1 北京市五里坨污水處理廠工程項目 1 簡 介 北京 五里坨污水處理廠（一期） 工程 位于 門頭溝區(qū) 高井電廠西南 ， 規(guī)劃占地面積約 流域范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)用地 790公頃。 本期（一期）工程處理規(guī)模 20000 m3/d，遠期工程總處理規(guī)模達 45000 m3/d。 處理廠出水 排入高井溝，作為高井溝及永定河河道的補充水源，下游近進永定河。 設(shè)計進、出水水質(zhì)見下表，其中出水水質(zhì)執(zhí)行 建設(shè)部頒發(fā)的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準 的一級 表 1 處理廠進、出水水質(zhì)一覽表 編號 項 目 單 位 進水水質(zhì) 出水水質(zhì) 1 生化需氧量 mg/l 200 10 2 化學(xué)需氧量 mg/l 350 50 3 懸浮物 SS mg/l 250 10 4 N mg/l - 5 5 TN mg/l 40 15 6 總磷 TP mg/l 5 9 8 糞大腸菌群數(shù) 103個 /L 結(jié)合本工程的實際情況，通過對多種工藝的技術(shù)及經(jīng)濟綜合比較，推薦采用循環(huán)式 壓力過濾工藝處理污水，污泥處理采用污泥濃縮脫水一 體化設(shè)備。主要經(jīng)濟指標(biāo)見下表。 表 1 處理廠主要經(jīng)濟指標(biāo)一覽表 序號 名 稱 單位 數(shù) 量 備 注 2 序號 名 稱 單位 數(shù) 量 備 注 1 廠區(qū)占地面積 公頃 期工程 2 綠化用地面積 公頃 期工程 綠地率 35 3 總建筑面積 030 全廠生產(chǎn)性建筑面積 86 全廠非生產(chǎn)性建筑面積 044 4 全廠定員 人 18 5 工程總投資 萬元 4047 55%自籌 工程費用 萬元 2373 6 單位水量工程費用 元 /立方米 1187 7 總成本 萬元 /年 698 單位處理總成本 元 /立方米 8 經(jīng)營成本 萬元 /年 387 單位經(jīng)營成本 元 /立方米 9 年耗電量 萬度 單位水量電耗 度 /立方米 通過財務(wù)各項綜合分析，本工程稅前財務(wù)內(nèi)部收益率 高于行業(yè)基準收益率 4，靜態(tài)稅前投資回收期 8年，因此項目在財務(wù)上可行。 本次可行性研究工作對項目在技術(shù)和經(jīng)濟可行性方面進行了充分的研究和論證，證明此項目的實施是可行的，并且是必要的，項目建 成后將產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。 3 2 項目概述 目名稱 北京市五里坨污水處理廠（一期）工程 制單位 北京市市政工程設(shè)計研究總院 、山東山大華特科技股份有限公司、泰安市城市排水管理處聯(lián)合體。 計依據(jù)、原則和范圍 計依據(jù) 北京城市總體規(guī)劃 專業(yè)規(guī)劃說明，北京市城市規(guī)劃設(shè)計研究院， 1992 年修訂 北京市區(qū)污水處理廠合理規(guī)模研究， 2002 年編制 五里坨污水處理廠及配套管線規(guī)劃，北京市城市規(guī)劃設(shè)計研究院， 2003 年編制 北京市五里坨污水處理廠（一期）項目投資人招標(biāo)文件 ,北京市污水處理項 目招標(biāo)委員會， 2003 年 9 月 關(guān)于五里坨污水處理廠項目環(huán)境影響報告表的批復(fù)京環(huán)保評價審字 2004916 號，北京市環(huán)境保護局， 2004 年 11 月 6 日 計原則 執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護的政策，符合國家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準。 結(jié)合北京市已運行污水處理廠情況，對污水、污泥處理關(guān)鍵部分適當(dāng)考慮留有緩沖調(diào)節(jié)余地。 根據(jù)技術(shù)先進可靠、經(jīng)濟合理的原則進行總體設(shè)計和單元構(gòu)筑物的設(shè)計。 在滿足施工、安裝及維修的前提下，使各處理構(gòu)筑物盡量集中，節(jié)約占地，擴大綠化面積。 盡量減少污水處理對周圍環(huán)境的負面影響，選擇能減少污泥 產(chǎn)量的處理工藝和自動化水平高的泥渣處理設(shè)備，防止污泥渣二次污染。盡量減少處理工藝產(chǎn)生的異味?？刂圃肼晱姸?，減少噪聲干擾。 4 計范圍 本工程的 設(shè)計范圍包括：廠區(qū)內(nèi)的全部污水及污泥處理構(gòu)筑物、廠區(qū)建筑物及附屬構(gòu)筑物、進水管線、道路、廠區(qū)內(nèi)雨污水管線、廠區(qū)供水管線、熱力管線、廠區(qū)內(nèi)通訊、電力、自控等。 要規(guī)范及標(biāo)準 室外排水設(shè)計規(guī)范 1997年版 （ 87） 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準 （ 2002） 污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準 （ 1999） 污水綜合排放標(biāo)準 （ 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準 （ 2002） 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準 （ 92） 農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準 （ 84） 數(shù)據(jù)處理與分析質(zhì)量控制 （ 3 91） 水質(zhì)檢測與分析 （ 4 91） 