值0.05mg/L相比较，超标率为4.2%。坑1有1个采样点位，检出值为26.9µg/L。坑2有4个采样点位，均值为7.21µg/L。坑3有2个采样点位，均值为4.95-30- 中国环境科学研究院µg/L。坑4有1个采样点位，检出均值为5.79µg/L。坑5有3个采样点位，均值为6.72µg/L。坑6有1个采样点位,含量为9.52µg/L。坑7有1个采样点位,含量为85.0µg/L。从Pb的含量来看，坑7>坑1>坑6>坑2>坑5>坑4>坑3。其中深层水样的Pb含量与表层水样含量相当。6+地表水中Hg和Cr均低于检出限。综上所述，地表水中重金属Cr、Cu、Zn、As、Se、Cd、Hg、Pb的含量分布分别在1.5~11.5µg/L,11.0~82.6µg/L,35.5~614.0µg/L,2.7~6039µg/L,2.7~8.8µg/L，ND~15.3µg/L，<0.1µg/L，2.4~85.0µg/L之间，除汞和六价铬外，其余重金属均有检出。各重金属含量(中位6+数)从大到小依次为：Zn>Cu>As>Se>Pb>Cr>Cd>Hg/Cr。参照我国地表水Ⅳ质量标准，所有点位中坑7的重金属污染最严重，存在As、Pb和Cd超标，其中As超标60.9倍，Pb超标1.7倍，Cd超标3.1倍。参照我国第一类污染物最高允许排放浓度，所有点位的重金属均不存在超标的现象。3.3.3有机污染物地表水中能检出的有机污染物分为挥发性有机污染物和半挥发性有机污染物，检出的挥发性有机污染包括2-氯-1,3-丁二烯、1,1,1-三氯乙烷、四氯化碳、1,1-二氯丙烯、苯、1,2-二氯丙烷、三氯乙烯、一溴二氯甲烷、顺式-1,3-二氯丙烯、反式-1,3-二氯丙烯、甲苯、1,1,2-三氯乙烷、四氯乙烯、二溴氯甲烷、氯苯、萘等49种污染物，其中有29种污染物的检出率高于50%（见下表3-2），17种污染物的检-31- 中国环境科学研究院出率为100%。检出的半挥发性有机污染物包括2,4,5-三氯酚、2,4,6-三氯酚、2-甲基苯酚、1,2,3,5-氯苯、1,3-二氯苯/1,4-二氯苯、2-甲基萘、二(2-氯乙基)醚、荧蒽、二苯并[a,h]蒽、咔唑、偶氮苯等28种，其中1,3-二氯苯/1,4-二氯苯、菲、咔唑、偶氮苯、异佛尔酮的检出率高于50%（见下表3-3）。-32- 中国环境科学研究院表3-2检出的主要挥发性有机污染物统计表最大值最小值均值中位数序号VOCs检出率(ug/L)(ug/L)(ug/L)(ug/L)12-氯-1,3-丁二烯27.865.1819.7522.52100.00%21,1,1-三氯乙烷3.590.001.561.7483.33%3四氯化碳7.492.402.952.48100.00%41,1-二氯丙烯3.632.092.222.14100.00%5苯3.610.550.890.64100.00%61,2-二氯丙烷1.920.590.780.69100.00%7三氯乙烯10.181.842.371.92100.00%8一溴二氯甲烷4.590.001.421.9266.67%9顺式-1,3-二氯丙烯4.550.003.224.0179.17%10反式-1,3-二氯丙烯5.280.003.524.9370.83%11甲苯15.620.141.770.74100.00%121,1,2-三氯乙烷1.070.000.130.1175.00%13四氯乙烯3.923.423.523.48100.00%14二溴氯甲烷3.793.073.173.12100.00%15氯苯1.540.290.530.39100.00%161,1,1,2-四氯乙烷3.660.001.731.6950.00%17乙苯2.851.491.731.57100.00%18溴苯3.370.001.671.6295.83%191,1,2,2-四氯乙烷7.030.002.693.0879.17%201,2,3-三氯丙烷52.730.0026.0333.0675.00%21叔丁基苯1.050.300.450.34100.00%221,3-二氯苯12.881.272.971.37100.00%231,4-二氯苯12.681.202.771.29100.00%244-异丙基甲苯1.120.000.140.0266.67%251,2-二氯苯12.681.202.771.29100.00%261,2,4-三氯苯12.430.004.424.0995.83%271,2,3-三氯苯16.340.003.763.1795.83%28萘13.992.433.092.49100.00%29六氯丁二烯10.792.723.412.84100.00%表3-3检出的主要半挥发性有机污染统计表序号污染物名称最大值最小值均值中位数检出率11,3-二氯苯/1,4-二氯苯5.450.000.910.4488%2菲0.460.000.190.1688%3咔唑3.940.000.760.0650%4偶氮苯0.660.000.200.1258%5异佛尔酮50.930.009.485.9575%-33- 中国环境科学研究院参照第一类污染物最高允许排放标准和第二类最高允许排放标准，苯并（a）芘的最高排放标准为0.00003mg/L，但地表水中均未检出。石油类的检测值均未超过一级标准（10mg/L），而硝基苯类未检出，苯胺类检出的最高值(0.15mg/L)也未超过一级标准（1mg/L）。总体上来说，地表水中的有机污染物都没有超过排放标准的限值。3.4主要调查结论唐河污水库地表水采样共8个水坑，包括13个点位，24个样品。其中坑1有1个采样点位。坑2有4个采样点位，坑3有2个采样点位，坑4有1个采样点位，坑5有3个采样点位，坑6有1个采样点位，坑7有1个采样点位，坑8没有水，无采样。唐河污水库地表水的污染主要包括常规污染物（总氮、氨氮、总磷、CODCr、BOD5、阴离子表面活性剂、挥发酚）以及重金属污染（As，Pb，Cd和Zn）。①参照我国地表水Ⅳ质量标准，常规指标中总氮、CODCr、总磷、BOD5、硫化物、阴离子表面活性剂、氨氮、挥发酚、粪大肠菌群和氟化物均存在超标现象。总氮：坑1、坑2、坑3、坑4、坑5、坑6、坑7的13个点位24个样品均超标，最大值出现在坑1超标20.13倍。氨氮：坑1、坑2、坑3、坑4、坑5、坑6、坑7的13个点位13个样品存在超标，最大值出现在坑1超标5.76倍。总磷：坑1、坑2、坑3、坑4、坑5、坑6、坑7的13个点位24个样品均超标，最大值出现在坑5超标14.4倍。-34- 中国环境科学研究院氟化物：坑3、坑4的5个样品超标，最大值在坑4超标1.57倍。硫化物：坑1的1个样品超标，超标11.1倍。CODCr:坑1、坑2、坑3、坑4、坑5、坑6、坑7的22个样品超标，最大值超标17.67倍。BOD5：坑1、坑2、坑3、坑4、坑5、坑6、坑7的21个样品超标，最大值超标12.33倍。粪大肠杆菌：坑1的1个样品超标，超标1.75倍。挥发酚：坑1、坑2、坑4、坑5、坑7共15个样品超标，最高点超标4倍。阴离子表面活性剂：坑1、坑2、坑3、坑4、坑5、坑6、坑7的13个点位24个样品均超标，最大值出现在坑7超标6.83倍。②参照我国地表水Ⅳ质量标准，坑7的1个点位存在As、Pb和Cd超标。其中As超标60.9倍，Pb超标1.7倍，Cd超标3.1倍。③所有污水库地表水中有机污染物含量低于第一类和第二类污染物最高允许排放最高浓度，由于仅有少量有机污染物有相关标准，因此不能完全排除有机污染物的风险，建议开展唐河污水库及周边村庄饮用水的调查工作，分析有机污染物对周边居民的健康风险。-35- 中国环境科学研究院4方案论证4.1总体原则治理技术选择遵循“适用性、综合性、经济性、简单性、安全性”原则。（1）适用性：地域特征及水体的环境条件将直接影响污染水体治理的难度和工程量，需要根据水体污染程度、污染原因和整治阶段目标的不同，有针对性地选择适用的技术方法及组合。（2）综合性：污染水体通常具有成因复杂、影响因素众多的特点，其整治技术也应具有综合性、全面性。需系统考虑不同技术措施的组合，多措并举、多管齐下，实现污染水体的整治。（3）经济性：对拟选择的整治方案进行技术经济比选，确保技术的可行性和合理性。（4）简单性：本工程首先按临时性工程考虑，设施尽量少，运营维护简单，实在必要时才考虑永久性设施建设。（5）安全性：审慎采取投加化学药剂和生物制剂等治理技术，避免对水环境和水生态造成不利影响和二次污染；采用曝气增氧等措施时要注意噪音扰民等问题。4.2地表水水质特性分析及设计进水水质4.2.1地表水水质特性分析根据水质检测分析报告，坑1-坑8水质平均值及最大值和最小值如表4-1所示，由表可知，污水库水质具有以下水质特点：1）可生化性方面：除坑1外，其他5个坑的B/C值均小于0.1，-36- 中国环境科学研究院显示污水可生化性很低高。同时，除坑1外，C：N：P失衡，远高于200:5:1，显示直接生化能力不强，若采用生化处理方法，需补充营养物质。2）含氮物质方面：坑1、坑2、坑6总氮远高于氨氮，说明总氮中氨氮占比低，而其他含物质（如硝酸盐、亚硝酸盐）占据主导；坑3、坑4氨氮占总氮的大部分，显示总氮中氨氮为主；坑7中氨氮约占总氮有50%，因此，在选择处理技术时要考虑对氨氮和总氮污染物的去除。3）重金属方面，坑7个坑塘砷和铅较高，且属有毒物质，设计污水处理技术时要重点考虑。4）高浓度污染物方面，表中显示，坑7的CODCr、砷和铅污染物相比其他坑显著高，且有毒有机物砷异常高，应特殊考虑，现状进行水量勘测时，坑7基本无水，而以泥水泥合物为主，且无水量数据，本方案作为水处理方案暂不对其进行考虑，建议在泥水混合物处理时进行统一考虑。-37- 中国环境科学研究院表4-1污水库不同坑塘超地表水V类指标平均值与最大值最小值情况pHDOCODCrBOD5总氮氨氮总磷氟化物坑号(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(ug/L)17.252.231306430.27.220.91772.067.921.07249.29234.601.731.881141.732(7.42-8.32)（0.66-2.06）（25-530）（6-74）（3.90-6.12）（0.30-3.01）（0.59-3.87）（1102-1181.27）8.312.48274.510.255.584.230.581774.133(8.27-8.31)(1.89-3.29)(18-440)(4-24)(5.11-6.44)(3.64-4.85)(0.51-0.73)(1761.6-1783.55)47.562.1236038.958.640.302352.167.540.28179.80275.941.653.941020.725(7.09-7.67)(0.19-0.47)(75-520)(19-40)(5.20-8.65)(0.48-5.91)(2.79-4.33)(1014.25-1020.72)67.714.36380326.383.751.92961.14710.60410312.971.530.601044.048--------注：X(Y-Z)，其中，X指平均值，Y指最小值，Z指最大值，坑8无成形水域未检测。-38- 中国环境科学研究院表4-1污水库不同坑塘超地表水V类指标平均值与最大值最小值情况（续）阴离子表硫化物挥发酚粪大肠AsPbCd坑号面活性剂(mg/L)(mg/L)(mg/L)(ug/L)(ug/L)(ug/L)(mg/L)15.551.460.043500012.626.90.8290.021.310.021105.357.210.532（0.01-0.03）（1.191-1.417）（<0.01-0.033）(<2-200)(4.76-6.33)(5.29-10.0)(<0.1-1.87)0.011.225002.984.950.033<0.01(<0.005-0.02)(1.125-1.298)(<2-500)(2.73-3.33)(4.00-6.20)(<0.1-0.09)4<0.0050.8820.041<26.175.790.1420.021.590.0340806.016.720.485(0.01-0.03)(1.43-1.88)(0.02-0.04)(2600-5400)(2.79-11.36)(2.40-5.50)(<0.1-1.86)6<0.0051.342<0.0120003.289.520.24370.012.0450.050<260908515.38-------注：X(Y-Z)，其中，X指平均值，Y指最小值，Z指最大值。