1、昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可行性研究报告）工程编号：2013J153-XM00PS0101咨询证书（甲级）编号 10120070044北京市市政工程设计研究总院有限公司2014 年 6 月设计文件扉页工程名称：昌平再生水厂二期工程项目建议书法定代表人（代可行性研究报告） 第一卷第一册刘桂生（教授级高级工程师）总工程师包琦玮（教授级高级工程师）工艺专业审定人陈怡（所副总工、高级工程师）建筑、结构专业审定人徐以（所副总工、高级工程师）电气、自控专审定人王进民（院专业副总工、高级工程师）暖通专业审定人陈怡（所副总工、高级工程师）机械专业审定人刘燕云（所副总工、高级工程师）技经专业审定人兰建（2、所副总工、教高工）工艺专业审核人陈怡（所副总工、高级工程师）建筑、结构专业审核人徐以（所副总工、高级工程师）电气专业审核人王进民（院专业副总工、高级工程师）自控专业审核人赵捷（高级工程师）暖通专业审核人陈怡（所副总工、高级工程师）机械专业审核人刘燕云（所副总工、高级工程师）技经专业审核人兰建（所副总工、教高工）项目总负责人陈怡（所副总工、高级工程师）工艺专业负责人冯硕（工程师）建筑、结构专业负责人田美英（高级工程师）电气专业负责人刘枫（高级工程师）自控专业负责人赵捷（高级工程师）暖通专业负责人马宪国（工程师）机械专业负责人卜曦洪（高级工程师）技经专业负责人徐欢（高级经济师）注：签署原件归档，报3、出时装订打印件。昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）III11目录前言11 项目概述21.1项目概况21.2项目背景21.3项目的编制过程21.4主要结论31.5服务范围41.6项目编制范围41.7编制依据41.8主要规范和标准51.9编制原则62 区域概况82.1地理位置82.2自然条件82.2.1地形地质情况82.2.2水文气象条件82.2.3水文地质92.2.4工程地质92.2.5地震112.3河流水系及防洪112.4人口及用地布局122.5功能定位及发展目标133 项目建设必要性143.1保持城市形象的需要143.2城市可持续发展的需要143.3建立完善的污水处理设施是昌平新城和东4、扩片区总体发展部署的要求153.4改善水环境，是提高人民生活质量的需要153.5节约水资源的需要163.6提高污水处理率，解决东扩片区的污水处理问题164 建设规模和处理程度184.1昌平再生水厂二期工程规划范围184.2排水现况及规划204.2.1现况污水管线204.2.2规划污水管线214.2.3规划污水处理厂234.2.4供水规划254.2.5污水排除与治理规划254.2.6再生水利用规划264.2.7规划再生水回用管道274.3污水量预测284.4进水水质304.5出水水质314.6处理程度345 昌平污水处理厂厂区现况355.1处理能力355.2用地情况355.3污水处理系统现况365、5.4再生水处理系统现况365.5厂区布置情况365.5.1污水处理厂处理建、构筑物365.5.2再生水处理工程建、构筑物375.5.3粪便消纳场376 方案选择386.1预处理系统方案386.1.1粗格栅间及进水泵房386.1.2出水井、细格栅和旋流沉砂池396.2生物处理方案406.2.1污水可生化性分析406.2.2污水可生物处理的衡量指标416.2.3污水中污染物去除原理426.2.4污水生物处理方案486.2.5污水处理方案选择486.2.6污水处理工艺方案比较586.2.7化学除磷方案616.3污泥处理方案636.4除臭方案646.4.1化学除臭法646.4.2活性炭吸附法656.6、4.3生物除臭法666.4.4臭氧氧化法676.4.5土壤除臭法686.4.6燃烧除臭法696.4.7除臭方法的比较706.4.8除臭方案确定706.5设备及预处理工艺选择766.5.1细格栅766.5.2沉砂池786.5.3鼓风机选择786.5.4曝气器选型826.5.5污泥浓缩脱水设备837 工程总体设计857.1处理水量857.2处理程度857.3厂区防洪857.4供电条件85VII7.5给水条件857.6排水条件857.7采暖857.8再生水回用867.9厂外道路867.10 处理厂退水867.11 污泥、栅渣出路877.12 厂区平面布置877.13 厂区竖向设计877.14 水力流7、程设计878 工艺设计888.1工艺流程888.2污水处理系统888.2.1粗格栅间、进水泵房888.2.2泵房出水井、网板格栅间及曝气沉砂池898.2.3生物池928.2.4鼓风机房与总变电室938.2.5沉淀池及污泥泵井948.2.6加药间958.2.7高效沉淀池978.2.8连续流砂滤998.2.9臭氧制备间及接触池1008.2.10 二氧化氯制备间1018.3污泥深度处理车间1038.4生物除臭系统1058.4.1预处理系统1058.4.2污泥处理系统1058.4.3生物池系统1058.5辅助生产配套设施1068.5.1附属用房1068.5.2仓库机修间1068.5.3出水水质检测室18、068.6厂区管线设计1069 建筑结构设计1089.1设计依据1089.2工程概况1099.3工程地质概况1109.4设计标准1119.5建筑设计1129.5.1建筑设计要点1129.5.2建筑材料选用1129.5.3建筑节能设计1139.5.4建筑消防设计1149.5.5防腐蚀工程1149.6结构设计1159.6.1本工程结构设计主要荷载（标准值）： 1159.6.2结构设计原则1159.6.3建、构筑物的结构形式及基础类型1159.6.4主要建构筑物一览表1159.6.5地基处理及基坑支护1179.6.6结构抗浮措施、施工降水及肥槽回填1179.6.7超长结构的构造要求1189.6.8结9、构的防水与防腐设计1189.6.9主要结构材料的选用1189.6.10 抗震设计11910 电气设计12110.1 设计范围、界限12110.2 负荷等级12110.3 供电电源12110.4 用电负荷12110.5 变电所设置及供配电系统12910.6 无功补偿12910.7 设备选型及操作电源12910.8 继电保护12910.9 计量12910.10 电动机启动方式及控制方式13010.11 厂内电力电缆敷设13010.12 接地及建筑物防雷13010.13 照明设计13010.14 主要电器设备选型13111 仪表、自控、通讯设计13211.1 设计内容13211.2 设计原则132110、1.3 设计依据13211.4 自控系统13211.4.1 生产管理计算机及管理网13311.4.2 过程监控系统13311.4.3 现场控制站13411.4.4 就地控制站13411.4.5 通信系统13411.4.6 软件13511.4.7 系统控制功能13511.4.8 工业电视监视系统13611.4.9 过程检测仪表系统13711.4.10 仪表自控系统管线设计13811.4.11 接地、防雷及过压保护13812 通风与空气调节设计14112.1 概况14112.2 设计范围14112.3 设计依据14112.4 设计参数14112.4.1 室外空气计算参数：（北京地区） 14112.11、4.2 室内主要设计参数14212.4.3 围护结构最大传热系数14212.5 厂区建筑供暖设计要点14212.6 厂区建筑室内给排水和消防设计要点14512.7 厂区建筑通风和空调设计要点14712.8 环保节能部分14813 主要设备14913.1 主要工艺设备表14913.2 主要电气设备15513.3 主要仪表自控设备15713.4 热泵系统设备16114 组织机构与人员编制16314.1 组织机构16314.2 组织管理及人员编制16315 工程项目管理和实施计划16415.1 项目招投标16415.1.1 原则16415.1.2 招标范围16415.2 项目管理16415.2.1 12、组织管理措施16415.2.2 技术管理措施16515.2.3 运行维护措施16515.3 项目实施计划16516 环境保护16716.1 环境影响16716.2 环境评价范围及时段16816.3 主要污染源及污染物16816.4 项目实施中的环境影响及对策16916.5 项目建成后的环境影响及对策17117 安全生产与卫生17317.1 劳动安全17317.2 工业卫生17418 厂区消防17518.1 消防设计17518.2 厂区消防17518.2.1 编制依据17518.2.2 防火及消防措施17519 节能分析17820 投资估算17920.1 工程概况17920.2 编制依据179213、0.3 总投资估算17920.4 资金筹措18020.5 价格确定18020.6 工程其他费18020.7 附表18121 财务评价18221.1 编制依据18221.2 基础数据18221.3 成本及水价计算18321.4 财务分析报表及评价结果18321.5 结论18622 存在问题及建议187昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）VIIIIXXI附表：附表 20-1、20-2：方案一投资估算表（MBR 工艺）附表 20-3、20-4：方案二投资估算表（多段 AO+连续流砂滤工艺）附表 20-5、20-6：方案三投资估算表（多段 AO+脱硝滤池+滤布滤池工艺） 附表 21-1 项目总投资14、使用计划与资金筹措表附表 21-2 年成本费用估算表附表 21-3 项目投资现金流量表附表 21-4 项目资本金现金流量表附表 21-5 财务计划现金流量表附表 21-6 利润与利润分配表附表 21-7 资产负债表附图：附图 1MBR 工艺平面布置图附图 2多段 AO+连续流砂滤工艺平面布置图附图 3多段 AO+脱硝滤池+滤布滤池工艺平面布置图 附图 4MBR 工艺水力流程图附图 5多段 AO+连续流砂滤工艺水力流程图附图 6多段 AO+脱硝滤池+滤布滤池工艺水力流程图XII前言昌平污水处理厂位于昌平区京密引水渠以南，东沙河以东，一期设计 规 模 为 5.4 万 m3/d ， 占 地 为 8h15、a ， 处 理 标 准 为 污 水 综 合 排 放 标 准（GB8796-1996）的二级标准，退水出路为东沙河。按照昌平新城市政 基础设施专项规划（2007-2020年）-昌平新城污水排除与处理规划的内容， 在昌平新城共规划安排污水处理厂5座，其中昌平污水处理厂的服务范围为 昌平老城区及昌平东扩片区。目前，昌平污水处理厂的进水主要为来自昌 平老城区的污水，考虑到东扩片区的发展进程，该地区的生活及生产用水 量、排水量也随之增大。为了确保昌平新城作为北京市重要的高新技术研 发产业基地，引导发展高新技术研发与生产、旅游服务、教育等功能，同 时为了加速昌平新城城市基础设施建设，解决城市建设中的污水排16、除与处 理问题，提高现有昌平污水处理厂的污水处理能力已经非常必要。受建设单位的委托，北京市市政工程设计研究总院有限公司编制了昌 平再生水厂二期工程的项目建议书（代可行性研究报告）。本报告的资料收 集和编制工作中，受到了昌平水务局、昌平污水处理厂、北京北控昌祥污 水净化有限公司及有关职能部门的领导和技术人员大力支持和帮助，在此 我们表示衷心的感谢！北京市市政工程设计研究总院有限公司181项目概述1.1项目概况 项目名称：昌平再生水厂二期工程建设单位：北京市昌平区水务局、北京北控昌祥污水净化有限公司 编制单位：北京市市政工程设计研究总院有限公司工程规模：3 万 m3/d； 服务范围：昌平老城区及东17、扩片区。项目投资：本工程总投资为 12426.11 万元，其中工程费用：9887.10 万 元。资金来源：由北京北控昌祥污水净化有限公司投资，其中 30%企业自 筹，70%由企业银行贷款。1.2项目背景 现况昌平污水处理厂担负着昌平老城区的污水处理任务。随着昌平区规划的调整，将规划东沙河东岸的东扩片区纳入昌平污水处理厂流域范围。 东扩片区的迅速发展，使得区域内生活生产人口增加，进而导致产生的生 活污水和工业污水不断增加；若同时考虑日后昌平老城区的管网完善以及 东扩片区的管网接入，将有更多的污水进入昌平污水处理厂，因此需要进 一步提升现有昌平污水处理厂的处理能力。1.3项目的编制过程2014 年18、 2 月受建设单位委托，北京市市政工程设计研究总院有限公司 对昌平再生水厂二期工程进行项目建议书（代可行性研究报告）的编制。 我院组织有关工程技术人员对现况污水厂运行情况和污水排放收集管线等情况进行了调查了解，收集了相关的基础资料。通过对基础资料和现场情 况的综合分析，在依据昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）- 昌平新城污水排除与处理规划 、 昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）-再生水回用专项规划的基础上，针对污水处理厂来水 水量、进、出水水质、厂区用地等特点提出工程技术方案，并通过经济技 术比较后，确定了推荐方案。1.4主要结论水厂位置：昌平污水处理厂19、位于京密引水渠南岸，东沙河东侧。北距 京密引水渠约 110m，西距白府路约 300m，东侧紧邻景姜路，厂区占地总 面积 8.0ha。本工程在现况厂区预留用地内建设，位于南侧中部区域，生物 处理及深度处理部分占地面积 1.55ha。工程规模：原昌平污水处理厂远期设计规模 8.0 万 m3/d，目前已经建 成污水处理规模 5.4 万 m3/d，再生水处理规模 2.0 万 m3/d（远期 3.2 万 m3/d）。 本次工程建设规模为 3m3/d。处理工艺：昌平污水处理厂已建处理设施采用卡鲁塞尔氧化沟工艺， 投入运行近 10 年。本工程由于进水水质较原设计进水水质增加，而出水水 质又更为严格，因此采用20、了除磷脱氮功能分区作用更为明确的多段 AO 生 物处理+连续流砂滤处理工艺，并以化学除磷为保障措施，设计出水水质满 足城镇污水处理厂水污染物排放标准（DB11/890-2012），达到城市污 水再生利用景观环境用水水质（GB/ T18921-2002 ）中娱乐性景观用水标 准和城市污水再生利用城市杂用水水质（GB/T 18920-2002）的标准。污 泥处理采用浓缩+深度脱水工艺，出泥含水率达 60后外运统一处置。工程总投资：本工程总投资为 12426.11 万元，其中工程费用：9887.10 万元。单方成本：单方水处理总成本为 3.18 元/m3，单方水处理经营成本为2.19 元/m3。1.21、5服务范围 昌平污水处理厂的服务范围为昌平老城区及东扩片区，具体为：北起京通铁路，南至京密北路，东起何营东路以东约 2 公里，西至八达岭高速。 本期工程主要考虑为东扩片区的发展提供污水处理保障。1.6项目编制范围 本项目建议书（代可行性研究报告）的编制范围为昌平再生水厂二期工程的厂区范围内污水处理工艺、建筑、结构、电气、自控、暖通设计。 编制内容中包含项目规模和进出水水质的分析和确定、建设必要性分析、 工程方案论证、推荐工程方案设计、工程投资估算和经济评价等。1.7编制依据l 昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可行性研究报告）设计任 务委托单 北京市昌平区水务局、北京北控昌祥污水净化有限公司 22、2014 年 2 月l昌平新城规划（2005-2020 年）北京市城市规划设计研究院l 昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）昌平新城污水 排除与处理规划 北京市城市规划设计研究院l 昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）-再生水回用专 项规划 北京市城市规划设计研究院l昌平污水处理厂进水水质数据（20112012 年） 昌平污水处理厂 2013 年 4 月l昌平新城 31、32、33 街区控制性详细规划深化方案说明 北京市城市规划设计研究院l昌平污水处理厂工程设计北京市市政工程设计研究总院l昌平新城昌平再生水厂工程设计北京市市政工程设计研究总院1.8主要规范和23、标准中华人民共和国水污染防治法1984 年 5 月 11 日城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ 31-89城市污水处理厂工程项目建设标准（修订）建标200177 号室外排水设计规范GB50014-2006，2014 年版室外给水设计规范GB50013-2006城镇污水处理厂水污染物排放标准DB11/890-2012城市污水再生利用城市杂用水水质GB18920-2002城市污水再生利用景观环境用水水质GB/T 18921-2002地表水环境质量标准GB3838-2002城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-1993工业企业设计卫生标准GB 50140-2005城市污水回用设计规24、范CECS 61:94污水再生利用工程设计规范GB503352002北京市给水排水管道工程施工技术规程DBJ01-47-2000城市污水处理厂管道和设备色标CJ/T 158-2002城镇污水处理厂运行、维护及安全技术规程CJJ60-2011压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-98给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184-2011城市污水处理厂工程质量验收规范GB 50334-2002压缩空气站设计规范GB 500292003 注：以上所列规范和标准，在合同执行过程中如有新的版本颁布按最新版本执行。 1.9编制原则（125、）以国家有关法令、法规和标准为准则，在总体规划的指导下进行 文件的编写工作，使工程建设与城市的发展相互协调，最大限度地发挥出 工程的社会、经济和环境效益。（2）根据城市区域总体规划，充分考虑发展重点区域的发展速度，合 理确定工程的建设规模。考虑到本次工程进出水水质和用地面积等客观情 况，确定本工程按 3 万 m3/d 规模设计。（3）在规划所确定的处理尾水用途、排放水体水质要求以及回用水质 要求的基础上，参考近年现况昌平污水处理厂进水水质，合理确定工程设 计进出水水质。（4）在处理工艺的选择和处理规模的确定上，根据原水水质、水量的 不确定性，充分考虑污水处理厂的抗冲击能力，以便当处理水量增加和26、水 质发生变化时，处理厂仍有接受能力和处理达标排放的能力；选择满足进、 出水水质要求并适合原场地条件、管理简单、运行可靠、节约能耗、运行 费用合理的处理工艺。（5）选择设备力求经济、实用、高效。对于关键性设备，选用国外的先进产品，以达到运行安全可靠，操作方便简单的目的。（6）污水处理与污水利用相结合，创造条件使处理后的污水用于市政 杂用、河湖补水、农田灌溉等，逐步建立起污水收集、处理、利用一体化 的综合管理机制；妥善处理水厂的废渣、污泥，避免二次污染。（7）按现行政策规定和要求，进行较为完整的经济分析和评价。（8）厂区总体布置充分考虑到新旧厂区的合建与衔接，由于受场地限 制等因素，尽量兼容利用27、现有厂区构筑物，以实现资源共享，尽可能降低 投资。（9）构筑物设计及设备选型应充分考虑在生产运行中具有较大的灵活 性、适应性和耐冲击能力。采用与服务区域经济发展状况相适应的、可靠 的自动化控制技术，提高污水处理厂的管理水平，保证污水处理工艺运行 在最佳状态。2区域概况2.1地理位置 昌平污水处理厂位于北京市昌平区，京密引水渠南岸，东沙河东侧。北距京密引水渠约 110m，西距白府路约 300m，东侧紧邻景姜路，水厂占 地总面积 8.0ha。2.2自然条件2.2.1 地形地质情况 昌平区区域内地势由西北向东南逐渐形成一个缓坡倾斜地带。西部、北部为山区、半山区，以南口及居庸关为界，西部山区统称西山，28、属太行 山脉；北部山区称军都山，属燕山山脉。山区海拔400800米，最高峰（高 楼峰）海拔1439.3米。北部山区岩性主要是花岗岩、白云质灰岩和片麻岩。土质为岩石风化 形成的薄层褐土，适于发展林果业。南部平原为第四纪冲积物上形成的厚 层潮土，适宜种植各种农作物。对于旅游资源来讲，重要的是昌平区具有 典型的地质构造和地质古迹。2.2.2 水文气象条件 昌平污水处理厂地处昌平区昌平新城，属大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽而短促，冬季寒冷干燥。全年温差较 大，一月份平均气温-4.1，七月份平均温度为25.7，无霜期196-212天， 霜期初日在10月中旬左右，终日在3月下旬。29、受大陆性季风气候影响，昌平 区降雨特征具有年际变化大，季节分配不均，地区分布不均衡，暴雨强度 大等特点，年降水量最高达1251.5mm（1954年昌平雨量站），最小年降水量仅为272.5mm（1993年昌平雨量站）。2.2.3 水文地质洪冲积扇顶部地区：含水层由厚度不等的砂砾组成，导水性良好，渗 透系数为每昼夜100m以上。洪冲积扇地下水溢出带：此带主要接受上游地下水径流和本带降水入 渗的补给，但很快消耗于潜水及潜水面蒸发，不能形成对地下水的有效补 给。洪冲积扇中、下部地区：含水层由浅部潜水层及深部多层承压水层组 成。前者脱水性差，后者由厚度不等的砂、砂砾石组成，渗透系数为每昼 夜20100m30、。2.2.4 工程地质参考1.北京市建平工程勘察有限责任公司提供的工程地质勘察报告北 京市昌平新城昌平再生水厂工程的岩土工程勘察报告(2008028)。上述地勘报告中揭示，拟建场地位于昌平污水处理厂。拟建场地 在北京市昌平区南邵镇景文屯村南侧，张各庄村西侧，现昌平新城昌平再 生水厂院内东南侧。场地标准冻深0.8，场地地面较平坦，自然地面绝对 标高52.1752.48。厂区内土层依次为： 表层为人工堆积层，最大厚度0.42.0m的粘质粉土填土层。 表层以下为新近沉积层，最大厚度0.83.4，分别为：粘质粉土层，地基承载力标准值fka=120kpa；重粉质粘土1层，地基承载力标准值fka=90kp31、a，粉砂细砂2层，地基承载力标准值fka=130kpa，中砂砾砂3层，地基承载力标准值fka=150kpa。 新近沉积层以下为第四纪沉积层：砾砂粗砂层，地基承载力标准值fka=200kpa；卵石圆砾1层，地基承载力标准值fka=250kpa；细砂 中砂层，地基承载力标准值fka=230kpa；粉质粘土重粉质粘土层， 地基承载力标准值fka=140kpa；砂质粉土粘质粉土1；地基承载力标准 值fka=200kpa；中砂粗砂2层；地基承载力标准值fka=250kpa；卵石 圆砾3；地基承载力标准值fka=350kpa；卵石层，地基承载力标准值 fka=400kpa；中砂粗砂1层，地基承载力标准值f32、ka=280kpa；该层未揭 穿，最大揭露深度为7.5m。勘察报告本工程各建构筑物基础均落在层、1层、层土上， 可采用天然地基方案，地基承载力均满足设计要求；对于局部夹重粉质粘 土1层处应进行换填处理，工程量市现场验槽情况确定。此岩土工程勘察报告，于2008年4月中下旬，实测地下静止水位标 高为42.11m，属潜水；本场地近35年地下水位标高可按50.0m考虑。地下 水对混凝土不具有腐蚀性。抗浮设计水位按50.00考虑。场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分 组为第一组。拟建场地土的类别属中软土，场地类别为III类。地下水按近 年最高水位考虑拟建场地地基土不会产生33、地震液化。参考2.昌平污水厂的岩土工程勘察报告，该工程场区东部较平坦开阔， 大部分为耕地，场地地势呈东高西低势态，现况地面标高为51.0452.55m。 基础埋深在23m时落在第1层粘质粉土，承载力标准值fka=100kPa；2 层：含有机质粉质粘土层，承载力标准值fka=120kPa。3层：细砂层，承载力标准值fka=130kPa。基础埋深在36m时落在第1层中砂，承载力标 准值fka=200kPa；2层：圆砾层，承载力标准值fka=270kPa；层粉质粘 土层，承载力标准值fka=170kPa；2.粗砂层，厚度大于0.43.9m，承载力 标准值fka=250kPa。2.2.5 地震北京属于34、华北地震带，北京地区地震属于地震基本烈度8度地区。2.3河流水系及防洪 昌平污水处理厂属于东沙河流域，现状该地区主要的河道为京密引水渠、东沙河及孟祖河。京密引水渠简称京引，全长 112.7 千米，始建于 1960 年，一期工程于1961 年建设完成，二期工程则在 1966 年完工，其工程总目标为引密云水库 拦蓄的潮白河河水进入北京市区。京密引水渠是北京市最主要的供水线路， 所以有“北京市民日常饮用的三杯水中，就有两杯是通过京密引水渠输送”这样的说法。京密引水渠源自密云水库的白河主坝，依次流经密云县、怀 柔区、顺义区、昌平区和海淀区，最后在滨角汇入永定河引水渠。由于没 有妥善的保护和维护措施，京35、密引水渠的输水能力和水质等方面受到了很 大程度的污染破坏，并分别于 2005 年和 2009 年进行过两次较大的维修改 造。目前京密引水渠管理处每日清理水面上的垃圾，并在某些河段处增设 防护网阻隔垃圾流向下流。昌平区环境保护局则在引水渠下游河段设置水 质监控装置，并不定时抽查水质，以确保引水渠内的淡水质量合格。东沙河源于延庆县西二道河乡山区，由德胜口沟、锥石口沟和老君堂 沟汇入十三陵水库，以下流经沙屯，于沙河镇会合北沙河入沙河水库，属温榆河支流。全长约 15 公里，河道宽 400-500 米，总流域面积 287.2 平方 公里。孟祖河起自京通铁路以北山区，沿何营东路东侧由北向南，穿过崔昌 路、36、南环路、昌怀路，然后从昌平科技园东区范围内穿过，至京密引水渠 现状涵洞，排往下游。规划孟祖河平面位置与现状基本一致，局部适当调 整，规划横断面为三维网护坡梯形断面，上口宽约为 38-42 米，河道两岸绿化隔离带宽度均为 50 米（局部段河道绿化带与规划道路重合）。