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污水处理厂设计方案

污水处理厂设计方案

一、项目投资概况

1.1污水处理费报价

单位处理单价报价为1.49元/立方米。

1.2总投资额

1.2.1工程投资估算表

***************污水处理厂及截污管网工程（一期）BOT特许经营权采购项目总投资9819.433万元。

其中工程总投资7094.223万元，占比为72.25%，污水处理厂投资为3856.722万元，管网工程投资为3237.5011万元。

具体计算见附表1工程投资估算表。

1.2.2处理每吨污水的综合成本

成本估算的依据和说明

（1）工资及福利：

本项目需生产经营人员约28人，人均年工资及福利费按2.33万元/人估算，则年工资及福利费总额约为65.25万元，缴纳三险一金后为93.97万元。

（2）动力费：

按处理每立方米污水需耗电0.33kwh估算（含泵站），电价0.6元/kWh，则正常年电费用为216.81万元。

（3）污泥处理、除磷药剂费：

按处理每立方米污水需加入的药剂用量计算，单位费用约为0.11元/吨污水，则正常年药剂费用为120.45万元。

（4）污泥外运及处置费：

估算出每天产生剩余污泥量16.5t，污泥处理费加外运费按由发标单位承担，则正常年费用为0万元。

（5）栅渣、沉砂池砂量处理及外运费：

按项目的装机容量，估算出每天产生砂量1.6t，砂处理费、砂外运费按150元/t计，则正常年费用为8.76万元。

（6）折旧费：

机器设备占总额的28%，其他为房屋建筑物为72%，机器设备按12年折旧，5%残值，房屋建筑物按23年折旧，5%残值。

年折旧额599万元。

（7）摊销费：

递延资产按五年摊销，销年摊销为1.6万元。

（8）修理费：

按固定资产原值（不含建设期利息）的3%计取，年费用为294.57万元。

（9）其他费用：

按每月10万元估算，正常年费用为120万元。

（10）贷款：

亚行贷款6100万元，年利率2.51%，20年还完，等额本金方式；银行贷款500万，年利率7.08%。

资金筹措：

6100万亚行贷款，500万银行贷款，3150万元自有资金，69万元流动资金贷款，总投资9819.433万元。

（11）所得税：

25%，三免三减半。

项目成本费用说明：

经估算，单方水处理经营成本0.78元/吨，单方水处理总成本1.42元/吨。

二、技术工艺方案选择

2.1技术工艺方案选择

采用指定工艺：

CASS工艺（循环式活性污泥法）

2.2主要工艺流程及主要设计参数。

2.2.1设计依据

（1）《防城区茅岭乡规划》（2008-2025）；

（2）《防城港市防城区茅岭工业区控制性详细规划》（2008.5）；

（3）防城港市环保局防环函【2008】45号《关于防城港市防城区茅岭工业区项目环境影响评价执行标准的复函》；

（4）《***************污水处理厂及截污管网工程（一期）环境影响报告书》文本及批复；

（5）防城区茅岭工业区部分地形；

（6）防城港市穿越岩土工程有限公司《茅岭污水处理厂岩土工程勘察报告》（初勘）

（7）业主提供的工程范围内有其他有关资料

（8）业主对项目的其他方面要求和意见

（9）现场调研情况

法律法规

随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类已逐步认识到环境保护和污染控制对繁荣经济、稳定社会的重要性。

