某市污水處理廠建設項目初步設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 天即中以西南風為主，處理廠的空氣背離部中直接進入九里鄉的西端，冬天以西北風為主，處理廠的空氣進入南湖，不會影響市容環境。污水處理廠位于城市 排水方向下游，緊靠南湖，便以污水匯入，處理后的尾水便于排放。污水處理廠與市區有省道相接，交通便利。 19 從地理環境看，該廠址地勢平坦，多為湖塘，地勢較低，面積較大，有利于污水廠的興建和擴建；該處無集中居民區，不會影響居民生活環境，現有建筑阻礙少，可以減少污水處理廠建設的拆遷和土地平整費用；該處是南湖老場部，可改造有關設施，減少投資。 方案二：離中心城區 處，靠近寺沙路旁。該處有一廢棄磚瓦廠，有少量可供利用的廠房，并且地勢平坦，視野開闊，交通便利，便于污泥運輸。另外，廠址處于城市下風方向，對城區環境影響不 大。但該處地勢較低容易積水，而且周圍有部分村民住戶，又離公路太近，對周圍環境影響較大，而且該處離護城河較遠，將增加截污干管的長度。廠址距南湖較遠，污水處理廠處理排放管長度也相應增長。 通過方案比較，從長遠和有利于環保的角度出發，廠址選擇方案一比較合適。 處理后污水、污泥處置 處理后污水的處置 根據 XX 市城市總體規劃，污水處理廠污水處理達標后，就近排入南湖，南湖規劃控制水位 米，污水處理廠流程以此高程進行控制，保證自排出水。 處理后污泥的處置 本污水廠設計為一級處理廠， 污泥為初沉污泥。根據《室外排水設計規范》（ GBJ1487）規定“城市污水廠污泥的最終處置方法選定，首先應考慮用作農田肥料”。 我國城市污水處理廠污泥含有的氮、磷、鉀等非常豐富，可用作 20 農業肥料，污泥中含有的有機物又可作為土壤改良劑。 故本污水處理廠處理后的泥餅可考慮用汽車運往廠外堆肥，以作農田肥料，但同時污泥中有關污染物濃度應滿足《農用污泥中污染物控制標準》（ GB42841984）。 21 3．污水處理廠設計 污水處理廠設計進、出水水質及處理程度 污水處理廠進水水質 城市污水處理 廠設計進水水質、水量的確定，關系到污水處理廠的建設規模及污水處理工藝的選定，進而影響到工程投資，占地、運行費用等。設計參數和運轉參數既是一致的又可有差異，因設計參數只設定一個數值，而運轉參數經常變化，設計中除給定設計參數以外，要有設計措施來適應水質變化，關鍵是設計參數要合理，否則會造成處理后水質達不到設計要求，或標準過高，而造成投資增大。因此，在變化的水質中，選擇合理的設計值是非常關鍵的。 城市污水處理廠水質與污水中工業廢水所占的比例及濃度有關。目前我國城市污水水質一般為 BOD5=100～ 250mg/l， SS=200～ 300mg/L。 根據 XX 市環保部門提供的資料，造成護城河水質污染的主要污染物為氨氮、磷類等。 XX 市主要工業以紡織服裝、機械、食品、輕工為主。在城市污水總量中，工業廢水比重約為 5%，遠小于 45%。根據以上論述，污水處理廠規模為 萬 m3／ d，近期大部分工業廢水由各工業企業進行預處理后經城市管道進入城市污水處理廠，因此污水處理廠進水將既有生活污水，也有工業廢水。參考國外幾個典型城市污水水質統計資料，并結合 XX 市實際情況，擬定污水處理廠進水水質應為： BOD5＝ 150mg／ l CODcr=350mg／ L SS＝ 200mg/l TN＝ 30mg／ l TP 二 ／ l 22 出水水質 污水處理廠的受納水體是南湖，按照南湖水環境能區劃，南湖水體水質應達到《地面水環境質量標準》Ⅲ類。 根據污水處理廠受納水體的要求，污水處理廠出水水質的最終標準（二級處理后）要求達到 GB8978－ 1996《污水綜合排放標準》的一級標準，即： BOD5≤ 20mg／ l CODcr≤ 10Omg／ l SS≤ 20mg／ l TN≤ 15mg／ l TP≤ ／ l 處理程度 根據城市污水進水水質情況和出水水質要求，城市污水處理一般分一級處理、二級處理及三級處理。從國外情況看，有 12%的污水處理廠采用一級處理， 7O%的污水處理廠采用二級處理或部分生物處理。從我國國內情況看，八十年代以來，隨著我國國民經濟的高速發展和城市污染的日益嚴重，我國一些城市相繼建成了一批城市污水處理廠。由于我國城市建設資金的限制，國內城市污水處理廠采用一級處理的比例較國外高。從本工程的情況看，污水受納水體南湖常年進行漁業養殖，自凈能力差，規劃遠期考慮建成風景區。