2.4人口及用地布局昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020年）-昌平新城污水排除 与处理规划中规定，昌平新城规划范围北邻十三陵水库，南接清河集团， 东邻小汤山镇，崔村镇，西面与阳坊镇，南口镇接壤，包含昌平，沙河两 个组团，其边界为原昌平卫星城（不包括南口），沙河卫星城，百善，马池 口和埝头工业区合并后的各镇域外围边界范围，总37、占地约220平方公里，总 建设用地规划控制规模约65平方公里（不包括二级备用地1.98平方公里）。 昌平新城空间布局为“两个组团，一条产业走廊，两条生态廊道”结构，两组 团之间以绿化隔离带相间隔，严格控制城镇规模的无序扩张。其中昌平组 团分为老城区，东扩片区，埝头-马池口片区；沙河组团分为沙河北片区， 沙河南片区，百善片区：共6个片区，并划分为16个街区。2005年，全区常住人口78.2万人，其中户籍人口为48.25万人（农业人 口22.5万人），外来人口29.95万人。根据昌平新城规划，2020年昌平区内控制人口为107.4万（不包括回龙 观和北苑北两个边缘集团），其中城镇人口97.4万人，38、农村人口10万人。规划昌平新城集中建成区人口规模控制在60.3万人左右，同时预留一定人口规 模的发展空间：其中昌平组团规划控制人口为36.9万人，沙河组团规划控制 人口为23.4万人。2.5功能定位及发展目标 昌平新城是西部发展带上的重要节点，在北京市区县功能定位中，昌平属于城市发展新区，是承担疏解中心城市人口和规模，产业集聚，并带 动区域发展的规模化城市地区，具有发展高新技术产业和教育产业的基础， 同时也是西北部旅游服务的核心。昌平新城的功能定位是：北京重要的高 新技术研发产业基地，引导发展高新技术研发与生产、旅游服务、教育等 功能。3项目建设必要性本工程是昌平区尤其是昌平新城东扩片区一项重39、要的城市基础设施 和环境保护设施建设项目，工程建设实施的必要性体现在以下几方面：3.1保持城市形象的需要 北京是我国的首都,是全国的政治中心和文化中心, 是世界著名的古都和现代国际城市。近年来，北京城市发展重心已逐渐转向城市周边地区。 随着昌平新城的经济发展，对区内环境环境保护逐步提上日程。如果没有 完善的污水处理设施，大部分污水未经处理，直接排至河流，毕竟造成部 分河段严重污染，恶化城市环境。因此，抓紧建设昌平再生水厂二期工程， 对保护城市投资环境、保护城市形象极为重要。3.2城市可持续发展的需要随着知识经济的兴起, 第二产业已经成为世界各经济中心城市的主导 产业。近年来首都经济和各项社会事40、业健康发展, 城市综合实力显著提高, 经济总量位居全国前列, 金融贸易、高新技术研发与生产等行业在全国具有 举足轻重的地位。在社会主义市场经济体制下, 以知识经济为核心、以高新 技术为龙头、以科学技术为主导推动力的首都经济的快速发展, 以及北京在 金融服务、科技创新等方面的突出优势, 使北京客观上已经具备了保持经济 持续领先发展的条件。同时,北京作为京津冀地区的核心城市,其经济发展对 带动京津冀地区的整体发展具有十分重要的作用。北京在金融服务、科技 创新等方面的突出优势, 使北京客观上已经具备了保持经济持续领先发展 的条件。目前昌平东扩片区的污水处理能力不足现象已成为制约昌平区可持续发展的障碍41、，因此尽快进行昌平再生水厂二期工程建设已成为保证城市可 持续发展、改善城市投资环境需要解决的关键问题之一。3.3建立完善的污水处理设施是昌平新城和东扩片区总体发展部署的 要求昌平新城是未来北京重要的高新技术研发产业基地，同时承担着引导 发展高新技术研发与生产、旅游服务、教育等功能。北京是个水资源严重 短缺的城市，城市污水处理厂的二级出水经深度处理后作为城市地质用水， 是城市水资源合理利用发展的方向，且根据关于加强中水设施建设管理 的通告规定新建居住区规划建筑面积在 5 万平方米以上、公建在 2 万平 方米以上的需要按规划配套中水设施。因此，本项目的实施是落实昌平新城各项规划，创造优美环境的重要42、 措施之一，对改善昌平新城东扩片区的区域环境、促进地区健康及可持续 发展具有重要意义。3.4改善水环境，是提高人民生活质量的需要 昌平污水处理厂已建的一期工程目前主要收集昌平老城区的污水，目前来水已经达到 3.54 万 m3/d，达到设计处理能力的 75%。考虑到昌平老 城区污水收集管网的完善，以及昌平新城尤其是东扩片区的发展，必将带 来污水厂处理负荷的增加。如不及时扩建昌平污水处理厂，势必导致污水 随意排入附近水体，不仅严重污染了本地区的自然环境，更可能对北京市 重要的输水渠道京密引水渠的水质也起到恶化作用。在未来东扩片区的发 展进程中，污水处理设施将滞后于地区发展水平，污水处理设施的缺乏将43、 使该地区基础设施建设滞后，并影响经济发展与城镇化进程的速度，极大阻碍了人民生活质量的提高；水环境的改善，将使城镇生态系统运行进入 良性循环；随着人民生活水平的不断提高，人们将越来越注意生活质量和 生存环境，污水处理工程的建设完善将促进全民环保意识的进一步提高。3.5节约水资源的需要 我国是一个水资源稀缺、人均水资源占有量少、水资源污染严重的贫水大国。水是人类赖以生存和发展的不可替代的资源，水质与水资源功能 是紧密联系的，水污染不但使水体功能退化、价值降低，而且加重了水资 源短缺的问题，而昌平污水处理厂所处的北京市，水资源短缺的问题则更 为突出。昌平再生水厂二期工程建成后，将进一步加快该地区污44、水资源化进 程，有效节约水资源，缓解地区水资源紧缺状况，促进当地循环经济快速 发展。3.6提高污水处理率，解决东扩片区的污水处理问题 根据昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）-昌平新城污水排除与处理规划的内容，规划未来扩建后的昌平污水处理厂，占地面积 将由目前的 8ha 扩建至 20.4ha，处理能力也将由目前的 5.4 万 m3/d 相应提 升至 11.5 万 m3/d。但是由于目前征地拆迁工作有一定难度，而昌平新城尤 其是东扩片区发展迅速，产生的污水急需进行处理，提高污水厂的处理能 力已迫在眉睫。结合目前的客观实际情况，考虑到现况厂区内部占地和新 旧厂区合理衔接，再生水厂45、二期工程以缓解东扩片区对污水处理能力的迫 切需求为目的，在充分利用现有预留用地的前提下，提出了本次工程的污 水处理能力。待以后征地拆迁工作完成以后，再进一步按照规划目标提升昌平污水处理厂的处理能力。 综上所述，保护流域范围内河道水质不被污染，进一步完善城区的排水系统，避免生活污水不经处理排入天然水体的现象，为该地区的经济发 展打好基础，为当地居民及东扩片区人员提供良好的生活居住条件，已成 为当务之急。工程的实施对保护当地的生态环境、改善居民的生活环境、 推动东扩片区及周边区域的建设发展和经济发展、提高居民的生活质量、 发展循环经济起到非常重要的作用，因此项目的建设是十分必要的，也必 须加快实施46、，以保证东扩片区的开发进度。4建设规模和处理程度4.1昌平再生水厂二期工程规划范围 现况昌平新城有一座污水处理厂，即昌平污水处理厂，该厂主要承担昌平老城区范围内污水排除与处理任务，污水处理一期设计规模为 5.4 万m3/d，退水出路为东沙河，于 2003 年 9 月底建成并投入运行。厂区内的再 生水处理工程远期设计规模为 3.2 万 m3/d，目前处理能力为 2 万 m3/d，于 2010 年 5 月投入运行。由于现状老城区的污水管道系统不尽完善，目前污水厂每天实际进水 约 34 万 m3/d。根据昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年） 昌平新城污水排除与处理规划中关于污水处理47、厂布局的相关规划内容， 昌平污水处理厂的服务范围不仅包括现况老城区，而且还涵盖了昌平新城 东扩片区服务范围。规划昌平污水处理厂流域范围大致为：北起京通铁路， 南至京密北路，东起何营东路以东约 2 公里，西至八达岭高速，不包含中 间的东沙河水上公园。具体见图 4-1。昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）昌平老城区东扩片区昌平污水处理厂图 4-1 昌平污水处理厂流域范围示意图19北京市市政工程设计研究总院有限公司4.2排水现况及规划4.2.1 现况污水管线（1）老城片区昌平老城片区在八达岭高速公路以西为西扩地区，现况没有污水管道， 其污水排除主要通过路边沟向南排入中直渠或直接排入渗坑、渗井等。48、在八达岭高速公路以东的老城区范围内，沿西环路南环路昌盛路白 浮泉路现况有一条污水干管，管径为 4001100 毫米，由北向南、向东、 再向南，最终穿过京密引水渠，接入现况昌平污水处理厂，该干管在过京 密引水渠处为 1400 毫米，管道纵坡约 0.007。现况沿振兴路、超前路、白 浮泉路、南大街、东环路、松园路等主要道路，建有污水支干线，分别由 西向东或由北向南，接入上述污水干线。现况在白浮泉路以南地区、松园 路以东地区以及朝凤庵地区，基本没有污水管道系统，其污水主要通过渗 坑、渗井排除或通过雨水管道排入河道。（2）东扩片区在东扩片区范围内，沿西内环路南中路京密北路已（正）修建 600 毫米1649、00 毫米污水干线，由北向南、向西再向南于南丰路西侧，下游入 昌平污水处理厂。同时随着道路的建设，沿崔昌北路、崔昌路、南环路、 科技园中路、白浮泉路、何营路及东内环路等道路也修建（正建）污水管 道，分别接入西内环路南中路京密北路上的污水干线，污水管道管径为 400 毫米1400 毫米。由于部分管线正在建设，目前该地区的现状污水未 能接入昌平污水处理厂，其现状污水排除主要有两个部分：一部分为个村 庄居民生活污水，沿地势排入低洼处的渗坑或是东沙河、孟祖河。另一部分为位于京密引水渠北侧，孟祖河东侧的北京民办科技园，其在园区内部北京市市政工程设计研究总院有限公司21道路现状布置有 400800mm 污50、水管道，污水经污水管道排入孟祖河。4.2.2 规划污水管线（1）老城区依照规划，考虑保留老城区范围内现状污水干线，并对该污水干线进 行分流，减少流域范围等措施，以提高现状污水管道排放标准，满足规划 要求。规划沿东沙河西岸新建一条污水干线，沿政府街、南环路及京密北 路各新建一条污水支干线，以满足老城区范围内污水排除规划要求。l 现况西环路南环路昌盛路白浮泉路污水干线系统 现况昌平老城区只有一条西环路南环路昌盛路白浮泉路污水干线系统，承担着全流域的污水排除任务，其排水能力不满足规划要求。规划 考虑将政府街以北流域范围的污水通过新建政府街污水管道截留，保留现 状西环路（政府街以南）南环路昌盛路白浮泉51、路污水干线系统，其流域 范围北至政府街，西至八达岭高速公路，南至白浮泉路，东至亢山路昌盛 路。此外，还需沿超前路（昌盛路东沙河）新建一条污水管道，对现状昌 盛路 1100 毫米污水管道进行分流，分流量为 250 升/秒。通过上述截留、 分流措施后，现状西环路南环路昌盛路白浮泉路污水干线系统，能够满 足规划流域范围内的污水排除需求。在该流域范围内，规划还需改建或新 建部分污水管道，以完善整个污水管道系统，新（改）建污水管道管径为 400 毫米800 毫米。l 东沙河西岸污水干线系统 为了排除现状污水干线系统流域范围以外的污水，规划考虑从朝凤庵地区到京密引水渠北侧，沿东沙河西岸修建一条污水干线，管52、径为 600 毫米1800 毫米，从北向南，穿过京密引水渠后排入昌平污水处理厂。规划考虑从西关环岛到东沙河，沿政府街修建一条污水管道，由西向东接入东 沙河西岸污水干线，管径为 400 毫米1000 毫米，该污水管道承担昌平 老城区政府街以北，京通铁路以南大部分地区污水排除任务；规划从西环 路到水库路，沿东关路水库路新建一条污水管道，管径为 400 毫米900 毫米，由西向东、向南接入规划政府街污水管道。规划考虑从昌盛路到东 沙河，沿超前路修建一条污水管道，对现状昌盛路 1100 毫米污水管道进 行分流，分流量为 250 升/秒，向东接入东沙河西岸规划污水干线，管径为 900 毫米。规划考虑从八53、达岭高速公路到东沙河，沿京密北路修建一条污 水管道，由西向东接入东沙河西岸规划污水干线，管径为 1000 毫米1100 毫米；该污水管道流域范围北至白浮泉路，南至京密北路，西至八达岭高 速公路，东至东沙河，为了满足昌平西扩地区污水近期排入昌平污水处理 厂的需求，规划考虑此污水管道对西扩地区预留 400 升/秒流量的能力。规 划在东沙河西岸规划污水干线流域范围内，沿其它主要城市道路修建污水 管道，分别就近排入污水干线或支线，从而在整个昌平老城区内形成完善 的污水管道系统。据此规划，在京密引水渠北侧需敷设一条 D18002000mm 污水管，负 责收集输送老城区的污水，该管由北向南穿越京密引水渠，54、继而输送至昌 平污水处理厂内。与本工程配套的厂外进水干管的设计起点为京密引水渠与东沙河交叉 处的东北角，沿京密引水渠北岸向东至昌平污水处理厂西边界附近转向南， 与原昌平污水处理厂进水干管和东区污水干管沟通后，穿越京密引水渠， 最终进入污水处理厂；管径 D18002000mm，总长度约 520m。（2）东扩片区北京市市政工程设计研究总院有限公司23根据东扩片区的地形特点，昌平卫星城东区雨污水排除规划及现状 管道情况，规划保留东扩片区的现状污水管道，同时沿何营东路及南丰路 新建污水管道，接入崔昌路、京密北路等道路上的现状污水管道。规划沿何营东路滨河西路新建一条污水干线，由北向南接入京密北路 上的现55、状污水管道，主要承担东扩片区东部地区及发展备用地的污水排除 任务，规划污水管道规划管径为 4001400 毫米。规划沿南丰路新建一条污水管道，由北向南分段接入崔昌北路、崔昌 路及京密北路上的现状污水管道，该管道主要承担西内环路以西、东沙河 以东地区的污水排除任务，管道规划管径为 400900 毫米。据此规划，东扩片区污水最后汇集于一根 D1600 污水干管。该管线上 游由东扩片区筹建处兴建，与本工程的分界在景文屯西路，其下游至污水 处理厂段在工程范围内。与本工程配套的厂外进水干管的设计起点为景文屯西路，管径为 D1600mm，由东往西再转向南至与老城区 D1800mm 污水管汇合处，该管 段将56、与老城区 D1800mm 污水管满包平行穿越京密引水渠，最终至污水处理 厂西北角。4.2.3 规划污水处理厂根据昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）昌平新城污水 排除与处理规划，在昌平新城共规划安排污水处理厂 5 座，具体情况如下：（1） 昌平污水处理厂：位于京密引水渠以南，东沙河以东，现况处理规 模 5.4 万 m3/d，占地 8ha。规划扩建至 11.5 万 m3/d，占地 20.4ha。该 污水处理厂服务范围为昌平老城区及昌平东扩片区，处理标准为一级 B，退水出路为东沙河。规划昌平污水处理厂流域范围大致为：北起京通铁路，南至怀昌路，东起何营东路以东约 2 公里，西至八 57、达岭高速，不包含中间的东沙河水上公园。（2） 北沙河污水处理厂：规划安排在北沙河以北、回昌路以东，处理规 模 9 万 m3/d，规划占地 9.7ha。该污水处理厂服务范围为巩华城、沙 河高教园区、沙河北组团以及沙河八达岭高速公路以西地区，处理 标准为一级 B，退水出路为沙河水库。（3） 南沙河污水处理厂：规划安排在回昌路以东、沙河水库以南，处理 规模为 5 万 m3/d，规划占地约 10ha。该污水处理厂服务范围为南沙 河以南回龙观以北及八达岭高速公路以西部分地区，处理标准为一 级 B，退水出路为沙河水库。（4） 马池口（埝头）污水处理厂：安排在京密引水渠以南，幸福河以东 处，处理规模为 3 58、万 m3/d，规划占地 7ha。该污水处理厂服务范围为 昌平卫星城八达岭高速公路以西地区、马池口镇以及埝头地区，处 理标准为一级 B，退水出路为幸福河。（5） 百善污水处理厂：位于现状阿苏卫垃圾填埋场附近，处理规模为 1.6 万 m3/d，规划占地约 3ha，该污水处理厂服务范围为百善镇及六环路 北侧的流研所等地区，处理标准为一级 B，退水出路为孟祖河。虽然根据上述规划，远期昌平污水处理厂将扩建至 11.5 万 m3/d，占地 由目前的 8ha 扩建到 20.4ha。但是考虑到目前东扩片区的迅速发展，如果不 及时提升污水厂的处理能力，必然将对东扩片区的开发建设带来不可避免 的负面影响，甚至关系59、到整个昌平新城的建设实施。基于本项目的迫切性， 考虑先利用厂区现有空地，新建污水处理单元，解决当前东扩片区迅速发展所产生污水的处理之需。远期在增加污水厂占地的前提下，再进一步扩北京市市政工程设计研究总院有限公司39大污水厂处理能力，完善处理设施。4.2.4 供水规划昌平新城 31、32、33 街区控制性详细规划深化方案说明中 对昌平新城东部新区需水量预测进行了描述，内容如下：规划昌平新城东部新区居住人口约为 10 万人，规划建设用地约为1144.4 公顷（不包括发展备用地约 206.3 公顷），规划总建筑面积约为 1051.4万平方米，其中公共设施用地建筑面积约为 224.4 万平方米，多功能60、建筑面积约为 269.1 万平方米，居住建筑面积约为 359.4 万平方米。根据北京城 市总体规划（20042020 年），昌平新城总体规划（20052020）、北 京市城市基础设施专业规划指标研究等综合确定的该地区规划用水指标（工业用地 50 立方米/公顷日，居住及公建建筑面积 412 升/平米日），预 测昌平新城东部新区规划总需水量约为 5.2 万立方米/日，规划考虑高日变 化系数为 1.3，管网漏损率按 12计算，则该地区规划高日供水量约为 7.57 万立方米/日。4.2.5 污水排除与治理规划昌平新城 31、32、33 街区控制性详细规划深化方案说明中 对昌平新城东部新区污水处理厂及污61、水处理规划描述如下：根据昌平新城规划（2005 年-2020 年），昌平新城东部新区污水排除 属于昌平污水处理厂流域范围。昌平污水处理厂现状处理规模为 5.4 万立方 米/日，处理等级为二级处理。规划需将该污水处理厂进行扩建，规划规模 为 11.5 万立方米/日，其占地按照远期规模控制为 20.4 公顷。规划昌平污水 处理厂主要承担昌平老城区及东部新区的污水处理，处理标准为一级 B 标 准，退水出路为东沙河。目前，该规划用地范围内，部分城市道路已经铺设污水管道，规划保 留现状污水管道，并沿其它规划道路修建污水管道，最终排入昌平污水处 理厂进行处理。4.2.6 再生水利用规划（1）昌平区域再生水62、规划昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）再生水回用专项 规划中对昌平区的再生水回用量进行了规划设计和分析，结论如表 4-1：表 4-1 昌平新城再生水高日需水量统计表（m3/d）昌平组团马池口组团沙河组团百善地区绿化用水量229127301132651355冲厕用水量5470718505330426464河道景观用水量120000216740道路压尘浇洒用水量111013212118831048合计10072029018798648867管网漏失率12086348295831064高日需水量11280632500894479931考虑管网漏失，昌平新城再生水总需求量为 24.63、5 万 m3/d。 昌平新城区域内有规划污水处理厂 5 座，分别为昌平污水处理厂，北沙河污水处理厂，南沙河污水处理厂，马池口污水处理厂，百善污水处理 厂等。总污水处理能力约为 45.1 万 m3/d。考虑南沙河污水处理厂位于南沙 河以南，其将来再生水回用范围不属于昌平新城，因此，规划确定昌平新 城的再生水水源为昌平污水处理厂，北沙河污水处理厂，马池口污水处理 厂和百善污水处理厂 4 座污水处理厂的出水，可供水量为 35.1 万 m3/d。昌平新城再生水供需情况见表 4-2。表 4-2 昌平新城再生水供需平衡分析表（万 m3/d）水源需水量昌平组团17.011.3沙河组团11.58.9马池口组团64、5.03.3百善地区1.61.0合计35.124.5由表 4-2 可见，污水处理厂处理水量均大于再生水需水量，因此昌平新 城回用水系统可以实现供需平衡。同时，对于昌平组团，要求昌平污水处 理厂提供再生水水量为 11.3 万 m3/d。（2）东部新区再生水规划昌平新城 31、32、33 街区控制性详细规划深化方案说明中 对昌平新城东部新区中水利用规划描述如下：中水利用对象：昌平新城东部新区中水利用对象主要为绿化用水、住 宅和公建冲厕水、道路浇洒用水部分河湖景观用水。中水必须经过深度处 理加消毒，中水水质标准须达到生活杂用水水质标准的要求，能够满 足绿化用水、冲厕水、道路浇洒用水及景观用水的水质要65、求。中水利用规划：根据预测昌平新城东部新区中水利用量高日约为 4.8 万 立方米/日（考虑 12%管道漏损），规划昌平新城东部新区中水利用主要由昌 平中水处理厂供给，规划在建设用地范围内沿主要市政道路布置环状中水 管网，并穿过东沙河，与东沙河以西中水干线衔接。4.2.7 规划再生水回用管道 昌平组团被八达岭高速公路、东沙河分隔成为东扩、老城、西扩三个部分，由于八达岭高速公路在昌平组团段基本为高架，而东沙河规划河道 较低且需要单独供应高品质再生水，因此，规划考虑昌平组团分为东扩、东沙河、老城加西扩三个部分进行考虑。 为尽量减少各区域之间的再生水供水的影响，规划考虑分别规划三组再生水出厂干管，分别66、向东扩（2 根 DN800mm）、东沙河（DN400mm）、 老城加西扩（2 根 DN1000mm）三个部分进行供水。其中规划沿东沙河绿 化隔离带布置一根 DN400mm 管道对东沙河补水，规划分别沿东扩、老城 加西扩两地区内的市政道路布置环状再生水回用管道。4.3污水量预测l 按照昌平新城东部新区发展进程预测昌平新城 31、32、33 街区控制性详细规划深化方案说明中 对供水规划说明：到 2020 年，区域内规划总需水量约为 5.2 万 m3/日；考虑 污水排除率 85，则污水量为 4.42 万 m3/d。根据东部新区建设委员会对发展进程的预测，到 2017 年，东部新区污 水量将达到规划污67、水量的 60左右。依此预测，污水量为 2.65 万 m3/d。同时考虑老城区的发展，并本着充分利用现有空地的原则，取新增污 水处理量 3 万 m3/d。l 按照人均综合生活用水指标预测（1）生活用水量根据城市给水工程规划规范（GB50282-98）的规定，北京市属于特大城市，城市分区属于二区，人均综合生活用水指标为 230-400（L（/ 人.d），见表 4-3：表 4-3 人均综合生活用水指标（L/（人.d）区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区300-540290-530280-520240-450二区230-400210-380190-36068、190-350三区190-330180-320170-310170-300根据昌平新城规划的要求和昌平新城 31、32、33 街区控制性 详细规划深化方案说明，东部新区的居住人口规划控制在 10 万人左右。 取人均综合用水指标为 320（L/（人.d），由此可推算出东扩片区的总供水规模为：0.32（m3/（人.d）100000 人=32000m3/d 考虑污水排除率为 85%，则产生的污水量为： 320000.85=27200m3/d=2.72 万 m3/d（2）工业用水量 昌平新城东部新区，区域内主要以公共服务、居住、工业为主。根据昌平新城31、32、33街区控制性详细规划深化方案文本、昌平69、 新城31、32、33街区控制性详细规划深化方案说明的内容，东部 新区规划总用地面积为1144.5公顷，其中工业用地面积约为117.8公顷，用 地性质为二类工业用地，用水量指标取值2万m3/km2.d。表 4-4 单位工业用地用水量指标(万 m3/km2.d)用地代号工业用地类型用水量指标M1一类工业用地1.20-2.00M2二类工业用地2.00-3.50M3三类工业用地3.00-5.00工业排水量=用地面积用水指标排放系数=1.17820.8=1.885万m3/d（3）总污水量 总排水量=生活污水+工业排水=2.72+1.885=4.605 万 m3/d根据东部新区建设委员会对发展进程的预测70、，到 2017 年，污水量将达 到规划污水量的 60左右。依此预测，污水量为：4.6050.6=2.76 万 m3/d。根据厂区目前的预留用地情况，考虑到未来老城区和东扩片区的发展， 本着充分利用现有空地的原则，取新增污水处理量 3 万 m3/d。4.4进水水质 原昌平污水处理厂设计进水水质见表 4-5。参照现状昌平污水处理厂 2011-2012 年度实际来水水质情况，按照 90%的涵盖率考虑，计算水质结果见表 4-5。表 4-5 昌平污水处理厂实际进水水质（90涵盖率）编号项目单位现况进水水质（90涵盖率）原设计进水水质1生化需氧量（BOD5）mg/L267.31802化学需氧量（CODCr71、）mg/L644.93503总悬浮物（SS）mg/L2982004总氮（TN）mg/L69.935氨氮（NH4-N）mg/L60.99356总磷（TP）mg/L8.4745由表 4-5 可见，现况进水水质较原设计变化很大，所有数值均有大幅度 的提高；昌平再生水厂新建二期工程同现况 5.4 万 m3/d 的设计相隔年代较远，采用原设计的进水水质作为本次设计的进水水质已不符合实际情况， 应依据近年来的实际进水情况确定本次设计的进水水质。本工程进水水质 参 90%的涵盖率计算结果确定，详见表 4-6。表 4-6 昌平再生水厂二期工程进水水质编号项目单位原设计进水水质1生化需氧量（BOD5）mg/L272、702化学需氧量（CODCr）mg/L6503总悬浮物（SS）mg/L3004总氮（TN）mg/L705氨氮（NH4-N）mg/L606总磷（TP）mg/L8.5注：设计水温 12。4.5出水水质昌平污水处理厂的退水出路为东沙河，属类水体。根据 2012 年 7 月1 日起实施的城市污水处理厂水污染物排放标准（DB11/890-2012）规定， 新（改，扩）建的北京地区城镇污水处理厂排入、类水体的水污染物 排放限值执行 B 标准。其中有关本次设计的指标总结如表 4-7。表 4-7 城市污水处理厂水污染物排放标准基本控制项目A 标准B 标准pH6-96-9化学需氧量（COD）2030生化需氧量（73、BOD5）46悬浮物（SS）55总氮（以 N 计）1015氨氮（以 N 计）1.0（1.5）1.5（2.5）总磷（以 P 计）0.20.3色度/稀释倍数1015基本控制项目A 标准B 标准粪大肠菌群数/(MPN/L)5001000同时，考虑到本次设计的出水还将用于景观用水、城市杂用水和河道 补水等再生水用途，本工程处理出水考虑同时也能满足相关再生水水质标 准的要求。