-39- 中国环境科学研究院4.2.2设计进水水质根据水质调查报告和前述地表水水质特性分析，提出主要污染物本设计进水指标如表4-2所示。表4-2污水库不同坑塘处理时设计进水指标阴离子表坑CODCrBOD5总氮氨氮总磷氟化物硫化物面活性剂号(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)11306430.27.22--5.551.46249.29234.601.731.881.312--（530）（74）（6.12）（3.01）（3.87）（1.417）274.510.255.584.231.771.223--(440)(24)(6.44)(4.85)(1.78)(1.298)436038.958.64-2.35-0.882179.80275.941.653.941.595--(520)(40)(8.65)(5.91)(4.33)(1.88)6380326.383.75---1.342注：括号内为设计最大值，-因其小于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准值，故设计时不考虑。4.3处理排放去向分析及设计出水水质要求4.3.1处理出水排放去向分析从目前的情况和国家相关要求来看，处理出水有三个处置模式：一是坑塘内循环进行地表水处理，可以采用旁路处理后向出水再排入坑塘，而处理过程中产生的污泥经处理后外运处置；也可以采用直接向坑塘内投加药剂原位处理的方式实施，因为此时坑塘仍然是地表封闭水体，因此，其水质应达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）-40- 中国环境科学研究院V类水质；二是将坑塘内污水抽出处理后在下游存贮，存贮塘建设为景观塘，出水用途为灌溉或景观塘，灌溉用途时其水质应达到《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）旱作标准，景观用途时其水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A要求；三是将坑塘内污水抽出处理后排入白洋淀，可以采用直接利用河道排放或管道自流排放或压力输送排放（约10km），处理出水要求达到其水质应达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准或《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A。相关标准值见表4-3示。第一种方式的优点是操作简单、方便、时间快；缺点是坑塘内淤泥将难以取出，未来也不便开展坑塘内土壤调查和淤泥的处理与处置，同时影响坑塘周边垃圾堆的处理。第二种方式的优点是出处理出水得到良好用途，原有坑塘底部露出可以进一步对坑塘进行处理；缺点是处理出水需要建设贮存塘，需要人员职守，且需要进行防渗处理，工程投资比第一种方式高（按23.8万立米体积计，采用防渗处理贮存塘工程造价按120元/方，贮存塘需投资2856万元）。第三种方式的优点是污水解决彻底；缺点是需要敷设约15km长管道，工程投资比第一种方式高（按单价45万元/kmDN400双壁波纹管（含泵站）计，输送管需投资约675万元），从水面高程测量结果来看，坑1-坑7（从西至东）水面高程逐渐降低，这种方法是具有可操作性的，第三种方式比第二种方式投资低；但第三种方式可能对白洋淀水环境造成一定影响，而根据2015年河北省环境公报，白洋淀水质为劣Ⅴ-41- 中国环境科学研究院类，白洋淀的8个监测断面中，有2个断面水质为劣Ⅴ类，其他断面水质在Ⅳ至Ⅴ类之间，因此第三种方式对白洋淀的影响有限。综合来看，推荐采用第三种方式。表4-3地表水质量标准和排放标准主要指标及其适用性《地表水环境质《城镇污水处理厂污染物排《农田灌溉水质标量标准》（GB放标准》（GB18918-2002）准》（GB5084-2005）3838-2002）V类一级A旱作标准pH6-96-95.5-8.5CODCr4050200BOD51010100SS10100NH3-N25（8）TN215TP0.40.5氟化物1.5硫化物1.01阴离子0.30.58当污水处理厂出水引入稀释适用于农业用水能力较小的河湖作为城镇景适用性区及一般景观要观用水和一般回用水等用途求水域。时，执行该标准。注：除pH外，其他指标单位均为mg/L4.3.2设计处理出水水质要求综合考虑，推荐采用第三种处理出水的处置方式，设计出水水质采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准值，设计出水水质指标见表4-4。-42- 中国环境科学研究院表4-4设计处理出水指标值CODC指标pHBOD5SSNH3-NTNTP阴离子r数值6-95010105（8）150.50.5注：除pH外，其他指标单位均为mg/L4.4治理技术比选针对工程实施区域的地理特征及水环境特征，本工程可采用的处理技术包括河道曝气、布置生物填料、投加生物菌剂、投加除磷剂、投加除氮剂、投加次氯酸钠、投加混凝剂和絮凝剂、臭氧氧化、芬顿氧化等技术，各种技术简单介绍如下。4.4.1投加物化药剂处理技术4.4.1.1混凝剂水中胶体颗粒及微小悬浮物的聚集过程，能起絮凝和凝聚的作用，混凝剂主要用于生活饮用水的净化和工业废水处理以及特殊水质的处理（如含油污水，印染造纸污水、冶炼污水，含放射性特质，含Pb、Cr等毒性重金属和含F污水等）。混凝剂种类繁多，混凝剂品种的选择应遵循以下一般原则：1）混凝效果好。在特定的原水水质、处理后水质要求和特定的处理工艺条件下，可以获得满意的混凝效果。2）无毒害作用。当用于处理生活饮用水时，所选用混凝剂不得含有对人体健康有害的成分；当用于工业生产时，所选用混凝药剂不得含有对生产有害的成分。3）货源充足。应对所选用的混凝剂货源和生产厂家进行调研考察，了解货源-43- 中国环境科学研究院是否充足、是否能长期稳定供货、产品质量如何等。4）成本低。当有多种混凝药剂品种可供选时，应综合考虑药剂价格、运输成本与投加量等，进行经济比较分析，在保证处理后水质前提下尽可能降低使用成本。5）新型药剂的卫生许可。对于未推广应用的新型药剂品种，应取当地卫生部门的许可。6）借鉴已有经验。查阅相关文献并考察具有相同或类似水质的水处理厂，借鉴其运行经验，为选择混凝剂提供参考。对于各种混凝药剂混凝效果的比较及混凝剂投加量优化，混凝试验是最有效的方法之一。药剂的投加采用重力投加和压力投加，无论哪种投加方式，由溶解池到溶液池，到药液投加点，均应设置药液提升设备，常用的药液提升设备是计量泵和水射器。1）重力投加，利用重力将药剂投加在水泵吸水管内或者吸水井的吸水喇叭口处，利用水泵叶轮混合。2）压力投加，利用水泵或者水射器将药剂投加到原水管中，适用于将药剂投加到压力水管中，或者需要投加到标高较高、距离较远的净水构筑物内。3）水泵投加，水泵投加是在溶液池中提升药液到压力管中，有直接采用计量泵和采用耐酸泵配以转子流量计两种投加方式。4）水射器投加，水射器投加是利用高压水（压力>0.25MP）通过喷嘴和喉管时的负压抽吸作用，吸入药液到压力水管中。水射器投加应有计量设备，一般水厂的给水管都有较高压力，故使用方便。污水治理中常用的混凝剂大致可以分为三类：有机混凝剂、无机混凝剂和高分子混凝剂。有机混凝剂有阴阳离子型之分；无机混凝剂-44- 中国环境科学研究院有无机类、碱类、固体细粉类等区别；高分子混凝剂根据聚合度的不同可分为高聚合度混凝剂和低聚合度混凝剂，不同聚合度下又有阳离子型、阴离子型和非离子型，高分子混凝剂也有有机与无机类之分。选用混凝剂的品种、数量应根据处理对象，即不同的废水的试验资料和条件而定，必须从价廉、易得、投用量少、处理效率高且生成的絮状物容易沉淀分离等方面考虑。当投加单个混凝剂处理效果不理想时，还可以投加助凝剂或者可以考虑两种混凝剂按比例混合投加。4.4.1.2絮凝剂絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单；但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。有机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，有逐步成为主流药剂的趋势。有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质；2)季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，可以几十万到几百万、几千万，均以乳状或粉状的剂型出售，使用上较不方便，但絮凝性能好。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型-45- 中国环境科学研究院3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。因其活性基团多，分子量高，具有用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好等特点，在处理炼油废水上有不错的效果。4.4.2生化除COD类4.4.2.1曝气复氧技术河道曝气技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气（或氧气），加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化。曝气复氧技术不但可以有效去除水体中的致黑致臭物质，改善水质，还可以提高水体中的溶解氧含量，强化水体的自净功能，从而改善河流的水质，促进水体生态系统的恢复。目前，河道曝气复氧技术主要有以下几种：（1）纯氧增氧系统主要有“纯氧—微孔布气设备曝气系统”和“纯氧—混流增氧系统”两大类。纯氧-微孔布气设备曝气系统由氧源和微孔布气管组成，无动力装置，系统运行可靠，无噪音。这种曝气垫强度高，在河流中安装方便，且不易堵赛，在水深较大（>5m）的河流，该系统的充氧效率可达70％左右。但由于使用液态氧或利用专门制氧设备(PSA)制氧，导致成本较高。德国在Emscher河的治理中采用了此类系统。-46- 中国环境科学研究院纯氧－混流增氧系统由氧源、水泵、混流器和喷射器组成。该类系统的工作原理为：河水经水泵抽吸加压后将氧气或液氧注入设置在增压管上的文氏管，利用文氏管将气泡粉碎和溶解，氧气—水的富氧混合液经过特制的喷射器进入水体。该类系统的充氧效率较高，在3.5m水深时即可达到70％左右。纯氧—混流增氧系统的实现方式可采用移动式水上充氧平台，如英国泰晤士河的充氧船，上海苏州河的充氧船等；也可采用将喷射器安置在河床边近岸处的固定式充氧站。纯氧增氧技术的优势在于其充氧效率较高，但由于这种方法需要从专门制氧工厂运来液态氧（LOX），或利用专门制氧设备（PSA）制氧，导致成本较高，妨碍其广泛使用。（2）鼓风机-微孔布气管曝气系统该系统主要由鼓风机和微孔布气管组成的鼓风曝气系统。近年来氧转移效率较高的的微孔布气管的使用，使该供氧方法的充氧效率得到较大提高，可达25～35%（水深5m）。鼓风机-微孔布气管曝气系统的主要缺点是：安置在河底的布气管对航运有一定的影响，尤其在低潮位时；布气管损坏后维修较困难；潮汐河流水位变化较大，选择鼓风机须满足高水位时的风压，导致在低水位时动力效率较低。此外为了降低鼓风机噪声的影响，风机房一般设置在地下，从而增加了投资费用。因此鼓风机-微孔布气管曝气系统一般用于郊区不通航河流，如上海市徐汇区上澳塘河道即采用了这一曝气系统。（3）叶轮吸气推流式曝气器叶轮吸气推流曝气技术是河流、湖泊人工充氧中较广泛使用的复-47- 中国环境科学研究院氧技术。