采用較高處理程 度的二級處理工藝無疑將更有效地控制南湖水質污染，改善南湖水質。 但是，采用二級處理一次性工程投資較大，資金籌措困難；建設周期長，發揮工程效益慢，短期內難以實施。根據 XX 省鄂計 [2021]18 號文中批復，本工程污水處理廠擬采用一級處理工藝。一級處理出水水 質見表 10： 23 污水處理廠進出水水質及去除率 表 10 污染物指標 進水水質 mg/l 出水水質 mg/l 去除率 % BOD5 150 25 CODcr 350 230 34 SS 200 100 50 污水、污染處理工藝選擇 污水、污泥 處理工藝的選擇，取決于處理廠進出水水質指標、受納水體、污水處理廠規模、污泥處置方法、用地面積及當地溫度、工程地質、環境等條件。本污水處理廠工程設計所追求的目標是技術成熟、處理效果穩定可靠、工程投資省、運行費用低，運行管理方便，環境效果理想的工藝流程。 污水處理工藝選擇 本工程目前采用一級處理，一級處理主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物，主要技術為重力沉淀，能去除懸浮固體（ SS） 60%左右，BOD5只能去除 20%～ 30%，達不到排放標準，故屬于二級處理的前處置。 為徹底解決護城河水質污染，污水廠 在遠期還需增加二、三級處理，方能達到排放標準，各級處理方法與處理效果如表 11： 表 11 級別 去除的主要污染物 處理方法 處理效果 一級 懸浮固體 沉砂沉淀 SS 50%,BOD5 30% 二級 膠體和溶解性有機物、懸浮物 好氧生化處理 SS 80%,BOD5 85% TN 30%,TP 10% 三級 懸浮物、溶解性有機物和無機鹽氨和磷 混凝、過濾、吸附，電診析，生物接觸氧化， AO or A2O,SBR SS 40%,BOD5 60% TN 80%,TP 65% 二、三級污水處理工藝各有其運用條件 ，尚需根據遠期水質情況 24 進行論證選擇，但無論選擇何種形式，目前一級處理應考慮與遠期二、三級處理的合理銜接問題。 近期污水處理工藝流程如下： 城市污水→ 粗格柵 → 進水泵房 → 細格柵 → 沉砂池 → 初沉池 →排入南湖進漢江 污泥處理工藝選擇 污泥處理要求 污水處理廠近期污泥為初沉池污泥。遠期污水生物處理過程中將產生大量的生物污泥，有機物含量較高，且不穩定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不善處理和處置將造成二次污染，遠期污泥處置需進一步論證。 污泥處理要求如下： ，使污泥穩定化 泥體積，降低污泥后續處理費用 ，化害為利 ，應盡量避免磷的二次污染 污泥處理工藝 本工程污泥處理工藝為： 初沉污泥→ 污泥泵房 → 污泥調節池 → 污泥脫水車間 →泥餅外運 由于初沉污泥含水率較低（設計采用 97%），不單獨設置濃縮池。污泥濃縮、脫水機采用相關機械設備，有兩種類型可以選擇：一種是帶式壓榨過濾機；另一種是離心脫水機。兩種類型相比，帶式機在國 25 內應用較早，技術成熟；離心機在國內外使用較多，技術先進，近十幾年來開始在國內使用 。但離心機能耗較帶式機要大得多。綜合考慮，本工程近期一級處理采用帶式壓榨過濾機。遠期二、三級處理產生污泥可根據情況采用相應的濃縮脫水設備。 污泥最終處置 污泥的最終處置，目前我國城市污水處理廠大都未經無害化處理隨意堆放或用作農肥，國外許多國家對污泥處置采用較多的方法如焚燒、填埋、堆肥和填海等。 焚燒技術雖然具有處理迅速、減害多（ 70%～ 90%）、無害化程度高等優點，但污泥焚燒不但費用高，其廢氣中產生一種二 口惡 英，通過呼吸系統系統和食物鏈進入人體后不易分解和排泄出體外，二 口惡 英在人體內累積 達到一定數量時，就會導致其沉淀的組織發生癌變。二 口惡英不僅具有致癌性，據美國公布的結果顯示，二 口惡 英還有生殖毒性，免疫毒性和內分泌毒性，因此，許多國家已對垃圾、污泥焚燒采取了管制措施，就我國目前國情，不宜采取焚燒方式。 污泥衛生填埋，終結覆蓋，是處理城市污水處理廠脫水污泥較為有效的方法之一，在我國運用非常廣泛，一般可以與城市垃圾聯合建填埋廠。 污泥堆肥是應積極開發的主攻方向，其過程是將消化污泥再動態發酵制成顆粒狀有機復混肥，把污泥作為農業肥料的資源，但此方式的前提是上游生產廢水必須達標排放，以保證污泥的重 金屬含量不超標。 