城市污水再生利用景观环境用水水质（GB/T189212002)如下表所 示：表 4-8 城市污水再生利用景观环境用水水质名称及单位城市污水再生利用景观环境用水水质（GB/T18921-2002)观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水河74、道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类COD(mg/l)-BOD5(mg/l)1066SS(mg/l)2010-动植物油-石油类1阴离子表面活性剂0.5总氮(mg/l)15氨氮(mg/l)5总磷(mg/l)1.00.51.00.5PH 值69色度30粪大肠菌群数（个/L）100002000500不得检出总大肠菌群数（个/L）-浊度-5.0嗅-余氯（mg/l)0.05(氯接触时间不应低于 30min，采用加氯消毒时有此要求)溶解性总固体（mg/l）-基本要求无漂浮物，无令人不愉快的嗅和味水温-序号项目冲厕道路清扫、 消防城市绿 化车辆冲 洗建筑施 工1PH6.09.02色/度303嗅无不快感4浊度/75、NTU510105205溶解性总固体/(mg/L) 1500150010001000-6五日生化需氧量（BOD5）/(mg/L) 10152010157氨氮/（mg/L）10102010158阴离子表面活性剂/（mg/L）1.01.01.00.51.09铁/（mg/L）0.3-0.3-10锰/（mg/L）0.1-0.1-11溶解氧/（mg/L）1.012总余氯/（mg/L）接触 30min 后1.0，管网末端0.213总大肠菌群/（个/L）3城市污水再生利用城市杂用水水质（GB18920-2002）如下表所示： 表 4-9 城市污水再生利用杂用水水质根据以上各项标准，最终确定本次昌平再生水厂二76、期工程的出水水质 如下表所示：表 4-10 昌平再生水厂二期工程出水水质编号项目单位出水水质1生化需氧量（BOD5）mg/L62化学需氧量（CODCr）mg/L303总悬浮物 SSmg/L54总氮（TN）mg/L155氨氮 NH4-Nmg/L1.5（2.5）6总磷 TPmg/L0.37色度度158粪大肠菌群数MPN/L5009总大肠菌群个/L310总余氯mg/L接触 30min 后1.0， 管网末端0.2说明：（1） 按照月平均出水 COD 达到该值进行设计，且进水中溶解性不可生物降解 COD 值小于 20mg/l时才能保证该出水指标。（2） 按照月平均出水 TN 达到该值进行设计。（3） 总77、大肠杆菌控制进入市政再生水管网部分的出水指标；粪大肠杆菌控制排入河道等的出水指 标。（4） 总余氯控制进入市政再生水管网部分的出水指标；4.6处理程度 根据本次昌平污水处理厂设计进出水水质，确定主要污染物处理程度，详见表 4-11：表 4-11 进出水水质及处理程度（单位：mg/L）CODBOD5SSTPTNNH3-N进水6502703008.57060出水30650.3151.5处理程度（）95.497.898.396.578.697.55昌平污水处理厂厂区现况5.1处理能力昌平污水处理厂现况包括 5.4 万 m3/d 污水处理系统，3.2 万 m3/d（土建 规模，设备规模 2 万 m3/78、d）再生水处理系统，还有一座处理能力 200T/d 的 粪便消纳场。按原设计，该占地范围可设置 8 万 m3/d 污水处理厂，3.2 万 m3/d 再生水处理厂。5.2用地情况昌平污水处理厂总占地 8ha，其中厂区现在已建的污水处理厂一期工程 占地 4.89ha，再生水工程占地 0.85ha，粪便消纳场占地 0.42ha；本期工程用 地已涵盖在 8ha 范围内，剩余可利用土地面积为 1.84ha 左右，生物处理及 深度处理部分工程实际用地 1.55ha。平面布局详见图 5-1。图 5-1昌平污水处理厂用地分布图5.3污水处理系统现况现况污水处理系统采用卡鲁塞尔 2000 式氧化沟工艺，对污水进79、行二级 生物处理，并考虑除磷、脱氮的要求。污泥经预浓缩、脱水处理后外运。 处理出水满足原北京市水污染物排放标准的二级排放标准。5.4再生水处理系统现况再生水厂工程建设规模为近期 2 万 m3/d，远期 3.2 万 m3/d；工程土建 规模按远期实施，设备按近期实施。工程采用超滤膜工艺处理再生水，处理出水满足城市污水再生利用 景观环境用水水质(GB/T18921-2002)和城市污水再生利用城市杂用水水 质(GB/T18920-2002)的水质标准。5.5厂区布置情况5.5.1 污水处理厂处理建、构筑物 包括以下内容：（1）办公区：位于厂区东北部，主要为综合办公楼、传达室、热泵机房等。（2）预处80、理区：位于厂区西北角，主要构筑物为进水井，粗格栅间，进水 提升泵井，细格栅间及旋流沉砂池等；（3）生物处理区位于厂区中部北侧，主要构筑物为选择池，氧化沟、沉淀 池及污泥泵井等；（4）污泥处理区：位于厂区中部西侧，主要建、构筑物为贮泥池和浓缩脱 水机房等；（5）厂区设总变电室一处，位于厂区中部西侧，在污泥处理系统和预处理 系统之间；退水设分变电室一处，位于厂区中部东侧，在综合办公楼 南侧。5.5.2 再生水处理工程建、构筑物 再生水处理系统位于厂区东南部区域。该处理区的建、构筑物包括：调节池和中和池、膜深度处理车间、清水池、配水泵房、二氧化氯加氯间、 热泵机房、配电室等，主体工艺路线构筑物由南向81、北布置。5.5.3 粪便消纳场 粪便消纳场位于厂区西南角，其污水处理设置位于总变电室西侧。6方案选择6.1预处理系统方案 预处理作为污水处理厂的第一个处理单元，对于保证后续处理设施的稳定运行具有重要作用。 预处理一般包括粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池几部分。 粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的 杂物。污水进入污水处理厂后，须由污水泵提升至细格栅及沉砂池，污水提 升泵房的形式多种多样，有干式泵房，湿式泵房，根据结构形式又可分为 地上式、地下式泵房等，可供使用的污水提升泵有卧式泵、立式泵、潜污 泵等。细格栅82、用于截留水中较小的漂浮、悬浮杂物，降低后续处理设施出现 堵塞、设备磨损的几率。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于 0.2mm，密度 2.65t/m3 的砂粒，以 保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。昌平污水处理厂一期和二期工程共用一套预处理系统，考虑到二期工 程新建以后预处理负荷的增加，设备性能也需调整，本设计将对预处理某 些构筑物和设备进行改扩建和更换。6.1.1 粗格栅间及进水泵房现况设有 2 台间隙为 15mm 耙齿式的粗格栅，处理能力为 5.22=10.4万 m3/d，而本次设计峰值进水总流量为 8.31.3=10.8 万 m3/d，稍大于现况粗格栅总进水能力；而且现况粗格栅虽进行了一些83、改造，但拦截效果不理 想，造成后续细格栅运行负荷加大。为保证系统良好运行，增加栅渣截留 效果，拟将粗格栅调换为间隙 15mm 的三索式粗格栅。现有提升泵共计 4 台，提升能力分别为 2 台 1500m3/h 和 2 台 800m3/h。 由于进水提升量加大，需将潜水泵能力更换为 1530m3/h；由于细格栅型式 的更换和沉砂池型式的调整，泵扬程调整为 15.5m，因此需更换 4 台潜水泵。现况进水泵房的土建和其余设备等都维持原状。6.1.2 出水井、细格栅和旋流沉砂池 现状情况：现况泵房出水井对应进水泵房的 4 根出水管，共为 4 格，出水井尺寸 为 14001000mm（出水管管径为 60084、mm）和 11001000mm（出水管管径 为 450mm）。细格栅渠道共 2 条，尺寸为 WH=15001600mm，每条渠道上安装 1 套回转式细格栅，栅条间隙 6mm；每条渠道设计流量为 5.2 万 m3/d，合计 流量为 10.4 万 m3/d。由于回转式细格栅处理效果不理想，为了加大栅渣拦 截量，处理厂已将回转式格栅更换为 5mm 网板格栅，设备处理能力为 7.8 万 m3/d。在目前厂区进水量在 4 万 m3/d 左右的状态下，可以正常运行，运 行几年来效果不错。但受现况渠道深度限制，来水高峰时栅前水位接近溢 出。旋流沉砂池为 2 座圆形钢制池体，直径 4.2m，处理能力 8 万 85、m3/d。旋 流沉砂池的出水最终经 3 个出水配水井分别流入后续的选择池，出水管管 径为 700mm。每座出水井尺寸为 13001300mm；在沉砂池出水井南侧是超越管出水井，其尺寸为 15001300mm。配套有 2 间砂水分离车间，分别位于细格栅间南北两侧。 调整内容和方式：根据现况细格栅能力，在现况来水峰值流量时能力已接近饱和，更不 能满足二期工程实施后 10.8 万 m3/d 的峰值流量，因此需扩大设备能力。由 于处理厂近年来采用网板格栅运行效果良好，本次工程将继续选用该类型 格栅。现况 2 座旋流沉砂池仅能满足 8 万 m3/d 的处理能力，二期工程实施后， 峰值处理能力达 10.886、 万 m3/d，需扩大沉砂池的处理能力。同时考虑到曝气 沉砂池较旋流沉砂池的除砂效果更好，在厂区占地条件允许的情况下，设 计将现况旋流沉砂池调整为曝气沉砂池。实施方式： 根据周边用地情况，拟将目前旋流沉砂池北侧的仓库机修间拆除，在其位置上新建细格栅间和曝气沉砂池，负责全厂污水的预处理，满足峰值 处理能力为 10.8 万 m3/d。待其完成后废弃现况细格栅间和旋流沉砂池，恢 复建设仓库机修间。同时需拆除现况流量计井，在其东侧，现况泵房出水井西侧新建一座 泵房出水井，出水汇合后由南向北经一根 D1200mm 的出水管进入新建细格 栅进水井。在此 D1200 出水管上新建 1 座流量计井，尺寸为 387、.32.5 2.0m； 同时在曝气沉砂池的 3 根出水管上加装流量计（井）。6.2生物处理方案6.2.1 污水可生化性分析 污水生物处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化。因此对污水成分的分析以及判断污北京市市政工程设计研究总院有限公司44水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。 所谓污水可生化性的实质是指污水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能。研究 污染物可生化性的目的在于了解污染物质的分子结构能否在生物作用下分 解到环境所允许的结构形态，以及是否有足够快的分解速度。所以对污水 进行可88、生化性研究只研究可否采用生物处理，并不研究分解成什么产物， 即使有机污染物被生物污泥吸附而去除也是可以的。因此在停留时间较短 的处理设备中，某些物质来不及被分解，允许其随污泥排放处理。事实上， 生物处理并不要求将有机物全部分解成 CO2、H2O 和硝酸盐等，而只要求将水中污染物去除到环境所允许的程度。6.2.2 污水可生物处理的衡量指标（1）BOD5/CODCrBOD5 和 CODCr 是污水生物处理工程中常用的两个水质指标，用 BOD5/COD 值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一 般情况下，BOD5/CODCr 值越大，说明污水可生物处理性越好，综合国内外 的研究成果，参89、照表 6-1 所列的数据来评价污水的可生物降解性能。表 6-1污水可生化性评价参考数据BOD5/CODcr0.450.30.450.20.30.2可生化性好较好较难不宜昌平污水处理厂进水水质 BOD5/CODcr=270/650=0.42，可生化性较好， 因此采用生物处理方法进行处理是较为经济合理的方法。（2）BOD5/TN该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中 必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行，一般认为， BOD5/TN35，即可认为污水碳源可供反硝化菌利用。本工程进水 NH3-N 浓度90、为 61mg/L，TN 浓度为 70mg/L。本工程 BOD5/TN=3.86，碳源较为丰富，采用生物脱氮时，可保证反硝 化的顺利进行。（3）BOD5/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为，较高的 BOD5 负荷可以取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是 BOD5/TP=20，有机 基质不同对除磷也有影响。一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力 较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。而磷释放得越充分， 其摄取量也就越大，本工程 BOD5/TP=32，可以采用生物除磷工艺。6.2.3 污水中污染物去除原理 不同的污染物以不同的方式去除，污染物的去除决定了污水处理工艺91、流程。城市污水主要的污染物有三类：第一类是悬浮物 SS，第二类为有机 污染物 BOD5 和 COD，第三类为无机营养盐 N 和 P。污染物的去除机理如 下：SS 的去除污水中 SS（Suspended solids）的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机 颗粒和大粒径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小粒径的有机颗粒 靠微生物的降解作用去除，而小粒径的无机颗粒（包括粒径大小在胶体和 亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水处理出水中悬浮物浓度不单涉及到出水 SS 指标，还因为组成出水 悬浮物的主要物质是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，因92、此对出 水的 BOD5、COD 等指标也有很大影响，经过二级处理后，处理水中残留 的悬浮物以颗粒从 1mm 到 10m 的生物絮凝体和未被凝聚的胶体颗粒，这 些颗粒大部分都是有机性的，二级处理出水的 BOD5 中 5080都是来源于这些颗粒。所以控制污水处理后出水的 SS 指标是最基本的，也是很重要的。 为了降低出水中的悬浮物浓度，需要在工程中采用适当的措施，例如选用适当的污泥负荷（F/M 值）以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用 较小的沉淀池的表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬 浮层的吸附网捕作用或者生物滤池的拦截作用等。在污水处理方案选用合 理，工艺参数取值合理，单体设计优93、化的前提下，完全能够使出水 SS 指标 在 10mg/L 以下。BOD5 的去除污水中 BOD（Bio-chemical Oxygen Demand）的去除是靠微生物的吸附 作用和微生物的代谢作用完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合 成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能 量，其最终产物是 CO2 和 H2O 等稳定物质。这也就是污水中 BOD5 的降解过程。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（例如低分子有 机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用。而非溶解性有机物则首 先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用94、。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，从而可以使处理出 水中的残余 BOD5 浓度很低。COD 的去除污水中 COD（Chemical Oxygen Demand）去除的原理与 BOD 基本相同。COD 的去除率取决于污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。 对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相似的工业废水组成的城市污水，其 BOD5/COD 比值往往接近 0.45 甚至大于 0.45，其污水的可生 化性较好，出水中 COD 值可以控制在较低的水平。氮的去除 氮（Nitrogen）是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛95、存在于城市污水中。在进水中，氮以 NH3-N 及有机氮的形式存在，这两种形式的氮之和 称为凯氏氮，用 TKN（Total kjelddly Nitrogen）表示。一般情况下，城市污 水中 NO2-N 和 NO3-N 的量很少。氮是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥 一起从水中去除，这部分氮量通常占所去除的 BOD5 的 5%。污水脱氮方法分为物理化学脱氮和生物脱氮。(1) 物理化学脱氮 物理化学脱氮有折点氯化法，选择性离子交换法及空气吹托法。 折点氯化法：NH4+ + 1.5HOCl1.5H2O + 2.5H+ +0.5N2+1.5Cl-氯投加量与 NH3-N 重量比为96、 7.6:1，由于污水水质地不同，投加量将大 于理论值；此外，1mg/L 的 NH3-N 消耗 14.3mg/L 碱度（CaCO3 计），一般 需要向污水中投加 NaOH 和石灰来补充污水碱度的不足，并对余氯进行脱除，以免毒害鱼类水生生物，余氯脱除可用还原性的二氯化硫将余氯还原 成氯离子或用活性炭吸附。选择性离子交换法nR- A+ + Bn+Rn-Bn+ + nA+离子交换树脂对各种离子所表现的不同亲和力或选择性是离子交换的 基本条件。该法存在的主要问题是进入交换柱的 SS 要求不大于 35mg/L， 以免增加水头损失，堵塞沸石床，饱和后必须对沸石进行再生，以恢复其 离子交换能力。国外小型污水97、处理厂中有应用。空气吹脱法：污水中氨氮以 NH4+、NH3 的形式存在。NH4+n NH3+H+当 pH 升高到 11 左右时几乎所有 NH4+都转化成 NH3 的形式，若加以搅 拌、吹脱等物理作用可以使 NH3 从水中向大气转移，因此氨吹脱包括以下 三个要素：一是提升 pH 值，二是在吹脱塔中形成水滴，三是通过向吹脱塔 鼓风，增大汽水接触。该法主要问题是调 pH 至 1011 需要大量的碱，产生大量污泥，增加 处理成本和污泥处理量。水温 20 摄氏度、pH 大于 9 的条件下，为保证 90 的脱氮效果，气水比在 3950m3/m3 左右，动力费用较高。一般物理化学方法需要加药剂，产生污泥量大98、，运行费用较高，应用 条件较严，操作难度大，一般情况下很少采用。(2) 生物脱氮 在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥龄足够长的情况下被进一步氧化成硝酸盐。因为氮在水体中北京市市政工程设计研究总院有限公司49是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处 理厂出水必须控制的指标之一。x脱氮菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐 NO -N 中的氧来氧化有机物， 将硝酸盐中的氮还原成氮气，从而完成污水的脱氮过程。利用生物脱氮工 艺是目前广泛采用的污水处理工艺，因此是本方案工艺选型主要考虑的重 点之一。因此，要达到生物脱氮的目的，完成硝化是先决条件。因99、为硝化菌属 于自养菌，其比生长率 s 明显小于异养菌的比生长率 h，生物脱氮系统维 持硝化的必要条件是 s，即系统必须在较低的污泥负荷条件下运行，使 得系统的泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。或者采用生物膜法，可以同 时达到硝化及反硝化的目的。磷的去除将磷（Phosphorize）从污水中除去，可以采用化学法，也可以采用生 物法。(1)化学除磷 化学除磷是向污水中投加三价盐（一般是铝盐或铁盐，二价铁应保证在曝气池内被氧化成三价铁），使之与污水中的磷酸盐形成难溶化合物，经 过沉淀从水中去除。固液分离可单独进行也可与初沉污泥和二沉污泥的固 液分离相结合，按化学药剂投加点的不同，化学除磷又可以分为前置100、沉淀、 协同沉淀和后置沉淀三种。前置沉淀是将化学药剂投加于初沉池进水处， 形成的沉淀物与初次沉淀污泥一起排除；协同沉淀的投加点可以是初沉池 出水口，曝气池或二沉池进水口，形成的沉淀与剩余污泥一起排除；后置沉淀的投加点是二级处理后的专属除磷设施中。化学除磷在德国应用广泛，一般去除 1 千克磷需投加 2.7 千克 Fe 或 1.3千克 Al。投加量由试验确定，与进水 TP 及期望去除率密切相关。化 学 除 磷 使 产 泥量 增 加 ， 仅 由 沉 淀 剂 与 磷 结 合 生成 的 干 泥 量 达2.3kg/kgFe 或 3.6kg/kgAl， 若考虑污水中其他沉淀物， 实际泥量可达2.5kg/kg101、Fe 或 4.0kg/kgAl，在初沉池投药，初沉泥量增加 50100，如设 后续生物处理，全厂泥量增加 6070，在二沉池中投药活性污泥增加 3545，全厂泥量增加 1025。采用化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施， 因此特别适用于旧厂增加除磷功能。缺点是药剂消耗量大、剩余污泥量增 加、消耗水中的碱度，处理成本增加。一般只有在生物除磷无法达到出水 要求时，才考虑化学除磷。(2) 生物除磷 生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收易降解有机物，并转化为 PHB（聚 羟丁酸） 储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的 102、PHB 产生能量， 用于细胞的合成和吸磷，形成高磷浓度污泥，随剩余污泥一起排出系统， 从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本 较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，应将富磷污泥尽快排出 系统，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。在厌氧段释放 1mg 的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量 用于细胞合成、增殖，能够吸收 22.4mg 的磷。因此磷的吸收取决于磷的 释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为 1%以下，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到 传103、统活性污泥法的 23 倍，在设计中往往采用 2.53.5%。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下优势增长，随后 进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝 气池前设置厌氧段，并对污泥中易降解有机物含量进行控制。另外，生物除磷对污泥处理有限制条件，不能采用污泥的厌氧硝化处 理方式，污泥的浓缩最好也不要采用污泥停留时间长的重力浓缩方式，应 为在这些条件下，污泥内的磷会二次释放而进入水中，通过脱水机出水或 者浓缩池的出水又回到污水处理系统中。因此，考虑到二期工程占地条件的限制，除磷方式的选择采用生物+化 学除磷。6.2.4 污水生物处理方案6.2.5 污水处理方案选择104、 污水生化处理工艺类型浩繁、范围极宽，就本项工程的现有工艺、处理规模、进水水质以及处理要求而言，其生化处理系统的选择范围应主要 是活性污泥法这一类较为常规且成熟的工艺。活性污泥法有多种处理工艺， 城市二级污水处理厂常用的强化生物除磷脱氮工艺有：AAO 除磷脱氮工艺、 氧化沟工艺、SBR 工艺等等。随着工艺的不断发展、改进，形成了目前比 较典型的工艺：如 UCT 工艺、改良 UCT 工艺、AAO 工艺、改良 AAO、 ORBAL 氧化沟工艺、CARROUSEL-2000 氧化沟工艺、ICEAS 工艺、CAST工艺等。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105、存在差异，根据进出水水质，本工程的主要功 能为去除污水中悬浮物、有机污染物和总氮、总磷。由 AAO 工艺进一步发展的多段 AO 工艺通常由 24 段缺氧/好氧顺序 排列组成，原水分别在各段的缺氧区进入反应器，回流污泥回流到系统的 首端，通常不设内回流设施。其特点为：（1）缺氧/好氧交替布置，省去传统 A/A/O 工艺的硝化液内回流设施，且 可充分利用原水中的碳源进行反硝化，对低 C/N 城市生活污水的高效 脱氮尤其有利。内循环系统不仅增加项目的建设投资，且运行时需要 消耗大量的能量。（2）由于污水分散进入各段，其总的稀释作用被推迟，系统各段悬浮物浓 度(MLSS)呈梯度分布。和传统 A/A/O106、 工艺或其它单级脱氮工艺相比， 在流入终沉池 MLSS 相同的情况下，分段进水 A/A/O 工艺比常规营养 物去除工艺具有较多的污泥储量和较长的固体停留时间，且不增加二 沉池固体负荷。