制定地方水污染物排放標(biāo)準的技術(shù)原則與方法 83） 惡臭污染物排放標(biāo)準 （ 93） 室外給水設(shè)計規(guī)范 1997年版 （ 86） 泵 站設(shè)計規(guī)范 （ 50265 97） 城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準（修訂） （ 2001年版） 城市污水處理廠運行、維護及其安全技術(shù)規(guī)程（ 94） 給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范 （ 97） 工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范 （ 97） 壓縮機、風(fēng)機、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范（ 98） 建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程 （ 29 98） 埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技術(shù)規(guī)程（ 2001） 埋 地硬聚氯乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程（ 2000） 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （ 2002） 給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程（ 002） 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 （ 2003） 5 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （ 2001） 工業(yè)建筑防腐設(shè)計規(guī)范 （ 95） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （ 2002） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （ 2003） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （ 2002） 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 （ 2001） 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準 （ 2001） 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （ 78） 工業(yè)企業(yè)設(shè)計標(biāo)準 （ 79） 采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 （ 87） 建筑設(shè)計防火規(guī)范（ 2001年版）（ 87） 城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備標(biāo)準（ 89） 地下工程防水技術(shù)規(guī)范 （ 2001） 建筑電氣設(shè)計技 術(shù)規(guī)范 （ 83） 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 （ 95） 10 （ 94） 低壓配電設(shè)計規(guī)范 （ 95） 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 （ 92） 35110 （ 92） 電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范（ 92） 建筑防雷設(shè)計規(guī)范（ 2000年版）（ 94） 電力裝置技術(shù)條件 （ 81） 分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)定 (20508 92） 過程檢測和控制流程圖用圖形符號和文字代號 (81） 控制室設(shè)計規(guī)定 （ 92） 儀表供電設(shè)計規(guī)定 （ 92） 信號報警、連鎖系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定 （ 92） 儀表配管、配線設(shè)計規(guī)定 （ 92） 儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定 （ 92） 6 供水排水用鑄鐵閘門 （ 3006 鋼閘門設(shè)計規(guī)范 （ 81） 城市污水處理工程項目建設(shè)標(biāo)準 （國家建設(shè)部 2001） 城市污水處理及污染防治對策 （國家建設(shè)部、環(huán)保局、科技部 2000） 7 3 工程背景情況 域情況 五里坨污水處理廠規(guī)劃污水流域范圍主要為五里坨邊緣集團及門頭溝三家店地區(qū)的規(guī)劃建設(shè)用地。其規(guī)劃流域范圍 : 南起永定河引水渠南側(cè)，北至小西山，西起永定河三家店攔河閘，東至模式口隘口 ,總用地面積約 28平方公里，規(guī)劃總?cè)丝诩s 不含部隊 )。 然條件 候條件 北京市平原地區(qū)屬暖溫帶、半濕潤、半干旱的大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫約為 11C 12C， 1月份最低月平均氣溫為 7月份最高月平均氣溫為 25C26C。北京地區(qū)為季風(fēng)區(qū)，冬季以西北風(fēng)和北風(fēng)為主，夏季多偏南風(fēng)，春秋兩季為南北風(fēng)轉(zhuǎn)換季節(jié)，年平均風(fēng)速為 2 3m/大風(fēng)速可超過 20m/京地區(qū)年平均降水量 550660季降水量約占全年的 70%，雨季施工對本工程基坑開挖、支護和施工降水將產(chǎn)生不利影響。 