...县...乡污水处理厂及配套管网工程初步设计说明书
前 言
...县位于河南省西南部，...盆地西沿、伏牛山南麓，辖16个乡镇、289个行政村，总人口63.18万人，境内有宝天曼国家级自然保护区，另有全国保存最完整的清代县衙和恐龙蛋化石群，他们和天心洞、宛梆堪称“...五绝”。
...乡位于...县城西16公里处，属潜山丘陵区，总面积129平方公里，16个行政村。交通便利，距离312国道、宁西铁路16公里，省道豫52线超二级油路贯通全乡。...乡辖16个行政村，216个村民小组，2009年，全乡人口3.05万人，其中农业人口2.78万人，根据2006年至2009年期间的统计数据显示，人口自然增长率平均为5‰。
根据《...乡总体规划》（2010-2025），到2015年，镇区人口将达到1.06万人，到2025年，乡域人口将达到1.5万人，城镇化水平为2015年35.10%；2025年50%。
随着...乡社会经济的发展和人口的增长，用水量越来越大，污水排放量也越来越多，要实现...乡的可持续发展建设，解决好水环境污染问题势在必行。同时，...乡属于南水北调水源地汇水区，为保证南水北调水源地丹江口水库的水质，本工程的建设对保护南水北调工程水源地水体环境有重要意义。
...乡目前尚无完善的排水系统，制约着城镇经济的发展，污水处理厂及配套管网工程作为城镇重要的基础设施，是城镇发展的重要环节。因此加快建设完善现有城镇排水设施，符合城镇规划，也是...乡
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建设发展的需要。
受...乡人民政府的委托，临沂市工程咨询委员会承担了《...县...乡污水处理厂及配套管网工程可行性研究报告》的编制工作。该工程的环境影响评价报告表与2013年10月22日由...市环境保护局以，可研报告与2013年十一月二十六日由...市发展和改革委员会以宛发改地区予以批复。
本初设设计是根据《...县...乡污水处理厂及配套管网工程可行性研究报告》及其批复、环评报告及其批复、建设单位提供的资料和现场的实际情况进行设计的。在设计过程中，我院组织设计人员协助建设单位关于工程的建设规模、污水处理厂的厂址、用电条件和尾水排放等建设条件多次征求了相关部门的意见，并同建设单位一起沟通工程设计中应注意的问题，听取建设单位对工艺设计、设备选型、运行控制等号的建议。在多次征求并听取建设单位意见的基础上完成了本工程的初步设计。
本初步设计在编制过程中得到了...市发改委、...市环保局、...县环保局、...县住房和城乡建设局等有关部门及相关单位的大力支持、帮助与协作，在此表示感谢。
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工程概要
1. 项目名称
...县...乡污水处理厂及配套管网工程 2. 设计年限与服务范围
工程设计年限为2015年，...县...乡污水处理厂及配套管网工程的服务范围为：...县...乡乡域范围内。
3.工程设计规模
本工程根据污水量预测和实际情况，确定污水处理厂2015年建设规模为1000m3/d。
4.设计进出水水质
污水厂的进出水主要指标为：
水质指标 CODcr BOD5 ≤180 ≤10 ≥94.4 SS ≤220 ≤10 ≥95.5 NH3-N ≤30 ≤5（8） ≥83.3TN ≤45 ≤15 ≥66.7 TP ≤5 ≤0.5 ≥90 进水水质（mg/L） ≤350 出水水质（mg/L） ≤50 污染物去除效率（%） ≥87.5 （73.3） *NH3-N指标在水温大于12℃时，执行5mg/L的排放标准；在水温小于等于12℃时，执行8mg/L的排放标准。
5.污水处理厂厂址
污水厂厂址位于...乡驻地西南方向。 6.污水处理工艺
本工程经过技术、经济比较，确定的处理工艺为：污水二级生物处理采用A2/O工艺，深度处理采用微絮凝反应过滤工艺，污泥处理
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采用污泥叠螺脱水机进行深度脱水的处理工艺。
7.项目实施计划
...县...乡污水处理厂及配套管网工程实施进度安排如下：2013年11月——2013年12月
完成项目的设计、审批等施工前期准备工作 2014年1月——2014年7月
完成项目的土建、管道、设备安装等全部施工内容 2014年8月——2014年9月
完成项目的调试、试运行和验收等工作 8.污水处理厂主要技术经济指标 工程建设总投资 固定资产投资 年平均经营成本 每吨污水处理价格 年处理污水量 年处理收入 年平均利润总额 税后内部收益率 税后投资回收期 税前内部收益率 税前投资回收期 盈亏平衡点
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1 概述
1.1 项目基本情况
工程名称：...县...乡污水处理厂及配套管网工程 建设单位：...县...乡人民政府 建设地点：...乡驻地西南方向
1.2 设计依据
· 《...县...乡污水处理厂及配套管网工程可行性研究报告核准的
批复》（宛发改地区【2013】*号）
——...市发展和改革委员会，2013.*
· 《...县...乡污水处理厂及配套管网工程可行性研究报告》
——临沂市工程咨询委员会
· 《...县...乡污水处理厂及配套管网工程环境影响报告表的批复》
——...市环境保护局，2013.*
·《...县...乡总体规划》（2010-2025）
· 关于严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的通知
——国家环境保护总局，环发【2005】110号
1.3 主要基础资料
...乡乡域地形图（1:1000） 厂区地形图（1:1000）
《...县...乡污水处理厂岩土工程勘察报告》
——河南华兴地质工程有限公司
其他相关资料
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1.4 设计原则
在批准的可行性研究报告的基础上，优化设计，力求获得最大的社会环境和经济综合效益。
执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。
在乡镇总体规划指导下，以统筹兼顾，分期实施的原则，解决城市污水排放对城市地表水、地下水造成的污染，改善周边河流的水体质量，工程建设和乡镇发展相结合，在保护环境的同时最大限度的发挥工程的效益。
根据乡镇基础设施建设统一规划，分期实施建设的方针，本着需要和可能相结合的原则，考虑长远发展和衔接的方便。
处理工艺在满足出水水质的前提下因地制宜力求技术可靠、经济合理、运行稳定、管理简单、高效节能、操作方便、成本低。
结合工程的实际情况，妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染。
采用国内先进、可靠、高效、运行管理方便、维修维护简便的污水污泥处理设备以及可靠的控制系统。
总图设计：在保证处理效果的前提下，从节省基建投资，运行管理方便的基点出发，力求做到整个厂区的总体布局合理紧凑，建筑和绿化实用美观。
建筑设计：在满足工艺要求和适度节省投资的前提下，力求在建筑色彩和造型上和一期工程及周围环境协调。
结构设计：在满足工艺要求和适度节省投资的前提下，采用钢筋混凝土结构和砖混结构相结合的方式。
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结合乡镇规划、消防、环保、安全等方便要求。满足建设单位对使用的要求，符合可研报告及批文确定的原则。
污水处理厂的总体布置应满足场内各建、构筑物的功能和流程要求，并结合厂址地形，气象和地质条件等因素确定。
生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应于处理构筑物保持一定距离。
污水和污泥的处理构筑物根据情况尽可能分别集中布置。处置构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养护维修管理的要求。
污水处理厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用原有地形，达到降低能耗、土方平衡的要求。
污水处理厂的绿化面积不小于全厂总面积的30%。 处理构筑物应设排空设施，排出的水进行回流处理。
1.5 设计范围和深度
根据...市发展和改革委员会《关于...县...乡污水处理厂及配套管网工程可行性研究报告核准的批复》，对污水处理厂内污水、污泥处理构筑物及必要的附属建筑物进行工艺、结构、建筑、电气、自控、仪表等各专业进行初步设计。主要设计内容包括：
污水处理厂的设计规模、进出水水质、工艺流程、厂址和污泥最终处置方式的确定；
污水处理厂的工艺流程设计及说明；