在中国，环境保护已作为一项基本国策，受到全社会和各级人民政府的重视。

中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律与法规，以保证这项基本国策的执行。

国家和地方颁布的有关防治污染的法规如下：

（1）《中华人民共和国环境污染防治法》（1984年5月）

（2）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）

（3）《中华人民共和国水污染防治实施细则》（1989年5月）

（4）《关于防治水污染技术政策的规定》（1989年12月）

（5）《建设项目环境保护管理办法》（1986年3月）

（6）《建设项目环境保护设计规范》（1987年3月）

（7）《污染物排放许可证管理暂行办法》（1986年3月）

（8）《污水处理设施环境保护、监督管理办法》（1989年5月）

（9）《饮用水水源保护区污染防治管理规定》（1989年11月）

工程设计规范

（1）《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）

（2）《城市排水泵站设计规范》DGJ08-22-2003

（3）《污水综合排放标准》GB8978-1996

（4）《污水排入城市下水道水质标准》CJ343-2010

（5）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》GJ3025-93

（6）《地表水环境质量标准》GB3838-2002

（7）《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88（1997年版）

（8）《环境空气质量标准》GB3095-1996

（9）《恶臭污染物排放标准》GB14554-93

（10）《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

（11）《声环境质量标准》GB3096-2008

（12）《工业企业设计卫生标准》GB36-79

（13）《城市排水工程规划规范》GB50318-2000

（14）《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008

（15）《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年修订）

（16）《市政工程设计技术管理标准》建设部城建司1993年

（17）《埋地塑料排水管道工程技术规程》DG/T08-308-2002

（18）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

（19）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

（20）《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999

（21）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002

（22）《砌体结构设计规范》GB50003-2001

（23）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

（24）《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002

（25）《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》ECS138:

2002

（26）《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002

（27）《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规范》CECS137:

2002

（28）《室外给排水和煤气热力工程抗震设计规范》GB50032-2003

（29）《构筑物抗震设计规范》GB50191-93

（30）《建筑抗震设计规程》GB50011-2001

（31）《建筑桩基技术规范》JGJ94-94

（32）《地基处理技术规范》DBJ08-40-94

（33）《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》CECS117:

2000

（34）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

（35）《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999

（36）《基坑工程设计规程》DBJ08-61-97

（37）《市政地下工程施工及验收规程》DGJ08-236-1999

（38）《10KV及以下变配电设计规范》GB50053-94

（39）《电力工程电缆设计规范》GB50217-94

（40）《工业企业照明设计标准》GB50034-92

（41）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

（42）《建筑防雷设计规范》GB50057-942000版

（43）《低压配电设计规范》GB50054-95

（44）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92

（45）《工业及民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83

（46）《供配电系统设计规范》GB50052-95

（47）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

（48）《3～110KV高压配电装置设计规范》B50060-92

（49）《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97

（50）《民用建筑设计规范》JGJ37-87

（51）《办公建筑设计规范》JGJ67-89

（52）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版）

（53）《建筑工程设计文件编制深度规定》DBJ08-64-97

（54）《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87（2001年版）

（55）《暖通空调规划实施手册》（1999年版）

（56）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

（57）《城市排水泵站设计规程》（市）DGJ08-22-2003

（58）《城市污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89

（59）《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程》CJJ60-2010

（60）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

（61）《建筑结构设计统一标准》GBJ68-89

（62）《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84

（63）《工业企业采暖、通风及空气调节设计规范》GBJ19-87

（64）《地下工程防水技术规范》GBJ108-87

（65）《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-92

（66）《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-92

（67）《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-92

（68）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92

（69）《建筑工程设计文件编制深度规定》DBJ08-64-97

2.2.2工艺设计方案

2.2.2.1污水厂进厂水量、水质确定和处理目标

茅岭污水处理厂建设规模为3.0×104m3/d，兼顾考虑远期（2025年）10.0×104m3/d。

茅岭工业区定位为企沙临港工业区的配套园区，以布局钢铁和能源等大型工业相配套的上下游产业以及仓储物流等行业为主，重点发展冶金、化工、造纸、建材、矿产、石油气等工业类别的综合型园区。

根据项目地区污水量及水质预测情况，并参考其他污水厂的进水水质，考虑企业污水排放水质波动因素，可以基本确定本工程进水水质。

主要进水水质标准：

污染物

BOD5

（mg/L）

CODcr

（mg/L）

SS

（mg/L）

T-N

（mg/L）

T-P

（mg/L）

NH4+N（mg/L）

类大肠菌群（个/L）

进水水质

≤250

≤450

≤300

≤40

≤8

≤35

≤107

注：

其它水质标准符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010）和二级污水处理厂执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准中严者的要求执行。

本项目的出水水质指标：

污水经处理后的出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。

主要出水水质标准：

污染物

名称

BOD5

（mg/L）

CODcr

（mg/L）

SS

（mg/L）

T-N

（mg/L）

T-P

（mg/L）

NH4+N

（mg/L）

类大肠菌群（个/L）

设计出水水质

≤20

≤60

≤20

≤20

≤1.0

≤8

≤104

污泥排放标准：

参照国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），污水处理厂污泥经脱水后，其泥饼含水率均应≤80%。