擬建廠區(qū)地基土標(biāo)準凍結(jié)深度為 形地貌 五里坨污水處理廠位于永定河沖洪積扇的頂部。工程場區(qū)自然地形基本平坦，本工程現(xiàn)場勘探期間所量測 的鉆孔孔口處地面標(biāo)高為 區(qū)現(xiàn)為工廠廠區(qū)。 文地質(zhì) 根據(jù)五里坨污水處理廠巖土工程勘查報告場區(qū) (地下 )潛水的天然動態(tài)類型屬滲入徑流型 ,主要接受大氣降水入滲及地下逕流補給，并以蒸發(fā)及地下逕流等方式排泄。 廠區(qū)地處北京市區(qū)西部 ,第四紀地層以滲透性很強的沙土、碎石土為主，故廠區(qū)及附近的地下水位多年來動態(tài)變化幅度較大，并且其變幅對北京西郊永定河放水、未 8 來 “ 南水北調(diào) ” 工程、西郊地下水庫的建立以及北京市節(jié)水措施引起的地下水開采量減小等非自然因素的影響較敏感。 廠區(qū)成層分布的地下水埋深在自 然地面以下 15下水埋深較深，對于一般建筑物可不考慮地下水腐蝕性對主要建筑材料的影響。 程地質(zhì) 根據(jù)五里坨污水處理廠巖土工程勘查報告，工程場地地面以下 沉積年代及工程性質(zhì)可劃分為人工堆積層、新近沉積層和第四紀沉積層三大層，按土層沉積順序自上而下簡述如下： 1)人工堆積層 表層為厚 巖性主要為粘質(zhì)粉土填土、砂質(zhì)粉土 填土 層，碎石填土 1層。 該土層土質(zhì)較差且不均勻，不宜作為一般建筑物的地基持力層。對于一些簡易的臨時性單層建筑物，在 對該土層進行一定的處理后，也可作為其地基持力層。 2) 新近沉積層 人工堆積層之下為厚度約 包括第 2大層粘性土、粉土層及第 3大層砂土、碎石土層。 第 2大層粘性土、粉土層 第 2大層主要巖性為褐黃黃褐色的粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土 層、砂質(zhì)粉土 1層，其地基承載力標(biāo)準值 10140 第 3大層砂土、碎石土層 第 3大層主要巖性為稍密中密的雜色卵石 層，褐黃褐黃 (暗 )色的細砂 粉砂 1層，其地基承載力標(biāo)準值 60250 3)第四紀沉積層 標(biāo)高 包括以碎石土為主的第 4大層及第 5大層 ,主要巖性包括 : 卵石 層，細砂、粉砂 1層；粉質(zhì)粘土 2層；卵石 層，細砂、中砂 1層，卵石混粘土 2層，粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土 3層，粉質(zhì)粘土 4層。 該大層中的砂、卵石層地基承載力標(biāo)準值 20350性土、粉土層地基承載力標(biāo)準值 60240 9 震 北京地區(qū)地震屬地震基本烈度 8度地區(qū)，本場地地基土不會產(chǎn)生地震液化。 程建設(shè)的必要性 五里坨污水處理系統(tǒng)是北京市總體規(guī)劃中的十五座污水處理系統(tǒng)之一，其規(guī)劃污水流域范圍主要為五里坨邊緣集團及門頭溝三家店地區(qū)的規(guī)劃建設(shè)用地。五里坨污水處理廠規(guī)劃流域范圍 : 南起永定河引水渠南側(cè)，北至小西山 ，西起永定河三家店攔河閘，東至模式口隘口 ,總用地面積約 28平方公里，規(guī)劃總?cè)丝诩s 不含部隊 )，高井溝流經(jīng)該集團用地。 目前，該地區(qū)開發(fā)工作即將全面展開。但目前配套污水管線系統(tǒng)極為薄弱，大量未經(jīng)處理的污水通過明溝或雨水管排入河道，造成嚴重污染。 目前由于五里坨污水處理系統(tǒng)尚未開始建設(shè)，河道污染嚴重。為提高五里坨集團的水環(huán)境質(zhì)量，改善北京市區(qū)的整體環(huán)境，確保 2008年北京奧運會召開之前污水處理率達到 90的目標(biāo)，需要積極建設(shè)五里坨污水處理廠（一期）項目。 10 4 工程規(guī)模及處理程度 水處理 廠服務(wù)范圍 本 污水處理廠規(guī)劃流域范圍 : 南起永定河引水渠南側(cè)，北至小西山，西起永定河三家店攔河閘，東至模式口隘口 ， 總用地面積約 28平方公里，規(guī)劃總?cè)丝诩s 不含部隊 )。 水量預(yù)測 水體制選擇 目前五里坨污水處理系統(tǒng)尚未開始建設(shè)， 配套污水管線系統(tǒng)極為薄弱 。規(guī)劃區(qū) 內(nèi)將 實行雨污分流系統(tǒng)。 水量預(yù)測 期建設(shè)規(guī)模 根據(jù) 2003年對五里坨污水處理廠流域內(nèi)的污水入河情況進行的現(xiàn)場踏勘調(diào)查及連續(xù)水量監(jiān)測，現(xiàn)狀入河水量為 11220立方米 /日。由于現(xiàn)狀該地區(qū)地形坡度大、河道沿線有滲漏可能性 ,而監(jiān)測口位于下游河道 ,經(jīng)分析污水量應(yīng)大于實測量 ,并考慮到該地區(qū)的發(fā)展 ,建議近期污水處理廠規(guī)模為 2萬立方米 /日。 期建設(shè)規(guī)模 根據(jù)五里坨建設(shè)區(qū)控制性詳細規(guī)劃及門城衛(wèi)星城總體規(guī)劃，五里坨污水處理廠流域范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)用地 790公頃 ,規(guī)劃人口為 建筑面積 368萬平方米。 根據(jù)流域內(nèi)用地功能、建筑性質(zhì)、人口結(jié)構(gòu)及人口規(guī)模，并分析研究可采用如下用水指標(biāo)： 居住生活用水： 140升 /人 公共實施用水 : 6升 /平方米 多數(shù)為配套公共設(shè)施 ) 工業(yè)用水 : 80立方米 /公頃 特殊用地 : 100立方米 /公頃 11 表 4 規(guī)劃污水量預(yù)測表 項 目 控制數(shù)據(jù) 用水指標(biāo) (l/ 用水量(m3/d) 污水排除率 預(yù)測污水量 (萬 m3/d) 居住生活用水 140 共設(shè)施用水 殊用地 372公頃 100 業(yè)用水 43公頃 80 計 計算五里坨污水處理廠污水量 日 ,詳見“規(guī)劃污水量預(yù)測表”。