污水处理厂处理构筑物及设施、主要附属建（构）筑物的设计计算，工艺设备的计算与选择；
污水处理厂的自控控制、监测系统的设计；
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污水处理厂总体布置、竖向、道路及管线系统的设计； 编制主要设备材料表； 编制工程概算等。
设计深度满足中华人民共和国设计部办法的《市政公用工程设计文件编制深度规定》的要求。
1.6 采用的主要规范及标准
《城镇给水排水技术规范》（GB50788-2012） 《室外积水设计规范》（GB50013-2006） 《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 《城镇污水厂污泥排放标准》（GJ3025-1993）
《城镇污水处理工程项目建设标准》 建设部主编2001.6.1施行 《城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标》 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010） 《城市污水处理及防治技术政策》 建城【2000】124号 《城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89） 《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》（CECS149：2003） 《总图制图标准》（GB/T50103-2010） 《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）
《工业企业总平面设计规范》（GB50187-2012） 《民用建筑设计通则》（GB50352-2005） 《建筑地面设计规范》（GB50037-96） 《建筑设计防火规范》（GB50016-2010）
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《办公建筑设计规范》（JGJ67-2006） 《建筑采光设计标准》（GB/T50033-2001） 《建筑结构载荷规范》（GB50009-2012） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010） 《砌体结构设计规范》（GB50003-2011） 《建筑物地基处理技术规范》（JGJ79-2011） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002） 《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003） 《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138：2002） 《混凝土给水排水工程构筑物变形缝设计规程》（CECS117:2000） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）
《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-1994） 《供配电系统设计规范》（GB50052-2009） 《低压配电设计规范》（GB500054-2011） 《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）
《3-110KV电压配电装置设计规范》（GB50060-2008） 《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-2011） 《建筑物防雷设计规范》（GB50050-2010） 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-2008）
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《系统接地的形式及安全技术要求》（GB14050-2008） 《仪表系统接地设计规定》（HG/T20513-2000） 《控制室设计规定》（HG/T20508-2000） 《仪表供电设计规定》（HG/T20509-2000）
《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）
《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》（GB2625-81） 《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-95） 《自控专业设计管理规定》（HG/T20636-98） 《工业电视系统工程设计规范》（GB50115-2009）
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2 项目概况
2.1 ...乡概况
2.1.1 ...乡概况
...县位于河南省西南部，...盆地西沿，伏牛山南麓，辖16个乡镇、289 个行政村，总人口63.18万人，境内有国家级自然保护区，另有全国保存最完整的清代县衙和恐龙蛋化石群，它们和天心洞、宛梆堪称 “...五绝 ”。
...乡位于...县城西16 公里处，属浅山丘陵区，总面积129 平方公里，16个行政村。交通便利，距312 国道、宁西铁路16公里，省道豫 52 线超二级油路横贯全乡。...乡16 个行政村，216 个村民小组， 2009 年，全乡人口3.05 万人，其中农业人口2.78 万人，根据2006 年至2009 年期间的统计数据显示，人口自然增长率平均为 5‰。
根据总体规划，到2015 年，乡域人口将达到3.02 万人，到2025 年，乡域人口将达到 3.00 万人，这是因为根据...县镇村体系规划，将...乡定性为一般村，在区域的整体发展中，经济产业处于从属地位，从而在一定程度上制约机械人口的增长。同时，考虑到村民外出务工、求学等一些因素，未来...乡 机械人口总体呈现减少趋势。
根据总体规划，到2015 年，镇区人口将达到1.06 万人，到2025 年，乡域人口将达到1.5万人，城镇化水平为2015 年35.10%；2025 年50.00%。
随着...乡社会经济的发展和人口的增长，用水量越来越大，污水排放量也越来越多，要实现...乡的可持续发展建设，解决好水环境污
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染问题势在必行。因此污水处理厂及配套管网工程作为城镇重要的基础设施，是城镇发展的重要环节。
...乡目前尚无完善的排水系统，制约着城镇经济的发展，因此加快建设完善现有城镇排水设施，符合城镇规划，也是...乡建设发展的需要。
2.1.2 规划镇区性质及规模
根据总体规划，规划确定镇区的性质为：
...县南部城镇群重要的商贸服务节点，...乡政治、文化、经济中心，以商贸服务业、工业、旅游服务业为主导产业的综合型一般镇。
2.2 自然概况
2.2.1 自然资源
...乡自然资源丰富，境内水源充足，年平均降水量790 毫米左右。境内有多条河流，过境河流有刁河、马河、宋家营河、店坊河。
乡域矿产资源丰富，西南为石堂山谷，蕴藏有大量黑墨玉大理石；中部为脊度山谷，是高品位水泥灰岩矿石群带；东部为纱帽山脉，有丰富的陶粒页岩玄武岩、辉绿岩等大型矿床。
2.2.2 自然环境
...乡全境皆为浅山环列，丘壑纵横，地形变化趋势是西北部高为浅山区，东南部低属丘陵区，海拔高度自东南而西北，由200 米逐渐升至 558 米。
...乡处暖温带向北亚热带过渡地带，为北亚热带季风型大陆性气候，具有明显的过渡气候特征，据...县气象站资料统计分析：...乡年降雨量平均为 790 毫米左右。全年平均气温大于 10? c，年平均日照量1973 小时，月平均日照量164 小时，日平均日照量5 小时以上。
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总体来说，具有光照充足、热量丰富，无霜期长，雨热同季的特点。
2.2.3 经济发展水平
目前，乡域经济发展水平良好，一二产业发展已经具备相当水平，乡域产业以资源型产业为主，第一产业主要以农牧业及经济作物种植业，第二产业以矿产开采业为主。
目前，...乡的工业主要为冶金建材业，主要突出水泥建材、石材加工、矿产品开发等。2012 年，乡镇财政总收入完成965 万元，其中工业税收648 万元，烟叶税176 万元，工业税收的比重保持在70% 左右；人均纯收入达到 2105 元，人口自然增长率控制在 5‰以内。地区生产总值完成2.4 亿元，规模以上工业总产值完成1.9 亿元，工业销售收入1.8 亿元，全社会固定资产完成2.6 亿元，其中工业投资完成 2.4 亿元。