该类设备一般由电动机、传动轴、进气通道与叶轮等部件组成。其原理主要是利用旋桨在进气通道造成负压，从而吸入空气，并随水射入河水中。该技术根据叶轮吸气推流式曝气器的叶轮形状、位置、数量（单叶或复叶）、进气通道的位置，可分为轴向流液下曝气器和复叶推流式曝气器。美国曾将此技术应用于韩国的釜山港。我国研究人员也先后于1990年在北京清河、1998年在上海苏州河上进行了应用。叶轮吸气推流式曝气器的优点是：安装方便，只需将装上浮筒的设备安置在水面上用缆绳加以固定即可。安装工程量小，并可根据需要随时调整位置和台数；由于设备漂浮在水面，受水位影响较小；设备安装在河道内，除电控设备外，基本不占地；维修简便。缺点是：叶轮易被水中的飘浮物缠绕堵塞；在水深较小的河流中使用时易将底泥搅起；当桨叶深入水深较大处，其从水面上大气中向下抽吸的能力将减弱，故其向深水充氧的能力较差，影响航运。（4）水下射流曝气设备的工作原理是用潜水泵将水吸入增压从泵体高速推出后，利用装置在出水管道水射器将空气吸入，气-水混合液经水力混合切割后进入水体。上述几种河道曝气充氧设备的特点和比较见表4-5。可以看出，叶轮吸气推流式曝气器具有安装方便、占地面积少、维修简单方便等优点，与其它几种技术相比具有较明显的优势。-48- 中国环境科学研究院表4-5各种河道曝气充氧设备的特点比较技术运行序号特点经济性名称维护占地面积小，运行可靠，无噪声；基建投资纯氧—微安装方便，不易堵塞；氧转移率大，消耗纯1孔布气管要求较高高；一次性投资较高，运行成本氧，运行成曝气系统高本较高基建投资纯氧—混氧转移率高；可安置在河床近岸大，消耗纯2流增氧系处，对航运的影响小；一次性投要求较高氧，运行成统资较高，运行成本高本较高鼓风机—氧转移速率高；施工要求高，维基建投资微孔布气3修困难；占地面积大，投资大，大，运行成要求较高管曝气系运行噪声较大本较高统叶轮吸气安装方便，基本不占地；维修简基建及运行4推流式曝单方便；会在水面形成泡沫，影容易成本较低气器响水体美观水下射流安装方便，基本不占地；维修较运行成本较维修较麻5曝气设备麻烦高烦4.4.2.2高效生物载体采用具有超大比表面积的生物载体（填料）置于水中，可为环境净化工程微生物提供停留、繁殖、代谢的场所，大大提高水中有效微生物的数量，配合曝气强化水体的自净作用。高效生物载体填料比表面积大，亲水性强（通过改变材料的亲水角，提高填料的亲水性），吸附能力强。高强、质轻，耐酸碱腐蚀，使用寿命长，空隙率高，易挂膜（提高挂膜速度及生物量），脱膜更新容易。它的高弹性及在水中摆动的特点又能使其表面上的生物膜长期保持高活性，耐高负荷冲击，其立体网状结构使表面的微生物与水中的有机物可进行高效的传质，传质效率较其他填料能够提高净化效率60%以上。通过改变结构-49- 中国环境科学研究院和毛圈的长度、密度，可以适用于不同的工作环境，使微生物能够充分发挥各自功效。仿水草填料造型多样、美观，是污水生物处理中性能优良的生物膜载体，专门用于河道、池塘、湖泊、城市河道水、景观水体等有机污染水域的修复、净化。河道较浅（0.5-3.5m）时，水处理填料处于上浮状态；河道较深或底部有淤泥，修复时一般采用生态浮岛，填料处于悬垂状态。常见的几种生物载体如下：（1）人工水草人工水草是用高分子材料复合而成，仿水草枝叶，能在水中自由飘动，形成上中下立体结构层，具有多孔结构、高比表面积；微生物富集于人工水草表面，形成“好氧—兼氧—厌氧”复合结构的微环境，实现硝化和反硝化作用。按其结构形态主要分为生态基、生物填料及碳素纤维草三种类型。碳素纤维草具有很大的表面积，能吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮态污染物，为各类微生物、藻类的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件，最终在碳素纤维草上行成薄层的具有很强净化活性功能的“生物膜”，并且碳素纤维草的音波能够激发微生物活性，促进污染物的降解及转化。在生物膜的一个断面上，由外及里形成了好氧、兼氧和厌氧三种反应区。在河道生态治理中，人工水草应选用比表面积大、性价比高、使用寿命长、高表面吸附性强，微生物易附着，且易挂膜、脱膜的产品。在流动水体中，随着人工水草密度增大，缓流作用明显增加，增加水力停留时间，利于对污染物的去除，实际操作中应综合考虑经济-50- 中国环境科学研究院可行性。（2）浮岛填料生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的CODCr、氮、磷的含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。经过几十年的研究发展，国内外生态浮岛技术得到极大完善，然而其仍存在一些问题和不足。主要有：（1）难以推行机械化操作。生态浮岛漂浮在水面上，日常的管理均在水面上完成，目前其管理操作大多采用人工完成，在小面积的试验示范中尚可，若大面积推广，需要经常、及时采收，人工操作就不能满足需要。（2）现有生态浮岛制作施工周期长。从目前来看多数的生态浮岛都是采用现场制作及现场种植的模式，大面积制作施工周期较长。（3）现有生态浮岛难以过冬。生态浮岛上的植物大多数不能过冬，尤其在冬季天气较冷的北方地区植物需要在第二年春天重新种植。（4）现有生态浮岛多数采用大型水生植物及水生蔬菜难以抵抗极端的大风、大雨及大浪。（5）目前国内外使用的生态浮岛单体面积较小，大多数是在小面积的河湖中使用，难以对较大的河湖进行生态修复，现需要有超大面积的生态浮岛。-51- 中国环境科学研究院（3）人工介质生物滤床近年来，地下潜流人工湿地在国内外都得到了广泛的应用，其特点是湿地以大颗粒填料填充，作为微生物生长介质，某些特殊填料还可以针对特殊的污染物进行去除。如采用黄铁矿可以对总磷，有机磷农药，磷酸盐磷进行有效的去除，而沸石填料可以有效去除氨氮，石灰石填料可以为反硝化提供所需碱度从而去除水体中的硝态氮。水体流动过程中表面水体与空气接触起到充氧的作用，而底部区域由于水体溶解氧较低，难于富集空气中的氧气，产生了厌氧区和缺氧区，可以进行反硝化反应。这样在人工介质生物滤床内部可以同时进行好氧和厌氧反应，同一个反应单元可以进行多种污染物的去除，通过上述理论，合理的选择填料确定滤床厚度，就可以对特点的目标污染物进行有效去除。在污水处理设施末端增设人工湿地以达到深度处理效果，是性价比较高的选择。研究表明，通过间歇运行改变水位控制人工湿地DO质量浓度，能够提高人工湿地氮素去除效果，处理效果优于连续流进水，湿地中DO质量浓度和分布直接影响湿地的硝化效果，以及最终的脱氮效率。几种河道填料的特点比较见表4-6。通过比较发现，在上述几种填料中，人工水草具有对有机物的去除率高、稳定性高、安全性好、易于维护等优点，在黑臭水体净化方面有较好的优势。-52- 中国环境科学研究院表4-6几种河道填料的特点及比较序号填料类型特点经济性管理维护能吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮态污染物，前期投资较具有很强净化活性功能的1人工水草大，运行维护易于维护“生物膜”。对有机物的去成本较低。除率高、稳定性高，安全性较好。能有效吸附拦截去除污染物，起效快。前期投资较挂膜性能差，浮岛无机2施工周期长；植物大多数大，运行维护不适合单独使填料不能过冬；对河道行洪影成本较低。用响较大。作为微生物生长介质，某前期投资较需定期反冲人工介质些特殊填料还可以针对特3大，运行维护洗，运行维护生物滤床殊的污染物进行去除；运成本较高。要求高行维护要求较高4.4.2.3生物菌剂针对受污染河流、湖泊中的有机污染物，生物菌剂中含有的有益微生物或酶成分会在水体中迅速扩散，同水体中的污染物结合，快速分解和消除水体內源污染，达到净化水质的目的。经过持续使用后能恢复水体自净能力和水体生物多样性。生物菌剂针对处理河涌/湖泊的底泥污染及底层厌氧水层，菌剂作用于河涌/湖泊底部，附着在河涌/湖泊污泥的表层，加速底泥中有机物的消耗，有毒有害物质的转化和降解，阻止有害物质向水体中扩-53- 中国环境科学研究院散，快速分解消耗有机物，消除水体外源和内源污染，提高水体自净能力，恢复水体生态平衡，消除水体黑臭。菌体在利用和处理有毒有害物质时，菌体也会繁殖生长，会在污泥表面定植，形成保护层，达到长效处理的目的。经过持续使用后能恢复水体自净能力和水体生物多样性。采用投加生物菌剂对黑臭水体治理的措施主要包括三种类型的技术：投加工程菌、投加生物酶制剂和土著菌扩培。（1）土著菌扩培向黑臭水体中投加微生物促生剂，定向培育“土著”微生物。微生物促生剂是促进黑臭水体中土著微生物的生长，增加对有机污染物的分解作用，强化污染水体的自净能力。（2）工程菌投加传统的生物处理法是对当地自然生长的微生物群体加以驯化，繁殖而利用，但是由于普通细菌有时不能适应环境，或者因为拮抗作用等原因不能满足处理要求。工程菌是运用分子生物学和遗传工程技术的手段去改造微生物菌种特性，使之获得高降解活性以及特异或广谱降解污染物的优良性能，从而改善生化处理装置的效能，或创建新的高效废水生化处理工艺。（3）生物酶制剂生物酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应，具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点。微生物-54- 中国环境科学研究院菌剂和酶制剂的应用是当前水处理技术的主要发展方向之一。微生物菌剂和酶制剂有多种类型，将它们应用到废水处理系统中，可明显提高难降解有机物的去除效率，而且具有投资少、见效快的特点。根据河道水质改善的要求(如消除黑臭、改善水质、恢复生态环境)、河道条件(包括水深、流速、河道断面形状、周边环境等)、河段功能要求(如航运功能、景观功能等)、污染源特征(如长期污染负荷、冲击污染负荷等)的不同，河道应选用不同的菌剂。上述几种河道修复菌剂的特点及比较见表4-7。通过比较发现，在上述几种技术中，直接投加工程菌具有针对性强、简单高效等优点，运行管理也比较方便，但采用时必须采用具有“环境友好产品认证”的菌，注重工程菌的使用安全。通过向河道中投加工程菌技术还具有以下特点：（1）针对性强。针对河道污染源的特点，适当为微生物的生长繁殖创造条件，选择相关微生物复配，有效分解有机物、氮、磷等有机污染物，可以在短时间内消除污染，实现考核断面水质达标。（2）绿色环保。采用生态圈食物链的方法，选用的微生物属于环境友好产品，治理后有机物均转化为有益的微生物，没有其他物理、化学治理方法的后续污染问题。（3）简单高效。主要工作是微生物的撒布，就地处理，简单易行。选用人工强化后的微生物，具有繁殖快，对环境适应性强等特性，处理效果良好。（4）经济可靠。没有工程建设投资和动力消耗，管理简便、耐-55- 中国环境科学研究院冲击负荷、净化效果稳定，通过该工艺治理的水体，其水质可稳定保持在IV类水标准。表4-7各种河道修复菌剂的特点及比较序技术环境管理特点经济性号类型友好性维护通过向水体投加营养物质或筛选和扩筛选周土著菌增氧激活水环境中具有污染培过程需生态安期长，1培养扩物降解能力的原有微生物，针要耗费大全性高扩培难增对性较强，但是培养扩增过程量人力和度较大较长（通常需要几个月时间）物力可能会与土著方便在通过向污染水体中投加菌种投加工菌竞争，短时间2来实现净水效果，具有见效较经济程菌存在一内大规快，效果好等优点。定生态模应用风险利用酶的催化性作用于污染物质中复杂的化学链，将其降效果持续生物酶解为小分子有机物或CO2、对环境3时间短，方便制剂H2O等无机物。效果持续时间无污染成本较高短，需要定期投加，且取决于土著菌被激发的潜力4.4.3除磷技术目前，除磷的主要方法有化学沉淀法、生物法、吸附法等。化学沉淀法和生物法是目前较为广泛应用的除磷方法，但化学法存在费用高，产生的化学污泥含水量高难以处理，易产生二次污染的缺点；生-56- 中国环境科学研究院物法则运行操作条件较为严格，效果不稳定，出水容易出现不达标的问题。而吸附法是一种适合于处理低污染物含量溶液中溶质污染物的方法，具有高效低耗的优点，同时通过解吸处理还可以达到充分利用吸附剂以及回收磷资源的目的。