根據(jù)北京市區(qū)污 水處理廠合理規(guī)模研究 , 五里坨污水處理廠遠期規(guī)模確定為 日 ,與按控制性詳細規(guī)劃數(shù)據(jù)所計算污水量基本吻合。 水廠設(shè)計規(guī)模 本工程遠期建設(shè)規(guī)模為 日，一期建設(shè)規(guī)模為 2萬立方米 /日。 理程度 水處理廠設(shè)計進水水質(zhì) 在實際調(diào)查的基礎(chǔ)上，并結(jié)合設(shè)計標(biāo)準及“五里坨污水處理廠（一期）項目投資人招標(biāo)”中的要求，擬定污水處理廠進水水質(zhì)指標(biāo)見下表。 表 4 進水水質(zhì)一覽表 編號 項 目 單 位 進水水質(zhì) 1 生化需氧量 mg/l 200 2 化學(xué)需氧量 mg/l 350 3 懸浮物 SS mg/l 250 4 TN mg/l 40 5 總磷 TP mg/l 5 6 12 水處理廠設(shè)計出水水質(zhì) 五里坨污水污水廠出水排入廠區(qū)南側(cè)的高井溝，下游進入永定河，可作為高井溝及永定河河道的補充水源。按照規(guī)劃部分污水要進行深度處理，以負擔(dān)處理廠流域內(nèi)的中水回用要求。 根據(jù) 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準 結(jié)合“五里坨污水處理廠（一期）項目投資人招標(biāo)”中的要求， 本處理廠的出水水質(zhì)應(yīng)達到一級 水水質(zhì)指標(biāo)如下表。 表 4 出水水質(zhì)指標(biāo)一覽表 編號 項 目 單 位 出水水質(zhì) 1 生化需氧量 mg/l 10 2 化學(xué)需氧量 mg/l 50 3 懸浮物 SS mg/l 10 4 N mg/l 5 5 TN mg/l 15 6 總磷 TP mg/l 6 9 8 糞大腸菌群數(shù) 103個 /L 理程度 本工程要求處理程度達到下表要求： 表 4 處理程度一覽表 水質(zhì) 類別 S P 進水水質(zhì) 350 200 250 40 5 出水水質(zhì) 50 10 10 15 理程度（） 5 96 0 13 5 污水處理廠工藝方案選定 理廠 廠址 規(guī)劃五里坨污水處理廠位于規(guī)劃流域范圍內(nèi)的東南端，南起高井溝、西起雙峪路，高井電廠西南，廠區(qū)東側(cè)和北側(cè)為規(guī)劃綠地。該廠址有以下優(yōu)點：遠離居民區(qū)；交通、供水、供電較方便； 退水管道較短；遠期發(fā)展用地充足；符合區(qū)域規(guī)劃要求，等等。 藝方案選擇 原則 在污水處理工藝選擇時一般考慮以下幾方面內(nèi)容：工藝能否達到各項出水指標(biāo)的要求 ； 工藝是否可靠 ； 工藝方案造價的高低 ； 運行管理是否方便 ； 運行成本的高低 ；現(xiàn)場條件是否允許，等等。 根據(jù)出水水質(zhì)要求， 本工程 處理工藝 主要以去除污水中的懸浮固體（ 前，國內(nèi)城市污水處理廠大多采用二級生化污水處理工藝，一般為活性污泥法及其變型工藝處理城市污水，這類工藝工程實際使用歷史最長、應(yīng)用最為廣泛、可靠度高、運行費用低、運行管理經(jīng)驗最為豐富，部分變型工藝對 因此，分析進廠污水水質(zhì)及出水標(biāo)準對污水處理廠是否可采用二級生化處理工藝、工藝選擇及工藝確定有著 重要意義。 物處理的可行性 分析 浮物的去除及分離 一般采用物理方法 主要通過格柵攔截、設(shè)置沉砂池等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。污水中的無機顆粒和大直徑的有機顆?？孔匀怀恋碜饔镁涂扇コ?，小直徑的有機顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ?，而小直徑的無機顆粒（包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無機顆粒）則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。 污水處理廠出水中懸浮物濃度不單涉及到出水 出水的 是因為組成出水懸浮物的主要活性污泥絮體，其 本身的有機成 14 份就很高，因此較高的出水懸浮物含量會使得出水的 此，控制污水廠出水的 是很重要的。 為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如采用適當(dāng)?shù)奈勰嘭摵梢员３只钚晕勰嗟哪奂俺两敌阅埽捎幂^小的二次沉淀池表面負荷，采用較低的出水堰負荷，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。在污水處理工藝方案選用合理、工藝參數(shù)取值適當(dāng)和單體設(shè)計優(yōu)化的條件下，完全能夠使出水 本污水處理廠進水 50mg/l，出水 0mg/l，該 出水指標(biāo)要求較高，因此，在污水處理廠工藝設(shè)計時，除采用沉淀分離的辦法去除大部分懸浮物，達到出水 20mg/需對出水進一步進行過濾處理，從而確保出水 10mg/l。 機污染物的可生物化性分析 進廠污水中有機污染物主要以 們的去除主要是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后通過對污泥與水進行分離來完成的。 