农业发展状况良好，...乡按照县十二大产业发展目标，把大白山羊发展作为全乡三大特色产业八大支柱之一来强力发展，全乡标准化养殖发展态势良好，大白山羊饲养量已达12 万只，全年大白山羊饲养量预计可达16.8 万只，人均畜牧产值500 元。同时，进一步加快烟叶产业发展步伐，做大做强烟叶产业。积极开发颇具特色的农林牧资源，规模种植大红袍花椒及朝天椒，年产大红袍花椒 150 万斤，朝天椒 500 万公斤，并且，山地养鸡、果园养羊蔚然成风。
由于本乡域处于低消费区，所以第三产业规模偏小，外向型服务业比较少，对当地经济收入贡献不大。但是乡域的旅游资源较为丰富，为...乡发展第三产业提供良好的基础。
2.2.4 社会发展水平
全乡共有建制小学4 所，65个教学班，在校学生2265 人；初中
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共有1 所，15个教学班，在校学生625 人，全乡教职工304 名，其中小学教师 238 人，中学教师 66 人。幼儿园一所。
2012年已基本普及九年义务教育，适龄儿童入学率基本达到100%，青壮年文盲已基本扫除。
...乡现有卫生院1 所，占地面积2800 平方米，院内有住房1400平方米，病床 20张、医务人员 28人。
2.2.5 乡域旅游资源
...乡具有丰富的旅游资源，乡域地处浅山丘陵区，道教圣地石堂山横亘乡域西南，面积约 6 平方公里，这里群山环抱，竹柏滴翠，环境优美，主要风景区包括石堂山、太山庙水库等。同时，...乡历史悠久，至今，保留众多的历史文化遗址，主要包括吴垭石头村、宋代邓窖遗址等省级文物保护单位。
2.2.6 地震
根据国家地震区划，镇区为 6 度抗震设防区。
2.3 给水现状及规划
2.3.1 给水现状
...乡镇区现有人口约5641 人，岞曲乡现状无自来水厂，饮用水取自距离岞曲集镇 4 公里外的太山庙水厂，目前有 DN200-DN100供水管道15公里，镇区大部分使用自来水，但是由于给水系统不太完善，仍有少数居民生活用水及工业用水采用自备水源。
2.3.2 给水存在问题
1 、现状自备水井建设年代久远，出水能力较低，且分布较分散。镇区企事业单位用的自备井，建设年代久远，设备落后，供水水质和供水能力得不到保障。
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2 、自备水井缺少消毒措施，供水水质得不到保障；井源分布较分散，不利于统一管理，总体效益低。
2.3.3 给水规划摘要
根据《...乡总体规划》，给水工程规划摘要如下： 1 、规划原则
（1）、在充分利用原有供水设施的基础上，逐步完善供水系统，并针对取水、疏水、净水、配水等给水系统要素，合理选取用水标准和水源，使整个系统安全、合理、经济。
（2）、对镇区给水规模及水源进行分析，积极采取措施开发水资源，保证...乡镇区及周边村庄所需用水，同时对远景规划的给水水源尽早的进行控制和保护。
（3）、近远期结合，统一规划，统一调配水源。给水工程规划应符合用地布局的要求，注重与其他各项规划用地相协调。
2 、需水量预测：
根据...乡的居民生活水平情况取用水指标如下： 居民生活用水取150 升/ 人·天；
行政及商贸金融用地取0.4 万m3/k ㎡·d ； 医疗用地取1.0 万m3/k ㎡·d ； 教育及文体用地取1.0 万m3/k ㎡·d ； 工业用地取1.2 万m3/k㎡·d ； 仓储用地取0.2 万m3/k ㎡·d ； 道路广场用水取0.20万m3/k ㎡·d ； 绿化用水取0.15 万m3/k ㎡·d ； 市政设施用水取0.25 万m3/k ㎡·d ；
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消防给水按同一时间火· 灾次数为1 次，一次灭火用水量为15L/s。
按照以上标准推算：2025年镇区规划总用水量为7063 m3/d。 3 、水源及水厂规划： 规划沿用镇区现状水厂。 4 、供水系统及供水管网：
本次规划给水系统采用生活、生产、消防、绿化统一的给水系统，控制点自由水头不低于30米，消防时控制点自由水头不低于15米。
规划给水管网采用环状的形式。
输、配水主要管线沿规划道路敷设，管线位于南北向道路西侧和东西向道路南侧，近期环状与枝状供水相结合，远期实现环状供水。管径分为三级，给水主管管径为DN200 、给水次管管径DN150 、给水支管管径DN100 。
消防给水采用与生活给水同一管网供给。沿路设消火栓间距不大于120 米，保护半径不超过150 m 。
5 、给水水源保护：
在给水设施、泵站，沉淀池和清水池的外围不小于50m 的范围内不得设置生活居住区和修建禽蓄饲养场，渗水厕所、渗水坑，不得堆放垃圾、粪便、废渣或铺设污水渠道，应保持良好的卫生状况和绿化。
2.4 排水现状及存在问题
2.4.1 排水系统现状
...乡镇区道路两侧设置了排水暗沟，排水方式采取雨污合流式，污水直接排放到地势较低处，靠自然挥发为主，严重污染环境。
2.4.2 存在的问题
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目前排水现状主要问题有：
（1）缺乏污水收集管网，大量的废水未经有效处理直接就近排入水体，对周围的生态与环境造成了一定的影响。
（2）污水处理设施不完备，无法保护自然水体。
（3）随着城区的发展，城区污水量也将逐渐增加，亟须新建污水处理厂及配套污水收集管网。
2.4.3 排水规划摘要
根据《...乡总体规划》，排水工程规划摘要如下： 1 、排水规划原则
（1）、全面规划、合理布局，使排水工程设施有利于水环境的保护和水质改善。
（2）、根据原有排水设施和利用情况，结合环保要求、地形和水体等条件综合考虑，规划排水体制采用雨污分流制。
（3）、市政排水管的布置结合地形进行，应简捷顺直，充分利用地形，顺坡排水，减少污水提升泵站，以节约能源及基本投资。
2 、排水规划 （1）污水排放系统
类比河南其他相似地方，污水排放系数按0.8 计，则最高日污水量为0.57 万m3／d 。
确定污水处理厂的位置应考虑地形、水文、污水处理厂对镇区居民生活的影响等因素，规划在镇区西南部距离住宅区300 米处留出用地，污水处理规模为0.57 万m3／d 。污水处理厂按远近结合、分期实施的原则进行规模建设，污水处理厂的建设应考虑...乡的经济发展水平，适时择机进行建设。
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污水主要管线沿规划道路敷设，雨水管管线位于南北向道路的南侧和东西向道路的东侧。管径分为三级，污水主管管径为d800、污水次管管径d600、污水支管管径d400。
2.5 工程建设的必要性
2.5.1 保护南水北调水源的要求
丹江口水库，是亚洲第一大人工淡水湖、国家南水北调中线工程水源地、国家一级水源保护区、中国重要的湿地保护区、国家级生态文明示范区。丹江口水库位于汉江中上游，由 1973 年建成的丹江口大坝下闸蓄水后形成，横跨鄂、豫两省，由汉江库区和丹江库区组成。丹江口水库多年平均入库水量为 394.8 亿立方米，水源来自于汉江和丹江。水库多年平均面积 700 多平方公里， 2012年丹江口大坝加高后，水域面积将达1022.75 平方公里，蓄水量达 290.5 亿立方米，被誉为“ 亚洲天池 ”。丹江口水库水质连续25年稳定在国家二类以上标准，水质保持优良。2014 年秋后，将向河南、河北、北京、天津 4 省市沿线地区的 20多座城市，提供生活和生产用水。
根据国务院批复《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持 “ 十二五 ” 规划》，批复要求，通过实施《规划》，要实现三方面目标。一是水质目标，2014 年南水北调中线工程通水前：丹江口水库陶岔取水口水质达到类（总氮保持稳定）；主要入库支流水质符合水功能区目标要求；汉江干流省界断面水质达到类。2015 年末：丹江口水库水质稳定到Ⅱ类要求（总氮保持稳定）；直接汇入丹江口水库的各主要支流水质不低于Ⅲ类（现状优于Ⅲ类水质的入库河流，以现状水质类别为目标，不得降类），入库河流水质全部达到水功能区目标要求；汉江干流省界断面水质达到Ⅱ类要求。二是污染物总量控制目标。规划区污
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染物化学需氧量（COD）和氨氮排放总量控制目标与国家“ 十二五” 分配到规划相关省的总量指标一致。三是水土保持目标。治理水土流失面积 6295 平方公里，实施坡改梯315 平方公里；水土流失累计治理程度达到50%以上，新增项目区林草覆盖率增加 5%-10% ；年均增加调蓄能力 2亿立方米以上，年均减少土壤侵蚀量 0.1亿-0.2 亿吨。
...乡属于南水北调水源地汇水区，本工程的建设对保护南水北调工程水体环境有重要意义。