XX 市政府規劃要求所有工礦企業廢水達標后方能排入城市大小 26 道，目前企業污水簡單處理后排入護城河，但根據 1995～ 1999 年護城河水質情況監測的數據來看， PH 值、亞硝酸氮、酚、氰、砷、六價鉻、氧化物等項目均在國家二級水質標準以內，高錳酸鉀、總磷等超標，由于本工程近期為初沉污泥，因此，污泥中磷的含量較少。因此初沉污泥可與城市生活垃圾混合高溫堆肥，這樣污泥熟化度高，病原體和寄生卵去除較徹底，有利于污泥農用，是適合我國國情的污泥穩定處理工藝，本工程既可采用此種方式處置污泥。 主要生產構筑物選型 沉砂池選型 沉砂池是城市污水處理廠必不可少的處理設施，主要去除污水中粒徑大于 的砂粒，除砂的目的是為了避免砂粒對后續處理工藝和設備帶來的不利影響。砂粒進入初沉池內會使污泥刮板過度磨損，縮短更換周期；砂粒進入泥斗后，將會干擾正常排泥或堵塞排泥管路；進入泥泵后將使污泥泵過度磨損，使其降低使用壽命；砂進入帶式壓濾脫水機將大大降低污泥成餅率，并使濾布過度磨損。 以上情況，足以說明除砂對污水處理廠的重要性。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和渦流式四種形式。平流式沉砂池具有結構簡單，處理效果較好的優 點；豎式沉砂池處理效果一般較差；曝氣沉砂池的最大優點是能夠在一定程度上使砂粒在曝氣的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附著的有機污染物，同時，由于曝氣的氣浮作用，污水中的油脂類物質會升到水面形成浮渣而被除去；渦流式沉砂池利用水力渦流，使沉砂和有機物分開，以達到除砂目的。四種形式沉砂池有各 27 自不同的適用條件，其選型應視具體情況而定。從處理效果看，曝氣式和渦流式要優于平流式和豎流式，而渦流式沉砂池占地面積小，沉砂分離好，不需曝氣設備，同時考慮到，遠期污水處理要達一級排放標準，對脫氮除磷有較高要求，可能采用 A2/O 或其 它脫氮除磷工藝，為避免厭氧處理階段進水帶氣，因此本工程采用渦流沉砂池。 初沉池選型 初沉池為一級處理的主要構筑物。初沉池池型有平流式、輻流式、豎流式多種，主要設備為不同池型的刮泥機。平流式初沉池為矩形，其優點是占地面積較小，去除效果較好，抗沖擊負荷能力強。輻流式初沉池為圓形，適用于規模較大的污水處理廠，它又分為中心進水、周邊出水和周邊進水、周邊出水型兩種，雖然輻流式沉淀池占地面積、去除效果及抗沖擊負荷能力均不如平流式沉淀池，但由于相配套刮泥機故障率較小，在我國廣為采用，特別是大型污水廠采用更多。 豎流式沉淀池池徑在 10 米以內，它僅適用于小型污水廠。 本污水處理廠為合流污水廠，旱季、雨季污水流量變化很大，因此要求沉淀池有較強的抗沖擊負荷能力，再加上受規劃所給廠區形狀限制，要求初沉池占地面積小，經過比較，本工程采用平流式沉淀池是合適的。 污泥濃縮脫水選型 目前國內污泥濃縮脫水主要采用帶式污泥脫水機和離心脫水機兩種設備。 帶式壓濾機是一種新型、有效的污泥脫水設備，國外從 20 世紀 28 60 年代初開始對其進行開發，其構造和性能幾經改造和提高，到目前已成為一種高效率的污泥脫水設備，國內從 20 世紀 70 年代末 開始使用帶式壓濾機，用戶普遍反映良好。與其他機械脫水設備相比，帶式壓濾機產生泥餅的固體含量較其它的脫水機高，電耗小，操作簡單，靈活可靠。缺點是對進入的污泥特性非常敏感，濾布的壽命短，設備不密封，有氣味，一般不宜連續運行。 離心脫水機是在離心力的作用下，使污泥中的固體得到分離的一種設備。離心脫水機的特點是：⑴ 污泥泵可連續給料，固體泥餅可連續的排出，運轉正常后無需人管理；⑵ 沒有濾布和沖洗及再生裝置，使維護操作方便；⑶ 整個設備密封，無味，作業環境整齊，設備的使用壽命長。離心脫水機的缺點是電耗比較大，噪音高， 且設備較貴。 由于受資金等因素限制，本工程采用一級處理工藝，因此設計考慮在滿足功能的要求下設備造價和運行費用的因素，采用帶式壓濾機，目前國內生產帶式壓濾機的能力完全能滿足設計要求。 主要生產構筑物工藝設計 本工程設計規模如下： 近期（ 2021 年） 旱季平均流量 Q=5 萬 m3/d 雨季最大流量 Q= 萬 m3/d 遠期（ 2021 年） 旱季平均流量 Q=10 萬 m3/d 雨季最大流量 Q= 萬 m3/d 根據《室外排水設計規范》要求，粗格柵間、進水泵房和脫水機房按遠期設計，土建一次 建成，設備分期安裝。其它構筑物按近期規