活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機物用于合成新的細胞，將另一部分有機物進行分 解代謝以便獲得細胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是 2這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機物（如低分子有機酸等易降解有機物）直接進入細胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進入細胞內(nèi)部被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機物和非溶解性有機物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)。因此，可以使處理后污水中的殘余 原污水的可生化性，它與城市污水的成分有關(guān)。對于那些主要以生活污水及其成分與生活污水相近的工業(yè)廢水組成的城市 污水，這種城市污水的 污水的可生化性較好，無需進行特殊處理、設(shè)置單獨處理構(gòu)筑物，其出水 成分主要以工業(yè)廢水為主的城市污水，或 污水的可生化性較差，處理后污水中剩余的 滿足出水 60mg/般認為 17 從理論上講， N 際運行資料表明，只有當(dāng) N 3時才能使反硝化正常運行。當(dāng) N=4 5時，氮的去除率大 于60%，磷的去除率也可達 60%左右。 對于生物除磷工藝，要求 33 100，同時要求 N 4。 本污水處理廠進廠污水 N 5， 40，能滿足生物硝化反應(yīng)、生物脫氮除磷工藝對碳源的要求。因此，本工程采用生物脫氮除磷活性污泥處理工藝是可行的。 水 處理工藝方案 比選 水處理工藝選擇 根據(jù)以上對北京五里坨污水處理廠的設(shè)計進水水質(zhì)和要求達到的出水水質(zhì)標(biāo)準的分析，確定最合適本工程的污水處理工藝是生物脫氮除磷工藝。該工藝可在滿足生物脫氮除磷要求的前提下，同時去除污水中的 S，使污水處理廠出水完全可以滿足排放標(biāo)準要求。 經(jīng)過初步篩選，選擇 工藝、改進型 氧化溝工藝、循環(huán)式 行經(jīng)濟技術(shù)等多方面比較，并最終比選確定技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、適合本地情況的工藝技術(shù)方案作為推薦方案。 案 I 處理工藝 （ 氧、 氧、 氧）工藝是城市污水處理廠除磷脫氮常用的工藝，有成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗。該工藝是在傳統(tǒng) A/有同步脫氮除磷的功能。工藝流程示意圖如圖 5 本工藝生 物處理部分由厭氧池、缺氧池、好氧池組成。污水和外回流污泥首先進入?yún)捬醭兀嫘詤捬醢l(fā)酵細菌將污水中可生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為 發(fā)性脂肪酸類）這類低分子發(fā)酵中間產(chǎn)物，而聚磷菌可將其體內(nèi)存儲的聚磷酸鹽分解，所釋放的能量可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存，另一部分能量還可供聚磷菌主動吸收環(huán)境中的 以 羥丁酸）的形式在其體內(nèi)存儲起來，為防止污水產(chǎn)生沉淀，在此段設(shè)水下攪拌器；隨后污水進入缺氧池，反硝化菌利用在好氧階池產(chǎn)生的、由混合液回流帶入的硝酸鹽作為最終電子受體，氧化進水中的有 機物，同時自身被還原為氮氣從水中逸出，達到同時降低 段可 18 粗格柵進水泵房細格柵間旋流沉砂池污水鼓風(fēng)機房計量槽出水柵渣柵渣沉砂污泥濃縮脫水機貯泥池化學(xué)除磷投藥 ( 備 用 )泥餅外運絮凝劑反沖洗沖洗水消毒藥劑消毒藥劑消毒接觸池過濾間提升泵水池厭氧池缺氧池好氧池沉淀池內(nèi)回流回流污泥剩余污泥設(shè)水下攪拌器或一定數(shù)量的曝氣器；接著污水進入曝氣的好氧池，聚磷菌在吸收、利用污水中殘余可生物降解有機物的同時，主要通過分解體內(nèi)存儲的 時過量的攝取周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)存積起來，使出水中溶解磷濃度達到最低；而 氧池分別被聚磷菌和反硝化菌利用后，到達設(shè)有曝氣裝置的好氧池時濃度已有所降低，并在好氧池內(nèi)被好氧微生物大幅度降解， 并通過硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量存積聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可達 6（干重）以上。 工藝的優(yōu)點是厭氧、缺氧、好氧交替運行，可達到同時去除 氮、除磷的目的；而且這種運行狀況絲狀菌不易生長繁殖，基本上不存在污泥膨脹問題；總水力停留時間少于其它同類工藝，并且不需外加碳源，厭氧、缺氧段只需進行中低速攪拌，運行費用低。 工藝的缺點是除磷效果受到污泥齡、回流污泥中挾帶的溶解氧和 可能十分穩(wěn)定；同時，由于脫氮效果取決于混合液回流比，而 工藝的的混合液回流比不宜太高（ 200），脫氮效果不能滿足較高的要求。 圖 52/案 改進型氧化溝工藝 氧化溝工藝具有流程簡潔、管理方便、耐沖擊負荷能力強、處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點。 改進型氧化溝法工藝是傳統(tǒng)氧化溝工藝的一種變型，它由前置厭氧區(qū) 19 粗格柵進水泵房細格柵間旋流沉砂池污水計量槽出水柵渣柵渣沉砂污泥濃縮脫水機貯泥池化學(xué)除磷投藥 ( 備 用 )泥餅外運絮凝劑反沖洗沖洗水消毒藥劑消毒藥劑消毒接觸池過濾間提升泵水池厭氧池氧化池沉淀池回流污泥剩余污泥和氧化溝組成。由于進水端為厭氧區(qū)，形成 A/需專設(shè)混合液的外回流裝置，有利于聚磷菌及硝化桿菌在厭氧及缺氧條件下獲得充足的碳源，從而完成磷的釋放。由于出水進入氧化溝（好氧區(qū)），聚磷菌可過量吸收磷，從而 實現(xiàn)生物除磷。