此外，吸附法除磷还具有操作简单、污泥产量少等优点，可作为其它除磷方法的补充，也可以是单独的除磷工艺，已成为国内外研究的热点之一。（1）吸附法除磷吸附是指固相-液相、固相-固相等体系中，某个相的物质密度或溶质含量在界面上发生改变的现象。吸附法除磷通常是利用某些具有多孔和大比表面积的固体物质吸附水体中的磷，来达到除磷目的，属于固液反应。吸附法除磷的主要作用机制包括了配位络合与离子交换形式的化学吸附、静电引力引发的物理吸附和固体表面的沉积过程。常见的除磷吸附剂包括：粘土类吸附材料（凹凸棒石、蒙托石、蛭石等）、金属氧化物类吸附材料（层状羟基金属氧化物、铁及混合氧化物、其他金属氧化物等）、工业固体废弃物、农林固体废弃物和碳素材料等。吸附法除磷由于其高效低耗的原因，在废水处理过程中具有显著的优越性，特别是对低含量的溶质分离。针对不同的除磷工艺与当地的资源情况，可以选择不同的除磷吸附剂。凹凸棒石等粘土类物质对磷的吸附容量不足其它吸附剂高，但是其具有无臭、无味、无毒，比表面积大，化学稳定性等特点，可作为一种潜在的优良吸附材料；金属氧化物吸附剂对磷具有相对较高的吸附容量（是其它类吸附剂的数-57- 中国环境科学研究院倍），吸附速率快，显示出很好的吸附潜能，就吸附效能上来说更优于其它类型的吸附剂，是一类高效的优良吸附材料，但是目前由于大部分采用化学反应获得，故材料来源较窄，造价相对高；用废弃物资源化制备吸附剂，可以达到污泥减量化、废物资源化等目的，符合生态循环经济发展的要求，同时具有吸附容量高、资源来源广的优势，是除磷研究的重要方向；石墨烯是一类新型材料，目前只有极少数的研究者将其应用于水溶液吸附磷的研究。（2）传统化学沉淀法除磷化学除磷是通过化学沉析过程形成磷酸盐沉淀而完成的，是自然界磷酸盐沉析的人为强化。自然界的磷来源于磷酸盐岩石、沉积物、鸟粪石和动物化石，经过天然侵蚀或人工开采，以磷酸盐的形式进入水体或土壤，由此构成了磷酸盐沉析。而化学除磷是向污水中人为投加除磷试剂（金属盐药剂）与污水中溶解性的磷（磷酸盐）混合后，形成颗粒状、非溶解性的难溶沉淀物而从水中析出的过程。（3）锁磷剂除磷锁磷剂是一种新型化学除磷药剂，其主要原理与化学沉淀除磷类似，即由锁磷剂中的化学活性成分镧化物与水体中的磷酸根反应，生成溶解度极低的磷酸镧沉淀，并附着在改型粘土颗粒载体上，而后随粘土颗粒缓慢沉淀至水体底部。所形成的沉淀物性能十分稳定，不会产生污染物释放。Phoslock锁磷剂用于处理含磷污水具有反应时间短、除磷效率高、不会给水体造成重金属污染等优点，是一种新型环境友好型的除磷药剂。-58- 中国环境科学研究院对上述几种除磷技术的比较见表4-8。通过比较发现，在上述几种除磷技术中，锁磷剂除磷技术具有反应时间短、除磷效率高、毒性低，不会给水体造成重金属污染、不会带来酸碱度的污染等优点，同其它几种技术相比具有显著的优势。表4-8几种除磷技术的特点及比较环境管理序号技术类型特点经济性友好型维护针对不同类型磷污染，可选择不同的吸附剂，吸附吸附法除剂选择类型多样，对磷的经济性对环境无1方便磷吸附去除效果好，反应快较好污染速。吸附饱和的吸附剂需要再生或更换。处理效率较高，可以回收传统化学可能会引利用磷资源。但传统的铝经济性2沉淀法除起二次污方便盐、铁盐可能会引起二次好磷染污染。反应时间短，除磷效率高；毒性低，不会给水生环境友好生物带来剧烈和慢性毒经济性使用方3锁磷剂型，不会性；不会给水体造成重金较好便二次污染属污染；不会带来酸碱度的污染。4.4.4脱氮技术目前，水中氨氮的去除方法主要有生物法、化学沉淀法、折点加-59- 中国环境科学研究院氯法、选择性离子交换和吸附法等。生物法适用于含有机物的低浓度氨氮水处理，在微生物作用下氨氮经过硝化、反硝化过程生成氮气。该法处理效果较稳定，无二次污染，但运行成本高。沉淀法除氮效率高，产生的沉淀可作复合肥，但药剂价格昂贵，经济实用性差。折点法可通过加入大量氯气生成无害化氮气，但副产物氯胺、氯化有机物导致二次污染问题严重。离子交换用于低浓度无机氨氮水的深度处理，氨氮处理不受温度限制，但受交换容量制约。吸附法由于吸附剂种类繁多、廉价易得，且工艺简单。（1）树脂吸附除氮离子交换树脂是带有可交换离子活性基团的高分子化合物。分子式为C15H16O2，通常为球形颗粒物。具有选择性好、物理化学性能稳定、机械强度高等优点。但在实际使用树脂吸附的同时，需要考虑到这些干扰物质的预处理，使树脂利用率得到提升，节约成本。（2）生物炭吸附除氮在低氧环境中，通过高温处理方式将生物质固体废物碳化得到的即为生物炭。其碳含量尤为丰富，几乎为纯碳，微孔数量多，比表面积大，吸附能力强，可通过物理和化学方法来制取。因生物炭原材料广，竹炭、稻壳、沼渣、牛粪等均可，经济实用，目前国内外利用生物炭作为吸附材料应用广泛。（3）沸石吸附除氮天然沸石是含水多孔铝硅酸盐的总称，其结晶构造主要由（SiO）4+3+四面体组成，其中部分Si为Al取代，导致负电荷过剩，因此，结-60- 中国环境科学研究院构中有碱金属（碱土金属）等平衡电荷的离子。同时沸石构架中有一定孔径的空腔和孔道，决定了其具有吸附、离子交换等性质，因此其对氨氮具有很强的选择性吸附能力，被广泛应用于含氨氮废水的处理。沸石孔径一般在0.4nm左右，大于这个孔径的分子和离子将不+能进入，而NH4的离子半径为0.286nm，很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换，沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。从脱氮效果上分析，沸石离子交换法是一种深度废水处理技术，可较好去除废水中的氨氮。从经济的观点来看，我国沸石资源丰富、分布广、产量大，总贮存量占世界第一位，且沸石价格低廉，仅为活性炭市价的1/5左右。（4）折点氯化法折点氯化法是将氯气通入氨氮废水中，利用次氯酸将氨氮转化为氮气排放，从而去除氨氮。在通氯过程中，水体中氨氮的浓度随着氯气通入量增加而降低，将氨氮浓度降为0的一点称为折点，此时水体中的游离氯离子的含量也最低。折点氯化法处理效果稳定，不受水温影响，适用于较低浓度氨氮废水的处理，常作为深度处理方法与其他氨氮废水处理方法联用，但液氯储存和使用的要求较高，同时产生的副产物氯胺和氯代有机物，会造成二次污染。对上述几种脱氮技术的比较见表4-9。考虑到凤河营闸间歇性放水的特点，生物炭吸附除氮技术具有吸附能力较强、经济性较好、管理维护方便等特点，更能够满足本项目的要求。-61- 中国环境科学研究院表4-9几种除氮技术的特点比较环境序号技术类型特点经济性管理维护友好型选择性好、物理化学性树脂再生树脂吸附除能稳定、机械强度高。树脂成对环境无污1维护要求氮一次性投入较高，运行本较高染较高维护成本高。生物炭吸附微孔数量多，比表面积经济性对环境无污2较方便除氮大，吸附能力较强。较强染选择吸附性强，交换能沸石吸附除力高，对氨氮吸附去除经济性对环境无污3方便氮效果好。沸石资源丰强染富，原料易获得。处理效果稳定，不受水温影响，适用于较低浓液氯储存度氨氮废水的处理；产经济性存在二次污4折点氯化法和使用的生的副产物氯胺和氯较好染问题要求较高代有机物，会造成二次污染4.4.5氧化类4.4.5.1氯类氧化技术应用氯化处理法时，液氯或气态氯加入水中，迅速发生水解反应-而生成次氯酸(HClO)，次氯酸在水中电离为次氯酸根离子(ClO)。次氯酸、次氯酸根离子都是较强的氧化剂。分子态次氯酸的氧化性能比离子态次氯酸根离子更强。次氯酸的电离度随pH值的增加而增加，-62- 中国环境科学研究院当pH值小于2时，水中的氯以分子态存在；pH值为3～6时，以次氯酸为主；pH值大于7.5时，以次氯酸根离子为主；pH值大于9.5时，全部为次氯酸根离子。因此，在理论上氯化法在pH值为中性偏低的水溶液中最有效。在实际应用中，一般是采用碱性氯化法。氯在许多种工业废水处理中不仅是氧化剂，而且能影响胶体微粒的电荷，促进絮凝作用，提高颗粒沉淀和油类漂浮的效率。羊毛漂洗废水用氯化法处理可以破坏废水中的乳化剂，使悬浮固体和乳化的脂肪酸沉淀。经氯化预处理后,羊毛油脂乳化液被迅速分离，可去除80～90%的BOD5，95%的悬浮固体和油脂。这种方法投氯量大，费用较高，但可回收70%的油脂。工业废水中如含有大量的氨或蛋白质、氨基酸等有机氮化合物，用氯化法处理会形成氯胺或相应的有机衍生物，使氯的消耗量很大。这样，氯化法就不经济了。在城市污水处理中，常常用少量的氯对污水进行预氯化。对污水处理厂的出水进行后氯化。预氯化可防止沉淀池和其他处理设备腐蚀，促进絮凝和沉淀，抑制采用活性污泥法处理污水过程中的丝状菌和真菌的繁殖，避免污泥膨胀，并可阻止硫化氢的形成，控制整个处理厂的臭味。此外，还可防止在消化池中形成酸和泡沫，从而有助于污泥消化。后氯化可以杀菌和减少BOD5。这种处理对工业废水往往也起作用。二氧化氯(ClO2)是亚氯酸钠和氯气或盐酸反应的产物。-63- 中国环境科学研究院2NaClO2+Cl2-→2ClO2+2NaCl5NaClO2+4HCl-→4ClO2+5NaCl+2H2O为使反应完全，盐酸和氯气的用量必须分别超过理论值的2.5倍和1.0～1.5倍。二氧化氯在酸性溶液中氧化能力超过氯气，它与氯气相比，能在较宽的pH值范围内快速反应,对杀灭芽孢最为有效,适宜处理医院污水；废水中如含有酚和含氮化合物，不会形成氯酚、氯胺和其他衍生物。二氧化氯在水中保持残留量的时间比氯短，比臭氧长。它对酚有很强的氧化降解能力，可用于处理含酚废水。4.4.5.2臭氧氧化技术臭氧O3因其氧化能力强在水处理中得到广泛的应用，在污水消毒、除色、除臭、去除CODCr方面均有很好的效果。单独采用臭氧氧化处理存在着臭氧利用率低、降解效果差等问题。为提高臭氧利用率及其氧化能力，将多种催化手段与臭氧进行有机结合，促进臭氧分解生成具有更强氧化能力的·OH，形成了臭氧联合氧化法。O3在水中生成·OH主要有3种途径：在碱性条件下，在紫外光(O3/UV)作用下以及在金属催化下。具体方法包括O3/催化剂，O3/UV，O3/H2O2，及O3/超声波等技术，这些氧化技术可使臭氧在水处理过程中发挥更大的作用，将水中有机物尽可能地氧化降解。4.4.5.3芬顿氧化技术e2+Fenton氧化法。1894年，法国人H.J.HFenton发现采用F+H2O2体系能氧化多种有机物。为纪念他后人将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能高效氧化去除一般废水处理技术无法去除的难降-64- 中国环境科学研究院解有机物。近年来，许多学者倾向于将Fenton氧化法与其他处理方法结合起来处理有机废水，如微电解法、超声波法、生物处理法等等。2+Fenton试剂法处理废水的实质是二价铁离子(Fe)与过氧化氢之间的链反应催化生成羟基自由基(·OH)，其具有较强的氧化能力，·OH与有机物RH反应生成游离基(R·)，(R·)则进一步氧化生成CO2和H2O，从而大大降低废水的COD。另一方面，·OH具有很高的电负性或亲电性，它的电子亲和能力达569.3kJ之高，具有很强的加成反应特性，因而Fenton试剂可无选择性或低选择性的氧化水中的大多数有机污染物，特别适用于生物难降解、生物低降解或一般化学氧化剂难以奏效的有机污染物的氧化处理。Fenton反应的优点：1)可氧化破坏多种有毒有害的有机物，适用范围广；2)反应条件温和，不需高温高压；3)设备简单，可单独处理，也可与其他方法联合处理。Fenton反应的缺点：1)使用药剂的量多，过量的二价铁会增大处理后废水的COD值；2)反应时间长，通常要一到数小时；3)氧化能力还不太强，有些有机物还不能被破坏，需借助紫外光、超声波、臭氧等进行强化。4.4.6泥水分离装置特点及比较4.4.6.1高密度澄清池高密度澄清池是由法国得利满公司开发研制并获专利的一种池32型，在欧洲已经应用多年，该池表面水力负荷可达23m/(m·h)，在水质适应性和抗冲击负荷能力上比机械搅拌澄清池更强，效率更高，-65- 中国环境科学研究院出水水质更好，占地面积更小，而且在寒冷地区便于修建外围护结构保温。