2.2.2.2工艺选择

招商单位已经完成了项目初步设计工作，选定了指定采用工艺：

CASS工艺（循环式活性污泥法）。

由于常规活性污泥法对氮、磷的去除率是有一定限度的，根据污水处理厂进水和出水水质状况和要求，必须采用脱氮除磷工艺。

生物脱氮除磷工艺，一般都包含独立的好氧区、缺氧区和厌氧区，以强化对污水中氨氮、硝酸盐和磷的去除。

目前在国内使用较多的，无外乎A/A/O工艺及在其基础上发展的UCT、MUCT、倒置A/A/O工艺等，SBR及其改进工艺包括Unitank、CAST、MSBR工艺等，以及CASS工艺等。

作为处理工艺本身，CASS具有

（1）工艺流程简单，运行管理方便；

（2）运行稳定，处理效果好；（3）承受水量、水质的冲击负荷能力强；（4）污泥性质稳定，污泥沉淀性能好，污泥絮凝性能优良利于后段污泥浓缩脱水处理和后期处置；（5）基建投资省、运行费用低；（6）出水水质较好，脱氮除磷效率较高等特点。

同时比较其他脱氮除磷工艺，改良的CASS还具有动力消耗少、运行费用省、自动化程度高、管理方便等优点，比较适合应用在茅岭工业区污水处理厂。

处理工艺流程如图所示：

初步设计单位已经考虑到进水中氮、磷进水较高，故采用CASS工艺以满足脱氮除磷的要求。

2.2.2.3主要设计运行参数

处理水量：

30000m3/d

进出水水质：

见2.2.2.1

混合液污泥浓度：

3000mg/L

污泥负荷：

0.12kgBOD5/kgMLSS

充水比：

0.35

循环周期：

6h（6个CASS池并联运行，进水时间1.0h，曝气时间3.0h，沉淀时间1.0h，排水时间1.0h，闲置时间0.5h，污泥回流比为20%）。

污泥回流比：

20%

DO：

1.5—3.0mg/L

剩余污泥量：

2200kgDS/d

污泥含水率99.2%、

药剂投加量5g/kgDS（出泥含水率≤80%）

脱水后污泥量：

经压滤机脱水后含水率80%，脱水后干泥重16.5t/d

PAM投量按污泥干质3～5‰计，药剂调制浓度2～3‰，投加浓度1‰

2.2.2.4污水处理厂主要构筑物

1粗格栅井、污水提升泵房

⑴粗格栅井

①构筑物：

功能：

去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于20mm的杂物，以保证潜水泵正常运行。

类型：

地下钢混直壁平行渠道。

数量：

1座（分3格），与进水泵房合建。

设计流量：

土建按1.64m3/s设计，设备按0.521m3/s设计选型。

尺寸：

L×B×H=9.1×5.7×7.0m

②主要设备：

粗格栅和配套栅渣输送系统

设备类型：

GH型回转式机械格栅除污机和无轴螺旋输送机

数量：

2台，1用1备。

设计参数：

单台过栅流量：

Qmax=0.55m3/s，单台功率：

1.5kW

栅条间隙：

20mm

过栅流速：

0.9m/s

格栅宽：

1.5m

栅前水深：

0.4m

渠宽：

1.6m

安装角度：

70°

过栅损失：

Hmax=200mm

栅渣量：

0.1m3栅渣/1000m3污水，含水率80％。

⑵污水提升泵房

①构筑物：

功能：

将污水一次提升，使污水借重力依次流过处理构筑物，以保证污水厂正常运转

类型：

地下式钢筋砼矩形结构，与粗格栅合建

数量：

1座

尺寸：

L×B=10m×8.5m，吸水井深9.0m，地上建筑净高5.0m。

设计流量：

土建按1.64m3/s设计，设备按0.521m3/s设计选型。

②主要设备：

设备类型：

潜水污水泵

数量：

4台大泵，1用1备；1台小泵；

设计参数：

流量Q=600m3/h，扬程15m，功率37kW，四台（三用一备）

流量Q=15m3/h，扬程16m，功率1.54kW，一台

2细格栅

⑴构筑物：

功能：

去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于6mm的固体物，以保证生物处理系统正常运行

类型：

钢筋砼渠道

数量：

1座，分2格，与旋流沉砂池合建

设计流量：

0.521m3/s

尺寸：

L×B×H=12.0×3.2×1.8m

⑵主要设备：

细格栅

设备类型：

阶梯式细格栅

数量：

2台

单台功率：

1.1kW

过栅流速：

Vmax=0.60m/s

栅条间隙：

b=5mm

安装角度：

α=60°

栅距：

6mm

渠宽：

1.2m

3旋流沉砂池

⑴构筑物：

功能：