以上復(fù)雜的過程在構(gòu)造十分簡單的氧化溝內(nèi)即可實現(xiàn)。這種工藝的另一優(yōu)點是利用氧化溝原有的渠道流態(tài)，沿環(huán)形池水流方向曝氣強度改變，形成缺氧段和大量混合液回流，實現(xiàn)反硝化反應(yīng)，達到較高程度的脫氮效率，無需任何附加回流提升動力。該工藝流程圖見圖 5 氧化溝污水處理技術(shù)作為一種活性污泥法工藝，與其它生物處理工藝相比，有以下一些技術(shù)、經(jīng)濟方面的優(yōu)點：工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運行管理方便；曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣化、運行靈活；處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，前置厭氧池時可實現(xiàn)生物除磷，在好氧溝內(nèi)可實現(xiàn)同步硝化、 反硝化；污泥產(chǎn)量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；能承受水質(zhì)、水量沖擊負荷。但氧化溝工藝由于其曝氣設(shè)備推流攪拌能力的限制，使其生物池內(nèi)水深一般不能超過 地面積大，電耗較高。 圖 5進型氧化溝工藝流程示意圖 案 環(huán)式 間歇式活性污泥法或序批式活性污泥法簡稱 是近幾十年來活性污泥處理系統(tǒng)中較引人注目的一種廢水處理工藝。該工藝 集缺氧、曝氣、沉淀、出水于同一生物池中 ， 通過控制系統(tǒng)在該生物池內(nèi)交替完成不同的反應(yīng)過程。其生物碳氧化硝化 20 粗格柵進水泵房細格柵間旋流沉砂池污水S B R 生 物 池鼓風(fēng)機房提升泵水池 過濾間 計量槽出水消毒接觸池柵渣柵渣沉砂污泥濃縮脫水機貯泥池剩余污泥化學(xué)除磷投藥( 備 用 )泥餅外運絮凝劑反沖洗沖洗水消毒藥劑消毒藥劑原理與推流式活性污泥法相同，具有 成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗和節(jié)省占地和構(gòu)筑物的顯著特點。 近年來通過工程實踐發(fā)展的 環(huán)式 本工程采用循環(huán)式 該工藝流程圖見圖 5環(huán)式 與 主體構(gòu)筑物由預(yù)反應(yīng)池（選擇池）和 氧池中設(shè)曝氣攪拌裝置，在 水器和污泥泵，污泥泵用于回流污泥至厭氧池和排放剩余污泥。與傳統(tǒng)的 環(huán)式 淀期和排水期 仍保持進水），間歇排水，沒有明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。這種系統(tǒng)在處理市政污水和工業(yè)廢水方面比傳統(tǒng)的理更方便、占地更少。該工藝通常水力停留時間較長，工藝設(shè)施簡單，目前在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。 圖 5環(huán)式 環(huán)式 循環(huán)式 擇池或輔助曝氣池）、主曝氣池、污泥回流 /排除剩余污泥系統(tǒng)和撇水裝置四部分組成。 預(yù)反應(yīng)池容積較小，一般水力停留時間為 1 2小時，是設(shè)計優(yōu)化合理的生物選擇器。該工藝將 主反應(yīng)區(qū)中部分污泥（ 20 30）回流至選擇器中，在運作方式上為連續(xù)進水。循環(huán)式 擇池或輔助曝氣池）的設(shè)置和回流污泥措施，保證 21 了活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷一個高絮體負荷（ 0）階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細菌的生長，并可以提高污泥活性，使其快速的去除污水中溶解性、易降解有機污染物，進一步有效的抑制絲狀細菌的繁殖。在預(yù)反應(yīng)池與主曝氣池之間設(shè)置隔墻，最大限度的減小了沉淀階段進水對污泥沉降的水力干擾，可保證系統(tǒng)有良好的分離效果。 循環(huán)式 曝氣階段、進水 /沉淀階 段、進水 /撇水階段和進水 /閑置階段等幾個過程階段，各個階段組成一個循環(huán)，并不斷重復(fù)。循環(huán)開始時，池子中的水位由某一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，此時污水仍連續(xù)進入循環(huán)式 于反應(yīng)池容積較大，池內(nèi)水位緩慢上升，活性污泥進行絮凝并在一個較為靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀階段后，由一個移動堰式撇水器排出已經(jīng)過處理的上清液，使整個反應(yīng)池內(nèi)水的位下降到預(yù)先設(shè)定的最低水位，然后再重復(fù)上述過程。為保證反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度及污泥量，需排出相應(yīng)的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進行， 排出的污泥濃度可達 10g/ 環(huán)式 循環(huán)式 效地進行硝化和反硝化，從而達到深度去除氮的目的。在循環(huán)式 化和反硝化在曝氣階段同時進行（ or 運行時通過控制供氧強度以及反應(yīng)池中的溶解氧濃度，使污泥絮體的外周能保證有一個好氧環(huán)境進行硝化，由于溶解氧濃度得到控制，氧在污泥絮體內(nèi)部的滲透傳遞作用受到限制，而較高濃度的硝酸鹽則能較好地滲透到絮體的內(nèi)部。因此在 污泥絮體內(nèi)部能有效地進行反硝化過程。通過污泥回流，將部分硝酸鹽氮帶入設(shè)在循環(huán)式 此，在預(yù)反應(yīng)池中也有部分反硝化反應(yīng)發(fā)生。