2.5.2 可持续发展的需要
可持续发展包含了发展与可持续性两个概念。其中 “ 发展 ” 不同于传统意义中的物质财富的增加。经济增长只是发展的必要条件而不是充分条件。发展的目的在于改善人们的生活质量，应当以福利和生活质量的提高为代表；与此同时，发展又会受到经济因素、社会因素和生态因素等各方面因素的制约，尤其生态因素的限制最为基本，因此发展必须以保护地球生命支持系统为基础。
可持续包括生态持续、经济持续和社会持续，它们之间相互关联不可分割。生态持续是基础，经济持续是条件，社会持续是目的。因此，治理水污染，保护好城市环境，实施本工程是生态持续的重要基础之一，工程对...乡 可持续发展是十分必要的。
2.5.3 提升形象，促进旅游产业发展的需要
...乡具有丰富的旅游资源，乡域地处浅山丘陵区，道教圣地石堂山横亘乡域西南，面积约6 平方公里，这里群山环抱，竹柏滴翠，环境优美，主要风景区包括石堂山、太山庙水库等。同时，...乡历史悠久，至今，保留众多的历史文化遗址，主要包括吴垭石头村、宋代邓
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窖遗址等省级文物保护单位。
由于本项目的实施，使...乡的景观质量上了一个新台阶，并对保护城区周围的生态环境起到至关重要的作用，创造了一个良好的生活和投资环境，将极大的促进旅游业的发展。随着旅游业的发展、城市基础设施的改善和城市知名度的提高，将对招商引资、扩大就业、促进整个地区的经济发展将起到积极作用。因此，本项目是完善 ...乡基础设施，提升形象的重要措施。
综上所述，城市污水的收集和处理是环境综合治理的重要组成部分，将产生明显的社会效益和经济效益。建设...乡污水处理厂及配套管网工程是一个利在当代，功在千秋的重大举措，对于改善环境质量、促进当地经济发展，建设良好的生态环境具有十分重要的意义。所以，建设...乡污水处理厂及配套管网工程是十分必要的。
2.6 可研报告及批复的主要结论
2.6.1 工程的必要性
为保护南水北调水源地、加快...乡基础设施建设，改善区域环境，减少污染，建设...乡污水处理工程势在必行。
2.6.2 工程实施范围
改造建设排水管网系统 建设污水处理厂工程
2.6.3 给水排水管网工程内容
排水管网按远期2025年规模进行总体设计，按近期2015年规模进行校核，分期进行建设。
新敷设给水管道3km。 新铺设污水管道15.03km。
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2.6.4 污水处理厂工程内容
处理规模：污水处理规模为1000m3/d。 设计进水水质： BOD5:180mg/L CODcr：350mg/L SS：220mg/L NH3-N：30mg/L TN：45mg/L TP：5mg/L 设计出水水质： BOD5≤10mg/L CODcr≤50mg/L SS≤10mg/L NH3-N≤5（8）mg/L TN≤15mg/L TP≤0.5mg/L
处理工艺：通过方案技术、经济比较，污水处理厂的二级生物处理工艺为A2/O工艺，深度处理工艺为微絮凝过滤工艺。
受纳水体：处理水排入刁河。
建设地点：...乡驻地西南方向，丹江大道道路东侧，乍瓦路北侧。
2.6.5 工程投资
工程总投资：*****
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3 工程设计条件
3.1 设计年限
根据《...乡总体规划》和实际发展情况，确定本工程设计年限为
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近期2015年、远期2025年。
3.2 服务范围
本工程的服务范围为：规划面积157ha服务范围内的生活污水。
3.3 工程建设规模
3.3.1 需水量预测
1、居民生活用水量的计算
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004 ）的相关规定，...乡位于第三分区，在全日给水、户内有洗涤池和部分其他卫生设施的条件下，居民最高日生活用水定额为70~90L/( 人?d)。结合...乡实际发展状况，参考类似城镇用水情况，...乡镇区近期（2015 年）居民最高日生活用水量定额采用80L/(人?d)，远期（2025 年）居民最高日生活用水量定额采用90L/(人?d)。居民最高日生活用水量的计算结果见表 3-1。
表3-1 最高日居民生活用水量（Q 生活）的计算结果
镇区人口（万人） 镇区居民最高日生活 用水量定额（L/（人·d） 镇区居民最高日生活用水量（m3/d） 2015年 1.10 80 880 2025年 1.55 90 1394
2、公共建筑用水量
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004 ）的相关规定并结合当地实际情况，公共建筑用水量近期（2015 年）按居民最高日生活用水量的 10% 进行计算，远期（2025 年）按 15% 进行计算。计算
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结果见表 3-2。
表3-2 公共建筑用水量（Q 公建）的计算结果
镇区居民最高日生活用水量（m3/d） 公共建筑用水量占居民最高日生活用水量的比例（%） 镇区公共建筑用水量（m3/d） 2015年 880 10 88 2025年 1394 20 279 3、饲养畜禽用水量
我院对...乡畜禽的饲养进行了实地调查，镇区目前养鸡场有4 个，共计20000 只，养猪厂4 个，共计300 多头。根据...乡的发展规划，及各养殖厂的发展计划，预计到 2015 年养鸡场养鸡数量将达到 3 万只，养猪厂养猪数量将达到 500 头；到 2025 年养鸡场养鸡数量将达到 3.5万只，养猪厂养猪数量将达到 700 头。根据河南省地方标准《用水定额》（DB41/T385-2009）的相关规定确定用水定额，计算结果见表 3-3。
表3-3 饲养畜禽用水量（Q 畜禽）的计算结果
序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 镇区畜禽养殖量——鸡（只） 养殖鸡用水定额（L/（只·d）） 镇区畜禽养殖用水量（鸡） 镇区畜禽养殖量——猪（只） 养殖场用水定额（L/（头·d）） 镇区畜禽养殖用水量（猪） 镇区饲养畜禽用水量（m3/d） 2012年 20000 1.5 30 300 50 15 45 2015年 30000 1.5 45 500 50 25 70 2025年 35000 1.5 52.5 700 50 35 87.5 24
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4、工业企业用水量
目前，...乡的工业发展较为薄弱，企业数量较少、规模小，且工业种类以耗水量较小的矿产加工、农产品加工和商贸业为主。
结合...乡的工业发展现状和发展趋势，并参考类似城镇的工业企业用水情况，本工程工业企业用水量在近期和远期均按居民最高日生活用水量的 10-25%计算。计算结果见表 3-4。
表3-4 工业企业用水量（Q 工业）的计算结果
序号 项目 1 2 3 2012年 2015年 2025年 — 10% 66 — 25% 83 镇区现状工业企业最高日用水量（m3/d） 60 工业企业最高日用水量年增长率 镇区工业企业最高日用水量（m3/d） — 60 5、消防用水量
根据《建设设计防火规范》（GB50016-2006）的相关规定和...乡镇区在近期和远期的人口规模，可以确定...乡镇区在近期（2015 年）和远期（2025年）在同一时间的火灾次数均为 1 次、一次灭火用水量均为 15L/s。火灾延续时间均按 2 小时计算。由计算结果可知，...乡镇区的消防用水量远小于居民生活用水量、公共建筑用水量和工业企业用水量之和。根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004 ）的相关规定，在确定总供水规模时，...乡镇区消防用水量不列入。
6、浇洒道路和绿地用水量
...乡镇区规模较小，经济发展水平不太发达，浇洒道路和绿地用水量较小，为非日常用水，且用水时一般能避开高峰期。因此，本供水工程不考虑浇洒道路和绿地用水量。
7、管网漏损和未预见水量
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参照《室外给水设计规范》（GB50013-2006）对管网漏损水量的相关规定，结合...乡镇区实际情况，...乡镇区管网漏损和未预见水量（Q 漏、未）在近期（2015年）和远期（2025年）均按以上用水量之和的 10-15%进行计算。计算结果详见表 3-5。
表3-5 管网漏损和未预见水量的计算结果