设置不同的进水点和不同的进水流量分配比，可使分 段进水 A/A/O 工艺系统平均 MLSS 较普通 A/O 系统增加 35%70%， 从而增加了单位池容的处理能力，大大降低脱氮所需的池容。（3）缺氧区进水，一方面可以充分利用原水中的易生物降解 COD，为反硝 化提供碳源，节省外碳源投加量；另外，缺氧区进水，反硝化消耗大 量的可利用碳源，使得进入好氧区的可利用碳源较少，异养菌的生长 受到限制，利于自养硝化菌的生长。107、（4）缺氧区和好氧区交替存在，因此，缺氧区反硝化产生的碱度对好氧区 硝化时消耗的碱度有一定的补充，可以避免硝化碱度不足的情况发 生；此外，缺氧、好氧交替布置，每段的缺氧区相当于一个高负荷的 选择器，可有效抑制丝状菌污泥膨胀。（5）由于污水分散进入反应池，系统抗冲击负荷能力增强。根据目前国内外的污水处理厂工程建设项目的工程实践和运行效果比 较，考虑到本工程进水水质特点和出水水质要求，多段 AO 工艺在总池容、 污泥回流、处理效率方面传统 A2O 工艺更具优势，本项目推荐采用多段 AO 工艺作为生化处理比选工艺方案之一。由于要求出水水质标准较高，因此如果污水处理系统采用生物处理工 艺，则还需进行进108、一步的深度处理。污水再生利用常用的工艺有：混凝 沉淀（澄清）过滤消毒工艺，絮凝过滤消毒工艺，高效沉淀池+连 续流砂滤消毒工艺，生物滤池+滤布滤池臭氧消毒工艺，MBR+臭氧消 毒工艺等。传统的混凝沉淀（澄清）过滤消毒工艺虽然能满足对出水水质 的要求，但由于流程长，运行管理复杂，占地大等不利条件而受到限制。絮凝过滤消毒工艺处理流程简洁，节省占地面积，减少投资和运 行费用。高效沉淀池+连续流砂滤消毒工艺也有相当的优势，其处理工艺流程 简洁，处理构筑物少，对进水水质的适应性强，不间断的连续反冲洗过程， 运行简单；耗电量低，运行费低。本工程水处理系统选择该工艺作为备选 方案之一。生物滤池+滤布滤池臭氧消109、毒工艺，生物滤池进一步去除总氮和有机 物，滤布滤池进一步降低出水的悬浮物和浊度，臭氧可降低出水色度并达 到消毒杀菌的目的，但占地面积大，处理单元多，设备工艺复杂，系统的 安全性差。本工程水处理系统选择该工艺作为备选方案之一。MBR+臭氧消毒工艺，适合中小型污水处理厂，占地面积小，适应地区 的逐步开发而逐渐增加的水量，出水水质稳定。针对本工程进水浓度的特北京市市政工程设计研究总院有限公司57点，MBR+臭氧消毒工艺的处理效果要优于其它再生水处理工艺，其出水水 质高而且稳定。为保证提供高质量的再生水水源，本工程水处理系统选择 该工艺作为备选方案之一。根据前面所述并结合本工程进水水质特点及所要求的处110、理程度、国内 外的应用情况、需要占地小等得特点，本工程设计的再生水处理部分提出 3 个工艺方案：方案一：MBR 工艺方案二：多段 AO+连续流砂滤工艺 方案三：多段 AO+脱硝滤池+滤布滤池工艺工艺方案一：MBR 工艺 膜生物反应器主要由膜组件和膜生物反应器两部分构成。大量的微生物（活性污泥）在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分 接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有 机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截流等作用对废水和污泥混合液进 行固液分离。大分子物质等被浓缩后返回生物反应器，从而避免了微生物 的流失。生物处理系统和膜分离组件的有机组合，不仅提高了系111、统的出水 水质和运行的稳定程度，还延长了难降解大分子物质在生物反应器中的水 力停留时间，加强了系统对难降解物质的去除效果。该方案的工艺流程如下：图 6-1 方案一工艺流程示意图工艺特点：l MBR 工艺流程短，构筑物少，布置紧凑，占地面积小；l MBR 生物池中的混合液浓度较常规曝气生物池高，可以部分提高污 水处理程度，或在处理程度相同的条件下减少池容；l 出水水质最优；l MBR 工艺中的膜组件直接置于混合液中，需要采用空气擦洗和抽吸 泵提供动力产水，因此动力费较高；l 膜寿命较短，需定期更换，导致运行成本增加；l 投资较高；l 对于水量的冲击负荷承受力较低，运行的安全性系数较低，潜在的 环112、境影响问题大；工艺方案二：多段 AO+连续流砂滤工艺分段进水 AO 工艺由厌氧段和 24 段缺氧/好氧顺序排列组成。工艺流 程见下图：图 6-2多段 AO 模式工艺流程示意图多段 A/O 分段进水工艺设置 3-4 段缺氧/好氧交替功能区，第一段的缺 氧区主要对回流污泥中的 NOx-N 进行反硝化，同时，进入该区的污水为反 硝化提供碳源。然后，混合液流入第一段的好氧区进行硝化反应，反应后 的混合污水流入到第二段的缺氧区进行反硝化，同时，第二段缺氧区进入 的污水为反硝化提供碳源。混合液再进入到第二段的好氧区进行硝化反应， 以后各段以此类推。由于最后一段进入的污水只发生了硝化反应，没有反 硝化的条件113、，所以出水将含有一定的硝态氮。因此，对出水总氮有严格要 求的污水处理工程，可以考虑最后一段不投加污水，只投加外碳源，并在 最后的好氧区加大曝气量，以去除碳有机物。多段 AO 处理工艺适应水质水量变化，耐冲击负荷能力强，运行效果 好。该工艺生物池由多段缺氧池及好氧池组成，污水在此完成二级生化反 应，以去除 BOD5、COD、TN、TP 等污染物。多段 AO 工艺生物池出水进 入沉淀池进行固液分离，沉淀池出水进入深度处理工段。在运行过程中，多段 AO 工艺采用多点进水，各进水点水量可灵活分 配，运行调控灵活，并且出水水质可选择，在停运深度处理运行工段时， 出水可达现有城镇污水处理厂控制排放 B 标114、准，对水体环境影响小。高效沉淀池由三个主要部分组成：一个“反应池”，一个“预沉池浓缩池”以及一个“斜管分离池”，是集混凝反应与沉淀为一体的水处理构筑物， 具有表明负荷高、占地面积小，出水水质好的优点。反应池分为两个部分， 一个是快速混凝搅拌反应池，另一个是慢速混凝推流式反应池，整个反应 池可获得大量高密度、均质的矾花。矾花慢速地从一个大的预沉区进入到 澄清区，这样可避免损坏矾花或产生旋涡，确使大量的悬浮固体颗粒在该 区均匀沉积。矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：一 层位于排泥斗上部，一层位于其下部，上层为再循环污泥的浓缩，下层是 产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的115、矾花沉淀，澄清水 由一个集水槽系统回收。连续流砂滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，它不 需停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均和初滤液等 问题；不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门；无需单设混凝、 澄清池，无需混凝、澄清用机械设备。因此占地面积更紧凑，运行费用更 经济。整个连续流砂滤器包括水路、砂路和气路： 水路：原水通过位于设备上部的进水管进入砂滤系统内，并经位于过滤器底部的布水器被均匀分布于整个滤床截面，上向逆流通过滤料层，经 过滤床的过滤作用将原水中的污染物截留过滤，过滤后的滤液从滤床顶部 的出水堰溢流至出水管。砂路：原水通过滤床过滤的同时，滤料中污116、染物的含量不断增加，并 且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。污染的砂粒沿着导砂斗均匀滑 落至底部的锥斗内。位于过滤器中央的空气提升泵在压缩空气的作用下将底层的滤料提升至过滤器顶部的洗砂器中清洗。在压缩空气提升砂粒紊流上升的过程中，压缩空气可对砂粒上粘附的 污染物进行初步的擦洗分离，并被提升至过滤器顶部的洗砂器。砂粒沿着 波纹管状的洗砂器的缝隙向下滑落，少量的滤液沿着波纹管的缝隙由下向 上，与从顶部落下的石英砂进行多次折向、逆流的清洗，净砂利用自重返 回砂床的顶部，整个洗砂过程一直连续、缓慢地进行。同时，含有大量悬 浮物的洗砂废水通过洗砂废水排放管排出。气路：砂粒的循环依靠压缩空气的气提作用，117、在上升管的顶部空气被 释放。通过气动控制柜，控制压缩空气进入每一套过滤组件的压缩空气的 量和压力，从而调节滤料循环的速度和冲洗强度。由于滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因 此絮凝作用可在过滤器内完成。过滤器内滤料清洁及时，可承受较高的进 水污染物浓度。连续流砂滤器特殊的内部结构及其自身特点，使得混凝、 澄清、过滤在同一个池体内全部完成。连续流砂滤系统由相应导砂斗、内部过滤单元、进水管道、滤液出水 管道、冲洗水出水管、内部过滤单元与相应管道间的弹性连接、空压机和 控制系统等组成。内部过滤单元包括进出水管、布水器、洗砂器、冲洗水 出水管和空气提升泵套管等。进出水管和冲洗水出水118、管都位于过滤单元的 上部。该方案的工艺流程如下：图 6-3 方案二工艺流程示意图 连续流砂滤的工艺特点是： 节约空间，可在同一过滤器内完成混凝、沉淀及过滤功能； 通过投加化学除磷剂，可有效去除原水中的 SS、TP 及部分有机物 等； 过滤效率高，24 小时连续工作，不需停机反冲洗。不需反冲洗风机、 水泵、阀门及其它附属设施； 运行费用低； 维护简便，过滤器在运行过程当中除滤料外没有任何转动部件，故 障率低，维护费用省； 投加铁盐或铝盐，可以进一步降低处理水中磷污染物的含量； 优质的滤料更加耐磨损，降低了损耗，减少了运行费用；系统自动运行，操作简便，不需太多的人工操作。工艺方案三：多段 AO +119、脱硝滤池+滤布滤池 与工艺方案二类似，生物处理段也采用多段 AO 工艺，但是在生物反应池以后的后续深度处理接脱硝滤池+滤布滤池工艺。该方案的工艺流程如下。图 6-4 工艺方案三流程图 反硝化生物滤池其基本原理是以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、膜和填料的物理吸附 作用以及反应器内食物多级捕食作用等。将生物滤池设计成具有好氧区域 和缺氧区域的形式，可实现硝化、反硝化过程，在去除有机物的同时达到 脱氮的目的。滤布滤池是目前世界上较先进的过滤器，主要用于废水的深度处理与 中水回用。滤布滤池过滤工艺通过微孔滤布的固定孔径将水中的大颗粒悬 浮物截留，然后采用120、一定方式将截留的悬浮物外排。过滤期间，滤盘处于 静态，有利于污泥的池底沉积。反冲洗期间，滤盘匀速旋转。反冲洗泵利 用中空管内的滤后水冲洗滤布，洗除滤布上积聚的污泥颗粒，并排除反冲 洗水。滤布滤池出水水质优于粒料滤池。当水力负荷及污泥负荷远大于常 规砂滤负荷时，滤布滤池仍能保持高的去除效率，保证较好的出水水质。该处理工艺特点：l 滤速高，单独生物滤池占地面积较少；l 有较多工程运行实例；l 反硝化滤池和过滤单元独立设置，全部污水经过两次过滤，出水 SS保证率相对较高；l 水头损失适中； 针对上述各工艺的特点，提出三个备选方案进行比较。 方案一： MBR 工艺方案二：多段 AO+连续流砂滤工艺 方121、案三：多段 AO+脱硝滤池+滤布滤池工艺6.2.6 污水处理工艺方案比较 此处仅对其除磷脱氮工艺系统进行综合比较。 1）出水水质三个方案同样具有强化生物脱氮除磷功能，出水水质能达到要求的出 水水质。2）曝气设备及能耗 三个方案都采用鼓风曝气，微孔曝气系统氧的转移率较高，采用自动控制，供氧量调节灵活，节能效果明显。3）回流及搅拌设备MBR 工艺需好氧混合液回流、缺氧混合液回流、好氧池至膜池的混合 液循环；MBR 工艺在厌氧段、缺氧段、好氧段均需设置搅拌器（推进器）； 动力能耗高。多段 AO 工艺需好氧混合液回流；多段 AO 工艺在厌氧段、缺氧段需设 置搅拌器（推进器）；有动力能耗。4）预处理三个122、方案均采用相同的处理工艺：粗格栅提升泵细格栅-曝气沉砂北京市市政工程设计研究总院有限公司59池。5）污泥处理 三个方案均采用相同的污泥浓缩+深度处理的工艺方案。 6）技术性能比较工艺方案的技术性能比较见表 6-3。7）经济比较MBR 工艺造价最高，运行费用最大；多段 AO+连续流砂滤工艺造价最 低，运行费用最低；详见表 6-2。表 6-2经济指标比较序 号项目单位指标数值方案一方案二方案三MBR多段 AO+砂滤多段 AO+DN 池1总投资万元18433.5012426.1114556.582总成本万元/年466834793688.92单位处理总成本元/立方米4.263.183.373经营成本万123、元/年306323952420.91单位经营成本元/立方米2.802.192.214年耗电量万度1095.30707.37742.70单位水量电耗度/立方米1.0000.6460.6785建设用地公顷1.441.551.556工程费万元14875.419887.1011669.21单位水量工程费元/立方米4958.473295.703889.747工程建设其他费用万元2019.201465.261667.40昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）表 6-3工艺方案技术性能比较表工艺方案优点缺点方案 1 MBR 工艺1. MBR 工艺流程短，构筑物少，布置紧凑，占地面积小，适合采用地下布置形式124、，可节省埋地部分的土建投资；2. MBR 生物池中的混合液浓度较常规曝气生物池高，可 以部分提高污水处理程度，或在处理程度相同的条件下 减少池容；3. 出水水质最优；1. MBR 工艺中的膜组件直接置于混合液中，需要采用空气擦洗和抽吸泵提供动力产水，因此动力费较高；2. 膜寿命较短，需定期更换，导致运行成本增加；3. 投资较高；4. 对于水量的冲击负荷承受力较低，运行的安全性系数 较低，潜在的环境影响问题大；方案 2多段 AO+连续流砂 滤工艺1. 适应水质水量变化，耐冲击负荷能力强，运行效果可靠；2. 采用多点进水、多段 AO 工艺，运行调控灵活；3. 出水水质可选择，在停运深度处理运行工段125、时，出水为 一级 B，对水体环境影响小；4. 占地面积较少；5. 连续流砂滤池运行费用低，操作管理方便；1. 由于生物池后接高效沉淀池和砂滤池，占地面积较MBR 大；2. 工艺流程长，处理构筑物多；3. 地面上构筑物平面布置略显凌乱，不利于整体景观的 布局；方案 3多段 AO+脱硝生物 滤池+滤布滤池工艺1. 适应水质水量变化，耐冲击负荷能力强，运行效果可靠；2. 采用多点进水、多段 AO 工艺，运行调控灵活；3. 出水水质可选择，在停运深度处理运行工段时，出水为 一级 B，对水体环境影响小；4. 有较多工程运行实例；5. 反硝化滤池和过滤单元独立设置，全部污水经过两次过 滤，出水 SS 保证126、率相对较高；1. 由于生物池后接两级滤池，占地面积大；2. 工艺流程长，处理构筑物多，管理较复杂；3. 地面上构筑物平面布置略显凌乱，不利于整体景观的 布局；4. 后接滤布滤池，不能稳定实现单独的过滤功能；5. 反冲洗水量相对较大，生物滤池一般为进水的 10%左 右，滤布滤池一般为进水的 3%左右；6. 上向流进水方式，由于处理二级出水，不如给水厂水质清洁，位于构筑物下部的长柄滤头容易堵塞，堵塞 后不易清理；60北京市市政工程设计研究总院有限公司通过以上比较可以看出，方案一占地虽少，但其投资成本大，运行维 护费用高，耗电量大；而方案二、三采用多段 AO 生物处理工艺，在水质 适应、运行管理、节127、能等方面较好，虽然需要生物池系统和后续深度处理 两级构筑物，但出水水质稳定，对水质、水量的适应性强，且运行费用较 低，综合考虑昌平污水处理厂水质的不稳定性，以及未来的运行方便及节 约资金，采用方案二、三(即多段 AO 生物处理工艺)作为污水生物处理工艺。连续流砂滤池采用上向流过滤与洗砂同时进行，能够 24 小时连续自动 运行，无需停机反冲洗，提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统， 能耗极低，系统无需维护，管理简便，可无人值守。生物滤池和滤布滤池 需要的反冲洗水量相对较大，且生物滤池的长柄滤头容易堵塞，对运行管 理的要求较高，因此采用方案二“AAO+连续流砂滤工艺”作为推荐的再生水 处理工艺128、。6.2.7 化学除磷方案 根据生物除磷原理，生物除磷对运行外部条件要求较高，尤其对进水中易降解 BOD 要求较高，为了稳定达到出水磷酸盐(以 P 计) 0.3mg/L 的处 理要求，采用生物除磷工艺有一定的难度，本工程进水 TP8.5mg/L，依靠 生物处理使出水达到 0.3mg/L 难以实现，为此在设计中增加化学除磷设施。处理构筑物的先后位置对化学除磷效果有重要的影响，基本排列顺序 有 3 种：化学单元在生物单元之前的化学预沉方案(化学强化一级处理)、化 学单元在生物单元之后的化学后沉方案(三级处理)、生物单元与化学单元合 并的方案（生物化学联合处理，协同沉淀）。化学预沉方式需新建构筑物，129、且加药量大，产生大量化学污泥大、运 行费用高，无法发挥生物除磷经济节能的优势。北京市市政工程设计研究总院有限公司70由于污水处理工艺多段 AO 生物池，设置了沉淀池，协同沉淀方案可 以将药剂投加在生物池出水井中，不需要增加额外的构筑物，不但可以保 证充分的混合和足够的混凝剂水解絮凝时间，同时有利于维持较高的污泥 浓度，有利于生物合成的高效稳定进行，适合于生物除磷工艺的化学强化 除磷处理。化学后沉方案需要增加后续反应池和过滤池，投资有所增加，工艺过 程稍复杂；高效沉淀池是集混凝反应与沉淀为一体的水处理构筑物，具有 表明负荷高、占地面积小，出水水质好的优点，是在混合/絮凝/沉淀的三个 基本工艺的组130、成中进行的改进优化；高效沉淀池具有如下优点：l 水力负荷高，大大超过常规沉淀池的表明负荷；l 污染物去除率高，CODcr、BOD5 和 SS 的去除率分别可达到 60%、 60%和 85%；l 由于常用小比例的回流，加强反应池内部循环并且增加了外部污泥 循环，提高了分子间相互接触的几率，使絮凝剂在循环中得到充分利用， 减少药剂投加量，降低运行成本；l 在沉淀区分离出的污泥在浓缩区进行浓缩，提高污泥含水率，使污 泥含水率达到 95%以上；高密度沉淀池出水中会带出少量细小较轻的矾花，可以通过连续流砂 过滤进行截留。连续流砂过滤器是一种连续过滤设备，系统采用升流式流 动床过滤原理和单一均质滤料，过滤131、与洗砂同时进行，能够 24 小时连续自 动运行，无需停机反冲洗，巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲 洗系统，能耗极低。系统无需维护，管理简便，可无人值守。因此其占地 面积更紧凑，运行费用更经济。基于本工程受占地限制和沉淀池负荷的影响，本工程考虑深度处理系 统采用高效沉淀池和活性砂过滤池的协同作用的工艺，一方面能够实现污 水的除磷和出水 SS 的达标，另一方面由于高效沉淀池的水力负荷高，活性 砂过滤器的紧凑布置型式，总体可减少占地；因此本工程推荐采用化学后 沉方案。同时本工程设计中也考虑设有协同沉淀的功能。目前，大多数污水处理厂采用铁系或铝系混凝剂作为化学除磷药剂。 考虑到铁系混凝剂会使出132、水带有颜色，因此推荐采用铝系混凝剂 PAC 作为 附加化学除磷药剂。处理系统的化学除磷药剂投加可在高效沉淀池前端和生物池出水处投 加，以确保出水 TP0.3mg/L。6.3污泥处理方案 污泥处理工艺是污水处理厂运行工艺中的重要组成部分，污水处理产生的污泥由于含有大量的有机污染物，易于腐化变臭，如不进行处理或妥 善的处置，将对环境产生不良影响，造成二次污染，所以必须采用适当的 工艺进行处理后，使之达到稳定化、减量化、无害化与资源化的要求，避 免产生二次污染问题，降低污泥含水率，减少污泥体积，并减少污泥处置 费用。二级生物处理工艺产生的污泥主要由生物池处理单元产生的剩余污泥 和化学除磷产生的污泥组133、成，本工程污泥处理采用污泥物化改性+机械压滤 处理工艺。具体流程为：1、含水率 99.2%的剩余污泥和化学除磷污泥经输送系统运输至三台浓 缩机内，浓缩后含水率为 95%的污泥经管道进入储泥池，通过计量设备按一定计量泵入调理池；2、将污泥专用改性剂经计量泵按一定的比例和顺序也输送到污泥调理 池，进行充分的搅拌、改性、均化；3、改性后的污泥用污泥膜泵输送至特种高压压榨式板框压滤机进行压 榨脱水，脱水后的污泥的含水率降至 60%以下；4、污泥外运出厂，压滤液经管道重新回到污水处理厂处理。6.4除臭方案 城市污水处理厂有臭气产生，主要以挥发性有机物以及硫化氢、甲硫醇、氨等恶臭物质为主。考虑到本污水处理134、厂的的区域特点，本工程对厂 内新建、改建污水处理构筑产生的臭气均进行封闭收集，经过处理后排放， 以减少污水处理厂对周边环境的气体印象，努力实现污水处理厂与周边环 境的协调统一。目前污水处理厂主要除臭方法有：化学除臭法、活性炭吸附法、生物 除臭法、臭氧氧化法、土壤除臭法、燃烧除臭法。6.4.1 化学除臭法 该方法是利用臭气成分与化学药液的主要成分间发生不可逆的化学反应，生成新的无臭物质以达到脱臭的目的。它适合处理处理臭气风量高、 中高浓度的臭气，对于臭气浓度的变动有很高的适应性。其示意流程框图 如下：图 6-5 化学除臭法示意图本方法主要使用以下的药液洗净组合：1）水+（次氯酸钠+氢氧化钠）混合135、液2）酸+（次氯酸钠+氢氧化钠）混合液3）酸+氢氧化钠 药液对恶臭的去除（中和）可参考以下化学式： 氨 2NH3+H2SO4(NH4)2SO4三甲氨 2(CH3)N+H2SO4(N(CH3)3H)SO4 H2S+2NaOHNa2S+2H2O CH3SH+NaOHCH3SNa+H2O CO2+2NaOHNa2CO3+H2OH2S4NaClOH2SO44NaClCH3SH3NaClOCH3SO3H3NaCl (CH3)3S3NaClO(CH3)2SO33NaCl6.4.2 活性炭吸附法 本方法是将含有恶臭物质的臭气通过充填有各种吸附剂的吸附塔来吸附臭气成分的处理方法。 吸附剂采用各种的活性炭，因使136、用环境的不同应采用适合的活性炭。 活性炭是用椰子壳，煤，木片等作高温处理、活化而得到的。其表面有无数微细的孔（孔是由 16100 埃多海棉状的多孔质构造），故吸附物质 能力强。每 1g 活性炭的表面面积约 5002000m2。为了提高处理效果一般会增添活化处理及加入药物等工序。大部分 的活性炭交换周期约为 1 年。活性炭吸附与其它除臭方法进行组合除臭，椰壳炭是比较经济实用的 活性炭。活性炭吸附法除臭的示意流程框图如下图：图 6-6 活性炭吸附法示意图6.4.3 生物除臭法 这是一种利用硫磺氧化细菌和硝化细菌等好氧性微生物的代谢机能作用将硫化物和氨等臭气物质氧化分解进行除臭的方法。通过开发可以固137、定 微生物的载体填料以及装置的集约化来实现高效的除臭效果。臭气中的恶臭物质被填料表面的水分溶解、吸收、吸附、进而被填料 表面上栖息的微生物分解氧化而产生无臭的氧化物。这些恶臭物质同时又为微生物的繁殖提供了能量来源。 为了维持微生物的生长和酸性氧化物的顺利排出，适当的补充水分是不可缺少的，所以塔的上部必须要进行间歇的或连续的散水给填料补充水 分。生物除臭具体流程如下图：图 6-7 生物除臭法示意图6.4.4 臭氧氧化法 臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化能力分解恶臭物质，同时也利用臭氧和恶臭成分进行中和作用的一种除臭方法。臭氧产生由臭氧产生器放电产 生。由于臭氧的氧化分解反应在气相时会很缓慢，因此采用138、预加湿的方法 来提高反应速度。即将臭氧通入循环喷淋液。这样既能氧化分解溶解在水 中的臭气成分，又产生了富含溶解态臭氧的喷淋水，在接触塔内对臭气进 行分解。这样通过喷雾清洗的方法可以提高对臭气的处理效果。近年来出现过利用“臭氧活性炭吸附”或“臭氧催化氧化”等组合的 除臭方法。臭氧氧化法除臭过程具体见下图：图 6-8 臭氧氧化法除臭示意图6.4.5 土壤除臭法 土壤除臭其实也是一种生物除臭方式，其作用是将含有恶臭物质的臭气气体通过土壤，让土壤中栖息的微生物将臭气成分氧化分解。 该法对高浓度臭气以及臭气浓度变动较大的臭气效果不佳，而且与其它处理方法相比需要更多的设置面积（处理 1m3/min 风量平139、均需要 35m2的占地面积）。土壤除臭床的四壁和底部需铺设隔膜来防止渗漏与短路，支撑床（鹅 卵石，砂）的上面需堆积 40cm 以上通气性和渗水性良好的土壤，再在上面 种植草坪并布置洒水设备。下部配置导风管(PVC 管等)，底部配置排水设备用以将雨水或多余的洒 水排出。土壤除臭的具体如下图：图 6-9 土壤除臭法示意图6.4.6 燃烧除臭法 燃烧除臭法包括直接燃烧除臭法和催化燃烧除臭法两种。 直接燃烧法是把含有恶臭物质的臭气气体直接通入除臭炉（焚化炉）中，在 800高温条件下利用燃烧进行分解臭气物质。在高温状态下，有机 物可以得到彻底的分解，所以除臭效率很高。虽然燃料费用较高，但是除 臭效果很好140、。爆炸浓度极限以下的高浓度臭气处理适合采用这种方法。催化燃烧法是在白金，钯等作为催化剂的条件下，用热交换器把恶臭 物质加热到 350左右进行分解的方法。这种方法比直接燃烧法费用少，同 样适合于处理爆炸浓度极限以下的高浓度臭气。臭气中硫化氢爆炸极限为 61ppm，氨的爆炸极限值：106ppm。 燃烧除臭法具体见下图：图 6-10 燃烧除臭法示意图6.4.7 除臭方法的比较 以上列举的是目前使用的几种臭气脱除办法，各有优缺点，在实际运用中应根据具体要求选定采用的方法。对各种除臭的方式进行综合的技术 比较如表 6-4：6.4.8 除臭方案确定 根据厂区环境以及周边环境的的要求，本工程拟对厂区主要生产141、产生的臭气进行收集处理；内容包括： 预处理系统现况粗格栅间和进水泵井，本次工程改建的细格栅间和曝气沉砂池。 污泥处理系统新建污泥深度处理车间，现况储泥池和污泥浓缩脱水机房。生物处理系统本工程 AAO 生物池的厌氧段和缺氧段。 三个系统的臭气风量总体比较大，因此选用比较经济和高效的方式作为本工程除臭方法。从以上技术比较可以看出，臭氧氧化法，化学除臭法、 活性炭吸附法运行费用高，管理维护比较复杂，在本工程中不适合选用； 土壤除臭方式运行费用较低，但占地面积和初期投资比较大；臭气燃烧法 管理环节多，运行费用高，而且有二次污染的问题。