高密度澄清池具有以下特点：（1）将混合区、絮凝区与沉淀池分离,采用矩形池体结构,池型简化；（2）采用混凝剂和高分子助凝剂相结合，系统内形成均质絮状体及高密度矾花，加快泥水分离，沉淀后出水质量较高,浊度一般在1NTU以内；（3）在浓缩区与混合部分之间设泥渣外部循环，部分浓缩泥渣由泵回流到反应池，与原水、絮凝剂充分混合，通过机械絮凝形成均质絮凝体及高密度矾花，大大提高了絮凝效果，缩短了机械搅拌阶段的絮凝时间，絮状物沉降性能大幅提高；（4）沉淀部分设置斜管，进一步提高表面负荷；（5）沉淀区下部按浓缩池设计，大大提高泥渣浓缩效果，含固率可达2%以上；（6）通过泥渣层泥位界面的控制，运行工况可做到连续自动监控。高密度澄清池主要由反应区、预沉-浓缩区和斜管分离区三个主要部分组成，利用泥渣的外部循环和接触絮凝原理，加上沉淀区斜管的设置，使其具有占地面积小、土建投资省、抗冲击负荷能力强、适用性广、处理效率高等特点，工程实例证明其具有良好的水质适应性，出水水质NTU可以稳定在1.0以下。4.4.6.2机械加速澄清池机械加速澄清池是利用装在池中的搅拌机、刮泥机将水处理工艺的絮凝、反应、澄清、沉淀、排泥诸过程集于一池内的大型地表水澄清设施，通过在池内积聚成的泥渣与原水中杂质颗粒相互接触吸附，-66- 中国环境科学研究院达到清水与杂质较快分离的构筑物。主要用于自来水厂的净化、工业废水的处理以及发电厂的原水预处理等。机械加速澄清池在国内外澄清工艺设备中比较常用，属于泥渣循环型澄清池，其运行条件的控制和调整对其平稳运行、出水合格起到关键性作用。4.4.6.3磁分离装置磁分离水体净化技术处理污水，其前提是污水中的颗粒需具有一定的磁性。对于非磁性或弱磁性污染物的污水，一般通过投加磁种，然后利用絮凝技术使非磁性物质与磁种结合在一起，再单独利用磁分离技术或絮凝沉降联合高梯度磁分离技术分离净化废水。简单来说，就是将不带磁性的污染物赋予磁性，然后通过磁分离设备进行固液分离，实现水体净化的目的。磁分离水体净化技术具有混絮凝反应效率高、磁分离效率高、结构紧凑、占地面积小、耐负荷和水量波动冲击能力强等优点。对上述几种技术的比较见表4-10。通过比较发现，在上述几种应急装置中，磁分离装置具有反应效率高、耐负荷和水量波动冲击能力强、结构紧凑占地面积小、管理方便的优点，适用于黑臭水体治理的应急处理处置。-67- 中国环境科学研究院表4-10三种泥水分离装置比较环境友好序号技术类型特点经济性管理维护型对水质适应性和抗冲高密度澄清击负荷能力较强，出水环境友好，1较好较方便池水质好，占地面积较无二次污染小；设施建设投资较高集絮凝、反应、澄清、沉淀、排泥诸过程于一机械加速澄池；出水水质受运行参环境友好，对操作要2较好清池数影响较大，对操作运无二次污染求较高行要求较高；设施建设投资较高混絮凝反应效率高、磁分离效率高、出水水质好；结构紧凑、占地面环境友好，3磁分离装置积小，低于前两种沉淀较好操作方便无二次污染池；耐负荷和水量波动冲击能力强；设备投资较高4.4.7小结根据前述分析，结合唐河污水库水质特点和现有成熟治理技术特点，推荐采用物化处理技术，以混凝+絮凝、次氧酸钠氧化、臭氧氧和芬顿氧技术做筛选和工艺流程验证实验，并在此基础上提出组合工艺流程。4.5污水处理技术验证实验选取坑2、坑5、坑7废水作为小试实验的用水，其色度随着坑-68- 中国环境科学研究院塘序号变大而逐渐加深，其浓度亦随着加深。考察3个不同水坑的污染物去除效果，确定组合实验的实验过程和参数，以期获得工程设计及运营参数。其中：1）坑2对应上游，坑5对应中游，坑7对应下游；2）虽然坑7水量逐渐蒸发乃至干涸，但研究墨绿色高浓度坑塘废水，对指导其他坑塘废水治理，仍然具有重要价值。图4-1处理出水照片4.5.1单元试验4.5.1.1混凝沉淀实验采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁，阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺等药剂，设计正交实验，确定最佳的混凝剂与絮凝剂，考察对SS、CODCr和TP的去除。4.5.1.1.1第一次试验第一次试验开始时间10月31号，试验所用水质见表4-11，试验结果见图4-2～图4-10，从图4-2～图4-10可以看出，对于去除CODCr，PFS+PAM（+）较PFS+PAM(-)对上、中、下游废水去除效果较好，-69- 中国环境科学研究院去除率分别为81.16%、80.46%、52.61%，其中PFS+PAM（-）处理后CODCr浓度数据太低而有疑义；PAC+PAM(+)较PAC+PAM（—）对上、中、下游废水去除效果略好，去除率分别是73.55%、80.46%、79.33%；对于总磷，无论使用何种组合，对于上、中游废水处理后的出水总磷均能达到地表水V类（即0.4mg/L）的标准；对于氨氮，混凝絮凝几乎没有去除效果。综合考虑PAC、PFS、PAM(+)、PAM(-)的价格，在保证最大污染物去除效果，达标保证的前提下，考虑经济性，使用PAC+PAM（-）来做实验。测试PAC在100、150、200mg/L，PAM（-）在5mg/L的浓度下的，CODCr和氨氮的去除效果。表4-11第一次试验用水水质水质位置COD（Crmg/L）TP（mg/L）氨氮（mg/L）上游（坑2）2760.6841.92中游（坑5）3021.4343.96下游（坑7）5955.0162.55-70- 中国环境科学研究院908281807370）605250（mg/L40COD3020100PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-2上游（坑2）原水处理后COD浓度16014214012010079805959COD(mg/L)6040200PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-3中游（坑5）原水处理后COD浓度-71- 中国环境科学研究院800702700600500400（mg/L)282COD300200123801000PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-4下游（坑7）原水处理后COD浓度3.52.9732.52.1621.831.51.17氨氮（mg/L)10.50PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-5上游（坑2）原水处理后氨氮浓度-72- 中国环境科学研究院4.54.0843.723.532.792.52.042氨氮（mg/L)1.510.50PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-6中游（坑5）原水处理后氨氮浓度2.52.1921.561.5氨氮(mg/L)10.50.240.180PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-7下游（坑7）原水处理后氨氮浓度-73- 中国环境科学研究院0.180.1580.160.140.1180.120.105）0.1（mg/L0.080.059TP0.060.040.020PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-8上游（坑2）原水处理后TP浓度0.250.1970.20.1840.191)0.15TP(mg/L0.10.0530.050PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-9中游（坑5）原水处理后TP浓度-74- 中国环境科学研究院10.9010.90.8220.80.70.60.5260.5TP(mg/L)0.40.30.20.0660.10PAC+PAM（+）PAC+PAM（-）PFS+PAM（+）PFS+PAM（-）图4-10下游（坑7）原水处理后TP浓度4.5.1.1.2第二次试验第二次试验开始时间11月2号，试验用水水质见表4-12。试验选用混凝剂PAC测试其在100、150、200mg/L和PAM（-）在5mg/L的浓度下的，CODCr和TP的去除效果。从试验结果见图4-10～4-15所示。从图4-11～图4-16可以看出，PAC(200mg/L)+PAM(-)对上游（坑2）原水CODCr去除效果最好，去除率为25%；PAC(150mg/L)+PAM(-)对上游原水TP去除效果最好，去除率为78.18%；PAC(200mg/L)+PAM(-)对中游（坑5）原水CODCr、TP去除效果最好，去除率分别为19.35%和82.62%；PAC(200mg/L)+PAM(-)对下游（坑7）原水CODCr、TP去除效果最好，去除率分别为66.18%和94.93%。-75- 中国环境科学研究院表4-12第二次混凝试验用水水质水质位置CODCr（mg/L）TP（mg/L）上游（坑2）1000.724中游（坑5）931.479下游（坑7）6184.671888787868482）80787675COD(mg/L74727068PAC（100mg/L）+PAM（-）PAC（150mg/L）+PAM（-）PAC（200mg/L）+PAM（-）图4-11上游（坑2）原水处理后CODCr浓度-76- 中国环境科学研究院95899085）807675COD(mg/L757065PAC（100mg/L）+PAM（-）PAC（150mg/L）+PAM（-）PAC（200mg/L）+PAM（-）图4-12中游（坑5）原水处理后CODCr浓度450400350300）250200COD(mg/L150100500PAC（100mg/L）+PAM（-）PAC（150mg/L）+PAM（-）PAC（200mg/L）+PAM（-）图4-13下游（坑7）原水处理后CODCr浓度-77- 中国环境科学研究院0.40.3550.350.3）0.250.1910.20.158（mg/LTP0.150.10.050PAC（100mg/L）+PAM（-）PAC（150mg/L）+PAM（-）PAC（200mg/L）+PAM（-）图4-14上游（坑2）原水处理后TP浓度0.50.4670.450.40.35）0.30.2630.2570.25（mg/L0.2TP0.150.10.050PAC（100mg/L）+PAM（-）PAC（150mg/L）+PAM（-）PAC（200mg/L）+PAM（-）图4-15中游（坑5）原水处理后TP浓度-78- 中国环境科学研究院2.51.96721.5（mg/L)1.0061COD0.50.2370PAC（100mg/L）+PAM（-）PAC（150mg/L）+PAM（-）PAC（200mg/L）+PAM（-）图4-16下游（坑7）原水处理后TP浓度4.5.1.1.3小结综合效果和经济性，提出聚铁（PFS）和阳离子PAM。考虑使用PAC+阴离子PAM的方式，其中PAC的最佳投加量为150mg/L，PAM（-）的最佳投加量为5mg/L。对CODCr去除率测算，低浓度废水达到20%左右，高浓度为50%左右；对TP去除率测算，低浓度废水达到80%，高浓度达到95%。4.5.1.2次氯酸钠实验采用折点加氯的方法，去除水体内的NH3-N与TN。此外，次氯酸钠还可以通过氧自由基的作用，去除水体内的CODCr。4.5.1.2.1第一次试验第一次试验开始时间11月3号，所用原水水质见表4-13。本单元试验选用漂白粉测试其在质量浓度0.04%、0.06%、0.08%对CODCr和氨氮处理效果，试验结果如图4-17～图4-22。-79- 中国环境科学研究院从图4-16-图4-21可以看出，质量浓度0.08%漂白粉对上、中、下游原水CODCr、氨氮去除效果最好，其中上、中、下游处理后氨氮浓度均达到地表水Ⅴ类水质标准。对上游CODCr和氨氮去除率分别是18.29%和92.73，对中游CODCr和氨氮去除率分别为26.61和88.06，对下游CODCr和氨氮去除率分别为37.35%和84.62%。