序号 1 2 3 4 5 6 项目 镇区居民最高日生活用水量（m3/d） 镇区公共建筑用水量（m3/d） 镇区饲养畜禽用水量（m3/d） 镇区工业企业用水量（m3/d） 计算指标（按1-4项的百分比计算，%） 镇区管网漏损和未预见水量（m3/d） 2015年 880 88 70 66 10 110 2025年 1394 279 88 83 15 276 8、总用水量
综合以上结果，对...乡镇区的总水量进行计算，计算结果见表 3-6。
表3-6 ...乡镇区总用水量的计算结果
序号 1 2 3 4 5 6 项目 镇区居民最高日生活用水量（m3/d） 镇区公共建筑用水量（m3/d） 镇区饲养畜禽用水量（m3/d） 镇区工业企业用水量（m3/d） 镇区管网漏损和未预见水量（m3/d） 镇区总用水量（1-5）（m3/d） 2015年 880 88 70 66 110 1214 2025年 1394 279 88 83 276 2119 26
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3.3.2 污水量预测
根据总体规划，结合《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2011 年版），居民综合污水按当地相关用水定额的80％～ 90％取用， 2015 年与 2025年分别取80％与 90％。预测污水量如下：
表3-7 镇区污水量的预测
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 项目 镇区居民最高日生活用水量（m3/d） 居民生活污水量（m3/d） 镇区公共建筑用水量（m3/d） 公共建筑污水量（m3/d） 镇区饲养畜禽用水量（m3/d） 饲养排污量（m3/d） 镇区工业企业用水量（m3/d） 工业企业排污量（m3/d） 镇区管网漏损和未预见水量（m3/d） 未预见污水量（m3/d） 总污水量（m3/d） 2015年 880 704 88 70 70 0 66 53 110 88 915 2025年 1394 1255 279 251 88 0 83 75 276 248 1829 3.3.3 处理规模的确定
从预测结果看，污水量近期（2015年）为915m3/d ，远期（2025年）为1829m3/d 。因此本次污水处理厂及配套管网设计规模确定为：
近期（ 2015 年）： 1000m3/d； 远期（ 2025 年）： 2000m3/d 。
确定污水管网规模按远期设计，近期校核。按照近期统计工程量。
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确定污水处理厂近期建设规模为1000m3/d ，远期规模为2000m3/d 。
3.4 设计进水水质
1 、生活污水
《给水排水设计手册》（第 5 册）中典型生活污水水质指标，详见下表。
表3-8 典型生活污水水质（单位：mg/L）
项目 高浓度 中浓度 低浓度 CODcr 1000 400 250 BOD5 400 200 100 SS 350 220 100 NH3-N 50 25 12 TN 85 40 8 TP 15 8 4 考虑到生活污水的日变化幅度较大以及点源的不均匀性，并结合周边地区的工程实践情况，...乡生活污水属于典型中浓度水质指标。
根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），生活污水按照人均污染物指标和规划生活污水量排放指标进行推算，人均污染物综合指标采用 BOD5＝25g/人·d ，CODcr＝50g/人·d ，SS＝35g/人·d ，TN＝6g/人·d ，TP＝0.8g/人·d 。则综合生活污水水质为：
CODCr ＝293mg/L BOD5 ＝156mg/L SS＝189mg/L TN ＝38mg/L NH3-N＝30mg/L TP＝5mg/L 2 、养殖废水
按照环评要求，养殖业废水全部为0 排放，本次污水厂进水水质不考虑养殖废水的进入。
3 、...市部分城市污水的水质
在确定污水处理厂水质时，参考了...市部分类似城市污水的水质
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见下表：
表3-9 ...市部分城市污水水质（mg/L）
指标 ...市 ...县 方程县 社旗县 BOD5 179 160 152 140 CODcr 310 300 295 280 SS 210 220 200 210 TN 35 32 30 30 由于地理位置、气候和生活习惯等因素类似，...市部分污水处理厂的设计与实际运行水质对于确定...乡污水处理厂的进水水质有一定的参考作用。
4 、污水厂设计进水水质
结合总体规划、污水处理项目前期调研，同时参考其它地区类似水质指标，考虑到远期生活水平提高对生活污水的影响，本次在生活污水水质的基础上适当留有富裕，最终确定污水处理厂的进水水质标准见下表：
表3-10 污水厂进水水质汇总表（单位mg/L）
指标 设计进水水质 CODcr ≤350 BOD5 ≤180 SS ≤220 TN ≤45 NH3-N ≤30 TP ≤5 pH 6.0~9.0 3.5 设计出水水质
污水处理厂对污染物质的处理程度可以通过进水水质、水量，以及受纳水体功能、环境容量确定，从而确定与之相适应的处理工艺，获得最为经济的工程建设方案，最大限度降低污水厂投资和运行费用。
根据建设方和环评批复的意见，根据国家环保局关于严格执行
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《城镇污水处理厂污染物排放标准》的通知，...乡属于南水北调水源地汇水区，污水处理厂的尾水必须执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A标准要求，其主要污染物指标见下表 .
表4-12 污水厂出水水质汇总表（单位mg/L）
指标 CODcr BOD5 SS TN NH3-N TP pH 类大肠 菌群数 设计出 水水质 *NH3 -N指标在水温大于12℃时，执行5mg/L 的排放标准；在水温小于等于12℃时，执行8mg/L 的排放标准。
≤50 ≤10 ≤10 ≤15 ≤5（8） ≤0.5 6.0~9.0 103个/L 3.6 污水处理厂厂址
根据厂址选址原则、区域内排水管网现状及地形条件等因素，经过与规划、土地、环保等部门共同协商，...县...乡污水处理工程的厂址位于...乡驻地西南方向，丹江大道东侧，乍瓦路北侧。该厂址具有以下优点：
可研批复文件中确定厂址； 厂址临近丹江大道，交通便利； 距离生活区远，对周围环境影响小； 紧邻主要收水区域，便于污水的收集；
厂区可用地面平坦、开阔，无环境敏感点或障碍物； 规划市政用地，征地较为方便；
服务范围内污水可自流进入污水处理厂。
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4 污水、污泥处理工艺方案的确定
4.1 总体工艺方案选择的原则
城镇污水处理厂的建设和运行受多种因素的制约和影响，其中，水厂工艺方案的确定对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，
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因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
根据现有水质水量条件和处理要求，在污水处理厂的总体工艺方案确定中，将遵循以下原则：
1．所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到排放标准的要求。污水处理厂所选生物处理工艺必须保证高效去除有机物（去除 BOD5 ，CODcr ）、以及除磷脱氮的要求。
2．所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。
3．所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。
4．所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。 5．所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。
4.2 水质水量依据以及对工艺方案的要求
根据前面有关章节的论证，本污水处理厂的建设规模以及进、出水水质为：
工程规模：近期规模 1000m3/d ，远期规模 2000m3/d 进、出水水质见下表 :
表4-1 污水厂进、出水水质汇总表 （单位mg/L）
指标 CODcr BOD5 SS TN 32
NH3-N TP pH 类大肠 ......