对于本工程来说，选用生物除臭方式运行费用比较省，工程投资和占 地面积142、小。虽然生物除臭对气温比较敏感，但本项目除臭处理的气体经加 热后在冬季也可满足生物除臭的要求，因此拟采用生物除臭方式对臭气进 行处理。昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）表 6-4 除臭方法比较表项目药液洗净法活性炭吸附法充填式生物除臭法臭氧氧化法土壤除臭法燃烧除臭法概要本方法采用复数药液和不可 逆转的化学反应来对恶臭物 质进行去除。它适合处理臭 气风量高、中高浓度的臭气， 对于臭气浓度的变动有很强 的适应性。 本方法主要使用以下的药液 洗净组合： 水（次氯酸纳氢氧化钠） 混合液酸（次氯酸纳氢氧化 钠）混合液酸氢氧化钠 药液对恶臭的除去（中和） 可参考以下的化学式。酸洗 净氨2NH3 H2143、SO4(NH4)2SO4三甲氨 2(CH3)NH2SO4N(CH3)3HSO4碱洗净硫化氢 H2S2NaOHNa2S2H2O甲硫醇 CH3SH NaOHCH3SNaH2O二氧化碳 CO2 2NaOHNa2CO3H2O次氯酸纳洗净 硫化氢 H2S4NaClOH2SO44NaCl本方法是将含有恶臭物 质的臭气通过充填有各 种吸附剂的吸附塔来吸 附臭气成分的处理方法。 吸附剂采用各种的活性 炭，因使用环境的不同应 采用适合的活性炭。 活性炭是用椰子壳，煤， 木片等作高温处理、活化 而得到的。其表面有无数 微细的孔(孔是由 16 100 多海棉状的多孔质 构造)，故吸附物质能力 强。每 1g 活性炭的144、表面 面积约 5002，000m2。 为了提高处理效果一般 会增添活化处理及加入 药物等工序。大部分的活 性炭交换周期约为 1 年。 活性炭吸附与其它除臭 方法进行组合除臭，椰壳 炭是比较经济实用的活 性炭。这是一种利用硫磺氧化细 菌和硝化细菌等好氧性微 生物的代谢机能作用将硫 化物和氨等臭气物质氧化 分解进行除臭的方法。通 过开发可以固定微生物的 载体填料以及装置的集约 化来实现高效的除臭效 果。 臭气中的恶臭物质被填料 表面的水分溶解、吸收、 吸附、进而被填料表面上 栖息的微生物分解氧化而 产生无臭的氧化物。这些 恶臭物质同时又为微生物 的繁殖提供了能量来源。 为了维持微生物的生长和 酸性145、氧化物的顺利排出， 适当的补充水分是不可缺 少的，所以塔的上部必须 要进行间歇的或连续的散 水给填料补充水分。 针对高浓度的臭气，可以 考虑安装活性炭吸附塔作 为后处理或保险装置可获 得稳定的处理效果。臭氧发生器（通过两极间 的介电质，利用高电压进 行无声放电产生臭气）是 根据臭氧的氧化能力分解 恶臭物质，同时也利用臭 氧和恶臭成分起中和作用 的一种除臭方法。臭氧产 生量为臭氧产生器放电电 力，即每 1kW 为 60gO3/时以上。由于臭氧的氧化分解反应 在气相时会很缓慢，因此 采用预加湿的方法来提高 反应速度。即将臭氧通入 循环喷淋液。这样既能氧 化分解溶解在水中的臭气 成分，又产生了富含溶146、解 态臭氧的喷淋水，在接触 塔内对臭气进行分解。这 样通过喷雾清洗的方法可 以提高对臭气的处理效 果。 近年来见到过利用“臭氧 活性炭吸附”或“臭氧催 化氧化”等组合的除臭方 法。这是一种将含有恶臭物质 的臭气气体通过土壤，让 土壤中栖息的微生物将臭 气成分氧化分解的除臭方 法。 该法对高浓度臭气以及臭 气浓度变动较大的臭气效 果不佳，而且与其它处理 方法相比需要更多的设置 面积（处理 1m3/min 风量平 均需要 35m3 的占地面 积）。 土壤除臭床的四壁和底部 需铺设隔膜来防止渗漏与 短路，支撑床（鹅卵石， 砂）的上面需堆积 40cm 以 上通气性和渗水性良好的 土壤，再在上面种植草坪147、 并布置洒水设备。 下部配置导风管(PVC 管 等)，底部配置排水设备用 以将雨水或多余的洒水排 出。燃烧除臭法包括直接燃烧 除臭法和催化燃烧除臭法 两种。 直接燃烧法是把含有恶臭 物质的臭气气体直接通入 除臭炉（焚化炉）内的火 熖，于 800条件下利用燃 烧进行分解的方法。在高 温状态下，有机物可以得 到彻底的分解，所以除臭 效率很高。虽然燃料费用 较高，但是除臭效果很好。 爆炸浓度极限以下的高浓 度臭气处理适合采用这种 方法。 催化燃烧法是在白金，钯 等作为催化剂的条件下， 用热交换器把恶臭物质加 热到 350左右进行分解的 方法。这种方法比直接燃 烧法费用少，同样适合于 处理爆炸浓度极限148、以下的 高浓度臭气。硫化氢爆炸极限： 61ppm氨爆炸极限值：106ppm75北京市市政工程设计研究总院有限公司项目药液洗净法活性炭吸附法充填式生物除臭法臭氧氧化法土壤除臭法燃烧除臭法甲硫醇 CH3SH 3NaClOCH3SO3H3NaCl 二甲硫 (CH3)3S 3NaClO(CH3)2SO33NaCl特点使用药液洗净法来处理恶臭 物质能得到比较稳定的除臭 效果。 处理臭气风量高的情况下可 使用多个小型处理装置，这 样不只除臭效果能够提高， 而且单位风量所需的管理费 用也比其它方法便宜。 在管理严格的地区，药品臭 气等的二次污染的后处理可 考虑使用活性碳吸附塔。 去除恶臭物质主要利用以下 药149、品：去除硫化物 氢氧化钠， 次氯酸纳去除氨化合物 硫酸，盐 酸 另外，除了要掌握使用合适 的药液，拥有药品管理知识 及在工作时须穿戴那些防护 用具的相关知识都是不可缺 少的，在某些场合还可能要 求管理者有特定的资格和执 照。我们还须要根据不同种 类的药品向有关部门申请药 品保管和使用资格。 日常需要管理的设备较多，一般地颗粒状活性炭被 较多地利用于除臭，其除 臭効果好、稳定性高，因 其运行管理的方便性与 容易性目前设置比较多。 一般而言，建设费，运行 管理费都比较贵，但以下 是本法适用事例。周围环境要求高效除 臭性能的情况要求运行管理容易的 情况与其它处理方法组合 使用来提高除臭效果除臭用散水150、和排水有 限制的情况处理风量明显少的情 况 小风量的场合下比其它 方式价格低。 另外，恶臭物质浓度高的 情况下会减少吸附剂的 使用时间。 当流入臭气中有雾气存 在时会导致吸附塔内变 成湿润状况，引成臭气能 力下降，压力损失增加而本方法的适用范围广，从 低浓度到高浓度的臭气都 可处理。另外，微生物可 以根据臭气成份的不同而 相应地自然增殖，因此运 行管理十分容易简便，运 转费用也相对低廉，却能 达到很好的除臭效果。本 方法有以下的特点：运行管理容易，能保持 稳定的处理效果，运行管 理费用低。运行管理上的安全性 高。装置可以小型化、集约 化，占地面积小。由于利用了微生物的代 谢机能，需要一段驯养时151、 间让其发挥功用。（12 個 月左右）长时间停止运转后也需 要再驯养。对于酸性氧化物的排 出、水分补充，连续的或 间歇的散水是必要的。因为是生物除臭方式，臭氧的特性是能除去低浓 度的恶臭物质，适合处理 大风量的除臭装置。 但是，臭氧在水中的溶解 度很小（约为臭氧产生量 的 5 %），由于该氧化反应 在气相中速度很慢，故该 法处理效率较低。 为了防止残留臭氧引起的 二次公害，臭氧分解装置（硫代硫酸钠洗净或活性 碳吸附）是必须安装的。本方法的除臭对象为小风 量且低浓度臭气，适合于 能确保用地面积的情况 下。其优点为建设费比其 它的处理方式低。另外， 运行费用仅为除臭风机的 动力消耗，并且如果在其 152、表面铺设草坪可改善景 观。 另一方面，土壤除臭床经 过长期的土壤压实作用而 造成压力损失增大；日积 月累的裂痕等会导致臭气 短路，故定期翻耕或新土 替换等维护管理是必要 的。 除臭处理过程中产生的排 水中的氧化生成物会令土 壤酸性化，所以须用石灰 进行中和，或在混凝土壁 面和底面上铺设隔膜以防 止腐食。本方法被期待用来处理高 浓度臭气。 然而，如果万一臭气不能 被完全氧化，有可能会让 臭气浓度加强，加重对环 境的污染。 另外，硫化氢被氧化成二 氧化硫，和空气中的水分 结合为亚硫酸，有引发二 次污染（可导致酸雨）的 隐患。 还有，该方法在处理大风 量（臭气浓度较低时）有 运行费用过高的缺点。项目153、药液洗净法活性炭吸附法充填式生物除臭法臭氧氧化法土壤除臭法燃烧除臭法对于自控系统和检测仪表 等，定期的维护管理是不可 缺少的。减低除臭效果。这时便要 考虑设置雾气分离器。故处理效果容易受温度影 响。（温度需在 10oC 以上）臭 气 性 能低 浓度高 浓度(吸附剂的使用量会増 加)(除臭効果降低)(除臭効果降低)(硫化氢的彻底除去是个 难点)占地面积建设费（中）（中）（中）（大）（小）（大）主要设备除臭风机洗净塔循环泵药液泵药液注 入泵中和罐控制盘除臭风机活性炭吸 附塔除臭排水中和装置 套)除臭风机充填式生物 脱臭塔活性炭吸附塔座) 需要时设置臭氧产生器空气压縮 机洗浄槽（层）循环 水槽循环水154、泵药液循环泵药液循环水槽原液贮 留罐原液注入泵运转控制 盘除臭风机土壤除臭床除臭炉热交換器余热锅炉烟囱除臭风机燃烧装置燃烧用空气风机燃料貯留罐，燃料移送 泵服务罐燃料供給泵运行管理（中）（中）（小）（中）（小）（大）项目药液洗净法活性炭吸附法充填式生物除臭法臭氧氧化法土壤除臭法燃烧除臭法费运 行 管 理低浓 度高浓 度(吸附剂需经常更换)（需考虑防止土壤酸性化 的对策）（须考虑消除硫化氢气体 的对策）操作的难 易度（普通）（容）（容）（普通）（容）（普通）管理上的 注意点药液储存槽四周加设防漏 堤堰。事先准备好泄漏时的中和 药品。操作时须戴上保护用具(眼 镜，橡胶手套，长靴等)。药品管理者可能155、需要有相 关管理知识、资格、执照等。须向各所管辖机构提交有 关药品的设置申请及使用申 请。自动控制运转，检验器等 需作定期的检查管理。处理风量、臭气浓度、 交换周期等使用条件改 变时需重新设定。为了减少臭气中的粉 尘、雾气对吸附剂的吸附 能力下降以及对压力损 失増加的影响，须在前方 设置汽水分离器并要作 定期检查。发现吸附剂呈 湿润状态时，应考虑设置 加热器。由于是利用微生物的活动 除臭，故需留意以下事项。维持 pH、温度等微生物 生育条件为了氧化生成物的排出 及保水、保持适当的散水散水用消毒前除去夹雑 物的处理水。避免长时间停止除臭风 机和散水。为了使酸性的除臭排水 流出、用碱溶液来中和， 156、或稀释处理水等。由于是利用臭氧除臭，故 需留意以下事项。不同气体的接触和混合 会减低除臭处理效果。为了处理残留没有反应 的臭氧，必须装置臭氧分 解器。要定期确认残留臭 氧浓度计。为了保持足够的除臭性 能，需监视臭气通过土壤 床时的压力变化，如发现 压力损失上升时需进行土 壤床的翻耕或土壤更换等 作业（把握経年的压力损 失变化）。需定期除草和洒水，每 天洒水 15 分钟，2 至 3 月除草 1 次。燃烧是专业性很强的操 作，必须进行定期修补耐 火材料等维护工作。臭气成分中的硫化氢， 燃烧后臭味虽然消失，但 二氧化硫却成为二次污染 的原因。采用催化燃烧法时，臭 气中的硫化物会导致催化 剂催化能力下157、降。业绩多多逐増加少较多少项目药液洗净法活性炭吸附法充填式生物除臭法臭氧氧化法土壤除臭法燃烧除臭法设计条件空塔速度 1.3m/秒以下 接触时间 1.5 秒以上液气比 3 L/Nm3 增加水量 0.0050.01 L/Nm3空塔速度 0.3m/秒以下 接触时间 1.2 秒以上 各充填层的标准厚度36cm 全体层厚压力损失 1.5kPa(约 150mmAq)以 下空间负荷 150360m3/m3时接触时间 1024 秒 散水量 0.245m3/日(按 除臭风量 1m3/分钟) 空塔速 0.050.3/s参考值 臭氧注入量约 1.7ppm 液气比约 1.4 L/Nm3气体空塔速度约 1.3m/s接触158、时间约 1.5s土壤内通过速度 5mm/s 以 下土壤接触时间约 80s 土壤床的厚度 40cm 以上 土壤内压力损失 1.47kPa(约 150mmAq)以下评价除臭效果好，适用于大、中 风量的除臭处理。 适合有常驻人员的施设。除臭效果好，适用于各种 风量的臭气处理。 日常的运行管理极容易。除臭效果好，适用于大、 中、小风量的臭气处理。 由于是利用微生物进行除 臭处理，故需适度散水。除臭效果一般。 适用于中风量且低浓度臭 气的处理。对于低浓度臭气除臭效果 好，适合中小风量的臭气 处理。由于是利用微生物 进行除臭处理，需保持适 当的洒水。另外，为防止 土壤压实导致压力损失上 升以及短路需要定期159、翻 耕。涂装干燥，树脂干燥工程 等工厂内除臭的工程实例 比较多，另外粪便处理的 除臭也有这方面的工程实 例。昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）6.5设备及预处理工艺选择6.5.1 细格栅污水由进水泵提升至细格栅，细格栅用于进一步去除污水中较小颗粒 的悬浮、漂浮物。随着污水处理厂处理工艺对于污水中的漂浮及悬浮物的 捕获率要求越来越高，对细格栅的技术要求也越来越高。目前，广泛使用 过水栅板采用穿孔式网板形式的细格栅，主要包括：板式格栅（图 6-11.a） 和转鼓格栅（图 6-11.b），表 6-5 对板式格栅和转鼓格栅进行了比较。电机外罩排渣口穿孔栅板密封系统a.板式格栅b.转鼓格栅图 6-160、11 板式格栅和转鼓格栅示意图表 6-5网板式格栅和转鼓格栅的比较项目网板式格栅转鼓格栅工作原理污水在格栅的正面进入，在格栅 两侧通过一层栅网后流出，固体 颗粒截留在栅板上，被栅板上突 出的栅渣阶梯提升到顶部排入 集渣内后排出格栅污水由转鼓前端开放处进入，经过转鼓的栅网时固体颗粒被截 留，污水流到栅后。当栅网被固 体颗粒堵塞达到一定程度后，转 鼓转动将栅渣输送到收集槽内， 后经螺旋体提升排渣栅板清洁方式喷淋水喷淋水+尼龙毛刷穿孔网板材质不锈钢或 UHMW不锈钢栅板形式可单片拆换的栅板，运行维护费用降低整体的转鼓网栅形式，一旦更换必须更换整个栅鼓，维护成本很北京市市政工程设计研究总院有限公司91161、项目网板式格栅转鼓格栅高密封系统栅板密封&侧密封密封性能好，增加了捕获率， 保证了设备的安全可靠性能侧密封捕获率78%以上60%以上渠道形式垂直安装，设备可以根据渠宽还 有水位高度调整合适的设备宽 度和高度，能够适应更多的设计 选择，并最大可能的节约占地面 积整体的转鼓形式，35倾斜安装导致需要较长的渠道，另外一旦 水位或是渠宽发生变化，整个鼓 的大小将发生变化，对水位和渠 道类型的适应性很小，增大了占 地面积驱动装置最小功率 0.75kw，运行能耗较低最小功率 1.1kw，运行能耗相对较大运行安全性可配置专利技术的在线堵塞率 检测系统，一旦发现栅板堵塞超 过设定值，将会向控制系统发出 信号。162、大大的增加了设备的运行 安全可靠性。无堵塞率的跟踪系统板式格栅运行安全性高，采用 UHMW 材质的穿孔栅板，比不锈钢材质捕获率更高，且比不锈钢材质更能防止栅渣的堵塞或是缠绕；采用了双侧 密封系统，提高了捕获性能；在线堵塞率检测系统，运行安全可靠性得到 最大保障。板式格栅占地面积小，垂直安装形式，占地面积比倾斜角度安装要小； 可以通过调整栅板的长度和栅板的数量以适应不同的渠道宽度和水位高度 及流量，结构灵活，不会增加渠道尺寸，占地面积小。（其它类型的转鼓一 旦水位增高，则需增大转鼓的直径，因此渠道的宽度和高度都需相应增加， 占地面积增加）。板式格栅维护成本低，除了栅板本身，活动部件少，磨损减少，163、运行 维护成本低；如果栅板损坏，可以单片更换，备件费用降低（其它类型一 旦栅网损坏则需要更换整个转鼓）；栅板更换容易，只要打开密封即可，操 作简单。鉴于板式格栅的诸多优点，本工程中细格栅采用板式格栅。6.5.2 沉砂池沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。 平流式：平面为长方形，采用机械刮砂。因构造简单，除砂效果较好，加之除砂设备国产化率高，已成为我国建成城市污水厂沉砂池的主要池型； 竖流式：平面为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内， 管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升水流方 向与沉砂方向相反。由于除砂效果差，运行管理不便，因而在国内外城市 污164、水厂极少采用；曝气式：曝气沉砂池与平流式沉砂池一样也是平面呈长方形，只是在 平流沉砂池的侧墙上设置一排空气扩散器，使污水产生横向流动，形成螺 旋形的旋转状态。曝气沉砂池可以克服“平流沉砂池中沉砂夹杂 15%有机 物，使沉砂后续处理难度增加”的缺点。除砂效率高，有机物与砂分离效果 好。大有取代平流式沉砂池之势；旋流式：也称涡流沉砂池，一般设计为圆形，池中心设有 1 台可调速 的旋转浆板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中心 旋转浆板下设有砂斗。它可以通过合理地调节旋转浆板的转速，可以有效 地去除其它形式沉砂池难于去除的细砂（0.1mm 以下的砂粒）。其具有占地 小、除砂效率高等特165、点，并且在国外得到广泛应用，但是这种池型及其除 砂设备均为国外专利，其关键设备为国外产品，因此，涡流式沉砂池在国 内的普及为时尚早。从运行看，曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋 流速度，除砂效果稳定，受流量变化影响较小。同时，还对污水起到预曝 气作用。在厂区占地允许的情况下，曝气沉砂池是较为合理的选择。本工程拟采用曝气沉砂池。6.5.3 鼓风机选择 曝气系统又称空气扩散装置，是活性污泥系统至关重要的设备之一。当前广泛用于活性污泥系统的曝气方式主要有鼓风曝气和机械曝气两大 类。本工程设计采用鼓风曝气方式，最主要是基于以下一些因素：l 成熟可靠，具有长期的实际运行经验，操作管理简便166、易行。l 鼓风曝气氧利用率高，设备运行效率高，经常运行费用低。l 设备台数少，鼓风机可通过进、出口导叶片或变频电机方便调节风 量、风压，便于运行管理和检修维护。l 鼓风曝气方式生物池布气均匀，受池型、池深制约小。目前常用鼓风设备主要有离心式鼓风机、罗茨鼓风机、空气悬浮鼓风 机、磁悬浮鼓风机等，由于本工程所选用二级生化处理工艺对于风量及风 压要求较高，罗茨鼓风机及磁悬浮鼓风机单台风量较小，如选用此两种形 式的鼓风设备，需选用较多台数，势必增加工程投资及日常运行成本，因 此只对离心式鼓风机及空气悬浮鼓风机进行技术性能比较，选择其中技术 性能优越者作为本工程推荐鼓风设备。主要技术性能指标比较见表 6167、-6。表 6-6主要技术指标比较表比较项目空气悬浮鼓风机单级高速离心鼓风机大小体积小，建筑面积仅需后者的1/3，节约占地体积大，鼓风机房建筑面积大，需配置大型起重设备重量轻，重量仅为后者的 1/5，不需要特别建设基础重，需要特别设计建设设备基础结构简单复杂附属系统无油箱，齿轮箱，油冷却系统，振动无振动振动大，需要减震措施安装安装非常简便重量大，安装工程复杂噪音本机噪音在 80 分贝以下噪音在 95 分贝以上（一般加隔音罩）机器效率高高轴承比较表 6-7轴承比较表空气悬浮鼓风机轴承单级高速离心鼓风机轴承比较项目空气悬浮鼓风机轴承单级高速离心鼓风机轴承轴承类型空气悬浮轴承滑动轴承润滑油不需要需要特168、别的润滑系统保障机器的正常运行，有严格的操作程序使用寿命半永久性10,000 小时，需要更换维护保养不需要每年需进行两次保养，保养费用高故障率低60%以上的风机故障是由于它产生的使用转速30,00040,000 转/分钟12,00016,000 转/分钟叶轮比较表 6-8叶轮比较表空气悬浮鼓风机叶轮单级高速离心鼓风机叶轮及入口导叶比较项目空气悬浮鼓风机叶轮单级高速离心鼓风机叶轮材质SUS630 高强度不锈钢铸铝合金制造工艺失蜡法精密铸造，规模化生产，保证产品的稳定性、精确性五轴数控加工中心寿命30 年10 年运行性能材质强度高，耐磨耐腐蚀能力强，长时间高速运转磨损很少，效率 不会下降，性能稳定169、高速运转时，随着素材的磨损，性能的减少比较大，对进风过滤精度 要求高叶轮效率材料抗变形力强, 采用最合适的效率角度及叶轮半径设计, 效率 高, 动作范围广，效率非常高高抗变形能力强一般对空气质量要求低高空气力学性 能因抗变形力余地充分, 并且采用最合适的效率角度设计, 所以效 率高, 动作范围广根本上不是依据材质而是依据设计为了少受压力, 不得不把效率角制 造得低所以效率低, 动作范围减少风量风压调节系统比较表 6-9风量风压调节系统比较表比较项目空气悬浮鼓风机调速系统单级高速离心鼓风机叶轮调速系统类型通过智能化直流调速系统改变轴回转数来调节风压风量通过改变进出口导叶的开度来调节风量效率通过电170、子方式可以频繁的调节风压风量，调节速度快，效率高通过机械方式调节，反应速度慢，范围小，操作难度大工作范围工作范围广，压力调节幅度大，自动根据管网情况调整压力输 出，有效地节约电费压力调整范围小，对 SBR 工艺电费浪费严重电机比较表 6-10电机比较表比较项目空气悬浮鼓风机电机单级高速离心鼓风机电机马达永磁无刷高速直流电机+调速系统高效交流电动机效率分析电机效率高，可达 97%在低负荷状态下效率下降 12%电机效率在满负荷时效率高，可达96%在低负荷状态下效率下降 1030%大小体积小，重量轻体积大寿命电机发热量小，寿命长发热量大，寿命短控制转数可以，调速精度非常高不能风机控制系统比较表 6-171、11控制系统比较表比较项目空气悬浮鼓风机控制面板单级高速离心鼓风机控制盘控制面板有启停按钮，液晶面板上面即时反馈进出口温度，压差，功率，转速和流量等 参数启停按钮，流量，温度等参数控制方式就地，远程就地，远程运行方式启动，停止，无负荷运转启动，停止操作操作简单，可根据压力或溶解氧信号进行随时进行调节可进行简单的调节，调控难度大配套设备不需要需配套流量计、压力计、温度计等投资高鼓风曝气设备的确定 通过上述技术经济性能比较可见，空气悬浮鼓风机无论在技术性能或价格上均由于单级高速离心鼓风机，且该鼓风机尺寸小，重量轻，在用地 紧张的条件下减少了鼓风机房面积；因此本工程选用空气悬浮鼓风机作为 鼓风曝气设172、备。6.5.4 曝气器选型一般情况下曝气的能耗要占整个处理系统能耗的 50-70%。本工程选用 高效节能的专用微孔曝气器。常用微孔曝气器按材料可分为：陶瓷（刚玉）、橡胶膜片和聚乙烯等； 按结构形式可分为：板式，盘式的管式等。目前，在我国主要使用盘式和 管式曝气器。盘式微孔曝气器一般安装在水平配气管道上，而管式微孔曝 气器则是输气和布气合二为一，采用管式微孔曝气器的曝气系统不需要铺 设专门的水平配气管道。常用微孔曝气器的技术经济性能参数比较详见下表。可以发现，它们 的技术性能的差异是很大的，这主要是由于材料和结构形式的不同决定的。 由此，还造成在充氧混合效率，布气均匀性，抗堵塞能力，安装布置方式173、， 连续正常工作时间，使用寿命和日常运行能耗等各方面的很大差异。表 6-12几种常用微孔曝气器的技术性能参数结构形式材料规格(mm)水深(m)单位通气量单位服务面积氧利用率(%)气泡直径(mm)阻力损失(Pa)国产盘式橡胶膜21562-3m3/个h0.50m2/个21.7-23.523800-4700进口盘式橡胶膜21562-3m3/个h2.00m2/个20.0-25.022500-3500国产盘式陶瓷(刚玉)62-3m3/个h0.30-0.60m2/个20.0-28.623840-4050进口管式橡胶膜11463-10m3/个h3.0m2/个20.0-25.02.52500-3500进口管式174、聚乙烯12065-25m3/个h3.0m2/个22.0-28.02.8-3.11500-2500注:国产盘式微孔曝气器的有关数据摘自中国有关生产厂家的技术资料;管式微孔曝气器的有关数据摘自外国有关设备公司的技术资料.表 6-13几种常用微孔曝气器的经济单价参数序号12345形式盘式盘式盘式管式管式材质橡胶膜陶瓷(刚玉)橡胶膜橡胶膜聚乙烯产地国产、合资国产、合资进口进口进口单价120 元人民币/个200 元人民币/个30美元/个42美元/m77美元/m通过对橡胶膜盘式曝气器、刚玉盘式曝气器、橡胶膜管式曝气器和聚乙烯管式曝气器的材料，结构形式，技术性能、布置方式和经济效益等方 面的综合分析和比选，175、结合使用经验，本工程采用微孔膜片盘式曝气器。 6.5.5 污泥浓缩脱水设备目前国内城市污水处理厂最常采用的污泥浓缩脱水方式有带式压滤 机、板框压滤脱水机、离心脱水机等。带式压滤和离心脱水机均有浓缩脱水一体式的机型，带式压滤型式更 多、选择范围更大一些，国产化程度相对较好；而离心机占地少，生产环 境整洁，在国外应用较为普遍。板框压滤机构造简单，过滤推动力大，适 用于各种污泥，脱水后污泥含水率降到 60%以下。表 6-14不同型式脱水机比较带式压滤机离心机板框压滤机优 点1.购置费用较离心机低2.能耗及运行费用低3. 机械设备检修维护相对 容易，一般问题可自行 解决，费用较低4.系统关闭无特殊的要176、求1.外观干净美观，占地小，臭气散发量少， 因此外观好，工作条 件好2.有可快速启动和关 闭的能力3.易于安装4.检修维护量小，频率 少5.占地面积小1.污泥处理后含水率低2. 处理后的污泥可以焚 烧、做建材、填埋、做 垃圾填埋场覆盖土等3.可根据后续处理处置 方式的不同，如填埋、 焚烧、土地利用等灵活 调整物化改性剂配方， 工艺适用性强。4.处理周期短，工作效率 高缺 点1.外观较差，臭味散发大，工作条件较差2.对进泥的性质较敏感3. 由于使用滤带而使寿命 比其它设备相对较短， 需定期更换滤带4.检修维护相对频繁，工 作量大5.占地面积大1.一次性购置费用较高2.能耗较高，运转费用 较高3.177、转桶的磨损造成潜在的维修问题4.需要专业维护人员5. 絮凝剂投加控制严 格，否则滤液中悬浮 固体含量较高6.一般应为连续运行，不易频繁启停1.不能连续运行2.劳动强度大为实现更低的污泥含水率，使得泥质符合城镇处理后的污泥处置： 混合填埋用泥质（GB/T23485-2009）标准的泥质要求，处理后的污泥可以 焚烧、做建材、填埋、做垃圾填埋场覆盖土，经综合比较，确定本工程选 用污泥浓缩+板框压滤机处理污泥的深度处理工艺。7 工程总体设计7.1处理水量 本期工程污水处理能力：3 万 m3/d。 