表4-13第一次次氯酸钠试验原水水质水质位置原水pHCODCr（mg/L）TP（mg/L）上游（坑2）8.301000.724中游（坑5）7.70931.479下游（坑7）8.556184.671100899080756770）6050（mg/L40COD3020100漂白粉（0.04%）漂白粉（0.06%）漂白粉（0.08%）图4-17上游（坑2）原水处理后CODCr浓度-80- 中国环境科学研究院10410210210110098）9694（mg/L9291COD90888684漂白粉（0.04%）漂白粉（0.06%）漂白粉（0.08%）图4-18中游（坑5）原水处理后CODCr浓度450401400343350327300）250200COD(mg/L150100500漂白粉（0.04%）漂白粉（0.06%）漂白粉（0.08%）图4-19下游（坑7）原水处理后CODCr浓度-81- 中国环境科学研究院0.180.160.160.140.140.120.12）0.10.08COD(mg/L0.060.040.020漂白粉（0.04%）漂白粉（0.06%）漂白粉（0.08%）图4-20上游（坑2）原水处理后氨氮浓度10.90.90.80.7）0.60.50.40.4氨氮（mg/L0.30.260.20.10漂白粉（0.04%）漂白粉（0.06%）漂白粉（0.08%）图4-21中游（坑5）原水处理后氨氮浓度-82- 中国环境科学研究院4.53.8443.5）32.52.022氨氮（mg/L1.510.350.50漂白粉（0.04%）漂白粉（0.06%）漂白粉（0.08%）图4-22下游（坑7）原水处理后氨氮浓度4.5.1.2.2第二次试验第二次次氯酸钠试验开始时间11月4号，试验用水水质见表4-14，其试验结果见图4-23～图4-25。由图可以看出，氮去除效果达到地表水Ⅴ类标准；对上、中游原水TN去除效果达到地表水Ⅴ类标准。表4-14第二次次氯酸钠试验用水水质水质位置原水pHCODCr（mg/L）氨氮（mg/L）TN（mg/L）上游8.30601.583中游7.70953.486下游8.555102.8414-83- 中国环境科学研究院300257250200）150（mg/LCOD1006053500上游中游下游图4-23上、中、下原水处理后CODCr浓度0.60.480.50.4）0.3氨氮（mg/l0.20.140.080.10上游中游下游图4-24上、中、下原水处理后氨氮浓度-84- 中国环境科学研究院6554）322总氮（mg/L210上游中游下游图4-25上、中、下原水处理后TN浓度4.5.1.2.3小结本单元工艺试验选用漂白粉(0.08%)+PAC（150mg/L）+PAM（-，5mg/L）对CODCr、氨氮和总氮处理效果，从图4-22-图4-24可以看出，漂白粉(0.08%)+PAC（150mg/L）+PAM（-，5mg/L）对上、中原水CODCr处理效果达到污水综合排放标准二级；对上、中游原水氨氮去除效果达到地表水Ⅴ类标准；对上、中游原水TN去除效果达到地表水Ⅴ类标准。4.5.1.3臭氧本试验开始时间11月7号，试验选用的臭氧发生器每小时制造3g/h，向上、中、下游原水持续通入臭氧1小时，测定处理污染物去除效果，试验用水水质见表4-15，试验结果见图4-26～图4-28，由图可以看出，向水体通入臭氧对CODCr、TN、氨氮降解效果较差，去除率极低。-85- 中国环境科学研究院表4-15臭氧试验原水水质水质位置原水pHCODCr（mg/L）氨氮（mg/L）TN（mg/L）上游（坑2）8.10880.710.2中游（坑5）7.601033.916.3下游（坑7）8.454935.030.10600493500）400339300COD(mg/L2008886103901000图4-26臭氧处理前后CODCr浓度6554.253.943.63氨氮（mg/L)2110.70图4-27臭氧处理前后氨氮浓度-86- 中国环境科学研究院3530.13026.325）19.62016.3（mg/l1510.210.6TN1050图4-28臭氧处理前后氨氮浓度4.5.1.4Fenton氧化实验本试验开始时间为11月25号，试验用水水质见表4-16，试验选2+用芬顿试剂（Fe:H2O2摩尔比1:4.4、1:8.8、1:17.6）测试对CODCr、氨氮和总氮处理效果，试验结果见图4-29～图4-37，由图可以看出，芬顿试剂无论以何种摩尔比对上、中原水CODCr处理效果均达到地表水Ⅴ类水质标准；对下游原水CODCr处理效果均达到城镇污水厂排放二级标准；对上、中游原水氨氮去除效果较差，对下游氨氮去除效果达到地表水Ⅴ类水质标准；对上、中游原水TN去除效果较差，对下游TN去除效果达到地表水Ⅴ类水质标准。表4-16芬顿试验用水水质水质位置原水pHCODCr（mg/L）氨氮（mg/L）TN（mg/L）上游（坑2）7.07510.403.9中游（坑5）7.25804.706.5下游（坑7）7.054762.9510.1-87- 中国环境科学研究院30282520201415COD(mg/L)1050图4-29上游原水处理后CODCr浓度252320171615（mg/L)10COD50图4-30中游原水处理后CODCr浓度807975697066（mg/L)65COD6055图4-31下游原水处理后CODCr浓度-88- 中国环境科学研究院0.50.450.450.40.350.30.30.250.20.20.15氨氮（mg/L)0.10.050图4-32上游原水处理后氨氮浓度4.64.554.54.44.34.24.24.15氨氮（mg/L)4.143.9图4-33中游原水处理后氨氮浓度1.61.351.41.210.910.80.6氨氮（mg/L)0.40.20图4-34下游原水处理后氨氮浓度-89- 中国环境科学研究院54.34.543.52.82.832.5（mg/L)2TN1.510.50图4-35上游原水处理后TN浓度4.854.84.8）4.754.74.74.65（mg/L4.6TN4.64.554.5图4-36中游原水处理后TN浓度1.61.51.41.21.21.110.80.6TN(mg/L)0.40.20图4-37中游原水处理后TN浓度-90- 中国环境科学研究院4.5.1.5小结1、从臭氧单元看，臭氧不能有效地去除本坑塘废水中的CODCr、TN、NH3-N，因此，组合工艺不采用臭氧技术。2、对CODCr去除率比较高的是PAC+PAM和芬顿工艺；为了节省成本，宜将PAC+PAM前置，以减少芬顿的使用量。另外，芬顿中的亚铁具有较高的絮凝效果。3、NaClO折点除氮无论对总氮和氨氮均具有较好的去除效果。4、本次小试中，中低（坑5、坑2）浓度的废水均达到了地表水V类，而高浓度（坑7）的未曾达到；但坑7废水坑已干涸，无需考虑，因此本次试验的组合工艺是合适的。4.5.2组合工艺试验4.5.2.1药剂与方法PAC药剂配置：称取6gPAC溶解在200ml水中，配置成质量浓度3%的PAC溶液。阴性PAM药剂配置：纯度93%，取0.54gPAM溶解到500ml水中，配置成质量浓度1‰PAM溶液。漂白粉溶液配置：有效氯28%-32%，称取4g漂白粉溶解在100ml水中，配置成质量浓度4%的溶液。芬顿试剂配置：采用现配现用的方式，配方1和配方2。4.5.2.2试验结果与讨论第一组采用PAC（150mg/L）+PAM(-,5mg/L)+漂白粉（0.08%）+芬顿试剂（配方1）组合处理工艺处理上、中、下游原水效果如图4-38～-91- 中国环境科学研究院图4-41。从图中可以看出，上、中游最后出水水质指标CODCr浓度达到地表水Ⅴ类水质标准，下游处理最后出水水质指标CODCr浓度达到污水综合排放三级标准；中、下游最后出水水质指标TN浓度能达到地表水Ⅴ类水质标准；上、中、下游最后出水水质指标TP浓度均能达到地表水Ⅴ类水质标准；中、下游最后出水水质指标氨氮浓度均能达到地表水Ⅴ类水质标准。其中上、中游出水CODCr，上游出水TN，上、中、下游氨氮浓度在投加芬顿试剂处理后浓度突增，是由于溶液中残余部分H2O2药剂干扰水质指标测定，因此造成测定浓度偏高。第二组采用PAC（200mg/L）+PAM(-,5mg/L)+漂白粉（0.08%）+芬顿试剂（配方2）组合处理工艺处理上、中、下游原水效果如图4-42～图4-45。从图中可以看出，上、中游最后出水水质指标CODCr浓度基本能达到地表水Ⅴ类水质标准，下游处理后出水水质指标CODCr浓度达到污水综合排放二级标准；中、下游最后出水水质指标TN浓度达到地表水Ⅴ类水质标准；上、中、下游最后出水水质指标TP浓度均能达到地表水Ⅴ类水质标准；中、下游最后出水水质指标氨氮浓度均能达到地表水Ⅴ类水质标准。其中上、中、下游出水CODCr，上、中游出水TN，上、中、下游氨氮浓度在投加芬顿试剂处理后浓度突增，是由于溶液中残余部分H2O2药剂干扰水质指标测定，因此造成测定浓度偏高。-92- 中国环境科学研究院图4-38第一组试验处理效果图片-93- 中国环境科学研究院图4-39第二组试验处理效果图片-94- 中国环境科学研究院450上游COD浓度400350）300中游COD浓度250200150下游COD浓度COD(mg/L10050地表水Ⅴ类水质0COD指标污水综合排放三级标准图4-40第一组试验处理后CODCr浓度变化曲线图87上游TN浓度6）5中游TN浓度4TN(mg/L32下游TN浓度1地表水Ⅴ类水质TN指标图4-41第一组试验处理后TN浓度变化曲线图21.8上游TP浓度1.61.41.2中游TP浓度1（mg/L)0.8TP0.6下游TP浓度0.40.2地表水Ⅴ类水0质TP指标图4-42第一组试验处理后TP浓度变化曲线图-95- 中国环境科学研究院6上游氨氮浓度54中游氨氮浓度3下游氨氮浓度2氨氮（mg/L)1地表水Ⅴ类水0质氨氮指标图4-43第一组试验处理后氨氮浓度变化曲线图450上游COD浓度400350300中游COD浓度250（mg/L)200下游COD浓度150COD10050地表水Ⅴ类水质0COD指标污水综合排放二级标准图4-44第二组试验处理后CODCr浓度变化曲线图76上游TN浓度）5中游TN浓度4TN(mg/L3下游TN浓度2地表水Ⅴ类水质1TN指标图4-45第二组试验处理后TN浓度变化曲线图-96- 中国环境科学研究院1.4上游TP浓度1.2)1中游TP浓度0.8（mg/L0.6TP0.4下游TP浓度0.2地表水Ⅴ类0水质TP指标图4-46第二组试验处理后TP浓度变化曲线图65上游氨氮浓度4中游氨氮浓度3氨氮（mg/L)2下游氨氮浓度1地表水Ⅴ类水0质氨氮指标图4-47第二组试验处理后氨氮浓度变化曲线图4.5.2.3第一组试验污染物去除率分布本组采用PAC（150mg/L）+PAM(-,5mg/L)+漂白粉（0.08%）+芬顿试剂（配方1）组合处理工艺处理上、中、下游原水。上游最后出水水质CODCr去除率75.47%，TN去除率22.09%，TP去除率100%，氨氮去除率55.65%；中游最后出水水质CODCr去除率79.76%，TN去除率71.74%，TP去除率100%，氨氮去除率85.66%；下游最后出水水质CODCr去除率78.58%，TN去除率84.38%，TP去除率100%。-97- 中国环境科学研究院表4-17第1组不同投加处理单元去除污染物百分比（%）连续投投加单元水质TNTP氨氮CODCr加顺序位置上游--45.7927.211PAC+PAM（-）中游5-83.34-下游13.6533.9363.3535.10上游16.9814.7087.0387.342漂白粉中游21.4363.7786.2695.96下游23.4564.2981.8363.94上游--98.36-3芬顿试剂中游-66.6797.7272.73下游-73.2199.35-上游79.2523.5310055.70平行1中游76.1969.5710085.86MnO2下游81.2485.71100-4平行2上游71.7020.5910057.59MnO2中游83.3373.9110085.45下游75.9183.04100-其中“-”表示测得的值偏高或受溶液残余H2O2影响使测定值偏高。