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菌群数 设计出 水水质 设计出 水水质 ≤50 ≤350 ≤180 ≤10 ≤10 ≤15 ≤5（8） ≤0.5 6.0~9.0 103个/L ≤220 ≤45 ≤30 ≤5 6.0~9.0 — 根据污水处理厂进、出水水质，要求达到下述处理要求： 1）去除污水中的有机污染物（BOD5 ，COD），出水COD小于 50 mg/L。
2）去除含氮物质，系统要求实现硝化和反硝化。 3）去除总磷。 4）去除悬浮物（SS）。
从表中可以看出，本项目对各项污染物去除率的要求较高。为达到上述处理目的，所设计的生物处理系统应具有硝化/ 反硝化以及生物除磷的功能。
4.3 水质特性分析
污水采用生物处理工艺，特别是生物脱氮除磷工艺，对进水中污染物质的配比和平衡有较高的要求。现将该污水处理厂进水水质配比指标列表如下并予以分析。
表4-2 进水水质各污染物配比表
项目 指标 数值 BOD5/CODcr 0.30 0.40 BOD5/TKN 3 5.7 BOD5/TP 20 50 33
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1、污水的可生化性（ BOD5 / CODCr）
该指标是鉴定污水是否适宜采用生物处理的一个衡量指标，也是一种最简单易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr>0.30 的污水才适于采用生化处理。该比值越大，可生化性越好。根据前面相关章节对污水水质的预测，从污水的可生化性考虑，污水中的 BOD5 /COD Cr>0.30，属于可生物降解水质范畴。出水 CODcr≤ 50mg/L ，BOD5≤ 10mg/L，要求所选工艺对有机污染物去除率较高。
2、碳氮比（ BOD5/TKN ）
该指标是鉴别采用生物脱氮碳源的主要指标。由于生物脱氮的反硝化过程中主要利用原污水中的含碳有机物作为电子供体，该比值越大，碳源越充足，反硝化进行越彻底，理论上BOD5/TKN>2.86 时反硝化可进行。实际运行资料表明BOD5 /TKN >3.0 时可使反硝化过程正常进行。按照本工程的进水水质，BOD5 /TKN 指标远大于 3.0，生物脱氮时碳源能够满足要求，因此，本方案设计中不考虑外加碳源。
3、碳磷比（ BOD5/TP ）
该指标是评价采用生物除磷工艺是否可行的主要指标。一般认为有较好的磷去除率须 BOD5/TP>20，比值越大，除磷效果越好。污水处理厂出水指标中对磷的要求为，TP≤0.5mg/L，去除率要求较高。本厂进水 BOD5/TP=50，满足生物除磷对碳源的要求，采用生物除磷法可得到较为满意的除磷效果。由于本工程除磷量相对较大，且出水要求严格，为了保证除磷能达到设计标准，本工程设计采用生物法除磷和化学法除磷相结合的方法以加强除磷效果，达到污水排放标准。
4.4 污水处理总体工艺流程的组成
目前国内污水处理的常用方法中，针对进水中各种污染物的去除
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率和常用方法见下表：
表4-3 污染物去除率及常用方法
项目 SS CODcr BOD5 去除率 86.7% 97.4% 99% 去除机理及方式 沉淀、过滤 沉淀、吸附、生物合成 生物降解、吸附、生物合成 本工程进出水主要控制指标及各项污染物去除率见下表：
表4-4 进出水主要控制指标及各项污染物去除率
指标 进水水质（mg/L） 出水水质（mg/L） 50 10 10 0.5 5 15 去除率（%） 84.7 94.4 95.5 90 83.3 66.7 CODcr 350 BOD5 SS TP 180 220 5 NH3-N 30 TN 45 污水处理一般包括预处理、二级处理、深度处理和消毒处理四个密切关联的阶段。出水要达到一级A 标准，深度处理是个不可缺少的阶段。根据污水处理厂进水水质及出水水质要求，污水处理工艺必须采用具有除磷、硝化和反硝化功能的二级生物处理和深度处理才能达到设计要求。本工程处理工艺对各阶段工艺论证比较。
4.4.1 预处理阶段
预处理设于一级处理之前，一般设置格栅、沉砂池和调节池等处理设备和处理设施。格栅用于截留大块的呈悬浮或漂浮状态的污物，
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对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用，因而是本污水厂不可缺少的处理单元。沉砂池的功能是从污水中分离比重较大的无机颗粒，既能保护水泵机组免受磨损，减轻沉淀池的负荷，又能使污水中无机颗粒和有机颗粒得以分离，便于分别处理和处置。
沉砂池常用的形式有平流沉砂池、旋流沉砂池和曝气沉砂池等。 平流沉砂池利用砂粒和水的比重不同，采用平流的形式控制一定的水平流速，使砂、水得到分离，当流速维持在0.3m/s 时，可使较多的无机颗粒沉淀而大部分有机颗粒随水流沉砂池进入后续处理构筑物，缺点是沉砂中约夹杂有15% 的有机物，使沉砂的后续处理增加难度。
旋流沉砂池采用水力涡流，使无机颗粒和有机物分离。污水从切线方向进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水槛，使可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池，还设有一个挡板，使水流与砂子进入沉砂池后向池底进行，在沉砂池中间设有可搅拌的浆板，使池内的水流保持环流，在重力作用下，使砂子下沉并向中心滑动，由于越靠近中心水流断面越小，水流速度逐渐加快，最后将沉砂落入斗内，而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离。
曝气沉砂池采用平流式水流，在池的一侧纵向设置曝气设施，通过曝气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒定速率，使流速不因流量变化而变化，可以通过调节曝气量，控制水流的旋转速度，使除砂率较稳定。同时，通过曝气使砂粒表面的有机物得到分离，使沉砂比较清洁、易处理，亦设有浮渣槽去除污水中上浮的浮渣和油类等污染物。
由于本次设计污水中主要为生活污水，且为乡镇级污水处理厂，
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规模较小，且含沙量会很低，为了节省投资，故本可研预处理段采用中格栅、调节池、进水提升泵。
4.4.2 一级处理阶段
一级处理设施常为初沉池，这种设施对污水中BOD5含量和COD含量都能在不同程度上进行去除，从而减轻了后续处理构筑物的负荷，降低污水厂运转费用。
设计进水水质可生化性很好，不需要通过一级处理设施降低污染物负荷，所以综合其他同类型、同规模污水厂比较，本工程也不需要设置初沉池即可达标。
4.4.3 二级处理阶段
常规二级生化处理的去除目标是有机污染物，对污水中同时存在的氮、磷营养物质只能去除其中的一小部分，一般氮的去除率只有20% 左右，通过生物合成去除的磷也只有15% ～20% ，残存的大部分氮和磷将随出水排放到受纳水体，因此不能满足污水处理厂的处理要求。
近年来，具有除磷脱氮功能的生物处理技术发展很快。生物除磷脱氮工艺能将总氮去除率提高到70% ～90% ，总磷去除率提高到 70～90% ，一般情况下可以稳定可靠地满足处理需求。因此，本工程污水处理的二级生物段将采用生物除磷脱氮工艺。由于生物除磷脱氮工艺的类型和实施方式多种多样，各具特点，其适用范围和应用的边界条件也存在差异，因此，应进行全面的分析和比较后选用。有关生物处理工艺的论证见后面的相关章节。
4.4.4 深度处理阶段
污水经过脱氮除磷生物处理后，有机物、总氮和氨氮指标一般均能达到一级A 标准，但是由于采用沉淀出水，出水中SS和TP不能
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达标排放，必须后续以去除SS为主的物化深度处理，保证可靠达标排放。
4.4.5 污泥处理阶段
由于本工程的污泥运至有资质的固废处置单位处置，故污水处理厂不设污泥厌氧消化工艺，考虑到污泥主要是由生活污水产生的污泥，不会含有有毒有害物质特性，只是对处理厂排出的污泥进行浓缩脱水后外运至有资质的固废处置单位处置。
根据以上分析，本工程可以通过具有生物脱氮除磷功能的二级生物处理工艺和深度处理工艺，去除水中的大部分污染物，使出水水质的污染物指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级 A 标准。
4.5 污水生物处理工艺方案论证
4.5.1 常用脱氮除磷工艺介绍