7.2处理程度表 7-1进出水水质及处理程度（单位：mg/L）CODBOD5SSTPTNNH3-N进水65178、02703008.57060最终出水30650.3151.5处理程度（）95.497.898.396.578.697.57.3厂区防洪原厂区设计地面高程已按照防洪标准实施，本次工程厂区防洪与原厂 区一致，地面高程定为 51.952.5m。7.4供电条件本工程采用 10KV 电源供电，采用原总变电室已有 2 路 10kV 电源，原 总变电室 2 路 10kV 电源由新建变配电室高压柜提供，最终供电电源方案由 业主向供电局部门申请后确定。7.5给水条件 上水管接自昌平污水处理厂供水管道，处理厂上水管来自厂外市政给水管网。本次工程自来水用量约为 60m3/d。7.6排水条件 厂区内雨水通过收集后排到179、厂区外东沙河，厂区内生活污水及冲洗水通过厂区内污水管进入集水井或格栅井与污水一起处理。7.7采暖 现况污水处理厂通过综合办公楼西北角处的热泵机房供暖供冷。现况再生水厂通过再生水处理区东侧的热泵机房供暖供冷。本期工程新建后， 供暖面积增大，现有 2 座热泵机房均不能满足要求供暖供冷要求，故新建热泵机房 1 座，对本次工程的建筑物供暖供冷。7.8再生水回用根据昌平新城市政基础设施专项规划（2007-2020 年）再生水回用 专项规划，未来昌平组团高日再生水需水量为 11.3 万 m3/d。考虑到现况昌 平再生水厂处理能力仅为 2 万 m3/d（远期 3.2 万 m3/d），未来再生水的需求 缺口主180、要由昌平污水处理厂的出水提供，其出水回用于建筑冲厕、道路、 绿化浇洒以及河湖景观用水。本工程全部 3 万 m3/d 处理污水经处理后，水质均能达到城市杂用水水 质，同时满足景观用水水质标准；可用于区域绿化、冲洗用水和河湖景观 用水，节省大量水资源。由于目前再生水压力管网系统尚未形成，再生水只能暂用于附近的景 观河道补水；而再生水处理工程已建有 3.2 万 m3/d 能力的清水池和 2 万 m3/d 能力的配水泵房，目前未充分发挥功能；而且本次工程用地零散，不便布 置清水池和配水泵房；故本工程不再兴建该两部分构筑物，暂时共用原再 生水厂的清水池和配水泵，待流域范围内再生水管网初具规模，且远期工 181、程实施时统筹考虑清水池和配水泵房的建设。本设计出水拟接入再生水现况清水池内，最终由再生水厂配水泵房配 送到厂外。7.9厂外道路 现况厂区周围已经有较为完备的道路系统，可用于本次工程的施工运输，且周边车辆不多，对施工期外部交通运输影响不大。本次工程不需修 建厂外道路。7.10 处理厂退水 本工程退水可接入现况污水处理厂退水管，最终排入东沙河。 同时，再生水出水亦可通过拟建的输水管送至厂区西墙外的东沙河滨河公园补水泵站或厂外再生水管网。7.11 污泥、栅渣出路 污水处理过程中产生的污泥，经过浓缩、深度脱水后，统一外运。 污水处理厂产生的栅渣和沉砂池的砂外运到垃圾厂卫生填埋。7.12 厂区平面布置 182、本工程污水生物处理及深度处理系统布置在预留用地区域，该区域面积 15500m2；预处理的细格栅和曝气沉砂池设置在现况厂区的仓库机修间位 置，区域面积为 1350m2；污泥处理新增深度处理车间设置在原处理厂污泥 堆置棚处，区域面积为 685m2。新增部分绿化面积为 4680m2，绿化率为 30.2%。 本项目不仅要考虑新增处理建、构筑物的平面布置，还需新建附属用房（包括机修、仓库、控制室、办公室、会议室、值班宿舍等），同时需考 虑设置道路，与现况厂区道路相连。布置时尽量考虑同已建构筑物协调，保证厂区整体美观大方，同时满 足各项防火距离等要求。具体厂区平面布置见附图 2多段 AO连续流 砂滤工艺平183、面布置图。7.13 厂区竖向设计1）高程布置设计原则：（1）污水经提升后，重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高度， 以节约能源；（2）污水处理厂高程设计中以考虑到土方平衡和建（构）筑 物的美观为原则，确定厂区设计面高程。2）竖向标高 厂区地面与原厂区顺接，高程为 51.952.5m。 7.14 水力流程设计经推算，泵出水井水位为 58.00m，构筑物总水头损失为 6.15m（提升 泵出水井液位至清水池液位）。水力流程详见附图 5多段 AO连续流 砂滤工艺水力流程图。8 工艺设计8.1工艺流程 污水经市政管网收集后，输送至处理厂，污水处理流程如下：图 8-1昌平再生水厂二期工程处理流程图 污水184、从进水管道首先进入粗格栅间，截留较大的污物以保护水泵等重要设备。经过粗格栅后，污水进入进水泵房；经水泵提升，进入细格栅； 经过细格栅截留下较为细小的污物，随后污水进入曝气沉砂池；在曝气沉 砂池中去除掉油脂及比重较大的砂砾后，进入生物池，经过生物处理后， 进入沉淀池进行固液分离；上清液由泵提升后进入高效沉淀池进一步去除 悬浮物、磷和有机物，出水经过连续流砂滤进行过滤，再进入接触池去除 色度，继而经过加氯消毒，随后通过配水泵房加压提升进入再生水管网、 东沙河滨河森林公园补水泵站或排放至东沙河及附近湿地。污泥处理采用浓缩和高压压榨式板框压滤机，处理后含水率低于 60。8.2污水处理系统8.2.1 粗185、格栅间、进水泵房l 概述现况粗格栅间及进水泵房位于西厂界以东（D1400 进水干管中心线距 西厂界 7.4m），旋流沉砂池以西，位于五支一路以南和五支二路以北的区域 内。本次工程没有调整。据 6.1 章节中关于预处理部分的调整概述，需将粗格栅更换为 15mm 间隙的三索式粗格栅，同时将 4 台进水提升泵统一更换为单台 1530m3/h，扬 程 15.5m 的潜水泵，每台均需要变频调节。经核算，现状土建和电动葫芦等设施可以满足潜水泵更换需要，故维 持原状。l 主要设备 粗格栅 数量：2 套参数：间隙 15mm，渠道深 7m功率：3kw进水提升泵数量：共计 4 台，3 用 1 备，变频控制 流量：186、1530m3/h扬程：15.5m 功率：90kw8.2.2 泵房出水井、网板格栅间及曝气沉砂池l 概述 现况泵房出水井、网板格栅间、旋流沉砂池位于进水泵房东侧，位于五支一路以南和五支二路以北的区域内。 需新建泵房出水井，位置在现况流量计井东侧，提升泵出水汇合后由南向北经 D1200mm 出水管进入新建细格栅进水井。在该管路上新建 1 座流 量计井，尺寸为 3.32.52m。据 6.2 章节中关于预处理部分的调整概述，新建内容设在现况细格栅间 及旋流沉砂池北侧（原仓库机修间位置），按照 8.3 万 m3/d 的均值进水流量 新建细格栅间及曝气沉砂池，待其完成后废弃现况细格栅间及旋流沉砂池，并兴建187、仓库机修间。l 设计参数 出水井工艺尺寸：LWH=9.353.35.5m网板格栅间 数量：1 座平均流量：8.3 万 m3/d 峰值流量：10.8 万 m3/d 工艺尺寸：LW=7.5m 8.6ml 主要设备 网板格栅间 网板细格栅规格：孔径 5mm，单台流量 0.628m3/s，渠道宽 1.2m，水深 1.4m数量：3 台，2 用 1 备压榨机（包括溜槽等） 数量：2 套格栅高中压冲洗系统（包括过滤器、水罐等） 数量：2 套手动葫芦 规格：1T，提升高度：9m 数量：1 套叠梁闸材质：铝合金数量：2 套 4-1.20.4m 闸板，6 套-1.22.1m 闸框曝气沉砂池 进水板闸 规格：900188、900mm 数量：2 套桥式除砂机规格：单池设计最大水量 5.4 万 m3/d，气提排砂，单池宽 4m数量：1 套提砂泵 规格：Q=25L/s，H=10m，7kw 数量：2 台罗茨鼓风机规格：，Q=350m3/h，压力 3.5mH2O，5.5kw数量：2 台浮渣冲洗泵 规格：Q=10m3/h，H=10m，2.2kw 数量：1 台砂水分离器 规格：Q=70m3/h 数量：2 套8.2.3 生物池l 概述生物池采用多段 AO 生物处理工艺，设计规模 3 万 m3/d，分 2 组，每 组设厌氧段、多段缺氧好氧段，每组可单独停产检修；每组生物池的尺寸 为：71 25.39m。为了减少生物池内臭气对的环189、境造成影响，本工程对生物池的厌氧池 和缺氧池进行封闭。l 设计参数 数量：2 座单系列流量：1.5 万 m3/d 单系列工艺尺寸： LWH7125.39.0m 池内有效水深：8.0m 单系列有效容积：15000m3 总水力停留时间：24h 厌氧区水力停留时间：1.5h 缺氧区水力停留时间：8.5h 好氧区水力停留时间：14h污泥浓度：4000-6000mg/l 反应池污泥负荷：0.068kgBOD5/kgMLSS.d 泥龄：18d需氧量：1.75kgO2/去除 1kgBOD5 曝气量：190 m3/min 剩余污泥：900m3/d，含水率 99.2% 污泥回流比：R100l 主要设备 曝气器和190、配气系统参数北京市市政工程设计研究总院有限公司98形式：曝气头 数量：3003800 套厌氧区潜水搅拌器 规格：叶轮直径 580mm，7.6kw 数量：4 套缺氧区水下推进器 规格：立式，叶轮直径 580mm，13kw 数量：4 套规格：立式，叶轮直径 580mm，7.6kw数量：4 套规格：立式，叶轮直径 770mm，16.9kw数量：4 套空气调节阀 规格：DN200 数量：2 台8.2.4 鼓风机房与总变电室l 概述 考虑到为生物池的曝气，在其附近鼓风机房（与总变电室合建）。鼓风机房平面尺寸为 13.58m，总变电室平面尺寸为 2413m。l 主要设备 空气悬浮鼓风机规格：风量：95m3191、/min，压力：0.092MPa， 135kw数量：3 台，2 用 1 备电动单梁悬挂式起重机规格：起重量 2T，跨度 4m，起升高度：6m数量：1 台8.2.5 沉淀池及污泥泵井l 概述沉淀池设计规模为 3 万 m3/d，总变化系数 1.3，峰值流量 3.9 万 m3/d。 生物池出水进入沉淀池，沉淀池采用周边进水周边出水的辐流式沉淀池。受到厂区占地面积限制，并考虑到后续高效沉淀池的作用，辐流式沉 淀池表面负荷选值略高。设辐流式沉淀池两座，单池直径 28m，池边水深 4.5m，池底坡度 2%，表面负荷为 1.05m3/m2.hr，平均水力停留时间为 4.4hr， 每座沉淀池面积为 615m2192、。沉淀池采用直径为 28m 的单管吸泥机，污泥由吸泥管汇集至集泥槽， 最后污泥经 DN500mm 排泥管排至污泥泵井。排泥量由吸泥管出口处的流 量调节阀控制。沉淀池出水堰为三角堰，堰板高度为 250mm，厚度为 5mm；浮渣挡板 高度为 350mm，厚度为 5mm。在沉淀池西侧设置污泥泵井，尺寸为 9.67.67m。l 设计参数 平均流量表面负荷：1.05m3/（m2.h） 峰值流量表面负荷：1.36m3/（m2.h） 平均水力停留时间：4.4hl 主要设备 吸刮泥机 数量：2 座参数：周边线速 2m/min，功率 1.5kw回流污泥泵 规格：Q=650m3/h，H=6.0m，15kw，变频控193、制 数量：3 台，2 用 1 备剩余污泥泵规格：Q=80m3/h，H=20m， 7.5kw，变频控制 数量：2 台，1 用 1 备电动葫芦规格：起重量 3t，提升高度 12m，7.5kw数量：1 台8.2.6 加药间l 概述加药间集中了醋酸钠、PAC、PAM 的储罐和加药系统。 本工程的生物池采用多段 AO 工艺，多点进水，优先使用进水中的碳源用于脱氮。为了保证深度脱氮效果，必要时在生物池投加碳源，提高 NO3N 的反硝化效率。 通常可选择的碳源有甲醇、乙酸、乙酸钠等，也有采用工业淀粉等其项目醋酸醋酸钠甲醇分子式CH3COOHCH3COONaCH3OH物理性质在常温下是一种 有强烈刺激性酸 味194、的无色液体；乙 酸的熔点为 16.5C。无色无味的结晶体， 在空气中可被风化， 可燃。溶于水和乙 醚，微溶于乙醇。熔 点 58。甲醇在常态下为液体，沸点 64.5， 2.0时的饱和蒸气 压为 96mmHg，温度 愈高，蒸气压愈高， 挥发性越强。它代品的，但由于货源的限制，很少被选用。下面对甲醇、乙酸、乙酸钠 在反硝化生物处理过程中，作为外加碳源的技术经济特点进行分析对比。 表 8-1碳源比较表项目醋酸醋酸钠甲醇危险性高于 39 摄氏度可 能形成爆炸性蒸 气/空气混合物。溶于水 76 g/100 ml (0C)加热后溶解度 暴涨甲醇蒸气与空气混合达到甲醇的爆炸 浓度范围 6.7% 3.6%时，遇195、火源就会 发生爆炸包装与储运储存时应隔绝火种，隔绝氧化剂。 储存温度应高于 冰点 16，以免冰 冻。注意防晒、防潮隔热、降温，防止明 火、静电、雷击三种药剂中，醋酸钠最安全，但运行费最高。醋酸有爆炸危险，储存、 使用需要保温，运行费也较高，实际工程中很少使用。甲醇有爆炸危险， 储存需要隔热、防静电，由于防火距离的限制，占地面积较大，但运行费 最低。国内、外水处理行业应用很普遍，经验丰富，有较为成熟的安全、 使用和操作规范，可以很好的解决甲醇储存、使用过程中的安全问题。由 于其价格低，相关技术成熟，较适合大中规模的水厂使用。由于本工程用 地较为紧张，且出于安全的考虑，本项目外加碳源拟采用醋酸钠。196、本工程生物池对磷的去除作用有限，因此需要采用高效的化学除磷方 式，保证污水处理除磷效果。设置 PAC 加药设备，药品为 10浓度的 PAC。为实现良好的混凝沉淀效果，高效沉淀池中还需投加 PAM 助凝剂；加 药间内设置了 PAM 加药设备。l 设计参数硝酸盐去除量：6mg/LNO3-N，醋酸钠用量 3.1m3/d（30浓度）。磷去除量：4.24.7mg/L，PAC每日最大用量6.9m3/d（10浓度）。 加药间尺寸：18m12ml 主要设备 醋酸钠加药泵规格：Q=160280L/h，H=20m，0.25kw数量：3 台，2 用 1 备 醋酸钠储罐 规格：V=30m3，直径 3.5m 数量：2 197、座PAC 加药泵 规格：Q=80160L/h，H=15m，变频控制 数量：3 台，2 用 1 备PAC 储罐规格：V=30m3，直径 4m，H=3.8m数量：1 座PAM 加药设备数量：1 整套（包括溶药储药设备，加压泵，稀释系统等）8.2.7 高效沉淀池l 概述高效沉淀池由三个主要部分组成：一个混合池，一个絮凝池以及一个 浓缩沉淀池，总尺寸为 26.1m21.6m8.5m。主要的设计参数如下：设计流量：Q=0.347m3/s设计反应池数：N=1 座 2 组机械混合池混合时间：3min机械反应池反应时间：15 min斜管区上升流速：9m3/m2h沉淀池清水区高度：1.2 m阴离子 PAM 投加198、量：0.51mg/LPAC 投加量：80100mg/L回流污泥量：5%l 主要设备 手电动板闸规格：700mm700mm，双向止水 数量：2 台手动铸铁方闸门 规格：500mm500mm，正向止水，不锈钢 数量：2 台混凝池搅拌器 规格：浆叶直径 700mm，3kw 数量：1 台反应池搅拌器规格：桨叶直径 1800mm，配套导流筒，5.5kw数量：2 台蜂窝式六角形斜管规格：60mm，60 度安装，垂直高度 860mm， PP，160m2数量：1 套刮泥机规格：D=10.0m，N=0.55kw 数量：2 台排泥螺杆泵规格：Q = 32 m3/h，H= 20m ，N=7.5kW 数量：3 台，2199、 用 1 备回流螺杆泵规格：Q = 32 m3/h，H= 20m ，N=7.5kW 数量：3 台，2 用 1 备8.2.8 连续流砂滤l 概述 连续流砂滤采用的设备是连续流砂滤器，是一种集混凝、澄清、过滤为 一 体 的 高 效 过 滤 器 ， 采 用 单 级 滤 料 。 连 续 流 砂 滤 池 尺 寸 为21.8m14.8m6.2m。配套空压机房的尺寸为 1266.9m。 主要的设计参数如下：滤池数量：1 座 4 格，共计 32 台设备砂床高度2000m压缩空气压力7.5bar过滤速度8.46 m/h单台过滤面积6 m2总过滤面积192 m2洗砂废水排放总进水量的 8%运行方式重力流或泵提升滤200、床形式移动床水流方向上向流反洗方式连续压缩空气提升反洗l 主要设备北京市市政工程设计研究总院有限公司99连续流砂滤器 规格：单台过滤面积 6 m2 数量：32 台石英砂滤料规格：粒径范围 1.4-2.0mm，488m3数量：1 套空气压缩系统规格：Q=6.1m3/min，7.5bar， N=30kw，配套冷干机和过滤器 数量：2 台压缩空气储气罐 规格：V=2m3，P=0.8MPa 数量：1 台8.2.9 臭氧制备间及接触池l 概述 臭氧用于对过滤后出水进行氧化、脱色处理。通过曝气头投加系统将臭氧投加至接触池中。臭氧制备间内安装臭氧制备系统，包括压缩空气投 加系统、臭氧发生器单元、闭路循环冷却201、水系统以及配套的配电、控制系 统、安全排风系统。接触池用于进水与臭氧混合，进行氧化、脱色反应，由臭氧发生器制 备出的臭氧分别经臭氧干管、臭氧配管、曝气头将臭氧投加至臭氧接触池 内。臭氧最大投加率为 5mg/l，臭氧投加浓度为 3%wt。接触池分 2 条廊道，臭氧投加分为 3 级，每级均布置微气泡曝气系统，北京市市政工程设计研究总院有限公司100三级的投加比例为 50%、25%和 25%。接触池内设置混凝土隔墙，使水形 成折流，以利于臭氧与水的混合和接触，提高臭氧转化率，总停留时间为 15min。臭氧尾气处理系统用来将接触池里没有溶解到水里的臭氧重新还原变 为氧气，从而避免对大气环境造成污染。设202、计采用热触媒式臭氧尾气处理 装置进行处理，通过风机将没有溶解的臭氧在接触池的出口收集起来，然 后通过热触媒式破坏装置将臭氧还原为氧气，使尾气处理装置出口处臭氧 浓度低于 0.1ppm。l 设计参数 设计流量：3 万 m3/d臭氧制备间尺寸：21.5m7m 接触池尺寸：LWH221.537m，有效水深 6.7ml 主要设备 臭氧发生器（空气氧源，含冷却水泵、热交换器、空压机等） 规格：制臭氧能力 6kg/h，90kw数量：2 套进水手电动板闸 规格：500500mm，2.2kw 数量：2 台8.2.10二氧化氯制备间l 概述 城市污水经过二级处理后，水质改善，但仍可能含有大肠杆菌和病毒，因此，排203、入受纳水体前应该考虑消毒，根据卫生防疫、环保等监督部门的要求，或者在传染病流行期间，出水需要消毒，杀灭出厂污水中可能含有 的细菌和病毒。本厂采用二氧化氯消毒，二氧化氯制备间的平面尺寸为北京市市政工程设计研究总院有限公司10912.5m8.6m。l 设计参数 加氯量：68mg/Ll 主要设备 二氧化氯发生器规格：能力 5kg/h，氯酸钠转化率85%数量：2 套紧急淋浴洗眼器 数量：2 台盐酸储罐 规格：5m3，钢衬胶（带液位显示） 数量：1 个氯酸钠储罐 规格：3m3，PE（带液位显示） 数量：1 个卸料泵 规格：12.5m3/h，H=20m 数量：1 台盐酸计量泵 规格：13.8L/h 数量：204、2 台氯酸钠计量泵 规格：13.8L/h 数量：2 台8.3污泥深度处理车间现况厂区内已建有储泥池及冲洗水池 1 座，污泥浓缩脱水机房 1 座（内 设 3 台带式脱水机）及污泥堆置棚一座，现况脱水机房主要用于 5.4 万 m3/d 污水处理系统剩余污泥的浓缩脱水。本工程新建污泥深度处理车间 1 座，处理能力 20T（干污泥）/d。受场 地使用限制，拟拆除原有污泥堆置棚，在原址建该污泥深度处理车间，占 地面积 685 。l 主要设备 浓缩机规格：Q = 60m/h，2kw数量：3 台浓缩机进泥螺杆泵 规格：Q = 60m/h，18kw 数量：3 台浓缩机冲洗泵规格：Q = 60m3/h，H= 7205、0.2m ，N=18kW 数量：2 台高压压榨式板框压榨机规格：Q = 400m3/d，N=18.75kW，含滤布、液压油等附件数量：2 台空压机规格：Q = 1m3/h，N=7.5kW数量：3 台，2 用 1 备液体计量输送泵规格：Q = 10m3/h，H= 25m ，N=3kW，防腐泵 数量：2 台浓缩污泥储泥罐规格：V = 140m3/h，尺寸 5.56m，A3 内防腐外防锈 数量：3 个污泥调理罐规格：V = 25m3/h，42.2m，A3 内防腐外防锈，4.5kw，带搅拌机 数量：4 个固体添加剂储存罐规格：V = 50m3/h，3.55.5，A3 内防腐外防锈 数量：1 个液体添加206、剂储存罐规格：V = 30m3/h，1.55.5，PE数量：1 个8.4生物除臭系统8.4.1 预处理系统l 概述 考虑到整个预处理区域臭气较浓，本工程拟对整个系统的所有臭气源进行臭气收集并加以处理。臭气收集范围包括现况粗格栅间、进水泵井， 改建细格栅间及其附属用房、曝气沉砂池及其附属用房。在该区域设一套 生物除臭处理装置，位于粗格栅间北侧、新建细格栅间西侧。l 规格参数 生物净化塔 规格：Q=25000m3/h数量：1 整套（包括净化塔、循环泵、离心风机、风管及附件等）8.4.2 污泥处理系统l 概述 考虑到污泥处理区域臭气较浓，本工程拟对新建和现况污泥处理系统的所有臭气源进行臭气收集并加以207、处理。臭气收集范围包括现况污泥储泥 池、污泥浓缩脱水机房，新建深度处理车间污泥浓缩机、板框压滤机等。 在该区域设一套生物除臭处理装置，位于现况储泥池北侧。l 规格参数 生物净化塔 规格：Q=25000m3/h数量：1 整套（包括净化塔、循环泵、离心风机、风管及附件等）8.4.3 生物池系统l 概述 生物池的厌氧段和缺氧段臭味较大，本工程拟对厌氧段和缺氧段生物池加盖，将臭气进行收集并加以处理。该区域设一套生物除臭处理装置， 受占地限制，拟就生物除臭装置设在加盖的生物池上。l 规格参数 生物净化塔 规格：Q=9500m3/h数量：1 整套（包括净化塔、循环泵、离心风机、风管及附件等）8.5辅助生产208、配套设施8.5.1 附属用房新建附属用房，位于 AAO 生物池东侧，鼓风机房与总变电室南侧，平 面尺寸为 13m10m，楼高 3 层，包括机修、仓库、控制室、办公室、会议 室、值班宿舍等。8.5.2 仓库机修间拆除原有细格栅间和旋流沉砂池之后，在该处翻建原处理厂的仓库 机修间，平面尺寸为 25.68m10.08m。8.5.3 出水水质检测室 新建出水水质检测室，用于对本工程（30000m3/d）处理出水的水质检测。出水水质检测室位于臭氧接触池东侧，平面尺寸为 6m4m。8.6厂区管线设计1）工艺管道 厂区生产污水管道为连通各污水处理构筑物间的管道，管道均采用焊接钢管。厂内生产污水管道的设计原则209、为尽可能地线路短、并要妥善处理 各类管线间的平面及纵向关系。2）污泥管道 在污泥管道设计时，合理地确定管道的断面及流速，以免因污泥管道堵塞而影响污水处理厂的正常运行，管材选用 PE 管。 本设计中的污泥管道沿通过剩余污泥泵的加压，沿厂区南侧主路向西再向北，进入原污泥浓缩脱水机房的储泥池内。4）空气管道为鼓风机房至 AAO 生物池间的管道，管道采用钢管，设计时合理确定 风管的坡度，以利管道内的冷凝水能顺利排放。5）给水管道给水管道采用 DN150 球墨铸铁管道环状布置，满足消防要求，并依据 规范设置消火栓。污水管道采用混凝土管道，橡胶圈承插接口、砂石基础。 新增给水管道主要沿新建南北向道路敷设，210、同时沿厂区最南侧主路敷设；6）污水管道 由于现状厂区已有较完善的给水和污水管道系统，故本设计只考虑新增部分。污水管沿新建南北方向道路敷设。9建筑结构设计9.1设计依据 根据工艺专业的技术条件及其它相关专业的技术要求进行设计。 设计依据的主要技术规范、规程、标准如下：工程结构可靠性设计统一标准GB 50153-2008建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001建筑设计防火规范GB 50016-2006建筑采光设计标准 GB 50033-2013工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-2008公共建筑节能设计标准DB 11/687-2009民用建筑设计通则GB 50352-2005砌体结构211、设计规范GB50003-2011建筑结构荷载规范GB50009-2012混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑抗震设计规范GB50011-2010钢结构设计规范GB50017-2003室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB 50032-2003给水排水工程构筑物结构设计规范GB 50069-2002建筑工程抗震设防分类标准GB 50223-2008建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002给水排水工程管道结构设计规范GB 50332-2002建筑基坑工程监测技术规范GB 504972009给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程CECS 117:2000给水排水工程钢筋混凝土水池212、结构设计规程CECS 138:2002给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程CECS141:2002 给 水 排 水 工 程 埋 地 预 制 混 凝 土 圆 形 管 管 道 结 构 设 计 规 程 CECS143:2002给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程CECS145:2002建筑防火封堵应用技术规程CECS154:2003给水排水工程顶管技术规程CECS246:2008建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99预防混凝土结构工程碱集料反应规程DBJ 01-95-2005北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ 11-501-2009建筑基坑支护技术规213、程DB 11/489-2007北京市昌平新城昌平再生水厂工程的岩土工程勘察报告(2008028)9.2工程概况 本工程拟在北京市昌平污水处理厂内的南侧，实施北京昌平再生水厂改扩建工程。新建建、构筑物有：附属用房、总变电室、网板格栅间、网 板格栅设备间、曝气沉砂池设备间、鼓风机房、PAC 加药间、甲醇加药间、 臭氧制备间、接触池上尾气破坏间、污泥深度处理车间、仓库机修间、出 水水质检测小室、出水井、网板格栅渠道、曝气沉砂池进出水渠道、曝气 沉砂池、AAO 生物池、沉淀池、污泥泵井、高效沉淀池、连续流砂滤、臭 氧接触池等。