4.5.2.4第二组试验污染物去除率分布本组采用PAC（200mg/L）+PAM(-,5mg/L)+漂白粉（0.08%）+芬顿试剂（配方2）组合处理工艺处理上、中、下游原水。上游最后出水水质CODCr去除率31.13%,TN去除率17.65%，TP去除率100%，氨氮去除率63.61%；中游最后出水水质CODCr去除率73.81%，TN去除率72.46%，TP去除率100%，氨氮去除率80.61%；下游最后出水水质CODCr去除率82.30%，TN去除率85.26%，TP去除率100%。表4-18第2组不同投加处理单元去除污染物百分比（%）连续投投加单元水质TNTP氨氮CODCr加顺序位置上游--78.9827.221PAC+PAM中游3.5713.0489.61-（-）下游35.3944.6475.6639.90上游50.9426.4789.6687.342漂白粉中游44.0566.6790.8295.96下游37.745086.3725.48-98- 中国环境科学研究院上游--95.73-3芬顿试剂中游-56.5297.9152.53下游11.5166.9698.44-上游52.8314.7110065.19平行1中游69.0573.9110079.80MnO2下游84.4386.61100-4上游9.4320.5910062.03平行2中游78.5771.0110081.41MnO2下游80.1783.93100-其中“-”表示测得的值偏高或受溶液残余H2O2影响使测定值偏高。4.5.2.5小结综合来看，采用PAC（150mg/L）+PAM(-,5mg/L)+漂白粉（0.08%）+芬顿试剂（配方1）组合处理工艺，上、中、下游的水NH3-N、TP均达到地表水V类标准。中、下游TN达到地表水V类标准。上游CODCr均值为18mg/L，中游CODCr均值为29mg/L，达到地表水V类标准；下游CODCr均值为99mg/L，达到城镇污水处理厂二级排放标准。考虑到工程现场的复杂性，拟工程设计时将药剂用量扩大，PAC浓度由150mg/L扩大到200mg/L；PAM浓度由5mg/L扩大到7mg/L；有效成分28-32%的漂白粉浓度由0.8g/L扩大到1g/L；芬顿采用配方1。4.6推荐技术路线推荐工艺推荐技术路线为“磁分离+PAC和PAM+漂白粉+Fenton试剂+pH调节”。-99- 中国环境科学研究院5方案设计5.1工艺流程采用“磁分离+PAC和PAM+漂白粉+Fenton试剂+pH调节”工艺流程，如图5-1。调节池：主要目的是进行水质调节。磁分离系统：磁分离系统主要用于CODCr、TP等污染物，入磁分离前投加PAC和PAM。次氯酸钠反应系统：投加次氯酸钠，去除TN和NH3-N。Fenton反应系统：分隔为两个池子；第一个池子调节pH至3左右；第二个池子加入芬顿试剂为芬顿主要去除CODCr，其次为TP。pH调节池：调节出水pH至6-9。贮存池：最终出水暂存池，由该池通过管道将出水排入白洋淀。污泥处理：采用板框压滤机处理反应体系产生废渣。图5-1坑塘废水处理工艺流程示意图-100- 中国环境科学研究院图5-2超磁系统成套工艺流程图5.2设计水量与处理时间需处理总水量为266191.8立方米，设计水量按32万立方米考虑，每天处理量为4800立方米/天，运行时间70天，10周。5.3污水处理站选址根据现场勘测结果，坑1～坑8水平高程逐渐降低（见第二章水量测量），坑7、坑8无成形水域，需处理坑1～坑6污水；并考虑用电方便，即位于李良甫庄村东南角，靠近唐河污水库，污水处理站选址如图5-2。首先对坑6内污水进行处理，然后处理坑5内污水，坑1～坑4污水由水泵依次翻塘，送至坑5暂存，然后进入污水处理站进行处理。-101- 中国环境科学研究院污水处理站图5-2唐河污水库污水处理站位置图5.4工艺设计（1）调节池3HRT=2hr，V=400m，L×B×H=10×8×5.5m，有效水深5米。潜污泵（污水坑塘用），两用一备；型号：100QW100-22-11；3Q=100m/hr，H=22m，N=11kw；液位计1个，阀门、管道若干。（2）磁分离系统超磁分离系统一套，MUM-10000，装机功率200kw，占地面积280m；（3）次氯酸钠反应系统3HRT=30min，V=100m，L×B×H=5×4×5.5m，有效水深5米3次氯酸钠罐：V=20m，尺寸=φ2.7×3.9m，壁厚=11mm，两个。计量泵，一用一备；型号：GM-240/0.4Q=240L/h，P=0.5MPa，N=0.37kw；（4）芬顿反应系统-102- 中国环境科学研究院PH调节池：3HRT=10min，V=33.33m，L×B×H=5×1.33×5.5m，有效水深5米芬顿反应池：3HRT=30min，V=100m，L×B×H=5×4×5.5m，有效水深5米3硫酸罐：V=20m，尺寸=φ2.7*3.9米，壁厚=11mm，两个。计量泵：一用一备；型号：GM-25/1.0Q=25L/h,P=1.0MPa,N=0.37kw。3FeSO4罐：V=20m，尺寸=φ2.7×3.9米，壁厚=11mm，两个。计量泵：一用一备；型号：GM-170/0.7Q=170L/h，P=0.7MPa，N=0.37kw；3双氧水罐体：V=20m，尺寸=φ2.7×3.9米，壁厚=11mm，两个。计量泵：一用一备；型号：GM-400/0.5Q=40L/h，P=0.5MPa，N=0.55kw；（5）调节池（pH调节）3HRT=30min，V=100m，L×B×H=5×4×5.5m，有效水深5米。3石灰水罐体：V=20m，尺寸=φ2.7×3.9米，壁厚=11mm，两个。计量泵：一用一备；型号：GM-170/0.7Q=170L/h，P=0.7MPa，N=0.37kw；斜板填料：L×B×H=5×4×1m，放置高度，水面以上2米，材质PP。泥浆泵，一台；型号NSQ20-25-4；3Q=20m/h，H=25m，转速1450r/min，N=4kw；-103- 中国环境科学研究院（6）澄清池3HRT=40min，V=133m，L×B×H=5×5.33×5.5m，有效水深5米。（7）排水工程管径DN400，管长15km，从污水处理站沿唐河北侧敷设至白洋淀。3离心泵，1用1备；型号：XA80/20A；Q=215.5m/h，H=45.5m，转速2900r/min，N=34.23Kw。（8）进水工程坑1和坑2之间、坑2和坑3之间、坑3和坑4之间、坑4和坑5之间分设抽水管及临时抽水泵，坑5和坑6之间设临时抽水泵将污水送至污水处理站；3离心泵，6用2备；型号：XA80/20A；Q=215.5m/h，H=45.5m，转速2900r/min，N=34.23Kw。（9）板框压滤2型号XAMZ50/1000-30U，过滤面积50m，滤板尺寸1m×1m，滤饼厚度30mm，滤室容积738L，滤板数量28块，过滤压力≥0.6Mpa，电机功率4.0Kw，整机质量4128kg，外形尺寸4040×1500×1400mm。泥浆泵，两台，一用一备；型号NSQ20-25-4；3Q=20m/h，H=25m，转速1450r/min，N=4kw；5.5结构设计5.5.1结构形式及基础选用1、水池一座，钢筋混凝土壁板结构，L×B×H=17.33m×10.0m×5.5m，全-104- 中国环境科学研究院地上结构，内部分为调节池、反应池、pH调节池、芬顿反应池、澄清池和回调池共六个小池。壁厚500mm，底板厚600mm，底板置于100mm厚C15素混凝土垫层上。2、厂房一座，地上单层钢结构厂房，长×宽×高=18m×6.0m×5.1m，建筑2面积108m。分为超磁分离间、设备间和板框压滤间三部分。四周不封闭，基础采用柱下独立基础。5.5.2主要结构材料（1）混凝土强度等级垫层：C15素混凝土盛水构筑物：C30防水混凝土，抗渗等级S6（2）钢筋采用HRB400级钢筋。所用钢筋应符合国家有关标准的规定（3）水泥混凝土水泥采用大于425号普通硅酸盐水泥。（4）砂石配置防水混凝土的砂应采用中、粗砂，石子采用碎石或卵石，砂石级配良好，材质应符合防水混凝土施工规范要求；普通混凝土结构的砂石应符合相应规范的要求。5.6电气设计5.6.1设计依据（1）设计委托书。（2）国家有关电气设计规程、规范和标准，具体内容如下：-105- 中国环境科学研究院供配电系统设计规范，GB50052-2009；低压配电设计规范，GB50054-2011；通用用电设备配电设计规范，GB50055-2011；建筑物防雷设计规范，GB50057-2010；电力工程电缆设计规范，GB50217-2007；建筑照明设计标准，GB50034-2004；（3）工艺提供的用电资料。5.6.2设计范围（1）低压配电系统设计；（2）建、构筑物动力、照明及接地设计；（3）电缆敷设。5.6.3设计方案本环境治理工程拟从附近变配电站接入10kV电源。按照需要系数法，同时根据工艺方案，估算本工程负荷计算数据如下表示。详细结果参见表5-2负荷计算表。安装容量工作容量有功功率视在功率年耗电量（kW）（kW）（kW）（kVA）（万kwh）626.36502.64350.4424.4245.3本工程动力配电由附近变电站提供10kV电源，经变压器后输出380/220V电源。变压器选择SCB11-500-10/0.4环氧树脂干式变压器，容量为500kVA。380V低压配电装置采用MNS型低压抽屉开关柜，安装无功功率自动补偿器，补偿后的功率因数可达到0.9以上。-106- 中国环境科学研究院计量方式采用低压计量。低压进线处安装远程计量智能电表。各设备用铜芯电缆供电，电缆敷设采用电缆沟或直埋。各用电设备自带现场操作箱。11kW以上电气设备采用降压启动方式。根据环境要求，选用动力配电箱（柜）的型式，用于户外的采用户外防雨型。处理工程布置区主要采用工厂罩白炽灯，高压汞灯。照明灯具使用电压为220V。插座引接专用的保护线（PE），照明灯具不引接保护线（宿舍楼和灯具距地高度低于2.4米除外）。根据当地地理条件和工程要求，配电房按照临时简易房建设，内设通风系统，门、窗、电缆线进出洞口均需做封堵，以防小动物进入。配电房按三类防雷进行设计，房顶布置避雷带，采用两条Φ16镀锌圆钢引下，与接地系统相连。接地方式采用TN-S系统。同时根据国家规范要在进线处安装重复接地装置，重复接地电阻应小于10欧姆。主要电气材料清单详见表5-3。-107- 中国环境科学研究院表5-2电气设备负荷计算表用电设备容量需要系序套数电压计算负荷设备组Pe(千瓦)数COSφtgφ号名称工作备用安装工作KcVPjs(kW)Q(kvar)S(kVA)调节池1潜污泵2133220.93800.850.6219.812.323.3磁分离系统磁分212002000.83800.850.62160.099.2188.2离系统次氯酸钠反应系统3计量泵110.740.370.83800.800.750.30.20.4芬顿反应系统硫酸罐计4110.740.370.63800.800.750.20.20.3量泵FeSO4罐计5110.740.370.63800.800.750.20.20.3量泵双氧水罐6111.10.550.63800.800.750.30.20.4计量泵pH调节池石灰水罐7110.740.370.63800.800.750.20.20.3计量泵8泥浆泵1440.83800.800.753.22.44.0排水工程9离心泵1168.4634.230.63800.800.7520.515.425.7进水工程10离心泵62273.84205.380.63800.800.75123.292.4154.0板框压滤板框压滤111440.83800.800.753.22.44.0机12泥浆泵111680.83800.800.756.44.88.0其它13照明1330.93800.900.482.71.33.014插座120200.53800.800.7510.07.512.5以上功率合计626.36502.640.83350.4238.6424.4取同时系数K∑p0.9取同时系数K∑q0.97补偿后功率因数0.92总负荷补偿前0.810.73315.3231.5391.2总负荷补偿后0.930.40315.3124.6342.7无功补偿106.8Pb=0.02SjS6.9Qb=0.1SjS34.3高压侧0.900.49322.2158.9359.2-108- 中国环境科学研究院表5-3主要电气材料清单序号设备仪表材料名称型号规格及主要技术特性单位数量备注1234561干式变压器SCB11，500kVA，10/0.4台1室外安装含进线、计量、馈2动力配电柜2200x1000x800mm个4电3无功补偿柜2200x1000x800mm个1无功补偿4变频器40kW台45电力电缆YJV22-8.7/103x95米2006电力电缆YJV22-13x240+1x120米1007电力电缆YJV22-13x25+1x16米8008电力电缆YJV22-14x4米8009电力电缆YJV22-14x1.5米30010控制电缆KVV-0.55x1.5米90011控制电缆KVV-0.57x1.5米40012低压电线BV-0.52.5mm2米25013低压电线BV-0.54mm2米20014镀锌钢管SC50米3015镀锌钢管SC32米2016镀锌钢管SC25米1517镀锌圆钢Φ16米2018镀锌圆钢Φ12米6019槽钢10#米405.7总图设计5.7.1布置原则1）功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。