這種運行方式不像前置反硝化活性污泥系統(tǒng)中需要較高的內(nèi)回流，因此可以節(jié)省內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且不需要單獨設(shè)置一個缺氧運行階段就可以完成反硝化反應(yīng)。 環(huán)式 在循環(huán)式 過曝氣和非曝氣階段使活性污泥不斷地經(jīng)過好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷細菌在系統(tǒng)中的生長和累積，因此循環(huán)式物除磷的效果很 大程度上取決于進水中所含有 22 的易降解基質(zhì)的含量。在循環(huán)式 性污泥通過快速酶去除機理，吸附和吸收大量易降解的溶解性基質(zhì)，這些吸附和吸收的易降解基質(zhì)可用于后續(xù)的生物除磷過程，對整個系統(tǒng)的生物除磷功能起著非常重要的作用，因此，在預(yù)反應(yīng)池中也可完成部分磷的釋放過程，在厭氧微生物體內(nèi)存儲聚磷。根據(jù) 微生物體內(nèi)吸附和吸收大量易降解物質(zhì)而且處在氧化還原電位為 +100150統(tǒng)可具有良好的生物除磷功能。 環(huán)式 一般 地，在以 4小時為一個操作循環(huán)周期的循環(huán)式 大水深可在 最大水深時池子中的混合液污泥濃度一般為 ，最大撇水速率為 30mm/液分離時間一般為 1小時，設(shè)計污泥沉降指數(shù)為 140ml/際污泥沉降指數(shù)一般低于 80ml/g（測定時間為 1小時，采用容積 2升的量筒）。循環(huán)式 于循環(huán)式 其固體通量大大地小于 傳統(tǒng)活性污泥法二沉池中的固體通量，因此循環(huán)式外，循環(huán)式 由于 內(nèi)水位上升速度非常緩慢（ 10mm/且在預(yù)反應(yīng)區(qū)及主反應(yīng)區(qū)之間均設(shè)置有隔墻，污水呈縱向折線狀態(tài)進入主曝氣區(qū)，能夠最大限度的減小進水對污泥沉淀的水力干擾，使沉降過程在較為靜止環(huán)境中進行，可進一步保證系統(tǒng)有良好的分離效果。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的混合能量可用于沉淀初期的絮凝作用，從而進一步強化絮凝沉降的效果。 案比較 術(shù)性能比較 方案 1 處理工藝 ； 方案 2 改進型氧化溝工藝 ； 方案 3 循環(huán)式 三種方案的技術(shù)性能比較情況見表 5 1。 表 5 1 工藝方案技術(shù)性能比較表 23 方案 優(yōu) 點 缺 點 處理工藝 工藝成熟、完善，管理經(jīng)營豐富； 功能嚴格分區(qū)，便于處理工藝的管理、調(diào)整和優(yōu)化 ； 對有機污染物處理效果好，特別是生物除磷脫氮效果明顯，出水水質(zhì)穩(wěn)定； 可自動運行，但對自控要求不高：適當(dāng)選用自控設(shè)備，可實現(xiàn)對工藝過程的優(yōu)化管理； 運行穩(wěn)定，有較強的抗沖擊負荷（水力和 污染物）能力； 能耗較低，運行成本較低。 構(gòu)筑物多 ,不緊湊 , 占地面積略大； 曝氣采用水下曝氣頭，與氧化溝比檢修量大，維修時需停止一個系列運轉(zhuǎn)，影響處理廠的出水水質(zhì)； 設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高，維護費高； 投資略 高。 循環(huán)式去初沉池 ,二沉池 ,污泥回流系統(tǒng)和污泥消化系統(tǒng) ,工藝流程簡單 ,維護管理方便； 機械設(shè)備種類少、簡單 ,且不易出現(xiàn)故障 ,維修量少； 構(gòu)筑物少，生物池布置緊湊，占地少； 能承受一定的水量沖擊負荷，對高濃度工業(yè)廢水有較大的稀釋能力； 運行控制條件得當(dāng)，可得到較好的脫氮效果和生物除磷效果 ； 投資低， 能耗較低，運行成本較低 ； 占地省 。 由于一個池子交替曝氣工作，池中曝氣設(shè)備利用率低； 曝氣采用水下曝氣頭，與氧化溝比檢修量大，維修時需停止一個系列運轉(zhuǎn)，影響處理廠的出水水質(zhì)； 設(shè)備、曝氣頭等維修量比氧化溝高，維護費高； 自動控制水平要求較高，沒有自控?zé)o法運轉(zhuǎn)； 出水水質(zhì)受運行控制影響較大； 能人工清除，工作量較大。 改進型氧化溝 工藝流程簡單清晰，運行管理方便； 對有機污染物處理效果好，特別是生物除磷脫氮效果明顯，出水水質(zhì)穩(wěn)定； 不需要內(nèi)回流泵，改 變曝氣條件，便可達到脫氮要求； 所有設(shè)備可提出水面或在水面上直接維護檢修，不影響正常運行；設(shè)備維修量少，技術(shù)要求不高，維護 方便 ； 能承受沖擊負荷； 可自動運行，但對自控要求不高：適當(dāng)選用自控設(shè)備，可實現(xiàn)對工藝過程的優(yōu)化管理。 投資高； 電耗高 ;日常運行費高； 構(gòu)筑物多 ,不緊湊 , 占地面積大。 24 濟指標(biāo)比較 三種方案的經(jīng)濟指標(biāo)比較情況見表 5 表 5 2 工藝方案技術(shù)性能比較表 序號 項 目 單 位 指 標(biāo) 數(shù) 值 方案 1 方案 2 方案 3 改進型氧化溝 循環(huán)式 處理池 1 總投資 萬元 4168 4249 4047 單位水量投資 元 /立方米 2084 2125 2024 2 總成本 萬元 /年 677 768 698 單位處理總成本 元 /立方米 3 經(jīng)營成本 萬元 /年 368 426 387 單位經(jīng)營成本 元 /立方米 4 年耗電量 萬度 191 223 197 單位水量電耗 度 /立方米 5 建設(shè)用地 公頃 案確定 從 以上比較 可以看出，從工藝技術(shù)角度考慮，這三種方案都能達到技術(shù)要求。