本工程需拆除的建筑及设施有：仓库机修间、旋流沉砂池等 设施, 仓库机修间是恢214、复重建的建筑物。厂区内管道设计详见北京市市政工程设计研究总院标准图集埋地无 压预制混凝土排水圆形管道管基及接口YBJ-PS03-2004，混凝土模块砌 体 排 水 检 查 井 （ 上 册 ） YBJ-PS06-2010 ， 混 凝 土 雨 水 检 查 井 YBJ-PS04-2006，混凝土污水检查井YBJ-PS05-2006。9.3工程地质概况参考 1.北京市建平工程勘察有限责任公司提供的工程地质勘察报告北 京市昌平新城昌平再生水厂工程的岩土工程勘察报告(2008028)。上述地勘报告中揭示，拟建场地位于昌平污水处理厂。拟建场地 在北京市昌平区南邵镇景文屯村南侧，张各庄村西侧，现昌平新城昌平再215、 生水厂院内东南侧。场地标准冻深 0.8，场地地面较平坦，自然地面绝对 标高 52.1752.48。厂区内土层依次为：表层为人工堆积层，最大厚度 0.42.0m 的粘质粉土填土层，。 表层以下为新近沉积层，最大厚度 0.83.4，分别为：粘质粉土层，地基承载力标准值 fka=120kpa；重粉质粘土1 层，地基承载力标准值 fka=90kpa，粉砂细砂2 层，地基承载力标准值 fka=130kpa，中砂砾 砂3 层，地基承载力标准值 fka=150kpa。新近沉积层以下为第四纪沉积层：砾砂粗砂层，地基承载力标准 值 fka=200kpa；卵石圆砾1 层，地基承载力标准值 fka=250kpa；216、细砂 中砂层，地基承载力标准值 fka=230kpa；粉质粘土重粉质粘土层， 地基承载力标准值 fka=140kpa；砂质粉土粘质粉土1；地基承载力标准 值 fka=200kpa；中砂粗砂2 层；地基承载力标准值 fka=250kpa；卵石 圆砾3；地基承载力标准值 fka=350kpa；卵石层，地基承载力标准值 fka=400kpa；中砂粗砂1 层，地基承载力标准值 fka=280kpa；该层未揭 穿，最大揭露深度为 7.5m。勘察报告本工程各建构筑物基础均落在层、1 层、层土上， 可采用天然地基方案，地基承载力均满足设计要求；对于局部夹重粉质粘 土1 层处应进行换填处理，工程量市现场验槽情217、况确定。此岩土工程勘察报告，于 2008 年 4 月中下旬，实测地下静止水位 标高为 42.11m，属潜水；本场地近 35 年地下水位标高可按 50.0m 考虑。北京市市政工程设计研究总院有限公司121地下水对混凝土不具有腐蚀性。抗浮设计水位按 50.00 考虑。 场地抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.20g，设计地震分组为第一组。拟建场地土的类别属中软土，场地类别为 III 类。地下水按 近年最高水位考虑拟建场地地基土不会产生地震液化。参考 2.昌平污水厂的岩土工程勘察报告，该工程场区东部较平坦开阔， 大部分为耕地，场地地势呈东高西低势态，现况地面标高为 51.0452.5218、5m。 基础埋深在 23m 时落在第1 层粘质粉土，承载力标准值 fka=100kPa；2 层：含有机质粉质粘土层，承载力标准值 fka=120kPa。3 层：细砂层， 承载力标准值 fka=130kPa。基础埋深在 36m 时落在第1 层中砂，承载 力标准值 fka=200kPa；2 层：圆砾层，承载力标准值 fka=270kPa；层 粉质粘土层，承载力标准值 fka=170kPa；2.粗砂层，厚度大于 0.43.9m， 承载力标准值 fka=250kPa。9.4设计标准1）各建、构筑物主体结构的设计使用年限：按 50 年。2）本工程建(构)筑物结构安全等级为二级。3）混凝土结构的环境类别：219、室内干燥环境为一类，室内潮湿环境为二 a 类，地下部分及露天环境为二 b 类。4）地基基础设计等级为丙级。5）工程所在场地抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.2g， 设计地震分组为第一组，建筑场地类别为类。主要水处理建、构筑物的 建筑抗震设防类别为乙类，包括变配电室、沉砂池主要建构筑物。其余建、 构筑物为丙类；构筑物按其所属抗震设防类别执行室外给水排水和燃气 热力工程抗震设计规范(GB50032-2003)。单层框架结构、单层砌体结构执 行建筑抗震设计规范(GB50011-2010)8 度抗震设防的抗震措施。6）所有建筑物均为基础设施类建筑以及为生产服务的辅助类建筑，仅 需对个220、别人员比较集中的房间采取适当的建筑节能措施。7）火灾危险性分类：臭氧制备车间为乙类(无爆炸危险)，其它建、构 筑物通常为丁、戊类。建筑物的耐火等级均为二级。8）建筑屋面防水等级为级，防水层合理使用年限为 15 年。无人员 长期活动的地下室防水等级为级。9 ） 本工程水处理构筑物钢筋混凝土结构构件裂缝控制标准均为0.2mm，建筑结构裂缝控制标准为0.3mm。9.5建筑设计9.5.1 建筑设计要点 建筑设计力求简约，在满足使用功能的基础上兼顾建筑美观。建筑外观设计充分考虑周边环境要素，努力创造一个优美、和谐、文明的工作环 境。因本工程选址于现况昌平污水处理厂内，建筑整体设计中结合处理工 艺流程的特221、点，尽量做到平面布局的合理性，把全厂作为一个整体建筑群 体考虑，将所有形体不同、高低错落的建筑物有机地融合在一起，努力创 造一个舒适的环境空间；建筑单体设计中力求做到以人为本，同时满足安 全疏散，兼顾节能环保，注重单体建筑的艺术性、生动性及群体效果，和 谐有机地将其融入所处环境当中。为与原厂建筑风格一致，新建构筑物外露表面一般不做装修处理，新 建建筑物外装修做喷涂彩色涂料处理。设计选用的材料及配件根据就地取材、安全可靠、经济合理的原则， 按照市场实际供应情况选择，做法及构造图集优先选用北京市地方标准或 行业标准，不足部分选用国标。9.5.2 建筑材料选用外墙、内墙：框排架结构的填充墙0.000222、 以上采用轻集料混凝土小型 空心砌块砌筑，0.000 以下采用煤矸石烧结实心砖；砖混结构承重墙 0.000 以下采用煤矸石烧结实心砖，0.000 以上采用煤矸石烧结多孔砖。地面：根据各专业不同功能的要求，变电室和生产车间中的值班室、休息室等房间采用铺地砖地面，浴室、卫生间等有防水要求的房间采用铺 地砖防水地面，其余生产用房一般采用混凝土地面。装修：外墙采用外墙涂料；内墙，面喷耐擦洗内墙涂料，卫生间等墙 面贴瓷砖，鼓风机房采用矿棉吸音板墙面。顶棚喷白色内墙涂料，卫生间 做 PVC 吊顶。一般办公用房和管理用房做白色合成树脂乳液涂料墙面，泵 房等功能性房间采用白色无机涂料墙面，卫生间等房间做薄型面223、砖墙面， 鼓风机房采用矿棉吸声板墙面。门窗：内门一般采用木制夹板门，W1.8m 的外门采用彩板夹芯平开大 门，W300m。曝气沉砂池及进出水渠道（水位以下 1.0m）及顶板的气相部 分需做防腐处理，做法为满涂环氧厚浆型涂料防腐，涂层厚度300m。 曝气池厌氧池、缺氧池池壁（顶板下 1.5m）及顶板的气相部分需做防腐处 理，做法为涂环氧厚浆型涂料，涂层厚度300m。钢结构的型钢屋架防腐:除锈等级不低于 Sa2，防锈涂装采用环氧铁红 底涂料 2 遍+环氧云铁中间涂料 1 遍+氯化橡胶面涂料 3 遍，干漆膜总厚度 不小于 240m，防护层使用年限15 年。9.6结构设计9.6.1 本工程结构设计主要224、荷载（标准值）：建筑物不上人屋面均布活荷载0.5 kN/m2 建筑物楼面及楼梯均布活荷载2.5kN/m2 建、构筑物平台活荷载按功能取2.04.0 kN/m2 地面堆积荷载10.0 kN/m2基本雪压0.40 kN/m2（50 年一遇）基本风压0.45 kN/m2（50 年一遇） 回填土的重力密度18.0 kN/m3污水的重力密度10 kN/m39.6.2 结构设计原则 结构选型遵循传力明确、受力合理、安全可靠、经济适用的原则。 建、构筑物结构设计按照承载能力极限状态进行计算，并按正常使用极限状态进行验算。 建筑物考虑永久荷载工况及可变荷载工况的不利组合(含风载及地震工况)。构筑物分别按满水、225、空池、正常使用、温（湿）度及地震作用的不利 组合进行设计。9.6.3 建、构筑物的结构形式及基础类型 根据新建建、构筑物的使用功能和建筑形体，建构筑物跨度、开间均较大的建筑物采用现浇钢筋混凝土框、排架结构及轻型钢结构，独立柱基； 一般小型建筑物采用砖混结构，条形基础；厂区内水处理构筑物，均采用 现浇钢筋混凝土整体式结构。9.6.4 主要建构筑物一览表本工程总建筑面积 2959.55m2。各建、构筑物详见建、构筑物一览表：AAO 表 9-1 建筑物一览表序号名称建筑面积（m2）数量（座）结构形式基础形式1总变电室3121单层框架独立柱基2网板格栅间64.51单层框架建在水池上部3网板格栅设备间8226、6.241单层框架独立柱基4曝气沉砂池设备间117.61单层框架独立柱基5鼓风机房1081单层框架独立柱基6加药间2161单层框架独立柱基7臭氧制备间327.61单层框架独立柱基8接触池尾气设备间37.261砖混结构建在水池上部9二氧化氯制备间107.51单层框架独立柱基10砂滤池空压机房721单层框架独立柱基11污泥深度处理车间7581单层框架独立柱基12仓库机修间258.851单层框架独立柱基13出水水质检测室241单层框架独立柱基14附属用房3901单层框架独立柱基15热泵机房801砖混结构条形基础合计2959.55表 9-2 构筑物一览表序号名称单池结构尺寸结构形式基础形式1出水井9.227、353.35.2钢筋砼整体水池整体底板2网板格栅渠道12.262.2钢筋砼整体水池整体底板3曝气沉砂池进出 水渠道8.622.2+7.52.32.2+7.51.85钢筋砼整体水池整体底板4曝气沉砂池5.124.44.5钢筋砼整体水池整体底板5生物池7125.39.0钢筋砼整体水池整体底板6沉淀池直径 28m，深 5m钢筋砼整体水池整体底板7污泥泵井7.69.67钢筋砼整体水池整体底板8高效沉淀池26.121.68.5钢筋砼整体水池整体底板9连续流砂滤池21.814.86.2钢筋砼整体水池整体底板10臭氧接触池21.577钢筋砼整体水池整体底板序号名称单池结构尺寸结构形式基础形式11流量计井3.228、32.52钢筋砼整体水池整体底板9.6.5 地基处理及基坑支护 根据地勘报告，工程场地内不存在影响工程建设的不良地质灾害现象，该场地内的地层表层为人工填土层，其下主要为粘性土、砂土及卵石 土，地层分布均匀，地基土稳定性较好，场地的适宜性良好，是良好的建 筑场地。钢筋混凝土框架结构、排架结构均采用独立柱基础，或以下部钢筋混 凝土整体式结构构筑物做为基础，砖混结构则采用素混凝土条形基础，钢 筋混凝土整体式结构构筑物做筏板基础。根据地勘报告 AAO 池、沉淀池基 坑较深，周围有现况管线需要土钉护壁。参考地勘报告，由于甲醇加药 间、总变电室及鼓风机房、污泥脱水机房、污泥处置棚的基础埋深较浅， 需要换填229、 600 厚天然级配砂石。拆除的沉砂池的位置要建仓库机修间，需 要回填天然级配砂石至基底，大约厚度为 600。其余均落在天然地基上。 9.6.6 结构抗浮措施、施工降水及肥槽回填根据工艺流程要求，同时参考地勘报告，当对拟建构筑物按照建议 的抗浮水位标高 50.0m 验算时，本工程构筑物除二沉池外均采用结构自重 抗浮。二沉池采用下挂混凝土自重抗浮（厚度为 450）。参考地勘报告，施工期间不需降水。 肥槽（基坑）上部有建、构筑物，同时具备操作条件，施工质量有保障时，对基础下的肥槽（基坑）进行级配砂石回填或 2:8 灰土回填处理，回 填压实系数不小于 0.97；当不具备操作条件，施工质量无保障时，对230、基础 下的肥槽（基坑）做现浇泡沫轻质土加强处理，泡沫轻质土的强度等级不 低于 F0.6，密度等级不低于 D500；肥槽（基坑）上部无重要建、构筑物， 仅为一般管道、道路或绿化用地时，采用素土回填，分层夯实，压实系数 不小于 0.95。9.6.7 超长结构的构造要求钢筋混凝土构筑物结构尺寸超过 25m 时，按给水排水工程钢筋混凝 土水池结构设计规程的要求设置伸缩缝，设置伸缩缝对结构形式不利时， 采用后浇带或其它措施处理。本工程中的生物池总长 71.0m，总宽 25.3m，为全现浇钢筋混凝土结构。 生物池分两单元。每个单元在靠近中部设一道伸缩缝，沿纵向设两道后浇 带，两单元之间是双墙。双墙处设填缝231、板及聚硫防水密封膏。所有贮水构筑物为更好地防渗抗裂，均在混凝土中掺加聚羟酸系高性 能减水剂。9.6.8 结构的防水与防腐设计 为解决臭氧对钢筋混凝土腐蚀性较强问题，臭氧池池底板上层、池外壁内侧和隔墙两侧均抹 10 厚聚合物水泥砂浆防腐；为解决结构耐久性问题， 在所有具有封闭空间的污水处理构筑物气相部分做结构内表面防腐处理。 工艺要求有防腐的均作了防腐。9.6.9 主要结构材料的选用1、主要材料：（1）混凝土：通常情况下的强度等级、抗渗等级及抗冻等级要求如下：部位垫层底板壁板顶板地面式水池（壁板全部或部分外露）C15C30、S6C30、S6、F150C30、F150埋地式水池（顶板全部埋地有覆土232、）C15C30、S6C30、S6C30对于工艺有防腐要求的混凝土池体涂环氧厚浆型涂料防腐，涂层厚度300m。臭氧池池底板上层、池外壁内侧和隔墙两侧均抹 10 厚聚合物水 泥砂浆防腐。水池内部导流墙及柱、梁、板等无抗渗、抗冻要求的结构构件混凝土 C30；二期混凝土及设备基础 C20。所有混凝土结构均需对使用非碱活性骨 料、最大碱含量、最大氯离子含量等提出控制标准。为减小水灰比、降低水化热，大体积混凝土的配置中需掺加聚羟酸系高性能混凝土减水剂（掺 量按规范试验确定）。（2）钢筋：HRB400、HPB300。（3）钢板或型钢一般采用 Q235B 钢。焊条采用 E43 型焊条用于 Q235钢的焊接。2233、附属构件：室内外栏杆（高度 1050 ）为不锈钢栏杆，钢梯、钢格板、钢盖板（复 合钢格板）等均采用热浸锌防腐，有特殊要求（如耐酸、碱等）的盖板采 用玻璃钢盖板。3、特殊构造做法：（1）对搁置于渠道上且活荷载较小（q5kN/）或跨度较小（W1500）的（复合）钢格板可采用结构平口支撑，盖板支撑端设角钢封边；但 对搁置于渠道上且活荷载较大（q5kN/）或跨度较大（W1500 ）， 以及搁置于构筑物较大面积顶板之上的（复合）钢格板应做结构启口支撑。（2）一般变形缝处，当水压不超过 8m 且水平和垂直变形量不超过 30mm 时，可以采用 CB3006-30 型橡胶止水带；但当水压超过 8m 时，则 234、应采用 CB3508-30 型橡胶止水带。9.6.10抗震设计工程所在场地抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.2g， 设计地震分组为第一组，建筑场地类别为类。本工程建筑物按照建筑 抗震设计规范(GB 50011-2010)进行抗震设计，构筑物按照室外给水排 水和燃气热力工程抗震设计规范(GB 50032-2003)进行抗震设计。依据建筑工程抗震设防分类标准(GB 50223-2008)，本工程主要水处 理建、构筑物的建筑抗震设防类别为乙类，包括变配电室、沉砂池主要建 构筑物。其余建、构筑物为丙类；构筑物按其所属抗震设防类别执行室 外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(GB500235、32-2003)。单层框架结构、单层砌体结构执行建筑抗震设计规范(GB50011-2010)8 度抗震设防的抗 震措施。抗震结构的材料要求按建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)采用。 参考勘察报告，在地震烈度为 8 度，地下水位按近 35 年最高水位计算，拟建场地 20 米深度内地基土不液化。10 电气设计10.1 设计范围、界限设计范围包括污水厂多段 AO连续流砂滤的工艺设备、变配电室等建 构筑物的电气设计。本设计以污水厂多段 AO连续流砂滤部分新增变配电室进线电缆终 端头为界。终端头以下部分为本设计内容，终端头以上部分不在本设计范 围。10.2 负荷等级本工程为多段 AO连续流砂236、滤的处理方式，对供电可靠性要求较高。 如果供电电源故障中断，一方面会造成大量污水外溢，污染城市环境。另 一方面也会中断污水处理微生物供氧，使微生物不能成活，会造成再生水 厂较长时间出水不合格，污染环境。根据规范要求，本工程属于二级用电 负荷。10.3 供电电源本工程采用 10KV 电源供电，采用原总变电室已有 2 路 10kV 电源，原 总变电室 2 路 10kV 电源由新建变配电室高压柜提供，最终供电电源方案由 业主向供电局部门申请后确定。10.4 用电负荷 再生水处理厂厂内用电设备绝大部分是感应电动机，还有部分照明负荷等。用电设备均为 380V/220V 低压用电设备。 根据工艺提供的负荷237、容量，本次工程总设备安装容量约为 2332kW，使用容量约为 2055kW，总计算负荷约为 1333kW。 原粗格栅及进水泵房、网板格栅间及曝气沉砂池用电设备电源由现况总变低压柜提供。昌平再生水厂二期工程项目建议书（代可研）负荷计算表设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套)额定功 率(kw)运行总功 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)原粗格栅及进水泵房格栅203.77.47.40.600.800.754.443.33离心式潜污泵（新换）3190238、2703600.850.800.75229.50172.13网板格栅间网板格栅211.73.45.10.600.800.752.041.53压榨机112.22.24.40.200.800.750.440.33中压冲洗泵211122330.400.800.758.806.60曝气沉砂池提砂泵1177140.600.850.624.202.60桥式除砂机105.55.55.50.600.800.753.302.48罗茨鼓风机111515300.800.850.6212.007.44砂水分离器110.40.40.80.600.501.730.240.42手电动闸门302.26.66.60.200.8239、00.751.320.99手电动闸门301.54.54.50.200.800.750.900.68浮渣冲洗泵112.22.24.40.400.850.620.880.55动力105550.200.501.731.001.73照明105550.700.900.483.501.70除臭系统预处理系统101851851850.800.850.62148.0091.72北京市市政工程设计研究总院有限公司128设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套)额定功 率(kw)运行总功 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计240、算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)自控101010100.700.900.487.003.39A2/O 系统水下搅拌器（厌氧区）407.630.430.40.800.800.7524.3218.24水下推进器（缺氧区）407.630.430.40.800.800.7524.3218.24水下推进器（缺氧区）407.630.430.40.800.800.7524.3218.24水下推进器（缺氧区）407.630.430.40.800.800.7524.3218.24除臭系统102222220.800.850.6217.6010.91鼓风机房空气悬浮鼓风机212204406241、600.850.850.62374.00231.78电动单粱起重机104.24.24.20.100.501.730.420.73风机105550.700.850.623.502.17动力105550.200.501.731.001.73照明105550.700.900.483.501.70沉淀池及回流污泥泵井吸泥机200.370.740.740.600.800.750.440.33污泥泵井回流污泥泵21612180.800.750.889.608.47剩余污泥泵111111220.800.750.888.807.76设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套)额定功 率(kw)运行总功242、 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)进水闸门201.5330.200.800.750.600.45电动单粱起重机101110.100.501.730.100.17加药间PAC 加药系统加药泵110.250.250.50.700.800.750.180.13PAM 加药系统加药泵210.250.50.750.700.800.750.350.26碳源投加系统投药泵210.250.50.750.700.800.750.350.26醋酸钠化料器102.22.22.243、20.700.800.751.541.16加药间照明及动力101010100.700.900.487.003.39高效沉淀池手电动闸门201.5330.100.800.750.300.23混凝池搅拌器203660.850.800.755.103.83反应池搅拌器205.511110.850.800.759.357.01刮泥机200.551.11.10.600.800.750.660.50排泥螺杆泵217.51522.50.400.800.756.004.50设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套)额定功 率(kw)运行总功 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 244、cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)回流螺杆泵217.51522.50.800.800.7512.009.00排水泵101.11.11.10.200.800.750.220.17连续流砂滤池空气压缩系统203060600.800.800.7548.0036.00风机105550.600.850.623.001.86动力105550.200.501.731.001.73照明105550.700.900.483.501.70臭氧系统臭氧发生器201082162160.80.80.7586.464.8冷却水循环泵112.245、22.24.40.80.80.751.81.3空气压缩机103030300.80.820.7024.016.8冷干机101.171.171.170.60.80.750.70.5吸干机100.060.060.060.60.80.750.00.0臭氧尾气处理装置101515150.750.80.7511.38.4风机105550.600.850.623.001.86动力105550.200.501.731.001.73照明105550.700.900.483.501.70二氧化氯加药间二氧化硫发生器213690.700.800.754.203.15设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套246、)额定功 率(kw)运行总功 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)计量泵400.010.040.040.700.800.750.030.02卸酸泵101.51.51.50.700.800.751.050.79氯化钠化料器101.51.51.50.700.800.751.050.79加压泵107.57.57.50.700.800.755.253.94离心式屋顶风机105550.600.850.623.001.86照明及动力105550.700.900.483.247、501.70污泥深度处理车间离心污泥浓缩脱水机302660.750.800.754.503.38污泥螺杆泵301133330.750.850.6224.7515.34冲洗水泵201836360.500.800.7518.0013.50污泥调理罐（ 带 搅 拌 机）404.518180.500.800.759.006.75压滤液存储池101101101100.750.800.7582.5061.88板框压榨机2018.7537.537.50.750.800.7528.1321.09空压机217.51522.50.750.800.7511.258.44汽动隔膜泵225.511220.500.800248、.755.504.13无轴螺旋输送机407.530300.600.800.7518.0013.50液体计量输203660.600.800.753.602.70设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套)额定功 率(kw)运行总功 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)送泵单梁起重机106660.100.501.730.601.04风机101010100.600.850.626.003.72动力105550.200.501.731.001.73照明105249、550.700.900.483.501.70除臭系统污泥处理系统101851851850.800.850.62148.0091.72热泵系统热泵系统101501501500.800.850.62120.0074.37其它变电室动力105550.200.501.731.001.73变电室动力101010100.200.501.732.003.46变电室照明101010100.700.900.487.003.39变电室照明102020200.700.900.4814.006.78室外照明105550.700.900.483.501.70直流屏103030300.700.900.4821.0010.250、17自控104040400.700.900.4828.0013.56处 理 工 程380V 负荷 总计2055.662332.110.830.661480.94981.134421776乘以同时系数 0.91332.8883.01599补偿低压电容器容量(444.94)设备名称工作数 量 ( 台套)现场备 用 ( 台套)额定功 率(kw)运行总功 率(kw)装机总功 率(kw)需要系 数 Kx功率因 数 cos功率 因数 tg计算负荷有功 功率 Pjs(kw)计算负荷无功 功率(kvar)计算负荷 视在功率 (kva)全厂补偿后合计0.950.3313334381403昌平再生水厂二期工程项目251、建议书（代可研）10.5 变电所设置及供配电系统 根据变电室需设置在负荷中心，接近电源侧，进出线方便的原则，本期工程拟增设 1 座变配电室。