去除进水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的砂粒，保证后续处理构筑物的正常运行。

⑵设计参数

设计流量：

Qmax=0.521m3/s

水力表面负荷：

130m3/m2.h

水力停留时间：

30s

⑶主要工程内容

沉砂池2座，每座直径3.5m，池深2.0m，砂斗深度1.70m。

每座池配设有一台沉砂池搅拌机和一台空气提砂机，两座沉砂池共用一套螺旋式砂水分离器及供气气源。

总装机功率为9.35KW。

分离后的干砂外运。

排砂量约2.4m3/d，含水率60%，容重为1500kg/m3。

类型：

钢筋混凝土结构

数量：

2座

单池尺寸：

直径D=3.05m

池深+砂斗深：

H=4m

集砂斗直径：

1200mm

⑶主要设备：

①旋流沉砂器

数量：

2台，每池1台

设计参数：

直径：

3.05m

功率：

1.1kw

②砂水分离器

设备类型：

螺旋式砂水分离器

数量：

两池共用1台

设计参数：

流量：

18~43m3/h

功率：

0.37kw

③风机

风量：

2.0m3/min，风压：

3.92kPa，N=2.2kW

2台，1用1备

④运行方式

浆叶分离机连续运转；气提砂泵按程序控制，定时运转；砂水分离器与空气提砂泵同步运转。

4CASS反应池

⑴构筑物

功能：

在传统SBR工艺基础上，在反应池中前置了一道“生物选择区”，形成浓度梯度；中间设厌氧区，后设主反应区。

在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。

污水连续进入生物池前部的选择区，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从选择区进入厌氧区放磷后，通过厌氧区与主反应区隔墙下部的孔口以低速进入主反应区，主反应区去除BOD5和脱氮。

其工作过程可分为进水、曝气、沉淀和排水四个阶段，周期循环进行。

污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。

根据进水水质可对运行参数进行调整。

⑵设计参数

设计流量：

Q平均=0.347m3/s

混合液污泥浓度：

4000mg/L

污泥负荷：

0.14kgBOD5/kgMLSS

充水比：

0.30

循环周期：

6h

超高：

0.60m

⑶主要工程内容

类型：

钢筋混凝土结构

数量：

6座

单池尺寸：

L×B×H=56.7m×17m×5.6m，V生物选择器：

V缺氧区：

V主反应区=1：

5：

30

⑷主要设备

污泥回流泵：

Q=250m3/h，H5.0m，N=7.5KW，6套

剩余污泥泵：

Q=42m3/h，H=9.0m，N=2.2KW，6套

撇渣滗水器：

Q=2000m3/h，H=1.4~2.5m，N=2.2KW，6套

潜水搅拌器：

叶轮直径260mm，功率N=1.5KW，转速980rpm，6套

潜水搅拌器：

叶轮直径400mm，功率N=4.0KW，转速980rpm，12套

微孔曝气头：

Φ260mm，12312个

（5）运行方式

6个CASS池并联运行，进水时间1.0h，曝气时间3.0h，沉淀时间1.0h，排水时间1.0h，闲置时间0.5h，污泥回流比为20%。

5鼓风机房

（1）建筑物：

功能：

为生物反应池提供氧气，保证生物系统正常运行。

类型：

钢筋砼结构

数量：

1座

尺寸：

L×B×H=11.7m×7.8m×6.0m

（2）主要设备：

电动罗茨鼓风机

类型：

电动罗茨鼓风机

数量：

4台（3用1备）

参数：

Q=53.2m3/min，风压58.8kPa，P=90kW

6紫外消毒池

（1）构筑物

功能：

根据污水处理厂设计要求，出水水质卫生学指标必须达到排放标准，因此，出水必须进行消毒。

（2）设计参数

工艺尺寸为：

L×B×H＝11.8m×4.5m×1.5m（分两格）

②结构：

钢筋混凝土结构。

③消毒方式：

采用紫外线消毒

（3）主要设备

紫外线灯管：

每块16支，共4块，紫外线灯管N=320W

导流板：

B×H=0.82×1.3m

7巴氏计量槽

根据国家环保总局《关于开展排污口规范化整治工作的通知》（环发1999[24]号）的要求，本项目必须做好排污口的规范化建设。

在污水处理厂的出水口处安装在线监测监控系统，并与市环保局监控中心联网。

主要功能：

测量出水流量

结构类型：

钢混结构

池数：

1座

尺寸为：

长×宽×高=13.31m×1.2m×2.0m，

有效水深:

H=0.75m

8储泥池

（1）构筑物

功能：

储泥池主要作用是用于储存污水处理工程中产生的剩余污泥，并使污泥初步减容，本工程主要是来自CASS反应池的剩余污泥。

（2）设计参数

类型：

半地下式钢筋砼结构

数量：

1座

尺寸确定：

绝干泥为：

3.3t/d，经压滤机脱水后含水率80%，脱水后干泥重16.5t/d。

尺寸确定：

L×B×H=7m×7m×4.5m

参数：

含水率99.4％

污泥体积550m3/d

（3）主要设备

潜水搅拌器，1台，桨叶直径320mm，转速740rpm，N=2.2kW

9加药间、脱水机房

设置加药设备1套，螺杆泵2台，反冲洗水泵2台，带式浓缩脱水一体机2套。

经过污泥浓缩池初步减容后的污泥，通过螺杆泵送至带式压滤机进行脱水干化，脱水后污泥运往工业区内制砖厂或水泥厂作为产品添加剂。

（1）设计参数

类型：

框架结构

数量：

1座

尺寸：

脱水机房L×B×H=20m×12m×6m

污泥堆棚L×B×H=6m×12m×6m

（2）主要设备：

污泥螺杆泵（变频调速）：

20～480m3/h，P=0.2Mpa，N=7.5Kw

反冲洗水泵：

25m3/h，H=70m，N=11Kw

空压机：

0.36m3/min，3.0Kw，压力0.7Mpa

加药螺杆泵：

Q=0.5～2.0m3/min，H=0.25M怕，N=1.5Kw

带式浓缩脱水一体机带宽2台，1500mm，单台处理能力40m3/h，N=1.1+2.2kW

聚丙烯酰胺（PAM）高分子药剂溶液制备罐1套，4m3，投加能力0.4Kg/h。

PAM投量按污泥干质3～5‰计，药剂调制浓度2～3‰，投加浓度1‰。

，N=,3.7Kw。

10处理厂出厂水及污泥出路

（1）污水处理厂尾水

污水通过截污干管的收集、输送至污水处理厂，经过二级生化处理后，出厂水水质达到《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级B标。

鉴于当地水资源较丰富，出厂水不考虑回用。

污水处理厂排放口设置在污水处理厂红线外1米。

（2）污泥

污泥经过浓缩和带式压滤机进行脱水后，由政府部门负责运往卫生填埋场进行卫生填埋。

2.2.2.5设计图纸

见附图1工艺流程及高程布置图，附图2平面图。

2.2.3配套管网工程

2.2.3.1排水体制

本项目排水体制拟采用雨污分流制，考虑园区内污水的收集。

2.2.3.2管网系统布置原则

管网系统的布设应遵循以下原则：

（1）管渠平面位置和高程，应根据地形、土质、地下水位、道路情况、原有的和规划的地下设施、施工条件以及养护管理方便等因素综合考虑确定。

排水管道应以重力流为主，宜顺坡敷设，不设或少设排水泵站，以节省投资和能源。

当排水管遇有翻越高地、穿越河流、长距离输送等情况，无法采用重力流或重力流不经济时，可采用压力流。

（2）综合选择管材，合理地确定控制点管道埋深，管道坡度及管径，降低整个管线的造价。

（3）排水干管应布置在排水区域内地势较低或便于污水汇集的街道。

（4）排水管道穿越河流、地下建、构筑物或其他障碍时，应选择经济合理路线。

（5）排水管道宜沿城市（规划）道路敷设，并与道路中心线平行。

（6）排水管道在城市道路下的埋设位置应符合《室外排水设计规范》（GB50014-2006）的规定。

2.2.3.3污水排水管道布置

2.2.3.4.1污水管网系统布置方案

根据工业区发展实施情况，并依据片区城市地形地貌特点，按城市排水规划划分的排水系统进行管网布置。

污水处理厂的服务范围为茅岭工业区，根据园区功能、规划和现状情况布置污水收集管网如下：

造纸厂及茅岭乡污水通过1#提升泵站提升后重力自流到污水处理厂，