由于本工程的出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级 A 标准，根据目前东部新城区水量水质特点与变化特征，要求所选的处理工艺不仅具有较强的脱氮除磷功能，还必须具有很强的抗冲击负荷能力，因此可供选择的工艺主要有氧化沟、A2/O 工艺、SBR 工艺。本次比较只对传统A2/O工艺及其与 SBR 工艺比较如下：
一、A2/O工艺
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A2/O法系Anoxic/Oxic（厌氧/ 缺氧/ 好氧）工艺的简写。A2/O工艺是为污水生物脱氮除磷而开发的污水处理技术。根据生化反应原理，生物脱氮必须经过硝化（好氧反应），把NH3-N氧化成硝酸盐；再经过反硝化（厌氧反应）把硝酸盐还原成氮气，氮气溶解度很低，逸入大气，污水得以净化。
污水中主要污染物质在A2/O工艺中变化特性如下所示：
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在首段厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中的P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水的BOD浓度下降；另外NH3-N因细胞的合成而被部分去除，使污水的 NH3–N浓度下降，但是N03–N含量没有发生变化。在缺氧段，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中带入的大量NO3–N和NO2–N还原成N2 释放到空气中，因此BOD浓度继续下降，NO3–N浓度大幅度下降，而 P 的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3–N的浓度增加，而P 随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。所以A2/O工艺可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能；缺氧池则完成脱氮功能；厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
A2/O工艺的优点：
（1）处理效果好且稳定，不但能去除含碳有机污染物，还能在好氧区完成较彻底的硝化，在缺氧区内完成较彻底的反硝化，具有较高的生物脱氮功能。
（2）A2/O生物池内循环的混合液量是进水时流量的 3-4倍，因此有较大的稀释均化能力，较能承受水质水量的冲击负荷。
（3）由于生物污泥泥龄长，污泥负荷低，合成污泥在A2/O池内趋于好氧稳定，污泥产量少，可暂不建污泥消化系统。
（4）采用氧转移率较高的微孔曝气系统，有效降低了动力消耗，节省了运行费用。
（5）该工艺成熟可靠，适于我国南北方大部分地区，且均能达到
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很好的处理效果。
（6）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
（7）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也不少于同类其他工艺。
（8）在厌氧- 缺氧- 好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖， SVI 一般小于 100 ，不会发生污泥膨胀，管理方便。
（9）污泥中磷含量高，一般为 2.5% 以上。
（10）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，脱氮除磷效率不可能很高，但可以通过调整污水和回流污泥的进水点的位置和流量分配来改善，满足本工程的需要。
二、 SBR 法及其变型工艺
序批式活性污泥法 (SBR) 又称间歇式活性污泥法，早在1914 年就由英国学者 Ardem 和Locket 发明的水处理工艺。 80年代前后，由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用，此项技术获得重大进展。使得间歇活性污泥的运行管理也逐渐实现了自动化。由于SBR 在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于 SBR 的反应来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR 工艺发展速度极快，近几年来，已发展成多种改良型，主要有：ICEAS 法、CAST法、Unitank法和DAT-IAT法。
CAST工艺和 SBR 不同，在循环式活性污泥法中结合有生物选
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择器、生物反应池二个区域，容积较小的第一区作为生物选择器，第二区为主反应区。第一区和第二区在水力上是相通的。用泵将主反应区的活性污泥回流到选择器中。
UNITANK的工艺思想、池子布置和运行方式与三沟式氧化沟相类似，但在池体构型、曝气方法、出水方式等方面有所不同，一般由一矩形池子组成，内分三格，三格在水力上是相通的。池子外侧二格交替作为曝气池和沉淀池，中间池始终作为曝气池，在每一格池子中设置曝气装置，可以为表面曝气设备，也可以是鼓风曝气系统。
SBR 类工艺操作灵活，可采用多种运行方式，但运行中也尚存在以下的问题：首先由于其运行特点，沉淀和出水同时进行，出水水质不理想；由于无专门的厌氧区，因此生物除磷效果较差；对运行过程的自控技术要求较高。
4.5.2 方案比较
两种方案技术经济指标比较如下：
序号 1 比较项目 A2/O工艺 前置厌氧段CASS工艺 城市污水处理用于大中小污水处理厂，用于中小型污水处理厂，脱氮经验 具有较强的有机物和脱除磷功能较A2/O稍差，一级B氮除磷功能，一级A标准标准应用较多 应用较多 2 3 4 处理方法 活性污泥法 活性污泥法 处理出水效果 出水水质较好，达标稳定 出水水质较好，达标稳定 抗冲击负荷能强 力 强 42
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5 6 运行方式 曝气系统 充氧效率 连续 间歇 微孔爆气，充氧效率高，微孔曝气或射流曝气，充氧效能耗较低 率高 适中 7 生化段装机/较低 运行功率 8 9 10 污泥产量 施工难度 污泥产量较小 施工难度小 污泥产量较大 施工难度一般 噪声小，臭味小 对周围环境的噪声小，臭味小 影响 11 12 13 14 15 16 占地 运转操作 维修管理 总投资 运行费用 脱氮效果 适中 简单 设备少，维修量小 约800万元 较低 较大 一般 维修量小 约850万元 较低 脱氮效果好，可稳定达到脱氮效果较好，可稳定达到一一级A标准 级B标准 综上比较，二种工艺中，CASS 工艺流程简单，运行费用较低，但总装机功率较大，自控要求较高，且反硝化效果不如 A2/O工艺； A2/O工艺不但具有脱氮除磷效果好且投资较省的优点，而且抗冲击能力较强。
综合考虑本工程的建设规模、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理等情况，并结合当地的管理水平和技术力量情况，生化工艺选用 A2/O工艺，其优点：
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（1）能满足污水处理排放要求，出水可靠，抗冲击负荷能力强。 （2）能耗较低，污泥产量少。
（3）工艺流程简单，占地面积小，机械设备量少、维护量少。 （4）运行管理方便简单，运行费用低。
4.6 深度处理工艺方案论证
污水经生化处理后出水一般难以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ GB18918-2002）一级标准的 A 标准，为确保出水稳定达标，还需对生化处理出水进行深度处理。深度处理对象以悬浮物和色度为主，用于去除生化过程中未能去除的颗粒、胶体物质、悬浮物质、浊度、磷、细菌、病毒等，以进一步降低BOD5、COD、SS等指标，使出水水质达到预期的处理目标。目前深度处理普遍采用物化处理，技术路线以“ 混凝沉淀＋过滤 ”技术为主，在形式上有所不同。针对目前小城镇水厂的处理工艺，结合其水质情况，本次絮凝段采用具有混合效果较好、设备简单、不需土建构筑物、不需外加动力设备、节省占地等优点的微絮凝工艺。
微絮凝直接过滤技术是省去沉淀过程而将混凝与过滤过程在滤池内同步完成的一种新型接触絮凝过滤工艺技术。微絮凝过滤可充分发挥滤池中滤料含污能力的净水工艺。微絮凝体可以穿过滤料层表面 . 进入滤层中间，使较深层的滤料也能吸附、截留到微絮凝体。因而比一般过滤法增大了含污层的厚度 . 即增大了滤池的截污能力。这种直接过滤技术不仅可简化水厂处理流程，降低投资费用，减少运行费用，而且还可延长过滤周期，提高产水量及出水水质。尤其适用于它适用于待滤水中的絮凝体小而密实的场合，其净化效果比传统工艺好的多。