变配电室共 2 路 10kV 电源进线，10kV 系统为单母线分段接线，带母 联。正常工作时两路进线同时工作，母联打开。变配电室的低压 380V 系统采用单母线分段接线，带母联开关。正常工 作时两路进线同时工作，母联打开，当一路变压器故障或维护时，另一台 变压器容量可带本低压系统 80%的重要负荷。变配电室低压系统主要负责除新建网板格栅间及曝气沉砂池、原提升 泵房更换水泵外的其余新增用电设备的电源出线配电。在变配电室设置 2 台 1250kVA/10/0.252、4kV 变压器，同时运行。变配电室设置有中压开关设备、 变压器、低压配电柜等配电设备。粗格栅、细格栅、曝气沉砂池、除臭、加药间、臭氧制备间、接触池、 脱水机房等均与设备配套控制箱（柜）。10.6 无功补偿 各低压配电系统的低压无功功率补偿采用低压集中补偿。补偿前功率因数约为 0.8，补偿后达到 0.95 以上。10.7 设备选型及操作电源变配电室 10KV 高压开关柜采用直流操作真空断路器，设有直流屏100Ah 及中央信号屏、交流屏。10.8 继电保护 高压柜继电保护装置采用综合继电保护装置，断路器进出线有过流、速断、温度、零序保护及监测功能。 低压系统保护主要有过流、速断和接地保护。10.9253、 计量 本工程高压系统采用高压计量方式。在低压柜设照明子表。北京市市政工程设计研究总院有限公司14410.10电动机启动方式及控制方式 部分工艺要求电机采用低压变频器调速装置。低压 40KW 以上电机采用软启动方式，其它电机均采用直接启动方式。 所有工艺流程上的电机设备均设有手动及计算机自控两种控制方式。在 MCC 上设有“现场手动就地手动O自动”位置转换开关。10.11厂内电力电缆敷设 厂区内电力线路全部为电缆线路，电缆线路根据电缆根数不同分别采用缆沟、直埋或穿钢管敷设方式。10.12接地及建筑物防雷 厂区接地系统采用 TN-S 系统。厂内防爆区域建筑按照二级防雷标准设计，其余各建筑物按照三254、级防 雷标准设计。为防止电气设备的过电压及雷电侵袭，在高压开关柜母线上装设过电 压保护装置。主要生产建筑物如变配电室、附属用房、生物池、连续流砂 滤、臭氧制备间、加药系统等设置避雷网或避雷针。变配电室及大型建构筑物均设有独立的接地装置，接地电阻要求小于 1欧姆。其它建构筑物设重复接地装置，接地电阻要求小于 4 欧姆。大型水 处理构筑物可利用其钢筋作接地体。做等电位联结。10.13照明设计 对于值班室、配电室等构筑物内均采用荧光灯照明方式，局部加装墙上壁灯。对于各车间通常采用工厂配照型灯具，光源采用节能灯、高压汞 灯、高压钠灯等。对于地下管廊照明采用节能防潮灯。在变配电室需设置应急照明灯。在地下255、管廊内设置应急和安全疏散指 示照明。照明线路建筑物内均采用 BV 型铜芯聚氯乙烯绝缘电线。 在厂区采用高杆灯和小杆路灯混合照明，高杆灯采用 30 米高杆灯，光源为高压钠灯，小杆路灯采用 7 米单勺路灯，光源为无极灯。10.14主要电器设备选型1）中压设备 高压柜：选用中置式中压开关柜变压器：各变配电室变压器均选用环氧树脂浇铸型干式变压器。 2）低压开关柜 马达控制中心选用低压抽屉开关柜，主要元器件采用进口品牌。 3）电缆中压电缆选用 YJV-10kV 铜芯交联聚乙烯绝缘电缆。低压电缆选用 YJV-1kV 铜芯聚氯乙烯绝缘电缆、YJV22-1kV 铜芯聚氯 乙烯绝缘钢带铠装电缆。控制电缆选用 K256、VV-0.5kV 铜芯聚氯乙烯绝缘电缆。 防爆区电缆选用阻燃型电缆。11 仪表、自控、通讯设计11.1 设计内容l 自动控制系统l 工业电视监视系统l 过程检测在线及便携式仪表11.2 设计原则 为了保证再生水处理工程生产的稳定和高效、减轻劳动强度、改善操作环境、同时也为了实现现代化生产管理，仪表自控系统在充分考虑本工 程处理工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化工厂进行设计。仪表自控遵循的设计原则：操作、管理水平先进，技术应用合理，系 统性能价格比最优的原则。11.3 设计依据l 中华人民共和国国家标准(GB)l 国际标准化组织(ISO)l 国际电工技术委员会(IEC)l 电气和电子257、工程师协会(IEEE)l 美国国家标准协会(ANSI)l 美国仪器仪表协会(ISA)l 工艺等专业提供的设计条件11.4 自控系统 自控系统遵循“集中管理、分散控制、协议开放、资源共享”的原则。 计算机监控及数据采集系统由以下部分构成：l 生产管理系统l 过程监控系统l 现场控制系统l 通信系统等11.4.1生产管理计算机及管理网在附属用房的控制室中安装管理计算机，通过生产管理局域网与计算 机室的数据服务器连接，以浏览器的方式实时监视生产的过程情况以及化 验数据。每台生产管理计算机将配备打印机和不间断电源。预留与厂外总 监控系统的通信接口。根据厂内实际情况，如有可取消。11.4.2过程监控系统258、 过程监控系统设置在昌平再生水厂二期工程项目的新建附属用房控制室内，过程监控系统用于监视和控制污水处理本次设计二期工艺过程及供 电系统的运行，主要组成硬件包括：高亮度投影系统、互为热备的工业级 监控计算机、打印机、不间断电源、数据/应用服务器等。为方便操作人员 配置了便携式编程器用于现场对控制器的检查和修改。上述设备中： 高亮度大屏幕系统用来显示生产过程的流程、参数、设备状态以及需要的多媒体信息等； 监控计算机除用于显示过程状态外，还可以对现场控制站的控制器进行程序修改、设定参数修改以及使现场控制站增加新的控制功能； 打印机用来打印系统产生的报警信息、图形画面、设定的报告报表等； 不间断电源在259、停电的情况下向监控系统提供电源，保证系统的数据处理完善；数据/应用服务器用来收集监控系统中需要向生产管理网络上发布的生 产过程的重要数据，同时可以分隔生产管理网和过程监控网，保证生产过 程监控的安全，安装重要的应用文件和程序。便携式编程器使得在在现场对控制器修改程序、修改参数、修改基本 配置等成为可能。控制室（现有）设置在原综合办公楼内。11.4.3现场控制站 现场控制站位于工厂生产过程的各个构筑物中，主要用于采集各区域生产过程的设备运行状态、过程检测参数和电气运行参数等，并按照预置 的程序自动或通过接受过程监控系统的指令控制污水处理过程中设备的运 行。在现场控制站中的主要设备是可编程控制器，260、通过装载在可编程控制 器中的程序，可以实现过程检测参数的采集、设备运行状态的采集、监控 计算机对设备的控制以及自动控制等。在每个现场控制站中安装有必要的 人机界面（触摸屏）、电源设备、配电系统、防浪涌装置、接线等。每个现 场控制站将通过通信网络连接实现数据共享，并连接到过程监控系统。 11.4.4就地控制站就地控制站分为两类，一类是为生厂过程控制的需要设置的局部就地 控制站，另一类是过程处理设备成套提供的控制站，两者均通过通信网络 与对应的现场控制站连接。11.4.5通信系统通信系统分为四层，生产管理通信网络、过程监控网络、现场控制网 和就地控制网络。l 生产管理网络用来连接数据服务器和各个生261、厂管理计算机，通信协 议为以太网，通信速率为 1000Mbps；l 过程监控网络连接数据服务器和过程监控计算机，采用 1000Mbps的工业以太网；l 现场控制网络用来连接过程监控计算机和现场控制站， 采用 1000Mbps 工业级以太光纤环网，具有冗余功能故障恢复时间不大 于 20ms；l 就地控制网络用来实现现场控制站与就地控制站之间的通信连接采 用现场总线协议。11.4.6软件计算机监控系统包含的软件有：l 操作系统及基础软件；l 数据库管理软件；l 监控系统组态软件；l 监控系统应用软件；l 可编程控制器编程软件；l 可编程控制器应用软件；11.4.7系统控制功能 自动控制系统对所有工262、艺、电气参数均可进行数据采集、实时工况显示、工艺参数和逻辑控制的设定、生产过程操作及自动控制、报表打印、 事故及上下限报警、历史数据存储及显示屏实时显示动态的工艺流程及供 电系统画面。现场控制站由可编程控制器、控制器柜及柜内附属设备组成。可编程 控制器由中央处理单元、存储单元、电源、通信模板、输入/输出模板等组 成。用于完成再生水处理过程的数据采集、报警、顺序控制、逻辑控制及 PID 控制等。污水处理系统的主要自动控制功能的主要内容：l 细格栅的液位差或定时控制；l 生物池鼓风机压力控制；l 生物池溶解氧调节；l 沉淀池过程控制；l 污泥泵房的回流量控制；l 高效沉淀池控制；l 连续流砂滤池控263、制；l 剩余污泥量控制；l 污泥深度处理系统；l 加药的流量控制；l 臭氧制备系统控制；l 二氧化氯投加控制；11.4.8工业电视监视系统 工业电视监视系统将本着“周密可靠，功能齐全，技术先进，操作简便，美观实用，确保安全”的原则。 根据再生水处理厂工程工业监视系统要求，以相关设计及施工标准为依据，结合现场的实际情况，采用当前最新科技，设计一套以多媒体计算 机为管理核心的智能化工业电视监视系统，具有以下特点和功能：l 系统的全面性：该系统应充分反映出再生水处理厂安全技术防范系 统的各个层面。l 技术的先进性：技术的先进性是监控系统的灵魂，系统的选型和设 计代表着其未来发展的方向，并具有一定的开264、放性，便于与其它系 统的融合，提高系统的效率。l 实用性：实用性是工程所追求的目标。监控系统必须满足实际应用 的需要，才能体现出其真实的价值。l 可靠性：可靠性是本项方案在未来能够得到广泛应用的保障，是方 案的最重要指标之一。l 可扩展性；主控系统的设计与选型，应充分考虑到系统未来需求的 增长和发展的需要，应具有良好的可扩展能力。l 可维护性：系统应尽量采用模块化的结构，便于系统的升级与维护。l 经济性：在满足监控目的基本要求的前提下，设备选型应尽量满足 经济性的原则。不能盲目地片面使用过高性能指标的设备，以免造 成不必要的浪费。在处理过程中共设置 16 个现场摄像头，分别安装在厂区和各个构筑265、物内部等处。在控制室设置工业电视监视系统的控制、记录、显示设备。 新建的工业电视监视系统将采用数字方式，使用数字摄像机或模拟摄像机加上数字编解码器、数字通信网络（与现场控制网络共用）以及数字 处理系统。11.4.9过程检测仪表系统 过程检测仪表系统遵循“工艺必需、计量达标、实用有效、免维护”的原则。根据工艺检测及控制过程要求，配备各种在水处理行业具有丰富运行 经验的常规在线检测仪表及水质分析仪表,所选用的数字式或智能化仪表具 有高精度、高稳定性、免维护或低维护量的特点,以达到提高设备利用率、 保证水处理质量、节省人力及运行费用、便于全厂自动化管理的目的。在再生水处理工艺流程中将设有下列在线过程266、检测仪表（工艺流程）：l 全厂总进水流量计；l 细格栅液位差计；l 细格栅间易燃气体及有害气体检测及报警仪；l 曝气沉砂池排砂井液位计；l 小鼓风机出风管压力计；l 鼓风机出风管压力计；l 鼓风机出风管流量计；l 生物池厌/缺氧池 ORP 分析仪；l 生物池好氧区溶解氧分析仪l 生物池 MLSS 分析仪；l 生物池空气流量计；l 生物池空气流量调节阀等；l 污泥泵房液位计；l 污泥泵房回流污泥流量计；l 污泥泵房剩余污泥流量计；l 沉淀池污泥界面计；l 效沉淀池成套仪表；l 连续流砂滤池成套仪表；l 加药间成套仪表；l 臭氧制备制备间成套仪表；l 臭氧尾气破坏间成套仪表；l 二氧化氯制备间成套267、仪表；l 进、出水水质分析仪表（pH、COD、氨氮、总磷、总氮、取样等）l 浓缩机、脱水机进泥流量计；l 浓缩机、脱水机加药流量计等；11.4.10 仪表自控系统管线设计 在工厂的自控及仪表设计中，应合理地选择各种电缆，用于不同的应用。在本设计中选择的电缆如下：l 仪表电源电缆：控制电缆；l 仪表信号电缆：专用屏蔽信号电缆；l 设备状态信号电缆：屏蔽控制电缆；l 设备控制电缆：控制电缆；l 控制站电源：动力电缆；l 生产管理网电缆：屏蔽绞线；l 监控通信网：屏蔽绞线；l 控制通信网：光缆；l 现场通信网：双绞线或同轴电缆（室外的两端应带浪涌抑制器）；l 电缆敷设以穿管和桥架为主。11.4.11268、 接地、防雷及过压保护l 接地设计用电仪表的金属外壳及自控设备正常不带电的金属部分，由于绝缘破 坏而有可能带危险电压，应做保护接地。为保证仪表检测控制系统、可编程控制器、监控计算机的正常工作， 应做工作接地。工作接地的内容包括：回路接地、屏蔽接地、本质安全仪 表接地。工作接地的联结电阻1，并接至厂区电气专业接地网。l 防雷及过电压保护 对中央控制室、现场控制站的电源进线设置两级避雷器。对非光缆通信网络端口、以及 420mA 模拟信号端口配置相应的防雷保护器件。 接地装置按照国家标准，根据系统接地要求等电位或分别接地。 对各个控制站的电源进线，安装浪涌抑制器。对于在线测量仪表，如果该仪表安装在室269、外，在信号电缆的两端（仪表和控制站）均安装浪涌抑 制器，在电源电缆仪表一侧，安装浪涌抑制器。对于视频信号，安装在室 外的摄像头，其前端箱至摄像头之间的连线两端均安装浪涌抑制器。浪涌 抑制器的选择按照下述内容：1)对电子设备的雷电危险源有以下三种： 直击雷：雷电直接击中线路并沿导线或电缆流过大量的雷电流，持续时间达若干微秒，使线路设备有实质性的破坏，还可以引起几千伏的过电 压直接加到线路装置和终端设备上。感应雷：通过雷云之间或雷云对地的放电，在附近的架空线路、埋地 线路、钢轨或类似传导体上产生的感应过电压地电位升：雷电流通过接地装置流入大地所引起大地电位的升高，危 害设备对地的绝缘。2) 严格按270、照 GB50057建筑物防雷设计规范中对屏蔽、接地和等电 位连接的要求，作好建筑物内各电气设备的等电位连接。3) 工厂内的计算机、可编程控制器、仪表和监控等电气设备的信号线 与电源线若是从 LPZ0 区进入 LPZ1 区的，设备的信号和电源端口上必须加装防雷保护器，如：电源线、现场总线、4-20mA 模拟信号线和视频等信号 线。防雷器应在不影响系统正常运行的前提下，能够承受预期通过它们的 雷电流和过电压，并完善的保护电子设备。4) 若现场仪表为四线制仪表，应分别对仪表的信号和电源进行保护； 若是直流供电，防雷器也应符合要求。5) 对于监控系统的防雷，应分别对设备的电源、信号和视频线加以防 雷保271、护。6) 若工厂有无线通信系统，应安装天馈线的防雷器，以保护接受设备。12 通风与空气调节设计12.1 概况（1）本工程选址于现况污水处理厂内。（2）本次新建建（构）筑物大部分均需要冬季供热，厂内现有热源不 能为本工程供热。拟采用再生水水源热泵系统为本次新建建筑物供热和供 冷。本次设计新增热泵机组拟设置在厂内新建的再生水处理系统的热泵机 房内。12.2 设计范围（1）厂区建(构)筑物室内采暖通风和给排水及消防设计。（2）热泵机房设计（3）厂区供热管网设计12.3 设计依据（1）建筑设计防火规范GB500162006（2）建筑灭火器配置设计规范GB501402005（3）民用建筑供暖通风与空气调272、节设计规范GB50736-2012（4）建筑给水排水设计规范 2009 年版GB500152003（5）建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB502422002（6）通风与空调工程施工质量验收规范GB502432002（7）城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T8198（8）城镇供热管网设计规范（CJJ34-2010）（9）城镇供热管网工程施工及验收规范CJJ28200412.4 设计参数12.4.1室外空气计算参数：（北京地区） 供暖室外计算温度-7.6； 冬季通风室外计算温度-3.6；冬季空气调节室外计算温度-9.9； 冬季空气调节室外计算相对湿度 44% 夏季空气调节室外计算干球温度273、 33.5； 夏季空气调节室外计算湿球温度 26.4； 夏季通风室外计算温度 29.7； 夏季通风室外计算相对湿度 61% 夏季空气调节室外计算日平均温度 29.6； 冬季室外大气压力 1021.7hPa， 夏季室外大气压力 1000.2 hPa 冬季冻深度：66cm设计计算用供暖期天数：123 天（日平均温度5 天的天数）12.4.2室内主要设计参数冬季室内采暖计算温度；生产车间为 810，办公室、值班室等为 1820。夏季室内空调计算温度；值班室等 26，12.4.3围护结构最大传热系数 厂房传热系数屋面0.55W/m2.K外窗2.7W/m2.K外墙0.53W/m2.K内墙和楼板1.2W/274、m2.K底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.5W/m2.K非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板1.5W/m2.K12.5 厂区建筑供暖设计要点（1）本工程在地属采暖地区，当地无城市集中供热。且厂内现有热源 不能为本工程供热。拟在厂内利用再生水建设一套再生水水源(中水)热泵系统作为厂区建筑物的供热源。该热泵系统冬季可供暖，夏季可兼作空调， 是一个以采暖为主要功能的采暖空调一体化系统。（2）根据厂内生产运行需要，厂区生产用建筑物仅进行冬季采暖供热， 夏季不供冷。（ 3 ） 全 厂 建 筑 物 总 建 筑 面 积 约 为 2959.55m2 ， 总 供 热 面 积 约 为 2108.69m2，设275、计总供热负荷约为 184.14KW，全厂各单体建筑供暖负荷计 算表见下表。表 12-1 厂区建筑供热负荷计算表编号名称建筑面积采暖温度热指标（W/m2）热负荷(kW)1总变电室312m2不采暖其中值班室50201005.02网板格栅间64.5m2101006.453网板格栅设备间86.24m2101008.624曝气沉砂池设备间117.6m21010011.765鼓风机房108m2不采暖6加药间216m21010021.607臭氧制备间327.6m21010021.68接触池尾气设备间37.26m2设空调机9二氧化氯间107.5m21010010.7510砂滤池空压机房72m2101007.2276、11污泥深度处理车间758m21010075.8012仓库机修间258.85m2在一期采暖范围13出水水质检测室24m2161002.4014附属用房390m21610039.015热泵机房80 m2不采暖16合计2767.95m2184.14说明：厂区总建筑面积为 2959.55m2。其中总供热面积约为 2108.69m2，设计供热负荷为 184.14KW。(4)热泵系统设计1）再生水水源热泵系统采用 1 套半封闭螺杆式热泵机组。该机组均可 提供冬季供热，夏季供冷。2）冷热媒温度热泵夏季供水温度为 7，回水温度为 12。 热泵冬季供水温度为 55，回水温度为 50。3）中水(再生水)温度（冷277、热源水）：夏季水温 2527，冬季水温1013，4)热泵型式：选用半封闭螺杆式水源热泵机组 1 台，机组单台规格参数为：额定 制热量 228KW ，输入电功率 53.7KW。额定制冷量 211KW，输入电功率 41.8KW。机组配套附属设备为；中水源提升泵（潜污泵）2 台（1 用 1 备）；宽流道板式换热器 1 台；二次水循环泵 2 台（1 用 1 备）；末端循环水泵 2序号设备名称性能参数数量单位备注1中水源热泵机组制热量：228kW；耗电量；53.7kW制冷量：211kW；耗电量；41.8kW1台配控制柜2末端循环泵流量：32m3/h，杨程 32m，7.5kW2台1 用 1 备3中水循环泵278、流量：56m3/h，杨程 24m，7.5kW2台1 用 1 备4二次水循环泵流量：43.3m3/h，杨程 24m，5.5kW2台1 用 1 备5宽流道板式换热器F=60m2,P=0.6MPa.1套6全自动软水器产水量 12m3/h；N=10w；1套7不锈钢软水箱100010001000mm1套8补水定压机组补水泵；流量：2m3/h，杨程 36m，1.1kW定压罐；800mm1套9自动反冲洗过滤器DN150mm,Q=100 m3/h1套12自控系统1套13机房照明1套台（1 用 1 备）；反冲洗过滤器 1 套；全自动软水器 1 套；软水箱 1 个；末 端定压补水装置 1 套；以上设备的规格参数见279、热泵机组设备表;见表 13-2。 表 12-2热泵机组主要设备表热泵机房本次新增设备冬季用水量为 20m3/h，最大总用电功率约为67.8KW。热泵系统流程 、在清水池设取水口，取水泵设在再生水泵房内，通过供水泵组按需输水。、来自水池的中水经压力输水管网与专用热交换器换热后，换热后 的中水排入取水池（口）的下游，换热后的循环水接入热泵机组。、进入热泵机组的换热循环水与热泵机组二次侧循环水实现热交换， 从而达到冬季供热，夏季供冷。二次侧循环水为封闭的软化水系统。、在专用的换热器前设置自动反冲洗过滤装置，用来清除中水中悬 浮的细微颗粒。以达到高效的换热效果和减少换热器的清洗次数。（6）厂区建筑物末280、端采用耐腐蚀型钢制柱形散热器和风机盘管作为室 内的供冷暖设备，根据建筑物的使用需要，风机盘管分别采用卧式暗装和 卧式明装及立式明装的安装型式。散热器为挂墙安装。（7）厂区供热管道采用二管制，按直埋方式施工，采用聚乙烯外套聚 氨酯泡沫塑料预制保温管（保温层厚度 3040mm）。供热（冷）管道热补偿 采用直埋式自导向波纹管膨胀节。管材：室内供热（冷）管道采用热镀锌钢管。室外供热（冷）管道均 采用无缝钢管。12.6 厂区建筑室内给排水和消防设计要点（1）各单体建筑物给水均接自厂内给水管网，供水压力为 0.3Mpa 左 右。厂区给水管网为环状给水管网。（2）建筑室内生活污水为污废合流制，各单体建筑物污281、水出户管排入 厂区新建污水管网。（3）各个建筑物给水入口均要求设置水表（水表井内设止回阀）。（4）厂内职工洗浴用水拟采用带辅助电加热的太阳能浴水设备，职工北京市市政工程设计研究总院有限公司165饮用开水拟在人员集中的建筑内设不锈钢全自动电开器。（5）所有卫生器具均采用国产节水型产品。卫生间蹲便器采用脚踏式 冲水阀，小便器采用感应式冲水阀，洗手盆采用感应式水笼头，所有地漏 和卫生洁具水封高度不小于 50mm。所有给水配件均要采用节水型产品。（6）室内消防给水引自厂区给水管网，消防给水入户管均设置倒流防 止阀。采用 DN65 单栓室内明装或暗装消火栓，水枪直径为 19mm，DN65mm 麻质衬胶水282、笼带，长度为 25m。（7）消防水量：室外消防流量按最大一座建筑物计算；10 L/S，时间； 2 小时。室内消防流量；按不同建筑的室内消火栓用水量计取。厂区各单体 建筑消防用水量见下表。表 12-3 厂区建筑消防用水量表序号建筑物耐火 等级火灾 类型建筑 类型建筑面积 m2（建筑体积） m3室外消火栓用 水量 L/S供水来 源1总变电 室二级丁戊 类厂房31210厂区给 水管网2网板格栅间二级丁戊类厂房64.510厂区给水管网3网板格栅设备 间二级丁戊 类厂房86.210厂区给 水管网4曝气沉砂池设 备间二级丁戊 类厂房117.610厂区给 水管网5鼓风机 房二级丁戊 戊类厂房10810厂区给283、 水管网6加药间二级丁戊戊类厂房21610厂区给水管网7臭氧制备间二级乙类厂房21610厂区给水管网8接处池尾气设 备间二级丁戊 戊类厂房37.210厂区给 水管网9二氧化氯间二级甲类厂房107.510厂区给水管网序号建筑物耐火 等级火灾 类型建筑 类型建筑面积 m2（建筑体积） m3室外消火栓用 水量 L/S供水来 源10砂滤池空压机 房二级丁戊 戊类厂房7210厂区给 水管网11污泥深度处理 车间二级丁戊 戊类厂房758（6064）15厂区给 水管网12仓库机修间（移 建）二级丁戊 戊类厂房758（4548）10厂区给 水管网13出水水 质检测 室二级丁戊 戊类厂房2410厂区给 水管网注284、：室外消防用水量按第 8.2.2 条：工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水 量，应按同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。建筑物的室外消火栓用水量按表 8.2.2-2 注：室外消火栓用水量应按 消防需水量最大的一座建筑物计算。（8）各个建筑均按建筑不同的火灾类别和火灾危险级别设置磷酸铵盐 干粉灭火器。（9）管材：给水管采用镀锌钢管，螺纹连接。生产建筑排水管采用 upvc 塑料管，粘接连接。消防水管采用热镀锌钢管，卡箍接口。埋地部分采用 焊接，接口处做防腐处理。12.7 厂区建筑通风和空调设计要点（1）厂区生产车间等仅按冬季供热，夏季不供冷设计，车间值班室等 根据用户需要设置分体壁挂或立柜式空285、调机进行供冷。（2）厂区生产车间等建筑通风：根据使用需要分别设置低噪声玻璃钢 轴流通风机和屋顶通风机进行通风，排风换气次数按 68 次/小时进行设计。 房间补风除特殊情况外均考虑由门窗自然补风。对有防爆及有害气体要求的车间排风换气次数按 12 次/小时进行设计，除设置通风机外，同时设计可 燃或有害气体探头，并与通风机联进行锁。探头报警后通风机自动开启。（4）厂内设备发热量较大的配电室夏季采用工业用置换通风降温空调 机进行室内降温消除余热。其他季节采用机械通风的方式进行通风换气。（5）所有轴流通风机墙外側风口均加装玻璃钢弯管防护罩。（6）厂内需要设置管道通风的车间，其通风管道采用阻燃型玻璃钢风 管，法兰连接。12.8 环保节能部分（1）噪音处理：通风机等运行设备均选用高效低噪的产品，设备与基 础间加设减震装置。（2）所有生活用