-109- 中国环境科学研究院2）流程力求简短、顺畅，避免迂回重复。3）总平面布置满足消防要求。4）交通顺畅，便于管理。5.7.2子项构成站区共由9个子项组成，其主要构筑物详见表5-4。站区平面布置图及工艺高程图见附图。表5-4建、构筑物项目一览表子项号子项名称尺寸(长m×宽m×高m)01调节池10×8×5.502超磁分离8×1003反应池5×4×5.504pH调节池5×1.33×5.505芬顿反应池5×4×5.506回调池5×4×5.507澄清池5×5.33×5.508设备间6×4×5.009板框压滤间6×6×5.05.7.3总平面布置1）功能分区按使用功能将污水处理站划分为污水处理区、厂前区两个区，各区之间用环状道路和绿化带分隔以美化环境。2）厂区平面设计-110- 中国环境科学研究院进水管道从西侧进厂，处理后的出水排入排放口。超磁分离设施布置在站区西侧；反应池布置在站区中部，紧邻预处理构筑物，使得工艺流程顺畅；回调池、澄清池紧邻反应池，以避免管线的迂回，并减少水头损失。站内道路设置以方便使用为原则，道路宽3.5米，路网成环线布置，并设有通向各构筑物的道路，在厂前区和生产构筑物之间合理安排绿化用地，把污水处理站建成现代化的园林式工厂。平面布置图和高程图见附图。5.8现场给排水5.8.1现场给水现场配制一台灌车，备用于为药剂配制提供用水。5.8.2现场排水板框压滤等工艺排水直接回到水处理调节池单元，进入水处理工艺；工人生活污水采用临时厕所，其出水也混入水处理工艺流程进行处理。5.9污泥处理混凝沉淀单元上游产生绝干污泥0.14g/900ml，中游产生绝干污泥0.17g/900ml，下游产生绝干污泥0.20g/900ml；芬顿处理上游单元产生绝干污泥0.30g/300ml，芬顿处理中游单元产生绝干污泥0.36g/300ml芬顿处理上游单元产生绝干污泥0.53g/300ml。下游坑7干涸，因此最终污泥量不考虑下游污水产生量。平均污泥产生量约为0.127g/100ml，折合吨水产生绝干污泥1.27kg。由于污泥为非活性污-111- 中国环境科学研究院泥，极少含有难压榨的细胞水等，设定板框压滤后的含水率为40%，则可得吨水产生污泥量为2.12kg。24万吨坑塘废水产生污泥总量约678.4t。-112- 中国环境科学研究院6投资估算6.1建设投资工程建设投资为2331.36万元，见表6-1所示。表6-1投资估算表估算金额(万元)技术经济指标(元)序号工程或费用名称设备及工建筑工程安装工程其他费用合计（万元）单位数量单位价值器具购置一、工程费用198.97483.401117.000.001799.37（一）土建部分198.97477.601088.000.001764.5731.1水池142.971470226.9725m/d4800472.8631.2设备间（钢结构厂房）56113.6568737.6m/d48001536.6731.3污水进水排水工程设备0350430780m/d48001625.001.4临时给水（送水车）0020203（二）自控及仪表系统5.82934.8m/d480072.50第一部分工程费用小计198.97483.401117.000.001799.37二、工程建设其他费用1建设单位管理费（工程费的1.5%）26.9926.992建设施工监理费（工程费的1.8%）32.3932.393勘察、测量费（设计费的30%）18.0018.004工程设计费100.00100.00-113- 中国环境科学研究院估算金额(万元)技术经济指标(元)序号工程或费用名称设备及工建筑工程安装工程其他费用合计（万元）单位数量单位价值器具购置5环评费15.0015.006招标代理服务收费4.004.007前期工作咨询收费40.0040.008工程保险费（工程费的0.5%）9.009.009审计费（工程费的0.3%）5.405.4010联合试运转费（设备费的1%）9.279.2711场地租赁（含青苗补偿）30.0030.0012接电30.0030.00第二部分其它费用小计0.000.000.00320.04320.04三、第一、二部分费用合计198.97483.401117.00320.042119.42四、第三部分预备费用基本预备费（10%）211.94211.94第三部分预备费用小计211.94211.94五、建设投资合计198.97483.401117.00531.992331.36-114- 中国环境科学研究院表6-2设备购置费合价(万安装费用(万序号名称单位数量单价(万元）元）元）一水池70.0014.001潜污泵及相关组件套35.0015.003.002回调池PP斜板蜂窝填料套15.005.001.003阀门、管道、液位计等套120.0020.004.004泥浆泵台215.0030.006.00二、设备间568.00113.601磁分离组件套1400400.0080.002计量泵及配套搅拌器、管件、罐体等套29.0018.003.603板框压滤组件套1150.00150.0030.00三、污水进水排水工程设备430.00350.001进水离心泵组件套810.0080.0016.002出水离心泵组件套210.0020.004.003出水压力管道km1522.00330.00330.00四、临时给水（送水车）台120.0020.000.00合计1088.00477.60-115- 中国环境科学研究院表6-3土建工程估算表序号名称单位数量单价(元）合价(万元）31水池m953.151500142.972设备间㎡140400056合计146.78表6-4自控及电气设备估算表单价合计安装费用序号设备仪表材料名称单位数量（万元）（万元）（万元）1照明套1220.42动力配电柜个4140.83无功补偿柜个1110.24干式变压器台112122.45电线、电缆及配件套110102295.8-116- 中国环境科学研究院6.2运行费用3计算依据4800m/d，各分项成本分别：1）水处理药剂成本：总用量成本为25.54元/吨水；2）水处理电力成本：用电功率约502kw，工业电费取1.0元/度，则电力约成本2.51元/吨；3）人员成本：定员15人，三班两倒，工资7000元/月，工作时间3个月；折合吨水费用0.95元；单位运行费用为29.00元/吨，总水量按32万立方米计，总运行费用为928万元。-117- 中国环境科学研究院7实施计划7.1实施组织机构及分工拟由中国环科院编订可行性研究方案，由工程施工中标单位开展工程设计，由工程运营中标单位进行设备安装、调试、运营、维护，由当地政府成立领导小组组织工程实施。7.2实施计划表本工程实施计划表见表7-1表7-1工程实施计划表2017年12月2018年1月2018年2月2018年3月4月第第第第第第第第第第第第第第第第第一二三四一二三四一二三一二三四一二周周周周周周周周周周周周周周周周周设计设备采购施工运营验收-118- 中国环境科学研究院8工程效益分析8.1环境效益实施本工程，（1）预计去除CODCr、氨氮和总磷分别为65吨、0.07吨和0.39吨，从而减少污染物对地表水和地下水的影响，达到改善水质的效果；（2）改善当地水环境质量，为下一步开展底泥、土壤和地下水环境的调查研究和工程治理奠定基础；（3）主动开展治理，降低了污水库对白洋淀的影响风险。8.2社会效益实施本工程，提高了居民环境保护意识，提高了公共健康水平，促进流域生产水平提高和科技进步，促进生态文明社会的建设。-119- 中国环境科学研究院9结论与建议9.1结论9.1.1区域环境调查唐河污水库属保定市安新县，北侧从西向东分别有老河头镇的前屯村、西涝淀村、东涝淀村和李良辅村等村庄，南侧无村庄；唐河污水库西侧距保定市约19km，东侧距白洋淀入淀河约9.4km，东北侧距安新县城21.5km；唐河污水库原有功能为蓄存、调节、直排上游保定市区及周边产生的工业废水，主要接纳保定市西郊“八大厂”工业废水。唐河污水库地表水治理已开展部分前期工作，沿渠各区于2017年6月6日在大寨渠7个关键节点处完成分段封堵，下游部分渠段已经干涸，唐河污水库已无进水，无外来点源输入。污水库由道路、桥梁自然分隔为八个坑塘，由西向东分别编号为1～8号，测量时，7号和8号无水，基本为淤泥层，其他坑塘总水量为23.8万立方米。9.1.2现状水质调查唐河污水库地表水采样共8个水塘，包括13个点位，24个样品。其中坑1有1个采样点位。坑2有4个采样点位，坑3有2个采样点位，坑4有1个采样点位，坑5有3个采样点位，坑6有4个采样点位，坑7有1个采样点位，坑8没有水，无采样。唐河污水库地表水的污染主要包括常规污染物（总氮、氨氮、总-120- 中国环境科学研究院磷、CODCr、BOD5、阴离子表面活性剂、挥发酚）以及重金属污染（As，Pb，Cd和Zn）。①参照我国地表水Ⅳ质量标准，常规指标中总氮、CODCr、总磷、BOD5、硫化物、阴离子表面活性剂、氨氮、挥发酚、粪大肠菌群和氟化物均存在超标现象。②参照我国地表水Ⅳ质量标准，坑7的1个点位存在As、Pb和Cd超标。其中As超标60.9倍，Pb超标1.7倍，Cd超标3.1倍。③所有污水库地表水中有机污染物含量低于第一类和第二类污染物最高允许排放最高浓度。9.1.3方案论证与设计根据实验结果和技术分析比选，采用“磁分离+PAC和PAM+漂白粉+Fenton试剂+pH调节”工艺流程，可以将污水库处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，出水排入白洋淀。9.1.4工程投资与实施计划33污水库设计总水量：32万m，设计日处理水量：4800m/d；建设投资成本：2331.36万；运行费用928万元；唐河污水库地表水处理工程总投资为3259.36万元。时间需120天，其中，设计时间15天，建设时间35天，运行时间70天。9.1.5工程效益实施本工程，预计去除CODCr、氨氮和总磷分别为65吨、0.07-121- 中国环境科学研究院吨和0.39吨，将改善当地水环境质量，降低对地下水和土壤环境风险，提高居民环境保护意识，促进生态文明社会的建设。9.2建议9.2.1水质分析方面所有污水库地表水中有机污染物含量低于第一类和第二类污染物最高允许排放最高浓度，由于仅有少量有机污染物有相关标准，因此不能完全排除有机污染物的风险，建议开展唐河污水库及周边村庄饮用水的调查工作，分析有机污染物对周边居民的健康风险。9.2.2工程实施方面尽快完成设备及施工招投标工作，开展唐河污水库地表水治理的工程实施。9.2.3其他方面水质调查分析报告显示，七号坑塘CODCr、砷、铅相比其他坑塘较高，但现场水量勘测时此区域无成形水域，多以泥水混合物为主，本方案未考虑对其进行处理处置，应尽快按淤泥开展勘测工作，编制处理处置方案并实施。-122- 中国环境科学研究院-123-'