过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使
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水澄清。过滤的功效，可以去除水中有机物、细菌乃至病毒。用于中小规模污水处理厂深度处理的过滤工艺有普通快滤池、双阀滤池、重力无阀滤池等。
各种工艺比较如下表：
表4-5 工艺比较表
形式 普通快滤池 双阀滤池 无阀滤池 有成熟的运转经验，运行稳妥可靠；采用砂滤必须设有全套适用于料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系冲洗设备；增大、中、统，单池面积可做得较大，池深较浅；减少二加形成虹吸的小型污水只阀门，相应降低了造价和检修工作量。 抽气设备。 处理厂 有成熟的运转经验，运行稳妥可靠；采用砂滤阀门多；必须适用于料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系设有全套冲洗大、中、统，单池面积可做得较大，池深较浅。 设备 小型污水处理厂 优点 缺点 使用条件 不需要大型的阀门及相应的启闭控制设备，也运行过程看不一般用于无需管道和真空设备，运行可以完全靠水力自到滤层情况；中、小型动的控制滤池，过滤过程中不会出现负水头现清砂不便；单水厂。 象；管理维护较简单，能自动冲洗；造价较低。池面积较小。 可成套定制滤罐。 本项目为乡镇级别的污水处理厂，应当尽量选用操作简单的工艺，考虑到双阀滤池运行管理复杂，本次不予选用。同时无阀滤池由于反冲依靠重力流，常常造成清洗不彻底的情况，会影响水质，本次出水
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执行一级 A 标准，从操作运行和处理效果上考虑，推荐采用普通快滤池。
目前普通快滤池的发展较成熟，多种成品的过滤管，采用石英砂滤料，过滤效果好，反清洗干净彻底，而且市场上成品罐较多，更适合于乡镇级别的污水厂。
综上比较，综合考虑本工程的建设规模、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理等情况，并结合当地的管理水平和技术力量情况，本次考虑选用 “普通过滤罐过滤” 作为深度处理工艺。
为了保证出水效果，本次考虑在过滤罐前添加 PAC 及PAM，二级出水与絮凝剂形成微絮凝状态，强化过滤效果，经过滤后出水水质可以稳定达标。
4.7 消毒方案论证
目前国内常用的污水消毒工艺有：液氯、臭氧、二氧化氯、紫外线消毒和次氯酸钠等。根据应用情况对上述消毒方式综合比较如下表 4-6。
表4-6 不同消毒剂的综合比较
项目 消毒效果 除臭效果 液氯 较好 无作用 臭氧 很好 很好 低 快 较少 紫外线 较好 无作用 无 快 — 次氯酸钠 较好 无作用 高 中等 多 二氧化氯 较好 很好 很高 快 少 水中溶解度 高 杀菌速度 中等 等效条件使很多 用剂量 46
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处理水量 使用范围 大 广 较小 大 较大 大 广 水量较小时 水量较大广 时，悬浮物较少 氨的影响 原料 较大 易得 无 — 复杂 不安全 较高 高 复杂 大 大 高 高 高 无 — 简便 — 较高 较高 较复杂 小 较大 较低 低 高 大 易得 复杂 一般 一般 较低 较复杂 大 大 高 较高 高 无 易得 简便 安全 高 低 简便 小 小 低 低 低 管理简便性 较简便 操作安全性 不安全 自动化程度 一般 投资 设备安装 占地面积 低 简便 大 维护工作量 较小 电耗 运行费用 维护费用 低 低 低 由于污水处理后达到一级A 排放标准，考虑到臭氧和紫外线消毒不具有持续性消毒能力，液氯的危险性较大，本次不予考虑选用。二氧化氯和次氯酸钠均可以满足小城镇污水消毒要求，考虑到次氯酸钠发生器采用电解食盐水，电耗较高，其运行费用比二氧化氯略高，故本次工程消毒工艺采用二氧化氯发生器消毒。
4.8 污泥处理方案论证
4.8.1 污泥处理方案
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在城市污水处理过程中，无时无刻不在产生着大量的污泥。正是这些污泥的不断产生，才使污染物与污水分离，从而完成污水的净化。对于产生的污泥，如果不予以有效地处理和处置，仍然会污染环境，使污水处理厂的功能不能完全发挥。
污泥处理工艺流程包括四个处理或处置阶段，即污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。
（1）污泥浓缩（减量化）
对于含水率较高的污泥为了减少后续工序（脱水及消化）的负担，通常要进行污泥浓缩，使污泥含水率降到 95 ～98% ，污泥浓缩方法分为重力浓缩和机械浓缩。
（2）污泥稳定（稳定化）
污泥稳定处理的目的在于通过某种化学的、生物化学的或物理化学的方法减少污泥中有机成分的含量，使其达到化学性质的稳定化。稳定处理是否完全必要及其需要达到的程序，主要取决于后续工序污泥最终处置。
（3）污泥无害化处理（无害化）
污泥中存在致病菌和寄生虫卵，易传播疾病，通过处理，杀灭污泥中的致病菌和寄生虫卵，达到卫生无害化。
（4）污泥脱水（减量化）
为了进一步减少湿污泥量便于运输，节省污水处理厂运行费用，污泥一般都要进行脱水，脱水后污泥含水率可达 75～80% ，然后运出厂外，易于处置。
根据国内污泥消化池的运行经验，消化池中有机物被分解的程度与投入消化池中的污泥含有机物量有关，据测污泥中有机物含量在
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50% 时，污泥中有机物在消化池中被分解率仅为 30% ，有机物浓度达 70% 的初沉池污泥经消化后有机物的分解率达 55% ，同时据测试比较有利于消化反应的污泥中碳与氮的比值最好大于 10 ：1 ，而剩余活性污泥中碳与氮的比例仅为 5：1，若与初沉池的污泥相混合，碳氮比亦只能上升 8：1，还是处于不利条件之列。
在正常情况下，我国污水处理厂初沉池的污泥消化时产气量10m3/m3左右。据计算如将所产沼气用于发电其能量仅能回收 25% ，若将发电的余热全部利用其能量的回收可到 75% ，这亦仅是理论计算，实践中很难达到，何况实际使过程每立米污泥产沼气量还远小于10m3，从已建消化污泥的沼气发电设备的运行状况看来，一是事故多，发电质量差不能并网，二是电力自身利用也困难。较小规模的污水厂（如 5 万m3/d 以下），因污泥量少，建设污泥消化设施需增加大量投资，产生的沼气难以利用，并且增加管理的难度，一般不采用污泥消化处理单元。
考虑本污水处理厂规模不大，剩余污泥量较少，并且由于进水SS较高，造成无机污泥量较大，维持污泥消化系统运行的有机物的分解率也较低，因此，不适宜上污泥消化处理系统。加之上污泥消化系统建设费用高，运行费用高，且工艺设备复杂，管线也较多，增加了管理难度。因此，本工程污泥处理采用直接浓缩脱水的处理方式。
与污泥消化比较，采用该流程污泥最终产量相对大一些，但运行管理较简单，基建投资较省，符合我国国情。
因此，建议本工程污泥不进行消化处理，直接浓缩、脱水，采用 机械浓缩脱水的处理方式。
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4.8.2 污泥最终处理方案
目前，国内外普遍采用的污泥最终处置有填埋、热处理及焚烧技术、农用、污泥的综合处理等方式。
（1）污泥的填埋
污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分为简单填埋和卫生填埋两种方式。
简单填埋是指在自然条件下，采用坑、塘以及洼地等自然填埋，不加覆土掩盖和防止污染措施的填埋方法。卫生填埋是指能对填埋气体和渗滤液进行控制的科学填埋方式，其与传统填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气回收处理，覆压实作业等措施，从而避免了目前采用的传统填埋方式所造成的二次污染。
卫生填埋设施及作业设备简单，一次性投资相对较小，但是其占地面积大，运输距离远，场址不易选择，而且随着环保标准的日益严格，对填埋场的设计和施工标准越来越高，其建场投资和填埋费用也相应提高。
（2）污泥的焚烧
污泥的焚烧是最彻底的处理方法，可使污泥中的碳水化合物转变成 CO2 +H2O ，同时在高温下杀灭病毒、细菌，在焚烧过程中所产生的热能可以得到合理利用。
该处理方法技术特点如下：
A．污泥焚烧处理后，污泥中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理后达到标准排放，无害化程度高。
B．污泥经焚烧后，减容量大，一般可减容 80%～90% ，可节约大量填埋场地。
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