方案一： 行簡單，操作、管理簡便 ，運行成本略低 ，但是占地略大，工藝投資 略高 、 占地略大， 設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運轉(zhuǎn)；方案 二 ：改進型氧化溝各部分功能劃分清楚，運行簡單、維護管理方便，但投資最 高 ，電費 、運轉(zhuǎn)費 高于其它方案，占地面積 較大； 方案 三 ：循環(huán)式 程 總 投資 低 ，占地少， 運行費用、 電耗低于方案 二 ， 但自動控制要求高，運行、管理水平要求較高，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運轉(zhuǎn)，維護費用較高。綜合以上分析，推薦方案 三 “ 循環(huán)式 作為該污水處理廠的 污水處理 工藝方案。 25 學(xué)除磷工藝確定 由于處理廠出水中磷的排放標(biāo)準要求較嚴格，即總磷小于 l，而且生物除磷受外界及污水內(nèi)在因素影響較多，不十分穩(wěn)定。故在處理工藝中考慮兩步除磷措施，以生物除磷為主，以化學(xué)除磷為輔助，特殊情況下啟動化學(xué)除磷，從而確保出水水質(zhì)滿足要求。 泥處理與處置 泥處理 通常，城市污水處理廠完善的污泥 處理工藝為：剩余污泥污泥濃縮污泥消化污泥脫水泥餅處置 國內(nèi)外污泥消化使用較多的方法如好氧消化法、厭氧消化法、熱干燥法等。目前國內(nèi)大型污水處理廠普遍采用厭氧中溫消化工藝，這種在無氧條件下，利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌降解有機物，將其分解成甲烷、氨基酸和脂肪酸，使污泥的體積大大減少，而且通過中溫消化殺死病原體，使污泥的使用更衛(wèi)生，但是設(shè)備復(fù)雜，運行和維護費用高，消化后的污泥含水率仍較高，需進一步脫水。 本工程處理規(guī)模較小，產(chǎn)生的剩余污泥量不大，污水處理工藝 采用生物除磷工藝，如使用重力濃縮池 、硝化池 ，池中污 泥處于厭氧狀態(tài)，污泥中的磷 很容易發(fā)生 二次釋放，影響生物除磷效果；另外，濃縮池臭味嚴重，對環(huán)境影響較大。 因此，暫不考慮中溫厭氧消化處理， 采用機械濃縮脫水一體化機械對污泥進行減量化處理，比較簡便、實用。 城市污水處理的污泥濃縮、脫水設(shè)備方面，可提供選擇的類型主要有帶式濃縮、脫水一體機和離心濃縮、脫水一體機。以上兩種類型的濃縮脫水設(shè)備在國內(nèi)已均有采用，現(xiàn)就兩種機械設(shè)備的性能及重要技術(shù)指標(biāo)進行分析比較如表 5 表 5 兩種機械脫水設(shè)備性能分析表 類型 性能 帶式濃縮、脫水一體機 離心濃縮、 脫水一體機 設(shè)備尺寸 體積較大，占地大 體積小、占地小 轉(zhuǎn)速 運行速度低、噪音小 轉(zhuǎn)速高、噪音稍大 26 運行環(huán)境 氣味較大，對周圍環(huán)境影響大 封閉運行，氣味較小，對周圍環(huán)境 影響小 操作管理 濾布使用壽命為 3期更換，檢修方便 需專人檢修 電耗 一般 較高 藥耗 5Kg/5Kg/耗 25m3/h，連續(xù)沖洗 20 40 m3/h，停機時沖洗，時間約10 設(shè)備價格 較低 很高 效果 含固率為 20% 含固率為 22% 25% 為方便管理，節(jié)省工 程投資，本工程選用帶式濃縮脫水一體機。 泥處置 經(jīng)脫水后的污泥須進行處置，污泥處置的目的是減量化、無害化和資源化。 污泥處置的方式國內(nèi)通常有以下幾種： 衛(wèi)生填埋 高溫堆肥 制造有機復(fù)合肥 活性菌肥 目前國內(nèi)污泥處置多為將泥餅送至垃圾填埋場衛(wèi)生填埋。根據(jù)招標(biāo)文件要求，項目所產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后送至北京市焦家坡垃圾衛(wèi)生填埋場進行衛(wèi)生填埋。 臭方案選擇 臭方法 目前主要除臭方法有：離子法、化學(xué)法、生物法。 化學(xué)除臭法：利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，生成新的無臭物質(zhì)以達到脫臭的目的；因 臭氣成分的不同需要選擇相應(yīng)的化學(xué)藥劑。主要方法有：空氣氧化法、化學(xué)氧化法、洗滌吸附法（濕式吸收氧化法）、吸附氧化法等。 27 生物除臭法：利用微生物將臭味氣體中的有機污染物降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)的過程。主要方法有：生物過濾法、土壤法、填充塔式生物除臭法等。 離子除臭法：空氣在通過高能離子發(fā)生裝置時，氧氣分子受到經(jīng)過發(fā)生裝置發(fā)射出的高能量電子碰撞而形成分別帶有正、負電荷的氧離子。這些正、負氧離子具有較強的活動性，在一系列反應(yīng)后，將含 C、 H、 二次污染 物產(chǎn)生；并且還能有效的破壞空氣中細菌的生存環(huán)境，降低室內(nèi)空氣中的細菌濃度；離子在與空氣中微小固體顆粒碰撞后，使顆粒荷電并產(chǎn)生凝聚效應(yīng)，使得傳統(tǒng)過濾方式不能捕捉的且對人體有害的微小顆粒變成可以捕集或靠自身重力而沉降下來，達到凈化空氣的目的。采用高能離子發(fā)生裝置，借助通風(fēng)管路系統(tǒng)向散發(fā)臭氣的空間送入可控制濃度的正、負氧離子空氣，用離子空氣 “罩住”污染源表面（如污水池等），使離子在極短的時間內(nèi)與有害氣體分子發(fā)生反應(yīng)，扼制其擴散并降低其濃度，保證現(xiàn)場的操作人員在良好的環(huán)境中工作，并且還能對儀器儀表起到減少銹蝕、延長 使用壽命的作用。 臭方法比選 （ 1）化學(xué)法 為達到最佳的除臭效果，化學(xué)法通常與其它方法組合使用，例如常配活性炭吸附塔于其后。 由于化學(xué)試劑對惡臭氣體的去除有其局限性，若要大范圍去除多種化學(xué)成分的氣體，就要使用多種化學(xué)藥品；并且隨著化學(xué)反應(yīng)的增多，生成了許多中間化合物，不可避免的對環(huán)境造成